JP2006172574A - 光ディスク、光ディスク装置、光ディスク再生方法、デジタル作品出版物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この発明は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、中間層と、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層光ディスクであり、2)第2記録層の面記録密度が第1記録層の面記録密度の3倍以上であり、3)第2記録層に第1記録層が形成されていることを示す識別情報が形成されており、4)光入射面から第1記録層までの光透過層の距離が550μm以上であり、5)光入射面から第2記録層までの光透過層の距離が622μm以下であり、6)第1のレーザ光に対する第1記録層からの反射率が45〜65%であり、7)第2のレーザ光に対する第2記録層からの反射率が15〜29%であることを基本とする。
【選択図】 図8
Description
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)(www.dvdforum.org参照)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の国際規格に関連した文献としてECMA267がある。以下ECMA267にしたがって簡単に説明する。
ECMA267
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14で、記録層20を内側にして、接着層24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。
図3は片面2層ディスク15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21と第2記録層23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17から見ると、光透過層18を通して、手前が第1記録層21で、その奥側が第2記録層23である。各記録層へのアクセスは、対物レンズ35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。
一方、記録層からの反射率は、
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。
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)と示されている。
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
などの情報が記述されている。
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が線記録密度を示し、
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。
一方、最近よく報道されているように、HD(High Definition)映像(高精細映像)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(以降、青紫色レーザ)を用いて、DVDの3倍以上の高密度化したHD DVDが提案され、DVDフォーラムで規格化が行われている(www.dvdforum.org参照。まだ商品化されていない)。
このように、HD映像を蓄積可能な大容量のHD DVDが提案され、新たにHD DVD用に設計されたHD DVD装置(ドライブあるいはプレーヤ)であれば、HD DVDディスクだけではなく、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、このディスクは、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、HD DVDディスクに収録されたHD映画コンテンツだけではなく、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る。
この発明に係る光ディスクは、基本的に、つぎの事項(1)〜(7)により特定されるものである。
(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、中間層と、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)第2記録層の面記録密度が第1記録層の面記録密度の3倍以上であること
(3)第2記録層に第1記録層が形成されていることを示す識別情報が形成されていること
(4)光入射面から第1記録層までの光透過層の距離が550μm以上であること
(5)光入射面から第2記録層までの光透過層の距離が622μm以下であること
(6)第1のレーザ光に対する第1記録層からの反射率が45〜65%であること
(7)第2のレーザ光に対する第2記録層からの反射率が15〜29%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(8)〜(10)を加えて実施することができる。
(9)光入射面から第2記録層までの光透過層の厚さが578μm以上であること
(10)中間層の厚さが28〜47μm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(11)(12)を加えて実施することができる。
(11)第1記録層はAg合金膜でその厚さが15〜23nmであること
(12)第2記録層はAl合金膜でその厚さが30nm以下であること
この発明に係る光ディスク装置は、つぎの事項(13)〜(20)より特定されるものである。
(13)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、中間層と、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
(14)第2記録層の面記録密度が第1記録層の面記録密度の3倍以上であること
(15)第2記録層に第1記録層が形成されていることを示す識別情報が形成されていること
(16)光入射面から第1記録層までの光透過層の距離が550μm以上であること
(17)光入射面から第2記録層までの光透過層の距離が622μm以下であること
(18)第1のレーザ光に対する第1記録層からの反射率が45〜65%であること
(19)第2のレーザ光に対する第2記録層からの反射率が15〜29%であること
(20)情報を読み取る装置は、第1レーザ光と第2レーザ光を発生可能な光ヘッドと、第1レーザ光か第2レーザ光を選択的に発生させる制御手段を備えること
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(21)を加えて実施することができる。
(21)制御手段は、ユーザインタフェースからの利用者入力に基づいて第1レーザ光か第2レーザ光を選択すること
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(22)を加えて実施することができる。
(22)制御手段は、受け入れた光ディスクの情報を読み出しを試行する初期プロセスにおいては、第2レーザ光を選択すること
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(23)を加えて実施することができる。
(23)制御手段は、初期プロセスにて情報を読み取れた場合、ユーザインタフェースより第1レーザ光選択する利用者入力があるまでは、第2レーザ光を選択し続けること
上記の手段により、片側から第1記録層(DVD層に相当)に第1レーザ光(赤色レーザ)、第2記録層(HD DVD層に相当)に第2レーザ光(青紫色レーザ)でアクセス可能な光ディスクを提供することができる。そして、従来のDVD装置では、本発明の光ディスクはDVDディスクとして作動し、HD DVDとDVDの両方に対応できるコンパチ装置では、HD DVDディスクとDVDディスクとして作動する。
図8にこの発明の一実施例による光ディスク70と光ヘッドの関係を示す。光ディスク70は、第1信号基板71と第2信号基板72で構成され、レーザ光の光入射面73に対し、近い方に半透明膜からなる第1記録層(DVD層に相当)81が形成されているとともに、遠い方に高反射膜の第2記録層(HD DVD層に相当)83が形成されている。
16 μm p-p程度は十分可能である。その場合は、層間クロストークをできるだけ小さくできるように、中間層は、31μm〜47 μmに設定するのが望ましい。
次に、すでに大量に市販されている従来のDVD装置で、この光ディスクが片面1層のThin single layerディスク として認識されるためには、図9に示すように、赤色レーザ光30に対し、DVD層81からの信号光Irsは入射光Irの45 % 以上なければならない。一方、同じ光ディスクに青紫色レーザ光60を照射した場合、図10に示すように、HD DVD層83からの信号光Ibsは、この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る程度に大きくなければならない。
HD DVD−ROMの場合
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)
HD DVD Rewritable disc(at system lead in area)
片面1層ディスク 4 %−8 % (複屈折を含む)
で、反射率規定の下限値と上限値は2倍以内である。
図9で、赤色レーザ光30を光ディスク70に入射させたときの反射光について計算する。入射面での反射率(Rrs)は、第1基板71の赤色レーザ光30に対する屈折率で定まり、4.8 %(反射防止なし)、光透過層87はHD DVD層の光透過層としても使われるので、複屈折をダブルパス60 nmとすると、複屈折による振幅低下は最大で8.2 %となる。以下、複屈折率が60 nm(最悪)の場合について示す。
赤色レーザ光
Irs/Ir = 0.45
Irn/Ir = 9522×0.918×0.4082×0.633=0.088
青紫色レーザ光
Ibs/Ib = 0.9472×0.8×0.6852×0.623 = 0.21
Ibn/Ib = 0.9472×0.8×0.225 = 0.161
===計算例2===
上記の計算例では、赤色レーザ光に対するDVD層のからの信号光Irsを入射光Irの45 % 以上として計算した。実際には、もう少し余裕があったほうが望ましい。そこで、Irs/Irの値を50 % と仮定すると、赤色レーザ光でのDVD層の反射率は、60 % (= 50 % /(0.9522×0.918))となる。図12から、このときのAgの膜厚は18nmで、DVD層の赤色レーザ光に対する透過率は34.6%、青紫色レーザ光に対する透過率は63.3%、反射率は26.9%である。従って
赤色レーザ光
Irs/Ir=0.5
Irn/Ir=0.9522×0.918×0.3462×0.633= 0.063
青紫色レーザ光
Ibs/Ib=0.9472×0.8×0.6332×0.623 = 0.179
Ibn/Ib=0.9472×0.8×0.269 = 0.193
となり、DVDディスクもHD DVDディスクも反射率の規定値を満足する。
次に、赤色レーザ光でDVD層を再生したときの反射率(Irs/Ir)の最小値を45 % とし、青紫色レーザ光でHD DVD層を再生したときの反射率(Ibr/Ib)の最小値を計算してみる。計算例1で、基板の複屈折率を0 nmとすれば、赤色レーザ光でのDVD層の反射率は、49.7 % (= 45 % /(0.9522×1))となる。図12から、このときのAgの膜厚は15 nmで、DVD層の赤色レーザ光に対する透過率は44.2%、青紫色レーザ光に対する透過率は71%、反射率は20.3%である。従って
赤色レーザ光
Irs/Ir=0.45
Irn/Ir=0.9522×1×0.4422×0.633=0.112
青紫色レーザ光
Ibs/Ib=0.9472×1×0.712×0.623=0.282
Ibn/Ib=0.9472×1×0.203=0.182
となる。つまり、青紫色レーザ光60でHD DVD層を再生したとき、HDDVDディスクの反射率は(Ibs/Ib)28.2 % まで大きくなる。
===計算例4===
同様にして、HD DVDディスクの反射率が最小の15%の時、DVDディスクの反射率の最大値を計算してみる(複屈折は0 nm)。計算例3で、DVD層の青紫色レーザ光に対する透過率をTとすれば
Ibs/Ib=0.9472×1×T2×0.623=0.15
これから、DVD層の青色レーザ光での透過率は、51.8 %となる。図12より、このとき、赤色レーザ光での反射率は71.2%、Agの膜厚は、22.6nmである。
Irs/Ir = 0.9522×1×0.712 = 0.645
Irn/Ir = 0.9522×1×0.2352×0.633=0.032
青色レーザ光
Ibs/Ib=0.9472×1×0.5182×0.623=0.15
Ibn/Ib=0.9472×1×0.37=0.332
以上の計算から、DVDディスクの反射率の最大値は、約65%となる。従って、DVDディスクの反射率は、45〜65% となる。
次に、層間クロストークと中間層の厚みについて考えてみる。図9で、赤色レーザ光でDVD層81を再生しているとき、この層を通り抜けた光が奥側のHD DVD層83で反射し、再びDVD層81を通過する。再生光学系は、DVD層81を光検出器面上に結像する役目を持っているので、HD DVD層83で反射したノイズ光Irnは、中間層の厚みの2乗で光検出器に寄与する。
DVDの反射率 45〜65%
HD DVDの反射率 15〜29%
Ag合金の膜厚 15〜23nm
===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。DVD層81は、通常の片面1層DVDとして扱う必要があり、Data frameのID及びControl data zone のPhysical format informationのBP2は、片面1層ディスクとして設定する。
b3 0b reserved
1b 第1層にDVD層、第2層にHD DVD層
===DVD規格の光ディスク装置による再生===
次に、本発明のディスクを従来のDVD装置で再生する場合について、図13及び図14を使って説明する。図13はよく知られている従来のDVD装置の主要構成を示し、図14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。
次に、青紫色レーザ光を用いたHD DVD装置の場合について、図15及び図16(a),(b)を用いて説明する。HD DVD装置は、DVD装置の構成と略同じような機能ブロックを有するので、同様な部分には図13と同じ符号を付している。ただし、HD DVD装置の場合は、青紫色レーザ光を出力するレーザダイオードが光・電気変換ユニット115に設けられている。また対物レンズ65は、開口数が先の対物レンズ35とは異なる。
次に、図17、図18を用いて、赤色レーザ光と青紫色レーザ光の両方を用いる本発明に係るコンパチ装置について説明する。
次に、ユーザが入力端末190を使ってDVDを選択すると(図18の191)、再生信号のゲインを調整し(図18のステップ205)、DVD層にフォーカスオン(図18のステップ210)、トラッキングオンし(図18のステップ211)、Data frameのIDチェック(図18のステップ220)、続いてLead in へ移動し(図18のステップ221)、Control data zone のフラグをチェックし(図18のステップ222)、DVDの映像を再生する。ユーザがHD DVDを選択すれば(図18の192)、先に示した方法でHD DVDの映像を再生することができる(図18のステップ253)。
次に、図19に、実際に試作した本発明に係わる光ディスクの特性を示す。この試作では、DVD層の反射率が45%以上、HDDVD層の反射率が18%以上になることをねらい、HD DVD層のAl合金膜厚は23nm、DVD層のAg合金膜厚は18nmで試作した。また、光透過層は(DVD側基板厚)、562.5±12.5 μm(550〜575μm)、中間層厚は39±8μm(31〜47μm)を目標にした。なお、DVD側のスタンパーは、既存のDVDの片面1層ディスク用のスタンパーを利用した。このため、フラグは片面1層ディスクとなっている。
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。例えば、多重干渉膜や色素などの組みあわせてもよい。また、第2記録層にはAl合金膜を用いたが、勿論Al合金膜やAu膜などを用いても良い。更に、反射率が青紫色で大きく赤色小さくなる波長選択性のある多重干渉膜や色素などを組み合わせた膜を用いても良い。また、光ディスクの表面でのロスが大きいので、反射防止膜をつけてもよい。さらに、本発明では、第2記録層からの反射の最低を15%としたが、HDDVD-rewritable disc では、4−8%が用いられているので、15%よりさらに小さくすることも可能である。
Claims (10)
- 光透過層と、第1のレーザ光によりアクセスされる半透明の第1記録層と、中間層と、第2の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、
前記第2記録層の面記録密度が前記第1記録層の面記録密度の3倍以上、
前記第2記録層に前記第1記録層が形成されていることを示す識別情報が形成され、
光入射面から前記第1記録層までの光透過層の厚さが、550μm以上、
前記光入射面から前記第2記録層までの光透過層の厚さが、622μm以下、
前記第1のレーザ光に対する前記第1記録層からの反射率が、45〜65%、
前記第2のレーザ光に対する前記第2記録層からの反射率が、15〜29%、
である片面2層の光ディスク。 - 前記光入射面から前記第1記録層までの光透過層の厚さが、575μm以下で、
前記光入射面から前記第2記録層までの光透過層の厚さが、578μm以上で、
前記中間層の厚さが、28〜47μmで、
ある請求項1記載の光ディスク。 - 前記第1記録層はAg合金膜でその厚さが15〜23nm、
前記第2記録層はAl合金膜でその厚さが30nm以下、
である第1又は第2項記載の光ディスク。 - 光透過層と、第1のレーザ光によりアクセスされる半透明の第1記録層と、中間層と、第2の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、
前記第2記録層の面記録密度が第1記録層の面記録密度の3倍以上、
前記第2記録層に前記第1記録層が形成されていることを示す識別情報が形成され、
光入射面から前記第1記録層までの光透過層が、550μm以上、
前記光入射面から前記第2記録層までの光透過層が、622μm以下、
前記第1のレーザ光に対する前記第1記録層からの反射率が、45〜65%、
前記第2のレーザ光に対する前記第2記録層からの反射率が、15〜29%、である片面2層光ディスクの情報を読み取る装置であって、
前記第1レーザ光と第2レーザ光を発生可能な光ヘッドと、
前記第1レーザ光か第2レーザ光を選択的に発生させる制御手段
を備えた光ディスク装置。 - 前記制御手段は、
ユーザインタフェースによる利用者入力に基づいて前記第1レーザ光か第2レーザ光を選択する請求項4に記載の光ディスク装置。 - 前記制御手段は、
受け入れた光ディスクから情報の読み出しを試行する初期プロセスにおいて、前記第2レーザ光を選択する請求項4又は5に記載の光ディスク装置。 - 前記制御手段は、
初期プロセスにて情報を読み取れた場合、ユーザインタフェースより前記第1レーザ光を選択する利用者入力があるまでは、前記第2レーザ光を選択し続ける
請求項6に記載の光ディスク装置。 - 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、中間層と、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、前記第2記録層の面記録密度が前記第1記録層の面記録密度の3倍以上、前記第2記録層に前記第1記録層が形成されていることを示す識別情報が形成され、光入射面から前記第1記録層までの光透過層の厚さが、550μm以上、前記光入射面から前記第2記録層までの光透過層の厚さが、622μm以下、前記第1のレーザ光に対する前記第1記録層からの反射率が、45〜65%、前記第2のレーザ光に対する前記第2記録層からの反射率が、15〜29%、である片面2層の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レーザ光をアクセスして、フォーカス状態を前記光ディスクの厚み方向へ往復移動させ、
前記第2記録層にフォーカスを合わせてゲイン調整を行い、フォーカスサーボをオンにし、続いてトラッキングサーボをオンし、
前記トラッキングサーボをオンした後に、前記再生信号からデータフレームのIDを読み取りチェックし、次にリードインエリアのコントロールデータゾーンに移動し、
前記コントロールデータゾーンの物理フォーマット情報からディスク種類の情報を確認し、
次に、前記第2記録層の信号を再生することを特徴とする光ディスクの再生方法。 - 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、中間層と、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、前記第2記録層の面記録密度が前記第1記録層の面記録密度の3倍以上、前記第2記録層に前記第1記録層が形成されていることを示す識別情報が形成され、光入射面から前記第1記録層までの光透過層の厚さが、550μm以上、前記光入射面から前記第2記録層までの光透過層の厚さが、622μm以下、前記第1のレーザ光に対する前記第1記録層からの反射率が、45〜65%、前記第2のレーザ光に対する前記第2記録層からの反射率が、15〜29%、である片面2層の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、
前記光ディスクに照射する光ビームとして青紫色レーザ光を選択し、
フォーカス状態を前記光ディスクの厚み方向へ往復移動させ、
前記第2記録層にフォーカスを合わせてゲイン調整を行い、フォーカスサーボをオンにし、続いてトラッキングサーボをオンし、
前記第2記録層の信号再生状態に移行し、
前記第1記録層への切換え信号が与えられたときは、前記再生信号に対するゲインを調整し、
前記第1記録層にフォーカスを合わせ、続いてトラッキングサーボをオンし、
前記第1記録層の信号再生状態に移行する
ようにしたことを特徴とする光ディスクの再生方法。 - 前記第2記録層でのトラッキングサーボをオンした後は、前記第2の記録層の前記再生信号からデータフレームのIDを読み取りチェックし、次にリードインエリアのコントロールデータゾーンに移動し、
前記コントロールデータゾーンの物理フォーマット情報のディスク種類の情報を確認し、前記第2記録層の信号を再生する、
ようにしたことを特徴とする請求項9記載の光ディスクの再生方法。
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