JP2003157571A - 透過式多層記録媒体及びその記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明記録層に安定的に記録又は再生を行うこ
とが可能な透過式多層記録媒体を提供する。 【解決手段】 光ビームの照射により情報の記録又は再
生が行われる透過式多層記録媒体であって、基板上に形
成された１つの反射層と、反射層に対して光入射側にお
いて積層されかつ光透過性のスペーサ層を介して交互に
積層されかつ透過率の変化による複数の記録マークを担
持した光透過材料からなる複数の透明記録層と、からな
り、記録された情報を、記録マークを透過した集光ビー
ムの所定の光強度に対応させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク、光カ
ードなどの光学式情報記録媒体に関し、特に、透過式多
層記録媒体に光ビームを照射して情報を記録再生するそ
の記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録容量を拡大するという要求から次世
代光ディスクシステムとして、２層以上を有する多層光
ディスクが望まれている。現在、ＤＶＤ(Digital Versa
tile Disc)と称される光ディスクの中で、片側２層の記
録層を有する再生専用ＤＶＤ／ＲＯＭいわゆる２層光デ
ィスクが実用化されている。２層光ディスクは、光ビ−
ム入射側から、透明なカバー層、半透明な第１記録層
（入射側）、透明な第１スペーサ層及び全反射する第２
記録層（奥）が順に積層されて構成されている。第１及
び第２記録層には凹凸であるピット列が記録されてい
る。情報の記録／再生は、２層光ディスクの片側（第１
記録層側）からの光ビームの照射により、各記録層の反
射率の変化部位を形成／識別するをすることによって行
われる。すなわち、２層光ディスクのような反射再生方
式では、再生時に目標記録層の反射光によって当該層の
信号を読み取るので、奥の第２記録層の信号は、入射側
第１記録層を透過した光を第２記録層で反射し再度第１
記録層を透過した反射光を検出して、再生する。

【０００３】反射再生方式で多層ディスク構成する場合
に、各記録層からの信号光の反射量を増やすために記録
層の反射率を上げると透過率が減少して記録層を透過し
て信号を再生する奥の記録層の反射すべき光の量が減少
してしまう。また、奥の記録層からの信号光量（反射
光）を減少させないために記録層の透過率を上げると反
射率が下がるので、当該層の信号光の反射量が減り、層
数を増やして良好な信号再生を行うことが難しい。この
ように、２層光ディスクでも記録層の反射率１８〜３０
％が要求され、各記録層の反射率を一様に下げて一部の
光は透過するように設定し、さらに反射率の低い範囲ま
で規格を厳しくしても、多層ディスクでは、各記録層の
反射率、透過率及び吸収率並びに透過層損失分を考慮し
ても、カバー層を経て実際に反射して戻ってくる信号光
量を確保しかつ再生信号のＳ／Ｎを維持することには限
界がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、透過再生方式光
ディスクとして、いわゆるトムソンＣＳＦゼニス方式に
よる、光ビームを透明光ディスクのピットに照射して透
過光の位相差の変化を再生信号として検出するシステム
が知られている（米国特許第４，１２８，８４７号）。

【０００５】しかしながら、かかる透過再生方式光ディ
スクにおいて、例えば、記録可能なディスクに記録を行
うためにトラッキングを制御するには、参照光での回折
によるトラッキング信号が必要であり、多層ディスク構
成とする場合には、この回折が他の層のトラッキング制
御に影響を与え、困難が伴う。また、透過再生方式で
は、光ビーム入射用の対物レンズの他に、光ディスクの
反対側に透過光を集める対物レンズなど検出用装置を配
置して読みとる必要がある。よって、ピックアップはこ
の読みとり側と光照射側で光ディスクを挟み込む構造と
なるためにドライブ装置の厚さが増大し、薄型化したコ
ンピュータに内蔵する用途などには適当ではない。さら
に、両側の光ビーム入射系及び光検出系の双方とも同期
して位置制御される必要があるために、制御機構がそれ
ぞれに対して必要であり、ピックアップの構成を複雑に
する。

【０００６】本発明はこのような従来の欠点を除去し、
多層化した記録媒体の再生時に良好な信号再生を行うこ
とができる多層記録媒体並びに記録再生装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の透過式多層記録
媒体は、光ビームの照射により情報の記録又は再生が行
われる透過式多層記録媒体であって、基板上に形成され
た１つの反射層と、前記反射層に対して光入射側におい
て積層されかつ光透過性のスペーサ層を介して交互に積
層されかつ透過率の変化による記録マークを担持した光
透過材料からなる複数の透明記録層と、からなり、記録
された情報を、前記記録マークを透過した集光ビームの
所定の光強度に対応させたことを特徴とする。

【０００８】本発明の透過式多層記録媒体においては、
前記透明記録層は、前記透明記録層の積層した数の前記
透明記録層の透過率同士の積算値が所定値以上となる光
透過材料からなることを特徴とする。本発明の透過式多
層記録媒体においては、前記所定値は０．３２８である
ことを特徴とする。

【０００９】本発明の透過式多層記録媒体においては、
前記反射層には、前記透明記録層のトラック位置を表す
トラックガイド信号が記録されていることを特徴とす
る。本発明の透過式多層記録媒体においては、前記反射
層には、前記透明記録層に信号を記録する際の基準とな
るクロック信号が記録されていることを特徴とする。

【００１０】本発明の透過式多層記録媒体記録再生装置
は、基板上に形成された１つの反射層と、前記反射層上
に積層されかつ光透過性のスペーサ層を介して交互に積
層されかつ透過率が周囲と異なる複数の記録マークを担
持した光透過材料からなる複数の透明記録層と、からな
る透過式多層記録媒体の記録再生装置であって、光ビー
ムを出射する光源と、前記光源からの光ビームを透過式
多層記録媒体の所定の透明記録層に直接又は前記反射層
に反射させて集光して照射する対物レンズと、前記所定
の透明記録層に直接集光して照射された光ビームが前記
所定の透明記録層を透過した後に前記反射層に反射され
た反射光を、又は、前記反射層に反射させて集光して前
記所定の透明記録層に集光し透過する透過光を、前記対
物レンズを通過して受光する光検出器と、を備えること
を特徴とする。

【００１１】本発明の透過式多層記録媒体記録再生装置
においては、前記反射層の反射面によって作られる前記
光源の虚像位置と前記対物レンズの主面位置との光学距
離Ｘは、前記対物レンズの主面位置と前記所定の透明記
録層との光学距離をＡ、前記所定の透明記録層と前記反
射層との光学距離をＢとすると、Ｘ＝Ａ＋２Ｂであるこ
とを特徴とする。

【００１２】本発明の透過式多層記録媒体記録再生装置
においては、前記所定の透明記録層からの反射光を受光
してフォーカス制御を行うフォーカス制御部をさらに備
えることを特徴とする。本発明の透過式多層記録媒体記
録再生装置においては、前記反射層には、前記透明記録
層のトラック位置を表すトラックガイド信号が記録され
ており、前記反射光に基づいて、トラッキング制御を行
うトラッキング制御部をさらに備えることを特徴とす
る。

【００１３】本発明の透過式多層記録媒体記録再生装置
においては、前記反射層には、前記透明記録層に信号を
記録再生する際の基準となるクロック信号が記録されて
おり、前記反射光に基づいて、クロック制御を行うクロ
ック制御部をさらに備えることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施の形態を説明する。図１は透過式多層記録媒体とし
ての２層光ディスクの断面構造例を示す。かかる２層光
ディスク２０は、互いに平行に積層されたカバー層２
１、第１透明記録層２２ａ、第１スペーサ層２３ａ、第
２透明記録層２２ｂ、第２スペーサ層２３ｂ、単一の反
射層２４並びにこれらの層を担持するディスク状の基板
２５からなる。第１及び第２透明記録層２２ａ、２２ｂ
は光透過材料である例えば有機色素からなり、各々に
は、透過率が周囲と異なる複数の記録マークすなわちデ
ータを担うマークが形成されている。これら透明記録層
２２ａ、２２ｂは、第１スペーサ層２３ａを挟んで互い
に離間している。第２透明記録層２２ｂは第２スペーサ
層２３ｂを介して反射層２４から離間している。カバー
層２１並びに第１及び第２スペーサ層２３ａ、２３ｂは
例えばポリカーボネート樹脂からなる。反射層２４は例
えば金からなり、反射層２４上には制御ピットＰｃが形
成されている。また、プローブ光はいずれかの透明記録
層から信号を読み出すためにカバー層２１側から照射さ
れ、対物レンズはプローブ光を照射しかつその反射光を
集める。

【００１５】図２は、カバー層２１側から眺めた制御ピ
ットＰｃの配列形態の一例を示す２層光ディスクの拡大
平面図である。図２に示すように、反射層２４上には、
夫々が所定の固定長Ｌを有する複数の制御ピットＰｃが
互いに所定の一定間隔ｄだけ離間して、同心円状又は螺
旋状のトラックに沿って一列に蛇行して形成されてい
る。この際、複数の制御ピットＰｃによるピット列の所
定単位長での蛇行形態は、ディスク上の位置を示すディ
スクアドレスに対応した形態となっている。すなわち、
所定周波数の例えば正弦波をディスクアドレスによって
位相変調して得られた変調信号に応じた分だけ、中央の
トラックに対してディスク半径方向に偏倚した位置に各
制御ピットＰｃが形成されている。なお、制御ピットＰ
ｃによるピット列は、上記ディスクアドレスを担うと共
に、後述するトラッキング誤差情報、並びにデータを透
明記録層２２ａ、２２ｂに記録する際の同期基準となる
同期クロックをも担う。

【００１６】このように透過式多層記録媒体は、基板上
に形成された反射層と、この反射層上に形成された所定
膜厚の光透過性のスペーサ層２３ｂと、スペーサ層２３
ｂ上に形成されスペーサ層２３ａを介して交互に積層さ
れた透明記録層２２ａ、２２ｂとを含み、透明記録層に
は透過率が周囲と異なる複数の記録マークを担持し、記
録すべき情報を、記録マークを透過した集光ビームの所
定の光強度に対応させてある。

【００１７】図３は透過式多層記録媒体２０からの情報
再生に用いる透過式多層記録媒体再生装置のピックアッ
プ１００の概略構成を示している。図３において、ピッ
クアップ１００は半導体レーザなどの光源１１、コリメ
ータレンズ１２、ビームスプリッタ１３、対物レンズ１
６、集光レンズ系３１及び光検出器３２を装備してい
る。光源１１は発散光を発生し、コリメータレンズ１２
はその光を集めかつ略平行光ビームとし、ビームスプリ
ッタ１３は透過光を２分割し、対物レンズ１６はビーム
スプリッタ１３を透過した光をプローブ光として２層光
ディスク２０へ照射する。２層光ディスク２０の第１及
び第２透明記録層２２ａ、２２ｂ並びに第１及び第２ス
ペーサ層２３ａ、２３ｂを経て反射層２４で反射された
信号光は、対物レンズ１６で集められビームスプリッタ
１３で光路を変えられ集光レンズ系３１を介して光検出
器３２へ導かれ、ここで強度に応じた電気信号へと変換
される。

【００１８】次に、本発明による透過式多層記録媒体の
信号再生原理について説明する。図３に示すピックアッ
プ１００の対物レンズ１６はフォーカス制御機構（図示
せず）によってプローブ光の光軸方向の位置が制御さ
れ、透明記録層のうちの一つ、図４に示すように例え
ば、第２透明記録層２２ｂにプローブ光の焦点を結ぶ。
また、対物レンズ１６として２群対物レンズを用いてい
るが、対物レンズはレンズ群又は単一レンズでもよい。
ここで、第２透明記録層２２ｂは光の反射率が極めて低
く、このプローブ光をほとんど透過する。このときの透
過率は第２透明記録層２２ｂの記録マークＲＭすなわち
色素が感光しているか否かで異なり、感光した状態であ
れば透過率は低くなる。このように透明記録層に焦点を
結び、透過したプローブ光はディスクが回転走査される
ことによって記録された微少な色素領域（記録マーク）
の感光状態によって時間的に強度変調を受けた状態、信
号光となる。第２スペーサ層２３ｂを透過した信号光
は、反射層２４によって反射される。そして、図３に示
すように反射した信号光は再び、第２スペーサ層２３
ｂ、第２透明記録層２２ｂ、第１スペーサ層２３ａ、第
１透明記録層２２ａ、カバー層２１を透過して対物レン
ズ対１６によって集められる。このとき、図４に示すよ
うに透明記録層と反射層との距離によって対物レンズ面
に届くときの光ビーム径（信号光）は照射されるときに
光ビーム（プローブ光）が通過した径よりも大きくなっ
ている。よって再生信号は、第２透明記録層２２ｂ以外
の透明記録層の記録マークによる影響を受けない。

【００１９】この透過式多層記録媒体のシステムは、透
過光ビームの透過率変化によって信号を読み出すことが
可能な透明記録層を複数と該透明記録層に平行な反射層
を備え、ピックアップによってこの反射層によって反射
した信号光を対物レンズで集め、光検出器によって光電
変換するので、透過式多層記録媒体の再生時においても
１つの対物レンズを用いて光量の損失が少なく小型な再
生装置を構成することが可能になる。

【００２０】透明記録層はその積層した数の透明記録層
の透過率同士の積算値（つまり、反射層に到達する光
量）が所定値以上となる光透過材料から構成することが
好ましい。ＤＶＤの２層での反射率規定は１８％であ
り、実際には、再生時のレーザパワーを上げることで、
反射率１０％で信号を再生することが可能になる。例え
ば、反射層の反射率を少なくとも９３％とすると、未記
録領域（記録マーク以外）の透明記録層は透過率が少な
くとも８０％となる光透過材料から形成される。ここで
反射率９３％反射層と透過率８０％透明記録層の５層と
を有する透過式多層記録媒体は、プローブ光が５層を往
復通過するので、０．８０⁵×０．９３×０．８０⁵≒
０．１の計算から、全反射率１０％が得られることにな
る。透明記録層の透過率をｔ、透明記録層数をｎとする
と、積層した数の透明記録層の透過率同士の積算値Ｔ
は、Ｔ＝ｔⁿとなる。反射層の反射率をＴｒとすると、
全反射率はＴ²×Ｔｒ≧０．１と表されるので、積算値
Ｔは次式、

【００２１】

【数１】

【００２２】反射層の反射率を少なくとも９３％とする
と、積算値ＴはＴ≧０．３２８となる。図３に示す例に
おいてはフォーカス制御の方法について特定していない
が、これは、透明記録層からの少ない反射光を用いて、
非点収差法やスポットサイズ法などを用いてフォーカス
誤差信号を作り出す光路を設け、これに基づいて対物レ
ンズを光軸方向に駆動することによって、焦点制御を行
うことができる。また、スペーサ層の厚さの誤差を焦点
深度範囲内で収められるような高精度のものにしたり、
信号再生時に厚さ誤差分を許容できるような信号フォー
マットを用いることによって、図３に示す例の光検出器
に達する（反射層を介した）光ビームスポットからフォ
ーカス誤差を作り出し、これに基づいて焦点制御を行う
こともできる。

【００２３】図３に示す例においては、透明記録層を透
過光の強度が記録によって変化する有機色素などの記録
材料から形成する例を記載したが、これに代わって例え
ばＡｇ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅ（銀、インジウム、アンチモ
ン、テルル）からなる相変化記録材料などを用いること
ができる。また、図３に示す例では反射層の材質を金と
したが、これはプローブ光を反射する特性を持つもので
あれば銀、誘電体多層膜、アルミニウムなど、種々の材
料を用いることができる。また、この反射層をハーフミ
ラー膜として一部の光はそのまま透過するように構成
し、上記透過式読み出しとの共用が可能である。

【００２４】図３に示す構成のピックアップを用いて透
明記録層に記録を行うことができる。この場合には、上
記のフォーカス制御を用い、透明記録層に光スポットを
集光させ、記録材料に熱的な変化（透過率変化）を起こ
させて信号の記録を行う。ここで、記録を行う場合にト
ラックに垂直な方向に光スポットが偏倚しないようにト
ラッキング制御を行う必要がある。このトラックを透明
記録層に形成するためには予め透過率が異なるサンプル
ピットやガイド溝などのトラック情報を透明記録層に記
録することもできる。

【００２５】さらに、反射層にトラッキング情報を記録
し、これを読み出すための光学系を別に設けてこれを用
いてトラッキングを行うことができる。これよって透明
記録層にトラッキング情報を予め記録する必要がなくな
る。この場合のトラッキング情報の入れ方としては、例
えばトラック位置を示すグルーブを記録したり、又は間
欠的にトラックの位置を示す、いわゆるサンプルサーボ
ピットとして知られるピットを形成する反射式光ディス
クでトラック位置を示す情報を記録する方法をとること
ができる。

【００２６】また、記録再生時に必要なクロック情報を
この反射層の信号から得ることができる。このとき、基
準クロックを入れる方法としてはグルーブを所定の周波
数を用いてウォブルさせる方法や、クロックの基準とな
る長さを持ったピットを記録する方法など、通常の一枚
の反射式光ディスクでクロックを生成するために用いら
れる種々の方法をとることができる。

【００２７】図５は、他の実施形態として、トラッキン
グ情報及びクロック情報をウォブルピットとして反射層
に記録し、これを読み出すための光学系を別に設けてこ
れを用いてデータの記録又は再生を行う透過式多層記録
媒体記録再生装置の概略構成を示す。図５において、ピ
ックアップ１００は第１の検出系として、半導体レーザ
などの光源１１、コリメータレンズ１２、ビームスプリ
ッタ１３、対物レンズ１６、集光レンズ系３１及び第１
光検出器３２を装備し、さらに、第２の検出系として、
第２光源１０１、第２コリメータレンズ１０２、合成プ
リズム１０３、ダイクロイックミラー１１２及び第２光
検出器１１４を装備している。

【００２８】図５において、透過式多層記録媒体記録再
生装置の信号処理部は、記録変調回路１３１、データ復
調回路１３３、フォーカス誤差生成回路１３４、プッシ
ュプル信号生成回路１３５、トラッキング誤差生成回路
１３６、アドレス復調回路１３７、クロック信号生成回
路１３８及びコントローラ１４０を含んでいる。記録変
調回路１３１は光源駆動回路を含み、装置の再生動作時
には、記録変調回路１３１は、所定の固定レベルを有す
る駆動信号を発生してこれをピックアップ１００の光源
１１に供給する。一方、記録動作時には、２層光ディス
ク２０の透明記録層２２ａ又は２２ｂに記録すべきデー
タに対して所望の記録変調方式に従った変調処理、例え
ば、記録変調回路１３１は、同期クロック信号ＣＫ（後
述する）に応じたタイミングに同期して上記データに対
して記録変調処理をなし、変調記録信号に対応した信号
レベルを有する駆動信号を光源１１に供給する。

【００２９】ピックアップ１００の光源１１は、記録変
調回路１３１から供給された駆動信号に対応した光パワ
ーを有するレーザ光ビームを発生する。すなわち、光源
１１は、この装置の再生動作時には、２層光ディスク２
０の透明記録層２２ａ又は２２ｂに形成されている記録
マークを読み取るのに必要な光パワーを有する読取光ビ
ームを発生する。一方、記録動作時には、光源１１は、
上記変調記録信号に応じて、透明記録層２２ａ又は２２
ｂに記録マークを形成させるのに必要となる光パワーを
有する記録レーザ光ビームを発生する。そして、光源１
１は、記録又は読取の光ビーム（すなわち、プローブ
光）を合成プリズム１０３に照射する。

【００３０】第２光源１０１は、２層光ディスク２０の
反射層２４に照射すべきレーザ光ビーム（以下、第２ビ
ームと称する）を発生し、コリメータレンズ１０２を介
して合成プリズム１０３に照射する。合成プリズム１０
３は、光源１１が発生したプローブ光及び第２光源１０
１が発生した第２ビームを、光軸を一致させて合成しビ
ームスプリッタ１３へ供給する。合成された平行光ビー
ムを対物レンズ１６に供給する。対物レンズ１６は光ビ
ームを集光し、回転する２層光ディスク２０のカバー層
２１に照射する。この際、第２光源１０１から第２光検
出器１１４までの光路長は、光源１１から第１光検出器
３２までの光路長よりも短い。つまり、第２光源１０１
から照射された第２ビームが２層光ディスク２０の反射
層２４に集光した際に、光源１１から照射されたプロー
ブ光が２層光ディスク２０の透明記録層２２ａ又は２２
ｂの近辺に集光するように、両者の光路長が設定されて
いる。

【００３１】２層光ディスク２０に照射された光ビーム
は、その第１及び第２透明記録層並びに第１及び第２ス
ペーサ層を経て反射層で反射された信号光となる。反射
した信号光は対物レンズ１６で集められビームスプリッ
タ１３で光路を変えられ集光レンズ系３１を介してダイ
クロイックミラー１１２へ導かれる。平行平板のダイク
ロイックミラー１１２は、反射信号光中のプローブ光に
基づく反射光成分を透過し、これを第１光検出器３２に
導出する。また、ダイクロイックミラー１１２は、上記
反射光中の第２ビームに基づく反射光成分を反射し、こ
れを第２光検出器１１４に導出する。すなわち、ダイク
ロイックミラー１１２は、２層光ディスク２０の透明記
録層２２からの反射光成分を分割しそれぞれの波長の異
なる反射光成分を第１光検出器３２及び第２光検出器１
１４に導出する。この際、透過した反射光成分には、ダ
イクロイックミラー１１２によって非点収差が与えられ
る。

【００３２】第１光検出器３２及び第２光検出器１１４
は、それぞれ図６に示すような相似形の別個の４分割光
検出器１を含む。４分割光検出器１の各々は２層光ディ
スク２０のトラックに沿った方向（接線方向）と、その
トラックに直交する方向（半径方向）とによって４分割
された受光面１ａ〜１ｄを有する光電変換素子からな
る。例えば、受光面１ａ，１ｄはディスク外周側に位置
し、受光面１ｂ，１ｃはディスク内周側に位置する。４
分割光検出器１は反射光を４つの受光面１ａ〜１ｄ各々
によって受光し、受光面１ａ〜１ｄ各々の受光量に応じ
た電気信号を出力する。

【００３３】第１光検出器３２の４分割光検出器１は、
受光したプローブ光に基づく反射光成分からの読取信号
ＲＦａ〜ＲＲＦｄとしてデータ復調回路１３３及びフォ
ーカス誤差生成回路１３４各々に供給する。第２光検出
器１１４の４分割光検出器１は、受光した第２ビームに
基づく反射光成分からの読取信号Ｒａ〜Ｒｄとして、プ
ッシュプル信号生成回路１３５及びクロック信号生成回
路１３８の各々に供給する。

【００３４】データ復調回路１３３は、読取信号ＲＦａ
〜ＲＦｄ各々を加算して得た加算読取信号に基づき、同
期クロック信号ＣＫ（後述する）に応じたタイミングに
て所定の復調処理をなし、データ復調回路１３３は、透
明記録層２２ａ又は２２ｂに記録されているデータを復
元し、これを再生データとして出力する。フォーカス誤
差生成回路１３４は、図６に示す受光面１ａ〜１ｄの内
で互いに対角に配置されている同士の出力和を夫々求
め、両者の差分値をフォーカス誤差信号ＦＥとしてフォ
ーカスアクチュエータ１１５に供給する。すなわち、フ
ォーカス誤差生成回路１３４は、２層光ディスク２０の
透明記録層２２ａ又は２２ｂからの反射光に基づく読取
信号ＲＦａ〜ＲＦｄを用いた下記式の演算（いわゆる非
点収差法）により、フォーカス誤差信号ＦＥを求めてフ
ォーカスアクチュエータ１１５に供給する。

【００３５】

【数２】 ＦＥ＝（ＲＦａ＋ＲＦｃ）−（ＲＦｂ＋ＲＦｄ）

【００３６】フォーカスアクチュエータ１１５は、かか
るフォーカス誤差信号ＦＥに応じた分だけ、対物レンズ
１６を２層光ディスク２０の垂直方向の光軸上において
移動せしめる。これにより、光源１１から照射されたプ
ローブ光が２層光ディスク２０の透明記録層２２ａ又は
２２ｂ上に集光すべきフォーカス制御が実行される。か
かるフォーカス制御によれば、プローブ光が２層光ディ
スク２０の透明記録層２２ａ又は２２ｂ上に合焦すると
共に、第２光源１０１から照射された第２ビームが反射
層２４に、透明記録層２２ａ、２２ｂ又は２２ｃの距離
範囲内で合焦することになる。

【００３７】プッシュプル信号生成回路１３５は、第２
光検出器１１４が出力した読取信号Ｒａ〜Ｒｄ各々を用
いた下記式の演算によりプッシュプル信号ＰＰを生成
し、これをトラッキング誤差生成回路１３６及びアドレ
ス復調回路１３７の各々に供給する。

【００３８】

【数３】ＰＰ＝（Ｒａ＋Ｒｄ）−（Ｒｂ＋Ｒｃ）

【００３９】トラッキング誤差生成回路１３６は、かか
るプッシュプル信号ＰＰの低域成分を抽出し、これをト
ラッキング誤差信号ＴＥとしてトラッキングアクチュエ
ータ１１６に供給する。すなわち、トラッキング誤差生
成回路１３６は、２層光ディスク２０の反射層２４に図
２に示すように形成されている制御ピットＰｃを読み取
った際に得られた読取信号Ｒａ〜Ｒｄに基づき、上記ト
ラッキング誤差信号ＴＥを生成する。トラッキングアク
チュエータ１１６は、かかるトラッキング誤差信号ＴＥ
に応じた分だけ対物レンズ１６の光軸をディスク半径方
向に偏倚せしめる。これにより、第２光源１０１から照
射された第２ビームが２層光ディスク２０の反射層２４
におけるトラック上を追従するようにトラッキング制御
が実行される。

【００４０】アドレス復調回路１３７は、上記プッシュ
プル信号ＰＰに対して所定の位相復調処理を施すことに
より、ディスク上の位置を表すアドレスを復調し、これ
をディスクアドレスＡＤとしてコントローラ１４０に供
給する。コントローラ１４０は、ユーザからの各種操作
に応じてこの透過式多層記録媒体記録再生装置の記録及
び再生動作を実施させるべく、記録変調回路１３１、記
録変調回路１３１、データ復調回路１３３、ピックアッ
プ１００、スピンドルモータ及びスライダ機構（図示せ
ず）を制御する。

【００４１】クロック信号生成回路１３８は、第２光検
出器１１４の出力の読取信号Ｒａ〜Ｒｄ各々を加算した
加算読取信号から、図２に示す２層光ディスク２０の反
射層２４に形成されている制御ピットＰｃ各々を表す信
号レベルを検出する度にクロックパルスを発生する。そ
して、クロック信号生成回路１３８は、このクロックパ
ルスによるパルス列に位相同期した所定周波数のクロッ
ク信号を生成し、これを上記同期クロック信号ＣＫとし
て記録変調回路１３１及びデータ復調回路１３３の各々
に供給する。この際、制御ピットＰｃの読み取りに応じ
て生成されるクロックパルスの周期が同期クロック信号
ＣＫの周期よりも長ければ、第２光源１０１としては比
較的安価な長波長レーザ光源を用いることができる。

【００４２】次に、かかる透過式多層記録媒体記録再生
装置による記録動作について説明する。コントローラ１
４０から記録開始指令が実行されると、ピックアップ１
００の対物レンズ１６は、プローブ光と共に各種制御情
報の読取を担う第２ビームが２層光ディスク２０の反射
層２４上に概ね合焦すべくフォーカス制御される。更
に、対物レンズ１６は、かかる第２ビームが２層光ディ
スク２０の反射層２４のトラック上をトレースするよう
にトラッキング制御される。これにより、データの記録
又は読取を担うプローブ光は、そのビーム延長軸が上記
反射層２４のトラック上をトレースするようにトラッキ
ング制御されつつ、２層光ディスク２０の透明記録層２
２ａ又は２２ｂ上に合焦する。従って、記録動作時に
は、かかるトラッキング制御に従って、データを担う記
録マークが透明記録層２２ａ又は２２ｂ上に形成されて
行く。一方、再生動作時には、上記トラッキング制御に
従って、透明記録層２２ａ又は２２ｂに記録されている
記録マークが読み取られてゆく。この際、上記反射層２
４上においてトラックに沿ってウォブリング形成されて
いる制御ピットＰｃを読み取ることにより同期クロック
信号ＣＫを得る。更に、かかる制御ピットＰｃによるピ
ット列の蛇行形態に基づき、ディスク上の位置を表すデ
ィスクアドレスＡＤを取得する。そして、これら反射層
２４から読み取った同期クロック信号ＣＫ及びディスク
アドレスＡＤに基づいて各種の記録又は再生処理を実行
する。この際、透明記録層２２ａ又は２２ｂのいずれの
透明記録層が再生対象（又は記録対象）となっても、上
記反射層２４から取得されたトラッキング誤差信号、同
期クロック信号及びディスクアドレスに基づいて記録又
は再生処理が実行される。すなわち、反射層２４から取
得される各種制御情報は、透明記録層２２ａ又は２２ｂ
各々に対する記録処理（又は再生処理）時に共通に用い
られる。

【００４３】このように本発明による２層光ディスク２
０は、データが記録される透明記録層２２とは別に、こ
のデータを記録する際の同期基準となる同期クロック信
号ＣＫ及びディスク上の位置を示すディスクアドレスＡ
Ｄの各々を担う制御ピットＰｃが形成された反射層（反
射層２４及び基板２５）を備えている。また、本発明に
よる透過式多層記録媒体記録再生装置においては、透明
記録層２２を透過させることにより光ビームを透明記録
層２２及び反射層２４の双方に同時に照射する。これに
より、反射層２４から同期クロック信号ＣＫ及びディス
クアドレスＡＤの各々を取得しつつ、取得した同期クロ
ック信号ＣＫ及びディスクアドレスＡＤに基づいて透明
記録層２２に対するデータの記録又は再生処理を実行す
る。

【００４４】従って、本発明によれば、再生動作中に透
明記録層間ジャンプが実行された際にも同期クロックの
位相は保たれているので、ジャンプ先の透明記録層から
直ちにデータの記録又は再生動作を開始させることが可
能となる。更に、同期クロック及びディスクアドレスを
担うピットを透明記録層に形成させる必要が無くなるの
で、透明記録層２２の表面に均一に記録材料を塗布する
ことが可能となる。

【００４５】なお、上記実施例においては、透明記録層
２２に対して記録又は読取を行うべきプローブ光を発生
する光源１１と、反射層２４から読取を行うべき第２ビ
ームを発生する第２光源１０１とを個別に設けたが、光
源自体は１つでも良い。例えば、第２光源１０１を省
き、更に合成プリズム１０３に代わりホログラム素子を
用いる。かかるホログラム素子の作用により、光源１１
から照射された光ビームの焦点は、２層光ディスク２０
の透明記録層２２及び反射層２４の双方にできる。な
お、記録動作時には、この光源１１から照射された光ビ
ームはデータによって変調されており、そのままでは上
記反射層２４から良好に制御ピットＰｃの読み取りを行
うことができない。そこで、光源１１から照射された光
ビームの漏れ光を検出するフロントモニタ素子（図示せ
ず）を光源１１の近傍に設ける。そして、かかるフロン
トモニタ素子にて検出された漏れ光のレベルに基づい
て、第２光検出器１１４が出力した読取信号Ｒａ〜Ｒｄ
中から記録変調成分を相殺する。これにより、上記反射
層２４から良好に制御ピットＰｃの読み取りが実行さ
れ、トラッキング誤差信号、フォーカス誤差信号、同期
クロック及びディスクアドレスなどの各種制御情報を取
得することが可能となる。

【００４６】また、上記実施例においては、反射層２４
に形成されている複数の制御ピットＰｃによるピット列
の蛇行形態に基づき、その制御ピットＰｃが形成されて
いるディスク上の位置を示すディスクアドレスＡＤを取
得しているが、これに限定されるものではない。例え
ば、制御ピットＰｃのピット長に基づき、その制御ピッ
トＰｃが形成されているディスク上の位置を示すディス
クアドレスＡＤを取得するようにしても良い。この際、
制御ピットＰｃのピット長が変化しても良好に同期クロ
ック信号ＣＫを取得できるように、制御ピットＰｃのピ
ット長をディスクアドレスの変化に応じて逓倍に変化さ
せる。

【００４７】また、上記実施例においては、光学式記録
媒体として図７（Ａ）に示すようなディスク状の２層光
ディスク２０を説明したが、媒体の形状は円盤状に限定
されるものではなく、例えば、図７（Ｂ）に示すような
プラスチックなどからなる矩形状平行平板の光カード２
０ａであっても良い。かかる光カードにおいても、２層
光ディスク２０と同様に、カバー層、透明記録層及び反
射層を備えた基板から構成される。なお、かかる光カー
ドの反射層上にも複数の制御ピットＰｃが破線に示され
るトラックに沿って蛇行して形成されている。

【００４８】また、上記実施例に示される２層光ディス
ク２０（又は光カード）においては、１つのディスク
（又はカード）内に３層の透明記録層２２ａ、２２ｂを
有するが、１つの媒体内に設ける透明記録層の数は４層
以上、又は単層であっても良い。また、実施例において
は、同期クロック信号ＣＫ及びディスクアドレスＡＤの
各々を担うべく反射層２４上に記録する制御マークとし
て凹形状の制御ピットＰｃを採用しているが、この制御
マークの形状は凹形状に限定されない。要するに、制御
マークとは凸形状又は凹形状のピットに限定されず、例
えば相変化記録の場合には記録マーク、スペースのいず
れか一方を表すものであれば良い。

【００４９】なお、上記実施例では、図４に示すように
プローブ光を手前の透明記録層に集光させ、第２ビーム
を反射層に集光させているが、更なる実施例では、図８
に示すようにプローブ光を奥の反射層に反射させた後に
所望の透明記録層に集光させ、第２ビームを反射層に集
光さる構成とすることもできる。この場合、対物レンズ
面に届く反射した信号光の光ビーム径は照射された光ビ
ーム（プローブ光）が通過した径よりも小さくなる。こ
れによっても再生信号は所望の合焦した透明記録層以外
の透明記録層の記録マークによる影響を受けない。すな
わち、本発明の透過式多層記録媒体記録再生装置のいず
れの場合においても、反射層２４の反射面によって作ら
れる光源１１の発光点の虚像位置と対物レンズ１６のデ
ィスク側主面位置との光学距離Ｘは、対物レンズ１６の
ディスク側主面位置と所定の透明記録層例えば２２ｂと
の光学距離をＡ、透明記録層２２ｂと反射層２４との距
離をＢとすると、Ｘ＝Ａ＋２Ｂである。なお、上記実施
形態においては２層光ディスクを例示したが、本発明は
上記実施形態に限定されるわけではなく、３層以上の多
層光ディスクに適用されるものであり、特に５層以上の
従来より多層の光ディスクにおいて効果を有するもので
ある。

【００５０】

【発明の効果】以上、本発明によれば、透過光線の透過
率変化によって信号を読み出すことが可能な情報記録層
を備えた透過式記録媒体において該媒体に平行な該媒体
透過光を反射せしめる反射面を備え、ピックアップによ
ってこの反射面によって反射した信号光を対物レンズで
集め、光検出器によって光電変換するので、透過式記録
媒体の再生時においても一つの対物レンズを用いて小型
な記録再生装置を構成することが可能になる。また、記
録媒体を多層化した場合には光量の損失が少ない透過式
多層記録媒体を小型な構成のピックアップ装置で読み出
すことが可能になる。また、本発明による光学式記録媒
体は、データが記録されるべき透明記録層と、このデー
タを記録する際の同期基準となる同期クロック及びディ
スク上の位置を示すディスクアドレスを夫々担う制御マ
ークが形成されている反射層とが積層されている。さら
に、本発明による透過式多層記録媒体記録再生装置にお
いては、読取又は記録用の光ビームを上記光学式記録媒
体の透明記録層を透過させて透明記録層及び反射層の各
々に同時に照射する。これにより、反射層から同期クロ
ック及びディスクアドレスの各々を読み取りつつ、これ
ら同期クロック及びディスクアドレスに基づき透明記録
層に対するデータの記録又は再生の処理を実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態の２層光ディスク構造を
示す概略部分断面図。

【図２】本発明による実施形態の２層光ディスクの反射
層を示す概略部分平面図。

【図３】本発明による実施形態の２層光ディスクから情
報を再生するピックアップの概略を示す構成図。

【図４】本発明による実施形態の２層光ディスク構造を
示す概略部分斜視図。

【図５】本発明による実施形態の２層光ディスクからデ
ータの記録又は再生を行う透過式多層記録媒体記録再生
装置の概略構成図。

【図６】本発明による実施形態の２層光ディスクから記
録再生するピックアップの光検出器を示す平面図。

【図７】本発明による２層光ディスク及び光カードを示
す斜視図である。

【図８】本発明による他の実施形態の２層光ディスク構
造を示す概略部分斜視図。

【符号の説明】

１１ 光源 １２ コリメータレンズ １３ ビームスプリッタ １６ 対物レンズ ２０ ２層光ディスク ２１ カバー層 ２２ａ 第１透明記録層 ２３ａ 第１スペーサ層 ２２ｂ 第２透明記録層 ２３ｂ 第２スペーサ層 ２４ 反射層 ２５ 基板 ３１ 集光レンズ系 ３２ 第１光検出器 １０３ 合波プリズム １１２ ダイクロイックミラー １１４ 第２光検出器 １１５ フォーカスアクチュエータ １１６ トラッキングアクチュエータ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームの照射により情報の記録又は再
   生が行われる透過式多層記録媒体であって、基板上に形
   成された１つの反射層と、前記反射層に対して光入射側
   において積層されかつ光透過性のスペーサ層を介して交
   互に積層されかつ透過率の変化による記録マークを担持
   した光透過材料からなる複数の透明記録層と、からな
   り、記録された情報を、前記記録マークを透過した集光
   ビームの所定の光強度に対応させたことを特徴とする透
   過式多層記録媒体。
2. 【請求項２】 前記透明記録層は、前記透明記録層の積
   層した数の前記透明記録層の透過率同士の積算値が所定
   値以上となる光透過材料からなることを特徴とする請求
   項１に記載の透過式多層記録媒体。
3. 【請求項３】 前記所定値は０．３２８であることを特
   徴とする請求項２に記載の透過式多層記録媒体。
4. 【請求項４】 前記反射層には、前記透明記録層のトラ
   ック位置を表すトラックガイド信号が記録されているこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透過式
   多層記録媒体。
5. 【請求項５】 前記反射層には、前記透明記録層に信号
   を記録する際の基準となるクロック信号が記録されてい
   ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の透
   過式多層記録媒体。
6. 【請求項６】 基板上に形成された１つの反射層と、前
   記反射層上に積層されかつ光透過性のスペーサ層を介し
   て交互に積層されかつ透過率が周囲と異なる複数の記録
   マークを担持した光透過材料からなる複数の透明記録層
   と、からなる透過式多層記録媒体の記録再生装置であっ
   て、 光ビームを出射する光源と、 前記光源からの光ビームを透過式多層記録媒体の所定の
   透明記録層に直接又は前記反射層に反射させて集光して
   照射する対物レンズと、 前記所定の透明記録層に直接集光して照射された光ビー
   ムが前記所定の透明記録層を透過した後に前記反射層に
   反射された反射光を、又は、前記反射層に反射させて集
   光して前記所定の透明記録層に集光し透過する透過光
   を、前記対物レンズを通過して受光する光検出器と、を
   備えることを特徴とする透過式多層記録媒体記録再生装
   置。
7. 【請求項７】 前記反射層の反射面によって作られる前
   記光源の虚像位置と前記対物レンズの主面位置との光学
   距離Ｘは、前記対物レンズの主面位置と前記所定の透明
   記録層との光学距離をＡ、前記所定の透明記録層と前記
   反射層との光学距離をＢとすると、Ｘ＝Ａ＋２Ｂである
   ことを特徴とする請求項６に記載の透過式多層記録媒体
   記録再生装置。
8. 【請求項８】 前記所定の透明記録層からの反射光を受
   光してフォーカス制御を行うフォーカス制御部をさらに
   備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の透過式
   多層記録媒体記録再生装置。
9. 【請求項９】 前記反射層には、前記透明記録層のトラ
   ック位置を表すトラックガイド信号が記録されており、
   前記反射光に基づいて、トラッキング制御を行うトラッ
   キング制御部をさらに備えることを特徴とする請求項６
   〜８のいずれかに記載の透過式多層記録媒体記録再生装
   置。
10. 【請求項１０】 前記反射層には、前記透明記録層に信
    号を記録再生する際の基準となるクロック信号が記録さ
    れており、前記反射光に基づいて、クロック制御を行う
    クロック制御部をさらに備えることを特徴とする請求項
    ６〜９のいずれかに記載の透過式多層記録媒体記録再生
    装置。