MEDIO OPTICO DE ALMACENAMIENTO DE. DATOS APILADO DOBLE Y USO DEL MISMO
Descripción de la Invención La invención se refiere a un medio óptico de almacenamiento de datos apilado doble para por lo menos leerse usando un haz de radiación enfocado con una longitud de onda ? entre 400 nm y 410 nm y una Abertura Numérica (NA por sus siglas en inglés) entre 0.84 y 0.86, entrando a través de una cara de entrada del medio durante la lectura, que comprende : - un sustrato con presencia en un lado del mismo: - un primer apilado de capas nombrado LO, que comprende una primera capa de información, - un segundo apilado de capas nombrado Ll, que comprende una segunda capa de información, Ll está presente en una posición más cercana a la cara de entrada y LO más distante de la cara de entrada que Ll, una capa espacial transparente de haz de radiación entre LO y Ll, una capa de cubierta transparente de haz de radiación entre la cara de entrada y Ll - un apilado de transmisión nombrado TS0 con un espesor DTso y un índice de refracción efectivo nTSo que contiene todas las capas entre LO y la cara de entrada, REF. 158918 - un apilado de transmisión nombrado TS1 con un espesor dTSi y un índice de refracción efectivo nTS1 que contiene todas las capas entre Ll y la cara de entrada. La invención también se refiere al uso de tal medio . Una modalidad de un medio de registro óptico es conocida del documento "New Replication Process Using Function-assigned Resins for Dual-layered Disc with 0.1 mm thick Cover layer", por K. Hayashi, K. Hisada y E. Ohno, Technical Digest ISOM 2001, Taipei, Taiwán. Un espesor de capa espacial mínimo de 30 ym fue descrito. Existe una impulsión constante para obtener un medio de almacenamiento óptico apropiado para el registro y reproducción, que tiene una capacidad de almacenamiento de 8 Gigabytes (GB) o más. Este requerimiento se cumple por algún Digital Video Disk o también a veces por formatos Digital Versatile Disk (DVD) . Los formatos de DVD se pueden dividir en DVD-ROM que son exclusivamente para la reproducción, DVD-RAM, DVD-RW y DVD+RW, que son también usados para el almacenamiento de datos re-escribibles, y DVD-R, que es gravable una vez. Actualmente los formatos de DVD comprenden discos con capacidades de 4.7 GB, 8.5 GB, 9.4 GB y 17 GB . Los formatos 8.5 GB y, en particular, el 9.4 GB (DVD- 9) y el 17 GB (DVD-18) exhiben construcciones más complicadas y comprenden generalmente capas de almacenamiento de información múltiple. El formato de DVD re-escribible de una sola capa de 4.7 GB es de fácil manipulación, comparable, por ejemplo, a un disco compacto convencional (CD por sus siglas en inglés) pero ofrece una capacidad de almacenamiento insuficiente para propósitos de registro de video. Un formato con capacidad mayor de almacenamiento que se ha sugerido recientemente es el Digital Video Recording (DVR) . Dos formatos se han desarrollado actualmente: DVR-rojo y DVR-azul, el último también llamado Blu-ray Disc (BD) , donde el rojo y el azul se refieren a la longitud de onda del haz de radiación usada para el registro y lectura. Este disco supera el problema de capacidad y, en su forma más simple, tiene un solo formato de capa de almacenamiento que es conveniente para el registro de video digital de alta densidad y el almacenamiento tienen una capacidad sobre 22 GB en el formato DVR-azul. El disco DVR generalmente comprende un sustrato en forma de disco que exhibe en una o ambas superficies una capa de almacenamiento de información. El disco DVR además comprende una o más capas transmisivas del haz de radiación. Estas capas son transmisivas del haz de radiación que se utiliza para leer o escribir en el disco. Por ejemplo una capa de cubierta transmisiva, que se aplica en la capa de almacenamiento de información. Generalmente, para discos de alta densidad, lentes con abertura numérica alta (NA) , por ejemplo mayor de 0.60, se utilizan para enfocar tal haz de radiación con una longitud de onda relativamente baja. Para sistemas con NA' s sobre 0.60 llega a ser cada vez más difícil para aplicar el registro incidente en el sustrato con espesores de sustrato en el intervalo de 0.6-1.2 milímetros debido a tolerancias que disminuyen en por ejemplo variaciones del espesor e inclinación del disco. Por esta razón, cuando se usan discos que se graban y leen con un NA alto, enfocándose en una capa de registro de un primer apilado de registro, se realiza del lado opuesto del sustrato. Debido a que la primera capa de registro se ha protegido contra el ambiente en por lo menos una capa de cubierta transmisívas del haz de radiación relativamente delgada, por ejemplo más delgada de 0.5 mm, se utiliza a través de la cual se enfoca el haz de radiación. Claramente, existe la necesidad para el sustrato de que el haz de radiación transmisivo no sea mayor y puedan utilizarse otros materiales de sustrato, por ejemplo metales o aleaciones de los mismos. Un medio de almacenamiento óptico apilado doble tiene dos capas de información reflectivas, que son leíbles del mismo lado del medio. En este caso del medio de apilado doble, donde está presente un segundo apilado de registro, una capa espacial transmisiva del haz de radiación se requiere entre los apilados de registro. El primer apilado de registro debe ser por lo menos parcialmente transparente a la longitud de onda del haz de radiación para hacer posible la lectura de la capa del registro del segundo apilado de registro. El espesor de tales capas espaciales generalmente es más grueso de 30 µ?t?. La capa o capas transmisivas del haz de radiación que están presentes entre la fuente del haz de radiación y el apilado de registro que está más alejado del sustrato, normalmente se llaman capas de cubierta. Cuando hojas prefabricadas se utilizan como capas transmisivas, se requieren capas adhesivas transmisivas adicionales para unir capas de cubierta entre sí. En el disco DV la variación o desigualdad del espesor de las capas transmisivas del haz de radiación sobre la extensión radial del disco tiene que ser controlada muy cuidadosamente para minimizar la variación en la longitud de trayectoria óptica para la radiación incidente. Especialmente la calidad óptica del haz de radiación en el punto focal en la versión BD o DVR-azul, que utiliza un haz de radiación con una longitud de onda sustancialmente igual a 405 nm y un NA sustancialmente igual a 0.85, es relativamente sensible a variaciones en el espesor de las capas transmisivas. El espesor de capa total tiene un valor óptimo para obtener la aberración esférica óptica mínima del haz de radiación enfocado en, por ejemplo, la primera capa de registro de información. Una desviación, por ejemplo +/-5 µ?t?, de este espesor óptimo introduce ya una cantidad considerable de esta clase de aberración. Debido a que este pequeño intervalo es importante, el espesor promedio de las capas transmisivas es igual a o próximo a su espesor óptimo para hacer el uso óptimo de las tolerancias del sistema y tener un alto rendimiento en la fabricación del medio. Asumiendo que un error de espesor es Gaussian distribuido alrededor del ajuste nominal del espesor, está claro que el número de discos manufacturados que no se cumplen con la especificación anterior es mínimo cuando el ajuste objetivo del espesor nominal durante la fabricación es sustancialmente igual al espesor óptimo de la capa de cubierta como en la especificación del disco DVR. Dos estudios del espesor de la capa espacial fueron publicados recientemente para los discos de capa doble DVD. Fueron utilizados una abertura numérica de 0.6, leída a través del sustrato de 0.58 mm y una luz de longitud de onda de 405 nm. Un espesor de capa espacial óptimo de 30 µp? se ha descubierto por Lee y colaboradores. Jpn. J. Appl. Phys. Vol 40 (2001) pp 1643-1644 y 40 µ?? fue descubierto por Higuchi y Koyanagi, Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2000) 933 [4] . Para un sistema con capa de cubierta delgada de 0.1 mm y una NA alta de 0.85, se requiere una longitud de onda de corrección adicional de 405 nm de la aberración esférica (proporcional a ?/??4) . Para omitir la interferencia de la capa adyacente se ha considerado necesario una capa espacial de 30 µt? como mínimo. Esto tiene la desventaja que el diseño de impulsión para leer tal medio en tal caso tiene que ser bastante complicado para cubrir el intervalo necesario para la corrección de aberración esférica. Además la capa de cubierta de tal medio puede llegar a ser relativamente delgada y las capas subyacentes son más susceptibles a daños. Es un objeto de la invención proporcionar un medio de la clase como se describe en el párrafo inicial con una lectura confiable de datos de la primera capa de información y formar la segunda capa de información. Este objeto se logra de acuerdo con la invención por un medio óptico de almacenamiento de datos el cual se caracteriza en que la capa espacial tiene un espesor seleccionado del intervalo de 20-30 µ??, el espesor dTS0 en dependencia del índice refractivo nTso, está dentro del área sombreada superior en la Figura 1 y el espesor dTSi en dependencia del índice refractivo nTSi está dentro del área sombreada inferior en la Figura 1. Las especificaciones de la Pilas de Transmisión (TS por sus siglas en inglés) incluyen todas las capas posibles encima del apilado de registro concerniente, tal como por ejemplo capas que se pegan en caso de hojas, la capa espacial y el apilado de registro semi-transparente de Ll en caso de TSO, la Capa de Cubierta y posiblemente un revestimiento Protector. Del documento EP-A-1047055 se conoce el uso de una capa de polímero tal como, por ejemplo, una hoja de policarbonato (PC por sus siglas en inglés) como la cubierta transmisiva de luz o capa espacial y adherir esta capa a la capa de almacenamiento de información por medio de una capa delgada, revestida por rotación de una resina líquida curable por UV o de un adhesivo sensible a la presión (PSA, por sus siglas en inglés) . Para encontrar el espesor de la capa espacial mínimo para el sistema azul con NA alta, la dependencia de la calidad de datos fue estudiada cuando fue leído del medio como función del espesor de la capa espacial . Se encontró que en general, el espesor de la capa espacial o la cantidad de separación de la primera información y la segunda capa de información, depende del tamaño del detector de foto en la unidad lectora óptica (OPU, por sus siglas en inglés) del impulsor del medio óptico, de la ampliación del detector de foto al medio, de la relación de reflectividad de la primera y segunda capas de información y de la distancia entre las dos capas, es decir, el espesor de la capa espacial. Un diseño de la OPU estable restringe el tamaño del detector de foto y la ampliación de la lente objetiva y la lente del colimador. La tolerancia al envejecimiento y errores de alineación requiere un tamaño del detector mínimo de 100 µt? y una ampliación de aproximadamente 10. Primero la influencia de la luz difusa en el funcionamiento del registro se ha modelado. La influencia principal viene de la reducción de la modulación de señal dando por resultado una disminución de la relación señal a ruido (Figura 3) . En una segunda etapa, la cantidad de luz difusa como función del espesor de la capa espacial se simula usando el trazado del rayo (Figura 4) . En una modalidad, las desviaciones máximas de dTso y dTsi respectivamente los valores promedio de dTso Y dTSi entre un radio de 23 mm y 24 mm del medio, no exceden + 2 µ??? medido sobre el área entera del medio. Esto tiene la ventaja que no se requiere ninguna corrección sustancial para la aberración esférica cuando la primera capa de información del medio o la segunda capa de información del medio se explora por el impulsor del medio óptico. Durante la exploración el OPU se moverá radialmente hacia adentro o radialmente hacia fuera mientras que el medio gira. Cuando las variaciones del espesor de TSO y TS1 están dentro de los límites también la aberración esférica permanece dentro de límites aceptables sobre el área entera del medio. El único caso cuando se requiere la corrección es cuando el OPU cambia de enfoque sobre la primera capa de información para enfocarse sobre la segunda capa de información o viceversa . En otra modalidad nTSo y HTSI ambos tienen un valor de 1.6 y las siguientes condiciones se cumplen: 95 µt? =dTso <105 \im y 70 µt? =dTsi =80 µp?. La mayoría de los materiales plásticos usados como capas transparentes tienen un índice refractivo de 1.6 o se aproxima sustancialmente al mismo. En este caso, la lectura confiable es posible cuando los espesores están dentro de los intervalos mencionados . En otra modalidad, el espesor de la capa espacial es 25 µ?t? o sustancialmente cerca de 25 µt y el espesor de la capa de cubierta es 75 ]im o sustancialmente cerca de 75 im. Esto es ventajoso desde un punto de vista de fabricación utilizar un valor fijo sustancial del espesor de la capa de cubierta y espacial. Por ejemplo, un método de fabricación comprende la aplicación de un adhesivo sensible a la presión (PSA) con un espesor predeterminado que es curado por UV después de ser puesto en contacto con otras capas del medio. Este material es normalmente suministrado como una hoja de lámina con el PSA en uno o ambos lados y estas hojas se hacen con un espesor predeterminado. La invención será descrita en mayor detalle con referencia a los dibujos acompañantes en donde La Figura 1 muestra al área permisible del espesor de los apilados de transmisión TSO y TS1 como una función del índice refractivo. La Figura 2 muestra esquemáticamente la disposición de un medio de registro de apilado doble de acuerdo a la invención. La Figura 3 muestra una simulación de la fluctuación de datos-a-cronómetro cuando se lee como una función de la luz difusa desde la capa de información adyacente, fuera-de-foco . La Figura 4 muestra una simulación de trazado de un rayo de la luz reflejada en el detector de foto como una función del espesor de capa espacial . En la Figura 1, los intervalos permitidos del espesor de TSO y TS1 se indican. El espesor dTso en dependencia del índice refractivo nTSo está dentro del área sombreada superior 1 y el espesor dTsi en dependencia del índice refractivo nTsi está dentro del área sombreada inferior 2. La capa espacial 24 (Figura 2) tiene un espesor seleccionado del intervalo de 20-30 µt?. En la Figura 2, se muestra una modalidad del medio óptico de almacenamiento de datos apilado doble 20 de acuerdo a la invención. Un rayo láser enfocado 29 con una longitud de onda ? de 405 nm y una Abertura Numérica (NA) de 0.85 entra a través de la cara de entrada 26 del medio 20 durante la lectura. Un sustrato 21 hecho de policarbonato tiene presente en un lado del mismo: un primer apilado de las capas 22 nombrado LO que comprende una primera capa de información, un segundo apilado de capas 23 nombrado Ll, que comprende una segunda capa de información. Ll está presente en una posición más cercana a la cara de entrada 26 y LO está más alejado de la cara de entrada 26 que Ll . Una capa espacial transparente 24 hecha de una resina curada por UV, por ejemplo SD 694 elaborada por DIC,_ está presente entre LO y Ll . Una capa de cubierta transparente 25 está presente entre la cara de entrada 26 y Ll y se puede hacer del mismo material o una hoja de PC o PMMA (poli (metilmetacrilato) ) con un adhesivo sensible a la presión (PSA) . La capa espacial puede también ser una hoja combinada con PSA. El apilado de transmisión nombrado TSO tiene un espesor dTSo de 100 µt? y un índice refractivo efectivo nTso = 1-6 contiene todas las capas entre LO y la cara de entrada 26. El apilado Ll 23 tiene un espesor relativamente inferior de un corte de algunos cientos de nm, cuya influencia puede omitirse . Naturalmente Ll no afecta la transmisión óptica pero este aspecto no se trata aquí. El apilado de transmisión nombrado TS1 tiene un espesor dTsi de 75 µt? y un índice refractivo efectivo nTsi de 1.6 y contiene todas las capas entre Ll y la cara de entrada (26) . La capa espacial (24) tiene un espesor de 25 µp\. El espesor dTS0 = 100 µ?? en un índice refractivo nTS0 = 1.6 está dentro del área sombreada superior en la Figura 1 y el espesor dTSi = 75 µt? en un índice refractivo nTS0 = 1.6 está dentro del área sombreada inferior en la Figura 1. En la Figura 3, la fluctuación de datos-a-cronómetro modelada en %, cuando se lee la primera capa de información de LO, como función de la luz difusa fuera de la capa de foco, por ejemplo la segunda capa de información de Ll, es representada por el gráfico 30. La fluctuación sin luz difusa se eligió a 5.8%. En un nivel de luz difusa del 15%, la fluctuación ha aumentado desde 5.8% a 6.5% lo cual es tolerable. En la Figura 4, la simulación del trazado de rayo de la luz reflejada sobre el detector de foto como función del espesor de la capa espacial es representada por el gráfico 40. Un límite superior del 15% en la luz difusa es representado por la línea punteada 41. La luz difusa como función del espesor de la capa espacial fue calculada para un tamaño del detector de OPU de 100 pm y un factor de ampliación de 10. El espesor de la capa espacial mínimo 24 (Figura 2) para garantizar menos del 15% de luz difusa, es 20 µ?t?. De acuerdo a la invención, un medio óptico de almacenamiento de datos apilado doble se describe para la lectura usando un haz de radiación enfocado con una longitud de onda de 400-410 nm y una Abertura Numérica (NA) de 0.84-0.86. El medio tiene un sustrato y un primer apilado de capas nombrado LO que comprende una primera capa de información y un segundo apilado de capas nombrado Ll, que comprende una segunda capa de información. Una capa espacial transparente de haz de radiación está presente entre LO y Ll . Un apilado de transmisión nombrado TS0 con un espesor dTSo y un índice refractivo efectivo nTS0 contiene todas las capas entre LO y una cara de entrada del medio. Un apilado de transmisión nombrado TS1 con un espesor dTS1 y un índice refractivo efectivo nTS1 contiene todas las capas entre Ll y la cara de entrada. La capa espacial tiene un espesor seleccionado del intervalo de 20-30 µ?t?, el espesor dTS0 en dependencia del índice refractivo nTSo Y el espesor dTsi en dependencia del índice refractivo nTSo/ están dentro de un área específica. De esta manera, se logra una lectura confiable de la primera y segunda capas de información de LO y Ll respectivamente. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.