JP2002216390A - 光記録媒体、再生ヘッド及び再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度かつ片面読み取りを行う２層式光ディ
スクにおいて、それぞれの信号面を再生したときの再生
信号の品質を等しくすること。 【解決手段】 第１信号層２，４２と半透明膜４，４４
と中間層６，４６と反射膜１０，５０と第２信号層８，
４８とを順次形成し、第１信号層２，４２の半透明膜側
と第２信号層８，４８の反射膜側にそれぞれ信号ピット
を有する片面読み取り型２層式光ディスクを作製した。
この片面読み取り型２層式光ディスクに対し、再生ヘッ
ドＨからの読み出しレーザー光を第１信号層側より略垂
直に入射させたとき、読み出しレーザー光が最も絞られ
る焦点位置ＦＰが中間層内に設定されるように、第１信
号層２，４２の厚み、再生ヘッドＨの開口ＮＡあるいは
レーザー光の波長を適宜選定し、第１及び第２信号層
２，４２，８，４８の各信号ピットを再生した時のジッ
タを略均等化した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度かつ片面読
み取りを実現するための２層式光ディスクの構造、及
び、この光ディスクを読み取り再生する再生ヘッドの焦
点位置の設計に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタルビデオディスク（ＤＶ
Ｄ）の規格の一つとして、片側から２つの信号面を再生
できる２層式光ディスクが、将来の大容量メディアとし
て有望視されている。

【０００３】以下に、従来の片面読み取り型２層式光デ
ィスクの構造について述べる。 （ａ）第１層（読み出しレーザー光入射側）として、信
号層（信号面は第２層側） （ｂ）第２層として、半透明膜 （ｃ）第３層として、２つの信号層を分離するための中
間層 （ｄ）第４層として、反射膜 （ｅ）第５層として、第４層側に信号ピットが形成され
た信号層

【０００４】このような片面読み取り型２層式光ディス
クを再生する場合、光ディスクの第１層側に配置された
再生ヘッドを用いて、再生ヘッドからの読み出しレーザ
ー光を光ディスクに集束させて入射させ、例えばその読
み出しレーザー光が最も絞られる焦点位置に第１層の信
号面を設けたり、あるいは、第１層の信号面でレーザー
光が最も絞られるように再生ヘッドの焦点位置を設計し
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、再生ヘッドからの読み出しレーザー
光の最も絞られる焦点位置が第１層（読み取りレーザー
光入射側信号層）の信号面にあるため、もう一方の信号
層である第５層の信号面に読み出しレーザー光の最も絞
られる焦点位置を移行すると、中間層の厚み（光路長が
長くなる）による収差を発生し、第１層再生時と比較し
てレーザー光の絞りが大きくなる。その結果、第１層の
信号再生時より第５層の信号再生時の方が前後左右の信
号ピットも再生してしまい、再生信号のジッタ（信号読
み取りばらつき率）が悪くなる。

【０００６】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、読み出しレーザー光
の最も絞られる位置を二つの信号層の中間位置とするこ
とにより、再生信号のジッタを均等化できる高密度の光
記録媒体、再生ヘッド及び再生装置を提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、特定の仕
様基材厚みで最適な焦点を結ぶ再生ヘッドを用いて再生
される光記録媒体であって、第１信号層と半透明膜と中
間層と反射膜と第２信号層とが順次形成され、前記第１
信号層の前記半透明膜側に信号面が形成されるととも
に、前記第２信号層の前記反射膜側に信号面が形成され
た光記録媒体において、再生ヘッドからの読み出しレー
ザー光を前記第１信号層側より略垂直に入射させたと
き、読み出しレーザー光が最も絞られる焦点位置が前記
中間層内に設定されるように前記第１信号層の厚みを調
整することを特徴とする光記録媒体であって、前記焦点
位置を前記中間層の光軸方向における略中央と前記反射
膜との間に設定し、前記第１信号層および第２信号層の
各信号面を読み取る際の戻り光強度を、（前記半透明膜
からの戻り光強度）＞（前記反射膜からの戻り光強度）
となるようにしたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、特定の仕
様基材厚みで最適な焦点を結ぶ前記再生ヘッドにおける
レーザー光の波長が略６５０ｎｍ以下、対物レンズの開
口数が略０．６以上であることを特徴とする。

【０００９】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
１あるいは２に記載の光記録媒体を再生する再生ヘッド
である。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、レーザー
光の波長が略６５０ｎｍ以下、対物レンズの開口数が略
０．６以上であることを特徴とする。

【００１１】また、請求項５に記載の発明は、基材厚み
が略０．６ｍｍで最適な焦点を結ぶことを特徴とする。

【００１２】さらに、請求項６に記載の発明は、請求項
１あるいは２に記載の光記録媒体を再生する再生ヘッド
を用いて信号を読み出す再生装置である。

【００１３】また、請求項７に記載の発明は、レーザー
光の波長が略６５０ｎｍ以下、対物レンズの開口数が略
０．６以上であることを特徴とする。

【００１４】また、請求項８に記載の発明は、基材厚み
が略０．６ｍｍで最適な焦点を結ぶことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。 実施形態１ 実施形態１として、信号層の基板材料としてポリカーボ
ネート、半透明膜としてＡｕ、中間層の材料としてＵＶ
硬化樹脂、反射膜としてＡｌ、再生系のレーザー波長と
して略６５０ｎｍ、再生ヘッドの対物レンズの開口ＮＡ
として略０.６のものを用いた場合を例として説明す
る。

【００１６】図１は、本発明にかかる片面読み取り型２
層ディスクの断面図を示している。図１において、２は
読みだしレーザー光に対してほぼ透明で（ほぼ透過
し）、屈折率が１.４５〜１.６５程度の読み出しレーザ
ー光入射側の第１信号層で、樹脂圧縮成形等により片面
にスパイラル状に信号ピットが形成されている厚さ０.
５６〜０.５８ｍｍ程度の円板からなる。４は第１信号
層２の信号面側にスパッタリング等の方法で膜付けさ
れ、第１信号層２からレーザー光を入射させた場合その
入射光量に対して２０〜４０％程度の反射率をもつ半透
明膜で、入射されたレーザー光を一部反射、残りを透過
する性質があり、誘電体膜等の光吸収率の低い材料を用
いることでも実現可能である。６は読み出しレーザー光
に対してほぼ透明で（ほぼ透過し）、屈折率が１.３５
〜１.７５程度の中間層で、再生ヘッドからの読み出し
レーザー光が最も絞られるように設計された焦点位置Ｆ
Ｐから、ディスク面に対して略垂直に置かれた読み出し
レーザー光の光軸ＯＡ方向にそれぞれ２０〜３０μｍ程
度ずつの厚みを持っている。８は中間層６側に信号ピッ
トが形成され、第１信号層２と同様の構造の第２信号層
で、片面にスパイラル状に信号ピットが形成されている
円板からなる。１０は第２信号層８にスパッタリング等
の方法で膜付けされた反射率７０％以上の反射膜であ
り、ＲＡはディスクが回転するときの回転中心軸であ
る。なお、上記反射率は分光光度計を用いて測定した値
であり、以下に記載する反射率についても、同様に分光
光度計を用いて測定した値である。

【００１７】上記構成の片面読み取り型２層式光ディス
クに対して、まず読み出しレーザー光入射側の第１信号
面を再生する場合、再生ヘッドのレンズに入射した読み
取りレーザー光が回転中心軸ＲＡを中心に線速一定で回
転しているディスクの信号面上で最も絞り込めるように
再生ヘッドのフォーカス制御を行い、続いて信号列を追
従するためにトラッキング制御を行い、信号面からの反
射光を受光ディテクタで検出し、アナログ信号として読
み出す。また、もう一方の信号面である読み出しレーザ
ー光入射奥側の第２信号面を再生する際は、この信号面
上でレーザー光が最も絞り込めるように再生ヘッドのフ
ォーカス制御を行い、続いて信号列を追従するためにト
ラッキング制御を行い、再生光入射側の第１信号面を再
生するときと同様に、信号の検出を行う。

【００１８】表１は、本発明にかかる片面読み取り型２
層式光ディスクの両信号面を再生したときと、従来の片
面読み取り型２層式光ディスクの両信号面を再生したと
きの再生信号ジッタ（信号読み取りばらつき率）を示し
ている。

【表１】

【００１９】表１から明らかなように、本発明にかかる
片面読み取り型２層式光ディスクは従来の片面読み取り
型２層式光ディスクと比べ、それぞれの信号面での再生
信号ジッタが変わらず、両信号面をほぼ同条件で再生す
ることが可能である。

【００２０】なお、読み出しレーザー光入射奥側の第２
信号層８として、従来用いられている基板厚さ約０.６
ｍｍで基板材料を作製し使用することも可能で、例え
ば、読み出しレーザー光入射側の第１信号層２の厚み
と、中間層６の厚みの略１／２の厚さを足したものに近
い厚みを持つ信号層とすることもできる。また、上記実
施形態１に用いた材料に代わる材料を使用することも可
能である。

【００２１】実施形態２ 実施形態２として、本発明にかかる再生ヘッドを使用し
て従来の片面読み取り型２層式光ディスクを読み取る場
合を例にとり説明する。なお、光ディスクの材料として
は、実施形態１と同様に、信号層の基板材料としてポリ
カーボネート、半透明膜としてＡｕ、中間層としてＵＶ
硬化樹脂、反射膜としてＡｌを使用している。

【００２２】図２に示されるように、本発明にかかる再
生ヘッドＨは、読み出しレーザー光を出射するレーザー
光源としての半導体レーザー１２と、この半導体レーザ
ー１２から出射されたレーザー光を透過する一方、光デ
ィスクからの反射光を９０度横方向に反射するビームス
プリッタ１４と、ビームスプリッタ１４の光ディスク側
に配置される1/4波長板１６と、1/4波長板１６のさらに
光ディスク側に配置される少なくとも一つの再生レンズ
１８と、ビームスプリッタ１４で反射されたレーザー光
を絞り込む絞り込みレンズ２０と、絞り込みレンズ２０
で絞り込まれたレーザー光が入射する受光ディテクタ２
２とを備えている。

【００２３】上記構成の再生ヘッドＨにおいて、半導体
レーザー１２を適宜選定して出射するレーザー光の波長
を従来（略６５０ｎｍ）より短くすることにより、ある
いは、再生レンズ１８を適宜選定してその開口ＮＡを従
来（略０.６）より大きくすることにより、再生ヘッド
Ｈにより最も絞られるレーザー光の焦点位置をレーザー
光入射側の第１信号面とレーザー光入射奥側の第２信号
面との間で、例えば中間層６の厚みを略１／２に分ける
中心線上に位置させることができる（図３参照）。

【００２４】次に、この再生ヘッドＨを使用して、従来
の片面読み取り型２層式光ディスクのレーザー光入射側
の第１信号面を再生する方法について説明する。

【００２５】中央でクランプされた光ディスクをスピン
ドルにより線速一定で回転させる。光ディスクに反りが
ある場合、この回転動作により静止状態のヘッドの焦点
位置から見た信号面は上下に揺れる。この時、図２に示
されるように、焦点位置を中心に信号面が上下するよう
にヘッドもしくはディスクの高さ調整を行う。ディスク
に反りがない場合、信号面に焦点位置がくるようにヘッ
ドもしくはディスクの高さ調整を行う。

【００２６】半導体レーザー１２より出射されたレーザ
ー光は、ビームスプリッタ１４及び1/4波長板１６を透
過し、再生レンズ１８によりディスクに照射される。デ
ィスクに照射されたレーザー光のうち、第１信号面で反
射したレーザー光は、再び再生レンズ１８に入射し、1/
4波長板１６を透過してビームスプリッタ１４で反射
し、絞り込みレンズ２０で絞り込まれて受光ディテクタ
２２に入射する。受光ディテクタ２２で検出されたレー
ザー光は、レーザー光の焦点位置から信号面までのズレ
量であるフォーカスエラー信号としてフォーカスエラー
検出回路２４により検出され、光信号から電気信号に変
換される。この電気信号はコイルドライバ２６に入力さ
れ、焦点位置と信号面とのズレ量をキャンセルするよう
にヘッドを上下駆動させるための電流を上下駆動用コイ
ル２８に供給することによりヘッドのフォーカス制御を
行う。続いて、信号ピット列を追従するためのトラッキ
ングエラー信号がトラッキングエラー検出回路３０によ
り検出され、フォーカス制御と同様、光信号から電気信
号に変換される。この電気信号はコイルドライバ３２に
入力され、信号ピット列から再生レーザースポットのズ
レ量をキャンセルするようにヘッドを左右駆動するため
の電流を左右駆動用コイル３４に供給することによりト
ラッキング制御を行い、再生信号をアナログ信号として
読み出す。

【００２７】一方、レーザー光入射奥側の第２信号面を
再生する場合、第２信号面でレーザー光が最も絞り込め
るように再生ヘッドＨのフォーカス制御を行い、続いて
信号列を追従するためのトラッキング制御を行い、再生
光入射側の第１信号面を再生するときと同様、信号の検
出を行う。

【００２８】表２は、本発明にかかる再生ヘッドＨで片
面読み取り型２層式光ディスクの両信号面を再生したと
きと、従来の再生ヘッドで両信号面を再生したときの再
生信号ジッタ（信号読み取りばらつき率）を示してい
る。

【表２】

【００２９】表２から明らかなように、本発明にかかる
再生ヘッドＨは従来の再生ヘッドと比べ、片面読み取り
型２層式光ディスクのそれぞれの信号面を再生したとき
の再生信号ジッタが変わらず、両信号面をほぼ同条件で
再生することが可能である。

【００３０】実施形態３ 実施形態３の片面読み取り型２層式光ディスクとして、
実施形態１の片面読み取り型２層式光ディスク（図１）
と比較して説明する。

【００３１】実施形態１の片面読み取り型２層式光ディ
スクを試作したものとして、信号層２，８の基板材料と
してポリカーボネートを使用するとともに、半透明膜４
としてＡｕを使用し、レーザー光入射側の第１信号層２
からレーザー光を入射し、その入射光量に対して略２５
％程度の反射率となるようにした。また、中間層６とし
てＵＶ硬化樹脂を使用するとともに、反射膜１０として
Ａｌを用い、その反射率を７０％以上とすることによ
り、反射膜１０で反射され再生ヘッドに戻ってくる光強
度と半透明膜４の反射光強度とを略等しくした。再生系
のレーザー波長としては略６５０ｎｍものを使用し、再
生ヘッドの対物レンズの開口ＮＡとしては略０.６（信
号層の基板材料及びＵＶ硬化樹脂の厚みが略０.６ｍｍ
の位置で収差がもっとも少なくなる）のものを用いた。
この構造をとるときに、再生ヘッドにより再生光をディ
スクに入射して、反射膜１０で反射された再生光が再び
再生ヘッドに戻ってくるときの光強度は次式で表すこと
ができる。 （反射膜からの戻り光強度［％］）＝（半透明膜の透過
率［％］）×（樹脂材料の透過率［％］）×（反射膜の
反射率［％］）

【００３２】また、実施形態３の片面読み取り型２層式
光ディスクを試作したものとして、信号層の基板材料と
してポリカーボネートを使用するとともに、半透明膜と
してＡｕを使用し、レーザー光入射側の第１信号層から
レーザー光を入射し、その入射光量に対して略２０％の
反射率となるようにした。また、中間層としてＵＶ硬化
樹脂を使用するとともに、反射膜としてＡｌを用い、そ
の反射率を７０％以上とした。再生系のレーザー波長及
び再生ヘッドの対物レンズの開口ＮＡとしては実施形態
１と同一のものを選定し、それぞれ略６５０ｎｍ及び略
０.６のものを用いた。

【００３３】この構造では、再生ヘッドにより再生光を
ディスクに入射して、反射膜で反射された再生光が再び
再生ヘッドに戻ってくるときの光強度は、基板の材料と
して実施形態１と同じ樹脂材料を使用すると、半透明膜
の透過率が上がることにより反射膜で反射され再生ヘッ
ドに戻ってくる光強度の方が半透明膜の反射光強度より
大きくなる。

【００３４】図４は、実施形態３の片面読み取り型２層
式光ディスクの断面図である。図４において、４２は読
みだしレーザー光に対してほぼ透明で、樹脂圧縮成形等
により片面にトラックピッチ０.７４μｍ程度、最短ピ
ット長が略０.４４μｍのスパイラル状の信号ピットが
形成された読み出しレーザー光入射側の第１信号層で、
屈折率が１.４５〜１.６５程度、厚さ０.５６〜０.５８
ｍｍ程度の円板からなる。４４は第１信号層４２の信号
面側にスパッタリング等の方法で膜付けされ、第１信号
層４２からレーザー光を入射させた場合その入射光量に
対して２０〜４０％程度の反射率をもつ半透明膜で、入
射されたレーザー光を一部反射、残りを透過する特性が
ある。４６は読み出しレーザー光に対して透明で、再生
ヘッド焦点位置ＦＰからディスク面に対して略垂直に置
かれた読み出しレーザー光の光軸ＯＡ方向にそれぞれ２
０〜３０μｍ程度ずつの厚みをもつ中間層である。４８
は中間層４６側に信号ピットが形成され、第１信号層４
２と同様の構造のレーザー光入射奥側の第２信号層で、
樹脂圧縮成形等により片面にトラックピッチ０.７４μ
ｍ程度、最短ピット長が略０.４４μｍのスパイラル状
の信号ピットが形成されており、屈折率が１.４５〜１.
６５程度、厚さ０.５６〜０.５８ｍｍ程度の円板からな
る。５０は第２信号層４８にスパッタリング等の方法で
膜付けされた反射率７０％以上の反射膜であり、ＲＡは
ディスクが回転するときの中心軸である。

【００３５】上記構成の片面読み取り型２層式光ディス
クに対して、まず読み出しレーザー光入射側の第１信号
面を再生する場合、再生ヘッドのレンズに入射した読み
取りレーザー光が回転中心軸ＲＡを中心に回転している
ディスク中の信号面上で絞り込めるように再生ヘッドの
フォーカス制御を行い、続いて信号列を追従するために
トラッキング制御を行い、信号面からの反射光を受光デ
ィテクタで検出し、アナログ信号として読み出す。ま
た、もう一方の信号面である読み出しレーザー光入射奥
側の第２信号面を再生する際は、この信号面上でレーザ
ー光が絞り込めるように再生ヘッドのフォーカス制御を
行い、続いて信号列を追従するためにトラッキング制御
を行い、再生光入射側の第１信号面を再生するときと同
様に信号の検出を行う。

【００３６】実施形態１の片面読み取り型２層式光ディ
スクを試作し、再生測定を行った結果を図５の（ａ）,
（ｂ）,（ｃ）に示し、実施形態３の片面読み取り型２
層式光ディスクを試作し、再生測定を行った結果を図６
の（ａ）,（ｂ）,（ｃ）に示す。それぞれの図は再生信
号ジッタ（信号読み取りばらつき率）を縦軸に、再生レ
ーザー光がディスク内に入射してから再生する信号面ま
での距離（光路長）を横軸にとっている。

【００３７】図５の（ａ）は再生光入射側基板２の厚み
として、０.５４ｍｍ，０.５６ｍｍ，０.５８ｍｍ程度
のものを使用し、中間層６の厚みを略３０μｍ、半透明
膜４として第１信号層２からレーザー光を入射しその入
射光量に対して略２５％の反射率をもつものを用い、反
射膜１０の反射率を７０％以上、再生光入射奥側の第２
信号層基板８としてディスクの総厚みが１.１４〜１.５
ｍｍ程度となるように厚み調整を施し、試作した３種の
ディスクを再生測定した結果である。５２はそのディス
クの再生光入射側基板２の信号面を再生測定した結果で
あり、５４は再生光入射奥側基板８の信号面を再生測定
した結果である。図５の（ｂ）は再生光入射側基板２の
厚みとして、０.５４ｍｍ，０.５６ｍｍ，０.５８ｍｍ,
０.６ｍｍ程度のものを使用し、中間層６の厚みを略４
０μｍ、半透明膜４として第１信号層２からレーザー光
を入射しその入射光量に対して略２５％の反射率をもつ
ものを用い、反射膜１０の反射率を７０％以上、再生光
入射奥側の第２信号層基板８としてディスクの総厚みが
１.１４〜１.５ｍｍ程度となるように厚み調整を施し、
試作した４種のディスクを再生測定した結果である。５
６はそのディスクの再生光入射側基板２の信号面を再生
測定した結果であり、５８は再生光入射奥側基板８の信
号面を再生測定した結果である。図５の（ｃ）は再生光
入射側基板２の厚みとして、０.６１ｍｍ，０.６２ｍ
ｍ，０.６３ｍｍ程度のものを使用し、中間層６の厚み
を略５０μｍ、半透明膜４として第１信号層２からレー
ザー光を入射しその入射光量に対して略２５％程度の反
射率をもつものを用い、反射膜１０の反射率を７０％以
上、再生光入射奥側の信号層基板８としてディスクの総
厚みが１.１４〜１.５ｍｍ程度となるように厚み調整を
施し、試作した３種のディスクを再生測定した結果であ
る。６０はそのディスクの再生光入射側基板２の信号面
を再生測定した結果であり、６２は再生光入射奥側基板
８の信号面を再生測定した結果である。

【００３８】ここで、ディスクの信号面を再生する場
合、個々のディスクによって反り，偏心，複屈折等の製
造ばらつきが生じ、また再生ヘッドに関しても同様に製
造ばらつきが生じる。このことを考慮すれば再生信号ジ
ッタは１０％以内に抑えなければならない。

【００３９】図５の（ａ）によれば、中間層６の厚み略
３０μｍでは、上記再生信号ジッタの限界である１０％
以内を満足していない。これは中間層６の厚みが薄いた
めに、どちらかの信号層を再生した際に他方の信号層ま
で再生し、信号層間のクロストークとして再生信号ジッ
タを劣化させていると考えられる。

【００４０】図５の（ｂ）から、中間層６の厚み略４０
μｍでは、再生信号ジッタの限界である１０％以内を満
足するためには再生光入射側基板２が０.５４ｍｍ以上
なくてはならない。また、再生ヘッドが再生光を最も絞
ることができる基板材及び樹脂の厚みが略０.６ｍｍに
対して、信号面をその位置から再生光の光軸方向に等距
離離れた位置に有することにより、再生信号ジッタを両
信号面上でほぼ同じにしている。

【００４１】図５の（ｃ）から、中間層６の厚み略５０
μｍでは、再生信号ジッタの限界である１０％以内を満
足するためには再生光入射奥側基板２までの長さが０.
６６ｍｍ以下でなくてはならない。

【００４２】しかしながら、この実施形態１の片面読み
取り型２層式光ディスクに関しては、信号面上に膜付け
される半透明膜４及び反射膜１０の膜厚，基板２，８及
び中間層６の厚みの製造ばらつきに対して高度な制御が
必要である。実際の製造工程に於いては、半透明膜４の
膜付け制御は反射率で略１５％程度のマージンが必要と
なる。図６は、その製造ばらつきによってディスク再生
装置が認識できる半透明膜４及び反射膜１０の反射率限
界の条件、すなわち、実施形態３の片面読み取り型２層
式光ディスクを試作し、測定したものである。

【００４３】図６の（ａ）は再生光入射側基板４２の厚
みとして、０.５６ｍｍ，０.５８ｍｍ，０.６１ｍｍ程
度のものを使用し、中間層４６の厚みを略３０μｍ、半
透明膜４４として第１信号層４２からレーザー光を入射
しその入射光量に対して略２０％程度の反射率をもつも
のを用い、反射膜５０の反射率を７０％以上、再生光入
射奥側の第２信号層基板４８としてディスクの総厚みが
１.１４〜１.５ｍｍ程度となるように厚み調整を施し、
試作した３種のディスクを再生測定した結果である。６
４はそのディスクの再生光入射側基板４２の信号面を再
生測定した結果であり、６６は再生光入射奥側基板４８
の信号面を再生測定した結果である。図６の（ｂ）は再
生光入射側基板４２の厚みとして、０.５４ｍｍ，０.５
８ｍｍ，０.６ｍｍ程度のものを使用し、中間層４６の
厚みを略４０μｍ、半透明膜４４として第１信号層４２
からレーザー光を入射しその入射光量に対して略２０％
の反射率をもつものを用い、反射膜５０の反射率を７０
％以上、再生光入射奥側の信号層基板４８としてディス
クの総厚みが１.１４〜１.５ｍｍ程度となるように厚み
調整を施し、試作した３種のディスクを再生測定した結
果である。６８はそのディスクの再生光入射側基板４２
の信号面を再生測定した結果であり、７０は再生光入射
奥側基板４８の信号面を再生測定した結果である。図６
の（ｃ）は再生光入射側基板４２の厚みとして、０.６
１ｍｍ，０.６３ｍｍ程度のものを使用し、中間層４６
の厚みを略５０μｍ、半透明膜４４として第１信号層４
２からレーザー光を入射しその入射光量に対して略２０
％の反射率をもつものを用い、反射膜５０の反射率を７
０％以上、再生光入射奥側の信号層基板４８としてディ
スクの総厚みが１.１４〜１.５ｍｍ程度となるように厚
み調整を施し、試作した２種のディスクを再生測定した
結果である。７２はそのディスクの再生光入射側基板４
２の信号面を再生測定した結果であり、７４は再生光入
射奥側基板４８の信号面を再生測定した結果である。

【００４４】上記実施形態３の片面読み取り型２層式光
ディスクを再生したときの結果より、再生光入射奥側信
号面を再生したときよりも、再生光入射側信号面を再生
したときの方がジッタ値が大きい。これは各信号面上の
反射膜５０と半透明膜４４から再生ヘッドへの戻り光量
に差があるためで、反射光量の少ない再生光入射側の信
号面を再生したときの受光ディテクタ内に戻ってくる光
信号及びその光信号を電気信号に変換し測定するまでに
ノイズ成分が影響しているためである。

【００４５】図６の（ａ）によれば、中間層４６の厚み
略３０μｍの再生光入射側信号層を再生したときの再生
信号ジッタが、限界である１０％以内を満足していな
い。これは実施形態１の片面読み取り型２層式光ディス
クの中間層６の厚み略３０μｍを再生したときと同様、
中間層厚みが薄いためにどちらかの信号層を再生した際
に他方の信号層まで再生し、信号層間のクロストークと
して再生信号ジッタを劣化させていると考えられる。

【００４６】図６の（ｂ）から、中間層４６の厚み略４
０μｍでは再生信号ジッタの限界である１０％以内を満
足するためには再生光入射側基板４２が０.５６ｍｍ以
上なくてはならない。また、ここで再生光入射側基板４
２を０.６ｍｍ程度としたときに、再生光入射側信号面
を再生したときのジッタが８.１％、再生光入射奥側信
号面を再生したときのジッタが８.０％と、ジッタを均
等に分けた結果となっている。これは再生光入射側信号
面を再生したときに信号面上の半透明膜からの戻り光量
が少なく、外部ノイズに影響されやすい分を、信号面を
再生ヘッドのもっとも絞れる位置すなわち厚み略０.６
ｍｍの位置に設定することにより収差を最小としてい
る。逆に再生光入射奥側信号面を再生したときは、再生
ヘッドのもっとも絞れる位置すなわち０.６ｍｍの位置
から中間層の厚み分である略４０μｍ離れることによる
収差でのジッタ劣化を、再生光入射側信号面上の反射膜
からの戻り光量を多くすることによりノイズからの影響
を少なくしている。

【００４７】すなわち、レーザー光が最も絞られる焦点
位置を中間層４６の光軸ＯＡ方向における略中央と半透
明膜４４との間に設定するとともに、半透明膜４４の反
射率を適宜選定し、半透明膜からの戻り光強度より反射
膜からの戻り光強度を大きくすることにより再生光入射
側の信号面を再生した時と再生光入射奥側信号面を再生
した時のジッタを略均等化することができる。

【００４８】本実施形態によれば、ディスクの製造ばら
つきを考慮すると、半透明膜及び反射膜の反射率マージ
ンはそれぞれ２０〜４０％程度、光路長すなわち再生光
入射側基板４２として０.５６ｍｍ〜０.５８ｍｍ程度、
中間層厚みは４０〜６０μｍ程度（再生光入射奥側基板
４８の信号面までの光路長０.６４ｍｍ以内）が適当で
あると考えられる。

【００４９】なお、上記実施形態３において、反射膜で
反射され再生ヘッドに戻ってくる光強度を半透明膜の反
射光量より大きくしたが、逆に、反射膜で反射され再生
ヘッドに戻ってくる光強度を半透明膜の反射光量より小
さくすることもできる。

【００５０】すなわち、レーザー光が最も絞られる焦点
位置を中間層４６の光軸ＯＡ方向における略中央と反射
膜５０との間に設定するとともに、半透明膜４４の反射
率を適宜選定し、半透明膜からの戻り光強度より反射膜
からの戻り光強度を小さくすることにより再生光入射側
の信号面を再生した時と再生光入射奥側信号面を再生し
た時のジッタを略均等化することができる。

【００５１】以上のように、実施形態３を用いることに
より、再生ヘッドの焦点位置から不等距離離れた位置に
信号面を設けることでも、半透明膜と反射膜とで戻り光
量に差をもたせることで各信号層を再生したときのジッ
タを略均等化することが可能である。

【００５２】この片面読み取り型２層式光ディスクの条
件として、半透明膜の反射率を３０％、反射膜の反射率
が７０％以上でも上記実施形態と同様のディスク構造マ
ージン結果が得られる。

【００５３】また、各信号面を再生した際に戻り光量が
少ない信号面側に焦点位置を設定できる開口ＮＡをもつ
再生ヘッドを用いたり、半導体レーザーから出射される
レーザー光の波長を適宜選定することにより、各信号層
を再生したときのジッタを略均等化することもできる。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５５】本発明によれば、読み出しレーザー光が最
も絞られる焦点位置を二つの信号面の間にくるようにし
たので、各信号面を再生した時のジッタを略均等化で
き、各信号面からの再生信号の品質を略同等にすること
ができる。

【００５６】また、上記焦点位置から光軸方向にほぼ等
距離離れた位置に各信号面があるので、それぞれの信号
面を再生したときの各信号面上の光スポットの絞り径は
収差による劣下でほぼ等しくなり、またその戻り光強度
がほぼ等しいために再生信号へのノイズ影響度もほぼ等
しく、両信号面をほぼ同条件で再生することが可能であ
る。

【００５７】さらに、二つの信号層の厚みを同じにした
ので、同じ基板材料を使用することができる。

【００５８】また、入射奥側信号層の厚みを入射側信号
層の厚みに中間層の厚みの略１／２を加えた厚みとした
ので、従来用いられている基板材料の厚みを調整するこ
となく入射奥側信号層として作製し使用することができ
る。

【００５９】さらに、再生ヘッドによって読み出しレー
ザー光が最も絞られるように設計された焦点位置から信
号面が遠く、収差による影響が大きい信号面に関して
は、その信号面上の反射膜もしくは半透明膜から再生ヘ
ッドへの戻り光強度を上げることによりノイズの影響度
を低減させ、またもう一方の信号面を再生するときに関
しては、再生ヘッドによって読み出しレーザー光が最も
絞られるように設計された焦点位置から信号面が近く、
収差による影響が小さいのでその信号面上の反射膜もし
くは半透明膜から再生ヘッドへの戻り光強度を下げるこ
とにより、各信号面を再生したときの再生信号の品質を
ほぼ同等にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる片面読み取り型２層式光ディ
スクの断面図である。

【図２】 本発明にかかる再生ヘッドの概略構成図であ
る。

【図３】 図２の再生ヘッドからの読み出しレーザー光
が最も絞られる焦点位置を片面読み取り型２層式光ディ
スクの中間層の光軸方向における略中央に設定した場合
の断面図である。

【図４】 図１の片面読み取り型２層式光ディスクの変
形例を示す断面図である。

【図５】 図１の片面読み取り型２層式光ディスクを使
用して、ジッタの測定を行った結果を示しており、
（ａ）は中間層厚みを略３０μｍ、（ｂ）は中間層厚み
を略４０μｍ、（ｃ）は中間層厚みを略５０μｍに設定
した場合を示している。

【図６】 図４の片面読み取り型２層式光ディスクを使
用して、ジッタの測定を行った結果を示しており、
（ａ）は中間層厚みを略３０μｍ、（ｂ）は中間層厚み
を略４０μｍ、（ｃ）は中間層厚みを略５０μｍに設定
した場合を示している。

【符号の説明】

２，４２ 第１信号層 ４，４４ 半透明膜 ６，４６ 中間層 ８，４８ 第２信号層 １０，５０ 反射膜 １２ 半導体レーザー １４ ビームスプリッタ １６ 1/4波長板 １８ 再生レンズ ２０ 絞り込みレンズ ２２ 受光ディテクタ ２４ フォーカスエラー検出回路 ２６，３２ コイルドライバ ２８，３４ コイル ３０ トラッキングエラー検出回路 Ｈ 再生ヘッド ＦＰ 焦点位置 ＯＡ 光軸 ＲＡ 回転中心軸

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定の仕様基材厚みで最適な焦点を結ぶ
   再生ヘッドを用いて再生される光記録媒体であって、第
   １信号層と半透明膜と中間層と反射膜と第２信号層とが
   順次形成され、前記第１信号層の前記半透明膜側に信号
   面が形成されるとともに、前記第２信号層の前記反射膜
   側に信号面が形成された光記録媒体において、 再生ヘッドからの読み出しレーザー光を前記第１信号層
   側より略垂直に入射させたとき、読み出しレーザー光が
   最も絞られる焦点位置が前記中間層内に設定されるよう
   に前記第１信号層の厚みを調整することを特徴とする光
   記録媒体であって、前記焦点位置を前記中間層の光軸方
   向における略中央と前記反射膜との間に設定し、前記第
   １信号層および第２信号層の各信号面を読み取る際の戻
   り光強度を、（前記半透明膜からの戻り光強度）＞（前
   記反射膜からの戻り光強度）となるようにした光記録媒
   体。
2. 【請求項２】 特定の仕様基材厚みで最適な焦点を結ぶ
   前記再生ヘッドにおけるレーザー光の波長が略６５０ｎ
   ｍ以下、対物レンズの開口数が略０．６以上であること
   を特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは２に記載の光記録媒体
   を再生する再生ヘッド。
4. 【請求項４】 レーザー光の波長が略６５０ｎｍ以下、
   対物レンズの開口数が略０．６以上であることを特徴と
   する請求項３に記載の再生ヘッド。
5. 【請求項５】 基材厚みが略０．６ｍｍで最適な焦点を
   結ぶことを特徴とする請求項４に記載の再生ヘッド。
6. 【請求項６】 請求項１あるいは２に記載の光記録媒体
   を再生する再生ヘッドを用いて信号を読み出す再生装
   置。
7. 【請求項７】 レーザー光の波長が略６５０ｎｍ以下、
   対物レンズの開口数が略０．６以上であることを特徴と
   する請求項６に記載の再生装置。
8. 【請求項８】 基材厚みが略０．６ｍｍで最適な焦点を
   結ぶことを特徴とする請求項６に記載の再生装置。