JP2009157966A - 光ピックアップ装置の評価方法、テストディスクおよび光ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】光ピックアップ装置におけるＳ字カーブの分離性能（層間分離特性）を円滑に評価し得る評価方法およびそれに用いるテストディスクを提供する。
【解決手段】Ｓ字カーブＳ０とＳ字カーブＳ１の間に存在するフォーカスエラー信号の平坦区間の時間長Ｂを判定し、この時間長ＢとＳ字カーブＳ０、Ｓ１の時間間隔Ａの比率Ｂ／ＡからＳ字カーブＳ０、Ｓ１分離度を検出する。そして、この比率Ｂ／Ａが閾値α以上の場合に、光ピックアップ装置の層間分離特性が適正であると評価する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ピックアップ装置の評価方法およびテストディスクに関し、特に、ＨＤ ＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc）の記録／再生に用いる光ピックアップ装置の特性を評価する際に用いて好適なものである。さらに、本発明は、上記評価方法およびテストディスクによって適正とされた光ピックアップ装置に適合する光ディスクに関するものである。

現在、次世代光ディスクとして、ＨＤ ＤＶＤ（以下、「ＨＤ」という）の商品化が進められている。直径１２ｃｍのＨＤでは、一つの記録層に約１５Ｇバイトのデータを記録することができ、各面に記録層を２層ずつ有する両面２層タイプのＨＤでは、合計６０Ｇバイトのデータを記録することができる。

このように、２つの記録層が積層されたＨＤでは、記録容量を顕著に高めることができる。しかし、その反面、層間クロストークや層間分離の問題が生じ、このため、ＨＤ用の光ピックアップ装置では高い光学性能が要求されなければならない。

図６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、２層タイプのＤＶＤおよびＨＤに対してフォーカスサーチを行ったときのフォーカスエラー信号の理想波形を示す図である。図示のとおり、これらディスクにフォーカスサーチを行うと、レーザ光の焦点が１つ目の記録層（レイヤーＬ０）と２つ目の記録層（レイヤーＬ１）にそれぞれ差し掛かる際にＳ字カーブＳ０、Ｓ１が生じる。これらＳ字カーブＳ０、Ｓ１が基準レベル（Ｓ字カーブが現れる前後の区間におけるフォーカスエラー信号のレベル）とクロスする位置Ｆ０、Ｆ１が、レイヤーＬ０、Ｌ１に対するレーザ光のオンフォーカス位置である。

これら記録層の間に配された中間層（ＭＬ）をレーザ光の焦点が移動すると、フォーカスエラー信号は平坦となる。ＨＤでは、ディスクの高密度化のため再生波長を短くする等した結果、レイヤーＬ０、Ｌ１間のギャップがＤＶＤの半分程度であるため、同図（ａ）および（ｂ）に示す如く、フォーカスエラー信号上、中間層（ＭＬ）に対応する区間（以下、「ＭＬ区間」という）は、ＨＤの方がＤＶＤよりもかなり短くなる。このため、ＨＤでは、フォーカスエラー信号からＭＬ区間を検出するのが難しくなる。つまり、ＨＤでは、Ｓ字カーブＳ０、Ｓ１の分離が難しくなる。

ここで、同図（ｂ）には、理想的なフォーカスエラー信号が示されているが、光ピックアップ装置の光学特性が理想光学系よりも劣化すると、同図（ｃ）に示す如く、ＭＬ区間においてフォーカスエラー信号は平坦にならず、この区間の信号は、基準レベルから持ち上がりつつ斜めに傾くようになる。この傾向は、光学特性の劣化が進むにつれてさらに顕著となる（同図（ｄ）参照）。このため、このように光学特性の劣化が進むと、図中、破線で丸囲みした部分の信号Ｗが徐々に前後のＳ字カーブと同化し、ディスク装置側においてＭＬ区間を円滑に判別できなくなってしまう。

このように、ＨＤでは、もともと短く判別し難いＭＬ区間が、光ピックアップ装置の光学特性の劣化によってさらに判別し難くなってしまう。ＭＬ区間の判別が困難になると、２つのＳ字カーブＳ０、Ｓ１の境界を判別し難くなり、たとえば、読み取り位置をレイヤー間でジャンプさせる場合の動作を円滑に行い得なくなる。

通常、光ピックアップ装置の読み取り位置をレイヤーＬ０からレイヤーＬ１へと切り替える場合には、ジャンプ先レイヤーであるレイヤーＬ１のＳ字カーブＳ１の識別が必須となる。ところが、上記のように、ＭＬ区間が傾いて前後のＳ字カーブと同化すると、Ｓ字カーブＳ０、Ｓ１の境界が不明瞭となり、装置側において、レイヤーＬ１のＳ字カーブＳ１の始端を円滑に判別できなくなる惧れがある。こうなると、レイヤー１へのジャンプ動作に移行することができず、結果的に、レイヤー１へのジャンプ動作が未完に終わってしまう。

この場合、フォーカスサーチを行って、レイヤー１に対する引き込みが行われる。しかし、この動作のために、レイヤー１への移行時間が遅れてしまう。このように移行が遅れると、レイヤー１に対する再生開始が遅れ、その結果、データのシームレス性が担保されなくなる惧れがある。

レイヤー間に跨って映画コンテンツ等が記録されている場合、このようにシームレス性が破綻すると、画像途切れ等の不所望な事態が生じ、これにより、プレーヤの商品価値が顕著に損なわれる惧れがある。このような問題を未然に回避するために、ＨＤプレーヤに搭載される光ピックアップ装置にあっては、２つのＳ字カーブを適正に分離できる性能（以下、「層間分離特性」という）を備えておく必要がある。

なお、以下の特許文献１には、板状部材を透過したレーザ光を光検出器で受光したときに出力される信号のパルス形状に基づいて、光ピックアップ装置の性能を評価する方法が記載されている。
特開２００４−３１０９５２号公報

本発明は、上記課題を解消するためになされたものであり、光ピックアップ装置におけるＳ字カーブの分離性能（層間分離特性）を円滑に評価し得る評価方法およびそれに用いるテストディスクを提供することを目的とする。さらに、本発明は、これら評価方法およびテストディスクによって適正とされた光ピックアップ装置に適合する光ディスクを提供することを目的とする。

上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。

請求項１の発明は、積層方向に複数の記録層を有するテストディスクを用いて光ピックアップ装置の性能を評価する評価方法であって、評価対象の光ピックアップ装置に前記テストディスクに対するフォーカスサーチを行わせる第１の工程と、前記第１の工程において前記光ピックアップ装置について取得されたフォーカスエラー信号から当該フォーカスエラー信号上に連続して現れる第１および第２のＳ字カーブの分離度を検出する第２の工程と、前記第２の工程にて検出された前記分離度が閾値範囲にあるかを判定する第３の工程を備え、前記第２の工程は、前記第１のＳ字カーブと前記第２のＳ字カーブの間に存在する前記フォーカスエラー信号の平坦区間（Ｂ）を判定し、この平坦区間（Ｂ）と前記第１および第２のＳ字カーブの間隔（Ａ）の比率から前記分離度を検出することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置の評価方法において、前記第２の工程は、前記第１のＳ字カーブの２つ目のピーク位置から終端までの区間の予め決められた位置おいて当該第１のＳ字カーブに対し引かれる第１の接線を求める工程と、前記第２のＳ字カーブの始端から１つ目のピーク位置までの区間の予め決められた位置おいて当該第２のＳ字カーブに対し引かれる第２の接線を求める工程と、前記フォーカスエラー信号の基準レベルに前記第１の接線が交わる第１の交点と前記基準レベルに前記第２の接線が交わる第２の交点との間の区間を前記平坦区間（Ｂ）として取得する工程とを有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置の評価方法において、前記第１の接線は、前記第１のＳ字カーブの２つ目のピークの振幅に対し所定の割合の大きさとなる前記第１のＳ字カーブの位置において求められ、前記第２の接線は、前記第２のＳ字カーブの１つ目のピークの振幅に対し前記割合と同じ割合の大きさとなる前記第２のＳ字カーブの位置において求められることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置の評価方法において、前記第１の接線は、前記第１のＳ字カーブの２つ目のピークから終端側に所定の信号区間だけずれた前記第１のＳ字カーブの位置において求められ、前記第２の接線は、前記第２のＳ字カーブの１つ目のピークから始端側に前記信号区間と同じ信号区間だけずれた前記第２のＳ字カーブの位置において求められることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れか一項に記載の光ピックアップ装置の評価方法において、前記テストディスクは、隣り合う前記記録層の標準間隔が２０μｍに設定され、前記分離度は、Ｂ／Ａの演算によって求められ、前記第３の工程は、Ｂ／Ａが０．１以上または０．１を超えるかを判定することを特徴とする。

請求項６の発明は、光ピックアップ装置の性能を評価するためのテストディスクにおいて、積層方向に複数の記録層を有し、隣り合う前記記録層間の標準間隔が１３μｍから４０μｍまでの範囲に設定されていることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６に記載のテストディスクにおいて、前記標準間隔が２０μｍから３５μｍの範囲に設定されていることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項６に記載のテストディスクにおいて、前記標準間隔が２５μｍから３０μｍの範囲に設定されていることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項６に記載のテストディスクにおいて、前記標準間隔が２０μｍに設定されていることを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１に記載の評価方法に用いるテストディスクにおいて、基準光学系を有する光ピックアップ装置にて前記工程１ないし３を行って得られる前記パラメータ値ＡおよびＢからＢ／Ａを求めたとき、Ｂ／Ａの標準値が０．１から０．７の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されていることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項１０に記載の評価方法に用いるテストディスクにおいて、前記Ｂ／Ａの標準値が０．２から０．６の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されていることを特徴とする。

請求項１２の発明は、請求項１０に記載の評価方法に用いるテストディスクにおいて、前記Ｂ／Ａの標準値が０．４から０．５の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されていることを特徴とする。

請求項１３の発明は、請求項１０に記載の評価方法に用いるテストディスクにおいて、前記Ｂ／Ａの標準値が０．２となるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されていることを特徴とする。

請求項１４の発明は、再生専用の光ディスクにおいて、基準光学系を有する光ピックアップ装置にて当該光ディスクに対しフォーカスサーチを行ったときにフォーカスエラー信号上に連続して現れる第１および第２のＳ字カーブ間の平坦区間（Ｂ）と前記第１および第２のＳ字カーブの間隔（Ａ）の比率Ｂ／Ａの標準値が０．１から０．７の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されている、
ことを特徴とする光ディスク。

請求項１５の発明は、請求項１４に記載の光ディスクにおいて、前記Ｂ／Ａの標準値が０．２から０．６の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されていることを特徴とする。

請求項１６の発明は、請求項１４に記載の光ディスクにおいて、前記Ｂ／Ａの標準値が０．４から０．５の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されていることを特徴とする。

請求項１７の発明は、請求項１４に記載の光ディスクにおいて、前記Ｂ／Ａの標準値が０．２となるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されていることを特徴とする。

なお、請求項２に記載の「標準レベル」とは、Ｓ字カーブが現れる前後の区間におけるフォーカスエラー信号の信号レベルを意味する。

また、請求項５ないし９に記載の「標準間隔」とは、形成誤差等に起因する間隔の揺らぎがないものとしたときの記録層間の間隔を意味する。たとえば、「標準間隔」は、記録層間の間隔をテストディスクの全領域に渡って平均化したときの間隔に相当する。

また、請求項１０ないし１３および請求項１４ないし１７に記載の「標準値」とは、形成誤差等に起因する記録層間の間隔の揺らぎがないものとしたときに基準光学系について求めたＢ／Ａの値を意味する。たとえば、「標準値」は、当該Ｂ／Ａの値をテストディスクの全領域に渡って平均化したときの間隔に相当する。

さらに、請求項１０および１４に記載の「基準光学系」とは、光学設計値および光学レイアウトが適正化された光学系を意味する。たとえば、「基準光学系」の光学設計値は、ＨＤ ＤＶＤ規格にて規定される光学設計値の許容範囲の中心値とされる。

本発明によれば、光ピックアップ装置におけるＳ字カーブの分離性能（層間分離特性）を円滑に評価することができる。本発明によって特性を管理することにより、層間分離性能が均一な光ピックアップ装置の供給が可能となる。また、光ディスクが請求項１４ないし１７の特徴を有していれば、このように特性が管理された光ピックアップ装置によって、当該光ディスクを円滑に再生することができる。

各請求項に係る発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により明瞭に理解されよう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。本実施の形態は、ＨＤに対応可能な光ピックアップ装置の特性を評価する際の評価方法に本発明を適用したものである。

まず、図１に、光ピックアップ装置の評価に用いるテストディスク１０の構成を示す。テストディスク１０は、再生専用型のＨＤ ＤＶＤ−ＲＯＭと略同様の物理フォーマットを有している。

図示の如く、テストディスク１０は、基板１１の上に、記録層１２と、中間層１３と、記録層１４と、基板１５と、印刷層１６を順番に積層した構造を有している。ここで、中間層の厚み（記録層１２、１４間の間隔）と、基板１１、１５の厚みおよび屈折率は、以下のとおり設定されている。

（１）基板１１、１５の厚み ：０．５９０（ｍｍ）
（２）基板１１、１５の屈折率：１．６（波長４０５ｎｍの場合）
（３）中間層１３の厚み ：２０μｍ

基板１１、１５は、ポリカーボネート等、波長４００ｎｍ程度のレーザ光を透過しやすい材料にて形成されている。この他、基板１１、１５を形成する材料として、ポリオレフィンや、ポリ乳酸等を主成分とする生分解材料を用いることもできる。基板１１、１５は、トラックパターン（ピット列）を有するスタンパを用いて射出成型により形成される。基板１１、１５の表面には、スタンパ上のトラックパターンが転写される。

なお、基板１１、１５の双方または何れか一方をガラス材料によって形成することもできる。この場合、０．５９０ｍｍよりもやや薄いガラス板の上に紫外線硬化樹脂を塗布し、その上に上記トラックパターンを有するスタンパを押し付けて紫外線を照射する。その後、スタンパをガラス板から引き離すことにより、ガラス板の上にトラックパターンが転写される。この場合、ガラス板と紫外線硬化樹脂の層を合わせた厚みが０．５９０（ｍｍ）となるよう調整される。

このように、基板１１、１５の双方または何れか一方をガラス材料によって形成することにより、テストディスク１０の反りや面ブレを抑えることができる。なお、特に基板１１はガラスで形成するのが好ましい。こうすると、光ピックアップ１００の特性評価の際に万一対物レンズが基板１１表面に衝突しても、基板１１表面の傷つきを防止することができ、テストディスク１０の耐久性を高めることができる。なお、基板１５の方もガラスにて形成すれば、テストディスク１０の反りや面ブレをより徹底して抑制することができ、光ピックアップ装置の特性評価をより円滑に行うことができる。さらに、測定時の温度変化や湿度変化による反りや面ブレが生じ難いため、有利である。基板１１、１５がガラスである場合、反りや面ブレが減ることで、光ピックアップ装置の評価時にこれらの影響が少なくなり、測定のばらつきが生じ難くなる。

記録層１２は、銀合金等の半透過性材料によって形成されている。また、記録層１４は、アルミニウムや銀等の高反射率材料によって形成されている。これら記録層１２、１４は、スパッタ等の手法によって、トラックパターンが転写された基板１１、１５の表面に薄膜形成される。

中間層１３は、波長４００ｎｍ程度の光に対する吸収率が低い紫外線硬化樹脂によって形成される。中間層１３は、記録層１２が積層された基板１１と記録層１４が積層された基板１５を貼り合わせる際の接着層として機能する。かかる貼り合わせ時には、記録層１２の表面に、中間層１３を形成する紫外線硬化樹脂が塗布され、その上に、記録層１４側から基板１５を重ね合わせる。その後、基板１１側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させる。これにより、中間層１３が形成され、この中間層１３を媒介として、基板１１と基板１５が貼り合わされる。

なお、ここでは、基板１１、１５の厚みを０．５９０ｍｍ、屈折率を１．６としたが、これに限定されるものではなく、基板１１、１５の厚みは０．５７〜０．６３ｍｍであっても良く、屈折率は１．５〜１．７（波長４００〜４１０の範囲において）であっても良い。

図２に、テストディスク１０のエリアフォーマットを示す。

レイヤー０（記録層１２）は、ディスク内周側から順に、システムリードインエリア、コネクションエリア、データリードインエリア、データエリア、ミドルエリアにエリア分割される。また、レイヤー１（記録層１４）は、ディスク内周側から順に、バーストカッティングエリア（ＢＣＡ）、システムリードアウトエリア、コネクションエリア、データリードアウトエリア、データエリア、ミドルエリアにエリア分割される。なお、レイヤー０には、ＢＣＡは配置されない。

ＢＣＡには、平坦な記録層１４をディスク円周方向に間欠的に消失させることにより、準拠する規格書のブック情報等が記録されている。なお、記録層１４の消失は、たとえば、高パワーレーザを用いて記録層１４を焼き切ることによって行われる。

システムリードインエリアには、螺旋状にピット列が配列され、これにより、当該テストディスク１０の物理パラメータ（ピットサイズ、トラックピッチ、等）に関する情報等が記録されている。

コネクションエリアは、レイヤー０、１とも、平坦な鏡面となっている。

レイヤー０のデータリードインエリア、データエリア、ミドルエリアには、螺旋状にピット列が形成されている。レイヤー１のデータリードアウトエリア、データエリア、ミドルエリアにも、螺旋状にピット列が形成されている。ただし、このピット列は、レイヤー０のピット列とは反対向きに旋回している。システムリードアウトエリアには、所定の情報が記録されている。

その他、本実施の形態におけるテストディスク１０の物理フォーマットは下表のとおりである。

次に、光ピックアップ装置の評価方法について説明する。まず、図３を参照して、２つのＳ字カーブの間に現れる平坦区間の時間長Ｂの測定手法について説明する。

同図（ａ）は、評価対象の光ピックアップ装置を用いて上記テストディスク１０に対しフォーカスサーチを行ったときのフォーカスエラー信号の波形を模式的に示す図である。図示の如く、テストディスク１０に対してフォーカスサーチを行うと、フォーカスエラー信号上に２つのＳ字カーブＳ０、Ｓ１が現れる。上記従来技術の項で述べた如く、中間層１３に対応するＭＬ区間の信号Ｗは、光ピックアップ装置の層間分離特性が劣化するに応じて、次第に、前後のＳ字カーブＳ０、Ｓ１に同化するようになる。よって、信号Ｗの平坦区間は、光ピックアップ装置の層間分離特性が劣化するに応じて短くなる。

同図（ｂ）は、平坦区間の時間長Ｂの測定方法を説明する図である。この測定方法では、まず、上記２つのＳ字カーブＳ０、Ｓ１について接線Ｌ０、Ｌ１が求められる。ここで、接線Ｌ０は、図示の如く、フォーカスエラー信号がＳ字カーブＳ０の２つ目のピークの振幅Ｐｂの１／２の大きさとなる位置において求められ、また、接線Ｌ１は、フォーカスエラー信号がＳ字カーブＳ１の１つ目のピークの振幅Ｐａの１／２の大きさとなる位置において求められる。そして、フォーカスエラー信号の基準レベルにこれら接線Ｌ０、Ｌ１が交わる２つの交点が求められ、これら交点間の時間幅が、平坦区間の時間長Ｂとして取得される。

なお、ここでは、フォーカスエラー信号がピーク振幅Ｐｂ、Ｐａの１／２の大きさとなる位置において接線Ｌ０、Ｌ１を求めたが、ピーク振幅Ｐｂ、Ｐａに対し同じ比率となる位置において接線Ｌ０、Ｌ１を求めればよく、たとえば、フォーカスエラー信号がピーク振幅Ｐｂ、Ｐａの１／４の大きさとなる位置において接線Ｌ０、Ｌ１を求めても良い。

また、ここでは、ピーク振幅Ｐｂ、Ｐａに対する比率によって接線Ｌ０、Ｌ１を求める位置を規定したが、同図（ｂ）に示す如く、Ｓ字カーブＳ０の２つ目のピークタイミングとＳ字カーブＳ１の１つ目のピークタイミングからそれぞれ同じ時間幅ΔｔだけＭＬ区間側にシフトしたフォーカスエラー信号の位置において、接線Ｌ０、Ｌ１を求めても良い。

本実施の形態では、このようにして平坦区間の時間長Ｂを求め、さらに、同図（ａ）に示すＳ字カーブＳ０、Ｓ１間の時間間隔Ａを求めた上で、Ｂ／Ａを演算し、その演算結果を、Ｓ字カーブＳ０、Ｓ１の分離度として取得するようにしている。ここで、時間間隔Ａは、Ｓ字カーブＳ０、Ｓ１が基準レベルとそれぞれ交わる２つの交点間の間隔を測定することにより求められる。このように求めた分離度は、以下のとおり、Ｓ字カーブＳ０、Ｓ１の分離具合を示す指標として適正なものとなる。

すなわち、中間層１３に対応するＭＬ区間の信号Ｗは、光ピックアップ装置の層間分離特性が劣化するに応じて、次第に、基準レベルから持ち上げられつつ平坦から傾き、前後のＳ字カーブＳ０、Ｓ１に同化する傾向がある。同図（ｂ）を参照して分かるとおり、前後のＳ字カーブＳ０、Ｓ１に対する信号Ｗの同化が進むと、前後のＳ字カーブＳ０、Ｓ１の波形の傾きが緩やかとなり、これに伴って、接線Ｌ０、Ｌ１の傾きも緩やかとなる。こうして接線Ｌ０、Ｌ１の傾きが緩やかとなると、これら接線Ｌ０、Ｌ１と基準レベルの交点の間隔が縮まり、平坦区間の時間長Ｂが短くなる。したがって、前後のＳ字カーブＳ０、Ｓ１に対する信号Ｗの同化が進み、Ｓ字カーブＳ０、Ｓ１の分離具合が低下すると、平坦区間の時間長Ｂが短くなることになる。他方、時間間隔ＡはＳ字カーブＳ０、Ｓ１の分離具合に拘らず一定である。よって、Ｂ／Ａを演算すれば、その算出値は、平坦区間の時間長Ｂの短長の程度、すなわち、Ｓ字カーブＳ０、Ｓ１の分離具合を示すものとなる。

図４は、光ピックアップ装置の特性を評価する際の流れを示すフロー図である。

図４（ａ）を参照して、特性評価時には、まず、評価対象の光ピックアップ装置を用いて、テストディスク１０に対しフォーカスサーチが行われる（Ｓ１０１）。次に、かかるフォーカスサーチ時に取得されたフォーカスエラー信号上の２つのＳ字カーブＳ０、Ｓ１の時間間隔Ａが上記の如くして求められる（Ｓ１０２）。また、上記図３（ｂ）を参照して説明した如くして、Ｓ字カーブＳ０、Ｓ１について、接線Ｌ０、Ｌ１が求められる（Ｓ１０３）。ここでは、上記図３（ｂ）に示す如く、ピーク振幅Ｐｂ、Ｐａの１／２の大きさとなる位置において接線Ｌ０、Ｌ１が求められる。そして、接線Ｌ０、Ｌ１とフォーカスエラー信号の基準レベルとが交わる交点間の時間間隔が平坦区間の時間長Ｂとして求められる（Ｓ１０４）。

このようにして時間間隔Ａと時間長Ｂが求まると、次に、Ｂ／Ａが演算され、その演算結果は予め決められた閾値α以上であるかが判別される（Ｓ１０５）。上記のようにテストディスク１０の中間層１３の厚みが２０μｍである場合、閾値αは、α＝０．１に設定される。ここで、Ｂ／Ａ≧αであれば（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、当該光ピックアップ装置の層間分離特性は適正であると評価される（Ｓ１０６）。他方、Ｂ／Ａ≧αでなければ（Ｓ１０５：ＮＯ）、当該光ピックアップ装置の層間分離特性は不適正であると評価される（Ｓ１０７）。

なお、図４（ａ）のフローのＳ１０３では、ピーク振幅Ｐｂ、Ｐａの１／２の大きさとなる位置において接線Ｌ０、Ｌ１を求めたが、ピーク振幅Ｐｂ、Ｐａの１／４の大きさとなる位置において接線Ｌ０、Ｌ１を求めても良い。また、図４（ｂ）のＳ１１０に示す如く、Ｓ字カーブＳ０の２つ目のピークタイミングとＳ字カーブＳ１の１つ目のピークタイミングからそれぞれ同じ時間幅ΔｔだけＭＬ区間側にシフトしたフォーカスエラー信号の位置において、接線Ｌ０、Ｌ１を求めても良い。図４（ｂ）のその他のステップは、同図（ａ）と同じである。なお、Ｓ１０５では、演算値Ｂ／Ａがα（＝０．１）以上であるかを判別したが、α（＝０．１）を超えるかを判別しても良い。

次に、図５（ａ）を参照して、上記閾値αの設定方法について説明する。同図（ａ）は、テストディスク１０の中間層１３の厚みを変化させつつ基準光学系を備えた光ピックアップ装置を用いて上記演算値Ｂ／Ａを実測した測定結果を示す図である。実測値は、同図中にプロットされている。なお、「基準光学系」とは、光学設計値および光学レイアウトが適正化された光学系のことである。

ここでは、基準光学系のレーザ波長λと対物レンズの開口数（ＮＡ）が、それぞれ、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５に設定されている。また、上記図３における接線Ｌ０、Ｌ１は、ピーク振幅Ｐｂ、Ｐａの１／４の大きさとなる位置において求められている。ピーク振幅Ｐｂ、Ｐａの１／４の大きさとなる位置において接線Ｌ０、Ｌ１を求めても、中間層１３の厚みと演算値Ｂ／Ａの関係は、図５（ａ）の場合と略同様となる。

図５（ａ）を参照して、テストディスク１０の中間層１３の厚みが上記の如く２０μｍに設定されている場合、基準光学系について実測された演算値Ｂ／Ａは、０．２をやや上回ることとなる。よって、上記の場合には、演算値Ｂ／Ａが０．２以上であれば、評価対象の光ピックアップ装置の層間分離特性は適正であると評価される。

しかし、中間層１３の厚みは、テストディスク１０の形成誤差等に起因して、２０μｍを中心に揺らぎが生じる可能性がある。このため、評価時にフォーカスサーチを行った領域の中間層１３の厚みが２０μｍから変動していると、層間分離特性が適正であるにも拘らず演算値Ｂ／Ａが０．２を下回る場合が起こり得る。たとえば、ディスク全面においての変動幅の最大値が７μｍであると仮定し、評価時にフォーカスサーチを行った領域がこの最大変動幅の位置であるとすると、その際の中間層１３の厚みは１３μｍとなる。この場合、基準光学系と同等の層間分離特性を有する光ピックアップ装置によって評価を行うと、図５（ａ）を参照して分かるとおり、演算値Ｂ／Ａは０．１程度となる。

上記図４のフロー図では、このような場合にも光ピックアップ装置の層間分離特性が適正であると判別されるよう、閾値αを、α＝０．１に設定した。なお、評価を厳しくして層間分離特性の適正化を図る場合には、閾値αを、０．１〜０．２の範囲に設定すると良い。

なお、上記では、テストディスク１０の中間層１３の厚みを２０μｍに設定したため、ディスク起因によるバラつきを考慮して、閾値αを０．１に設定したが、たとえば、テストディスク１０の中間層１３の厚みを３０μｍに設定する場合には、図５（ａ）から、閾値αは０．４程度に設定される。このように、閾値αはテストディスク１０の中間層１３の厚みに応じて適宜変更される。

以上のとおり、本実施の形態によれば、光ピックアップ装置の層間分離特性を円滑かつ適正に評価することができる。

なお、上記図４のフロー図に従う評価は、ピット長とトラックピッチの異なるシステムリードインエリア／システムリードアウトエリアとデータエリア（図２のデータ／データリードイン／データリードアウト）の両方で行うことが望ましく、また、テストディスク１０の内周部、中周部、外周部で行うのが望ましい。こうすると、トラックピッチとマーク長が異なって光学的干渉が異なった場合でも層間分離が正確にできることを確認できる。また、ピットのないコネクションエリアにて測定評価を行っても良い。さらに、上記実施の形態では、テストディスク１０にピットを形成したが、ピットを形成せずに記録層１２、１４を鏡面にて形成しても良い。この場合、コネクションアリア等の鏡面にはピットやトラックがないため、これらによる光学的干渉のない状態で光ピックアップ装置の特性を確かめることができる。

ところで、上記実施の形態では、テストディスク１０の中間層１３の厚みを２０μｍに設定したが、これ以外の厚みに設定することもできる。

図５（ａ）を参照すると、中間層１３の厚みが１３〜４０μｍの範囲にあるときに、中間層１３の厚みと演算値Ｂ／Ａの関係がリニアとなり、この範囲の前後では、両者の関係が急激に変化する。すなわち、中間層１３の厚みが１３μｍよりも小さくなると、演算値Ｂ／Ａが急激に低下するが、これは、層間クロストークの影響によるものと考えられる。

図５（ｂ）は、中間層１３の厚みと層間クロストーク（xtalk）の関係をシミュレーションしたものである。同図から分かるとおり、層間クロストーク(xtalk)は、記録層１２、１４の間隔（中間層１３の厚み）が小さくなるほど増加し、間隔が１４μｍ以下で５０％以上に達する。同図（ａ）の実測結果において、中間層１３の厚みが１３μｍよりも小さくなると演算値ｂ／ａが急速に低下するのは、層間クロストークによって、Ｓ字カーブＳ０、Ｓ１の分離が限界に達したことによるものと考えられる。このことから、テストディスク１０の中間層１３の厚みは、１３μｍ以上に設定する必要がある。中間層１３の厚みが１３μｍの場合、基準光学系によって測定したときの演算値Ｂ／Ａは０．１であるから、演算値Ｂ／Ａにて中間層１３の厚みを規定する場合には、演算値Ｂ／Ａが０．１以上となるように中間層１３の厚みを設定する必要がある。

他方、中間層１３の厚みが４０μｍを超える場合にも、演算値Ｂ／Ａが急激に低下する。これは、球面収差が生じたことによるものであり、中間層１３の厚みが４０μｍを超えると層間隔による正確なＳ字カーブが得られなくなることを示している。このときの演算値Ｂ／Ａは０．７である。よって、テストディスク１０の中間層１３の厚みは、４０μｍ以下、あるいは、演算値Ｂ／Ａが０．７以下となるよう設定する必要がある。

以上から、中間層１３の厚みは、１３μｍ〜４０μｍ程度に設定する必要がある。しかし、これは、中間層１３の厚みに揺らぎがないと想定した場合のものであって、実際には、上記の如く、ディスク形成誤差等によって、中間層１３の厚みに揺らぎが想定される。よって、この揺らぎを考慮すれば、テストディスク１０の中間層１３の厚みは、２０μｍ〜３５μｍ程度に設定するのが好ましく、さらに限定的には、より安定な評価を行うために、２５μｍ〜３０μｍ程度に設定するのが好ましい。

また、中間層１３の厚みを演算値Ｂ／Ａにて規定する場合には、中間層１３の厚みは、演算値Ｂ／Ａが０．１〜０．７程度となるよう設定する必要がある。しかし、これも、上記の場合と同様、中間層１３の厚みに揺らぎがないと想定した場合のものである。よって、この揺らぎを考慮すれば、テストディスク１０の中間層１３の厚みは、演算値Ｂ／Ａが０．２〜０．６程度となるよう設定するのが好ましく、さらに限定的には、演算値Ｂ／Ａが０．４〜０．５程度となるよう設定するのが好ましい。

本実施の形態による評価は、ディスクが静止した状態で行っても良い。これは、テストディスク１０がＲＯＭディスクで、よほど強いレーザ光を照射しなければ変形しないためであり、このように静止した状態で評価を行うと、ディスク回転による回転ぶれの影響を抑制でき、測定精度を高めることができる。

本実施の形態における評価方法は、表１に示したディスクパラメータのデータを正確に再生可能とする光ピックアップ装置に好適な検査方法であり、Ｎ．Ａ．が０．６〜０．９、レーザ波長が３９５〜４２０ｎｍの範囲の光学系を備え、かつ、基板の屈折率が１．４〜１．７５の範囲で、基板１１の厚みが０．５８〜０．６５、最短ピット長（２Ｔ）が０．４０８μｍ以下（システムリードイン）およびトラックピッチが０．６８μｍ以下（システムリードイン）の高密度多層光ディスクを再生可能な光ピックアップ装置の検査に好適なものである。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も、上記以外に種々の変更が可能である。たとえば、本発明は、層間が狭くなり層分離が重要な多層ブルーレイディスクの記録／再生に用いる光ピックアップ装置の特性評価およびそのために用いるテストディスクに適用することもできる。ブルーレイディスクは記録層間の厚みはＨＤと同じであるがカバー層の厚みがＨＤの基板厚と異なっているため、上記実施の形態に係るテストディスク１０の基板１１を厚さ０．１μｍのカバー層とすることで、ブルーレイディスク用のテストディスクを作成することが可能である。

なお、上記では、テストディスクにおける層間間隔の範囲を示したが、再生専用ディスクをテストディスクにおける層間間隔と同様の範囲に設定すれば、上記評価方法にて適正とされた光ピックアップ装置にて、当該再生専用ディスクを円滑に再生することができる。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

実施の形態に係るテストディスク１０の構成を示す図 実施の形態に係るテストディスク１０のエリアフォーマットを示す図 実施の形態に係る平坦区間の時間長Ｂの測定方法を説明する図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の評価方法を示すフロー図 実施の形態に係る閾値αの設定方法を説明する図 本発明の課題を説明する図

符号の説明

１０ テストディスク
１１ 基板
１２ 記録層
１３ 中間層
１４ 記録層
１５ 基板
１００ 光ピックアップ装置

Claims (17)

1. 積層方向に複数の記録層を有するテストディスクを用いて光ピックアップ装置の性能を評価する評価方法であって、
   評価対象の光ピックアップ装置に前記テストディスクに対するフォーカスサーチを行わせる第１の工程と、
   前記第１の工程において前記光ピックアップ装置について取得されたフォーカスエラー信号から当該フォーカスエラー信号上に連続して現れる第１および第２のＳ字カーブの分離度を検出する第２の工程と、
   前記第２の工程にて検出された前記分離度が閾値範囲にあるかを判定する第３の工程を備え、
   前記第２の工程は、前記第１のＳ字カーブと前記第２のＳ字カーブの間に存在する前記フォーカスエラー信号の平坦区間（Ｂ）を判定し、この平坦区間（Ｂ）と前記第１および第２のＳ字カーブの間隔（Ａ）の比率から前記分離度を検出する、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置の評価方法。
2. 請求項１に記載の光ピックアップ装置の評価方法において、
   前記第２の工程は、
   前記第１のＳ字カーブの２つ目のピーク位置から終端までの区間の予め決められた位置おいて当該第１のＳ字カーブに対し引かれる第１の接線を求める工程と、
   前記第２のＳ字カーブの始端から１つ目のピーク位置までの区間の予め決められた位置おいて当該第２のＳ字カーブに対し引かれる第２の接線を求める工程と、
   前記フォーカスエラー信号の基準レベルに前記第１の接線が交わる第１の交点と前記基準レベルに前記第２の接線が交わる第２の交点との間の区間を前記平坦区間（Ｂ）として取得する工程とを有する、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置の評価方法。
3. 請求項２に記載の光ピックアップ装置の評価方法において、
   前記第１の接線は、前記第１のＳ字カーブの２つ目のピークの振幅に対し所定の割合の大きさとなる前記第１のＳ字カーブの位置において求められ、
   前記第２の接線は、前記第２のＳ字カーブの１つ目のピークの振幅に対し前記割合と同じ割合の大きさとなる前記第２のＳ字カーブの位置において求められる、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置の評価方法。
4. 請求項２に記載の光ピックアップ装置の評価方法において、
   前記第１の接線は、前記第１のＳ字カーブの２つ目のピークから終端側に所定の信号区間だけずれた前記第１のＳ字カーブの位置において求められ、
   前記第２の接線は、前記第２のＳ字カーブの１つ目のピークから始端側に前記信号区間と同じ信号区間だけずれた前記第２のＳ字カーブの位置において求められる、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置の評価方法。
5. 請求項１ないし４の何れか一項に記載の光ピックアップ装置の評価方法において、
   前記テストディスクは、隣り合う前記記録層の標準間隔が２０μｍに設定され、
   前記分離度は、Ｂ／Ａの演算によって求められ、
   前記第３の工程は、Ｂ／Ａが０．１以上または０．１を超えるかを判定する、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置の評価方法。
6. 光ピックアップ装置の性能を評価するためのテストディスクにおいて、
   積層方向に複数の記録層を有し、
   隣り合う前記記録層間の標準間隔が１３μｍから４０μｍまでの範囲に設定されている、
   ことを特徴とするテストディスク。
7. 請求項６に記載のテストディスクにおいて、
   前記標準間隔が２０μｍから３５μｍの範囲に設定されている、
   ことを特徴とするテストディスク。
8. 請求項６に記載のテストディスクにおいて、
   前記標準間隔が２５μｍから３０μｍの範囲に設定されている、
   ことを特徴とするテストディスク。
9. 請求項６に記載のテストディスクにおいて、
   前記標準間隔が２０μｍに設定されている、
   ことを特徴とするテストディスク。
10. 請求項１に記載の評価方法に用いるテストディスクにおいて、
    基準光学系を有する光ピックアップ装置にて前記工程１ないし３を行って得られる前記パラメータ値ＡおよびＢからＢ／Ａを求めたとき、Ｂ／Ａの標準値が０．１から０．７の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されている、
    ことを特徴とするテストディスク。
11. 請求項１０に記載のテストディスクにおいて、
    前記Ｂ／Ａの標準値が０．２から０．６の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されている、
    ことを特徴とするテストディスク。
12. 請求項１０に記載のテストディスクにおいて、
    前記Ｂ／Ａの標準値が０．４から０．５の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されている、
    ことを特徴とするテストディスク。
13. 請求項１０に記載のテストディスクにおいて、
    前記Ｂ／Ａの標準値が０．２となるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されている、
    ことを特徴とするテストディスク。
14. 再生専用の光ディスクにおいて、
    基準光学系を有する光ピックアップ装置にて当該光ディスクに対しフォーカスサーチを行ったときにフォーカスエラー信号上に連続して現れる第１および第２のＳ字カーブ間の平坦区間（Ｂ）と前記第１および第２のＳ字カーブの間隔（Ａ）の比率Ｂ／Ａの標準値が０．１から０．７の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されている、
    ことを特徴とする光ディスク。
15. 請求項１４に記載の光ディスクにおいて、
    前記Ｂ／Ａの標準値が０．２から０．６の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されている、
    ことを特徴とする光ディスク。
16. 請求項１４に記載の光ディスクにおいて、
    前記Ｂ／Ａの標準値が０．４から０．５の範囲に含まれるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されている、
    ことを特徴とする光ディスク。
17. 請求項１４に記載の光ディスクにおいて、
    前記Ｂ／Ａの標準値が０．２となるよう隣り合う前記記録層間の間隔が設定されている、
    ことを特徴とする光ディスク。
    

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