專利名稱：光學信息記錄媒體及其制造方法和初始化裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括利用激光等的照射進行信息記錄再現的多個記錄層的光學信息記錄媒體及其制造方法和初始化裝置。
作為該記錄層用的相變化材料，知道的是Ge、Sb、Te、In等為主要成分的合金膜，例如GeSbTe合金。信息的記錄是部分地非晶化記錄層，形成記錄標記而進行的。信息的擦除通常是利用結晶化該記錄標記而進行的情況比較多。非晶化是利用加熱記錄層到熔點以上，之后冷卻進行的。另一方面，結晶化是利用加熱記錄層到結晶化溫度以上和熔點以下的溫度進行的。此外，記錄層的成膜一般是利用濺射形成的，但該由濺射形成的上述相變化材料的薄膜大部分情況下為非晶狀態。因而，記錄信息之前，有必要預先使記錄層成為結晶化狀態。該處理稱作初始化。
現有的進行上述初始化的初始化裝置具有包括一個光源和一個物鏡的一個光學頭，其一邊從上述光學頭向記錄媒體的記錄層照射光束，一邊令上述光學頭在規定的方向上移動，初始化上述記錄層的所希望的區域。
另一方面，近些年來，伴隨著各種信息設備的處理能力的提高，被處理的信息量越來越大。為此，就尋求能夠更加大容量且高速地記錄再現的記錄媒體。作為該大容量化和高速化的裝置，提出了包括多個記錄層，能夠從單面在各個記錄層上記錄再現信息的多層記錄媒體。(例如日本專利特開平9(1997)-91700A)。
但是，上述特開平9(1997)-91700A中的初始化方法中，由于先初始化從光束照射側看前側的記錄層，因此有記錄層上容易發生不均的問題，即，一進行初始化，結晶化的光就變得難透過，就有里側的記錄層的初始化變得不能均勻的問題。
此外，使用現有的初始化裝置初始化上述多層記錄媒體的情況下，由于1次能初始化的記錄層的數量僅是一個，因此必須要反復地進行記錄層的數量這么多次的初始化操作，就有初始化所需要的時間明顯變長的問題。此外，與記錄媒體的記錄再現中，為了使記錄密度變大，使用短波長光束的情況相反，記錄媒體的初始化中，為了使光強度變大而使用長波長光束。因而，就成為用與記錄媒體的光學設計波長不同的波長的光束進行初始化，由于令焦點位置正確地重合在記錄層上的聚焦伺服機構變得不穩定，因此記錄層上就發生初始化不均，就有記錄媒體的性能降低的問題。特別是多層記錄媒體中，必須要使焦點位置正確地重合在多個記錄層中的特定的記錄層上，上述的問題就明顯。
為了實現上述目的，本發明的光學信息記錄媒體具有多個記錄層，對于上述多個記錄層中至少一個記錄層的初始化用光束的未初始化狀態下的反射率比初始化后的反射率更小，其特征在于，由于先向上述多個記錄層中從上述光束照射側看更里側的記錄層上照射光束，后向前側的記錄層上照射光束，進行初始化，因此上述初始化的記錄層上不存在初始化不均的情況。
其次，本發明的制造方法，其特征在于，在初始化具有多個記錄層的光學信息記錄媒體時，向上述多個記錄層分別照射不同的光束，從上述光學信息記錄媒體上的半徑方向看的相同距離的位置中，先向上述多個記錄層中從上述光束照射側看更里側的記錄層照射光束，后向前側的記錄層照射光束，通過光束照射操作，使位置不同，同時初始化上述多個記錄層。
其次，本發明的另一制造方法是具有多個記錄層的光學信息記錄媒體的初始化方法，其特征在于，至少在初始化一個記錄層時，使用與結晶化記錄層的結晶化用光束不同的焦點位置控制用光束，控制結晶化用光束的焦點位置。
其次，本發明的初始化裝置是具有多個記錄層的光學信息記錄媒體的初始化裝置，其特征在于包括對于上述記錄媒體位于同一側上、向互不相同的上述記錄層上照射光束的多個光學頭；令上述光學頭在規定的方向上移動的移動裝置，上述多個光學頭中，將從上述多個記錄層的光束照射側看向更里側的記錄層上照射光束的光學頭配置在進一步進行初始化的方向上。
其次，本發明的另外的初始化裝置，其特征在于，包括至少一個光學頭和使上述光學頭在規定方向上移動的移動裝置，至少一個上述光學頭具有單一的物鏡；照射結晶化記錄層的結晶化用光束的光源；照射不使記錄層結晶化的強度的控制焦點位置用光束的光源。
圖2是示出本發明的第1實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置的主要部分的結構圖。
圖3是示出本發明的第1實施方式中的光學信息記錄媒體的主要部分的剖面說明圖。
圖4是示出本發明的第1實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置的形態的部分剖面結構圖。
圖5是示出本發明的第2實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置的部分剖面結構圖。
圖6是示出本發明的第2實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置的主要部分的部分剖面結構圖。
圖7A和圖7B是示出從本發明的第2實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置得到的聚焦失敗信號的一例的波形圖。
圖8是示出本發明的第3實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置的部分剖面結構圖。
圖9是示出本發明的第4實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置的部分剖面結構圖。
圖10A、圖10B和圖10C是示出從本發明的第4實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置得到的聚焦失敗信號的一例的波形圖。
圖11是示出本發明的第5實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置的部分剖面結構圖。
圖12是示出本發明的光學信息記錄媒體的一例的剖面圖。
發明的詳細說明本發明的光學信息記錄媒體中，對于多個記錄層中至少一個記錄層的初始化用光束的未初始化狀態下的反射率比初始化后的反射率更小，即使是初始化后的記錄媒體也能夠判別。通常的記錄媒體即使初始化之后，在內周區域和/外周區域上也殘留有沒初始化的部分。
通過檢查是測定多次重寫了信息之際的再現信號的抖動(ジツタ)(JIT)值，還是被記錄的信息能夠正常地再現而能夠判別記錄層上沒有初始化不均。
此外，對于多個記錄層中至少一個記錄層的初始化用光束的未初始化狀態下的反射率是初始化后的反射率的1/2以下，即，初始化后的反射率能夠成為未初始化狀態下的反射率的2倍以上。
此外，最好通過一個光束照射使位置不同，同時初始化上述前側的記錄層和上述里側的記錄層。因此就縮短了初始化的時間。
其次，本發明的制造方法中，使由光束照射操作的位置不同，從里側的記錄層同時初始化上述多個記錄層，因而沒有初始化不均，并且能使初始化時間縮短而能夠進行初始化。即，能夠在短時間初始化多層記錄媒體的同時，進行從光束照射側看更里側的記錄層的初始化，而不受前側記錄層的初始化的影響。
上述光束位于光學頭上，一邊使對于上述記錄媒體位于同一側上的多個光學頭在規定的方向上移動，一邊使用配置在進一步進行初始化的方向側上的光學頭，向上述多個記錄層中從光束照射側看更里側的記錄層照射光束，同時初始化上述多個記錄層。
此外，也可以使上述多個光學頭中，從至少兩個光學頭照射的光束的點的形狀互不相同。
此外，也可以在初始化上述至少一個記錄層之際，使用與結晶化記錄層的結晶化用光束不同的控制焦點位置用光束，控制結晶化用光束的焦點位置。如此就構成了聚焦伺服機構穩定的初始化方法，就能夠正確地探測記錄膜的位置。
此外，也可以在初始化上述至少一個記錄層之際，在初始化開始時，用足夠初始化的光束強度，使光學頭的焦點位置升降，讓上述記錄層部分地結晶化。因為部分結晶化后，結晶化部分的反射率就變高，因此就能夠正確地探測記錄膜的位置。其結果，就構成了即使是記錄膜的非晶狀態上的反射率非常小的記錄媒體，其聚焦伺服機構也穩定的初始化方法。
也可以在初始化上述至少一個記錄層之際，在初始化開始時，使焦點重合在與上述記錄層相比得到較大反射光量的記錄層上之后，使光學頭的焦點在上述記錄媒體的厚度方向上只移動預先定下的距離，初始化目的記錄層。利用這樣的方法也能夠正確地探測記錄膜的位置。
也可以用使上述目的記錄層不結晶化的光束的強度把焦點重合在與上述記錄層相比得到較大反射光量的記錄層上之后，使光學頭的焦點位置在上述記錄媒體的厚度方向只離開預先定下的距離后的位置升降到中心，部分地結晶化上述目的記錄層。利用這樣的方法也能夠正確地探測記錄膜的位置。
也可以用使上述目的記錄層不結晶化的光束的強度把焦點重合在與上述記錄層相比得到較大反射光量的記錄層上之后，使光學頭的焦點位置在上述記錄媒體的厚度方向上只移動預先定下的距離，該光束作為上述目的記錄層初始化足夠的強度，初始化上述目的記錄層。利用這樣的方法也能夠正確地探測記錄膜的位置。
從上述光束照射側看，初始化前側的記錄層的光束的點寬為x，初始化里側的記錄層的光束的點寬和入射角為y和θ，光束相互間的距離為z，記錄層相互間的距離為d時，光學頭的位置關系最好設定為下列關系式z＞(x/2)+(y/2)+(d·tanθ)這樣做，即使同時初始化多層記錄層，各個記錄層也能單獨地初始化，不受其它層的初始化處理的影響，因此能夠防止初始化不均的發生。
其次，根據本發明的初始化裝置，構成了能在短時間初始化多層記錄媒體的同時，進行從光束照射側看更里側的記錄層的初始化，而不受前側記錄層的初始化的影響。該裝置中包括使記錄媒體旋轉的軸電動機、向上述記錄媒體的互不相同的記錄層上照射光束的多個光學頭、設置上述光學頭的輸送臺和令上述輸送臺移動到希望的位置上的移動裝置，最好配置上述多個光學頭以使從各個光學頭照射的光束的上述記錄媒體上的半徑位置互不相同。
此外，也可以設置上述多個光學頭在同一個輸送臺上。象這樣做，就能實現裝置的簡單化和小型化。
此外，從上述多個光學頭對記錄媒體照射的光束通過基板聚焦的點徑為最小的最佳基板厚度也可以互不相同。因此，能夠用各個光學頭令光束的焦點正確地重合在各個目的記錄層上，能夠實現沒有不均的穩定的初始化。
此外，上述多個光學頭中，至少一個光學頭也可以包括使包括在上述光學頭中的物鏡上下移動的驅動裝置；計數上述物鏡上下移動次數的計數器；控制從上述光學頭照射的光束的強度和上述驅動裝置的控制器；使上述光學頭在規定方向上移動的移動裝置。因此，初始化開始時，用足夠初始化的光束強度使光學頭的焦點位置上下移動，使上述記錄層部分地結晶化，即使是記錄層的非晶狀態下的反射率非常小的記錄媒體，也構成了聚焦伺服機構穩定的初始化裝置。
此外，包括對于記錄媒體位于同一側上的、向互不相同的上述記錄層上照射光束的多個光學頭，上述多個光學頭中，也可以將從上述多個記錄層的光束照射側看向更里側的記錄層上照射光束的光學頭配置在進一步進行初始化的方向側。
此外，上述光學頭上具有物鏡和多個光源，也可以在從至少一個光源照射的光束的固有光程上設光程補償裝置。因此，能實現一邊通過物鏡的移動使由一個光源照射的光束的焦點重合在特定的記錄層上，一邊通過上述光程補償裝置使由其它光源照射的光束的焦點重合在另外的記錄層上。即，即使記錄媒體中的記錄層間的距離對于設計值不同的情況和不均一的情況下，也能夠使由多個光源照射的光束的焦點同時正確地重合在各個目的記錄層上，而成為沒有不均的穩定的初始化。上述中的物鏡最好是單一的。
此外，上述光程補償裝置最好是液晶元件或透鏡。
此外，上述多個光源的波長也可以互不相同。
如以上說明的，根據本發明的光學信息記錄媒體的制造方法和初始化裝置，聚焦伺服機構穩定，能夠在短時間內沒有不均且穩定地初始化包括多個記錄層的多層記錄媒體。此外，本發明的光學信息記錄媒體成為在記錄層上無初始化不均的高性能的多層記錄媒體。
(第1實施方式)圖1是本發明的第1實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置的結構圖，示出了設置具有2個記錄層的信息記錄媒體1的狀態。記錄媒體1在由聚碳酸酯構成的厚度大約為1.1mm的基板6上依次形成第1記錄層5、厚度大約為0.04mm的透明分離層4、由厚度大約為100nm的半透明層構成的第2記錄層3，其上面設有保護膜2，記錄層3和5上設有由深度大約為20nm、寬大約為0.2μm、磁道間距大約為0.32μm的溝構成的、在記錄再現時設有跟蹤激光的導向溝(圖上沒有示出)。
圖12示出記錄媒體1的更詳細的構造。圖12中，記錄層3由介質材料(ZnS-SiO2、厚度50nm)構成的保護層33、GeSbTe薄膜(厚度7nm)構成的相變化層34和介質材料(ZnS-SiO2、厚度40nm)構成的保護層35的多層薄膜而構成，由于相變化層34利用初始化等從非晶狀態變化成結晶狀態，因此其反射率增大，穿透率降低。記錄層5由介質材料(ZnS-SiO2、厚度60nm)構成的保護層36、GeSbTe薄膜(厚度10nm)構成的相變化層37、介質材料(ZnS-SiO2、厚度30nm)構成的保護層38和金屬材料(Ag合金、厚度100nm)構成的反射層39的多層薄膜而構成，由于相變化層37從非晶狀態變化成結晶狀態，因此其反射率增大。再有，透明分離層4由厚度0.04mm的紫外線硬化樹脂形成，保護膜2由0.07mm的聚碳酸酯板和厚度0.01mm的紫外線硬化樹脂形成。
圖1中，初始化裝置由軸電動機7、2個光學頭8a和8b、設置上述光學頭的輸送臺9、使上述輸送臺移動到所希望的位置上的移動裝置10和控制器11構成。
圖2示出光學頭8a和8b的構造。該光學頭上，從由波長800nm的半導體激光構成的光源12射出的光束通過準直透鏡(collimatorlens)13、分光鏡14、1/4波長板15和物鏡16聚焦在記錄媒體上。該聚焦的光束通過音頻線圈(ボイスコイル)17調整物鏡16的位置，使焦點重合在記錄媒體中的記錄層上。從記錄層反射的光再通過物鏡16和1/4波長板15，用分光鏡14反射，射入到檢測器18上，變換成電信號，用于音頻線圈17的控制。
圖1中，從光學頭8a和8b照射的光束用上述方法令焦點分別重合在記錄層3和5上。上述光束在記錄層上形成的點的形狀為記錄媒體的徑向上長度為100μm，周向上長度為1μm的橢圓形。此外，光學頭8b配置在對于光學頭8a大約1mm的記錄媒體的外周側上。在進行初始化之際，一邊使設置記錄媒體1的軸電動機7旋轉，一邊在令光束的焦點重合在記錄層上的狀態下，由輸送臺9令光學頭8a和8b從上述記錄媒體的內周側向外周側按記錄媒體1每旋轉1周就有50μm的螺距移動。這時，控制軸電動機7的旋轉次數，使光學頭8a的位置中的線速度成為大致恒定。因此，由于能夠同時初始化記錄層3和5，所以能夠實現包括多個記錄層的多層記錄媒體的短時間的初始化。
這時，由于光學頭8b對于光學頭8a配置在光學頭移動方向上的記錄媒體的外周側上，所以在記錄媒體上的同一位置上，記錄層5被初始化后記錄層3被初始化。即，記錄層5的初始化通過未初始化狀態(即，穿透率高的狀態)的記錄層3照射光束而進行。因而，具有能夠在記錄層3引起的光束強度衰減小的狀態下，效率高且不受記錄層3的初始化不均影響地實施記錄層5的初始化的優點。因而，本實施方式中的具有多個記錄層的光學信息記錄媒體成為記錄層上無初始化不均的高性能的多層記錄媒體。
在此，所謂初始化不均，是記錄層的部分或以致全部結晶化不足夠的情況，記錄信息時，直到其記錄層的結晶狀態穩定期間，每重寫一次，作為信號質量的抖動值就變動，就產生所謂記錄的信息不能正常再現的情況的不妥。抖動值的變動量最好在2％以內，有這以上的變動的狀態就為初始化不均。
在本實施方式中的多層記錄媒體上，按線速度5.3m/s，用NA＝0.85的物鏡由聚焦的波長405nm的激光進行重寫試驗。記錄的信號是用標記的長度和間隙(スペ-ス)的長度(即，標記的前端和后端的邊沿(エツジ)的位置)承載信息的PWM記錄方式，按參考時鐘T＝15.1nsec的1-7PP方式調制的隨機(ランダムrandom)信號。激光根據記錄信號調制成脈沖狀進行照射，其最大功率和最低功率在記錄層3上設定為10mW和4mW，在記錄層5上設定為10mW和5mW。前期的峰值功率和最低功率分別改變功率，為了10次重寫時的抖動值為最小而選擇前期隨機信號。該條件下，進行10次重寫，測定其每1次的再現信號的抖動值。其結果，記錄層3和記錄層5的兩方中的抖動值在10～11％范圍。即，抖動值的變動量是1％以內，不被認為初始化不均。
對此，用現有的先從光束照射側看前側開始初始化的方法初始化的情況下，剛剛進行同樣的重寫試驗，記錄層5上從第1次到第10次期間的JIT值就在10～14％范圍變動，就認為其初始化不均。
以下對光學頭8a和8b的最好的位置關系進行說明。圖3是圖1中的記錄媒體1的光束照射部分的徑向剖面圖。光束8a’在記錄層3上的徑向的點長度和光束8b’在記錄層5上的徑向的點長度分別為x和y，光束8b’的入射角為θ，透明分離層的厚度為d時，從光學頭8a和8b照射的光束8a’和8b’的記錄媒體1上的半徑位置的差z最好滿足關系式z＞(x/2)+(y/2)+(d·tanθ)設定光學頭8a和8b的位置關系。
再有，光束的入射角θ在物鏡的數值口徑為NA，基板的折射率為n時具有NA＝n·sinθ的關系。
在此，半徑位置的差z最好在0.1～2mm的范圍，點長度x和y最好在50～200μm的范圍，NA最好在0.3～0.7的范圍，透明分離層的厚度d最好為10～60μm。
上述中，從光束8a’在記錄層3上的點的中心到徑向的點的端部的長度是x/2，從光束8b’在記錄層3上的點的中心到徑向的點的端部的長度是(y/2)+(d·tanθ)，為使光束8a’和8b’的點的中心距離z比兩者的和(x/2)+(y/2)+(d·tanθ)大，記錄層3上光束8a’和8b’不重合。即，光束8b’不通過初始化狀態的記錄層3而照射在記錄層5上。再有，一增大光束8a’和8b’的記錄媒體1上的半徑位置的差到需要的值以上，從開始記錄層5的初始化到開始記錄層3的初始化的待機時間就變長，全部初始化所需要的時間就變長，但能按生產節拍時間(初始化1片記錄媒體的時間)的允許范圍進行設定。
另外，由于光學頭8a和8b被設在同一個輸送臺上，因此輸送裝置和其控制電路可以與光學頭為一個時的情況相同，具有在能夠縮小使用2個光學頭的裝置的尺寸的同時，能夠按正確的位置關系設置2個光學頭的優點。
下面，對根據記錄層3和5的距離預先設計上述光學頭，以使從光學頭8a和8b照射的光束通過基板聚焦的點徑為最小的最佳基板厚度互不相同的例子進行說明。
圖1中，光學頭8a的光學系統被設定成使上述最佳基板厚度為0.08mm，同時光學頭8b的光學系統被設定成使上述最佳基板厚度為0.12mm。因此，光學頭8a在向記錄媒體1照射光束之際，在透過厚度0.08mm的保護膜的位置上，即在記錄層3上聚結無相差的焦點。另一方面，光學頭8b在向記錄媒體1照射光束之際，在透過厚度0.08mm的保護膜、厚度100nm的記錄層3和厚度0.04mm的透明分離層的位置上，即記錄層5上聚結幾乎無相差的焦點。因而，具有能夠用各個光學頭在各個目的記錄層上正確地聚結光束的焦點，能夠穩定地沒有不均地初始化的優點。
上述實施方式中，從光學頭8a和8b照射的光束在記錄層上的點的形狀為相同的，但即使為互不相同的點的形狀也可以。記錄層3和記錄層5由于構造不同而熱特性不同，即使照射的光束的點的形狀是相同的，照射上述光束時的溫度分布的形狀也不同。因而，為根據進行初始化的記錄層的熱特性而形成的點的形狀，能夠穩定地沒有不均地初始化。
此外，上述實施方式中，對具有2個光學頭的初始化裝置和具有2層記錄層的記錄媒體的組合進行了說明，但光學頭的數量即使在3個以上也可以，應該令光學頭的數量與記錄層的數量一致，具有n層記錄層的記錄媒體中，能夠實現光學頭為一個的情況下的n倍速度的初始化。圖4是設有3個光學頭的例子的結構圖，示出設置具有3個記錄層的信息記錄媒體1’的狀態。除了設有第3個光學頭8c的情況外，與圖1示出的初始化裝置的結構相同。此外，光學頭8c是與圖2示出的光學頭8a和8b相同的構造。光學頭8c是向從記錄媒體1’的光束照射側看最里側的記錄層上照射光束進行初始化的光學頭，其在3個光學頭中被配置在最靠近移動方向側上。因此，與圖1中說明的具有2個光學頭的初始化裝置初始化具有2層記錄層的記錄媒體的情況相同，即使是具有3層記錄層的記錄媒體，也能夠在短時間初始化的同時，不受前側記錄層初始化不均的影響而進行從光束照射看更里側的記錄層的初始化。
此外，進行初始化時的光學頭的移動方向也可能為從記錄媒體的外周側向內周側的方向。該情況下，如果將光學頭8b配置在對于光學頭8a是光學頭的移動方向的記錄媒體的內周側上也行。
(第2實施方式)圖5是本發明的第2實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置的結構圖，示出設置信息記錄媒體1的狀態，除光學頭外，與圖1示出的第1實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置具有同樣的結構。
光學頭8d具有單一的物鏡、照射結晶化記錄層的結晶化用光束的光源和照射不使記錄層結晶化的強度的控制焦點位置用光束的光源，圖6示出其結構。
該光學頭中包括由波長分別為800nm和680nm的半導體激光構成的光源40和41。
圖6中，波長選擇性反射鏡(ミラ-)46透過光源40的波長的光，反射光源41的波長的光。從光源40射出的光束透過波長選擇性反射鏡46，通過物鏡47，作為結晶化用光束49照射在記錄層上。另一方面，從光源41射出的光束通過準直透鏡43、分光鏡44和1/4波長板45，用波長選擇性反射鏡46反射，通過物鏡47，作為控制焦點位置用光束50照射在記錄媒體的記錄層上。從記錄層反射的控制焦點位置用光束50再通過物鏡47，用波長選擇性反射鏡46反射，通過1/4波長板45，用分光鏡44反射，射入到檢測器51上，變換成電信號。根據該電信號，利用控制音頻線圈48來調整物鏡47的位置，令結晶化用光束49的焦點位置重合在記錄層上。
該初始化裝置在結晶化用光束的波長在記錄層3的非晶狀態下的反射率非常低的記錄媒體的情況下非常有效。通常，由于多層記錄媒體容易進行向從光束照射側看里側的記錄層的記錄再現，因此設計其光學系統，以使前側的記錄層的穿透率變大。隨之，前側的記錄層的反射率變小。
本發明的一個實施方式中的光學信息記錄媒體除各層的膜厚外，具有與圖12說明的多層記錄媒體相同的結構。
各記錄層的反射率和穿透率有波長依存性(相關性)，對于波長800nm的光，記錄層3的非晶狀態下的反射率是1％，穿透率是60％，記錄層5的結晶狀態的反射率是10％。此外，對于波長680nm的光，記錄層3的非晶狀態下的反射率是3％，穿透率是50％，記錄層5的結晶狀態的反射率是8％。
由于為了不受記錄層3的初始化不均的影響等，因此在記錄層3的初始化之前進行記錄層5的初始化。因而，在進行記錄層3的初始化之際，記錄層3是非晶狀態，記錄層5成為結晶狀態。
這時，對于來自照射波長800nm的結晶化用光束的情況的記錄層3的反射光量是1％的情況，來自記錄層5的反射光量是3.6％(10％×60％×60％)。因而，用刀刃法(ナイフエツジ法)和象散性法等一般方法來重合光束焦點的情況下，從記錄層3得到的聚焦失敗信號與從記錄層5得到的聚焦失敗信號的強度比是1/3.6。
圖7A是表示從這時的各記錄層得到的聚焦失敗信號的強度的圖，箭頭a是記錄層3中的S曲線，箭頭b是記錄層5中的S曲線。聚焦失敗信號的強度由于記錄層5這方與記錄層3比為3倍以上的大小，因此記錄層3與記錄層5的間隔為0.04mm的短的記錄媒體1上，從記錄層3和記錄層5得到的聚焦失敗信號，即所謂S曲線的分離就變得困難。因而，光束的焦點就重合在反射光量大的記錄層5上，令焦點重合在反射光量小的記錄層3上的操作就變得困難，一邊用結晶化用光束重合焦點，一邊初始化記錄層3的操作就困難。
對此，本實施方式中的初始化裝置上，使用波長680nm的焦點位置控制用光束控制結晶化用光束的焦點位置。對于來自從照射波長680nm的光束的情況的記錄層3的反射光量是3％的情況，來自記錄層5的反射光量是2.5％(10％×50％×50％)。
因而，從記錄層3得到的聚焦失敗信號與從記錄層5得到的聚焦失敗信號的強度比是3/2.5。圖7B是表示從這時的各記錄層得到的聚焦失敗信號的強度的圖，箭頭a是記錄層3中的S曲線，箭頭b是記錄層5中的S曲線。記錄層3這方的聚焦失敗信號的強度大，能夠準確地令焦點重合在記錄層3上。
因而，本實施方式中的具有多個記錄層的光學信息記錄媒體成為記錄層上無初始化不均的高性能的多層記錄媒體。
再有，結晶化用光束和控制焦點位置用光束的波長可以根據記錄媒體的光學特性而適當地設定。
(第3實施方式)圖8是本發明的第3實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置的結構圖，示出設置第1實施方式中說明的具有2個記錄層的信息記錄媒體1的狀態，除分別在另外的輸送臺9和9’上設有光學頭8a和8b外，與圖1示出的第1實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置具有相同的結構。
從光學頭8a和8b照射的光束用上述方法令焦點分別重合在記錄層3和5上。上述光束在記錄層上形成的點的形狀為記錄媒體的徑向上長度為100μm，周向上長度為1μm的橢圓形。此外，光學頭 8b配置在對于光學頭8a大約1mm的記錄媒體的外周側上。在進行初始化之際，一邊令設置記錄媒體1的軸電動機7旋轉，一邊在令光束的焦點重合在記錄層上的狀態下，由輸送臺9和9’令光學頭8a和8b從上述記錄媒體的內周側向外周側按記錄媒體1每旋轉1周就有50μm的螺距移動。這時，控制軸電動機7的旋轉次數，使光學頭8a的位置中的線速度變得大致恒定。因此，由于能夠同時初始化記錄層3和5，所以能夠實現包括多個記錄層的多層記錄媒體的短時間的初始化。
這時，由于光學頭8b對于光學頭8a配置在光學頭移動方向上的記錄媒體的外周側上，所以在記錄媒體上的同一位置上，記錄層5被初始化后記錄層3被初始化。即，記錄層5的初始化通過未初始化狀態(即，穿透率高的狀態)的記錄層3照射光束而進行。因而，能夠實施在取決于記錄層3的光束強度衰減小的狀態下，效率高且不受記錄層3的初始化不均影響的記錄層5的初始化。
此外，由于分別在另外的輸送臺上設光學頭8a和8b，雖然裝置規模稍微變大，但是由于使用現有的輸送裝置而具有能夠降低制造成本的優點。
再有，進行初始化時的光學頭的移動方向也可能是從記錄媒體的外周側向內周側的方向。該情況下，如果將光學頭8b配置在對于光學頭8a是光學頭移動方向的記錄媒體的內周側也可以。
另外，與第2實施方式中的初始化裝置同樣，也可以在光學頭上設有照射結晶化用光束和照射控制焦點位置用光束的2個光源。
(第4實施方式)本發明的第4實施方式涉及具有多個記錄層，從光束照射側看前側的記錄層的非晶狀態中的反射率小的光學信息記錄媒體的初始化方法和初始化裝置。
圖9是本實施方式中的初始化裝置的結構圖，示出設置第2實施方式中說明的具有2個記錄層的信息記錄媒體1的狀態，除設有計數物鏡上下移動次數的計數器52外，與圖1示出的第1實施方式中的初始化裝置具有相同的結構，包括圖2示出的光學頭。
在初始化記錄層3之際，在初始化開始時，從光學頭8a照射的光束為足夠初始化的強度，利用用控制器11控制，驅動圖2中的音頻線圈17，令物鏡上下移動，令上述光束的焦點位置僅上下移動規定的次數。令光束的焦點位置上下移動的范圍為至少包括記錄層3的區域，在此預先制定的位置的參考值為100μm。這時，利用計數器52計數物鏡上下移動的次數，由控制器11控制其次數。
利用該操作使記錄層3部分地結晶化，使用來自該部分結晶化而反射率變大的記錄層3的反射光，令光學頭8a的焦點重合在記錄層3上。因此，能夠準確地令光束的焦點重合在記錄層3上進行初始化。
上述物鏡上下移動的次數根據記錄媒體和光學頭的相對速度及上下移動的速度進行設定，最好為2次以上。
該初始化方法在初始化從光學頭8a照射的光束的波長在記錄層3的非晶狀態下的反射率非常低的記錄媒體的情況下特別有效。
本發明的一個實施方式中的光學信息記錄媒體除各層的膜厚外，具有與圖12說明的多層記錄媒體相同的結構，記錄層3的非晶狀態下的反射率是1％，結晶狀態下的反射率是6％，非晶狀態下的穿透率是60％，結晶狀態下的穿透率是30％，記錄層5的非晶狀態下的反射率是15％，結晶狀態下的反射率是10％。記錄層5已經初始化，記錄層3初始化前的狀態下，對于來自記錄層5的反射光量是3.6％(10％×60％×60％)的情況，來自記錄層3的反射光量是1％。
因而，用刀刃法和象散性法等一般方法來重合光束的焦點的情況下，從記錄層3得到的聚焦失敗信號與從記錄層5得到的聚焦失敗信號的強度比為1/3.6，非常小。圖10A是表示從這時的各記錄層得到的聚焦失敗信號的強度的圖，箭頭a和b分別是記錄層3和5中的S曲線。
聚焦失敗信號的強度由于記錄層5這方與記錄層3的比為3倍以上的大小，因此在記錄層3與記錄層5的間隔為0.04mm的短的記錄媒體1上，從記錄層3和記錄層5得到的聚焦失敗信號，即所謂S曲線的分離就變得困難。因而，光束的焦點就重合在反射光量大的記錄層5上，令焦點重合在反射光量小的記錄層3上的操作就變得困難，一邊用結晶化用光束重合焦點，一邊初始化記錄層3的操作就困難。
但是，記錄層3的初始化開始時，由于令光學頭8a的焦點位置上下移動，用足夠初始化的光束強度部分地結晶化記錄層3，因此來自記錄層3的反射光量為6％，來自記錄層5的反射光量為0.9％(10％×30％×30％)，從記錄層3得到的聚焦失敗信號與從記錄層5得到的聚焦失敗信號的強度比等于6/0.9。圖10B是表示從這時的各記錄層得到的聚焦失敗信號的強度的圖，箭頭a和b分別是記錄層3和記錄層5中的S曲線。聚焦失敗信號的強度記錄層3這方非常大，能夠準確地令焦點重合在記錄層3上。
此外，圖10C示出從初始化中的各記錄層得到的聚焦失敗信號的強度。箭頭a和b分別是記錄層3和記錄層5中的S曲線。本實施方式中記錄層上的光束的徑向長度是100μm，螺距是50μm的的情況下，由于光束點的一半涉及已經初始化的區域，來自記錄層3的反射光量是3.5％((1％+6％)/2)，來自記錄層5的反射光量是2.25％((3.6％+0.9％)/2)，從記錄層3得到的聚焦失敗信號與從記錄層5得到的聚焦失敗信號的強度比為3.5/2.5，足夠大，因此能夠準確地令光束的焦點重合在記錄層3上。
因而，本實施方式中的具有多個記錄層的光學信息記錄媒體成為記錄層上無初始化不均的高性能的多層記錄媒體。
再有，光束點的形狀與螺距的關系最好設定成從記錄層3得到的聚焦失敗信號比從記錄層5得到的聚焦失敗信號更大。
此外，也有作為縮小物鏡上下移動的范圍而擴大每1次初始化范圍的方法，一旦令光束的焦點重合在反射光量大且S曲線的振幅大的記錄層上，就特定其它記錄層的位置后進行初始化。
在記錄層3的初始化開始時，進行令從光學頭8a照射的光束的焦點重合在記錄層5上的聚焦操作之后，中止聚焦操作，在下移光學頭8a的焦點位置僅相當于記錄層3和記錄層5的間隔0.04mm距離的基礎上，最好用足夠初始化的光束強度，令光學頭8a上下移動。因此，用光學頭8a短距離的上下移動，光束的焦點就能夠準確地通過記錄層3。因而，準確地進行記錄層3的初始化開始時的部分地結晶化的同時，能夠防止光學頭8a向記錄媒體的碰撞。在此，令焦點重合在記錄層5之前就出錯而令記錄層3部分地結晶化的情況下，由于來自記錄層3的反射光量變大，來自記錄層5的反射光量變小，因此與記錄層5出現誤差，令焦點重合在了記錄層3上，其結果，進行記錄層3的初始化時的光學頭8a的位置上就有產生錯誤的可能性。因而，令光束的焦點重合在記錄層5上時，其強度最好為不使記錄層3結晶化的強度。因此，能防止在令焦點重合在記錄層5上之前就出錯而部分地結晶化記錄層3的事情的發生。即，能夠正確地設定進行記錄層3的初始化時的光學頭8a的位置。
(第5實施方式)本發明的第5實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置除光學頭外，與圖1示出的第1實施方式中的光學信息記錄媒體的初始化裝置具有相同的結構。圖11示出該光學頭的結構。該光學頭上包括由各個波長為680nm和800nm的互不相同波長的半導體激光構成的光源19和20。
圖11中，波長選擇性反射鏡27透過光源19的波長的光，反射光源20的波長的光。從光源20射出的光束通過準直透鏡22、分光鏡24和1/4波長板26，用波長選擇性反射鏡27反射，通過物鏡28聚焦到記錄層5上。從記錄層5反射的光束再通過物鏡28，用波長選擇性反射鏡27反射，通過1/4波長板26，用分光鏡24反射，射入到檢測器32上，變換成電信號，用于控制音頻線圈29。另一方面，從光源19射出的光束通過由液晶元件構成的光程補償裝置30、準直透鏡21、分光鏡23和1/4波長板25，透過波長選擇性反射鏡27，通過物鏡28聚焦到記錄層3上。從記錄層3反射的光束再通過物鏡28，透過波長選擇性反射鏡27，通過1/4波長板25，用分光鏡23反射，射入到檢測器31上，變換成電信號，用于控制光程補償裝置30。
從光源20射出的光束利用由音頻線圈29調整物鏡28的位置，能夠使焦點重合在具有2個記錄層的記錄媒體1中的其中一方記錄層5上。此外，與此同時，使光源19射出的光束的焦點正確地重合在另一方的記錄層3上的時候，由于對于由記錄媒體1的振動引起的記錄層位置的變動與記錄層5是共同的，因此利用使來自如上所述光源20的光束的焦點重合在記錄層5上進行補償，但由于透明分離層4的厚度不均等的變動與記錄層5是獨立的，因此僅用該方法不能進行補償。
為了補償該記錄層3固有的變動，本實施方式的初始化裝置利用光程補償裝置工作，改變光束的強度和相位的分布，根據透明分離層4的厚度不均等調整焦點的位置，就能夠令從光源19射出的光束的焦點正確地重合在記錄層3上。
因而，根據本實施方式中的初始化裝置，能夠將從一個光源照射的光束利用物鏡的移動令焦點重合在特定的記錄層上的同時，利用上述光程補償裝置從其它光源照射的光束的焦點重合在另外的記錄層上。因此，即使在記錄媒體中的透明分離層4的厚度對于設計值不同的情況下和不均一的情況下，也能夠使多個光源照射的光束的焦點同時正確地重合在各個目的記錄層上，成為能夠沒有不均地穩定地初始化。此外，使用相同物鏡的情況下，由于短波長光與長波長光比焦點距離變短，因此利用讓初始化靠近記錄媒體的光束入射面的記錄層3所用的光源19的波長比初始化遠離光束入射面的記錄層5所用的光源20的波長短，光學系統的設計就很容易。
再有，上述實施方式中，光程補償裝置使用液晶元件，但也可以由包括可動裝置的透鏡而構成，例如利用壓電元件等的可動裝置，設置的地方也可以在準直透鏡21與分光鏡23之間。
另外，在從光源20照射的光束的固有光程上設有光程補償裝置30，利用由音頻線圈29調整物鏡28的位置進行使光源19照射的光束的焦點重合在記錄層5上的操作，也可以利用操作光程補償裝置30來調整從光源20照射的光束的焦點位置。
此外，將照射在記錄層5上的光束的位置配置在比照射在記錄層3上的光束的位置更靠近光學頭的移動方向側上，記錄層上的2個光束不重疊的例子中，具有能夠不受記錄層3的初始化不均的影響而進行記錄層5的初始化的優點。
此外，上述實施方式中，讓初始化靠近記錄媒體的光束入射面的記錄層3所用的光源19的波長比初始化遠離光束入射面的記錄層5所用的光源20更短，但使用隨著波長變短而記錄層3的穿透率增大的材料來構成等的情況下，也可以使光源19的波長比光源20的波長更長。
此外，光源的數量也可以是3個以上，沒必要與記錄媒體的記錄層的數量一致。
另外，作為光源，使用波長互不相同的半導體激光，但把光源19，20射出的光束的光程做成互不相同的角度、用檢測器部分使來自記錄媒體的反射光成像的位置不同等、在使用分離來自從不同光源射出的光束的記錄媒體的反射光的另外裝置的情況下，即使是相同波長的光源也可以。
上述第1至第5實施方式中，光源的波長和物鏡的數值口徑根據初始化對象的記錄媒體中的記錄層的光學特性、基板的厚度等，能夠適當地設計。
此外，上述說明中，利用磁盤狀的信息記錄媒體進行了說明，但也能夠應用在卡片狀等其他形狀的多層記錄媒體上。
權利要求
1.一種光學信息記錄媒體，其特征在于，具有多個記錄層，對于上述多個記錄層中至少一個記錄層的初始化用光束的未初始化狀態下的反射率比初始化后的反射率更小，由于先向上述多個記錄層中的從上述光束照射側看更里側的記錄層上照射光束，后向前側的記錄層上照射光束，進行初始化，因此上述初始化的記錄層上不存在初始化不均。
2.如權利要求1所述的光學信息記錄媒體，其特征在于，對于上述多個記錄層中至少一個記錄層的初始化用光束的未初始化狀態下的反射率是初始化后的反射率的1/2以下。
3.如權利要求1所述的光學信息記錄媒體，其特征在于，用一個光束照射上述里側的記錄層和上述前側記錄層，使位置不同且同時進行初始化。
4.一種光學信息記錄媒體的制造方法，其特征在于，初始化具有多個記錄層的光學信息記錄媒體時，在上述多個記錄層上分別照射不同的光束，從上述光學信息記錄媒體上的半徑方向看的相同距離的位置中，先向上述多個記錄層中從上述光束照射側看更里側的記錄層上照射光束，后向前側的記錄層上照射光束，用光束照射操作使位置不同，同時初始化上述多個記錄層。
5.如權利要求4所述的光學信息記錄媒體的制造方法，其特征在于，上述光束位于光學頭上，一邊使對于上述記錄媒體位于同一側上的多個光學頭向規定的方向移動，一邊使用配置在進一步進行初始化的方向側上的光學頭，向上述多個記錄層中的從光束照射側看更里側的記錄層照射光束，同時初始化上述多個記錄層。
6.如利要求5所述的光學信息記錄媒體的制造方法，其特征在于，從上述多個光學頭中至少2個光學頭照射的光束的點的形狀互不相同。
7.如權利要求4所述的光學信息記錄媒體的制造方法，其特征在于，在初始化上述至少一個記錄層時，使用與結晶化記錄層的結晶化用光束不同的控制焦點位置用光束，控制結晶化用光束的焦點位置。
8.如權利要求4所述的光學信息記錄媒體的制造方法，其特征在于，在初始化上述至少一個記錄層時，在初始化開始時，用足夠初始化的光束強度使光學頭的焦點位置上升下降，使上述記錄層部分地結晶化。
9.如權利要求4所述的光學信息記錄媒體的制造方法，其特征在于，在初始化上述至少一個記錄層時，在初始化開始時，使焦點重合在與上述記錄層相比得到更大反射光量的記錄層上之后，使光學頭的焦點位置在上述記錄媒體的厚度方向上僅移動預先制定的距離為目的，初始化記錄層。
10.如權利要求4所述的光學信息記錄媒體的制造方法，其特征在于，用使上述目的記錄層不結晶化的光束強度把焦點重合在與上述記錄層相比得到更大反射光量的記錄層上之后，使光學頭的焦點位置在上述記錄媒體的厚度方向上只離開預定距離后的位置升降到中心，部分地結晶化上述目的的記錄層。
11.如權利要求4所述的光學信息記錄媒體的制造方法，其特征在于，用使上述目的的記錄層不結晶化的光束強度把焦點重合在與上述記錄層相比得到更大反射光量的記錄層上之后，使光學頭的焦點位置在上述記錄媒體的厚度方向上只移動預先定下的距離，將該光束作成上述目的的記錄層初始化足夠的強度，初始化上述目的的記錄層。
12.如權利要求4所述的光學信息記錄媒體的制造方法，其特征在于，從上述光束照射側看，初始化前側記錄層的光束的點寬為x，初始化里側記錄層的光束的點寬和入射角為y和θ，光束相互間的距離為z，記錄層相互間的距離為d時，設定光學頭的位置關系，使下列關系式成立z＞(x/2)+(y/2)+(d·tanθ)。
13.一種光學信息記錄媒體的制造方法，是具有多個記錄層的光學信息記錄媒體的初始化方法，其特征在于，在初始化至少一個記錄層時，使用與結晶化記錄層的結晶化用光束不同的控制焦點位置用光束，控制結晶化用光束的焦點位置。
14.如權利要求13所述的光學信息記錄媒體的制造方法，其特征在于，上述多個記錄層中，從光束照射側看初始化后層之后，初始化前層。
15.如權利要求13所述的光學信息記錄媒體的制造方法，其特征在于，一邊使對于上述記錄媒體位于同一側上的多個光學頭在規定的方向上移動，一邊使用配置在進一步進行初始化的方向側的光學頭，向上述多個記錄層中從光束照射側看更里側的記錄層上照射光束，同時初始化上述多個記錄層。
16.一種具有多個記錄層的光學信息記錄媒體的初始化裝置，其特征在于，包括對于上述記錄媒體位于同一側上、向互不相同的上述記錄層上照射光束的多個光學頭和使上述光學頭在規定的方向上移動的移動裝置，上述多個光學頭中，將從上述多個記錄層的光束照射側看向更里側的記錄層上照射光束的光學頭配置在進一步進行初始化的方向側上。
17.如權利要求16所述的初始化裝置，其特征在于，從上述光束照射側看，初始化前側記錄層的光束的點寬為x，初始化里側記錄層的光束的點寬和入射角為y和θ，光束相互間的距離為z，記錄層相互間的距離為d時，設定光學頭的位置關系，使下列關系式成立z＞(x/2)+(y/2)+(d·tanθ)。
18.如權利要求16所述的初始化裝置，其特征在于，從上述多個光學頭中至少兩個光學頭照射的光束的點的形狀互不相同。
19.如權利要求16所述的初始化裝置，其特征在于，其包括使上述記錄媒體旋轉的軸電動機；向上述記錄媒體的互不相同的記錄層上照射光束的多個光學頭；設置上述光學頭的輸送臺；使上述輸送臺移動到所希望的位置上的移動裝置，配置上述多個光學頭以使從各個光學頭照射的光束的上述記錄媒體上的半徑位置互不相同。
20.如權利要求19所述的初始化裝置，其特征在于，在同一輸送臺上設置上述多個光學頭。
21.如權利要求19所述的初始化裝置，其特征在于，從上述多個光學頭對記錄媒體照射的光束通過基板聚焦的點徑為最小的最佳基板厚度互不相同。
22.如權利要求16所述的初始化裝置，上述多個光學頭中，至少一個光學頭包括使設于上述光學頭上的物鏡上下移動的驅動裝置；計數上述物鏡上下移動次數的計數器；控制從上述光學頭照射的光束的強度和上述驅動裝置的控制器；把上述光學頭在規定的方向上移動的移動裝置。
23.一種光學信息記錄媒體的初始化裝置，其特征在于，包括至少一個光學頭和使上述光學頭在規定的方向上移動的移動裝置，上述光學頭的至少一個具有單一的物鏡；照射結晶化記錄層的結晶化用光束的光源；照射不使記錄層結晶化的強度的控制焦點位置用光束的光源。
24.如權利要求23所述的初始化裝置，其特征在于，包括對于上述記錄媒體設于同一側上，向互不相同的上述記錄層上照射光束的多個光學頭，上述多個光學頭中，將從上述多個記錄層的光束照射側看向更里側的記錄層上照射光束的光學頭配置在進一步進行初始化的方向側上。
25.如權利要求23所述的初始化裝置，其特征在于，上述光學頭上具有物鏡和多個光源，由至少一個光源照射的光束的固有光程上包括光程補償裝置。
26.如權利要求25所述的初始化裝置，其特征在于，上述光程補償裝置是液晶元件或透鏡。
27.如權利要求25所述的初始化裝置，其特征在于，上述多個光源的波長互不相同。
全文摘要
一種光學信息記錄媒體(1)，具有多個記錄層(3，5)，對于上述多個記錄層(3，5)中至少一個記錄層的初始化用光束的未初始化狀態下的反射率比初始化后的反射率更小，由于先向從上述光束照射側看更里側的記錄層(5)上照射光束，后向前側的記錄層(3)上照射光束，進行初始化，因此就成為上述初始化的記錄層(3，5)上不存在初始化不均的光學信息記錄媒體(1)。該初始化方法在從上述光學信息記錄媒體上的半徑方向看的相同距離的位置中，先向上述多個記錄層中從上述光束照射側看更里側的記錄層(5)上照射光束，后向前側的記錄層(3)上照射光束，通過光束照射操作，使位置不同，而同時初始化上述多個記錄層。因此，能夠沒有不均且在短時間初始化。
文檔編號G11B7/135GK1405760SQ02143000
公開日2003年3月26日 申請日期2002年6月14日 優先權日2001年6月14日
發明者秋山哲也, 宮川直康, 西內健一, 西原孝史 申請人:松下電器產業株式會社