JP2001014725A - 積層光記録媒体、積層光記録媒体の再生方法および積層光記録媒体の再生装置 - Google Patents

積層光記録媒体、積層光記録媒体の再生方法および積層光記録媒体の再生装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層記録媒体を簡便な装置で読取り、かつそ
の読取り速度を向上させることを目的とする。 【解決手段】 第1の記録層2と、第1の記録層上に形
成された導波路機能を有する中間層3と、前記中間層上
に形成された第2の記録層とを有することを特徴とする
積層光記録媒体8を再生する際に、積層光記録媒体の第
1の記録層2側から再生光7を照射することで、第1の
記録層2および第2の記録層4の情報を同時に読取るこ
とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層光記録媒体、
積層光記録媒体の再生方法および積層光記録媒体の再生
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスクなどの光記録媒体は、コンピ
ュータ外部記憶材料や音楽メディアとしてCD(コンパ
クトディスク)、CD−ROM(再生専用)、CD−R
(追記型)、CD−RW(書き換え型)等が広く普及し
ている。最近はさらに映像記録媒体とし大容量のDVD
(デジタル・ビデオ・ディスク)が広がりつつある。DV
DにはDVD−ROM(再生専用)、DVD−R(追記
型)、DVD−RAM(書き換え型)等がある。
【0003】再生専用型の読み出し原理は、波長の1/
4の深さのピット上にレーザー光が来た時、往復で1/
2の位相の遅れることにより、ピット内とピット外の反
射の干渉がおこり、光ディテクターへの反射光が減少す
ることを利用している。反射光の減少した分は光ディテ
クター外へ散乱される。
【0004】DVDは0.6mm厚のディスクを2枚張
り合わた構成となっている。この時張り合わせ前のそれ
ぞれのディスクに記録層を形成し向い合わせれば、2層
構造のDVDとすることが可能となる。そして2層の記
録層にあるそれぞれの情報を片側から読みだす方式が見
出されている。片面2層DVDと言われるものである。
【0005】従来の片面2層DVDの再生方法を図面を
用いて説明する。
【0006】図6は、片面2層DVDの再生方法の一例
を説明するための図である。図中、基板21上には、半
透明膜からなる第1の記録層22、中間層23、反射膜
からなる第2の記録層24および対向基板25が順次積
層されている。
【0007】この場合、基板1側から再生光26を入射
して、第1の記録層22及び第2の記録層24にこの再
生光26を照射する場合、第1の記録層22の情報を読
み取る場合は第1の記録層22にレーザー光の焦点を合
わせ、第2の記録層24の情報を読み取る場合は第2の
記録層24に焦点を合わせる。
【0008】換言すれば、レーザー光26の焦点長が短
いために、第1の記録層22にレーザー光の焦点を合わ
せた時には(図6の左側のレーザー光を参照)、第2の
記録層24の位置では焦点位置からずれてしまうため
に、第2の記録層24の読取りができず、また同様に第
2の記録層24に焦点を合わせた時には、第1の記録層
24の読取りができない。
【0009】そのため、従来の2層記録媒体を再生する
際には、レーザーなどの再生光の焦点位置を移動させる
必要があったり、また、それぞれの記録層に再生光を照
射しなければならないために、その読取りに時間がかか
るという問題があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の片面二層あるいは両面二層の記録媒体を再生するため
には、再生光の焦点をそれぞれの記録層に合わせる必要
があるため、再生光の発生源においてレンズ位置を動か
すための機構を付加するために、ドライブ装置の光学系
に製造時間やコストがかかることが避けられなかった。
【0011】また、2層を別々に読み出すため、この2層
化技術は読み出し高速化には寄与しなかった。
【0012】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、再生光の発生源の調整を必要としない光記
録媒体および光記録媒体の再生方法を提供することを目
的とする。あるいは一度の再生光の照射で二層の記録層
の再生を可能とすることで読み出しの高速化を可能とす
る光記録媒体および光記録媒体の再生方法を提供するこ
とを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。
【0014】第1の発明は、第1の記録層と、第1の記
録層上に形成された導波路機能を有する中間層と、前記
中間層上に形成された第2の記録層とを有することを特
徴とする積層光記録媒体である。
【0015】このようない積層光記録媒体に、第1の記
録層に集束する再生光を照射した場合、第1の記録層を
透過した再生光は中間層内においても集束した状態を保
つことができるため、第2の記録層に置いても集束した
状態で前記再生光を照射することが可能となる。
【0016】また、第1の記録層の反射率をx、第2の
記録層の反射率をyとした時、0.1<x0.4、0.
5<y<1およびy≠x/(1−x)を満たす記録層を
それぞれ用いることが望ましい。
【0017】また、前記第1の記録密度は、前記第2の
記録層記録層の記録密度と異ならせることが好ましい。
【0018】具体的には、第1の記録層に記録される記
録マークのピッチと、第2の記録層に記録されるピッチ
を異ならせればよく、このようにすることで、検出され
る再生光から第1の記録層あるいは第2の記録層に起因
する情報を抽出することが可能となる。
【0019】第2の発明は、再生光の入射側から、第1
の記録層、第1の記録層上に形成された導波路機能を有
する中間層、および前記中間層上に形成された第2の記
録層が積層された積層光記録媒体の再生方法であって、
前記第1の記録層で集束する再生光を照射することを特
徴とする積層光記録媒体の再生方法である。
【0020】第2の発明は、前記第1の発明の積層光記
録媒体を再生するための方法であり、このように再生す
ることで、再生光の集束位置を移動させることなく、一
度の再生光照射で二層の記録層を再生することが可能と
なる。
【0021】第3の発明は、第1の記録層および第2の
記録層を有する積層光記録媒体に再生光を照射する工程
と、積層光記録媒体を透過した再生光を、第1の記録層
に基づく記録情報および第2の記録層に基づく記録情報
に分離する情報分離工程とを有することを特徴とする積
層光記録媒体の再生方法である。
【0022】すなわち、第3の発明に記載されるよう
な、一つの再生光を2以上の記録層に焦点をあわせて照
射した場合、それぞれの記録層に対応する記録情報を分
離することで、それぞれの記録層に対応する記録情報を
再生することが可能となる。
【0023】例えば、第1の記録層と第2の記録層とが
異なるフォーマットで記録された積層光記録媒体を用
い、第1の記録層に記録されたフォーマットと、第2の
記録層に記録されたフォーマットとをそれぞれ検出する
ことにより、記録情報を分離することが可能となる。
【0024】また、前記情報分離工程は、再生光を少な
くとも4値で検出し、分離することもできる。
【0025】
【発明の実施の形態】本発明者らは、第1の記録層と第
2の記録層のそれぞれのピットをレーザービームが広が
ることなく、あるいは第1の記録層と第2の記録層の両
方に焦点を同時に合わせることができれば、レンズの位
置を変更せずに両層を読み出すことができると考え、鋭
意研究を進め本発明に至った。
【0026】図1は本発明の積層光記録媒体の断面図で
あり、以下図面を用いて説明する。
【0027】再生光6の入射側に、光透過性材料からな
る基板1が配置され、この基板1表面に再生光波長の1
/4の深さのピットが形成された第1の記録層2が形成
されている。再生光6は記録層で集束されるように調整
されている。
【0028】さらに、第1の記録層2上には中間層3が
形成されており、中間層3上には第2の記録層4を介し
て対向基板5が形成されている。
【0029】第2の記録層は、第1の記録層と同様に、
対向基板5表面に形成された再生光波長の1/4の深さ
のピットを有しており、また、第1の記録層の記録位置
と、第2の記録層の記録位置とが重なるように配置され
ている。
【0030】以下より詳細に説明する。
【0031】再生光6は、第1の記録層2で集束するよ
うに調整されており、第1の記録層2に照射された再生
光の一部は、第1の記録層2により反射され、反射光を
光ディテクターで検出する。光ディテクターで検出され
る反射光は、ピットが存在している時には、ピットが存
在していない部分での反射光との間で干渉され光の強度
が減少した状態で検出される。ピットが存在していない
場合には反射率どおりの強度で反射光が検出される。
【0032】一方、第1の記録層2に照射された再生光
の一部は、第1の記録層2を透過し、中間層3に照射さ
れる。
【0033】ここで本発明において用いられる中間層3
について説明する。
【0034】本発明に係る中間層3は、導波路として機
能するものであり、例えば三次非線形光学材料などの自
己集束機能を有する材料を使用することができる。
【0035】三次元非線形光学材料は、レーザー光強度
は空間的にガウス型分布をしている。光強度が強いほど
屈折率が大きくなるような三次非線型光学材料中ではレ
ーザー光の中心が常に屈折率が高いため、レーザー光は
広がらず、導波路的に進行する。この時の三次非線型光
学特性を持つ膜としては光量の減少を防ぐため非共鳴型
が望ましい。例えば、π共役有機材料やσ共役有機材料
を始めとする有機非線型光学材料をガラス材料などに添
加すれば三次非線型光学律性を持つようになる。
【0036】具体的には、Uera(CO(N
22)、Saccharose(C122211)、P
OM(3−Methul−4Nitroryidine
−1−Oxide)、MAP(Methyl−(2,4
−Dinitrophenyl)−Amino−2−P
ropanoate)、MNA(2−Methyl−4
−Nitroaniline)、mNA(Meta−N
itroaniline)、KM(Potassium
Malate)、MDB(Meta−Dinitro
benzene)、LAP(L−Arginene P
hosphate)、DLAP(Deuterated
L−Arginine Phosphate)、DN
A(3−Acetamide−4−dimethyla
mino−nitrobenzen)、ポリシラン、C
60、C70、BiI3、LiNbO3、LiTaO3、KT
P、KDP、KD*P、ADP、β−BBOなどを使用
することができる。
【0037】また、共鳴型も用いることはでき、その材
料としては例えば保護層としてよく用いられているZn
S/SiO2をSiO2中ZnS量子ドット(0次元ナノ結
晶)構造としてもよい。半導体量子ドット構造は典型的
な三次非線型光学材料である。三次光学非線型材料とし
てドットにすべきその他の半導体は2−6族半導体、3
−5族半導体、4族半導体等である。具体的には、Cd
Se、CdS、ZnSe、ZnS、ZnOまたはこれら
の混晶、GaAs、AlAs、InAs、GaP、In
P、AlPまたはこれらの混晶、C、Si、Geあるい
はこれらの混晶、CuCl等が挙げられる。
【0038】また、後述する第2の記録層4のピット部
上の中間層のみの屈折率を変えることで導波路としての
機能を持たせることも可能である。例えば、光耐熱感光
性ポリイミドや感光性酸素架橋ポリシランを中間層とし
て使用し、第2の記録層4のピット部のみを感光させ屈
折率を変化させることが可能である。また、中間層の一
部にイオン注入することで屈折率を変化させることもで
きる。
【0039】図1では、このような中間層3上に、第2
の記録層4および対向基板5が積層されている。中間層
3を通過した前記再生光6は、第2の記録層に照射され
る。
【0040】第2の記録層4には第1の記録層2と同様
に再生光波長の1/4の深さのピットが形成されてお
り、第1の記録層と同様にその反射光が光ディテクター
によって検出される。
【0041】ここで、2つの情報を同時に読取るために
は、第1の記録層の反射率をx、第2の記録層の反射率
をyとすると、2層目の反射率は0.5<y<1とし、
より高い方がよい。また1層目の反射率は2層目にも光
を透過させる必要があることから0.1<x0.4が良
い。但し、第1の記録層の情報としての“1"、“0"、
第2の記録層の情報としての“1"、“0"に対して
(1,0)と(0、1)では、(1−x)・y=xの場
合に同じ反射光量となってしまうため、(1−x)・y
≠xとなる必要がある。言い換えればy≠x/(1−
x)である。
【0042】通常第1、第2の記録層は、蒸着などによ
り形成された金属薄膜を用いるが、前記xを満たすため
に第1の記録層2はその材料や膜厚を制御することが望
ましく、例えば材料がアルミニウム、使用波長650n
mの場合は膜厚を2〜8nm程度に制御して形成し、半
透明膜とすればよい。また、yを満たすためには、10
nm厚以上にすることが望ましい。使用波長が410n
mの場合も同様である。材料が金、使用波長650nm
の場合は膜厚を5〜10nm程度に制御して形成し、半
透明膜とする。yを満たすためには、12nm厚以上に
することが望ましい。使用波長が410nmの場合はx
を満たすためには10〜200nmが望ましいが、yに
関しては反射が低いため、用いない。
【0043】次に、第1の記録層と第2の記録層上の情
報を含む再生光(反射光)の検出方法について説明す
る。
【0044】例えば、光ディテクターとして、4値の光
を検出できるものを使用すればよい。
【0045】すなわち、第1の記録層でピット形成部に
光照射された時の第1の反射光と、第1の記録層でピッ
トが形成されていない位置に光照射された時の第2の反
射光と、第1の記録層を透過し第2の記録層のピット形
成部に光照射された時の第3の反射光と、第1の記録層
を透過し第2の記録層のピットが形成されていない部分
に光照射された時の第4の反射光との4つの反射光強度
を判別できるものであればよい。
【0046】また、変調方式はピットポジション変調と
マークエッジ変調の2つが良くしられている。ピットポ
ジション変調は同一形状ピットの結晶、非晶質の変化で
1、0を読取る方法である。マークエッジ変調はマーク
の長さが異なり、そのマークの端で1、0を読取る方法
である。この2つの変調方式を第1の記録層と第2の記
録層とで異なる方式を採用し、その基準マーク間隔(周
波数)を変えることでも判別できる。この場合、2つの
周波数で同期をとって判別する。
【0047】さらに記録フォーマットはCAV(Constan
t Angu1ar Ve1ocity)、CLV(Constant Linear Velo
city)、ZCAV(Zoned CAV)があるが、CAVとZC
AVはディスク回転数が一定であるので、これを組み合
わせて第1記録層と第2層目を区別してもよい。
【0048】以上は、記録層を二層積層した積層光記録
媒体について説明したが、本発明においてはこれに限定
したものではなく、三層以上の記録層を積層した積層光
記録媒体にも応用できる。
【0049】
【実施例】実施例1 本実施例を図2に示す装置を用いて行った。
【0050】積層光記録媒体8は、図1に示すような層
構成の積層記録媒体を用い、再生光照射手段9は、第1
の記録層2に焦点を合わせてある。また、積層光記録媒
体8に照射された再生光は、第1の記録層2および第2
の記録層4で反射され、その反射光を検出器10により
検出している。
【0051】まず、図1に示す積層光記録媒体8の作製
手順を以下に示す。
【0052】ポリカーボネートからなる基板1に深さ1
60nmのピットを、「1」、「0」、「1」、「0」
となるように形成した後、ピットが形成された面に膜厚
10nmの金を蒸着し第1の記録層2を形成し第1の光
ディスク基板を作製した(ここで、前記「1」はピット
が形成されていない状態、「0」はピットが形成されて
いる状態を指す)。
【0053】この基板1側から第1の記録層2に650
nmの半導体レーザを光照射したところ、ピットが形成
されていない位置においてその反射率は30%であり、
ピットが形成された位置に光照射した時には光のロスは
30%であった。
【0054】ピットの形成位置を1、1、0、0となる
ように形成したこと、金に変えてアルミニウムの蒸着膜
を膜厚5nmで形成したことを除き、同様にしてポリカ
ーボネートからなる基板7上に、記録層6形成した第2
のディスク基板を用意した。第2のディスク基板の記録
層側から650nmの半導体レーザを光照射したとこ
ろ、ピットが形成されていない位置においてその反射率
は30%であり、ピットが形成された位置に光照射した
時には光のロスは30%であった。
【0055】次いで、アクリル系樹脂(JSR社商品名
デソライト)にMNAを20%含有させた接着剤によ
り、両光ディスク基板を記録層が向かい合うようにして
接着した。接着剤の厚さ、すなわち、中間層の厚さは4
00μmとした。
【0056】この積層光記録媒体の第1の記録層に光照
射した時の反射率の計算値は表1の通りである。
【表1】 このようにして得られた積層光記録媒体に650nmの
半導体レーザを第1の記録層に集束するように照射し記
録の読取りを行った。その結果を図3に示す。
【0057】図3に示すとおり、略計算値通りの4値の
値で検出することができた。
【0058】比較例1 中間層および保護層にMNAを含有させなかったことを
除き、実施例1と同様にして積層光記録媒体を作製し
た。
【0059】この積層光記録媒体の第1の記録媒体に光
照射した時の反射率の計算値を表2に示す。
【表2】 この比較例の二層記録媒体の記録の読取りを実施例1と
同様に行った。その結果を図4に示す。
【0060】図4から明らかなように、第1の記録層の
情報のみ読取っており、実施例1と同じ読取り時間で、
第1の記録層の情報しか読取れていない。
【0061】すなわち、本発明によれば、従来の2倍の
情報読み出し速度を持っていることがわかる。
【0062】実施例2 実施例1と同様にして、2種のディスク基板を用意し
た。
【0063】また、アクリル酸メチルを40%含む水ガ
ラスからなる接着剤を第2のディスク基板表面に塗布
し、さらに第2のディスク基板の記録部に対応する以外
の位置にUV露光し、アクリル酸メチルモノマーを重合
させる。ここで、重合部分の屈折率は低くなり、重合し
ない部分は導波路機能を持つことになる。
【0064】さらに、第1のディスク基板と第2のディ
スク基板とを密着させて乾燥して接着し、膜厚100n
mの中間層を有する積層光記録媒体を作製した。
【0065】得られた積層光記録媒体の断面図を図5に
示す。
【0066】図1と重複する符号については説明を省く
が、図5においては、中間層3には自己集束機能は存在
しないが、第二層に情報が記録されるべき位置にモノマ
ーのままのアクリル酸メチルが含有された光導波路11
が形成されている。そのため第1の記録層2に集束され
た再生光は情報の読取り位置においては集束した状態で
第2の記録層6に照射される。
【0067】得られた積層記録媒体を実施例1と同様に
して評価したところ、図3と同様な結果が得られた。
【0068】実施例3 本実施例においては、第1の光ディスクに形成した第1
の記録層を12MHzで形成し、第2の光ディスクに形
成した第2の記録層を7MHzで形成したことを除き、
実施例1と同様にして積層光記録媒体を作製した。
【0069】この積層光記録媒体に、実施例1と同様に
して再生光を照射し、反射光を電気信号に変換し、バン
ドパスフィルターを用いて電気信号を分離することで、
2つの記録層からの情報をそれぞれ読取ることができ
た。
【0070】
【発明の効果】本発明によれば、積層光記録媒体を再生
光の焦点位置を変化させずに二層以上の記録層から情報
を読取ることが可能となる。また、二層以上の記録層か
ら同時に情報を読取ることが可能なため、情報の読取り
速度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る積層光記録媒体の断面図であ
る。
【図2】 半発明に係る積層光記録媒体の再生装置を示
す概略図である。
【図3】 本実施例の評価結果を示す図である。
【図4】 比較例の評価装置を示す図である。
【図5】 本発明に係る別の積層記録媒体の断面図であ
る。
【図6】 従来の積層光記録媒体の断面図である。
【符号の説明】
1・・・基板 2・・・第1の記録層 3・・・中間層 4・・・第2の記録層 5・・・対向基板 6・・・再生光 7・・・光照射手段 8・・・積層光記録媒体 9・・・光照射手段 10・・・検出手段 11・・・光導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市原 勝太郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Fターム(参考) 5D029 JB08 JB13 JB41 JB45 MA17 MA39 MA47 5D090 AA01 BB02 BB12 CC04 CC14 DD02 FF05 FF12 FF21 GG11 LL01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の記録層と、 第1の記録層上に形成された導波路機能を有する中間層
    と、 前記中間層上に形成された第2の記録層とを有すること
    を特徴とする積層光記録媒体。
  2. 【請求項2】前記第1の記録層の反射率をx、第2の記
    録層の反射率をyとしたとき、 0.1<x0.4、0.5<y<1およびy≠x/(1
    −x)であることを特徴とする請求項1記載の積層光記
    録媒体。
  3. 【請求項3】前記第1の記録層の記録密度は、前記第2
    の記録層記録層の記録密度と異なることを特徴とする請
    求項1記載の積層光記録媒体。
  4. 【請求項4】再生光の入射側から、第1の記録層、第1
    の記録層上に形成された光導波路機能を有する中間層、
    および前記中間層上に形成された第2の記録層が積層さ
    れた積層光記録媒体の再生方法であって、 前記第1の記録層で集束する再生光を照射する工程を具
    備することを特徴とする積層光記録媒体の再生方法。
  5. 【請求項5】第1の記録層および第2の記録層を有する
    積層光記録媒体に再生光を照射する工程と、 積層光記録媒体を透過した再生光を、第1の記録層に基
    づく記録情報および第2の記録層に基づく記録情報に分
    離する情報分離工程とを有することを特徴とする積層光
    記録媒体の再生方法。
  6. 【請求項6】前記積層光記録媒体は、第1の記録層と第
    2の記録層とが異なる記録方式で記録された積層光記録
    媒体であり、 かつ、前記情報分離工程は、第1の記録層に記録された
    記録方式と、第2の記録層に記録された記録方式とをそ
    れぞれ検出することを特徴とする請求項5記載の積層光
    記録媒体の再生方法。
  7. 【請求項7】前記情報分離工程は、再生光を少なくとも
    4値で分離することを特徴とする請求項5記載の積層光
    記録媒体の再生方法。
  8. 【請求項8】第1の記録層、第1の記録層上に形成され
    た光導波路機能を有する中間層、および前記中間層上に
    形成された第2の記録層が積層された積層光記録媒体の
    再生装置であって、 前記積層光記録媒体の第1の記録層側の面に配置され、
    前記第1の記録層で集束する再生光を照射する光照射手
    段を具備することを特徴とする積層光記録媒体の再生装
    置。
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