JP4207341B2 - 光ディスク - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに係り、特に記録密度の異なる複数規格の情報を同一ディスクに記録し、互換再生可能な光ディスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディア等の興隆に伴い、ディジタル動画のような大容量の情報を取り扱う要請が生じており、大容量の情報を蓄積可能な光記録媒体（光ディスク）の要求が高まっている。そして、この光記録媒体（光ディスク）の記録容量に対する要求は、ますます大容量化の方向へ進んでいる。例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）の記録容量は、６５０ＭＢ（メガバイト）レベルであったが、ＤＶＤの登場により、その記憶容量は、例えば片面単層ディスクで４．７ＧＢ（ギガバイト）レベルにまで拡大された。
【０００３】
現在では、図８に示すような、光源の短波長化により２０ＧＢレベルの大容量記録が可能な「次世代高密度記録用光ディスク」が複数提案されている（例えば、平成１１年秋季応用物理学会学術講演会 講演予稿集、２ｐ−ＺＹ−７、３ｐ−ＺＣ−１〜２参照）。
【０００４】
図８に示す次世代高密度記録用光ディスクは、適当な基板１の最表面に凹凸形状部が形成され、ＣＤと同様に、アルミニウム（Ａｌ）等の金属薄膜からなる反射膜層を堆積し、高密度記録領域３ａとしている。そして、高密度記録領域３ａの形成後、厚さ１００〜１２０μｍ程度の保護層（シート等を使用）６を高密度記録領域３ａの上に設けている。図８に示す次世代高密度記録用光ディスクの再生時は、保護層６側より、波長λ＝４１０ｎｍ帯のレーザ光（高密度記録領域読取り光）９を、開口数（ＮＡ）＝０．７〜０．８５程度のレンズを用いて集光して照射し、反射光から高密度記録領域３ａに記録された情報を読取る。図８に示す次世代高密度記録規格の光ディスクでは、主に基板傾きによる収差発生を防止する目的から、読取り時に透過する媒体、即ち保護層６の厚さｔｐを、ｔｐ＜１００〜２００μｍ程度に薄くし、保護層６を介して高密度記録領域読取り光９を照射して再生する方法が複数提案されている。つまり、厚い主基板（高密度光ディスク基板）１を高密度記録領域読取り光９が透過しないように光学的設計のなされた構造が複数提案されている。
【０００５】
図８に示す次世代高密度記録用光ディスクのレベルの高密度光記録媒体が市販されるようになれば、現在のＤＶＤは中密度光記録媒体とみなされるであろう。そして、市場には、ＣＤ等の低密度光記録媒体、ＤＶＤなどの中密度光記録媒体、及び上記のような高密度光記録媒体が混在し、複数の規格が併存する状況となるであろうと予測される。
【０００６】
図７はＣＤの構造例を示す断面図である。図７に示すように、ＣＤは、厚さｔＤ＝１．２ｍｍ±０．１ｍｍ、直径１２ｃｍあるいは８ｃｍの透明基板１の表面に凹凸形状部を形成し、更にアルミニウム（Ａｌ）等の全反射膜層を堆積して記録領域３ｂを形成している（本発明においては、以後、ＣＤ相当の記録領域を「低密度記録領域」３ｂと呼ぶこととする。）。そして、通常最表面には、保護層６が形成されている。図７に示すＣＤを再生する時は、凹凸形状部（低密度記録領域）３ｂを形成した透明基板（第１の基板）１の裏面側から、波長λ＝７８０ｎｍ帯のレーザ光（低密度記録領域読取り光）１０を、ＮＡ＝０．４５程度のレンズを用いて集光して照射し、その反射光から凹凸形状部（低密度記録領域）３ｂに記録された情報を読取る。
【０００７】
一方、図７と図８の中間の記録密度を有するＤＶＤでは（本発明においては、以後、ＤＶＤ相当の記録領域を「中密度記録領域」と呼ぶこととする。）、基板２枚の張り合わせを前提としているため、他規格と両立する光ディスクの作成にはやや困難が生じる。
【０００８】
図９はＤＶＤ２層光ディスクの例である。厚さｔｓ＝０．６ｍｍ、直径１２ｃｍの透明な第１の基板１３及び第２の基板１１の各々の表面に記録ピットを形成し、第２の基板１１側には半透明膜、第１の基板１３側にはＣＤ等と同様の全反射膜層を形成し、透明な接着層１６を介して張り合わせを行なう。この際の２層の間隔は５５±１５μｍと規格に定められている。再生時は、半透明膜を形成した第２の基板１１の側から、波長６５０ｎｍ帯のレーザ光を用いた第１の記録領域読取り光１５ｂ及び第２の記録領域読取り光１５ａを、ＮＡ＝０．６程度のレンズで集光させ、反射光から、第１の記録領域１４及び第２の記録領域１２に記録された情報を得る。第１の記録領域１４及び第２の記録領域１２とも、レンズのフォーカシング動作で層選択を行なうことで、再生可能である。
【０００９】
なお、ＤＶＤ単層光ディスクの場合は、上方の第１の基板１３を平板とし、下方の第２の基板１１のみに記録ピットを形成し、この記録ピットに全反射膜層を形成した構造となる。
【００１０】
このように、現在は、ＣＤ等の低密度光記録媒体とＤＶＤなどの中密度光記録媒体とが混在している。ユーザの取り扱いの煩雑さや再生装置の重複を避ける目的から、低密度記録規格と中密度記録規格の光ディスクを、同一再生装置で再生する技術も多く発表されている。つまり、ＤＶＤ再生装置においても、先行規格であるＣＤとの互換再生機能が事実上必須とされている。
【００１１】
このため、再生装置側では、複数の光源や、複数の基板厚さに適合する光学系が開発されてきた。同時に、光ディスク側でも、このような互換性実現のための試みが開始されている。例えば、「スーパー・オーディオＣＤ（ＳＡＣＤ）」として商品化され始めた、言わば、中密度音楽用光ディスクでは、図１０に示すような「ハイブリッドＳＡＣＤ」と称する多層構造の光ディスクが提案されている（特開平９−９１７５２号公報等参照）。このハイブリッドＳＡＣＤは、第１の基板１９と第２の基板２１の２枚の基板を張り合わせ、中間に中密度記録領域２０、最上層にＣＤ規格の低密度記録領域２２を設けることにより、再生装置の互換性を可能としている。即ち、厚さｔＳ＝０．６ｍｍ、直径１２ｃｍの透明の第１の基板１９の表面に凹凸形状部を形成し、この凹凸形状部の上に半透明膜を堆積し、中密度記録領域２０を形成している。更に、第１の基板１９と同様な、厚さ０．６ｍｍ、直径１２ｃｍの透明の第２の基板２１の表面に凹凸形状部を形成し、この凹凸形状部の上にはＣＤ等と同様の全反射膜層を堆積し低密度記録領域２２を形成している。そして、第１の基板１９及び第２の基板２１を透明な接着層１６で張り合わせている。２枚の基板を張り合わせている点では、図９に示したＤＶＤ２層光ディスクと基本的に同じである。ただし、ハイブリッドＳＡＣＤでは、上方の第２の基板２１の最上部に凹凸形状部（低密度記録領域）２２が位置するようにし、下方の第１の基板１９の最上部に中密度記録領域２０が位置するようにし、それぞれの基板の方向を合わせている。こうして、最上部の凹凸形状部層（低密度記録領域）２２は、ＣＤ規格に準拠した凹凸形状部が形成され、光ディスクの中央部には中密度記録領域２０が形成されている。図１０に示すハイブリッドＳＡＣＤの再生方法は２種類存在する。
【００１２】
（ａ）ＳＡＣＤとしての再生時は、半透明膜からなる中密度記録領域２０を形成した第１の基板１９の側から、波長λ＝６５０ｎｍ帯のレーザ光（中密度記録領域読取り光）１５ｃを、ＮＡ＝０．６程度のレンズを用いて集光して照射し、反射光から中密度記録領域２０に記録された情報を読取る。即ち、ＤＶＤと同等の再生方法である。
【００１３】
（ｂ）一方、ＳＡＣＤとしての記録密度（情報量）は得られないものの、ＣＤとみなしての再生も可能である。この再生時は、第１の基板１９の側から、波長λ＝７８０ｎｍ帯のレーザ光（低密度記録領域読取り光）１０を、ＮＡ＝０．４５程度のレンズを用いて集光して照射し、反射光から情報を読取る。
【００１４】
こうして、図１０に示すハイブリッドＳＡＣＤを、ＣＤ再生装置を用いて再生すれば、ハイブリッドＳＡＣＤを通常のＣＤとみなしての再生が可能となる。このように、ハイブリッドＳＡＣＤ方式を用いれば、同一コンテンツを、従来ＣＤと、ＳＡＣＤ（高品位音響）の２種の方式で１枚の光ディスクに格納出来るため、この光ディスクのみ購入することで、他の（広く普及した）従来のＣＤ再生装置でも互換再生が可能であるという利点を有する。このため、消費者は、再生装置を問わず、同一コンテンツは１枚の購入で済む。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、高密度・大容量化の要求から、現在のＤＶＤ規格よりも更に高密度の次世代高密度記録規格が登場すると、現在のＣＤ相当の「低密度記録規格」，ＤＶＤ相当の「中密度記録規格」に加え、「高密度記録規格」の第３の規格が加わることになる。従って、再生装置が複雑化するのみならず、従来普及しているＣＤ再生装置のみや、ＤＶＤ再生装置のみを保有するユーザに対するコンテンツ供給を妨げる危険を有する。
【００１６】
図１０に示したハイブリッドＳＡＣＤは、ＣＤ再生装置のみを保有するユーザにもＣＤ品位でのコンテンツを供給可能としたものである。しかし、ＤＶＤ相当の中密度記録領域２０を持つ第１の基板１９と、ＣＤ相当の低密度記録領域２２を持つ第２の基板２１を独立に作製し、張り合わせる構造となっているため、光ディスクの製造コストが高くなるという欠点を有する。つまり、ＣＤ製造コストとＳＡＣＤ製造コストの両方が重畳され、コスト高となる。これゆえ、現実にソフト製作（ソフトメーカ）側の同意が得られず、製品としてのハイブリッドＳＡＣＤは事実上皆無となっている。
【００１７】
また、複数層を同一表面方向から再生するためには、中密度記録領域２０は半透過層にする必要があり、反射率の低下から特性の劣化を招いていた。この解決のために波長選択膜を使用すると、更に、コスト高になるという欠点を有していた。
【００１８】
また、光ディスクにおいては、読取り光が透過する光透過層の厚みｔは厳密に制御する必要があるので、図１０に示したハイブリッドＳＡＣＤや、図９に示したＤＶＤ２層ディスクにおいて、接着層１６の厚さを含めて各層の厚さ、及び全体の厚さを厳密に制御する必要があり、コスト高の原因となっていた。即ち、光透過層の厚みｔの厚み誤差Δｔは、対物レンズの設計中心、ＮＡ値、及び読取り光の波長λ等により上限がある。光透過層の厚み誤差Δｔが、スポットに与える収差量は、ＮＡ値及び読取り光の波長λに規定される。具体的には、システム側の要請として、ＣＤの場合には、ＮＡ＝０．４５の場合は、光透過層の厚み誤差ΔｔＣＤの上限（規格）は±１００μｍである。ＤＶＤの場合には、ＮＡ＝０．６において、光透過層の厚み誤差ΔｔＤＶＤの上限（規格）は±３０μｍとされている。図９に示したＤＶＤ２層ディスクの場合、接着層１６の部分の間隔Δｄ＝５５±１５μｍが規格として規定されているのは、Δｄを２｜ΔｔＤＶＤ｜＝６０μｍ程度に納める必要があるからである。
【００１９】
このような、ＣＤ規格とＤＶＤ規格の光ディスクが併存する状況に対応した再生互換の問題は、現在のＤＶＤ規格が中密度記録規格とみなされるであろう次世代の高密度記録規格が実用化される際にも当然予想される状況である。即ち、近い将来、ＤＶＤ規格（中密度記録規格）と、ＤＶＤ規格よりも高密度の光ディスク規格（高密度記録規格）との再生互換の問題が現実化すると予想される。従って、次世代高密度記録規格（高密度記録規格）とＤＶＤ規格（中密度記録規格）との両用再生可能な光ディスク構造が課題となっている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題に鑑み、安価で、且つ特性劣化なく、現在の低密度記録規格（ＣＤ規格）よりも高密度の次世代高密度記録規格（高密度記録規格）と低密度記録規格（ＣＤ規格）とが、両用再生可能な光ディスクを提供しようとするものである。
【００２１】
本発明の他の目的は、低密度記録規格、中密度記録規格及び高密度記録規格（次世代高密度記録規格）と記録密度の異なる３規格の光ディスクに対して、互換性を有し、それぞれの規格で再生可能で、安価な光ディスクを提供することである。
【００２２】
本発明のさらに他の目的は、接着層等の中間層の厚さを含めて各層の厚さの制限が緩やかで、所望の厚さを容易に実現でき、低コスト化が容易な複数規格互換再生可能な光ディスクを提供することである。
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、低密度記録領域、及びこの低密度記録領域よりも記録密度の高い高密度記録領域を有する光ディスクにおいて、主表面に低密度記録領域と低密度記録領域よりも外周側に高密度記録領域とが形成され、且つ低密度記録領域に記録された情報を読み出すための光を透過させる透明な光学材料からなり、ＣＤ規格厚を有する基板と、この基板の主表面に形成された低密度記録領域と高密度記録領域とで幾何学的寸法が異なる凹凸形状部と、凹凸形状部の表面に、低密度記録領域及び高密度記録領域の全体に亘って形成された反射膜層と、この反射膜層の上部に形成され、高密度記録領域に記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さを有し、高密度記録領域に記録された情報を読み出すための光を透過させる透明薄膜の保護層とからなる光ディスクであることである。なお、「凹凸形状部」とは、トラック案内溝及び記録ピットからなる凹凸形状を有する部分である。そして、凹凸形状部の表面に、反射膜層を形成することにより、内周側領域を低密度記録領域、外周側領域を高密度記録領域にしている。保護層は、高密度記録領域に記録された情報を読み出すための光（高密度記録領域読取り光）を透過する透明薄膜から構成されている。さらに、この保護層は、高密度記録領域に記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さを有する。この保護層の「高密度記録領域に記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さ」ｔpの最大厚みは、ディスクチルト等のシステム的許容度を総合的に勘案した上で、主に対物レンズの光学的設計で定まる。例えば、高密度記録領域をこの保護層を透過して読取る光（高密度記録領域読取り光）の波長λ、及び高密度記録領域に読取り光を照射するレンズのＮＡ値等が考慮される。一方、保護層の光学的厚さｔpの下限ｔpminは、高密度記録領域を保護する保護機能が確保されるかによって決まる。
【００２４】
本発明の第１の特徴に係る光ディスクは、高密度記録領域に記録された情報を読取る際には、高密度記録領域読取り光が保護層を透過するように、保護層が形成された基板の主表面側から入射する。一方、低密度記録領域に記録された情報を読取る際には、基板の他の主表面、即ち、裏面側から、低密度記録領域読取り光がＣＤ規格厚を透過して、低密度記録領域に入射する。
【００２５】
このように、高密度記録領域読取り光と低密度記録領域読取り光は、再生時の入射面が逆である。このため、低密度記録領域に対しては、保護層の光学的厚さｔｐは光学的に関与しない。一方、次世代高密度記録用光ディスクでは、基板厚ｔＤは光学的に関与していない。従って、基板厚ｔＤを低密度記録領域、保護層厚ｔｐを高密度記録領域に最適化することが出来る。
【００２６】
本発明の第１の特徴に係る光ディスクによれば、基板と保護層の厚さの合計を、許容範囲ΔｔＣＤを考慮したＣＤ規格厚ｔＤの範囲内に設定することが容易に可能である。高密度記録領域読取り光と低密度記録領域読取り光の、再生時の入射面が互いに逆であるであるためである。
【００２７】
本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいては、低密度記録領域は、ＣＤ規格（低密度記録規格）とし、高密度記録領域は次世代高密度記録規格とすることが可能である。このようにしておけば、次世代高密度記録用光ディスクの普及時において、従来システム（ＣＤ再生装置）との光ディスク側互換性を可能にするものである。次世代高密度記録用光ディスクで想定される高品位映像の同一内容を、ＣＤの記録密度で記録することは所詮無理である。しかし、本発明の第１の特徴に係る光ディスクの高密度記録領域に、例えば高解像度画像・音声情報を収録し、低密度記録領域に、例えば、高密度記録領域に記録された情報の代表的、あるいは要約情報の収録、ビデオＣＤ規格での予告編の収録、映画主題歌やサウンドトラック等の収録をしておけば、ＣＤ再生装置で低密度記録領域の情報を再生することが可能となる。あるいは、高密度記録領域にはゲームプログラムを記録し、低密度記録領域には、このゲームのユーザデータを記録するようにしても良い。
【００２８】
本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域と、高密度記録領域の境界を定める円の直径が８ｃｍとしておけば、規格として存在する８ｃｍＣＤとして認知することが出来るので、良好に再生動作が可能である。
【００２９】
また、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域の更に内周側に、高密度記録領域再生時のリードインエリアを配置しておくと好都合である。低密度記録領域及び高密度記録領域の２領域からなる光ディスク以外の次世代高密度記録用光ディスクでは、最内周から高密度記録がなされるのが通常であるからである。つまり、この次世代高密度記録規格の光ディスクのリードインエリアを、ＣＤ規格のリードインエリアよりも内周側に設定しておけば、次世代高密度記録用光ディスク再生時には、この高密度リードインエリアを最初に再生出来る。更に、本発明の光ディスクであるか、従来型の次世代高密度記録用光ディスクであるか否かの情報を記録しておくことも出来る。更に、再度、高密度記録領域がスタートする半径、アドレス等を記録しておくことにより、問題なく本発明の光ディスクの高密度記録領域を再生することも可能である。
【００３０】
また、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域の保護層側と、高密度記録領域の基板の裏面側との、いずれか一方、若しくは両方に、レーベルを設けても良い。低密度記録用レーベル及び高密度記録用レーベルを設けることにより、各規格の表面であることを表示出来るので、容易に面の選択が可能となる。
【００３１】
また、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域を、低密度追記型記録領域、書換え型記録領域としても良い。この低密度追記型記録領域、書換え型記録領域は、ＣＤ−Ｒ、あるいはＣＤ−ＲＷ規格に準拠するように構成出来る。
【００３６】
本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域及び高密度記録領域に形成される記録ピットの深さを等しくしておけば、一回のエッチングで、記録ピットを形成出来るので、原盤マスタリングが容易になる。
【００３７】
また、低密度記録領域及び高密度記録領域に、連続した１本のトラック案内溝を形成しておけば、原盤マスタリングは連続した一回の工程で可能である。
【００３８】
また、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域及び高密度記録領域に、独立したトラック案内溝をそれぞれ形成するようにすれば、マスタリング光学系を各々専用に用意することが出来、より特性良好な原盤マスタリングが可能である。
【００３９】
更に、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、内周側領域及び外周側領域のトラック案内溝が、同一方向螺旋として形成しておけば、光ディスク上下に各々の再生ピックアップを搭載した再生装置を用い、上下の反転を伴わず、且つスピンドル回転方向を一方向に限定して、簡易な再生装置での再生が可能となる。この構造は、ゲーム機におけるプログラム再生とユーザデータ記録を兼ねる用途において、光ディスク反転や入れ替えを伴わない構造として、好適である。
【００４０】
更に、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、内周側領域の記録ピットと外周側領域の記録ピットは凹凸が同一方向であっても、互いに反転方向の関係で形成されていてもかまわない。
【００４１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の第１乃至第６の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００４２】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクは、基板１、この基板１の主表面に設けられ内周側領域５と外周側領域４とを有する凹凸形状部、凹凸形状部の表面に配置された反射膜層、この反射膜層の上部に形成された保護層（シート）６とから構成されている。
【００４３】
ここで、基板１は、透明な光学材料からなる透明基板であり、ＣＤ規格厚ｔＤ＝１．２ｍｍ±０．１ｍｍを有する。基板１に用いる透明基板としては、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂よりなるプラスチック基板やガラス基板等が好適である。基板１の主表面に設けられた凹凸形状部の外周側領域４は、内周側領域５とはその表面の幾何学的寸法を異にする。ここで、「凹凸形状部」とは、トラック案内溝及び記録ピットからなる凹凸形状を有する部分である。例えば、内周側領域５はトラックピッチ１．６μｍのトラック案内溝からなるＣＤ規格の凹凸形状とし、外周側領域４は、トラックピッチ０．３６μｍのトラック案内溝からなる次世代高密度記録規格の凹凸形状とすれば良い。そして、凹凸形状部の表面に、反射膜層を形成することにより、内周側領域５を低密度記録領域３ｂ、外周側領域４を高密度記録領域３ａとしている。反射膜層は、７０％以上、好ましくは９０％以上の反射率を有する全反射膜層である。この全反射膜層は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）等の金属薄膜から構成すれば良い。この結果、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクの記録面は半径方向に２領域に分割され、内周部に、例えばＣＤ規格の内周側領域５、外周部に外周側領域４を配置している。
【００４４】
保護層（シート）６は、高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さを有する透明薄膜から構成されている。例えば、紫外（ＵＶ）線硬化樹脂等の薄膜を保護層６として使用出来る。この保護層６の「高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さ」ｔｐは、ディスクチルト等のシステム的許容度を総合的に勘案した上で、主に対物レンズの光学的設計で定まる。前述の物理学会学術講演会の発表例等の構想においては、最大厚みｔｐｍａｘ＝２００μｍ程度とされている。一方、保護層６の光学的厚さｔｐの下限ｔｐｍｉｎは、高密度記録領域３ａを保護する保護機能が確保されるかによって決まる。即ち、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクの信頼性や、レンズの保護層６の表面への衝突の影響を考慮するとｔｐｍｉｎ＝１０μｍ以上であることが好ましい。従って、保護層６の光学的厚さｔｐはｔｐ＝１０μｍ乃至２００μｍである。保護層６の光学的厚さｔｐは、より好ましくはｔｐ＝１００〜１２０μｍ程度とすれば良い。
【００４５】
本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクは、高密度記録領域３ａに記録された情報を読取る際には、高密度記録領域読取り光９が保護層６を透過するように、保護層６が形成された基板１の主表面側（上面）から入射する。一方、低密度記録領域３ｂに記録された情報を読取る際には、基板１の他の主表面、即ち、裏面側から、低密度記録領域読取り光１０がＣＤ規格厚ｔＤ＝１．２ｍｍ±０．１ｍｍを透過して、内周側領域５に入射する。
【００４６】
このように、高密度記録領域読取り光９と低密度記録領域読取り光１０は、再生時の入射面が互いに逆である。このため、低密度記録領域３ｂに対しては、保護層６の光学的厚さｔｐは光学的に関与しない。一方、次世代高密度記録用光ディスクとしての高密度記録領域３ａでは、基板厚ｔＤは光学的に関与していない。従って、基板厚ｔＤを低密度記録領域３ｂ、保護層６の厚さｔｐを高密度記録領域３ａに最適化することが出来る。
【００４７】
光ディスクにおいては、情報記録領域にまで到達する光透過層の厚み誤差Δｔについて厳しい要求がある。既に説明したように、ＣＤの場合には、ＮＡ＝０．４５において、光透過層の厚み誤差Δｔの規格はΔｔCD＝±１００μｍである。本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクによれば、基板１と保護層６の厚さの合計を、ＣＤ規格厚ｔDの許容範囲ΔｔCD内に設定することが容易に可能である。これは、上述したように、高密度記録領域読取り光９と低密度記録領域読取り光１０の、再生時の入射面が互いに逆であるためである。例えば、保護層の光学的厚さｔpを、ｔp＝１００μｍ以下とすれば、基板１と保護層６の厚さの合計を、許容範囲Δｔを考慮したＣＤ規格厚ｔD＋｜ΔｔCD｜の範囲内に設定出来る。最初に基板１の厚さをｔD−｜ΔｔCD｜に選んでおけば、保護層６の光学的厚さｔpは最大２｜ΔｔCD｜の範囲まで選択できることになる。従って、保護層６の光学的厚さｔpは、先に述べた最大値２００μｍ迄の範囲で選んでおけば、許容範囲を満足することが可能である。従って、次世代高密度記録用光ディスクの製法そのままで、ＣＤ規格の光ディスク構造も満たすことが可能となる。
【００４８】
既に述べたように、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクにおいては、内周側領域５は、ＣＤ規格（低密度記録規格）とし、外周側領域４は次世代高密度記録規格とすることが可能である。このようにしておけば、次世代高密度記録用光ディスクの普及時において、従来システム（ＣＤ再生装置）との光ディスク側互換性を可能に出来る。次世代高密度記録用光ディスクで想定される高品位映像の同一内容を、ＣＤの記録密度で記録することは所詮無理である。しかし、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクの外周側領域４に、例えば高解像度画像・音声情報を収録し、内周側領域５に、例えば、外周側領域４に記録された情報の代表的、あるいは要約情報の収録、ビデオＣＤ規格での予告編の収録、映画主題歌やサウンドトラック等の収録をしておけば、ＣＤ再生装置で内周側領域５の情報を再生することが可能となる。あるいは、外周側領域４にはゲームプログラムを記録し、内周側領域５には、このゲームのユーザデータを記録するようにしても良い。
【００４９】
（第２の実施の形態）
図２に示す本発明の第２の実施の形態に係る光ディスクは、第１の実施の形態に係る光ディスクと同様に、基板１、この基板１の主表面に設けられ内周側領域５と外周側領域４とを有する凹凸形状部、凹凸形状部の表面に配置された反射膜層、この反射膜層の上部に形成された保護層（シート）６とから構成されている。そして、凹凸形状部の表面に反射膜層を形成することにより、内周側領域５を低密度記録領域３ｂ、外周側領域４を高密度記録領域３ａとしている。保護層（シート）６は、高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さｔｐを有している。更に、本発明の第２の実施の形態に係る光ディスクは、内周側領域５の保護層６側に低密度記録用レーベル２３を設け、外周側領域４の基板１の裏面側に高密度記録用レーベル２４を設けている。
【００５０】
本発明の第２の実施の形態に係る光ディスクは、外周側領域４に記録された情報を読取る際には、図２に示すように、高密度記録領域読取り光９が基板１の主表面側（上面）から入射する。一方、内周側領域５に記録された情報を読取る際には、基板１の他の主表面（下面）側から、低密度記録領域読取り光１０が内周側領域５に入射する。しかし、図２から分かるように、高密度記録領域読取り光９及び低密度記録領域読取り光１０が透過しない領域が存在するので、この領域に低密度記録用レーベル２３及び高密度記録用レーベル２４を配置することが可能である。そして、第１の実施の形態で説明したように、高密度記録領域読取り光９と低密度記録領域読取り光１０は、再生時の入射面が逆であるため、基板１の基板厚ｔＤを内周側領域５、保護層６の厚さｔｐを外周側領域４に最適化することが出来る。そして、基板１と保護層６の厚さの合計を、ＣＤ規格厚ｔＤの許容範囲ΔｔＣＤ内に設定することが容易に可能である。
【００５１】
２種の光ディスクを同じ側から再生する再生装置においては、各々で光ディスク面を反転しての再生が必要である。図２に示す本発明の第２の実施の形態に係る光ディスクにおいては、低密度記録用レーベル２３及び高密度記録用レーベル２４を用いて、低密度記録規格の表面であるのか、高密度記録規格の表面であるのかを表示することが出来るので、ユーザは、容易に面の選択が可能である。
【００５２】
また、コンテンツ記録の際、例えば、外周側領域４に高画質映画を記録し、高密度記録用レーベル２４にその内容を表示し、内周側領域５にサウンドトラックの音声情報を記録し、低密度記録用レーベル２３に音声情報である旨表示しても良い。例えばライブコンサートの記録映像では、オープニング曲の音声情報を内周側領域５に記録し、低密度記録用レーベル２３にその旨表示しても良い。これらにより、同一タイトルで、容量の大幅に異なるコンテンツを共存出来、ユーザは容易に面の選択が可能となる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
図３に示す本発明の第３の実施の形態に係る光ディスクは、第１の実施の形態に係る光ディスクと同様に、基板１、この基板１の主表面に設けられ内周側領域５と外周側領域４とを有する凹凸形状部、凹凸形状部の表面に配置された反射膜層、この反射膜層の上部に形成された保護層（シート）６とから構成されている。そして、凹凸形状部の表面に、反射膜層を形成することにより、内周側領域５を低密度記録領域３ｂ、外周側領域４を高密度記録領域３ａとしている。更に本発明の第３の実施の形態に係る光ディスクは図３に示すように、内周側領域（低密度記録領域）５の更に内周側に高密度記録領域再生時のリードインエリア（高密度記録領域リードインエリア）２５を配置している。
【００５４】
図３に示すように、規格に準じて最内周に高密度記録領域リードインエリア２５を設け、また境界部にリードアウトエリアを設けることで、プレーヤもＣＤとして認知しうる。また、この境界部がなす円の直径を約８ｃｍとすることで、規格として存在する８ｃｍＣＤとして認知され、良好に再生動作を行なうことが可能である。
【００５５】
この境界部の外周部側の領域は、外周側領域４として構成されているので、記録ピットも高密度記録規格で形成されている。外周側領域４は、記録ピットの上部の保護層６側から高密度記録領域読取り光を照射して再生する構造とされている。従って、次世代高密度記録用光ディスクとして再生しようとする際は、境界部の外周部側の領域が、世代高密度記録用光ディスクとしての光学仕様を満足するため、良好に再生動作が行なわれる。図３に示す本発明の第３の実施の形態に係る光ディスにおいても、保護層（シート）６は、高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さｔｐを有している。即ち、保護層６は、１００〜１２０μｍの透明層として、内周側領域５を構成する低密度記録領域、外周側領域４及び高密度記録領域リードインエリア２５を構成する高密度記録領域の上部に設けられている。
【００５６】
従来提案されている（本発明の内周側領域５及び外周側領域４の２領域からなる光ディスク以外の）次世代高密度記録用光ディスクでは、最内周から高密度記録がなされるのが通常である。従って、この次世代高密度記録規格の光ディスクのリードインエリアを、ＣＤ規格のリードインエリアよりも内周側に設定すれば、次世代高密度記録用光ディスク再生時には、この高密度リードインエリアを最初に再生出来る。このため、本発明の光ディスクであるか、従来型の次世代高密度記録用光ディスクであるか否かの情報を記録しておくことが出来る。更に、再度、外周側領域４がスタートする半径、アドレス等を記録しておくことにより、問題なく本発明の光ディスクの外周側領域４を再生することが可能である。
【００５７】
（第４の実施の形態）
図４に示す本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクは、ＤＶＤ等の中密度記録領域も含めた３規格互換再生が可能な光ディスクである。即ち、本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクは、第１の基板１９；この第１の基板１９の第１の主表面に設けられた第１凹凸形状部；この第１凹凸形状部の表面に第１反射膜層を配置して構成された中密度記録領域２０；この中密度記録領域２０の表面に設けられた接着層１６；この接着層１６に第２の主表面を接した第２の基板２１；この第２の基板２１の第１の主表面に設けられた第２凹凸形状部；この第２凹凸形状部の表面に配置された第２反射膜層；この第２反射膜層の表面に形成された保護層６とから構成されている。
【００５８】
第１凹凸形状部の表面に配置された第１反射膜層は、第２波長λ２の中密度記録領域読取り光１５ｄを反射し、第１波長λ１の低密度記録領域読取り光１０を透過する波長選択性を有した半透明膜（ハーフミラー）である。この波長選択性を有した半透明膜は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化膜（ＳｉＯ２）、窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）等の所定の組み合わせを用いた誘電体多層膜を用いることが出来る。
【００５９】
第１の基板１９は、第１及び第２の主表面を有した透明な光学材料からなり、ＣＤ規格厚ｔＤの１／２の厚さ（＝０．６ｍｍ）を有し、直径は１２ｃｍである。
【００６０】
そして、接着層１６は、第１波長λ１の低密度記録領域読取り光１０を透過する波長選択性を有した接着剤から構成されている。また第２の基板２１は、第１及び第２の主表面を有し、第１の基板１９と等しい厚さ（＝０．６ｍｍ）と直径（＝１２ｃｍ）を有する。第１の基板１９及び第２の基板２１には、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂よりなるプラスチック基板やガラス基板等が使用可能である。第２の基板２１の第１の主表面に設けられた第２凹凸形状部は、内周側領域５と、この内周側領域５とは幾何学的寸法の異なる外周側領域４とを有する。そして、第２反射膜層は、第２凹凸形状部の表面に、内周側領域５を低密度記録領域３ｂ、外周側領域４を高密度記録領域３ａとするようにして配置されている。第２反射膜層は、７０％以上、好ましくは９０％以上の反射率を有する全反射膜層である。この全反射膜層は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）等の金属薄膜から構成すれば良い。保護層６は、透明薄膜から構成され、第１の実施の形態で説明した高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さｔｐを有する。
【００６１】
即ち、本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクは、図４に示すように、上方の第１の基板２１の最上部に高密度記録領域３ａ及び低密度記録領域３ｂが位置するように、第１の基板２１及び第２の基板１９を同方向に向け、透明な接着層１６で張り合わせている。
【００６２】
本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクにおいては、例えば、光ディスクの最上面側の低密度記録領域３ｂをＣＤ規格（低密度記録規格）、高密度記録領域３ａを次世代高密度記録規格とし、光ディスクの中央部の中密度記録領域２０をＤＶＤ規格（中密度記録規格）とすることが可能である。ＣＤ、ＤＶＤ、次世代高密度記録用光ディスクの３種の規格を満たす光ディスクは、通常３層の記録領域を必要とし、３枚の基板の張り合わせが必要と考えられる。つまり、従来は、２枚の基板の張り合わせでは困難が大きいと考えられていた。しかしながら、既に第１乃至第３の実施の形態で説明したように、本発明によれば、ＣＤ規格（低密度記録規格）と次世代高密度記録規格の２規格に関しては、１層のみで実現可能なことから、これに図４に示すように、１層（基板１枚）を加えることで、３規格の（部分的）互換が可能になる。
【００６３】
（ａ）本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクをＣＤとしての再生する時は、第１の基板１９側より、波長７８０ｎｍ帯のレーザ光（低密度記録領域読取り光）１０をＮＡ＝０．４５程度のレンズで集光させ、低密度記録領域３ｂからの反射光から低密度記録領域３ｂに記録された情報を得る。
【００６４】
（ｂ）ＤＶＤとしての再生時は、半透明膜を形成した第１の基板１９の側から、波長６５０ｎｍ帯のレーザ光（中密度記録領域読取り光）１５ｄを、ＮＡ＝０．６程度のレンズで集光させ、中密度記録領域２０からの反射光から中密度記録領域２０に記録された情報を得る。
【００６５】
（ｃ）次世代高密度記録用光ディスクとしての再生する時は、保護層６側より、波長４１０ｎｍ帯のレーザ光（高密度記録領域読取り光）９を、ＮＡ＝０．７〜０．８５程度のレンズで集光させ、高密度記録領域３ａからの反射光から高密度記録領域３ａに記録された情報を得る。
【００６６】
このように、本発明の第４の実施の形態に係る技術により、第１の基板１９及び第２の基板２１を利用した２層の記録領域（２０；３ａ，３ｂ）を用い、３種の規格で再生可能な光ディスクを得ることが可能である。
【００６７】
本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクの製造コストは従来のＤＶＤ２層光ディスク、あるいはハイブリッドＳＡＣＤと同程度である。つまり、３規格の互換再生ディスクが２規格の互換再生ディスクの製造コストで可能になるので、１規格当たりの製造コストは、より安価になる。
【００６８】
（第５の実施の形態）
図５に示す本発明の第５の実施の形態に係る光ディスクは、第１の実施の形態に係る光ディスクと同様に、基板１、この基板１の主表面に設けられ内周側領域５と外周側領域４とを有する凹凸形状部、凹凸形状部の表面に配置された反射膜層、この反射膜層の上部に形成された保護層（シート）６とから構成されている。そして、凹凸形状部の表面に、反射膜層を形成することにより、内周側領域５を低密度記録領域３ｂ、外周側領域４を高密度記録領域３ａとしている。保護層（シート）６は、高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さｔｐを有している。
【００６９】
そして、本発明の第５の実施の形態に係る光ディスクにおいては、図５に示すように、内周側領域５に追記型記録領域２６を配置し、所謂ＣＤ−Ｒ、ＲＷなどの、追記型、書換え型の記録構造をとっている。この場合、原盤マスタリングにおいて、内周部はウォブル（蛇行）を伴うグルーブ（連続溝）として形成し、外周部で、記録信号を変調（記録光束のオンオフ変調）するとともに、記録媒体を成膜後、アルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）の全反射膜層を成膜すれば良い。この場合、記録媒体の成膜領域を、マスク等で限定しても良いが、全反射膜層が最上層で、且つ次世代高密度記録用光ディスクでは保護膜側からの再生であることから、このような領域限定は必ずしも必要でない。
【００７０】
本発明の第５の実施の形態に係る光ディスクは、外周側領域４に記録された情報を読取る際には、図５に示すように、高密度記録領域読取り光９が基板１の主表面側（上面）から入射する。一方、内周側領域５に記録された追記型、書換え型の記録情報を読取る際には、基板１の他の主表面（下面）側から、低密度記録領域読取り光１０が追記型記録領域２６に入射する。
【００７１】
このような、内周側領域５を有する光ディスクにおいては、種々の用途に適用可能となる。例えば、高解像度動画を取り入れたゲームにおいて、ユーザの途中経過やデータ等を、この内周側領域５に記録することで、従来ゲーム機で必要とされた本体メモリやメモリカードなどを別体で必要としないように出来る。即ち、付加機能を持つゲームソフト用光ディスクが可能である。
【００７２】
また、一般に、再生動作より記録動作の方が困難が大きく、高密度化しにくいのが一般的であるが、この構造によれば、記録部分のみは既に一般に普及しているＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷと等価であるため、容易に記録動作が可能である。加えて、この用途では、再生コンテンツと比較して、記録を必要とするデータ容量は十分小さいため、このような低密度でも十分目的を達することが可能である。
【００７３】
（第６の実施の形態）
図６に示す本発明の第６の実施の形態に係る光ディスクは、第４の実施の形態と同様な、ＤＶＤ等の中密度記録領域２０を有する３規格互換再生が可能な光ディスクである。即ち、本発明の第６の実施の形態に係る光ディスクは、第１の基板１９；この第１の基板１９の第１の主表面に設けられた第１凹凸形状部；この第１凹凸形状部の表面に、選択的に第１反射膜層を配置して構成された中密度記録領域２０；この中密度記録領域２０の表面に設けられた接着層１６；この接着層１６に第２の主表面を接した第２の基板２１；この第２の基板２１の第１の主表面に設けられた第２凹凸形状部；この第２凹凸形状部の表面に配置された第２反射膜層；この第２反射膜層の表面に形成された保護層６とから構成されている。保護層（シート）６は、高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さｔｐを有している。
【００７４】
図４に示した第４の実施の形態に係る光ディスクとは異なり、第６の実施の形態に係る光ディスクは、最上層の内周側領域５を下側に平行投影した第１反射膜層の領域を透明領域２７に構成してある。即ち、内周側領域５には第１反射膜層が配置されないように、第１反射膜層を選択的に形成している。最上層の内周側領域５を平行投影した領域を透明領域２７にしておけば、第１反射膜層の透過特性に影響されて低密度記録領域３ｂへの光が減衰や散乱することもないので、低密度記録領域３ｂの再生特性が向上する。この場合は、第１反射膜層は、図４に示す本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクのように誘電体多層膜等を用いて、半透明膜にする必要もない。従って、アルミニウム（Ａｌ）等の全反射膜層を、最上層の内周側領域５を平行投影した領域に配置しないように、マスク等を用いて、選択的に形成するだけで良い。従って、簡単且つ安価に光ディスクを製造出来る。そして、内周側領域５と、外周側領域４の境界を定める円の直径を８ｃｍに選定しておけば、規格として存在する８ｃｍＣＤとして認知することが出来るので、良好に再生動作が可能である。
【００７５】
（原盤マスタリング）
一般に、原盤マスタリングではフォトリソグラフィー、エッチング等の工程を用いる。同一工程では２領域を原盤マスタリングするには、従来に対し若干の改良が必要である。ピット幅の変更には２ビームと１ビームの切換え、記録光パワーの切換え等を行なえば良いし、トラックピッチの変化には、マスタリング線速やフィード速度を変化させれば良い。
【００７６】
なお、領域によって読取り光束の照射方向が異なるが、これは光に対して同じ記録ピットの凹凸が、見かけ上逆転することを意味する。いずれにせよ、再生は可能であるが、トラッキング方式によらず、同一のトラッキング極性を得たい場合は、原盤マスタリングで内外周を順にマスクし、ネガレジスト、ポジレジストの両方で露光することで、凹凸の混在した光ディスクが作製可能である。また、まだ規格の定まらない次世代高密度記録用光ディスクにおいて、記録ピットの凹凸を（読取り側から見て）ＣＤと反転する規格とすれば、マスタリング上は同一凹凸方向で良く、容易に作製出来る。
【００７７】
次世代高密度記録規格のピット深さと低密度記録規格（ＣＤ規格）のピット深さを同じに設定すれば、一回のエッチングで、次世代高密度記録規格と低密度記録規格（ＣＤ規格）の両方の記録ピットが形成出来る。また、マスク手法を用いて選択的エッチングを行なえば、次世代高密度記録規格と低密度記録規格（ＣＤ規格）のそれぞれにとって光学的に最適なピット深さを形成出来、再生特性を向上させることも可能である。
【００７８】
また、２領域を連続した１本のトラック案内溝とすれば、原盤マスタリングは連続した一回の工程で可能である。この際、ビーム切換えや線速切換えをすることで、ピット幅やトラック幅も制御可能である。
【００７９】
一方、２領域を独立なトラック案内溝とすれば、マスタリング光学系を各々専用に用意することが出来、より特性良好な原盤マスタリングが可能である。
【００８０】
また、２領域を同一方向螺旋とすることで、光ディスク上下に各々の再生ピックアップを搭載した再生装置を用い、上下の反転を伴わず、且つスピンドル回転方向を一方向に限定して、簡易な再生装置での再生が可能となる。この構造は、ゲーム機におけるプログラム再生とユーザデータ記録を兼ねる用途において、光ディスク反転や入れ替えを伴わない構造として好適である。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、次世代高密度記録用光ディスクの記録領域に、ＣＤ再生装置で再生可能な低密度記録領域を設けているので、単機能次世代高密度記録用光ディスクとほぼ同等の製造コストで、ＣＤ再生装置でも所定の再生動作が可能となる。
【００８２】
また、本発明によれば、２枚の基板を用いた構造を採用することにより、低密度記録規格（ＣＤ規格）、中密度記録規格（ＤＶＤ規格）及び次世代高密度記録規格の３規格でそれぞれ再生可能な複数装置互換再生型光ディスクを、ＤＶＤ２層光ディスクと同等のコストで実現出来る。
【００８３】
更に本発明によれば、接着層等の中間層の厚さを含めて各層の厚さの制限が緩やかであり、所望の厚さを容易に実現できるので、高性能で且つ低コストの複数規格互換再生可能な光ディスクを提供することが可能である。
従って、本発明によれば、次世代高密度記録規格への移行が円滑に行なわれ、従来型再生装置のみを保有するユーザにも一定のコンテンツ供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図７】従来例に係る光ディスク（ＣＤ）の概略構造を示す断面図である。
【図８】従来例に係る光ディスク（次世代高密度記録用光ディスク）の概略構造を示す断面図である。
【図９】従来例に係る光ディスク（ＤＶＤ２層光ディスク）の概略構造を示す断面図である。
【図１０】従来例に係る光ディスク（ハイブリッドＳＡＣＤ）の概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 回転（対称）軸
３ａ 高密度記録領域
３ｂ，２２ 低密度記録領域
４ 外周側領域
５ 内周側領域
６ 保護層
９ 高密度層読取り光
１０ 低密度層読取り光
１１，２１ 第２の基板
１２ 第２の記録領域
１３，１９ 第１の基板
１４ 第１の記録領域
１５ａ、１５ｃ 第２の記録領域読取り光
１５ｂ 第１の記録領域読取り光
１５ｄ 中密度記録領域読取り光
１６ 接着層
２０ 中密度記録領域
２３ 低密度記録領域用レーベル
２４ 高密度記録領域用レーベル
２５ 高密度記録領域リードインエリア
２６ 追記型記録領域
２７ 透過領域
ｔＤ 光ディスク厚さ
ｔｐ 保護層厚さ
ｔｓ 基板厚さ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに係り、特に記録密度の異なる複数規格の情報を同一ディスクに記録し、互換再生可能な光ディスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディア等の興隆に伴い、ディジタル動画のような大容量の情報を取り扱う要請が生じており、大容量の情報を蓄積可能な光記録媒体（光ディスク）の要求が高まっている。そして、この光記録媒体（光ディスク）の記録容量に対する要求は、ますます大容量化の方向へ進んでいる。例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）の記録容量は、６５０ＭＢ（メガバイト）レベルであったが、ＤＶＤの登場により、その記憶容量は、例えば片面単層ディスクで４．７ＧＢ（ギガバイト）レベルにまで拡大された。
【０００３】
現在では、図８に示すような、光源の短波長化により２０ＧＢレベルの大容量記録が可能な「次世代高密度記録用光ディスク」が複数提案されている（例えば、平成１１年秋季応用物理学会学術講演会 講演予稿集、２ｐ−ＺＹ−７、３ｐ−ＺＣ−１〜２参照）。
【０００４】
図８に示す次世代高密度記録用光ディスクは、適当な基板１の最表面に凹凸形状部が形成され、ＣＤと同様に、アルミニウム（Ａｌ）等の金属薄膜からなる反射膜層を堆積し、高密度記録領域３ａとしている。そして、高密度記録領域３ａの形成後、厚さ１００〜１２０μｍ程度の保護層（シート等を使用）６を高密度記録領域３ａの上に設けている。図８に示す次世代高密度記録用光ディスクの再生時は、保護層６側より、波長λ＝４１０ｎｍ帯のレーザ光（高密度記録領域読取り光）９を、開口数（ＮＡ）＝０．７〜０．８５程度のレンズを用いて集光して照射し、反射光から高密度記録領域３ａに記録された情報を読取る。図８に示す次世代高密度記録規格の光ディスクでは、主に基板傾きによる収差発生を防止する目的から、読取り時に透過する媒体、即ち保護層６の厚さｔｐを、ｔｐ＜１００〜２００μｍ程度に薄くし、保護層６を介して高密度記録領域読取り光９を照射して再生する方法が複数提案されている。つまり、厚い主基板（高密度光ディスク基板）１を高密度記録領域読取り光９が透過しないように光学的設計のなされた構造が複数提案されている。
【０００５】
図８に示す次世代高密度記録用光ディスクのレベルの高密度光記録媒体が市販されるようになれば、現在のＤＶＤは中密度光記録媒体とみなされるであろう。そして、市場には、ＣＤ等の低密度光記録媒体、ＤＶＤなどの中密度光記録媒体、及び上記のような高密度光記録媒体が混在し、複数の規格が併存する状況となるであろうと予測される。
【０００６】
図７はＣＤの構造例を示す断面図である。図７に示すように、ＣＤは、厚さｔＤ＝１．２ｍｍ±０．１ｍｍ、直径１２ｃｍあるいは８ｃｍの透明基板１の表面に凹凸形状部を形成し、更にアルミニウム（Ａｌ）等の全反射膜層を堆積して記録領域３ｂを形成している（本発明においては、以後、ＣＤ相当の記録領域を「低密度記録領域」３ｂと呼ぶこととする。）。そして、通常最表面には、保護層６が形成されている。図７に示すＣＤを再生する時は、凹凸形状部（低密度記録領域）３ｂを形成した透明基板（第１の基板）１の裏面側から、波長λ＝７８０ｎｍ帯のレーザ光（低密度記録領域読取り光）１０を、ＮＡ＝０．４５程度のレンズを用いて集光して照射し、その反射光から凹凸形状部（低密度記録領域）３ｂに記録された情報を読取る。
【０００７】
一方、図７と図８の中間の記録密度を有するＤＶＤでは（本発明においては、以後、ＤＶＤ相当の記録領域を「中密度記録領域」と呼ぶこととする。）、基板２枚の張り合わせを前提としているため、他規格と両立する光ディスクの作成にはやや困難が生じる。
【０００８】
図９はＤＶＤ２層光ディスクの例である。厚さｔｓ＝０．６ｍｍ、直径１２ｃｍの透明な第１の基板１３及び第２の基板１１の各々の表面に記録ピットを形成し、第２の基板１１側には半透明膜、第１の基板１３側にはＣＤ等と同様の全反射膜層を形成し、透明な接着層１６を介して張り合わせを行なう。この際の２層の間隔は５５±１５μｍと規格に定められている。再生時は、半透明膜を形成した第２の基板１１の側から、波長６５０ｎｍ帯のレーザ光を用いた第１の記録領域読取り光１５ｂ及び第２の記録領域読取り光１５ａを、ＮＡ＝０．６程度のレンズで集光させ、反射光から、第１の記録領域１４及び第２の記録領域１２に記録された情報を得る。第１の記録領域１４及び第２の記録領域１２とも、レンズのフォーカシング動作で層選択を行なうことで、再生可能である。
【０００９】
なお、ＤＶＤ単層光ディスクの場合は、上方の第１の基板１３を平板とし、下方の第２の基板１１のみに記録ピットを形成し、この記録ピットに全反射膜層を形成した構造となる。
【００１０】
このように、現在は、ＣＤ等の低密度光記録媒体とＤＶＤなどの中密度光記録媒体とが混在している。ユーザの取り扱いの煩雑さや再生装置の重複を避ける目的から、低密度記録規格と中密度記録規格の光ディスクを、同一再生装置で再生する技術も多く発表されている。つまり、ＤＶＤ再生装置においても、先行規格であるＣＤとの互換再生機能が事実上必須とされている。
【００１１】
このため、再生装置側では、複数の光源や、複数の基板厚さに適合する光学系が開発されてきた。同時に、光ディスク側でも、このような互換性実現のための試みが開始されている。例えば、「スーパー・オーディオＣＤ（ＳＡＣＤ）」として商品化され始めた、言わば、中密度音楽用光ディスクでは、図１０に示すような「ハイブリッドＳＡＣＤ」と称する多層構造の光ディスクが提案されている（特開平９−９１７５２号公報等参照）。このハイブリッドＳＡＣＤは、第１の基板１９と第２の基板２１の２枚の基板を張り合わせ、中間に中密度記録領域２０、最上層にＣＤ規格の低密度記録領域２２を設けることにより、再生装置の互換性を可能としている。即ち、厚さｔＳ＝０．６ｍｍ、直径１２ｃｍの透明の第１の基板１９の表面に凹凸形状部を形成し、この凹凸形状部の上に半透明膜を堆積し、中密度記録領域２０を形成している。更に、第１の基板１９と同様な、厚さ０．６ｍｍ、直径１２ｃｍの透明の第２の基板２１の表面に凹凸形状部を形成し、この凹凸形状部の上にはＣＤ等と同様の全反射膜層を堆積し低密度記録領域２２を形成している。そして、第１の基板１９及び第２の基板２１を透明な接着層１６で張り合わせている。２枚の基板を張り合わせている点では、図９に示したＤＶＤ２層光ディスクと基本的に同じである。ただし、ハイブリッドＳＡＣＤでは、上方の第２の基板２１の最上部に凹凸形状部（低密度記録領域）２２が位置するようにし、下方の第１の基板１９の最上部に中密度記録領域２０が位置するようにし、それぞれの基板の方向を合わせている。こうして、最上部の凹凸形状部層（低密度記録領域）２２は、ＣＤ規格に準拠した凹凸形状部が形成され、光ディスクの中央部には中密度記録領域２０が形成されている。図１０に示すハイブリッドＳＡＣＤの再生方法は２種類存在する。
【００１２】
（ａ）ＳＡＣＤとしての再生時は、半透明膜からなる中密度記録領域２０を形成した第１の基板１９の側から、波長λ＝６５０ｎｍ帯のレーザ光（中密度記録領域読取り光）１５ｃを、ＮＡ＝０．６程度のレンズを用いて集光して照射し、反射光から中密度記録領域２０に記録された情報を読取る。即ち、ＤＶＤと同等の再生方法である。
【００１３】
（ｂ）一方、ＳＡＣＤとしての記録密度（情報量）は得られないものの、ＣＤとみなしての再生も可能である。この再生時は、第１の基板１９の側から、波長λ＝７８０ｎｍ帯のレーザ光（低密度記録領域読取り光）１０を、ＮＡ＝０．４５程度のレンズを用いて集光して照射し、反射光から情報を読取る。
【００１４】
こうして、図１０に示すハイブリッドＳＡＣＤを、ＣＤ再生装置を用いて再生すれば、ハイブリッドＳＡＣＤを通常のＣＤとみなしての再生が可能となる。このように、ハイブリッドＳＡＣＤ方式を用いれば、同一コンテンツを、従来ＣＤと、ＳＡＣＤ（高品位音響）の２種の方式で１枚の光ディスクに格納出来るため、この光ディスクのみ購入することで、他の（広く普及した）従来のＣＤ再生装置でも互換再生が可能であるという利点を有する。このため、消費者は、再生装置を問わず、同一コンテンツは１枚の購入で済む。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、高密度・大容量化の要求から、現在のＤＶＤ規格よりも更に高密度の次世代高密度記録規格が登場すると、現在のＣＤ相当の「低密度記録規格」，ＤＶＤ相当の「中密度記録規格」に加え、「高密度記録規格」の第３の規格が加わることになる。従って、再生装置が複雑化するのみならず、従来普及しているＣＤ再生装置のみや、ＤＶＤ再生装置のみを保有するユーザに対するコンテンツ供給を妨げる危険を有する。
【００１６】
図１０に示したハイブリッドＳＡＣＤは、ＣＤ再生装置のみを保有するユーザにもＣＤ品位でのコンテンツを供給可能としたものである。しかし、ＤＶＤ相当の中密度記録領域２０を持つ第１の基板１９と、ＣＤ相当の低密度記録領域２２を持つ第２の基板２１を独立に作製し、張り合わせる構造となっているため、光ディスクの製造コストが高くなるという欠点を有する。つまり、ＣＤ製造コストとＳＡＣＤ製造コストの両方が重畳され、コスト高となる。これゆえ、現実にソフト製作（ソフトメーカ）側の同意が得られず、製品としてのハイブリッドＳＡＣＤは事実上皆無となっている。
【００１７】
また、複数層を同一表面方向から再生するためには、中密度記録領域２０は半透過層にする必要があり、反射率の低下から特性の劣化を招いていた。この解決のために波長選択膜を使用すると、更に、コスト高になるという欠点を有していた。
【００１８】
また、光ディスクにおいては、読取り光が透過する光透過層の厚みｔは厳密に制御する必要があるので、図１０に示したハイブリッドＳＡＣＤや、図９に示したＤＶＤ２層ディスクにおいて、接着層１６の厚さを含めて各層の厚さ、及び全体の厚さを厳密に制御する必要があり、コスト高の原因となっていた。即ち、光透過層の厚みｔの厚み誤差Δｔは、対物レンズの設計中心、ＮＡ値、及び読取り光の波長λ等により上限がある。光透過層の厚み誤差Δｔが、スポットに与える収差量は、ＮＡ値及び読取り光の波長λに規定される。具体的には、システム側の要請として、ＣＤの場合には、ＮＡ＝０．４５の場合は、光透過層の厚み誤差ΔｔＣＤの上限（規格）は±１００μｍである。ＤＶＤの場合には、ＮＡ＝０．６において、光透過層の厚み誤差ΔｔＤＶＤの上限（規格）は±３０μｍとされている。図９に示したＤＶＤ２層ディスクの場合、接着層１６の部分の間隔Δｄ＝５５±１５μｍが規格として規定されているのは、Δｄを２｜ΔｔＤＶＤ｜＝６０μｍ程度に納める必要があるからである。
【００１９】
このような、ＣＤ規格とＤＶＤ規格の光ディスクが併存する状況に対応した再生互換の問題は、現在のＤＶＤ規格が中密度記録規格とみなされるであろう次世代の高密度記録規格が実用化される際にも当然予想される状況である。即ち、近い将来、ＤＶＤ規格（中密度記録規格）と、ＤＶＤ規格よりも高密度の光ディスク規格（高密度記録規格）との再生互換の問題が現実化すると予想される。従って、次世代高密度記録規格（高密度記録規格）とＤＶＤ規格（中密度記録規格）との両用再生可能な光ディスク構造が課題となっている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題に鑑み、安価で、且つ特性劣化なく、現在の低密度記録規格（ＣＤ規格）よりも高密度の次世代高密度記録規格（高密度記録規格）と低密度記録規格（ＣＤ規格）とが、両用再生可能な光ディスクを提供しようとするものである。
【００２１】
本発明の他の目的は、低密度記録規格、中密度記録規格及び高密度記録規格（次世代高密度記録規格）と記録密度の異なる３規格の光ディスクに対して、互換性を有し、それぞれの規格で再生可能で、安価な光ディスクを提供することである。
【００２２】
本発明のさらに他の目的は、接着層等の中間層の厚さを含めて各層の厚さの制限が緩やかで、所望の厚さを容易に実現でき、低コスト化が容易な複数規格互換再生可能な光ディスクを提供することである。
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、低密度記録領域、及びこの低密度記録領域よりも記録密度の高い高密度記録領域を有する光ディスクにおいて、主表面に低密度記録領域と低密度記録領域よりも外周側に高密度記録領域とが形成され、且つ低密度記録領域に記録された情報を読み出すための光を透過させる透明な光学材料からなり、ＣＤ規格厚を有する基板と、この基板の主表面に形成された低密度記録領域と高密度記録領域とで幾何学的寸法が異なる凹凸形状部と、凹凸形状部の表面に、低密度記録領域及び高密度記録領域の全体に亘って形成された反射膜層と、この反射膜層の上部に形成され、高密度記録領域に記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さを有し、高密度記録領域に記録された情報を読み出すための光を透過させる透明薄膜の保護層とからなる光ディスクであることである。なお、「凹凸形状部」とは、トラック案内溝及び記録ピットからなる凹凸形状を有する部分である。そして、凹凸形状部の表面に、反射膜層を形成することにより、内周側領域を低密度記録領域、外周側領域を高密度記録領域にしている。保護層は、高密度記録領域に記録された情報を読み出すための光（高密度記録領域読取り光）を透過する透明薄膜から構成されている。さらに、この保護層は、高密度記録領域に記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さを有する。この保護層の「高密度記録領域に記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さ」ｔpの最大厚みは、ディスクチルト等のシステム的許容度を総合的に勘案した上で、主に対物レンズの光学的設計で定まる。例えば、高密度記録領域をこの保護層を透過して読取る光（高密度記録領域読取り光）の波長λ、及び高密度記録領域に読取り光を照射するレンズのＮＡ値等が考慮される。一方、保護層の光学的厚さｔpの下限ｔpminは、高密度記録領域を保護する保護機能が確保されるかによって決まる。
【００２４】
本発明の第１の特徴に係る光ディスクは、高密度記録領域に記録された情報を読取る際には、高密度記録領域読取り光が保護層を透過するように、保護層が形成された基板の主表面側から入射する。一方、低密度記録領域に記録された情報を読取る際には、基板の他の主表面、即ち、裏面側から、低密度記録領域読取り光がＣＤ規格厚を透過して、低密度記録領域に入射する。
【００２５】
このように、高密度記録領域読取り光と低密度記録領域読取り光は、再生時の入射面が逆である。このため、低密度記録領域に対しては、保護層の光学的厚さｔｐは光学的に関与しない。一方、次世代高密度記録用光ディスクでは、基板厚ｔＤは光学的に関与していない。従って、基板厚ｔＤを低密度記録領域、保護層厚ｔｐを高密度記録領域に最適化することが出来る。
【００２６】
本発明の第１の特徴に係る光ディスクによれば、基板と保護層の厚さの合計を、許容範囲ΔｔＣＤを考慮したＣＤ規格厚ｔＤの範囲内に設定することが容易に可能である。高密度記録領域読取り光と低密度記録領域読取り光の、再生時の入射面が互いに逆であるであるためである。
【００２７】
本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいては、低密度記録領域は、ＣＤ規格（低密度記録規格）とし、高密度記録領域は次世代高密度記録規格とすることが可能である。このようにしておけば、次世代高密度記録用光ディスクの普及時において、従来システム（ＣＤ再生装置）との光ディスク側互換性を可能にするものである。次世代高密度記録用光ディスクで想定される高品位映像の同一内容を、ＣＤの記録密度で記録することは所詮無理である。しかし、本発明の第１の特徴に係る光ディスクの高密度記録領域に、例えば高解像度画像・音声情報を収録し、低密度記録領域に、例えば、高密度記録領域に記録された情報の代表的、あるいは要約情報の収録、ビデオＣＤ規格での予告編の収録、映画主題歌やサウンドトラック等の収録をしておけば、ＣＤ再生装置で低密度記録領域の情報を再生することが可能となる。あるいは、高密度記録領域にはゲームプログラムを記録し、低密度記録領域には、このゲームのユーザデータを記録するようにしても良い。
【００２８】
本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域と、高密度記録領域の境界を定める円の直径が８ｃｍとしておけば、規格として存在する８ｃｍＣＤとして認知することが出来るので、良好に再生動作が可能である。
【００２９】
また、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域の更に内周側に、高密度記録領域再生時のリードインエリアを配置しておくと好都合である。低密度記録領域及び高密度記録領域の２領域からなる光ディスク以外の次世代高密度記録用光ディスクでは、最内周から高密度記録がなされるのが通常であるからである。つまり、この次世代高密度記録規格の光ディスクのリードインエリアを、ＣＤ規格のリードインエリアよりも内周側に設定しておけば、次世代高密度記録用光ディスク再生時には、この高密度リードインエリアを最初に再生出来る。更に、本発明の光ディスクであるか、従来型の次世代高密度記録用光ディスクであるか否かの情報を記録しておくことも出来る。更に、再度、高密度記録領域がスタートする半径、アドレス等を記録しておくことにより、問題なく本発明の光ディスクの高密度記録領域を再生することも可能である。
【００３０】
また、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域の保護層側と、高密度記録領域の基板の裏面側との、いずれか一方、若しくは両方に、レーベルを設けても良い。低密度記録用レーベル及び高密度記録用レーベルを設けることにより、各規格の表面であることを表示出来るので、容易に面の選択が可能となる。
【００３１】
また、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域を、低密度追記型記録領域、書換え型記録領域としても良い。この低密度追記型記録領域、書換え型記録領域は、ＣＤ−Ｒ、あるいはＣＤ−ＲＷ規格に準拠するように構成出来る。
【００３６】
本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域及び高密度記録領域に形成される記録ピットの深さを等しくしておけば、一回のエッチングで、記録ピットを形成出来るので、原盤マスタリングが容易になる。
【００３７】
また、低密度記録領域及び高密度記録領域に、連続した１本のトラック案内溝を形成しておけば、原盤マスタリングは連続した一回の工程で可能である。
【００３８】
また、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、低密度記録領域及び高密度記録領域に、独立したトラック案内溝をそれぞれ形成するようにすれば、マスタリング光学系を各々専用に用意することが出来、より特性良好な原盤マスタリングが可能である。
【００３９】
更に、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、内周側領域及び外周側領域のトラック案内溝が、同一方向螺旋として形成しておけば、光ディスク上下に各々の再生ピックアップを搭載した再生装置を用い、上下の反転を伴わず、且つスピンドル回転方向を一方向に限定して、簡易な再生装置での再生が可能となる。この構造は、ゲーム機におけるプログラム再生とユーザデータ記録を兼ねる用途において、光ディスク反転や入れ替えを伴わない構造として、好適である。
【００４０】
更に、本発明の第１の特徴に係る光ディスクにおいて、内周側領域の記録ピットと外周側領域の記録ピットは凹凸が同一方向であっても、互いに反転方向の関係で形成されていてもかまわない。
【００４１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の第１乃至第６の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００４２】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクは、基板１、この基板１の主表面に設けられ内周側領域５と外周側領域４とを有する凹凸形状部、凹凸形状部の表面に配置された反射膜層、この反射膜層の上部に形成された保護層（シート）６とから構成されている。
【００４３】
ここで、基板１は、透明な光学材料からなる透明基板であり、ＣＤ規格厚ｔＤ＝１．２ｍｍ±０．１ｍｍを有する。基板１に用いる透明基板としては、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂よりなるプラスチック基板やガラス基板等が好適である。基板１の主表面に設けられた凹凸形状部の外周側領域４は、内周側領域５とはその表面の幾何学的寸法を異にする。ここで、「凹凸形状部」とは、トラック案内溝及び記録ピットからなる凹凸形状を有する部分である。例えば、内周側領域５はトラックピッチ１．６μｍのトラック案内溝からなるＣＤ規格の凹凸形状とし、外周側領域４は、トラックピッチ０．３６μｍのトラック案内溝からなる次世代高密度記録規格の凹凸形状とすれば良い。そして、凹凸形状部の表面に、反射膜層を形成することにより、内周側領域５を低密度記録領域３ｂ、外周側領域４を高密度記録領域３ａとしている。反射膜層は、７０％以上、好ましくは９０％以上の反射率を有する全反射膜層である。この全反射膜層は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）等の金属薄膜から構成すれば良い。この結果、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクの記録面は半径方向に２領域に分割され、内周部に、例えばＣＤ規格の内周側領域５、外周部に外周側領域４を配置している。
【００４４】
保護層（シート）６は、高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さを有する透明薄膜から構成されている。例えば、紫外（ＵＶ）線硬化樹脂等の薄膜を保護層６として使用出来る。この保護層６の「高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さ」ｔｐは、ディスクチルト等のシステム的許容度を総合的に勘案した上で、主に対物レンズの光学的設計で定まる。前述の物理学会学術講演会の発表例等の構想においては、最大厚みｔｐｍａｘ＝２００μｍ程度とされている。一方、保護層６の光学的厚さｔｐの下限ｔｐｍｉｎは、高密度記録領域３ａを保護する保護機能が確保されるかによって決まる。即ち、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクの信頼性や、レンズの保護層６の表面への衝突の影響を考慮するとｔｐｍｉｎ＝１０μｍ以上であることが好ましい。従って、保護層６の光学的厚さｔｐはｔｐ＝１０μｍ乃至２００μｍである。保護層６の光学的厚さｔｐは、より好ましくはｔｐ＝１００〜１２０μｍ程度とすれば良い。
【００４５】
本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクは、高密度記録領域３ａに記録された情報を読取る際には、高密度記録領域読取り光９が保護層６を透過するように、保護層６が形成された基板１の主表面側（上面）から入射する。一方、低密度記録領域３ｂに記録された情報を読取る際には、基板１の他の主表面、即ち、裏面側から、低密度記録領域読取り光１０がＣＤ規格厚ｔＤ＝１．２ｍｍ±０．１ｍｍを透過して、内周側領域５に入射する。
【００４６】
このように、高密度記録領域読取り光９と低密度記録領域読取り光１０は、再生時の入射面が互いに逆である。このため、低密度記録領域３ｂに対しては、保護層６の光学的厚さｔｐは光学的に関与しない。一方、次世代高密度記録用光ディスクとしての高密度記録領域３ａでは、基板厚ｔＤは光学的に関与していない。従って、基板厚ｔＤを低密度記録領域３ｂ、保護層６の厚さｔｐを高密度記録領域３ａに最適化することが出来る。
【００４７】
光ディスクにおいては、情報記録領域にまで到達する光透過層の厚み誤差Δｔについて厳しい要求がある。既に説明したように、ＣＤの場合には、ＮＡ＝０．４５において、光透過層の厚み誤差Δｔの規格はΔｔCD＝±１００μｍである。本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクによれば、基板１と保護層６の厚さの合計を、ＣＤ規格厚ｔDの許容範囲ΔｔCD内に設定することが容易に可能である。これは、上述したように、高密度記録領域読取り光９と低密度記録領域読取り光１０の、再生時の入射面が互いに逆であるためである。例えば、保護層の光学的厚さｔpを、ｔp＝１００μｍ以下とすれば、基板１と保護層６の厚さの合計を、許容範囲Δｔを考慮したＣＤ規格厚ｔD＋｜ΔｔCD｜の範囲内に設定出来る。最初に基板１の厚さをｔD−｜ΔｔCD｜に選んでおけば、保護層６の光学的厚さｔpは最大２｜ΔｔCD｜の範囲まで選択できることになる。従って、保護層６の光学的厚さｔpは、先に述べた最大値２００μｍ迄の範囲で選んでおけば、許容範囲を満足することが可能である。従って、次世代高密度記録用光ディスクの製法そのままで、ＣＤ規格の光ディスク構造も満たすことが可能となる。
【００４８】
既に述べたように、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクにおいては、内周側領域５は、ＣＤ規格（低密度記録規格）とし、外周側領域４は次世代高密度記録規格とすることが可能である。このようにしておけば、次世代高密度記録用光ディスクの普及時において、従来システム（ＣＤ再生装置）との光ディスク側互換性を可能に出来る。次世代高密度記録用光ディスクで想定される高品位映像の同一内容を、ＣＤの記録密度で記録することは所詮無理である。しかし、本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクの外周側領域４に、例えば高解像度画像・音声情報を収録し、内周側領域５に、例えば、外周側領域４に記録された情報の代表的、あるいは要約情報の収録、ビデオＣＤ規格での予告編の収録、映画主題歌やサウンドトラック等の収録をしておけば、ＣＤ再生装置で内周側領域５の情報を再生することが可能となる。あるいは、外周側領域４にはゲームプログラムを記録し、内周側領域５には、このゲームのユーザデータを記録するようにしても良い。
【００４９】
（第２の実施の形態）
図２に示す本発明の第２の実施の形態に係る光ディスクは、第１の実施の形態に係る光ディスクと同様に、基板１、この基板１の主表面に設けられ内周側領域５と外周側領域４とを有する凹凸形状部、凹凸形状部の表面に配置された反射膜層、この反射膜層の上部に形成された保護層（シート）６とから構成されている。そして、凹凸形状部の表面に反射膜層を形成することにより、内周側領域５を低密度記録領域３ｂ、外周側領域４を高密度記録領域３ａとしている。保護層（シート）６は、高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さｔｐを有している。更に、本発明の第２の実施の形態に係る光ディスクは、内周側領域５の保護層６側に低密度記録用レーベル２３を設け、外周側領域４の基板１の裏面側に高密度記録用レーベル２４を設けている。
【００５０】
本発明の第２の実施の形態に係る光ディスクは、外周側領域４に記録された情報を読取る際には、図２に示すように、高密度記録領域読取り光９が基板１の主表面側（上面）から入射する。一方、内周側領域５に記録された情報を読取る際には、基板１の他の主表面（下面）側から、低密度記録領域読取り光１０が内周側領域５に入射する。しかし、図２から分かるように、高密度記録領域読取り光９及び低密度記録領域読取り光１０が透過しない領域が存在するので、この領域に低密度記録用レーベル２３及び高密度記録用レーベル２４を配置することが可能である。そして、第１の実施の形態で説明したように、高密度記録領域読取り光９と低密度記録領域読取り光１０は、再生時の入射面が逆であるため、基板１の基板厚ｔＤを内周側領域５、保護層６の厚さｔｐを外周側領域４に最適化することが出来る。そして、基板１と保護層６の厚さの合計を、ＣＤ規格厚ｔＤの許容範囲ΔｔＣＤ内に設定することが容易に可能である。
【００５１】
２種の光ディスクを同じ側から再生する再生装置においては、各々で光ディスク面を反転しての再生が必要である。図２に示す本発明の第２の実施の形態に係る光ディスクにおいては、低密度記録用レーベル２３及び高密度記録用レーベル２４を用いて、低密度記録規格の表面であるのか、高密度記録規格の表面であるのかを表示することが出来るので、ユーザは、容易に面の選択が可能である。
【００５２】
また、コンテンツ記録の際、例えば、外周側領域４に高画質映画を記録し、高密度記録用レーベル２４にその内容を表示し、内周側領域５にサウンドトラックの音声情報を記録し、低密度記録用レーベル２３に音声情報である旨表示しても良い。例えばライブコンサートの記録映像では、オープニング曲の音声情報を内周側領域５に記録し、低密度記録用レーベル２３にその旨表示しても良い。これらにより、同一タイトルで、容量の大幅に異なるコンテンツを共存出来、ユーザは容易に面の選択が可能となる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
図３に示す本発明の第３の実施の形態に係る光ディスクは、第１の実施の形態に係る光ディスクと同様に、基板１、この基板１の主表面に設けられ内周側領域５と外周側領域４とを有する凹凸形状部、凹凸形状部の表面に配置された反射膜層、この反射膜層の上部に形成された保護層（シート）６とから構成されている。そして、凹凸形状部の表面に、反射膜層を形成することにより、内周側領域５を低密度記録領域３ｂ、外周側領域４を高密度記録領域３ａとしている。更に本発明の第３の実施の形態に係る光ディスクは図３に示すように、内周側領域（低密度記録領域）５の更に内周側に高密度記録領域再生時のリードインエリア（高密度記録領域リードインエリア）２５を配置している。
【００５４】
図３に示すように、規格に準じて最内周に高密度記録領域リードインエリア２５を設け、また境界部にリードアウトエリアを設けることで、プレーヤもＣＤとして認知しうる。また、この境界部がなす円の直径を約８ｃｍとすることで、規格として存在する８ｃｍＣＤとして認知され、良好に再生動作を行なうことが可能である。
【００５５】
この境界部の外周部側の領域は、外周側領域４として構成されているので、記録ピットも高密度記録規格で形成されている。外周側領域４は、記録ピットの上部の保護層６側から高密度記録領域読取り光を照射して再生する構造とされている。従って、次世代高密度記録用光ディスクとして再生しようとする際は、境界部の外周部側の領域が、世代高密度記録用光ディスクとしての光学仕様を満足するため、良好に再生動作が行なわれる。図３に示す本発明の第３の実施の形態に係る光ディスにおいても、保護層（シート）６は、高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さｔｐを有している。即ち、保護層６は、１００〜１２０μｍの透明層として、内周側領域５を構成する低密度記録領域、外周側領域４及び高密度記録領域リードインエリア２５を構成する高密度記録領域の上部に設けられている。
【００５６】
従来提案されている（本発明の内周側領域５及び外周側領域４の２領域からなる光ディスク以外の）次世代高密度記録用光ディスクでは、最内周から高密度記録がなされるのが通常である。従って、この次世代高密度記録規格の光ディスクのリードインエリアを、ＣＤ規格のリードインエリアよりも内周側に設定すれば、次世代高密度記録用光ディスク再生時には、この高密度リードインエリアを最初に再生出来る。このため、本発明の光ディスクであるか、従来型の次世代高密度記録用光ディスクであるか否かの情報を記録しておくことが出来る。更に、再度、外周側領域４がスタートする半径、アドレス等を記録しておくことにより、問題なく本発明の光ディスクの外周側領域４を再生することが可能である。
【００５７】
（第４の実施の形態）
図４に示す本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクは、ＤＶＤ等の中密度記録領域も含めた３規格互換再生が可能な光ディスクである。即ち、本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクは、第１の基板１９；この第１の基板１９の第１の主表面に設けられた第１凹凸形状部；この第１凹凸形状部の表面に第１反射膜層を配置して構成された中密度記録領域２０；この中密度記録領域２０の表面に設けられた接着層１６；この接着層１６に第２の主表面を接した第２の基板２１；この第２の基板２１の第１の主表面に設けられた第２凹凸形状部；この第２凹凸形状部の表面に配置された第２反射膜層；この第２反射膜層の表面に形成された保護層６とから構成されている。
【００５８】
第１凹凸形状部の表面に配置された第１反射膜層は、第２波長λ２の中密度記録領域読取り光１５ｄを反射し、第１波長λ１の低密度記録領域読取り光１０を透過する波長選択性を有した半透明膜（ハーフミラー）である。この波長選択性を有した半透明膜は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化膜（ＳｉＯ２）、窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）等の所定の組み合わせを用いた誘電体多層膜を用いることが出来る。
【００５９】
第１の基板１９は、第１及び第２の主表面を有した透明な光学材料からなり、ＣＤ規格厚ｔＤの１／２の厚さ（＝０．６ｍｍ）を有し、直径は１２ｃｍである。
【００６０】
そして、接着層１６は、第１波長λ１の低密度記録領域読取り光１０を透過する波長選択性を有した接着剤から構成されている。また第２の基板２１は、第１及び第２の主表面を有し、第１の基板１９と等しい厚さ（＝０．６ｍｍ）と直径（＝１２ｃｍ）を有する。第１の基板１９及び第２の基板２１には、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂よりなるプラスチック基板やガラス基板等が使用可能である。第２の基板２１の第１の主表面に設けられた第２凹凸形状部は、内周側領域５と、この内周側領域５とは幾何学的寸法の異なる外周側領域４とを有する。そして、第２反射膜層は、第２凹凸形状部の表面に、内周側領域５を低密度記録領域３ｂ、外周側領域４を高密度記録領域３ａとするようにして配置されている。第２反射膜層は、７０％以上、好ましくは９０％以上の反射率を有する全反射膜層である。この全反射膜層は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）等の金属薄膜から構成すれば良い。保護層６は、透明薄膜から構成され、第１の実施の形態で説明した高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さｔｐを有する。
【００６１】
即ち、本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクは、図４に示すように、上方の第１の基板２１の最上部に高密度記録領域３ａ及び低密度記録領域３ｂが位置するように、第１の基板２１及び第２の基板１９を同方向に向け、透明な接着層１６で張り合わせている。
【００６２】
本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクにおいては、例えば、光ディスクの最上面側の低密度記録領域３ｂをＣＤ規格（低密度記録規格）、高密度記録領域３ａを次世代高密度記録規格とし、光ディスクの中央部の中密度記録領域２０をＤＶＤ規格（中密度記録規格）とすることが可能である。ＣＤ、ＤＶＤ、次世代高密度記録用光ディスクの３種の規格を満たす光ディスクは、通常３層の記録領域を必要とし、３枚の基板の張り合わせが必要と考えられる。つまり、従来は、２枚の基板の張り合わせでは困難が大きいと考えられていた。しかしながら、既に第１乃至第３の実施の形態で説明したように、本発明によれば、ＣＤ規格（低密度記録規格）と次世代高密度記録規格の２規格に関しては、１層のみで実現可能なことから、これに図４に示すように、１層（基板１枚）を加えることで、３規格の（部分的）互換が可能になる。
【００６３】
（ａ）本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクをＣＤとしての再生する時は、第１の基板１９側より、波長７８０ｎｍ帯のレーザ光（低密度記録領域読取り光）１０をＮＡ＝０．４５程度のレンズで集光させ、低密度記録領域３ｂからの反射光から低密度記録領域３ｂに記録された情報を得る。
【００６４】
（ｂ）ＤＶＤとしての再生時は、半透明膜を形成した第１の基板１９の側から、波長６５０ｎｍ帯のレーザ光（中密度記録領域読取り光）１５ｄを、ＮＡ＝０．６程度のレンズで集光させ、中密度記録領域２０からの反射光から中密度記録領域２０に記録された情報を得る。
【００６５】
（ｃ）次世代高密度記録用光ディスクとしての再生する時は、保護層６側より、波長４１０ｎｍ帯のレーザ光（高密度記録領域読取り光）９を、ＮＡ＝０．７〜０．８５程度のレンズで集光させ、高密度記録領域３ａからの反射光から高密度記録領域３ａに記録された情報を得る。
【００６６】
このように、本発明の第４の実施の形態に係る技術により、第１の基板１９及び第２の基板２１を利用した２層の記録領域（２０；３ａ，３ｂ）を用い、３種の規格で再生可能な光ディスクを得ることが可能である。
【００６７】
本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクの製造コストは従来のＤＶＤ２層光ディスク、あるいはハイブリッドＳＡＣＤと同程度である。つまり、３規格の互換再生ディスクが２規格の互換再生ディスクの製造コストで可能になるので、１規格当たりの製造コストは、より安価になる。
【００６８】
（第５の実施の形態）
図５に示す本発明の第５の実施の形態に係る光ディスクは、第１の実施の形態に係る光ディスクと同様に、基板１、この基板１の主表面に設けられ内周側領域５と外周側領域４とを有する凹凸形状部、凹凸形状部の表面に配置された反射膜層、この反射膜層の上部に形成された保護層（シート）６とから構成されている。そして、凹凸形状部の表面に、反射膜層を形成することにより、内周側領域５を低密度記録領域３ｂ、外周側領域４を高密度記録領域３ａとしている。保護層（シート）６は、高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さｔｐを有している。
【００６９】
そして、本発明の第５の実施の形態に係る光ディスクにおいては、図５に示すように、内周側領域５に追記型記録領域２６を配置し、所謂ＣＤ−Ｒ、ＲＷなどの、追記型、書換え型の記録構造をとっている。この場合、原盤マスタリングにおいて、内周部はウォブル（蛇行）を伴うグルーブ（連続溝）として形成し、外周部で、記録信号を変調（記録光束のオンオフ変調）するとともに、記録媒体を成膜後、アルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）の全反射膜層を成膜すれば良い。この場合、記録媒体の成膜領域を、マスク等で限定しても良いが、全反射膜層が最上層で、且つ次世代高密度記録用光ディスクでは保護膜側からの再生であることから、このような領域限定は必ずしも必要でない。
【００７０】
本発明の第５の実施の形態に係る光ディスクは、外周側領域４に記録された情報を読取る際には、図５に示すように、高密度記録領域読取り光９が基板１の主表面側（上面）から入射する。一方、内周側領域５に記録された追記型、書換え型の記録情報を読取る際には、基板１の他の主表面（下面）側から、低密度記録領域読取り光１０が追記型記録領域２６に入射する。
【００７１】
このような、内周側領域５を有する光ディスクにおいては、種々の用途に適用可能となる。例えば、高解像度動画を取り入れたゲームにおいて、ユーザの途中経過やデータ等を、この内周側領域５に記録することで、従来ゲーム機で必要とされた本体メモリやメモリカードなどを別体で必要としないように出来る。即ち、付加機能を持つゲームソフト用光ディスクが可能である。
【００７２】
また、一般に、再生動作より記録動作の方が困難が大きく、高密度化しにくいのが一般的であるが、この構造によれば、記録部分のみは既に一般に普及しているＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷと等価であるため、容易に記録動作が可能である。加えて、この用途では、再生コンテンツと比較して、記録を必要とするデータ容量は十分小さいため、このような低密度でも十分目的を達することが可能である。
【００７３】
（第６の実施の形態）
図６に示す本発明の第６の実施の形態に係る光ディスクは、第４の実施の形態と同様な、ＤＶＤ等の中密度記録領域２０を有する３規格互換再生が可能な光ディスクである。即ち、本発明の第６の実施の形態に係る光ディスクは、第１の基板１９；この第１の基板１９の第１の主表面に設けられた第１凹凸形状部；この第１凹凸形状部の表面に、選択的に第１反射膜層を配置して構成された中密度記録領域２０；この中密度記録領域２０の表面に設けられた接着層１６；この接着層１６に第２の主表面を接した第２の基板２１；この第２の基板２１の第１の主表面に設けられた第２凹凸形状部；この第２凹凸形状部の表面に配置された第２反射膜層；この第２反射膜層の表面に形成された保護層６とから構成されている。保護層（シート）６は、高密度記録領域３ａに記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さｔｐを有している。
【００７４】
図４に示した第４の実施の形態に係る光ディスクとは異なり、第６の実施の形態に係る光ディスクは、最上層の内周側領域５を下側に平行投影した第１反射膜層の領域を透明領域２７に構成してある。即ち、内周側領域５には第１反射膜層が配置されないように、第１反射膜層を選択的に形成している。最上層の内周側領域５を平行投影した領域を透明領域２７にしておけば、第１反射膜層の透過特性に影響されて低密度記録領域３ｂへの光が減衰や散乱することもないので、低密度記録領域３ｂの再生特性が向上する。この場合は、第１反射膜層は、図４に示す本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクのように誘電体多層膜等を用いて、半透明膜にする必要もない。従って、アルミニウム（Ａｌ）等の全反射膜層を、最上層の内周側領域５を平行投影した領域に配置しないように、マスク等を用いて、選択的に形成するだけで良い。従って、簡単且つ安価に光ディスクを製造出来る。そして、内周側領域５と、外周側領域４の境界を定める円の直径を８ｃｍに選定しておけば、規格として存在する８ｃｍＣＤとして認知することが出来るので、良好に再生動作が可能である。
【００７５】
（原盤マスタリング）
一般に、原盤マスタリングではフォトリソグラフィー、エッチング等の工程を用いる。同一工程では２領域を原盤マスタリングするには、従来に対し若干の改良が必要である。ピット幅の変更には２ビームと１ビームの切換え、記録光パワーの切換え等を行なえば良いし、トラックピッチの変化には、マスタリング線速やフィード速度を変化させれば良い。
【００７６】
なお、領域によって読取り光束の照射方向が異なるが、これは光に対して同じ記録ピットの凹凸が、見かけ上逆転することを意味する。いずれにせよ、再生は可能であるが、トラッキング方式によらず、同一のトラッキング極性を得たい場合は、原盤マスタリングで内外周を順にマスクし、ネガレジスト、ポジレジストの両方で露光することで、凹凸の混在した光ディスクが作製可能である。また、まだ規格の定まらない次世代高密度記録用光ディスクにおいて、記録ピットの凹凸を（読取り側から見て）ＣＤと反転する規格とすれば、マスタリング上は同一凹凸方向で良く、容易に作製出来る。
【００７７】
次世代高密度記録規格のピット深さと低密度記録規格（ＣＤ規格）のピット深さを同じに設定すれば、一回のエッチングで、次世代高密度記録規格と低密度記録規格（ＣＤ規格）の両方の記録ピットが形成出来る。また、マスク手法を用いて選択的エッチングを行なえば、次世代高密度記録規格と低密度記録規格（ＣＤ規格）のそれぞれにとって光学的に最適なピット深さを形成出来、再生特性を向上させることも可能である。
【００７８】
また、２領域を連続した１本のトラック案内溝とすれば、原盤マスタリングは連続した一回の工程で可能である。この際、ビーム切換えや線速切換えをすることで、ピット幅やトラック幅も制御可能である。
【００７９】
一方、２領域を独立なトラック案内溝とすれば、マスタリング光学系を各々専用に用意することが出来、より特性良好な原盤マスタリングが可能である。
【００８０】
また、２領域を同一方向螺旋とすることで、光ディスク上下に各々の再生ピックアップを搭載した再生装置を用い、上下の反転を伴わず、且つスピンドル回転方向を一方向に限定して、簡易な再生装置での再生が可能となる。この構造は、ゲーム機におけるプログラム再生とユーザデータ記録を兼ねる用途において、光ディスク反転や入れ替えを伴わない構造として好適である。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、次世代高密度記録用光ディスクの記録領域に、ＣＤ再生装置で再生可能な低密度記録領域を設けているので、単機能次世代高密度記録用光ディスクとほぼ同等の製造コストで、ＣＤ再生装置でも所定の再生動作が可能となる。
【００８２】
また、本発明によれば、２枚の基板を用いた構造を採用することにより、低密度記録規格（ＣＤ規格）、中密度記録規格（ＤＶＤ規格）及び次世代高密度記録規格の３規格でそれぞれ再生可能な複数装置互換再生型光ディスクを、ＤＶＤ２層光ディスクと同等のコストで実現出来る。
【００８３】
更に本発明によれば、接着層等の中間層の厚さを含めて各層の厚さの制限が緩やかであり、所望の厚さを容易に実現できるので、高性能で且つ低コストの複数規格互換再生可能な光ディスクを提供することが可能である。
従って、本発明によれば、次世代高密度記録規格への移行が円滑に行なわれ、従来型再生装置のみを保有するユーザにも一定のコンテンツ供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る光ディスクの概略構造を示す断面図である。
【図７】従来例に係る光ディスク（ＣＤ）の概略構造を示す断面図である。
【図８】従来例に係る光ディスク（次世代高密度記録用光ディスク）の概略構造を示す断面図である。
【図９】従来例に係る光ディスク（ＤＶＤ２層光ディスク）の概略構造を示す断面図である。
【図１０】従来例に係る光ディスク（ハイブリッドＳＡＣＤ）の概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 回転（対称）軸
３ａ 高密度記録領域
３ｂ，２２ 低密度記録領域
４ 外周側領域
５ 内周側領域
６ 保護層
９ 高密度層読取り光
１０ 低密度層読取り光
１１，２１ 第２の基板
１２ 第２の記録領域
１３，１９ 第１の基板
１４ 第１の記録領域
１５ａ、１５ｃ 第２の記録領域読取り光
１５ｂ 第１の記録領域読取り光
１５ｄ 中密度記録領域読取り光
１６ 接着層
２０ 中密度記録領域
２３ 低密度記録領域用レーベル
２４ 高密度記録領域用レーベル
２５ 高密度記録領域リードインエリア
２６ 追記型記録領域
２７ 透過領域
ｔＤ 光ディスク厚さ
ｔｐ 保護層厚さ
ｔｓ 基板厚さ
Claims (6)
- 低密度記録領域、及び該低密度記録領域よりも記録密度の高い高密度記録領域を有する光ディスクにおいて、
主表面に前記低密度記録領域と前記低密度記録領域よりも外周側に前記高密度記録領域とが形成され、且つ前記低密度記録領域に記録された情報を読み出すための光を透過させる透明な光学材料からなり、ＣＤ規格厚を有する基板と、
前記基板の主表面に形成された前記低密度記録領域と前記高密度記録領域とで幾何学的寸法が異なる凹凸形状部と、
前記凹凸形状部の表面に、前記低密度記録領域及び前記高密度記録領域の全体に亘って形成された反射膜層と、
前記反射膜層の上部に形成され、前記高密度記録領域に記録された情報を読み取るために必要な光学的厚さを有し、前記高密度記録領域に記録された情報を読み出すための光を透過させる透明薄膜の保護層
とからなることを特徴とする光ディスク。 - 前記低密度記録領域と、前記高密度記録領域の境界を定める円の直径が８ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
- 前記低密度記録領域の更に内周側に、前記高密度記録領域再生時のリードインエリアを配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の光ディスク。
- 前記低密度記録領域及び前記高密度記録領域に形成される記録ピットの深さが等しいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光ディスク。
- 前記低密度記録領域及び前記高密度記録領域に、連続した１本のトラック案内溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光ディスク。
- 前記低密度記録領域及び前記高密度記録領域に、独立したトラック案内溝がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光ディスク。
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