JP2004362636A

JP2004362636A - 情報記録媒体ならびに情報記録再生装置

Info

Publication number: JP2004362636A
Application number: JP2003157157A
Authority: JP
Inventors: Juko Sugaya; 寿鴻菅谷; Hisashi Yamada; 尚志山田; Naomasa Nakamura; 直正中村; Hideo Ando; 秀夫安東
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】ＤＶＤ規格の現行の光ディスクとより波長の短い光により情報を高密度に記録可能な次世代ＤＶＤ規格の光ディスクとをシームレスに展開可能な光ディスクすなわち情報記録媒体および情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】この発明の光ディスク１０１は、透明基板１１１と、透明基板の片側の面に設けられた第１の光反射／記録層１１２と、第１の光反射／記録層に隣接し、かつ透明基板とは反対側に設けられた中間層１２１と、中間層に近接し、かつ第１の光反射／記録層とは反対側に設けられた第２の光反射／記録層１３２、および第２の光反射／記録層１３２を支持する第２の基板１３１を有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ光を用いて情報の記録、消去または再生が可能な情報記録媒体、および情報記録媒体に情報を記録し、または再生する情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報記録媒体としての光ディスクは、音楽コンテンツのために開発されたＣＤ規格の光ディスクと、その高密度化により実用化されたＤＶＤ規格の光ディスクとが広く利用されている。なお、それぞれの光ディスクには、再生専用型、１回のみ情報の記録が可能な追記型、コンピュータの外付けメモリや録再ビデオ等に代表される書き換え可能型等がある。
【０００３】
ＣＤ規格の光ディスクは、基板の厚さが１．２ｍｍ（公称）で、対物レンズのＮＡが０．４５、記録／再生に用いられるレーザ光の波長が７８０ｎｍである。
【０００４】
ＤＶＤ規格の光ディスクは、厚さが０．６ｍｍ（公称）の基板を２枚貼り合せた構造を有し、対物レンズのＮＡが０．６、記録／再生に用いられるレーザ光の波長が６５０ｎｍである。なお、ＤＶＤ規格の光ディスクでは、４．７ＧＢ／面の記録容量を基本として、両面（９．４ＧＢ）および片面２層（８．５ＧＢ）等のバリエーションが実用化されている。また、２層構造の光ディスクでは、第１層と第２層の中間層の厚さは、２層の間の干渉防止と球面収差の関係から、５５μｍ±１５μｍに定められている。
【０００５】
今日、記録容量の高密度化の要求に基づいて、波長が４０５ｎｍのレーザ光を用い、厚さが０．１ｍｍのカバー層側からレーザ光を照射する新規の光ディスクおよび情報記録再生装置も提案されている。なお、この光ディスクに対しては、開口数が０．８５程度の対物レンズが利用される。
【０００６】
また、透明基板の上に、２以上の記録層を形成し、各記録層に、波長の異なる２以上の光ビームにより情報を記録する例がある（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１８７６６２号公報（請求項１、図１、要約）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された光ディスクでは、記録密度は向上されるが、現在普及しているＣＤ規格あるいはＤＶＤ規格の光ディスク装置を用いて情報を記録し、あるいは情報を再生することが困難である。
【０００９】
また、特許文献１に記載された光ディスクでは、
１．再生用の対物レンズの特性の違いによる光学システムの違いを解決するための記載が無く、
２．記録膜に関する記載が無く、
３．記録膜と波長の異なる光ビームとの関連および記録膜の特性を安定化するための詳細な記載がない（ＤＶＤ規格の光ディスクにおいても記録膜は、多層膜を用いているが、その示唆すら無い）。
【００１０】
例えば、波長が４０５ｎｍの青紫色のレーザ光を用いる場合、レーザ素子から出射されるレーザ光の波長と出射ビームの拡がり角の個体ばらつきや温度変化に伴うレーザ光の波長の変動あるいは対物レンズの光学特性等のいずれかまたは全ての影響により個々の光ヘッドの特性が異なり、レーザ光のスポット径が変動することは、よく知られている。
【００１１】
この発明の目的は、ＤＶＤ規格の現行の光ディスクとより波長の短い光により情報を高密度に記録可能な次世代ＤＶＤ規格の光ディスクとをシームレスに展開可能な光ディスクすなわち情報記録媒体および情報記録再生装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、透明基板と、前記透明基板の片側の面に設けられた第１の光反射／記録層と、前記第１の光反射／記録層に隣接し、かつ前記透明基板とは反対側に設けられた中間層と、前記中間層に近接し、かつ前記第１の光反射／記録層とは反対側に設けられた第２の光反射／記録層を具備し、集束光を用いて情報の再生が可能な情報記録媒体であり、前記第１の光反射／記録層が設けられた側と反対の面から光を入射させて情報を再生する構造を有した情報記録媒体において、対物レンズの第１の開口数に基づき、第１の波長により前記第１の光反射／記録層の情報を再生可能で、かつ前記対物レンズの第２の開口数に基づき、第２の波長により前記第２の光反射／記録層の情報を再生可能で、前記第１の開口数と前記第２の開口数が互いに異なり、前記第１の波長と前記第２の波長が互いに異なることを特徴とする情報記録媒体を提供するものである。
【００１３】
またこの発明は、第１の波長の光に対応する第１の開口数と、この第１の波長とは異なる第２の波長の光に対応する第２の開口数とを有し、記録媒体の所定の深さの層に、集束光を集束させる対物レンズと、透明基板と、前記透明基板の片側の面に設けられた第１の光反射／記録層と、前記第１の光反射／記録層に隣接し、かつ前記透明基板とは反対側に設けられた中間層と、前記中間層に近接し、かつ前記第１の光反射／記録層とは反対側に設けられた第２の光反射／記録層を具備し、集束光を用いて情報の再生が可能な情報記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層の少なくとも一方に、前記第１の光反射／記録層が設けられた側と反対の面から前記対物レンズを介して前記記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に光を照射して得られる反射光に基づいて、前記記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に記録されている情報を再生し、また前記情報記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に情報を記録可能な情報記録再生装置を提供するものである。
【００１４】
さらにこの発明は、第１の波長の光に対応する第１の開口数と、この第１の波長とは異なる第２の波長の光に対応する第２の開口数とを有し、記録媒体の所定の深さの層に、集束光を集束させる対物レンズと、透明基板と、前記透明基板の片側の面に設けられた第１の光反射／記録層と、前記第１の光反射／記録層に隣接し、かつ前記透明基板とは反対側に設けられた中間層と、前記中間層に近接し、かつ前記第１の光反射／記録層とは反対側に設けられた第２の光反射／記録層を具備し、集束光を用いて情報の再生が可能な情報記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層の少なくとも一方に、前記第１の光反射／記録層が設けられた側と反対の面から前記対物レンズを介して前記記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に光を照射して得られる反射光に基づいて、前記記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に記録されている情報を再生可能な情報再生装置における情報再生方法において、
前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に光を照射して得られる反射光に強度が異なる情報記録媒体からの反射光が入力された場合に、信号再生系の前段の増幅器のゲインを切り換えることを特徴とする情報再生方法を提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態が適用可能な記録媒体の構成の一例を説明する概略断面図である。
【００１７】
図１に示されるように、光ディスク１０１は、現行のＤＶＤ規格の光ディスクと実質的に等しい厚さｔ_０が０．６ｍｍの第１の基板１１１と、この第１の基板１１１に接着層（中間層）１２１を介して貼り合わせられる第２の基板１３１からなる。なお、第２の基板１３１の厚さｔ_１は、第１の基板の厚さｔ_０と実質的に等しい。また、接着層１２１は、少なくとも以下に説明するいずれか一方の波長のレーザ光の波長に対して透明であり、その厚さｔ_２は、例えば５〜４０μｍ、より好ましくは１０〜３０μｍである。
【００１８】
第１の基板１１１の接着層１２１側には、波長λ_０が、例えば４０５ｎｍの青色のレーザ光Ｌ_０により情報の記録および再生が可能な第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）１１２が形成されている。第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）１１２に対しては、開口数ＮＡ（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｐｐｅｒｔｕｒｅ）が０．６ないし０．６５程度の第１の対物レンズ３により、上述の波長４０５ｎｍのレーザ光が集光される。
【００１９】
第２の基板１１１の接着層１２１側には、波長λ_１が、例えば６５０ｎｍの赤色のレーザ光Ｌ_１により情報の記録および再生が可能な、第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）１３２が形成されている。第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）１３２に対しては、開口数ＮＡ（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｐｐｅｒｔｕｒｅ）が０．４５ないし０．６程度の第２の対物レンズ５により、上述の波長６５０ｎｍのレーザ光が集光される。
【００２０】
接着層１２１には、波長λ_０の青色レーザ光Ｌ_０の所定の割合を反射可能で、波長λ_１の赤色レーザ光Ｌ_１の多くを透過可能な波長特性の材質が用いられる。なお、接着層１２１の厚さは、短波長（波長λ_０＝４０５ｎｍ）のレーザ光Ｌ_０に許容される層間間隔と長波長（波長λ_１＝６５０ｎｍ）のレーザ光Ｌ_１に許容される層間間隔の双方の条件を満たす厚さに設定されることはいうまでもない。
【００２１】
このように、図１に示した光ディスク１０１においては、第１の基板１１１に入射するレーザ光に対する第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）１１２までの距離ｔ_０すなわち第１の基板１１１の厚み誤差は、第１の基板１１１の厚さｔ_０の管理のみで制御できる。従って、情報の記録および再生に利用されるレーザ光として波長の短い青色レーザ光Ｌ_０を用いる第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）を光入射側に位置することにより、厚みムラによる球面収差が発生せずに安定に情報を読み出すことができる。
【００２２】
一方、光入射面αから奥側の第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）１３２までの距離「ｔ_０＋ｔ_２」は、接着層１２２の厚み誤差が加わるため、厚み誤差が大きくなる。従って、光入射面αからの距離が長い光反射層または記録層（Ｌ_１）１３２を波長の長い赤色レーザ光Ｌ_１を用いる第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）とすることにより、接着層１２２の厚み誤差を含んだ場合においても、安定に情報を読み出すことができる。
【００２３】
なお、光ディスク１０１の図示しない所定の領域、例えばキャリブレーション及び／又はプログラムメモリエリアもしくはシステムリードインエリアに、デフォルトとしての再生順序が記録されていもよい。例えば、赤色レーザを含む光ヘッドのみが搭載されている光ディスク装置（情報記録再生装置）では、ＤＶＤ規格の映像および音声（データ）を、青色レーザを含む光ヘッドのみが搭載されている光ディスク装置（情報記録再生装置）では、次世代ＤＶＤ規格の映像および音声（データ）を、それぞれ再生させることもできる。
【００２４】
図２は、図１に示した光ディスク（記録媒体）の構成の別の一例を説明する概略断面図である。
【００２５】
図２に示されるように、光ディスク２０１は、厚さｔ_２が概ね０．５ｍｍの第１の基板２１１と、この第１の基板２１１に接着層（中間層）２２１を介して貼り合わせられる第２の基板２３１からなる。なお、接着層２２１の厚さｔ_３は、例えば１０〜１００μｍである。
【００２６】
第１の基板２１１には、光入射側すなわち接着層２２１から厚さｔ_２だけ手前側に、波長λ_０が、例えば４０５ｎｍの青色レーザ光Ｌ_０により情報の記録および再生が可能な第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）２１２と、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）２１２を保護するカバー層（透明保護層ＰＬ）２１３とが、形成されている。なお、カバー層２１３の厚さｔ_０は、例えば１００μｍ（０．１ｍｍ）である。また、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）２１２に対しては、開口数ＮＡが０．８ないし０．９、好ましくは０．８５の第１の対物レンズ７により、上述の波長４０５ｎｍのレーザ光が集光される。なお、対物レンズ７は、例えば第１ないし第３のレンズ７ａ，７ｂおよび７ｃまたは図示しないが、第１および第２のレンズ７ａおよび７ｂからなる複合レンズである。
【００２７】
第２の基板２１１の接着層２２１側には、波長λ_１が、例えば６５０ｎｍの赤色レーザ光Ｌ_１により情報の記録および再生が可能な第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）２３２が形成されている。なお、第２の基板２１１および第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）２３２は、図１を用いて説明した光ディスク１０１の第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）１３２と実質的に同一である。また、第２の基板２１１の第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）２３２には、開口数ＮＡが０．４５ないし０．６程度の第２の対物レンズ５により、上述の波長６５０ｎｍのレーザ光が集光される。
【００２８】
接着層２２１には、波長λ_０の青色レーザ光Ｌ_０の所定の割合を反射可能で、波長λ_１の赤色レーザ光Ｌ_１の多くを透過可能な波長特性の材質が用いられる。なお、接着層２２１の厚さは、短波長（波長λ_０＝４０５ｎｍ）のレーザ光Ｌ_０に許容される層間間隔と長波長（波長λ_１＝６５０ｎｍ）のレーザ光Ｌ_１に許容される層間間隔の双方の条件を満たす厚さに設定されることはいうまでもない。
【００２９】
このように、ＮＡの大きな（ＮＡ＝０．８５）の対物レンズ７を用いて情報が記録および再生される第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）２１３を光入射面αに近い方に配置することにより、光入射面αと第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）２１２との間の距離は、透明保護層（ＰＬ）すなわちカバー層２１３の厚みムラを管理するだけで厚み誤差を小さく抑えられる。これにより、ＮＡが０．８５である対物レンズ７に対する球面収差の影響を低減でき、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）２１２からの信号再生の信頼性を向上させている。
【００３０】
なお、光ディスク２０１の図示しない所定の領域、例えばキャリブレーション及び／又はプログラムメモリエリアもしくはシステムリードインエリアに、デフォルトとしての再生順序が記録されていもよい。例えば、赤色レーザを含む光ヘッドのみが搭載されている光ディスク装置（情報記録再生装置）では、ＤＶＤ規格の映像および音声（データ）を、青色レーザを含む光ヘッドのみが搭載されている光ディスク装置（情報記録再生装置）では、次世代ＤＶＤ規格の映像および音声（データ）を、それぞれ再生させることもできる。
【００３１】
図３は、図１および図２を用いて前に説明した光ディスク１０１および２０１に用いられる第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）１１２，１３２と第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）２１２，２３２に利用可能な材質を最適化するためのシミュレーションモデルを示す。
【００３２】
図１および図２を用いて説明したように、光入射面から第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）１１２に集光されるレーザ光が通過する第１の基板１１１の厚さ「ｔ_０」、第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）１３２に集光されるレーザ光が通過する第１の基板１１１および接着層１２１の厚さ「ｔ_１＋ｔ_２」、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）２１２に集光されるレーザ光が通過するカバー層２１３の厚さ「ｔ_０」、第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）２３２に集光されるレーザ光が通過するカバー層２１３の厚さと第１の基板２１１および接着層２２１の厚さ「ｔ_０＋ｔ_２」が、理想の値（設計値）からずれると、球面収差の影響が増大され、再生信号が劣化する問題がある。なお、再生用レーザ光が通過する第１の基板またはカバー層（透明保護層ＰＬ）の厚みのずれ量に対する球面収差の大きさは、ＮＡ値の４乗に比例して増加することが知られている。
【００３３】
図３に示したモデルを用い、光入射面αから入射したレーザ光の手前側の光反射層（Ｌ_０）から反射される光の光量と奥側の光反射層（Ｌ_１）から反射される光の光量をシミュレーションした結果を図４ないし図６を用いて、以下に示す。なお、それぞれのシミュレーションにおいて、レーザ光は、各光反射層に対して垂直に入射すると仮定し、さらに各光反射層または記録層間の多重干渉の効果も計算に加味している。また、奥側の光反射層（Ｌ_１）は、膜厚が充分に大きなアルミニウム（Ａｌ）層を仮定した。もちろん、奥側の光反射層（Ｌ_１）の材質としては、アルミニウム（Ａｌ）に限らず、所定の光反射率が得られる任意の材質を用いることができる。以下、図４は、第１の光反射層または記録層１１２に、アルミニウム（Ａｌ）を用いた際の、図５は、第１の光反射層または記録層１１２に、シリコン（Ｓｉ）の半透明膜を用いた際の、図６は、第１の光反射層または記録層１１２に、ＡＰＣ（銀（Ａｇ）に、パラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）を所定の比率で混ぜた材質で光学的にはほとんど銀と同じ特性を持つ）を用いた際の、各波長のレーザ光の反射特性を示す。
【００３４】
図４において、曲線ｄ（４０５Ｌ_０）は、図１に示した光ディスク１０１に、対物レンズ３により、または図２に示した光ディスク２０１に対物レンズ７により、波長λ_０すなわち４０５ｎｍのレーザ光Ｌ_０を集光させた際の第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）からのレーザ光の反射率を、同曲線ｃ（４０５Ｌ_１）は、図１に示した光ディスク１０１に、対物レンズ３により、または図２に示した光ディスク２０１に対物レンズ７により、波長λ_０すなわち４０５ｎｍのレーザ光Ｌ_０を集光させた際の第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）からのレーザ光の反射率を、それぞれ、示している。
【００３５】
また、図４において、曲線ｂ（６５０Ｌ_０）は、図１に示した光ディスク１０１および図２に示した光ディスク２０１のそれぞれに、対物レンズ５を用いて、波長λ_１すなわち６５０ｎｍのレーザ光Ｌ_１を集光させた際の第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）からのレーザ光の反射率を、同曲線ａ（６５０Ｌ_１）は、同様に、波長λ_１すなわち６５０ｎｍのレーザ光Ｌ_１を集光させた際の第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）からのレーザ光の反射率を、それぞれ、示している。
【００３６】
図４から、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）にアルミニウム（Ａｌ）を用いた場合、同層（Ｌ_０）の厚みによらず、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）および第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）のそれぞれから反射されるレーザ光の強度は、実質的に同一であり、２つの波長（λ_０，λ_１）のレーザ光を用いたとしても、それらを分離することは困難である。従って、Ａｌ（アルミニウム）は、光ディスク１０１または２０１のいずれにおいても、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）層には、向かないことが認められる。
【００３７】
図５において、曲線ｄ（４０５Ｌ_０）は、図１に示した光ディスク１０１に、対物レンズ３により、または図２に示した光ディスク２０１に対物レンズ７により、波長λ_０すなわち４０５ｎｍのレーザ光Ｌ_０を集光させた際の第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）からのレーザ光の反射率を、同曲線ｃ（４０５Ｌ_１）は、図１に示した光ディスク１０１に、対物レンズ３により、または図２に示した光ディスク２０１に対物レンズ７により、波長λ_０すなわち４０５ｎｍのレーザ光Ｌ_０を集光させた際の第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）からのレーザ光の反射率を、それぞれ、示している。
【００３８】
また、図５において、曲線ｂ（６５０Ｌ_０）は、図１に示した光ディスク１０１および図２に示した光ディスク２０１のそれぞれに、対物レンズ５を用いて、波長λ_１すなわち６５０ｎｍのレーザ光Ｌ_１を集光させた際の第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）からのレーザ光の反射率を、同曲線ａ（６５０Ｌ_１）は、同様に、波長λ_１すなわち６５０ｎｍのレーザ光Ｌ_１を集光させた際の第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）からのレーザ光の反射率を、それぞれ、示している。
【００３９】
図５において、曲線ａ（６５０Ｌ_１）と曲線ｂ（６５０Ｌ_０）から、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）層の厚みが２４ｎｍ以上になると、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）層からの反射率と第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）層層からの反射率が反転し、さらに第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）層の厚みが６６ｎｍ以上になると、それぞれの層（Ｌ_０）および（Ｌ_１）からの反射率が再度反転することが認められる。
【００４０】
従って、Ｌ_０層の材質にシリコンを含む材質を採用し、その厚みを６６ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定することで、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）および第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）のそれぞれから反射されるレーザ光を、識別しながら取り出すことができる。
【００４１】
すなわち、シリコン（Ｓｉ）は、６５０ｎｍにおける光吸収係数がアルミニウム（Ａｌ）に比較して小さい（６５０ｎｍの光をよく反射する）ことから、多重干渉を起こして反射率の反転現象が生じる。また、Ｓｉ（シリコン）は、４０５ｎｍの光は吸収しやすいため、相対的に光吸収係数が大きくなる。
【００４２】
このように、２つのレーザ光の波長（λ_０＝４０５ｎｍ，λ_１＝６５０ｎｍ）との間で光吸収係数が異なる材質を第１の光反射層または記録層Ｌ_０層に用いることにより、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）および第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）のそれぞれから反射されるレーザ光を、識別しながら取り出すことができる。
【００４３】
図５から明らかなように、光ディスク１０１または２０１の第１の光反射層または記録層Ｌ_０層の光反射率が極大値を取る条件としては、Ｌ_０層の膜厚を９０ｎｍまたはその近傍の厚さとすることが望ましい。すなわち、この条件における波長６５０ｎｍのレーザ光が第２の光反射層または記録層Ｌ_１層から反射される光反射率は、曲線ｂから６２％と充分大きな値を取るが、波長４０５ｎｍのレーザ光が第１の光反射層または記録層Ｌ_０層から反射される光反射率（曲線ｄ（４０５Ｌ_０））は、概ね１５％と低い。
【００４４】
これに対し、波長４０５ｎｍのレーザ光を用いる単一の光反射層または記録層のみからなる光ディスク（次世代ＤＶＤ）においては、同条件における光反射率が５０％以上であることが提案されているが、この違いに対応するには、図７をい用いて以下に説明するが、光ディスク装置（再生系）において、光ディスクの反射率の違いを検出して、再生信号のゲインを変化させるゲイン切り替え機構を用いることで解決される。
【００４５】
なお、図５に示したシミュレーション結果においては、Ｌ_０層として純度の高いＳｉの単層を用いているが、それに限らずＬ_０層の材質としては、６５０ｎｍと４０５ｎｍとの間で光吸収係数が異なる材質を含む混合物（混合組成）または化合物を用いることもできる。
【００４６】
また、Ｌ_０層は、必ずしも単層である必要はなく、多層構造であってもよい。例えば、６５０ｎｍと４０５ｎｍとの間で光吸収係数が異なる材質を含む混合物（混合組成）で構成される層を含む誘電多層膜でも良い。
【００４７】
図６において、曲線ｄ（４０５Ｌ_０）は、図１に示した光ディスク１０１に、対物レンズ３により、または図２に示した光ディスク２０１に対物レンズ７により、波長λ_０すなわち４０５ｎｍのレーザ光Ｌ_０を集光させた際の第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）からのレーザ光の反射率を、同曲線ｃ（４０５Ｌ_１）は、図１に示した光ディスク１０１に、対物レンズ３により、または図２に示した光ディスク２０１に対物レンズ７により、波長λ_０すなわち４０５ｎｍのレーザ光Ｌ_０を集光させた際の第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）からのレーザ光の反射率を、それぞれ、示している。
【００４８】
また、図６において、曲線ｂ（６５０Ｌ_０）は、図１に示した光ディスク１０１および図２に示した光ディスク２０１のそれぞれに、対物レンズ５を用いて、波長λ_１すなわち６５０ｎｍのレーザ光Ｌ_１を集光させた際の第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）からのレーザ光の反射率を、同曲線ａ（６５０Ｌ_１）は、同様に、波長λ_１すなわち６５０ｎｍのレーザ光Ｌ_１を集光させた際の第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）からのレーザ光の反射率を、それぞれ、示している。
【００４９】
図６から明らかなように、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）に、ＡＰＣを用いた場合、ＡＰＣ層の厚みが１７ｎｍ近傍で４０５ｎｍと６５０ｎｍとの間でのＬ_０層とＬ_１層からのレーザ光の反射率の差が最大になることが認められる。すなわち、４０５ｎｍにおいては、Ｌ_１層（第２の光反射層または記録層）の反射率がＬ_０層（第１の光反射層または記録層）の反射率に比べて大きく、６５０ｎｍでは、Ｌ_０層（第１の光反射層または記録層）の反射率がＬ_１層（第２の光反射層または記録層）の反射率に比べて大きい。
【００５０】
従って、図５に示したシリコン（Ｓｉ）の他に、図６に示したＡＰＣを用いることも有益である。なお、他に、Ｌ_０層（第１の光反射層または記録層）を、ＡＰＣを含む混合膜や多層膜としてもよいことはいうまでもない。
【００５１】
図７は、図１および図２に示した２つの光反射層または記録層を有する光ディスクに情報を記録し、または光ディスクから情報を再生するための情報記録再生装置（光ディスク装置）の一例を説明する概略図である。
【００５２】
図７に示すように、光ディスク装置（情報記録再生装置）は、図１および図２に示した２つの光反射層または記録層を有する光ディスク１０１または２０１の所定の深さおよび任意のトラックに第１の波長（短波長）λ_０＝４０５ｎｍの青色のレーザ光Ｌ_０と第２の波長（長波長）λ_１＝６５０ｎｍの赤色のレーザ光Ｌ_１をそれぞれ集光可能な光ヘッド１を有する。なお、光ヘッド１には、図７では簡略化して１つの対物レンズのみを示しているが、図１および図２に示したように、第１の開口数（ＮＡ＝０．６５または０．８５）の第１の対物レンズ３または７と、第２の開口数（ＮＡ＝０．６）の第２の対物レンズ５とを含む。
【００５３】
それぞれの対物レンズには、詳述しない光源から出射された第１の波長λ_０のレーザ光Ｌ_０と第２の波長λ_１のレーザ光Ｌ_１が、光学系１１により案内される。また、対物レンズにより取り込まれた光ディスク１０１または２０１のいずれかの第１および第２の光反射層または記録層Ｌ_０，Ｌ_１からのからの反射レーザ光は、光学系１１を介して、周知のフォーカス制御、トラック制御および再生信号のそれぞれの検出に利用される検出系１２に案内される。なお、光学系１１と検出系１２は、光ヘッド１の一部であり、それぞれの対物レンズの位置を光ディスクに対して所定の位置関係に位置させるアクチュエータ１３により保持されている。
【００５４】
検出系１２に案内された反射レーザ光は、検出系１２により所定の検出信号に変換され、再生アンプ１４により所定のレベルに増幅されて、信号処理部１６に入力される。なお、再生アンプ１４の出力は、光ディスク１０１または２０１が図５に示すような、レーザ光の波長に応じて大きく異なる反射特性を有する場合に、アンプゲイン切り換え回路１５で所定のゲインが与えられ、信号処理部１６に入力される。
【００５５】
信号処理部１６により処理された検出信号は、再生信号を得るためのデータ処理部１７と、スピンドルモータ５１により所定の速度で回転される光ディスクへの情報の記録に利用される周知の記録制御および対物レンズにより光ディスクに集光されるレーザ光の位置を制御するために対物レンズの位置を制御する周知のサーボ制御に利用される信号を生成するフォーマッタ１８に、それぞれ入力される。なお、フォーマッタ１８には、データ処理部１７により処理される再生信号に含まれる周知のヘッダ情報等も入力される。
【００５６】
フォーマッタ１８により処理された記録制御およびサーボ制御のための図示しない制御信号は、アクチュエータ１３位置すなわち対物レンズの位置を制御するアクチュエータドライバ１９と光学系１１に組み込まれている図示しない半導体レーザ素子の出力を制御するレーザ（ＬＤ）ドライバ２０に入力される。また、フォーマッタ１８により、光ディスクを所定速度で回転させるスピンドルモータ５１の速度を制御するモータドライバ３１への速度が指示される。
【００５７】
なお、データ処理部１７により処理された再生信号は、インタフェース２１を通じて図示しない外部記憶装置（バッファメモリあるいはホストコンピュータ）または信号再生装置（ディスプレイもしくは音声再生機構）等に出力される。
【００５８】
より詳細には、アンプゲイン切り換え回路１５は、再生アンプ１４から出力される検出信号のゲインを、光ディスクの光反射層または記録層からの反射レーザ光の強度に応じて、信号処理部１６に、同じ振幅の再生信号が入力されるよう、再生アンプ１４のゲインを最適化する回路である。
【００５９】
すなわち、図５または図６を用いて説明したこの発明の光ディスクと、光反射率が５０％以上であるとされる波長４０５ｎｍのレーザ光を用いる単一の光反射層または記録層のみからなる光ディスク（次世代ＤＶＤ）とを判定し、その判定結果に基づいて、アンプゲイン切り替え回路１５により再生アンプ１４のゲインを変化させることにより、再生アンプ１４から出力される検出信号のゲインを、信号処理部１６に、同じ振幅の再生信号が入力されるよう、変化させることで、例えば信号処理部１６、データ処理部１７およびフォーマッタ１８に利用される回路を、周知の光ディスク装置すなわち情報記録再生装置と共用させることができる。従って、再生系のコストが低減される。
【００６０】
また、フォーマッタ１８のファームウエアとしてあるいはフォーマッタ１８に接続される図示しないメモリ（ＲＯＭ）により提供されるデフォルトの再生設定において、例えば波長６５０ｎｍの赤色レーザ光により反射レーザ光が得られる光反射層または記録層には、周知のＤＶＤ規格に基づいて映像および音声（データ）が、波長４０５ｎｍの青色レーザ光により反射レーザ光が得られる光反射層または記録層には新規格である次世代ＤＶＤ規格に基づいて映像および音声（データ）が、それぞれ記録されていると判断するプログラムを有し、デフォルトで光ヘッド１の光学系１１から青色レーザ光を出力して次世代ＤＶＤ規格のでーた（映像および音声）を優先して再生し、図示しない切り換え機構により、現行のＤＶＤ規格で記録されているデータ（映像および音声）を再生させることも可能である。
【００６１】
なお、光ディスクのシステムリードインエリアに、デフォルトの再生順序が記録されている場合には、上述した光ディスク装置（情報記録再生装置）側のフォーマッタにファームウエアまたは外部メモリにより保持されているデフォルトの再生順に拘わらず、光ディスクに記録されている再生順に従い、指定された波長のレーザ光が照射されて、フォーカスサーボが設定されてもよい。
【００６２】
図８は、図１および図２に示した光ディスクを、記録可能な光ディスクとする記録層の構造を一例を示す概略図である。なお、図１に示した光ディスク１０１と図２に示した光ディスク２０１は、接着層を挟んで第１の基板と第２の基板が対向される構造は、実質的に同一であるから、ここでは図１に示した光ディスク１０１を例に説明する。
【００６３】
図８に示されるように、情報の記録が可能な光ディスクとしては、例えば第１の基板１１１から順に、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）１１２、接着層１２１および第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）１３２を主要な構成とすることは、既に説明した通りである。
【００６４】
より詳細には、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）１１２としては、例えば基板１１１の側から、透明材質から成る下地中間層（Ｌ_０ＵＬ）１１２Ａ、相変化形記録膜から構成される記録層（Ｌ_０ＭＲ）１１２Ｂ、透明材質から成る上地中間層（Ｌ_０ＯＬ）１１２Ｃおよび光反射層（Ｌ_０ＲＬ）１１２Ｄからなる少なくとも４層構造を有する。
【００６５】
また、接着層１２１を挟んで、第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）１３２としては、接着層１２１の側から、透明材質から成る下地中間層（Ｌ_１ＵＬ）１３２Ａ、相変化形記録膜から構成される記録層（Ｌ_１ＭＲ）１３２Ｂ、透明材質から成る上地中間層（Ｌ_１ＯＬ）１３２Ｃおよび光反射層（Ｌ_１ＲＬ）１３２Ｄからなる少なくとも４層構造を有する。
【００６６】
すなわち、記録可能な光ディスクにおいては、再生信号をエンハンス（強調）するために、それぞれの記録層（Ｌ_０）と（Ｌ_１）を多層構造とし、光入射面側に近い第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）層の光反射層（Ｌ_０ＲＬ）１１２Ｄに、第１の波長λ_０＝４０５ｎｍと第２の波長λ_１＝６５０ｎｍで光学特性、特に光吸収係数の異なる材質を用いることにより、２つのレーザ光の波長（λ_０＝４０５ｎｍ，λ_１＝６５０ｎｍ）との間で光吸収係数が異なる材質を第１の光反射層または記録層Ｌ_０層に用いることにより、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）および第２の光反射層または記録層（Ｌ_１）のそれぞれから反射されるレーザ光を、識別しながら取り出すことができる。
【００６７】
より詳細には、第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）の反射層（Ｌ_０ＲＬ）１１２Ｄに、図５または図６を用いて前に説明したＳｉの半透明膜またはＡＰＣ、もしくはそれらを含む材料の単層あるいは多層膜を用いることで、波長λ_０＝４０５ｎｍのレーザ光Ｌ_０を反射し、波長λ_１＝６５０ｎｍのレーザ光Ｌ_１を透過する第１の光反射層または記録層（Ｌ_０）が得られる。
【００６８】
以上説明したように、この発明の光ディスクでは、ＤＶＤ規格と次世代ＤＶＤ規格のそれぞれに対応する専用の光ディスク装置（情報記録再生装置）において記録されている情報が再生および記録可能である。また、この発明の光ディスクから情報を再生可能な光ディスク装置は、次世代ＤＶＤ規格の光ディスクからの情報も再生可能に、再生信号のゲインを切り換えるゲイン切り換え回路を含むことから、信号処理部が共用でき、装置コストが低減される。
【００６９】
なお、この発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。また、各実施の形態は、可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合、組み合わせによる効果が得られる。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、ＤＶＤ規格の現行の光ディスクとより波長の短い光により情報を高密度に記録可能な次世代ＤＶＤ規格の光ディスクとをシームレスに展開可能な光ディスクすなわち情報記録媒体および情報記録再生装置が得られる。また、光ディスク装置すなわち情報記録再生装置の信号処理部は、光ディスクの種類に拘わりなく共用できるので、装置コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態が適用可能な記録媒体の構成の一例を説明する概略断面図。
【図２】図１に示した光ディスク（記録媒体）の構成の別の一例を説明する概略断面図。
【図３】図１および図２に示した光ディスクに用いられる第１の光反射層または記録層と第２の光反射層または記録層に利用可能な材質を最適化するためのシミュレーションモデルを示す概略図。
【図４】第１の光反射層または記録層に、アルミニウム（Ａｌ）を用いた際の各波長のレーザ光の反射特性を示すグラフ。
【図５】第１の光反射層または記録層に、シリコン（Ｓｉ）の半透明膜を用いた際の各波長のレーザ光の反射特性を示すグラフ。
【図６】第１の光反射層または記録層に、ＡＰＣ（銀（Ａｇ）に、パラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）を所定の比率で混ぜた材質で光学的にはほとんど銀と同じ特性を持つ）を用いた際の、各波長のレーザ光の反射特性を示すグラフ。
【図７】図１および図２に示した２つの光反射層または記録層を有する光ディスクに情報を記録し、または光ディスクから情報を再生するための情報記録再生装置（光ディスク装置）の一例を説明する概略図。
【図８】図１および図２に示した光ディスクを、記録可能な光ディスクとする記録層の構造を一例を示す概略図。
【符号の説明】
１…光ヘッド、３、５，７（７ａ，７ｂ，７ｃ）…対物レンズ、１１…光学系、１２…検出系、１３…アクチュエータ、１４…再生アンプ、１５…アンプゲイン切り換え回路、１６…信号処理部、１７…データ処理部、１８…フォーマッタ、１９…アクチュエータドライバ、２０…レーザ（ＬＤ）ドライバ、２１…インタフェース、１０１，２０１…光ディスク、１１１，２１１…第１の基板、１１２，２１２…第１の光反射／記録層、２１３…カバー層（表面保護層）、１２１，２２１…接着層（中間層）、１３１，２３１…第２の基板、１３２，２３２…第２の光反射／記録層。

Claims

透明基板と、前記透明基板の片側の面に設けられた第１の光反射／記録層と、前記第１の光反射／記録層に隣接し、かつ前記透明基板とは反対側に設けられた中間層と、前記中間層に近接し、かつ前記第１の光反射／記録層とは反対側に設けられた第２の光反射／記録層を具備し、集束光を用いて情報の再生が可能な情報記録媒体であり、前記第１の光反射／記録層が設けられた側と反対の面から光を入射させて情報を再生する構造を有した情報記録媒体において、
対物レンズの第１の開口数に基づき、第１の波長により前記第１の光反射／記録層の情報を再生可能で、かつ前記対物レンズの第２の開口数に基づき、第２の波長により前記第２の光反射／記録層の情報を再生可能で、前記第１の開口数と前記第２の開口数が互いに異なり、前記第１の波長と前記第２の波長が互いに異なることを特徴とする情報記録媒体。
前記第１の光反射／記録層は、前記第２の光反射／記録層よりも記録密度が高く、かつ第１の波長のレーザ光でアクセスされ、前記第２の光反射／記録層は、前記第１の光反射／記録層よりも記録密度が低く、かつ第１の波長のレーザ光よりも長波長の第２の波長のレーザ光でアクセスされることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体。
前記第１の光反射／記録層は、前記第２の光反射／記録層よりも記録密度が高く、かつ第１の波長のレーザ光でアクセスされ、前記第２の光反射／記録層は、前記第１の光反射／記録層よりも記録密度が低く、かつ第１の波長のレーザ光よりも長波長の第２の波長のレーザ光でアクセスされ、前記第１の光反射／記録層は、前記第１の波長のレーザ光に対しては透過よりも反射が大きく、前記第２の波長のレーザ光に対しては、反射より透過が大きく形成されていることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体。
前記第１の光反射／記録層は、前記第２の光反射／記録層よりも記録密度が低く、かつ第１の波長のレーザ光でアクセスされ、前記第２の光反射／記録層は、前記第１の光反射／記録層よりも記録密度が高く、かつ第１の波長のレーザ光よりも短波長の第２の波長のレーザ光でアクセスされることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体。
前記第１の光反射／記録層は、前記第２の光反射／記録層よりも記録密度が低く、かつ第１の波長のレーザ光でアクセスされ、前記第２の光反射／記録層は、前記第１の光反射／記録層よりも記録密度が高く、かつ第１の波長のレーザ光よりも短波長の第２の波長のレーザ光でアクセスされ、前記第１の光反射／記録層は、前記第１の波長のレーザ光に対しては透過よりも反射が大きく、前記第２の波長のレーザ光に対しては、反射より透過が大きく形成されていることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体。
前記記録媒体の所定の領域に、前記第１の光反射／記録層と前記第２の光反射／記録層から情報を再生するために利用可能な情報が記録されていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の情報記録媒体。
第１の波長の光に対応する第１の開口数と、この第１の波長とは異なる第２の波長の光に対応する第２の開口数とを有し、記録媒体の所定の深さの層に、集束光を集束させる対物レンズと、
透明基板と、前記透明基板の片側の面に設けられた第１の光反射／記録層と、前記第１の光反射／記録層に隣接し、かつ前記透明基板とは反対側に設けられた中間層と、前記中間層に近接し、かつ前記第１の光反射／記録層とは反対側に設けられた第２の光反射／記録層を具備し、集束光を用いて情報の再生が可能な情報記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層の少なくとも一方に、前記第１の光反射／記録層が設けられた側と反対の面から前記対物レンズを介して前記記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に光を照射して得られる反射光に基づいて、前記記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に記録されている情報を再生し、また前記情報記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に情報を記録可能な情報記録再生装置。
前記記録媒体の所定の領域に記録されている前記第１の光反射／記録層と前記第２の光反射／記録層から情報を再生するために利用可能な情報を検出する検出機構を有することを特徴とする請求項７記載の情報記録再生装置。
第１の波長の光に対応する第１の開口数と、この第１の波長とは異なる第２の波長の光に対応する第２の開口数とを有し、記録媒体の所定の深さの層に、集束光を集束させる対物レンズと、
透明基板と、前記透明基板の片側の面に設けられた第１の光反射／記録層と、前記第１の光反射／記録層に隣接し、かつ前記透明基板とは反対側に設けられた中間層と、前記中間層に近接し、かつ前記第１の光反射／記録層とは反対側に設けられた第２の光反射／記録層を具備し、集束光を用いて情報の再生が可能な情報記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層の少なくとも一方に、前記第１の光反射／記録層が設けられた側と反対の面から前記対物レンズを介して前記記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に光を照射して得られる反射光に基づいて、前記記録媒体の前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に記録されている情報を再生可能な情報再生装置における情報再生方法において、
前記第１の光反射／記録層または前記第２の光反射／記録層に光を照射して得られる反射光に強度が異なる情報記録媒体からの反射光が入力された場合に、信号再生系の前段の増幅器のゲインを切り換えることを特徴とする情報再生方法。