JP2006164366A

JP2006164366A - 光ディスク、光ディスク装置、光ディスク再生方法

Info

Publication number: JP2006164366A
Application number: JP2004352522A
Authority: JP
Inventors: Juko Sugaya; 寿鴻菅谷; Hisashi Yamada; 尚志山田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2006-06-22
Also published as: US20060120259A1

Abstract

【課題】１つのディスクで、次世代ＤＶＤであるＢＤと既存ＤＶＤの情報も、次世代ＤＶＤであるＢＤとＨＤＤＶＤの情報も扱えるようにした光ディスク、光ディスク装置、光ディスク再生方法を提供する。
【解決手段】第１光透過層６６と、第１レーザ光３７によりアクセスされる第１記録層６２と、第２光透過層７４と、第２レーザ光１７によりアクセスされる第２記録層７２が光入射面から入射方向に順に配置された片面２層光ディスク６０であって、光入射面から第２記録層７２までの距離が５７０〜６３０μｍであり、第１記録層６２の面記録密度が第２記録層７２の面記録密度の５倍以上であることを特徴とする。
【選択図】図９

Description

この発明は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc)のように映画や音楽などのデジタル化された映像音響作品などを蓄積する媒体となる光ディスクに関し、また光ディスクの記録情報を読み取る光ディスク装置、光ディスク再生方法に関する。

＝＝＝ＤＶＤ規格の概要＝＝＝
周知のように、デジタル映像を蓄積する光ディスクとして、ＤＶＤ(デジタル多用途ディスク)があり、主に映画コンテンツの蓄積・配布（デジタル作品出版物）として全世界で幅広く使われている。このＤＶＤは、ＤＶＤフォーラムが作成した規格で、ＤＶＤ規格（DVD Book）として公開され、また国際規格やＪＩＳとしても定められている。ここでは、ＤＶＤ物理規格の１つである、１２０ｍｍＤＶＤ−ＲＯＭのＥＣＭＡ規格、ＥＣＭＡ−２６７（ＩＳＯ／ＩＥＣ１６４４８に対応）に従って簡単に説明する。

１２０ｍｍＤＶＤ−ＲＯＭには、片面仕様で記録層が１層のものと２層のもの、そしてこれらを両面化したもの、合わせて４種類のディスクがある。映画などのコンテンツの蓄積配布では、主に片面仕様の２つのタイプがある。ディスクの容量は、片面１層のディスクで４.７ＧＢ、片面２層のディスクで各層４.２７ＧＢ（ディスクあたりは８.５４ＧＢ）である。

一方、上記ＤＶＤ（既存ＤＶＤと称する）に比べて、さらに大容量のディスクの開発が要望されている。これは、高精細映像を、１枚のディスク（次世代ＤＶＤと仮に称する）に入れたいという要望から生じている。なお、次世代ＤＶＤはBlu-ray Disc（ブルーレイディスク（ＢＤ）)であったり、またHigh Definition Digital Versatile Disc（ＨＤＤＶＤ）であったりする。
ＥＣＭＡ２６７

上記の次世代ＤＶＤが開発された場合、新たに次世代ＤＶＤ用に設計された次世代ＤＶＤ装置（ドライブあるいはプレーヤ）であれば、次世代ＤＶＤディスクだけではなく、現存ＤＶＤについても読めるように設計することは可能である。しかし、この次世代ＤＶＤは、現存ＤＶＤに比べ、記録密度、変調方式、信号処理、トラックフォーマットなどが大きく異なるため、従来のＤＶＤ装置（ドライブあるいはプレーヤ）では読み取ることができない。つまり、従来のＤＶＤ装置では、次世代ＤＶＤディスクに収録された高精細な映画コンテンツだけではなく、次世代ＤＶＤに収録された従来のＤＶＤ映画コンテンツも読み取ることができないなどの課題があり、次世代ＤＶＤを普及させる上で、阻害要因となることが考えられる。

そこでこの発明の目的は、上記のような課題に鑑みて、１つのディスクで、次世代ＤＶＤであるＢＤと既存ＤＶＤの情報も、次世代ＤＶＤであるＢＤとＨＤＤＶＤの情報も扱えるようにした光ディスク、光ディスク装置、光ディスク再生方法を提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明は、第１光透過層と、第１レーザ光によりアクセスされる第１記録層と、第２光透過層と、第２レーザ光によりアクセスされる第２記録層が光入射面から入射方向に順に配置された片面２層光ディスクであって、前記光入射面から前記第２記録層までの距離が５７０〜６３０μｍであり、前記第１記録層の面記録密度が前記第２記録層の面記録密度の５倍以上であることを特徴とする。

また、上記した課題を解決するために、この発明は、第１光透過層と、第１レーザ光によりアクセスされる第１記録層と、第２光透過層と、第２レーザ光によりアクセスされる第２記録層が光入射面から入射方向に順に配置された片面２層光ディスクであって、前記光入射面から前記第２記録層までの距離が５７８〜６２２μｍであり、前記第１記録層の面記録密度が第２記録層の面記録密度の１．５倍以上であることを特徴とする。

この発明によれば、片側から第１記録層（ＢＤ層に相当）に第１レーザ光（青紫色レーザ）、第２記録層（ＤＶＤ層に相当）に第２レーザ光（赤色レーザ）でアクセス可能な光ディスクを提供することができる。したがって、１枚のディスクにＢＤ用のコンテンツとＤＶＤ用のコンテンツを収納することができ、ＢＤの再生機能のない従来の装置でもＤＶＤのコンテンツを楽しむことができる。また、ＢＤ再生機能のある装置を使えば、ＢＤのコンテンツ(例えばＨＤコンテンツなど)を楽しむことができる。

一方、他の例では、片側から第１記録層（ＢＤ層に相当）に第１レーザ光（青紫色レーザ）、第２記録層（ＨＤＤＶＤ層に相当）に第２レーザ光（青紫色レーザ光）でアクセス可能な光ディスクを提供することができる。従来、アクセスするレーザ光の波長が同じな場合、光透過層の厚さが大きく異なることから、互換をとるのが困難であった。しかし、このように、１枚のディスクにＢＤ用とＨＤＤＶＤ用のコンテンツが入っていれば、ＢＤ装置でもＨＤＤＶＤ装置のどちらでもコンテンツを再生することができ、ユーザメリットは大きい。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。まず、この発明の理解を容易にするために、図１乃至図８を用いて、現存ＤＶＤと次世代ＤＶＤ（ＢＤ）の技術について説明する。そして図９に本発明に係る次世代ＤＶＤ（ＢＤと既存ＤＶＤ）の基本的構成を説明する。

＝＝＝片面１層ＤＶＤ＝＝＝
図１に片面１層ＤＶＤディスク１０の基本構造と光ヘッドの関係を示す。よく知られているように、ＤＶＤディスク１０は、０.６ｍｍ厚のディスク基板２枚を貼り合せた構造をもつ。１つは信号基板１１、もう１つは、ダミー基板１６で、記録層１４を内側にして、接着層１５で貼り合されている。通常これらの基板は、射出成形機を用いて、ポリカーボネートというプラスチック材料で形成される。

信号基板１１には、映像情報やデータ情報などが、エンボスピットという形で、スパイラルトラックに形成される。記録層の情報を読み取る赤色レーザ光１７（波長：６５０ｎｍ）は、対物レンズ１８（ＮＡ:０．６）で絞られ、信号基板１１の光透過層１３を通して、記録層１４にフォーカスされる。

図２は、片面１層ディスクの光入射面１２から見た記録層の位置を示す図である。図２（ａ）図は、従来から用いられているNormal single layerの場合で、光透過層１３の厚みの中心値は６００μｍで、入射面から最小５７０μｍ、最大６３０μｍの位置にある。この値は、対物レンズ１８の球面収差を考慮して定められている。最近、ＤＶＤ規格として、片面１層のディスクでも、図２（ｂ）図に示すように、記録層の中心値が５６５μｍで、入射面から最小５５０μｍ、最大５８０μｍにある、Thin single layerの場合が追加された。このディスクは、従来の装置で読んだ時の互換性確保のため、ジッターがNormal single layerの８％以下に対し、７％と以下と規定されている。

追加された規格では入射面からの最小距離が５５０μｍであるが、Thin single layerの場合と同様、ジッターを７％以下にできれば、入射面からの最大距離は、２層ディスクと同様、６４０μｍにすることが可能である。

＝＝＝片面２層ＤＶＤ＝＝＝
図３は片面２層ディスク２０の基本構造と光ヘッドの関係を示す。よく知られているように、このディスクは、第１記録層（Ｌ０層）２４と第２記録層２７（Ｌ１層）をもち、ディスクの片面から、この２つの記録層にアクセスして信号の再生ができる。図示しているとおり、光の入射面２２から見ると、光透過層２３を通して、手前が第１記録層（Ｌ０層）２４で、その奥側が第２記録層（Ｌ１層）２７である。各記録層へのアクセスは、対物レンズ１８をレンズアクチュエータで動かし、層間ジャンプさせることで実現している。

この２層ディスクの作製は、片面１層ディスクとほぼ同じように作製できるのが大きな特徴である。まず、射出成形機で、第１記録層（Ｌ０層）２４の形成される信号基板２１と、第２記録層（Ｌ１層）２７の形成される信号基板１９を別々に作製する。次に、第１記録層（Ｌ０層）２４には半透明膜、第２記録層（Ｌ１層）２７には高反射率膜をつけ、その後両方の基板を、記録層を内側にして、中間層２５で貼り合わせれば完成である。

図４は、片面２層ディスクの入射面２２から見た記録層の位置を示す図である。入射面からみた第１記録層（Ｌ０層）２４と第２記録層（Ｌ１層）２７の位置は、対物レンズ１８の球面収差や記録層間のクロストークを考慮し、第１記録層（Ｌ０層）２４の位置は、最小５５０μｍ、第２記録層（Ｌ１層）２７の位置は、最大で６４０μｍに限定され、かつ２つの層間（中間層２５）の距離は、５５μｍ±１５μｍ（４０μｍ〜７０μｍ）と定められている。この中間層２５は、通常２つの基板を貼り合せたときに出来る接着層の厚みで、実際の製造では、貼り合わせの精度と信号基板２１の成形精度を考慮して決められる。なお、線記録密度は片面１層ディスクに対し、１０％減らされ、各層あたりの容量は、４．２７ＧＢである。ジッターは、８％以下と規定されている。

＝＝＝記録層の反射率など＝＝＝
一方、記録層の反射率は、
１層ディスク：45-85%（PBS有り）、60-85%（PBS無し：円偏光）
２層ディスク：18-30%（PBS有り）、18-30%（PBS無し：円偏光）
と決められている。

また、ディスクの反射率(Reflectivity)を示す情報は、データフレームにある４バイトのＩＤ（Identification Data）のb29で、
0b：反射率が４０％より大きい場合（PBS有り）
1b：反射率が４０％以下の場合（PBS有り）
この他、ＩＤには、
Area type b27−b26
00b In the Data area
01b In the Lead -in area
10b In the lead-out area
11b in the Middle area
Data type b25
0b Read-only data
1b Other than read only data
Layer number b24
0b Layer0 of DL discs or on SL discs
1b Layer1 of DL discs
また、ディスクが１層か２層かを示す情報は、コントロールデータゾーンの（ＢＰ２）で、Disc structureが定義され、その中の第５と第６ビット目（b6-b5）が記録層の数を示す。

00b Single
01b Dual
Others:reserve
さらに、１層ディスクと２層ディスクでは、１層当たりの容量が異なるが、これは線記録密度の違いである。（ＢＰ３）に記録密度が定義されており、b7-b4が線密度で
0000b：0.267μm (１層の場合の線記録密度）
0001b：0.293μm (２層の場合の線記録密度)
となっている。

＝＝＝ＨＤＤＶＤ＝＝＝
ＨＤ映像（高精細）をディスク１枚に入れたいという要望から、青紫色半導体レーザ光(以降、青紫色レーザ光)を用いて、ＤＶＤの３倍以上の高密度化したＨＤＤＶＤが提案され、ＤＶＤフォーラムで規格化が行われている。

ＨＤＤＶＤは、従来のＤＶＤとディスク構造を有し、容量は、片面１層ディスクが１５ＧＢ、両面２層ディスクが３０ＧＢである。これらの大容量化は、レーザ光の短波長化、高ＮＡ化、変調方式、新しい信号処理（PRML：Partial Response and Most Likelyhood）などの新しい技術で実現されている。

図５に、片面１層ＨＤＤＶＤディスクの基本構造と光ヘッドの関係を示す。図５に示すように、ＨＤＤＶＤディスク３０は、ＤＶＤディスク１０と同様、０.６ｍｍ厚のディスク基板２枚を貼り合せた構造をもつ。１つは信号基板３１、もう１つは、ダミー基板３６で、記録層３４を内側にして、接着層３５で貼り合されている。光透過層３３の厚さは、中央値が６００μｍで、対物レンズ３８の球面収差から、最大６１３μｍ、最小５８７μｍとなっている。信号基板３１に形成された記録層３４は、対物レンズ３８（ＮＡ：０．６５）で絞られた青紫色レーザ光３７（波長：４０５ｎｍ）で読み出される。

次に、図６に片面２層ＨＤＤＶＤディスクの基本構造と光ヘッドの関係を示す。図６に示すように、ＨＤＤＶＤディスク４０は、信号基板４１（第１記録層（Ｌ０層）４４が形成されている）と信号基板４６(第２記録層（Ｌ１層）４７が形成されている)を中間層４５で貼り合せた構造をもつ。ＤＶＤの場合と同様、レーザ光のフォーカス位置を記録層の間でジャンプさせることにより、ディスクの片側から２つの記録層４４又は記録層４７にアクセスすることができる。

図７は、入射面４２から見た片面２層ＨＤＤＶＤディスクの記録層の位置を示している。短波長化、高ＮＡ化に伴い、球面収差が厳しくなったため、第１記録層（Ｌ０層）４４の位置は、最小５７８μｍ、最大６２２μｍに限定され、２つの層間距離（中間層４５）は、２０μｍ±５μｍ（１５μｍ〜２５μｍ）と定められている。

＝＝＝ブルーレイディスク＝＝＝
ＨＤ映像を扱う光ディスクとして、青紫色レーザと高ＮＡ対物レンズを用いて、高密度・大容量化を図ったＢｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ(ブルーレイディスク（ＢＤ）)がある。ＨＤ映像など収録し、配布が可能な再生専用のディスクとして、最近、ＢＤ−ＲＯＭ規格が報告されている。その概要は、Technical White Paperとして公開されている。

図８に１層ＢＤ-ＲＯＭディスクの基本構造と光ディスクの関係を示す。ＢＤディスク５０は、記録層５２が形成されているプラスチック基板の信号基板５１（厚さ：１．１ｍｍ）と０．１ｍｍの光透過層（カバー層）５６からなる。カバー層５６は、透明なカバーフィルム５３と接着層５４からなる。光入射面５５側から、高ＮＡ対物レンズ５８（ＮＡ：０．８５）で絞った青紫色レーザ光（波長：４０５ｎｍ）を記録層５２に照射することで、記録層の情報を読み出すことができる。

ＤＶＤやＨＤＤＶＤの場合は、光透過層の厚さは、ほぼ０.６ｍｍで、これによって、光入射面についてゴミや傷に対する耐性を強めている。一方、ＢＤディスクは、高密度化に重点をおき、ＮＡ０．８５の対物レンズが使えるように、カバー層の厚さを０.１ｍｍとしている。このため、光入射面５５に付着したゴミや傷が問題となることから、ディスク表面に特殊なコーディングを施している。

高ＮＡレンズを使用しているため、カバー層の厚み誤差が大きな球面収差となる。そこで、ＤＣ的な厚み誤差は、球面収差補正レンズ５９で取り除き、１周内の変動成分は、±２μｍに抑えている。このカバー層（光透過層）５６は、カバーフィルム５３と接着層５４からなるため、各々の変動は±１μｍ程度に抑える必要がある。ＤＶＤやＨＤＤＶＤに比べ、１桁以上厳しい製造精度が求められる。また、対物レンズ５８と光入射面５５との間の空隙は、ＤＶＤやＨＤＤＶＤなどでは、概ね１．６ｍｍ程度あるが、ＢＤの場合は０．１〜０．３ｍｍと極めて狭いのが特徴である。

＝＝＝ＤＶＤ、ＨＤＤＶＤ、ブルーレイディスクの互換性＝＝＝
このように、ＨＤ映像を蓄積可能な大容量光ディスクとして、ＨＤＤＶＤとＢＤが提案されているが、ＢＤディスクの構造が、ＤＶＤやＨＤＤＶＤとは全く異なることから、その互換性には大きな課題である。

＜この発明の基本的な概念を述べると以下のようになる＞
この発明に係る光ディスクは、基本的に、つぎの事項（１）〜（３）により特定されるものである。
（１）第１光透過層と、第１レーザ光によりアクセスされる第１記録層と、第２光透過層と、第２レーザ光によりアクセスされる第２記録層がレーザ光入射方向に順に配置された片面２層光ディスクであること
（２）光入射面から第２記録層までの距離が５７０〜６３０μｍであること
（３）第１記録層の面記録密度が第２記録層の面記録密度の５倍以上であること
また、この発明に係る光ディスクは、上記の事項を基本とし、つぎの事項（４）〜（６）を加えて実施することができる。

（４）光入射面から第１記録層までの距離がおおむね１００μｍであること
（５）第１レーザ光に対する第１記録層の反射率は、４％以上であること
（６）第２レーザ光に対する第２記録層の反射率は、４５％以上であること
この発明に係る光ディスク装置は、つぎの事項（７）〜（９）により特定されるものである。
（７）第１光透過層と、第１レーザ光によりアクセスされる第１記録層と、第２光透過層と、第２レーザ光によりアクセスされる第２記録層がレーザ光入射方向に順に配置された片面２層光ディスクであること
（８）光入射面から第２記録層までの距離が５７８〜６２２μｍであること
（９）第１記録層の面記録密度が第２記録層の面記録密度の１．５倍以上であること
また、この発明に係る光ディスク装置は、上記の事項を基本とし、つぎの事項（１０）〜（１２）を加えて実施することができる。
（１０）光入射面から第１記録層までの距離がおおむね１００μｍであること
（１１）第１レーザ光に対する第１記録層の反射率は、１２％以上であること
（１２）第２レーザ光に対する第２記録層の反射率は、１８％以上であること
この発明によれば、片側から第１記録層（ＢＤ層に相当）に第１レーザ光（青紫色レーザ）、第２記録層（ＤＶＤ層に相当）に第２レーザ光（赤色レーザ）でアクセス可能な光ディスクを提供することができる。したがって、１枚のディスクにＢＤ用のコンテンツとＤＶＤ用のコンテンツを収納することができ、ＢＤの再生機能のない従来の装置でもＤＶＤのコンテンツを楽しむことができる。また、ＢＤ再生機能のある装置を使えば、ＢＤのコンテンツ(例えばＨＤコンテンツなど)を楽しむことができる。

＝＝＝この発明に係る光ディスクの基本構成＝＝＝
図９にこの発明の一実施例による光ディスク（ＢＤとＤＶＤ）６０と光ヘッドの関係を示す。光ディスク６０は、第１信号基板６１、第２信号基板７１、及び第１光透過層（カバー層）６６で構成され、レーザ光の入射面６５に対し、近い方に半透明膜からなる第１記録層（ＢＤ層に相当）６２が第１信号基板６１に形成されているとともに、遠い方に高反射膜からなる第２記録層（ＤＶＤ層に相当）７２が第２信号基板７１に形成されている。第１光透過層（カバー層）６６は、カバーフィルム６３（約７５μｍ）と第１接着層６４からなり、その厚さは、対物レンズ５８の球面収差の発生を防ぐため、１００μｍ±２μｍで作製されている。ただし、実際にこの精度で作るのは難しいので、ＤＣ的な厚み誤差は球面収差補正レンズ５９で吸収する。第２記録層となるＤＶＤ層は、通常のNormal single layer discであれば、光入射面６５から、６００±３０μｍとなるように作製する（ジッターは８％以下）。もし、Thin single layer discと同様、ジッターが７％以下にできれば、Dual layer discと同様、５５０〜６４０μｍに拡大することができる。最近の２層ＤＶＤディスクは、製造技術の向上によって、５５０〜６４０μｍの範囲でジッターを７％以下にすることが可能である。

なお、第１信号基板６１の厚さは、第２接着層の厚さの中央値を２５μｍとすれば、４７５μｍを中央値として成型することで、カバー層６６を貼りあわせた後で、第２記録層（ＤＶＤ層）７２の距離を６００μｍとすることができる。実際には、第１信号基板６１の成型精度（スタンパーの精度も含まれる）、第１接着層６４の厚み誤差、第２接着層７３の厚み誤差などが加わるが、±３０μｍ以内で作製することはそれほど難しくはない。

例えば、カバーフィルム６３の厚みを７５±１μｍとし、ＨＤＤＶＤディスクの製造誤差程度を考えると、第１接着層６４の厚さを２５±５μｍ、第１信号基板６１を４７５±１０μｍ、第２接着層７３の厚さを２５±５μｍとなる。その結果、光入射面６５から第２記録層７２までの距離、すなわち第２記録層７２までの光透過層７５は、６００±２１μｍとなり、±３０μｍの誤差内に対し余裕がある。この余裕は、第１信号基板６１の成型精度や第２接着層７３の接着厚精度にまわすことができる。もし、２層ＤＶＤと同じ範囲、５５０〜６４０μｍまで拡張できれば、その分、更に余裕ができる。

第２記録層７２から見た複屈折は、第１光透過層６６と第２光透過層７４の加算となる。ＢＤディスクのカバー層の複屈折はダブルパスで３０ｎｍと規定されているが、カバーフィルムで作られる場合はこれより小さく、２０ｎｍ程度と見積もれる。一方、ＨＤＤＶＤの複屈折は、ダブルパスで６０ｎｍなので、第２記録層の光透過層７５の複屈折は、最悪ダブルパスで８０ｎｍ以下となる。

なお、第２記録層（ＤＶＤ層）７２は赤色レーザ光１７で、第１記録層（ＢＤ層）６２は、青紫色レーザ光３７で読み出される。

＝＝＝反射率など＝＝＝
図１０に本発明の一実施例の光ディスクを赤色レーザ光で再生したときの状態を示す。すでに大量に市販されている従来のＤＶＤ装置で、この光ディスク６０が片面１層のＤＶＤディスクとして認識されるためには、図１０に示すように、赤色レーザ光１７に対し、ＤＶＤ層７２からの信号光は入射光の４５％以上でなければならない。一方、同じ光ディスクに青紫色レーザ光３７を照射した場合、図１１に示すように、ＢＤ層６２からの信号光でフォーカス及びトラッキングサーボがかかり、かつ信号が再生できなければならない。

青紫色レーザ光に対するＢＤ-ＲＯＭの反射率の規定は、
片面１層ディスク 35%−70%（複屈折を含む）
片面２層ディスク 12%−28%（複屈折を含む）
となっている。

このため、ＢＤ層の反射率は１２％以上が望ましい。しかし、ＢＤ−ＲＯＭはまだ商品化されていないので、反射率が低くても装置としては対応可能である。例えば、HD DVD-Rewritable discでは、反射率が４〜８％でも対応できているからである。

図３に示す片面２層ＤＶＤディスクの場合、再生光が赤色レーザ光１７なので、普通、第１記録層２４は、半透明膜としてＡｕかＳｉなどが使われ、高反射膜の第２記録層２７は、コストの安いＡｌ合金が用いられる。

図６に示すＨＤＤＶＤの場合、ＡｕやＳｉでは、青紫色レーザ光に対し適度な範囲で半透明層を作るのが難しい。そのため、最近では、半透明膜の第１記録層（Ｌ０層）４４は、Ａｇ合金で形成され、高反射膜の第２記録層（Ｌ１層）４７は、Ａｇ合金またはＡｌ合金などが使われている。

以下、光ディスク６０の第１記録層（ＢＤ層）（半透明膜）６２をＡｇ合金で作り、第２記録層（ＤＶＤ層） (高反射率) ７２をＡｇ合金で作った場合について検討する。

図１０で、入射面での反射率（Ｒｒｓ）は、カバー層６６の赤色レーザ光１７に対する屈折率で定まり、ほぼ４.８％（反射防止なし）となる。また、ＤＶＤ層７２に対する光透過層７５は、複屈折がダブルパス８０ｎｍであるから、この複屈折による振幅低下は最大で１４．２％となる。

Ａｇ合金で作製されたＤＶＤ層の反射率Ｒｒ２は、赤色レーザ光に対してはおおよそ９２％である。よって、ＤＶＤ層７２からの信号光Ｉｒｓは、0.952^２×（ＢＤ層の透過率）^２×0.92×0.858×100%となる。この値が、４５％以上となるためには、ＢＤ層の透過率は赤色レーザ光に対し、７９．３％以上あればよい。このとき、赤色レーザ光に対するＢＤ層の反射率は、１６．８％である。ＢＤ層６２とＤＶＤ層７２との間の距離は大きいので、ＤＶＤ層で反射されたノイズ光Ｉｒｎは、信号光Ｉｒｓの光検出器にはほとんど入らないので、無視することができる。

次に、図１１を用い、この条件で、青紫色レーザ光３７を入射させたときを計算してみる。青紫色レーザ光３７に対しては、光入射面６５での反射率（Ｒｂｓ）は５％、カバー層６６での複屈折（２０ｎｍ）による振幅低下は２．４％である。従って、ＢＤ層からの信号光Ｉｂｓは、４．４％（＝0.947^２×0.05×0.976×100％）となる。この反射光は、表面反射光より小さいが、フォーカスサーボをかけることは可能である。

一方、青紫色レーザ光で再生した場合のＤＶＤ層７２からのノイズ光Ｉｂｎは、ＢＤ層６２の光透過率が、おおむね９０％、ＤＶＤ層での反射率が７１％、青紫色レーザ光の複屈折（８０ｎｍ）による低下は３８％なので、３８％（＝0.947^２×0.9×0.71×0.662×100％）となる。この値は、信号光Ｉｂｓの４．４％に比べると極めて大きいが、ＢＤ層とＤＶＤ層の間の距離が大きいため、光検出器にほとんど入らないので無視ができる。なお、この反射光を小さくするためには、赤色レーザ光で反射が高く（８３％）、青紫色レーザ光で反射が低い（３０％）Ａｕを用いることで、減らすことができる。しかし、ＤＶＤ層にＡｕを用いると、反射率がＡｇの場合より低いため、ＢＤ層の透過率を上げなければならず、その結果、ＢＤ層からの信号光Ｉｂｓが減ってしまう欠点がある。

なお、上記の計算は、複屈折が最悪の場合を示したものである。実際は、複屈折がもっと小さいので、上記の反射率はもっと大きな値となる。

＝＝＝フラグ情報＝＝＝
次に、本発明の光ディスク６０のフラグのセットについて説明する。ＤＶＤ層７２は、通常の片面１層ＤＶＤとして扱う必要があり、データフレーム（Data frame）のID及びコントロールデータゾーン（Control data zone）のフィジカルフォーマットインフォメーション（Physical format information）の（ＢＰ２）は、片面１層ディスクとして設定する。また、ＢＤ層６２も、反射率は２層ディスクと同じであるが、フラグは、片面１層ディスクとして設定する。

次に、図１２を用いて本発明の第２実施例による光ディスク８０（ＢＤとＨＤＤＶＤ）と光ヘッドの関係について説明する。光ディスク８０は、第１信号基板８１、第２信号基板９１、及び第１光透過層（カバー層）８６で構成され、レーザ光の光入射面８５に対し、近い方に半透明膜からなる第１記録層（ＢＤ層に相当）８２が第１信号基板８１に形成されているとともに、遠い方に高反射膜からなる第２記録層（ＨＤＤＶＤ層に相当）９２が信号基板９１に形成されている。第１光透過層（カバー層）８６は、カバーフィルム８３（約７５μｍ）と第１接着層８４からなり、その厚さは、対物レンズ５８の球面収差の発生を防ぐため、１００μｍ±２μｍで作製されている。ただし、実際にこの精度で作るのは難しいので、ＤＣ的な厚み誤差は球面収差補正レンズ５９で吸収する。第２記録層９２となるＨＤＤＶＤ層は、光入射面８５から、ＨＤＤＶＤの２層ディスクと同様、６００μｍ±２２μｍとなるように作製する。

なお、第１信号基板８１の厚さは、第２接着層９３の厚さの中央値を２５μｍとすれば、４７５μｍを中央値として成型することで、カバー層８６を貼りあわせた後で、第２記録層（ＨＤＤＶＤ層）９２の距離を６００μｍとすることができる。実際には、第１信号基板８１の成型精度（スタンパーの精度も含まれる）、第１接着層８４の厚み誤差、第２接着層９３の厚み誤差などが加わるが、±２２μｍ以内で作製することは可能である。

例えば、カバーフィルム８３の厚みを７５±１μｍとし、ＨＤＤＶＤディスクの製造誤差程度を考えると、第１接着層８４の厚さを２５±５μｍ、第１信号基板８１を４７５±１０μｍ、第２接着層９３の厚さを２５±５μｍとなる。その結果、光入射面８５から第２記録層９２までの距離、すなわち第２記録層９２までの光透過層９５は、６００±２１μｍとなり、所定の±２２μｍに収めることが可能である。

一方、第２記録層９２から見た複屈折は、第１光透過層８６と第２光透過層９４の加算となり、第１実施例で検討したように、ダブルパスで８０ｎｍ以下となる。

なお、本実施例２では、第１記録層（ＢＤ層）８２も第２記録層(ＨＤＤＶＤ層)９２も、青紫色レーザ光３７で読み出される。

＝＝＝反射率など＝＝＝
図１３に、本発明の第２実施例に係る光ディスク８０を青紫色レーザ光３７で再生したときの様子を示し、特に、青紫色レーザ光３７をＢＤ層８２にアクセスしたときと、ＨＤＤＶＤ層９２にアクセスしたときのものである。

青紫色レーザ光に対するＢＤ-ＲＯＭの反射率の規定は、既に述べたとおり
片面１層ディスク 35%−70%（複屈折を含む）
片面２層ディスク 12%−28%（複屈折を含む）
となっている。

一方、ＨＤＤＶＤでは
片面１層ディスク 40%−70%（複屈折を含む）
片面２層ディスク 18%−32%（複屈折を含む）
つまり、ＢＤ層からの信号光は、入射光の１２％以上必要であり、一方、ＨＤＤＶＤ層からの信号光は１８％以上必要となる。

以下、第１の実施例と同様、光ディスク８０の第１記録層（ＢＤ層）（半透明膜）８２をＡｇ合金で作り、第２記録層（ＨＤＤＶＤ層） (高反射率) ９２をＡｌ合金で作った場合について検討する。

図１３で、光入射面８５での反射率（Ｒｂｓ）は、５．３％（反射防止なし）、カバー層８６での複屈折を３０ｎｍ(ＢＤの規定値)なので、振幅低下は最大で５．３％となる。ＢＤ層８２からの信号光Ｉｂｓが入射光Ｉｂの１２％以上となるためには、ＢＤ層の青紫色レーザ光３７に対し、反射率Ｒｂ１は１４.１％以上あればよい（＝0.12×100％/（0.947^２×0.947））。なお、ノイズ光Ｉｂｎは実施例１と同様、無視することができる。

次に、ＨＤＤＶＤ層９２に青紫色レーザ光３７でアクセスしたときの様子について説明する。ＢＤ層８２の反射率を少し高めの１６％とすると、透過率は７６％となる。ＨＤＤＶＤ層９２に対する光透過層９５の複屈折を８０ｎｍとすると、これによる振幅低下は、最大で３８％となる。また、Ａｌ合金で作られたＨＤＤＶＤ層９２の反射率Ｒｂ２は７１％である。よって、ＨＤＤＶＤ層９２からの信号光Ｉｂｓは19.5％（＝0.947^２×0.662×0.71 ×0.76^２×100％）となる。すなわち、ＨＤＤＶＤの２層ディスクの規定にいれることができる。

以上から、１つのディスクにＢＤ層とＨＤＤＶＤ層を設ける場合は、各々、２層ディスクの反射率規定に反射率を合わせこむことができる。

＝＝＝フラグ情報＝＝＝
次に、本発明の光ディスクのフラグのセットについて説明する。ＢＤ層もＨＤＤＶＤ層ともに、通常の片面１層ＤＶＤとして扱う必要があり、フラグは、片面１層ディスクとして設定する。

＝＝＝ＤＶＤ規格の光ディスク装置による再生＝＝＝
次に、本発明の第１実施例に係る光ディスク６０を従来のＤＶＤ装置で再生する場合について、図１４及び図１５を使って説明する。図１４はよく知られている従来のＤＶＤ装置の主要構成を示し、図１５はその動作フローとフォーカスサーボについて示している。

ＤＶＤ装置の主要構成を簡単に説明する。スピンドルモータ１００は、ターンテーブルを回転駆動する。クランパ１０１は、光ディスク６０をターンテーブル上に把持する。スピンドルモータ１００は、モータドライバ１０２により制御される。光ヘッド１１０は、対物レンズ３５及び光学系１１３を含む。光学系１１３は、フォーカス及びトラッキングアクチュエータ（Ｆ／ＴＡＣＴ）１１６により駆動される。フォーカス及びトラッキングアクチュエータ１１６がアクチュエータドライバ（ＡＣＴドライバ）１１８により制御されると、レーザ光が光ディスクのトラックに焦点を合わせ、かつ追従する。ラジアルアクチュエータキャリッジ（ＲａｄｉａｌＡＣＴキャリッジ）１１７は、光ヘッド１１０をディスクの半径方向へ移動させるものであり、アクチュエータドライバ１１８により制御される。

ディスクからの反射光は、光学系１１３から導出され、変換ユニット１１５のフォトディテクタ（ＰＤ）で電気信号に変換される。この電気信号は、ゲイン調整ユニット１２０の再生信号増幅器でゲイン調整され、信号処理回路１３０に入力される。信号処理回路１３０では、復調処理及バッファリング、エラー訂正などが行われ、その出力はデータ処理回路１４０に入力される。ここでは、パケット分離、制御信号分離などが行われ、映像及び音声の情報はＡＶデコーダ１５０に入力される。ＡＶデコーダ１５０で復調された、映像信号及び音声信号、副映像信号などは、ＡＶ増幅器１６０を介してベースバンド信号として出力される。

サーボコントローラ１７０は、例えば４分割フォトダイオードからの再生信号を演算処理したフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を用いて、アクチュエータドライバ１１８に対して制御信号を与える。システムコントローラ１８０は、入力端末（例えばリモートコントローラ、あるいは操作キー入力部）１９０からの信号に応答して、装置の再生、停止、一時停止などを制御する。また、ゲイン調整ユニット１２０内のレーザダイオードドライバを制御する。レーザダイオードドライバは、光ヘッド１１０に搭載されているレーザダイオードを駆動し、この結果先の赤色レーザ光３０が出力される。

上記のＤＶＤ装置に本発明の光ディスク６０が装填されると、スピンドルモータ１００が所定の回転数まで回転する。次に、フォーカスアクチュエータ１１６に周期的な駆動電流が流され、光ヘッドが軸方向に上下する（図１５（ａ）のステップ２００−２０２）。再生信号から作ったフォーカス信号２０５（図１５（ｂ））が周期的に現れる。ＤＶＤ層からのフォーカス信号レベルはＢＤ層からの信号レベルに比べ、数倍も大きいので、大半のＤＶＤ装置は、このディスクを片面１層ＤＶＤディスクと認識し、図１５（ｂ）の２０６に示すように、ＤＶＤ層へのフォーカスサーボをオンにする（ステップ２１０）。

そうするとわずかな整定時間を置いて、オンフォーカスオンとなる。続いて、トラッキングサーボがオンとなり、ディスクの適当な位置にオントラッキング（ステップ２１１）する。この状態で、Data frameのIDを読み（ステップ２２０）、ディスクのArea type, Reflectivity, Layer numberなどをチェックし、続いて、ラジアルアクチュエータ１１７を駆動し、光ヘッド１１０をLead in areaに移動させる（ステップ２２１）。次に、Control data zoneに移動し（ステップ２２２）、Physical format informationの（BP2）Number of layer, Layer typeを読み、片面１層ＤＶＤディスクであることを確認し、ＤＶＤ映像の再生となる（ステップ２２３）。

装置によっては、ＢＤ層の信号レベルが小さいにもかかわらず、片面２層ＤＶＤディスクと判断し、ＢＤ層を読みに行く場合もある。しかしながら、ＢＤ層からは、所定の信号が得られないので、再び、ＤＶＤ層にフォーカシングし、ＤＶＤ層を読むことになる。

＝＝＝他の実施形態＝＝＝
上記の実施例では、第１記録層の半透明膜をＡｇ合金で形成した場合を説明した。しかしながら、２つの波長の異なるレーザ光に対し、選択的に反射率、透過率が設定できれば更に効率よく働かすことができる。

また、図１４及び図１５にてＤＶＤ装置に光ディスク（ＢＤとＤＶＤ）６０を装填した際の動作フローを説明したが、これに限らず、例えばＨＤＤＶＤ装置に光ディスク（ＢＤとＨＤＤＶＤ）８０を装填した際も同様に実施可能である。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

片面１層ＤＶＤディスクの基本構造と光ヘッドの関係を示す図である。片面１層ＤＶＤディスクの記録層の位置を示す図である。片面２層ＤＶＤディスクの基本構造と光ヘッドの関係を示す図である。片面２層ＤＶＤディスクの記録層の位置を示す図である。片面１層ＨＤＤＶＤディスクの基本構造と光ヘッドの関係を示す図である。片面２層ＨＤＤＶＤディスクの基本構造と光ヘッドの関係を示す図である。片面２層ＨＤＤＶＤディスクの記録層の位置を示す図である。１層ＢＤ−ＲＯＭディスクの基本構造と光ヘッドの関係を示す図である。本発明の第１実施例に係る光ディスク（ＢＤとＤＶＤ）の基本構造と光ヘッドの関係を示す図である。本発明の第１実施例に係る光ディスクを赤色レーザ光で再生したときの状態を示す図である。本発明の第１実施例に係る光ディスクを青紫色レーザ光で再生したときの状態を示す図である。本発明の第２実施例に係る光ディスク（ＢＤとＨＤＤＶＤ）の基本構造と光ヘッドの関係を示す図である。本発明の第２実施例に係る光ディスクのＢＤ層及びＨＤＤＶＤ層を青紫色レーザ光で再生したときの状態を示す図である。ＤＶＤ規格の光ディスク装置の構成図である。ＤＶＤ規格の光ディスク装置の動作の流れを示す図である。

符号の説明

１７赤色レーザ光
１８、３８、５８対物レンズ
３７青紫色レーザ光
５９球面収差補正レンズ
６０光ディスク（ＢＤとＤＶＤ）
６２第１記録層（ＢＤ層）
７２第２記録層（ＤＶＤ層）
８０光ディスク（ＢＤとＨＤＤＶＤ）

Claims

第１光透過層と、第１レーザ光によりアクセスされる第１記録層と、第２光透過層と、第２レーザ光によりアクセスされる第２記録層が光入射面から入射方向に順に配置された片面２層光ディスクであって、
前記光入射面から前記第２記録層までの距離が５７０〜６３０μｍであり、
前記第１記録層の面記録密度が前記第２記録層の面記録密度の５倍以上であることを特徴とする光ディスク。
前記光入射面から前記第１記録層までの距離が略１００μｍであり、
前記第１レーザ光に対する前記第１記録層の反射率は、４％以上であり、
前記第２レーザ光に対する前記第２記録層の反射率は、４５％以上であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
第１光透過層と、第１レーザ光によりアクセスされる第１記録層と、第２光透過層と、第２レーザ光によりアクセスされる第２記録層が光入射面から入射方向に順に配置された片面２層光ディスクであって、
前記光入射面から前記第２記録層までの距離が５７８〜６２２μｍであり、
前記第１記録層の面記録密度が第２記録層の面記録密度の１．５倍以上であることを特徴とする光ディスク。
前記光入射面から第１記録層までの距離が略１００μｍであり、
前記第１レーザ光に対する前記第１記録層の反射率は、１２％以上であり、
前記第２レーザ光に対する前記第２記録層の反射率は、１８％以上であることを特徴とする請求項３記載の光ディスク。
第１光透過層と、第１レーザ光によりアクセスされる第１記録層と、第２光透過層と、第２レーザ光によりアクセスされる第２記録層が光入射面から入射方向に順に配置され、
前記光入射面から前記第２記録層までの距離が５７０〜６３０μｍであり、
前記第１記録層の面記録密度が前記第２記録層の面記録密度の５倍以上である光ディスクに記録された情報を読み取る装置であって、
前記第２レーザ光を発生可能な光ヘッドと、
この光ヘッドによって発生された前記第２レーザ光に基づいて前記情報を読み取る再生手段とを具備することを特徴とする光ディスク装置。
第１光透過層と、第１レーザ光によりアクセスされる第１記録層と、第２光透過層と、第２レーザ光によりアクセスされる第２記録層が光入射面から入射方向に順に配置され、
前記光入射面から前記第２記録層までの距離が５７０〜６３０μｍであり、
前記第１記録層の面記録密度が前記第２記録層の面記録密度の５倍以上である光ディスクに記録された情報を読み取る再生方法であって、
前記第２レーザ光を発生し、
この第２レーザ光に基づいて前記情報を読み取ることを特徴とする光ディスク再生方法。