JP2005166257A - Optical information recording medium - Google Patents

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Akihiro Yasuda
安田  昭博
Kazuhide Hayashi
林    一英
Daisuke Ogata
緒方  大輔
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical information recording medium wherein spherical aberration of a protective layer consisting of a plurality of layers is reduced in comparison with that in the conventional art to enable normal recording and/or reproduction. <P>SOLUTION: In an optical disk 7 having the protective layer 4 comprising a plurality of layers of a sheet layer 1, a coating layer 2, an adhesive layer 3 and the like, the ranges of the refractive index and thickness are newly defined and the refractive index and thickness of the protective layer 4 are determined in these ranges. Thereby, even if variation in thickness of the protective layer 4 is tolerated within ±3 μm, spherical aberration in the optical disk 7 can be substantially reduced to within 30 mλrms. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光ヘッドからの光が照射されて情報の記録および/または再生が行われる光情報記録媒体に関するものである。   The present invention relates to an optical information recording medium on which information is recorded and / or reproduced by irradiation with light from an optical head.

高密度、大容量の光情報記録媒体として市販されているものでDVD(Digital Versatile Disk)と呼ばれる光ディスクがある。   There is an optical disk called DVD (Digital Versatile Disk) which is commercially available as a high-density, large-capacity optical information recording medium.

このような光ディスクは画像、音楽、コンピュータデータを記録する記録媒体として、最近急速に普及しつつある。光ディスクにはその特徴と言える保護層があり、傷や汚れに対して強い性質を持っている。しかし、この保護層に厚み誤差や屈折率誤差があると波面収差の3次の球面収差成分が発生し、情報の記録再生特性に悪影響を及ぼす。   Such optical discs have been rapidly spreading recently as recording media for recording images, music, and computer data. An optical disc has a protective layer that can be said to be a feature of the optical disc, and has a strong property against scratches and dirt. However, if there is a thickness error or refractive index error in this protective layer, a third-order spherical aberration component of wavefront aberration is generated, which adversely affects information recording / reproducing characteristics.

以下に図面を参照しながら従来の光ディスクの一例について説明する。図12はDVDと呼ばれる光ディスクの概略図である。光ディスク17は、保護層14、記録層15および補強基板16を有し、対物レンズ19で収束された波長660nmの光を保護層14側から記録層15に照射することによって情報の記録および/または再生が行われる。   Hereinafter, an example of a conventional optical disk will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a schematic diagram of an optical disc called a DVD. The optical disc 17 includes a protective layer 14, a recording layer 15, and a reinforcing substrate 16, and records and / or records information by irradiating the recording layer 15 with light having a wavelength of 660 nm converged by the objective lens 19 from the protective layer 14 side. Playback is performed.

対物レンズ19は、開口数が0.6であり、波長660nmの光が屈折率1.58、厚み0.6mmの光透過性平板を透過したときに発生する波面収差の3次の球面収差成分が実質上0となるように設計されている。   The objective lens 19 has a numerical aperture of 0.6, and a third-order spherical aberration component of wavefront aberration generated when light having a wavelength of 660 nm is transmitted through a light-transmitting flat plate having a refractive index of 1.58 and a thickness of 0.6 mm. Is designed to be substantially zero.

保護層14はポリカーボネート、記録層15は誘電体を含む膜や反射膜などが用いられ、補強基板16は、光ディスク17のそりや破壊を防いでいる。   The protective layer 14 is made of polycarbonate, the recording layer 15 is made of a film containing a dielectric, a reflective film, or the like. The reinforcing substrate 16 prevents the optical disk 17 from being warped or broken.

保護層14は、記録層15を空気から守り、かつ、光ディスク17の表面18を記録層15から離すことで、表面18にあるほこりや傷による記録再生の特性劣化を防いでいる。     The protective layer 14 protects the recording layer 15 from the air and separates the surface 18 of the optical disc 17 from the recording layer 15, thereby preventing the recording / reproduction characteristics from being deteriorated due to dust or scratches on the surface 18.

ところが、この保護層14に厚み誤差や屈折率誤差があると記録層15に形成されるスポットに球面収差が発生し、情報の記録再生に悪影響を及ぼす。そこで、保護層14の厚み、屈折率を管理する必要が生じる。   However, if the protective layer 14 has a thickness error or a refractive index error, spherical aberration occurs in the spot formed on the recording layer 15 and adversely affects information recording / reproduction. Therefore, it is necessary to manage the thickness and refractive index of the protective layer 14.

図13は、DVDの場合の保護層の屈折率と厚みを規定した一例である。横軸は保護層14の屈折率、縦軸は保護層14の厚みであり、球面収差が約30mλrms以内となる屈折率と厚みの領域が折れ線で示されている。例えば、保護層の屈折率と厚みの設計を図13中の点線上のある一点に定め、厚みのばらつきを領域内に抑えれば、正常な情報の記録再生が行えるディスクが得られる。   FIG. 13 is an example in which the refractive index and thickness of the protective layer in the case of DVD are defined. The horizontal axis represents the refractive index of the protective layer 14, the vertical axis represents the thickness of the protective layer 14, and the refractive index and thickness regions where the spherical aberration is within about 30 mλrms are indicated by broken lines. For example, if the refractive index and thickness design of the protective layer is set at a certain point on the dotted line in FIG. 13 and the variation in thickness is suppressed within the region, a disk capable of normal information recording / reproduction can be obtained.

図14は記録層15を有する補強基板16とシート層11を接着層13で張り合わせた場合である。保護層14は、ポリカーボネートなどのシート層11、紫外線硬化性樹脂などの接着層13からなる。それぞれの層の波長660nmでの屈折率は、シート層11が1.58、接着層13が1.51である。   FIG. 14 shows a case where the reinforcing substrate 16 having the recording layer 15 and the sheet layer 11 are bonded together by the adhesive layer 13. The protective layer 14 includes a sheet layer 11 such as polycarbonate and an adhesive layer 13 such as an ultraviolet curable resin. The refractive index of each layer at a wavelength of 660 nm is 1.58 for the sheet layer 11 and 1.51 for the adhesive layer 13.

このような場合、保護層14の厚み0.6mmに誤差がなくても,これらの屈折率の差から球面収差は発生する。例えば、シート層11の厚みを0.56mm、接着層13の厚みを40μmとすると、球面収差は0.3mλrms程度発生する。しかし、これは十分小さい。   In such a case, even if there is no error in the thickness of the protective layer 14 of 0.6 mm, spherical aberration occurs due to the difference between these refractive indexes. For example, when the thickness of the sheet layer 11 is 0.56 mm and the thickness of the adhesive layer 13 is 40 μm, the spherical aberration occurs about 0.3 mλrms. But this is small enough.

このように、開口数0.6、波長660nmの場合、保護層を構成する複数の層の屈折率が異なることによって発生する球面収差は十分小さいので無視できた。つまり、従来は複数の層からなる保護層を一つの層として扱うことができ、球面収差を抑えた光ディスクの製品規格として、保護層の屈折率と厚みを図13に示した一定の範囲内に入る様に管理することにより、情報の記録再生に悪影響が生じることはなかった。   As described above, when the numerical aperture is 0.6 and the wavelength is 660 nm, the spherical aberration generated when the refractive indexes of the plurality of layers constituting the protective layer are different is sufficiently small and can be ignored. That is, conventionally, a protective layer composed of a plurality of layers can be handled as one layer, and the refractive index and thickness of the protective layer are within a certain range shown in FIG. 13 as a product standard for optical discs with reduced spherical aberration. By managing to enter, there was no adverse effect on the recording and reproduction of information.

しかし、近年、記録密度をより一層高めた次世代の光ディスクの研究が各所で進められている。次世代光ディスクは、現在主流のVTR(Video Tape Recorder)に替わる記録媒体として期待され、急ピッチで開発が進められている。   In recent years, however, research on next-generation optical discs with higher recording density has been conducted in various places. The next generation optical disc is expected as a recording medium replacing the current mainstream VTR (Video Tape Recorder), and is being developed at a rapid pitch.

光ディスクの記録密度を高める手段として、記録面に形成されるスポットを小さくする方法がある。これは光ヘッドからの光の開口数を大きくし、波長を短くすることによって達成される。   As a means for increasing the recording density of the optical disc, there is a method of reducing the spot formed on the recording surface. This is achieved by increasing the numerical aperture of light from the optical head and shortening the wavelength.

しかし、これは逆に、保護層の厚み誤差、屈折率誤差による球面収差を急激に増大させてしまう。そこで、上述したDVDと同様に、保護層の厚みおよび屈折率を管理する必要が生じる。   However, this conversely increases the spherical aberration due to the thickness error and refractive index error of the protective layer. Therefore, it is necessary to manage the thickness and refractive index of the protective layer in the same manner as the DVD described above.

図15は記録密度を高めた光ディスクの概略図である。光ディスク27は保護層24、記録層25および補強基板26を有し、対物レンズ29で収束された波長400〜410nmの光を保護層24側から記録層25に照射することによって情報の記録および/または再生が行われる。   FIG. 15 is a schematic view of an optical disc with increased recording density. The optical disk 27 includes a protective layer 24, a recording layer 25, and a reinforcing substrate 26. Information is recorded and / or recorded by irradiating the recording layer 25 with light having a wavelength of 400 to 410 nm converged by the objective lens 29 from the protective layer 24 side. Or playback is performed.

対物レンズ29は、開口数が0.85程度と高いため二つのレンズが用いられ、波長405nmの光がポリカーボネートなどの屈折率1.62、厚み100μmの光透過性平板を透過したときに発生する波面収差の3次の球面収差成分が実質上0となるように設計されている。開口数を大きくし、波長を短くすることにより、記録層25に形成されるスポットは小さくなり、高密度化が図られている。   Since the objective lens 29 has a high numerical aperture of about 0.85, two lenses are used, and is generated when light having a wavelength of 405 nm is transmitted through a light-transmitting flat plate having a refractive index of 1.62 and a thickness of 100 μm such as polycarbonate. The third-order spherical aberration component of the wavefront aberration is designed to be substantially zero. By increasing the numerical aperture and shortening the wavelength, the spots formed on the recording layer 25 are reduced, and the density is increased.

記録層25は誘電体を含む膜や反射膜などが用いられ、補強基板26は、光ディスク27のそりや破壊を防いでいる。   The recording layer 25 is a film containing a dielectric, a reflective film, or the like, and the reinforcing substrate 26 prevents the optical disk 27 from being warped or broken.

保護層24は、記録層25を空気から守り、かつ、光ディスク27の表面28を記録層25から離すことで、表面28にあるほこりや傷による記録再生の特性劣化を防いでいる。   The protective layer 24 protects the recording layer 25 from the air and separates the surface 28 of the optical disk 27 from the recording layer 25, thereby preventing deterioration in recording and reproducing characteristics due to dust and scratches on the surface 28.

記録層25を有する補強基板26とシート層21を接着層23で張り合わせているので、保護層24は二つの層からなる。   Since the reinforcing substrate 26 having the recording layer 25 and the sheet layer 21 are bonded together by the adhesive layer 23, the protective layer 24 is composed of two layers.

シート層21はポリカーボネート、接着層23は紫外線硬化性樹脂などである。それぞれの層の波長405nmでの屈折率は、シート層21が1.62、接着層23が1.53である。このような場合、保護層24の設計厚み100μmに誤差が生じなくても、これらの屈折率の差から球面収差は発生する。   The sheet layer 21 is polycarbonate, and the adhesive layer 23 is an ultraviolet curable resin. The refractive index of each layer at a wavelength of 405 nm is 1.62 for the sheet layer 21 and 1.53 for the adhesive layer 23. In such a case, even if there is no error in the design thickness of 100 μm of the protective layer 24, spherical aberration occurs due to the difference between these refractive indexes.

例えば、シート層の厚みを60μm、接着層23の厚みを40μmとして保護層24の厚みを100μmとしても、球面収差は5.3mλrmsと発生してしまう。これは初期的に残存する球面収差である。   For example, even if the thickness of the sheet layer is 60 μm, the thickness of the adhesive layer 23 is 40 μm, and the thickness of the protective layer 24 is 100 μm, the spherical aberration is generated as 5.3 mλrms. This is the spherical aberration that remains initially.

これとは別に、さらに、光ディスクの製造上の厚みのばらつきによる球面収差が加わる。通常、厚みのばらつきは3μm程度は発生し、その結果、厚みのばらつきによる球面収差は30mλrms生じる。   In addition to this, spherical aberration due to variations in thickness in the manufacture of optical disks is added. Usually, the variation in thickness is about 3 μm, and as a result, the spherical aberration due to the variation in thickness is 30 mλrms.

従って、保護層24の厚みを100μmに出来たとしても、上述した様に初期的に残存する球面収差5.3mλrmsと合わせ、総合的な球面収差は35.3mλrmsにもなり、正常な記録再生が行えなくなるという課題があった。   Therefore, even if the thickness of the protective layer 24 can be set to 100 μm, the total spherical aberration becomes 35.3 mλrms together with the spherical aberration 5.3 mλrms that remains initially as described above, and normal recording / reproduction is possible. There was a problem that it could not be done.

図16は接着層によって発生する球面収差を、開口数0.6、波長660nm(DVD)の場合と、開口数0.85、波長405nmの場合とで比較したものである。この図からわかるように、高開口数、短波長においては、保護層を構成する複数の層の屈折率が異なることにより大きな球面収差が生じる。これは、DVDの場合と比べて15倍以上も大きい。さらに、保護層の厚みのばらつきが加わると球面収差が許容範囲を超え、正常な記録再生が行えなくなる。   FIG. 16 compares spherical aberration generated by the adhesive layer between a numerical aperture of 0.6 and a wavelength of 660 nm (DVD), and a numerical aperture of 0.85 and a wavelength of 405 nm. As can be seen from this figure, at a high numerical aperture and a short wavelength, a large spherical aberration occurs due to a difference in refractive index of a plurality of layers constituting the protective layer. This is more than 15 times larger than that of DVD. Furthermore, if the thickness of the protective layer varies, the spherical aberration exceeds the allowable range, and normal recording / reproduction cannot be performed.

本発明は、従来の光ディスクのこのような課題を考慮し、複数の層からなる保護層に対して、従来に比べてより一層球面収差が抑えられ、正常な記録及び/又は再生が行える光情報記録媒体を提供することを目的とする。   In consideration of the above-described problems of the conventional optical disk, the present invention provides optical information that can be normally recorded and / or reproduced with a spherical layer that is further suppressed compared to the conventional protective layer composed of a plurality of layers. An object is to provide a recording medium.

第1の本発明は、記録層と、少なくとも第1層〜第m層(m≧2)を含む保護層とを有し、開口数0.85程度の対物レンズで収束された波長400〜410nmの光を前記保護層側から前記記録層に照射することによって、情報の記録および/または再生が行われる光情報記録媒体であって、
iを1≦i≦mを満たす整数とし、波長405nmでの前記保護層の第i層の屈折率をn、前記第i層の厚みをdとして、
(a)前記保護層を構成する前記複数の層を、それと実質上等価な一つの層に置き換えた場合の、前記一つの層の合成屈折率nをn=((n+n+・・・+n)/(d/n+d/n+・・・+d/n))0.5と規定し、
(b)前記一つの層の合成厚みdをd=((n+n+・・・+n)×(d/n+d/n+・・・+d/n))0.5と規定し、且つ
(c)前記保護層の前記合成厚みに関する設計基準として式f(n)をf(n)=−109.8n+577.2n−985.5n+648.6と規定した場合、
前記第i層の屈折率nおよび前記合成屈折率nは、1.45以上1.65以下であり、且つ、前記合成厚みと前記設計基準との差であるd−f(n)の絶対値は3μm以上10μm以下となる光情報記録媒体である。
The first aspect of the present invention includes a recording layer and a protective layer including at least a first layer to an m-th layer (m ≧ 2), and has a wavelength of 400 to 410 nm converged by an objective lens having a numerical aperture of about 0.85. An optical information recording medium on which information is recorded and / or reproduced by irradiating the recording layer with light from the protective layer side,
i is an integer satisfying 1 ≦ i ≦ m, the refractive index of the i-th layer of the protective layer at a wavelength of 405 nm is n i , and the thickness of the i-th layer is d i ,
(A) When the plurality of layers constituting the protective layer are replaced with one substantially equivalent layer, the combined refractive index n of the one layer is expressed as n = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 +... + N m d m ) / (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 +... + D m / n m )) 0.5
(B) The composite thickness d of the one layer is d = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 +... + N m d m ) × (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 +... + D m / n m )) 0.5 and (c) f (n) = − 109.8n 3 + 577.2n 2 −985 as a design criterion for the synthetic thickness of the protective layer. .5n + 648.6,
The refractive index ni of the i- th layer and the composite refractive index n are 1.45 or more and 1.65 or less, and an absolute value of df (n) which is a difference between the composite thickness and the design standard The optical information recording medium has a value of 3 μm or more and 10 μm or less.

本発明によれば、複数の層からなる保護層を有する光情報記録媒体において、従来に比べてより一層球面収差が抑えられ、正常な記録及び/又は再生が行えるという有利な効果が得られる。   According to the present invention, in an optical information recording medium having a protective layer composed of a plurality of layers, the spherical aberration is further suppressed as compared with the conventional one, and an advantageous effect that normal recording and / or reproduction can be performed is obtained.

以下に、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1に本発明の光情報記録媒体の一実施の形態である光ディスクの断面図を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an optical disk as an embodiment of the optical information recording medium of the present invention.

図1において、光ディスク7は、保護層4、記録層5および補強基板6を有し、対物レンズ9で収束された波長400〜410nmの光を保護層4側から記録層5に照射することによって情報の記録および/または再生が行われる。   In FIG. 1, an optical disc 7 has a protective layer 4, a recording layer 5, and a reinforcing substrate 6, and irradiates the recording layer 5 with light having a wavelength of 400 to 410 nm converged by the objective lens 9 from the protective layer 4 side. Information is recorded and / or reproduced.

対物レンズ9は、開口数が0.85程度と高いため二つのレンズが用いられ、波長405nmの光がポリカーボネートなどの屈折率1.62、厚み100μmの光透過性平板を透過したときに発生する波面収差の3次の球面収差成分が実質上0となるように設計されている。   Since the objective lens 9 has a high numerical aperture of about 0.85, two lenses are used, and is generated when light having a wavelength of 405 nm is transmitted through a light-transmitting flat plate having a refractive index of 1.62 and a thickness of 100 μm such as polycarbonate. The third-order spherical aberration component of the wavefront aberration is designed to be substantially zero.

記録層5は誘電体を含む膜や反射膜などであり、補強基板6は光ディスク7のそりや破壊を防いでいる。保護層4は、記録層5を空気から守り、かつ、光ディスク7の表面8を記録層5から離すことで、表面8にあるほこりや傷による記録再生の特性劣化を防いでいる。   The recording layer 5 is a film containing a dielectric, a reflective film, or the like, and the reinforcing substrate 6 prevents warping or destruction of the optical disk 7. The protective layer 4 protects the recording layer 5 from the air and separates the surface 8 of the optical disk 7 from the recording layer 5, thereby preventing deterioration in recording / reproducing characteristics due to dust and scratches on the surface 8.

光ディスク7は、記録層5を有する補強基板6とシート層1を接着層3で張り合わせ、さらに、傷から守るためコート層2で表面コートを施しているので、保護層4は三つの層からなる。   In the optical disk 7, the reinforcing substrate 6 having the recording layer 5 and the sheet layer 1 are bonded to each other with the adhesive layer 3, and further the surface layer is coated with the coat layer 2 to protect it from scratches. Therefore, the protective layer 4 is composed of three layers. .

シート層1はポリカーボネート、コート層2はアクリル系樹脂、接着層3は紫外線硬化性樹脂などが用いられる。それぞれの層の波長405nmでの屈折率は、シート層1が1.62、コート層2が1.50、接着層3が1.53である。保護層4の厚みが100μmであっても、これらの屈折率の差により球面収差は発生する。高開口数、短波長であるために、この球面収差の発生量は大きく、無視できない。   The sheet layer 1 is made of polycarbonate, the coat layer 2 is made of an acrylic resin, and the adhesive layer 3 is made of an ultraviolet curable resin. The refractive index of each layer at a wavelength of 405 nm is 1.62 for the sheet layer 1, 1.50 for the coat layer 2, and 1.53 for the adhesive layer 3. Even if the thickness of the protective layer 4 is 100 μm, spherical aberration occurs due to the difference in refractive index. Due to the high numerical aperture and short wavelength, the amount of spherical aberration generated is large and cannot be ignored.

そこで本発明の光ディスクは、シート層1、コート層2および接着層3の波長405nmでの屈折率をそれぞれn1,n2およびn3、厚みをそれぞれd1,d2およびd3(μm)とすると、1.45≦n1≦1.65,1.45≦n2≦1.65,1.45≦n3≦1.65,1.45≦n≦1.65、−3μm≦d−f(n)≦3μmを満たすものである。 Therefore, in the optical disk of the present invention, the refractive index of the sheet layer 1, the coating layer 2 and the adhesive layer 3 at a wavelength of 405 nm is n 1 , n 2 and n 3 , and the thicknesses are d 1 , d 2 and d 3 (μm), respectively. Then 1.45 ≦ n 1 ≦ 1.65, 1.45 ≦ n 2 ≦ 1.65, 1.45 ≦ n 3 ≦ 1.65, 1.45 ≦ n ≦ 1.65, −3 μm ≦ d -F (n) ≦ 3 μm is satisfied.

本願発明者は、保護層を構成する複数の層をそれと等価な一つの層に置き換えた場合の、その等価な一つの層の合成屈折率および合成厚みという概念を新たに導入することにより、球面収差を低減した光ディスクの制作を可能にした。   The present inventor newly introduced the concept of the combined refractive index and the combined thickness of one equivalent layer when a plurality of layers constituting the protective layer are replaced with one equivalent layer, thereby introducing a spherical surface. We made it possible to produce optical discs with reduced aberrations.

本実施の形態では、合成屈折率nは、次式1により表すことが出来、
(数1)
n=((n11+n22+n33)/(d1/n1+d2/n2+d3/n3))0.5
また、合成厚みdは、次式2により表すことが出来る。
(数2)
d=((n11+n22+n33)×(d1/n1+d2/n2+d3/n3))0.5
上述した通り、これらnおよびdは、複数の層をそれと等価な一つの層に置き換えて導き出した合成屈折率および合成厚みである。そして、保護層を構成する複数の層を透過した光の収差と、上記の様に導き出した等価な一つの層を透過した光の収差は実質上等しくなっている。
In the present embodiment, the composite refractive index n can be expressed by the following formula 1.
(Equation 1)
n = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 + n 3 d 3 ) / (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 + d 3 / n 3 )) 0.5
The composite thickness d can be expressed by the following formula 2.
(Equation 2)
d = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 + n 3 d 3 ) × (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 + d 3 / n 3 )) 0.5
As described above, these n and d are a composite refractive index and a composite thickness derived by replacing a plurality of layers with one equivalent layer. The aberration of light transmitted through a plurality of layers constituting the protective layer is substantially equal to the aberration of light transmitted through one equivalent layer derived as described above.

尚、これらの式1,2の導出については、後述する。   The derivation of these expressions 1 and 2 will be described later.

また、次式3に示すf(n)は、光線追跡法による収差計算で球面収差が実質上0となる離散的な点を通る3次の近似曲線である。尚、f(n)の値が合成厚みdである。
(数3)
f(n)=−109.8n3+577.2n2−985.5n+648.6
この曲線f(n)を中心に保護層の厚みが±3μm以内に入る様に規定する。
Further, f (n) shown in the following equation 3 is a cubic approximation curve that passes through discrete points where the spherical aberration is substantially zero in the aberration calculation by the ray tracing method. Note that the value of f (n) is the composite thickness d.
(Equation 3)
f (n) = - 109.8n 3 + 577.2n 2 -985.5n + 648.6
The thickness of the protective layer is defined to be within ± 3 μm with the curve f (n) as the center.

この条件を満たす合成屈折率nと合成厚みdは、図2の曲線と直線で囲まれた範囲である。点線は球面収差が実質上0となる曲線f(n)であり、保護層4の合成厚みに関する設計基準である。   The composite refractive index n and the composite thickness d satisfying this condition are in a range surrounded by the curve and straight line in FIG. A dotted line is a curve f (n) in which the spherical aberration is substantially zero, and is a design standard regarding the combined thickness of the protective layer 4.

上記式1,2により、保護層を構成する複数の層のそれぞれの厚みと屈折率から求めた合成屈折率nと合成厚みdをこの範囲内(図2の実線で囲まれた範囲内)に定めると、球面収差を実質上30mλrms以内に抑えた光ディスクが製作可能となる。   From the above formulas 1 and 2, the combined refractive index n and the combined thickness d obtained from the thickness and refractive index of each of the plurality of layers constituting the protective layer are within this range (within the range surrounded by the solid line in FIG. 2). If determined, it becomes possible to produce an optical disc with spherical aberration suppressed substantially within 30 mλrms.

例えば、ディスクの設計をn1=1.62,d1=50.0μm、n2=1.50,d2=5.0μm、n3=1.53,d3=44.2μmとすると、式1,式2より、合成屈折率n=1.57,合成厚みd=99.2μmとなる。この様にして得られた合成屈折率と、合成厚みとで決まる点は、図2に示す様に、曲線f(n)上の点Zとなり、初期的に残存する球面収差は実質上0となる。従って、このときの厚みのばらつきは±3μmまで許容しても、球面収差を実質上30mλrms以内に抑えた光ディスクが製作可能となる。 For example, if the design of the disk is n 1 = 1.62, d 1 = 50.0 μm, n 2 = 1.50, d 2 = 5.0 μm, n 3 = 1.53, d 3 = 44.2 μm, From Equations 1 and 2, the combined refractive index n = 1.57 and the combined thickness d = 99.2 μm. The point determined by the combined refractive index and the combined thickness thus obtained is a point Z on the curve f (n) as shown in FIG. 2, and the initially remaining spherical aberration is substantially 0. Become. Therefore, even if the variation in thickness at this time is allowed to be ± 3 μm, an optical disc having a spherical aberration substantially suppressed within 30 mλrms can be manufactured.

このように、本発明の実施の形態の光ディスクは、保護層を構成する複数の層のそれぞれの厚みと屈折率を考慮して設計しているので、球面収差の発生を抑えた光ディスクが製作可能である。   As described above, the optical disk according to the embodiment of the present invention is designed in consideration of the thickness and refractive index of each of the plurality of layers constituting the protective layer, so that an optical disk with reduced generation of spherical aberration can be manufactured. It is.

ここで、保護層を構成する複数の層のそれぞれの厚みと屈折率を考慮しているという意味について更に説明する。
即ち、式3を満たす、合成屈折率nと合成厚みdは、図2の点線上に分布することは、上述した通りである。従って、例えば、式3を満たす、合成屈折率と、合成厚みの組合せは理論上無数にある。しかも、それぞれの組合せにおいて、式1及び式2の関係を満たす各層の屈折率niおよび厚みdi(i=1,2,3)の組合せも理論上多数ある。
Here, the meaning of considering the thickness and refractive index of each of the plurality of layers constituting the protective layer will be further described.
That is, as described above, the combined refractive index n and the combined thickness d satisfying Expression 3 are distributed on the dotted line in FIG. Therefore, for example, there are innumerable combinations of the combined refractive index and the combined thickness that satisfy Equation 3. Moreover, in each combination, there are theoretically many combinations of the refractive index n i and the thickness d i (i = 1, 2, 3) of each layer satisfying the relationship of the formulas 1 and 2.

従って、各層の屈折率niおよび厚みdiの組合せを、これらの式を満たす多数の候補の中から、実現可能なものを適切に選びさえすれば、初期的に残存する球面収差は実質上0となる。そのため、総合的な球面収差を実質上30mλrms以内に抑えた光ディスクを作成するためには、保護層の厚みのばらつきは、±3μmまで許容されることになる。 Accordingly, if the combination of the refractive index n i and the thickness d i of each layer is appropriately selected from a large number of candidates satisfying these equations, the initially remaining spherical aberration is substantially reduced. 0. Therefore, in order to produce an optical disc in which the total spherical aberration is substantially suppressed within 30 mλrms, the variation in the thickness of the protective layer is allowed to ± 3 μm.

この様に本願発明は、球面収差を小さくするために、保護層の厚みのばらつきにのみ着目して、そのばらつきを如何に小さく抑えるかという観点から製造されていた従来の光ディスクとは全く異なり、新たな設計手法に基づく光ディスクを提供するものである。   In this way, the present invention is completely different from the conventional optical disc manufactured from the viewpoint of how to suppress the variation by focusing only on the variation in the thickness of the protective layer in order to reduce the spherical aberration, An optical disc based on a new design method is provided.

即ち、本発明によれば、各層の屈折率niおよび厚みdiの組合せを、所定の関係式(本実施の形態では、式1〜式3)を満たす多数の候補の中から選択することにより、現在の製造技術における保護層の厚みのばらつきの限界値である±3μmを許容することが可能となる。 That is, according to the present invention, the combination of the refractive index n i and the thickness d i of each layer is selected from a large number of candidates that satisfy a predetermined relational expression (formula 1 to formula 3 in the present embodiment). Thus, it is possible to allow ± 3 μm, which is the limit value of the variation in the thickness of the protective layer in the current manufacturing technology.

尚、これにより、各層の屈折率niおよび厚みdiなどの各種パラメータの選択に幅が出来、設計の自由度が広がるという効果も発揮する。 As a result, various parameters such as the refractive index n i and the thickness d i of each layer can be selected, and the degree of freedom in design can be increased.

ここで、上記式の導出について図17(a)、図17(b)を用いて説明する。図17(a)は、複数の層を透過する光の屈折の状態を表し、図17(b)は、一つの層を透過する光の屈折の状態を表している。複数の層を透過した光の収差と、一つの層を透過した光の収差が等しくなるには、角度φで入射した光線について、光路長が等しいという条件式a、出射した光の位置が同じという条件式bが同時に成り立つことである。
(条件式a)
11/cosθ1+n22/cosθ2+n33/cosθ3=nd/cosθ
(条件式b)
1tanθ1+d2tanθ2+d3tanθ3=dtanθ
これらの2つの条件式a,bを連立させ、スネルの法則を表す式、sinφ/sinθ1=n1、sinφ/sinθ2=n2、sinφ/sinθ3=n3、及び、近軸で成り立つ下記の条件式cを用いて、若干の式変更をした上で、nとdについて解けば、上記合成屈折率n及び合成厚みdが得られる。
(条件式a)
φ=0
なお、本実施の形態では、シート層1は、ポリカーボネートの場合について説明したが、アクリル系樹脂、ノルボルネン系樹脂や紫外線硬化性樹脂などでもよい。また、保護層は3つの層からなる場合について説明したが、2つの層の場合でも4つ以上の層の場合でも同様である。
Here, the derivation of the above equation will be described with reference to FIGS. 17 (a) and 17 (b). FIG. 17A shows the state of refraction of light that passes through a plurality of layers, and FIG. 17B shows the state of refraction of light that passes through one layer. In order to make the aberration of light transmitted through a plurality of layers equal to the aberration of light transmitted through one layer, conditional expression a that the optical path lengths are the same for rays incident at an angle φ, and the condition that the positions of the emitted light are the same That is, equation b holds simultaneously.
(Conditional expression a)
n 1 d 1 / cos θ 1 + n 2 d 2 / cos θ 2 + n 3 d 3 / cos θ 3 = nd / cos θ
(Conditional expression b)
d 1 tan θ 1 + d 2 tan θ 2 + d 3 tan θ 3 = d tan θ
These two conditional expressions a and b are made simultaneous, and the expression expressing Snell's law, sinφ / sinθ 1 = n 1 , sinφ / sinθ 2 = n 2 , sinφ / sinθ 3 = n 3 , and paraxial If the equation is slightly changed using the following conditional expression c and then solved for n and d, the synthetic refractive index n and the synthetic thickness d are obtained.
(Conditional expression a)
φ = 0
In the present embodiment, the case where the sheet layer 1 is polycarbonate has been described, but an acrylic resin, a norbornene resin, an ultraviolet curable resin, or the like may be used. Moreover, although the case where the protective layer is composed of three layers has been described, the same applies to the case of two layers or four or more layers.

本発明の実施の形態では、−3μm≦d−f(n)≦3μmとしたが、−10μm≦d−f(n)≦10μmとすることにより、球面収差補正素子を搭載した光ヘッドで記録再生する場合に有効である。図9に、球面収差補正素子の使用例を示しており、特開2000−131603号に開示されているような球面収差補正素子10を光ヘッドの光路中に搭載する。   In the embodiment of the present invention, −3 μm ≦ df (n) ≦ 3 μm, but by setting −10 μm ≦ df (n) ≦ 10 μm, recording is performed with an optical head equipped with a spherical aberration correction element. This is effective for playback. FIG. 9 shows an example of use of a spherical aberration correction element. A spherical aberration correction element 10 as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-131603 is mounted in the optical path of the optical head.

ディスクの厚みのばらつきを10μm以内とすると、ディスクの設計マージンが広がり、歩留まり、量産性が向上する。また、厚みのばらつきを小さく抑えることが困難であった表面コートも簡単に行えるようになる。厚みが10μm変動すれば球面収差はおよそ100mλrms発生するが、球面収差補正素子10で補正する。例えば、ディスクの1周内の厚みのばらつきを3μm以内、面内の厚みのばらつきを10μm以内とすれば、半径方向厚み誤差を球面収差補正素子によってDC補正するといった使用方法が可能となる。   If the disc thickness variation is within 10 μm, the disc design margin is widened, yield and mass productivity are improved. In addition, surface coating, which has been difficult to suppress the variation in thickness, can be easily performed. If the thickness fluctuates by 10 μm, spherical aberration is generated by about 100 mλrms, but is corrected by the spherical aberration correction element 10. For example, when the variation in thickness within one circumference of the disk is within 3 μm and the variation in thickness within the surface is within 10 μm, a usage method in which the radial thickness error is DC corrected by the spherical aberration correction element can be used.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2を図18を用いて説明する。
光ディスク7は、保護層4、4d、2つの記録層5、5dおよび補強基板6を有し、対物レンズ9で収束された波長400〜410nmの光を保護層4側から記録層5及び5dに照射することによって情報の記録および/または再生が行われる。2つの記録層をもつ光ディスクはDVDでも実現されており、情報量を約2倍に増やすことが出来る。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The optical disc 7 has protective layers 4, 4 d, two recording layers 5, 5 d, and a reinforcing substrate 6. Light having a wavelength of 400 to 410 nm converged by the objective lens 9 is transferred from the protective layer 4 side to the recording layers 5 and 5 d. Information is recorded and / or reproduced by irradiation. An optical disc having two recording layers is also realized by a DVD, and the amount of information can be increased by a factor of about two.

対物レンズ9は、開口数が0.85程度と高いため二つのレンズが用いられ、波長405nmの光がポリカーボネートなどの屈折率1.62、厚み100μmの光透過性平板を透過したときに発生する波面収差の3次の球面収差成分が実質上0となるように設計されている。球面収差補正素子10は例えば特開2000−131603号に開示されているものであり、光ヘッドの光路中に搭載され、保護層4及び4dの、厚み100μmからの誤差によって発生する球面収差を補正する。   Since the objective lens 9 has a high numerical aperture of about 0.85, two lenses are used, and is generated when light having a wavelength of 405 nm is transmitted through a light-transmitting flat plate having a refractive index of 1.62 and a thickness of 100 μm such as polycarbonate. The third-order spherical aberration component of the wavefront aberration is designed to be substantially zero. The spherical aberration correction element 10 is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-131603, and is mounted in the optical path of the optical head to correct spherical aberration caused by an error of the protective layers 4 and 4d from a thickness of 100 μm. To do.

記録層5及び5dは誘電体を含む膜や反射膜などであり、補強基板6は光ディスク7のそりや破壊を防いでいる。保護層4は、記録層5を空気から守り、かつ、光ディスク7の表面8を記録層5から離すことで、表面8にあるほこりや傷による記録再生の特性劣化を防いでいる。   The recording layers 5 and 5d are a film containing a dielectric, a reflection film, or the like, and the reinforcing substrate 6 prevents warping or destruction of the optical disk 7. The protective layer 4 protects the recording layer 5 from the air and separates the surface 8 of the optical disk 7 from the recording layer 5, thereby preventing deterioration in recording / reproducing characteristics due to dust and scratches on the surface 8.

記録層5に関連する保護層4はシート層1とコート層2からなり、記録層5dに関する保護層4dは、シート層1,コート層2及び接着層3からなる。   The protective layer 4 related to the recording layer 5 includes the sheet layer 1 and the coat layer 2, and the protective layer 4 d related to the recording layer 5 d includes the sheet layer 1, the coat layer 2, and the adhesive layer 3.

シート層1はポリカーボネート、コート層2はアクリル系樹脂、接着層3は紫外線硬化性樹脂などが用いられる。それぞれの層の波長405nmでの屈折率は、シート層1が1.62、コート層2が1.50、接着層3が1.53である。   The sheet layer 1 is made of polycarbonate, the coat layer 2 is made of an acrylic resin, and the adhesive layer 3 is made of an ultraviolet curable resin. The refractive index of each layer at a wavelength of 405 nm is 1.62 for the sheet layer 1, 1.50 for the coat layer 2, and 1.53 for the adhesive layer 3.

本発明の光ディスクは、シート層1、コート層2および接着層3の波長405nmでの屈折率をそれぞれn1,n2およびn3、厚みをそれぞれd1,d2およびd3(μm)とすると、1.45≦n1≦1.65,1.45≦n2≦1.65,1.45≦n3≦1.65,1.45≦n≦1.65、f(n)−10(μm)≦d≦g(n)+10(μm)を満たすものである。 In the optical disk of the present invention, the refractive index of the sheet layer 1, the coat layer 2 and the adhesive layer 3 at a wavelength of 405 nm is n 1 , n 2 and n 3 , and the thicknesses are d 1 , d 2 and d 3 (μm), respectively. Then, 1.45 ≦ n 1 ≦ 1.65, 1.45 ≦ n 2 ≦ 1.65, 1.45 ≦ n 3 ≦ 1.65, 1.45 ≦ n ≦ 1.65, f (n) − 10 (μm) ≦ d ≦ g (n) +10 (μm) is satisfied.

ただし、保護層4に関しては、合成屈折率n及び合成厚みdは、次式4、5で表すことが出来る。
(数4)
n=((n11+n22)/(d1/n1+d2/n2))0.5
(数5)
d=((n11+n22)×(d1/n1+d2/n2))0.5
又、保護層4dに関しては、合成屈折率n及び合成厚みdは、次式6、7で表すことが出来る。
(数6)
n=((n11+n22+n33)/(d1/n1+d2/n2+d3/n3))0.5
(数7)
d=((n11+n22+n33)×(d1/n1+d2/n2+d3/n3))0.5
尚、上記合成屈折率n、及び合成厚みdは、複数の層をそれと等価な一つの層に置き換えて導き出した本発明特有の合成屈折率および合成厚みである。そして、この場合、複数の層を透過した光の収差と、それと等価な一つの層を透過した光の収差は実質上等しくなっている。
However, regarding the protective layer 4, the synthetic refractive index n and the synthetic thickness d can be expressed by the following equations 4 and 5.
(Equation 4)
n = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 ) / (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 )) 0.5
(Equation 5)
d = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 ) × (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 )) 0.5
Further, regarding the protective layer 4d, the synthetic refractive index n and the synthetic thickness d can be expressed by the following equations 6 and 7.
(Equation 6)
n = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 + n 3 d 3 ) / (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 + d 3 / n 3 )) 0.5
(Equation 7)
d = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 + n 3 d 3 ) × (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 + d 3 / n 3 )) 0.5
The composite refractive index n and the composite thickness d are the composite refractive index and composite thickness unique to the present invention derived by replacing a plurality of layers with one equivalent layer. In this case, the aberration of light transmitted through a plurality of layers and the aberration of light transmitted through one equivalent layer are substantially equal.

又、これらの式4〜7の導出は、実施の形態1で説明した導出方法と同様のやり方で行える。   Further, the derivation of these equations 4 to 7 can be performed in the same manner as the derivation method described in the first embodiment.

又、次式8、9に示すf(n)およびg(n)は、それぞれ光線追跡法による収差計算で合成厚み誤差−15μmおよび15μmを球面収差補正素子で補正した場合の球面収差が実質上0となる離散的な点を通る3次の近似曲線である。そして、式8,9は、それぞれ保護層4,4dの合成厚みに関する設計基準である。
(数8)
f(n)=−105.8n3+551.5n2−936.9n+605.2
(数9)
g(n)=−138.7n3+723.7n2−1228.7n+796.0
この条件を満たす合成屈折率nと合成厚みdは、図3の曲線と直線で囲まれた範囲である。点線は球面収差補正素子で±15μmの厚み誤差を補正して球面収差が実質上0となる曲線f(n)、g(n)である。
Further, f (n) and g (n) shown in the following equations 8 and 9 are substantially the same as the spherical aberration when the combined thickness errors of -15 μm and 15 μm are corrected by the spherical aberration correcting element by the aberration calculation by the ray tracing method, respectively. It is a cubic approximate curve that passes through discrete points of zero. Equations 8 and 9 are design criteria relating to the combined thickness of the protective layers 4 and 4d, respectively.
(Equation 8)
f (n) = − 105.8n 3 + 551.5n 2 −936.9n + 605.2
(Equation 9)
g (n) =-138.7n 3 + 723.7n 2 −1228.7n + 796.0
The composite refractive index n and the composite thickness d satisfying this condition are in a range surrounded by the curve and straight line in FIG. Dotted lines are curves f (n) and g (n) in which the spherical aberration is substantially zero by correcting the thickness error of ± 15 μm by the spherical aberration correction element.

保護層を構成する複数の層のそれぞれの厚みと屈折率から求めた合成屈折率nと合成厚みdをこの範囲内(図3の実線で囲まれた範囲)に定めると、球面収差補正素子を搭載した光ヘッドにおいて球面収差が実質上30mλrms以内となる光ディスクが製作可能である。   When the combined refractive index n and the combined thickness d obtained from the thickness and refractive index of each of the plurality of layers constituting the protective layer are determined within this range (the range surrounded by the solid line in FIG. 3), the spherical aberration correcting element is obtained. It is possible to manufacture an optical disc having a spherical aberration substantially within 30 mλrms in the mounted optical head.

ディスクの1周内の厚みのばらつきを3μm以内とし、半径方向厚み誤差を球面収差補正素子によってDC補正すれば、球面収差は実質上30mλrms以内となる。なお、球面収差補正素子の補正能力を厚み±20μm程度とするのは、容易に実現可能である。   If the variation in thickness within one circumference of the disk is within 3 μm and the radial thickness error is DC corrected by the spherical aberration correcting element, the spherical aberration is substantially within 30 mλrms. It should be noted that the correction capability of the spherical aberration correction element can be easily realized with a thickness of about ± 20 μm.

尚、第1記録層と第2記録層の間にある層の合成厚みを20μm以上とすれば、これが分離層として働き、二つの記録層のフォーカスエラー信号を分離することができる。また、他方の記録層反射による迷光量を小さくするといった効果も得られる。   If the combined thickness of the layers between the first recording layer and the second recording layer is 20 μm or more, this acts as a separation layer, and the focus error signals of the two recording layers can be separated. In addition, an effect of reducing the amount of stray light due to reflection on the other recording layer can be obtained.

このように、本発明の実施の形態は、保護層を構成する複数の層のそれぞれの厚みと屈折率を考慮しているので、球面収差の発生を抑えた光ディスクが製作可能である。   As described above, according to the embodiment of the present invention, since the thickness and refractive index of each of the plurality of layers constituting the protective layer are taken into consideration, an optical disc with reduced generation of spherical aberration can be manufactured.

なお、ここではシート層1は、ポリカーボネートの場合について説明したが、アクリル系樹脂、ノルボルネン系樹脂や紫外線硬化性樹脂などでもよい。また、保護層は3つの層からなる場合について説明したが、2つの層の場合でも4つ以上の層の場合でも同様である。   Here, the case where the sheet layer 1 is polycarbonate has been described, but an acrylic resin, a norbornene resin, an ultraviolet curable resin, or the like may be used. Moreover, although the case where the protective layer is composed of three layers has been described, the same applies to the case of two layers or four or more layers.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3を図9を用いて説明する。光ディスク7の構成は本発明の実施の形態1と同様である。
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the optical disc 7 is the same as that of Embodiment 1 of the present invention.

本発明の光ディスク7は、シート層1、コート層2および接着層3の波長405nmでの屈折率をそれぞれn1、n2aおよびn2b、シート層1の厚みをd1(μm)、保護層4の厚みをd1+d2(μm)とすると、1.45≦n1≦1.65,1.50≦n2a≦1.55,1.50≦n2b≦1.55,−3μm≦d1+d2−f(n1)≦3μmを満たすものである。 The optical disk 7 of the present invention has a refractive index n 1 , n 2a and n 2b at a wavelength of 405 nm of the sheet layer 1, the coat layer 2 and the adhesive layer 3, respectively, a thickness of the sheet layer 1 is d 1 (μm), and a protective layer. 4 is d 1 + d 2 (μm), 1.45 ≦ n 1 ≦ 1.65, 1.50 ≦ n 2a ≦ 1.55, 1.50 ≦ n 2b ≦ 1.55, −3 μm ≦ d 1 + d 2 −f (n 1 ) ≦ 3 μm is satisfied.

ただし,f(n1)=A・n1 3+B・n1 2+C・n1+D、A=1.280d2−109.8,B=−6.652d2+577.2,C=11.27d2−985.5,D=−6.257d2+648.6である。 However, f (n 1 ) = A · n 1 3 + B · n 1 2 + C · n 1 + D, A = 1.280d 2 −109.8, B = −6.652d 2 +577.2, C = 1.11. 27d 2 −985.5, D = −6.257d 2 +648.6.

式f(n1)は、d2をパラメータとした係数A,B,CおよびDを用いたn1の3次式であり、光線追跡法による収差計算で球面収差が実質上0となる離散的な点を通る近似曲線を表している。この曲線を中心に厚みを3μm以内と規定する。 Expression f (n 1 ) is a cubic expression of n 1 using coefficients A, B, C, and D with d 2 as a parameter, and a discrete aberration in which the spherical aberration becomes substantially zero in the aberration calculation by the ray tracing method. It represents an approximate curve that passes through a point. The thickness is defined as 3 μm or less around this curve.

この条件を満たす屈折率n1と厚みd1+d2は、図4の曲線と直線で囲まれた範囲である。点線は球面収差が実質上0となる曲線f(n1)である。接着層3やコート層2が球面収差に与える影響を考慮して、厚みd2をパラメータとして曲線f(n1)を変化させたのが本発明の実施の形態の特徴である。屈折率n1と厚みd1+d2をこの範囲内に定めると、球面収差を実質上30mλrms以内に抑えた光ディスクが製作可能となる。 The refractive index n 1 and the thickness d 1 + d 2 satisfying this condition are in a range surrounded by the curve and straight line in FIG. The dotted line is a curve f (n 1 ) where the spherical aberration is substantially zero. Considering the influence of the adhesive layer 3 and the coat layer 2 on the spherical aberration, the characteristic of the embodiment of the present invention is that the curve f (n 1 ) is changed using the thickness d 2 as a parameter. When the refractive index n 1 and the thickness d 1 + d 2 are set within this range, an optical disc having a spherical aberration substantially suppressed within 30 mλrms can be manufactured.

図5は、d2の値を変化させたときの曲線d1+d2=f(n1)を示している。あわせて、光線追跡法による収差計算で球面収差が実質上0となる点をプロットしている。両者の誤差は0.1μm以下であり、よく一致していることが確認できる。
このように、本発明の実施の形態は、保護層を構成する複数の層のそれぞれの厚みと屈折率を考慮しているので、球面収差の発生を抑えた光ディスクが製作可能である。
FIG. 5 shows a curve d 1 + d 2 = f (n 1 ) when the value of d 2 is changed. In addition, the points at which the spherical aberration is substantially zero in the aberration calculation by the ray tracing method are plotted. The error between them is 0.1 μm or less, and it can be confirmed that they are in good agreement.
As described above, according to the embodiment of the present invention, since the thickness and refractive index of each of the plurality of layers constituting the protective layer are taken into consideration, an optical disc with reduced generation of spherical aberration can be manufactured.

なお、ここではシート層1は、ポリカーボネートの場合について説明したが、アクリル系樹脂、ノルボルネン系樹脂や紫外線硬化性樹脂などでもよい。また、保護層は3つの層からなる場合について説明したが、2つの層の場合でも4つ以上の層の場合でも同様である。   Here, the case where the sheet layer 1 is polycarbonate has been described, but an acrylic resin, a norbornene resin, an ultraviolet curable resin, or the like may be used. Moreover, although the case where the protective layer is composed of three layers has been described, the same applies to the case of two layers or four or more layers.

本発明の実施の形態では、−3μm≦d1+d2−f(n1)≦3μmとしたが、−10μm≦d1+d2−f(n1)≦10μmとすることにより、球面収差補正素子を搭載した光ヘッドで記録再生する場合に有効である。図9に、球面収差補正素子の使用例を示しており、特開2000−131603号に開示されているような球面収差補正素子10を光ヘッドの光路中に搭載する。 In the embodiment of the present invention, −3 μm ≦ d 1 + d 2 −f (n 1 ) ≦ 3 μm is set, but spherical aberration correction is performed by setting −10 μm ≦ d 1 + d 2 −f (n 1 ) ≦ 10 μm. This is effective when recording / reproducing with an optical head equipped with an element. FIG. 9 shows an example of use of a spherical aberration correction element. A spherical aberration correction element 10 as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-131603 is mounted in the optical path of the optical head.

ディスクの厚みのばらつきを10μm以内とすると、ディスクの設計マージンが広がり、歩留まり、量産性が向上する。また、厚みのばらつきを小さく抑えることが困難であった表面コートも簡単に行えるようになる。厚みが10μm変動すれば球面収差はおよそ100mλrms発生するが、球面収差補正素子10で補正する。例えば、ディスクの1周内の厚みのばらつきを3μm以内、面内の厚みのばらつきを10μm以内とすれば、半径方向厚み誤差を球面収差補正素子によってDC補正するといった使用方法が可能となる。   When the disc thickness variation is within 10 μm, the disc design margin is widened, yield and mass productivity are improved. In addition, surface coating, which has been difficult to suppress the variation in thickness, can be easily performed. If the thickness fluctuates by 10 μm, spherical aberration is generated by about 100 mλrms, but is corrected by the spherical aberration correction element 10. For example, when the variation in thickness within one circumference of the disk is within 3 μm and the variation in thickness within the surface is within 10 μm, a usage method in which the radial thickness error is DC corrected by the spherical aberration correction element can be used.

(実施の形態4)
本発明の実施の形態4を図9を用いて説明する。光ディスク7の構成は本発明の実施の形態1と同様である。
(Embodiment 4)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the optical disc 7 is the same as that of Embodiment 1 of the present invention.

本発明の光ディスク7は、シート層1、コート層2および接着層3の波長405nmでの屈折率をそれぞれn1、n2aおよびn2b、シート層1の厚みをd1(μm)、保護層4の厚みをd1+d2(μm)とすると、1.61≦n1≦1.63,1.50≦n2a≦1.55,1.50≦n2b≦1.55,−3μm≦d2−f(d1)≦3μmを満たすものである。ただし、f(d1)=−0.986d1+98.6であり、式f(d1)は光線追跡法による収差計算で球面収差が実質上0となる離散的な点を通る近似直線である。 The optical disk 7 of the present invention has a refractive index n 1 , n 2a and n 2b at a wavelength of 405 nm of the sheet layer 1, the coat layer 2 and the adhesive layer 3, respectively, a thickness of the sheet layer 1 is d 1 (μm), and a protective layer. 4 is d 1 + d 2 (μm), 1.61 ≦ n 1 ≦ 1.63, 1.50 ≦ n 2a ≦ 1.55, 1.50 ≦ n 2b ≦ 1.55, −3 μm ≦ d 2 −f (d 1 ) ≦ 3 μm is satisfied. However, f (d 1 ) = − 0.986d 1 +98.6, and the expression f (d 1 ) is an approximate straight line passing through discrete points where the spherical aberration is substantially zero in the aberration calculation by the ray tracing method. is there.

この条件を満たす厚みd1、d2は、図6のハッチングの領域である。厚みd1,d2をこの範囲内に定めると、球面収差を実質上30mλrms以内に抑えた光ディスクが製作可能となる。 The thicknesses d 1 and d 2 that satisfy this condition are hatched regions in FIG. When the thicknesses d 1 and d 2 are set within this range, an optical disc having a spherical aberration substantially suppressed within 30 mλrms can be manufactured.

本発明の実施の形態は、シート層1にポリカーボネートなどを用いるときに有効である。なお、保護層は3つの層からなる場合について説明したが、2つの層の場合でも4つ以上の層の場合でも同様である。   The embodiment of the present invention is effective when polycarbonate or the like is used for the sheet layer 1. Although the case where the protective layer is composed of three layers has been described, the same applies to the case of two layers or four or more layers.

また、本発明の実施の形態では、−3μm≦d2−f(d1)≦3μmとしたが、−10μm≦d2−f(d1)≦10μmとすることにより、球面収差補正素子を搭載した光ヘッドで記録再生する場合に有効である。 In the embodiment of the present invention, −3 μm ≦ d 2 −f (d 1 ) ≦ 3 μm is set. However, by setting −10 μm ≦ d 2 −f (d 1 ) ≦ 10 μm, the spherical aberration correcting element is changed. This is effective when recording / reproducing with an on-board optical head.

(実施の形態5)
本発明の実施の形態5を図9を用いて説明する。光ディスク7の構成は本発明の実施の形態1と同様である。
(Embodiment 5)
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the optical disc 7 is the same as that of Embodiment 1 of the present invention.

本発明の光ディスク7は、シート層1、コート層2および接着層3の波長405nmでの屈折率をそれぞれn1、n2aおよびn2b、シート層1の厚みをd1(μm)、保護層4の厚みをd1+d2(μm)とすると、1.49≦n1≦1.51,1.50≦n2a≦1.55,1.50≦n2b≦1.55,−3μm≦d2−f(d1)≦3μmを満たすものである。ただし、f(d1)=−1.002d1+98.6であり、式f(d1)は光線追跡法による収差計算で球面収差が実質上0となる離散的な点を通る近似直線である。 The optical disk 7 of the present invention has a refractive index n 1 , n 2a and n 2b at a wavelength of 405 nm of the sheet layer 1, the coat layer 2 and the adhesive layer 3, respectively, a thickness of the sheet layer 1 is d 1 (μm) and a protective layer 4 is d 1 + d 2 (μm), 1.49 ≦ n 1 ≦ 1.51, 1.50 ≦ n 2a ≦ 1.55, 1.50 ≦ n 2b ≦ 1.55, −3 μm ≦ d 2 −f (d 1 ) ≦ 3 μm is satisfied. However, f (d 1 ) = − 1.002d 1 +98.6, and the expression f (d 1 ) is an approximate straight line that passes through discrete points where the spherical aberration is substantially 0 in the aberration calculation by the ray tracing method. is there.

この条件を満たす厚みd1、d2は、図7のハッチングの領域である。厚みd1,d2をこの範囲内に定めると、球面収差を実質上30mλrms以内に抑えた光ディスクが製作可能となる。 The thicknesses d 1 and d 2 that satisfy this condition are hatched areas in FIG. When the thicknesses d 1 and d 2 are set within this range, an optical disc having a spherical aberration substantially suppressed within 30 mλrms can be manufactured.

本発明の実施の形態は、シート層1にアクリル系樹脂などを用いるときに有効である。なお、保護層は3つの層からなる場合について説明したが、2つの層の場合でも4つ以上の層の場合でも同様である。   The embodiment of the present invention is effective when an acrylic resin or the like is used for the sheet layer 1. Although the case where the protective layer is composed of three layers has been described, the same applies to the case of two layers or four or more layers.

また、本発明の実施の形態では、−3μm≦d2−f(d1)≦3μmとしたが、−10μm≦d2−f(d1)≦10μmとすることにより、球面収差補正素子を搭載した光ヘッドで記録再生する場合に有効である。 In the embodiment of the present invention, −3 μm ≦ d 2 −f (d 1 ) ≦ 3 μm is set. However, by setting −10 μm ≦ d 2 −f (d 1 ) ≦ 10 μm, the spherical aberration correcting element is changed. This is effective when recording / reproducing with an on-board optical head.

(実施の形態6)
本発明の実施の形態6を図9を用いて説明する。光ディスク7の構成は本発明の実施の形態1と同様である。
(Embodiment 6)
Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the optical disc 7 is the same as that of Embodiment 1 of the present invention.

本発明の光ディスク7は、シート層1、コート層2および接着層3の波長405nmでの屈折率をそれぞれn1、n2aおよびn2b、シート層1の厚みをd1(μm)、保護層4の厚みをd1+d2(μm)とすると、1.52≦n1≦1.54,1.50≦n2a≦1.55,1.50≦n2b≦1.55,−3μm≦d2−f(d1)≦3μmを満たすものである。 The optical disk 7 of the present invention has a refractive index n 1 , n 2a and n 2b at a wavelength of 405 nm of the sheet layer 1, the coat layer 2 and the adhesive layer 3, respectively, a thickness of the sheet layer 1 is d 1 (μm) and a protective layer 4 is d 1 + d 2 (μm), 1.52 ≦ n 1 ≦ 1.54, 1.50 ≦ n 2a ≦ 1.55, 1.50 ≦ n 2b ≦ 1.55, −3 μm ≦ d 2 −f (d 1 ) ≦ 3 μm is satisfied.

ただし、f(d1)=−d1+98.6であり、式f(d1)は光線追跡法による収差計算で球面収差が実質上0となる離散的な点を通る近似直線である。 However, f (d 1 ) = − d 1 +98.6, and the expression f (d 1 ) is an approximate straight line that passes through discrete points where the spherical aberration is substantially zero in the aberration calculation by the ray tracing method.

この条件を満たす厚みd1、d2は、図8のハッチングの領域である。厚みd1,d2をこの範囲内に定めると、球面収差を実質上30mλrms以内に抑えた光ディスクが製作可能となる。 The thicknesses d 1 and d 2 that satisfy this condition are hatched regions in FIG. When the thicknesses d 1 and d 2 are set within this range, an optical disc having a spherical aberration substantially suppressed within 30 mλrms can be manufactured.

本発明の実施の形態は、シート層1にノルボルネン系樹脂などを用いるときに有効である。なお、保護層は3つの層からなる場合について説明したが、2つの層の場合でも4つ以上の層の場合でも同様である。   The embodiment of the present invention is effective when a norbornene resin or the like is used for the sheet layer 1. Although the case where the protective layer is composed of three layers has been described, the same applies to the case of two layers or four or more layers.

また、本発明の実施の形態では、−3μm≦d2−f(d1)≦3μmとしたが、−10μm≦d2−f(d1)≦10μmとすることにより、球面収差補正素子を搭載した光ヘッドで記録再生する場合に有効である。
なお、本発明の実施の形態1〜6のシート層1は紫外線硬化性樹脂でも良いことは言うまでもない。
In the embodiment of the present invention, −3 μm ≦ d 2 −f (d 1 ) ≦ 3 μm is set. However, by setting −10 μm ≦ d 2 −f (d 1 ) ≦ 10 μm, the spherical aberration correcting element is changed. This is effective when recording / reproducing with an on-board optical head.
In addition, it cannot be overemphasized that the sheet | seat layer 1 of Embodiment 1-6 of this invention may be an ultraviolet curable resin.

(実施の形態7)
図10に実施の形態1から6のいずれかの光ディスクを球面収差補正素子を搭載した光ヘッドで記録再生する方法の一例を示す。
(Embodiment 7)
FIG. 10 shows an example of a method for recording / reproducing one of the optical discs of Embodiments 1 to 6 using an optical head equipped with a spherical aberration correction element.

半導体レーザ30から出射した波長405nmの光はほぼ半分がプリズム31を透過し、集光レンズ32によりコリメートされほぼ平行な光束となる。コリメートされた光束はミラー33で反射し、球面収差補正素子34を通って開口数0.85の対物レンズ35で収束されて、本発明の光ディスク37の記録層に光スポットを形成する。   Almost half of the light having a wavelength of 405 nm emitted from the semiconductor laser 30 passes through the prism 31 and is collimated by the condenser lens 32 to become a substantially parallel light beam. The collimated light beam is reflected by the mirror 33, passes through the spherical aberration correction element 34, and is converged by the objective lens 35 having a numerical aperture of 0.85 to form a light spot on the recording layer of the optical disk 37 of the present invention.

記録層で反射した光は、再び対物レンズ35、球面収差補正素子34を通り、ミラー33で反射し、集光レンズ32で絞られる。絞られた光はプリズム31でほぼ半分が反射し、シリンドリカルレンズ38を通って、光検出器39で検出される。   The light reflected by the recording layer again passes through the objective lens 35 and the spherical aberration correction element 34, is reflected by the mirror 33, and is narrowed down by the condenser lens 32. Nearly half of the narrowed light is reflected by the prism 31, passes through the cylindrical lens 38, and is detected by the photodetector 39.

光検出器39は、再生信号を検出するとともに、非点収差法により対物レンズ35を光ディスク37の記録層に追従させるためのフォーカス制御信号を検出し、位相差法またはプッシュプル法により対物レンズ35を光ディスク37のトラックに追従させるためのトラッキング制御信号を検出するように構成されている。対物レンズ35は、それらの制御信号をもとに対物レンズ駆動装置36によってフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動される。   The photodetector 39 detects a reproduction signal, detects a focus control signal for causing the objective lens 35 to follow the recording layer of the optical disc 37 by an astigmatism method, and detects the objective lens 35 by a phase difference method or a push-pull method. Is configured to detect a tracking control signal for following the tracks on the optical disk 37. The objective lens 35 is driven in the focus direction and the tracking direction by the objective lens driving device 36 based on these control signals.

球面収差補正素子34は、例えば特開2000−131603号に開示されているようなものであり、光ディスク37の保護層の厚み誤差、屈折率誤差によって発生する球面収差を補正して、光ディスク37の記録層に形成される光スポットを最適にする。なお、球面収差補正素子34が保護層の厚み誤差±20μmを補正するのは容易に実現可能である。ディスクの1周内の厚みのばらつきを3μm以内とすれば、半径方向厚み誤差を球面収差補正素子34によってDC補正することにより、発生する球面収差を30mλrms以内とすることができる。   The spherical aberration correction element 34 is, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-131603, and corrects spherical aberration caused by the thickness error and refractive index error of the protective layer of the optical disk 37 to The light spot formed on the recording layer is optimized. Note that the spherical aberration correction element 34 can easily correct the thickness error of the protective layer ± 20 μm. If the variation in thickness within one circumference of the disk is within 3 μm, the spherical aberration occurring can be made within 30 mλrms by DC correction of the radial thickness error by the spherical aberration correction element 34.

ここで、球面収差補正素子34は、2枚のレンズで構成されており、これらのレンズの間隔を光軸方向に変化させて対物レンズ35に入射する光を弱発散または弱収束にすることにより球面収差を補正するものである。   Here, the spherical aberration correction element 34 is composed of two lenses, and the distance between these lenses is changed in the optical axis direction so that light incident on the objective lens 35 is weakly diverged or converged. It corrects spherical aberration.

尚、特開2000−131603号公報の全ての開示は、そっくりそのまま引用することにより、ここに一体化する。   In addition, all the indications of Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-131603 are integrated here by quoting as it is.

このように、本発明の光ディスクを球面収差補正素子を搭載した光ヘッドで記録再生することにより、球面収差を実質上30mλrms以内に抑えることができ、初めて情報の高密度化が実現できる。   Thus, by recording and reproducing the optical disk of the present invention with an optical head equipped with a spherical aberration correction element, the spherical aberration can be substantially suppressed within 30 mλ rms, and the information density can be increased for the first time.

本発明により、光ディスクの厚みと屈折率の設計マージンが広がり、光ディスクの歩留まり、量産性が向上する。   According to the present invention, the design margin of the thickness and refractive index of the optical disk is widened, and the yield and mass productivity of the optical disk are improved.

また、厚みのばらつきを小さく抑えることが困難であった表面コートも簡単に行えるようになる。   In addition, surface coating, which has been difficult to suppress the variation in thickness, can be easily performed.

さらに、記録層を二つにすることにより、さらなる高密度化が図られる、と言った効果が生まれる。   Furthermore, the effect of further increasing the density can be achieved by using two recording layers.

(実施の形態8)
図11に本発明の光情報記録/再生装置の一実施の形態の概略構成図を示す。
光ディスク37は実施の形態1から6のいずれかの光ディスクであり、モータ42により回転される。光ヘッド40は、シャフト43にそって光ディスク37の半径方向に移動される。
(Embodiment 8)
FIG. 11 shows a schematic configuration diagram of an embodiment of an optical information recording / reproducing apparatus of the present invention.
The optical disk 37 is any one of the optical disks according to the first to sixth embodiments, and is rotated by the motor 42. The optical head 40 is moved in the radial direction of the optical disc 37 along the shaft 43.

情報の記録または再生のため、光ヘッド40の半導体レーザからの出射光が、対物レンズ41によって光ディスク37の記録層に収束される。光ヘッド40の光検出器により、対物レンズ41を光ディスク37の面に追従させるためのフォーカス制御信号と、光ディスク37の情報トラックに追従させるためのトラッキング制御信号が検出される。
ヘッド制御回路44は、これらの制御信号をもとに光ヘッド40のフォーカス制御とトラッキング制御を行う。
For recording or reproducing information, the light emitted from the semiconductor laser of the optical head 40 is converged on the recording layer of the optical disc 37 by the objective lens 41. The photodetector of the optical head 40 detects a focus control signal for causing the objective lens 41 to follow the surface of the optical disc 37 and a tracking control signal for causing the information track of the optical disc 37 to follow.
The head control circuit 44 performs focus control and tracking control of the optical head 40 based on these control signals.

また、信号処理回路45は、記録の際に光ヘッド40により光ディスク37に情報を記録し、再生の際に光ヘッド40の光検出器の出力信号から光ディスク37の情報トラックに記録された光情報を再生する。   The signal processing circuit 45 records information on the optical disk 37 by the optical head 40 at the time of recording, and optical information recorded on the information track of the optical disk 37 from the output signal of the photodetector of the optical head 40 at the time of reproduction. Play.

本発明の光情報記録再生装置により、光ディスク37の記録層に形成されるスポットは球面収差が十分抑えられ、情報の高密度化が実現できる。   With the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention, the spherical aberration of the spots formed on the recording layer of the optical disc 37 is sufficiently suppressed, and the information can be densified.

また、光ヘッド40に特開2000−131603号に開示されているような球面収差補正素子を搭載することにより保護層の厚みのばらつきが大きい光ディスクや、二つの記録層を有する光ディスクにおいても球面収差が十分抑えられ、正常な情報の記録再生が行える。   In addition, by mounting a spherical aberration correcting element as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-131603 on the optical head 40, the spherical aberration is also obtained in an optical disk having a large variation in the thickness of the protective layer and an optical disk having two recording layers. Is sufficiently suppressed, and normal information recording and reproduction can be performed.

尚、本発明の光情報記録媒体は、光情報の記録及び再生が可能なタイプまたは、再生専用タイプの何れのタイプにも全く同様に適用が可能である。   The optical information recording medium of the present invention can be applied in the same manner to any type of optical information recording and reproduction type or reproduction-only type.

又、本発明の所定の波長は、上記実施の形態では、405nmの場合について説明したが、これに限らず例えば、400〜410nmの範囲内の何れかの波長の光を用いるものであっても良いし、それ以外の波長でも良い。   In the above embodiment, the predetermined wavelength of the present invention has been described for the case of 405 nm. However, the present invention is not limited to this. For example, light having any wavelength within the range of 400 to 410 nm may be used. Good or other wavelengths may be used.

又、上記実施の形態では、記録層が、2層の場合について説明したが、2層以上あっても、2層の場合の構成を層の数に応じて応用することにより、上記発明が同様に適用可能である。   Further, in the above embodiment, the case where there are two recording layers has been described. However, even if there are two or more recording layers, the above-described invention can be similarly applied by applying the configuration of two layers according to the number of layers. It is applicable to.

又、上記実施の形態では、保護層の合成厚みに関する設計基準として、球面収差が実質上0となる点を通る近似曲線の式f(n)、g(n)等を用いる場合について説明したが、近似曲線を表した式の係数や、次元などは、必ずしもこれに限るものではない。要するに、設計基準となる関係式は、例えば、光線追跡法による収差計算で球面収差が実質上0となる点を通る近似曲線又は近似直線などであれば良く、その近似の程度などは使用目的に応じて自由に選べば良い。   In the above-described embodiment, the case where the approximate curves f (n), g (n), etc. passing through the point at which the spherical aberration becomes substantially zero is used as the design standard regarding the composite thickness of the protective layer. The coefficients and dimensions of the formula representing the approximate curve are not necessarily limited thereto. In short, the relational expression serving as a design criterion may be an approximate curve or approximate line passing through a point at which the spherical aberration is substantially zero in the aberration calculation by the ray tracing method, for example, and the degree of approximation depends on the purpose of use. You can choose freely.

尚、上述した通り、記録層と、少なくとも第1層〜第m層(m≧2)を含む保護層とを有する光情報記録媒体の設計方法であって、
iを1≦i≦mを満たす整数とし、所定の波長での前記保護層の第i層の屈折率をni、前記第i層の厚みをdiとして、(a)前記保護層を構成する前記複数の層と実質上等価な一つの層に置き換えた場合の、前記一つの層の合成屈折率nをn=((n11+n22+・・・+nmm)/(d1/n1+d2/n2+・・・+dm/nm))0.5と規定し、(b)前記一つの層の合成厚みdをd=((n11+n22+・・・+nmm)×(d1/n1+d2/n2+・・・+dm/nm))0.5と規定し、且つ(c)球面収差が実質上0となる、前記合成屈折率nと合成厚みdとの関係を表した関係式f(n)を、前記光情報記録媒体の前記合成厚みに関する設計基準として規定し、
前記関係式f(n)に基づいて、前記各層の屈折率ni及びその層の厚みdiを決定する光情報記録媒体の設計方法によれば、次の様な効果を発揮する。
As described above, the method for designing an optical information recording medium having a recording layer and a protective layer including at least a first layer to an m-th layer (m ≧ 2),
i is an integer satisfying 1 ≦ i ≦ m, the refractive index of the i-th layer of the protective layer at a predetermined wavelength is n i , and the thickness of the i-th layer is d i , and (a) the protective layer is configured The combined refractive index n of the one layer when replaced with one layer substantially equivalent to the plurality of layers is n = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 +... + N m d m ) / (D 1 / n 1 + d 2 / n 2 +... + D m / n m )) 0.5, and (b) the combined thickness d of the one layer is d = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 +... + n m d m ) × (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 +... + d m / n m )) 0.5 and (c) the spherical aberration is substantially 0. A relational expression f (n) representing a relation between the synthetic refractive index n and the synthetic thickness d is defined as a design standard regarding the synthetic thickness of the optical information recording medium,
According to the optical information recording medium design method for determining the refractive index n i of each layer and the thickness d i of the layer based on the relational expression f (n), the following effects are exhibited.

即ち、上記設計方法によれば、各層の屈折率niおよび厚みdiの組合せを、上記設計基準などの所定の関係式を満たす多数のniとdiの候補の中から容易に選択することが出来る。これにより、初期的に残存する球面収差は実質上0となる。そのため、保護層の厚みばらつきを、例えば、±3μmまで許容しても、光ディスクの球面収差を実質上30mλrms以内に抑えることが可能となる。 That is, according to the above design method, the combination of the refractive index n i and the thickness d i of each layer is easily selected from a large number of candidates for n i and d i satisfying a predetermined relational expression such as the design criteria. I can do it. As a result, the initially remaining spherical aberration is substantially zero. Therefore, even if the thickness variation of the protective layer is allowed, for example, to ± 3 μm, the spherical aberration of the optical disk can be suppressed to substantially within 30 mλrms.

又、これにより、各層の屈折率niおよび厚みdiなどの各種パラメータの選択に幅が出来、設計の自由度が広がるという効果も発揮する。 This also provides an effect that a variety of parameters such as the refractive index n i and thickness d i of each layer can be selected, and the degree of freedom of design is widened.

以上説明した様に、光情報記録媒体は、記録層と、少なくとも第1層〜第m層(m≧2)を含む保護層とを有し、開口数0.85程度の対物レンズで収束された波長400〜410nmの光を前記保護層側から前記記録層に照射することによって、情報の記録および/または再生が行われる光情報記録媒体であって、
iを1≦i≦mを満たす整数とし、波長405nmでの前記保護層の第i層の屈折率をn、前記第i層の厚みをdとして、
(a)前記保護層を構成する前記複数の層を、それと実質上等価な一つの層に置き換えた場合の、前記一つの層の合成屈折率nをn=((n+n+・・・+n)/(d/n+d/n+・・・+d/n))0.5と規定し、
(b)前記一つの層の合成厚みdをd=((n+n+・・・+n)×(d/n+d/n+・・・+d/n))0.5と規定し、且つ
(c)前記保護層の前記合成厚みに関する設計基準として式f(n)をf(n)=−109.8n+577.2n−985.5n+648.6と規定した場合、
前記第i層の屈折率nおよび前記合成屈折率nは、1.45以上1.65以下であり、且つ、前記合成厚みと前記設計基準との差であるd−f(n)は−10μm以上10μm以下となる光情報記録媒体である。
As described above, the optical information recording medium has a recording layer and a protective layer including at least a first layer to an m-th layer (m ≧ 2) and is converged by an objective lens having a numerical aperture of about 0.85. An optical information recording medium on which information is recorded and / or reproduced by irradiating the recording layer with light having a wavelength of 400 to 410 nm from the protective layer side,
i is an integer satisfying 1 ≦ i ≦ m, the refractive index of the i-th layer of the protective layer at a wavelength of 405 nm is n i , and the thickness of the i-th layer is d i ,
(A) When the plurality of layers constituting the protective layer are replaced with one substantially equivalent layer, the combined refractive index n of the one layer is expressed as n = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 +... + N m d m ) / (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 +... + D m / n m )) 0.5
(B) The composite thickness d of the one layer is d = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 +... + N m d m ) × (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 +... + D m / n m )) 0.5 and (c) f (n) = − 109.8n 3 + 577.2n 2 −985 as a design criterion for the synthetic thickness of the protective layer. .5n + 648.6,
The refractive index ni and the composite refractive index n of the i-th layer are 1.45 or more and 1.65 or less, and df (n) which is a difference between the composite thickness and the design standard is − The optical information recording medium has a thickness of 10 μm or more and 10 μm or less.

また、上記光情報記録媒体は、上記d−f(n)の値は−3μm以上3μm以下となる光情報記録媒体である。   The optical information recording medium is an optical information recording medium in which the value of df (n) is -3 μm or more and 3 μm or less.

また、光情報記録媒体の製造方法は、記録層と、少なくとも第1層〜第m層(m≧2)を含む保護層とを有し、開口数0.85程度の対物レンズで収束された波長400〜410nmの光を前記保護層側から前記記録層に照射することによって、情報の記録および/または再生が行われる光情報記録媒体の製造方法であって、
iを1≦i≦mを満たす整数とし、波長405nmでの前記保護層の第i層の屈折率をn、前記第i層の厚みをdとして、
(a)前記保護層を構成する前記複数の層を、それと実質上等価な一つの層に置き換えた場合の、前記一つの層の合成屈折率nをn=((n+n+・・・+n)/(d/n+d/n+・・・+d/n))0.5と規定し、
(b)前記一つの層の合成厚みdをd=((n+n+・・・+n)×(d/n+d/n+・・・+d/n))0.5と規定し、且つ
(c)前記保護層の前記合成厚みに関する設計基準として式f(n)をf(n)=−109.8n+577.2n−985.5n+648.6と規定した場合、
前記第i層の屈折率nおよび前記合成屈折率nは、1.45以上1.65以下であり、且つ、前記合成厚みと前記設計基準との差であるd−f(n)は−10μm以上10μm以下となるように、前記保護層を構成する前記複数の層の屈折率、厚みを決定することを特徴とする光情報記録媒体の製造方法である。
The method for manufacturing an optical information recording medium has a recording layer and a protective layer including at least a first layer to an m-th layer (m ≧ 2) and is converged by an objective lens having a numerical aperture of about 0.85. A method for producing an optical information recording medium in which information is recorded and / or reproduced by irradiating the recording layer with light having a wavelength of 400 to 410 nm from the protective layer side,
i is an integer satisfying 1 ≦ i ≦ m, the refractive index of the i-th layer of the protective layer at a wavelength of 405 nm is n i , and the thickness of the i-th layer is d i ,
(A) When the plurality of layers constituting the protective layer are replaced with one substantially equivalent layer, the combined refractive index n of the one layer is expressed as n = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 +... + N m d m ) / (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 +... + D m / n m )) 0.5
(B) The composite thickness d of the one layer is d = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 +... + N m d m ) × (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 +... + D m / n m )) 0.5 and (c) f (n) = − 109.8n 3 + 577.2n 2 −985 as a design criterion for the synthetic thickness of the protective layer. .5n + 648.6,
The refractive index ni and the composite refractive index n of the i-th layer are 1.45 or more and 1.65 or less, and df (n) which is a difference between the composite thickness and the design standard is − A method for producing an optical information recording medium, wherein the refractive index and thickness of the plurality of layers constituting the protective layer are determined so as to be 10 μm or more and 10 μm or less.

また、上記光情報記録媒体の製造方法は、上記d−f(n)の値は−3μm以上3μm以下となる光情報記録媒体の製造方法である。   The method for manufacturing an optical information recording medium is a method for manufacturing an optical information recording medium in which the value of df (n) is -3 μm or more and 3 μm or less.

これにより、球面収差の発生を抑え、より最適な記録再生を行うことが可能となる。   Thereby, it is possible to suppress the occurrence of spherical aberration and perform more optimal recording and reproduction.

本発明にかかる光情報記録媒体は、複数の層からなる保護層を有する光情報記録媒体において、従来に比べてより一層球面収差が抑えられ、正常な記録及び/又は再生が行えるという有利な効果を有し、光ヘッドからの光が照射されて情報の記録および/または再生が行われる光情報記録媒体等として有用である。   The optical information recording medium according to the present invention is advantageous in that, in an optical information recording medium having a protective layer composed of a plurality of layers, spherical aberration is further suppressed as compared with the conventional one, and normal recording and / or reproduction can be performed. And is useful as an optical information recording medium or the like on which information is recorded and / or reproduced by irradiation with light from an optical head.

本発明の実施の形態1の光ディスクの構成を表す断面図Sectional drawing showing the structure of the optical disk of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1の合成屈折率nと合成厚みdの関係を表す図The figure showing the relationship between the synthetic refractive index n and synthetic thickness d of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態2の合成屈折率nと合成厚みdの関係を表す図The figure showing the relationship between the synthetic refractive index n and synthetic thickness d of Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態3の屈折率n1と厚みd1+d2の関係を表す図Diagram showing the relationship between the refractive index n 1 and the thickness d 1 + d 2 of the third embodiment of the present invention 本発明の実施の形態3の屈折率n1と厚みd1+d2の関係を表す図Diagram showing the relationship between the refractive index n 1 and the thickness d 1 + d 2 of the third embodiment of the present invention 本発明の実施の形態4の厚みd1と厚みd2の関係を表す図Diagram showing the relationship between the thickness d 1 and the thickness d 2 of the fourth embodiment of the present invention 本発明の実施の形態5の厚みd1と厚みd2の関係を表す図Diagram showing the relationship between the thickness d 1 and the thickness d 2 of the fifth embodiment of the present invention 本発明の実施の形態6の厚みd1と厚みd2の関係を表す図Diagram showing the relationship between the thickness d 1 and the thickness d 2 of the sixth embodiment of the present invention 光ヘッドに球面収差補正素子を搭載した例を示した断面図Sectional view showing an example of a spherical aberration correction element mounted on an optical head 球面収差補正素子を搭載した光ヘッドで光ディスクを記録再生する説明図Explanatory drawing of recording / reproducing optical disk with optical head equipped with spherical aberration correction element 本発明の光情報記録/再生装置の説明図Explanatory drawing of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention 従来の光ディスクの構成を表す断面図Sectional drawing showing the structure of the conventional optical disk 従来の光ディスクの屈折率と厚みの関係を表す図A diagram showing the relationship between the refractive index and thickness of a conventional optical disc 従来の光ディスクの構成を表す断面図Sectional drawing showing the structure of the conventional optical disk 高密度の光ディスクの構成を表す断面図Sectional view showing the structure of a high-density optical disc 接着層の厚みと球面収差の関係を表す図Diagram showing the relationship between adhesive layer thickness and spherical aberration (a)、(b):本発明の実施の形態1の式1,2の導出を説明するための説明図(A), (b): Explanatory drawing for explaining derivation of expressions 1 and 2 of the first embodiment of the present invention 本発明の実施の形態2の光ディスクの構成を表す断面図Sectional drawing showing the structure of the optical disk of Embodiment 2 of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1、11、21 シート層
2 コート層
3、13、23 接着層
4、14、24 保護層
5、15、25 記録層
6、16、26 補強基板
7、17、27 光ディスク
8、18、28 表面
9、19、29 対物レンズ
10 球面収差補正素子
30 半導体レーザ
31 プリズム
32 集光レンズ
33 ミラー
34 球面収差補正素子
35 対物レンズ
36 対物レンズ駆動装置
37 光ディスク
38 シリンドリカルレンズ
39 光検出器
40 光ヘッド
41 対物レンズ
42 モータ
43 シャフト
44 ヘッド制御回路
45 信号処理回路
1, 11, 21 Sheet layer 2 Coat layer 3, 13, 23 Adhesive layer 4, 14, 24 Protective layer 5, 15, 25 Recording layer 6, 16, 26 Reinforcing substrate 7, 17, 27 Optical disk 8, 18, 28 Surface 9, 19, 29 Objective lens 10 Spherical aberration correction element 30 Semiconductor laser 31 Prism 32 Condensing lens 33 Mirror 34 Spherical aberration correction element 35 Objective lens 36 Objective lens driving device 37 Optical disk 38 Cylindrical lens 39 Optical detector 40 Optical head 41 Objective Lens 42 Motor 43 Shaft 44 Head control circuit 45 Signal processing circuit

Claims (1)

記録層と、少なくとも第1層〜第m層(m≧2)を含む保護層とを有し、開口数0.85程度の対物レンズで収束された波長400〜410nmの光を前記保護層側から前記記録層に照射することによって、情報の記録および/または再生が行われる光情報記録媒体であって、
iを1≦i≦mを満たす整数とし、波長405nmでの前記保護層の第i層の屈折率をn、前記第i層の厚みをdとして、
(a)前記保護層を構成する前記複数の層を、それと実質上等価な一つの層に置き換えた場合の、前記一つの層の合成屈折率nをn=((n+n+・・・+n)/(d/n+d/n+・・・+d/n))0.5と規定し、
(b)前記一つの層の合成厚みdをd=((n+n+・・・+n)×(d/n+d/n+・・・+d/n))0.5と規定し、且つ
(c)前記保護層の前記合成厚みに関する設計基準として式f(n)をf(n)=−109.8n+577.2n−985.5n+648.6と規定した場合、
前記第i層の屈折率nおよび前記合成屈折率nは、1.45以上1.65以下であり、且つ、前記合成厚みと前記設計基準との差であるd−f(n)の絶対値は3μm以上10μm以下となる光情報記録媒体。
A recording layer and a protective layer including at least a first layer to an m-th layer (m ≧ 2), and the light having a wavelength of 400 to 410 nm converged by an objective lens having a numerical aperture of about 0.85 is provided on the protective layer side An optical information recording medium on which information is recorded and / or reproduced by irradiating the recording layer from
i is an integer satisfying 1 ≦ i ≦ m, the refractive index of the i-th layer of the protective layer at a wavelength of 405 nm is n i , and the thickness of the i-th layer is d i ,
(A) When the plurality of layers constituting the protective layer are replaced with one substantially equivalent layer, the combined refractive index n of the one layer is expressed as n = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 +... + N m d m ) / (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 +... + D m / n m )) 0.5
(B) The composite thickness d of the one layer is d = ((n 1 d 1 + n 2 d 2 +... + N m d m ) × (d 1 / n 1 + d 2 / n 2 +... + D m / n m )) 0.5 and (c) f (n) = − 109.8n 3 + 577.2n 2 −985 as a design criterion for the synthetic thickness of the protective layer. .5n + 648.6,
The refractive index ni of the i- th layer and the composite refractive index n are 1.45 or more and 1.65 or less, and an absolute value of df (n) which is a difference between the composite thickness and the design standard An optical information recording medium having a value of 3 μm or more and 10 μm or less.
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