JP4386594B2

JP4386594B2 - 多層情報記録媒体

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Publication number: JP4386594B2
Application number: JP2001064358A
Authority: JP
Inventors: 孝則前田
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2021-03-08
Also published as: JP2002269814A; US20020150717A1; US6720056B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報をトラック上に記録する光ディスクなどの光学式情報記録媒体に関し、特に、スペーサ層を介して積層された複数の記録層を有し、これらに対して記録情報の書き込み又は読み取りを可能にする多層情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）と称される情報記録媒体並びにこれを用いた記録再生システムが広く知られている。このＤＶＤには、種々の記録形式及び読み取り形式のものがあり、ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭなどが存在する。例えば、図１に示すように、読み取り専用の光ディスク構造（ＤＶＤ−ＲＯＭ）では、記録面に凹凸からなるエンボスピット列が記録情報として形成されている。また、情報の書き換え又は追記できるＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒなどでは、図２に示すように、相変化材料又は色素の記録面にグルーブを設け、その上に光ビームを集光させた光スポットにより反射率が変化したピット列（記録マーク）を記録情報として形成するグルーブ記録光ディスク構造を有している。さらに、データの記録及び消去ができるＤＶＤ−ＲＡＭは、図３に示すように、同様に相変化材料記録層を用いてランド及びグルーブを設けそれらの上に同様に記録マークを形成するランドグルーブ記録構造を有する。
【０００３】
記録密度を高めるために光スポット径の縮小化と記録層の多層化がすすめられている。記録層を複数積層した多層構造の光ディスクもＤＶＤ仕様の中に含まれている。その一例としてのＲＯＭ型の２層光ディスクは、図４に示すように、読み取り側から見て透過カバー層下の１層目のピックアップ側に近い記録層Ｌ１（以下、単に上層Ｌ１ともいう）と、遠い方（奥）の２層目の記録層Ｌ２（以下、単に下層Ｌ２ともいう）とからなる２層構造を有する。上層Ｌ１はこれを透過して下層Ｌ２の信号を読み取れるように半透明膜とされる。下層Ｌ２は反射膜が用いられる。上層及び下層Ｌ１，Ｌ２の間には記録層を一定の厚さで分離するための光透過性のスペーサ層が設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
記録媒体の多層化に加えて、さらに、記録密度を向上させるために光ビームを照射する対物レンズの開口数を大きくして光スポット径を縮小化することが提案されている。この場合、開口数の増大によって記録面上の透過カバー層及びスペーサ層の膜厚の変化による球面収差の発生量が大きくなる。よって、スペーサ層を介して互いに積層され、各々が光ビームの照射により反射率が変化する材料からなりかつ反射率の変化として情報が書き込まれかつ少なくともグルーブ又はピットを有する複数の記録層を有する多層情報記録媒体(以下、これら媒体を単に多層光ディスクともいう)において、縮小された光スポットを所定記録層上に正しくフォーカスするためには層間間隔を狭くすることが求められる。
【０００５】
しかし、多層光ディスクの隣接記録層が近いすなわちスペーサ層が薄い場合、光ビーム記録条件は平均的な最良条件からずれた記録条件となり、この状態で記録すると良好な書き込みを行うことができないという問題が発生する。
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、安定して各記録層に対してデータの書き込み又は読み取りを可能にする書換可能型の多層情報記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
多層光ディスクのように小さな記録マークを例えば相変化材料の記録層の各々に正しく記録していくためには、その記録条件を記録層に対して最適化しておくことが必要となる。このために、多層光ディスク記録層の特定領域を試し書き領域とし、記録を行うに際して、まずこの試し書き領域に記録を行い、この信号を読み出して最適な記録条件を決定することとした。
【０００７】
このとき、多層光ディスクの下層Ｌ２においては上層Ｌ１を透過した光ビームで試し書きを行うこととなるが、下層Ｌ２の試し書き領域に到達する際に透過する上層Ｌ１のトラック位置によって下層Ｌ２の記録条件がわずかながら変化してしまうという問題がある。実際、上層Ｌ１のグルーブ位置を一定にするように２層を張り合わせることは不可能であるからである。
【０００８】
多層光ディスク記録層において、グルーブ又はピットの透過光中心に対する半径方向の位置による透過非回折光強度の変化の中心値での記録条件が試し書き領域で実現できれば、下層Ｌ２に記録を行うための上下層のグルーブ又はピット一致不致条件でも透過光量の平均的な最良条件を得ることができる。しかしながら、記録層間を狭くした多層光ディスクにおいては、試し書き領域に対応するスペーサ層によって保持された上層Ｌ１のグルーブ位置によって透過光量の記録条件が変わってしまい、しかもこれがある程度の面積にわたって図５に示すような上層Ｌ１と下層Ｌ２のグルーブ／ランドの相対位置が変わらないことがしばしば起こる。このため試し書きによって求められた記録条件は平均的な最良条件からずれた記録条件となり、グルーブ位置が試し書き位置の条件からずれた状態で記録をすると良好な記録を行うことができないという問題が発生する。
【０００９】
本発明は、情報を書き込むべき所定の記録層に設けられた情報の書き換え可能な領域と、所定記録層に隣接する隣接記録層に設けられかつ、書き換え可能な領域へ光ビームを通過せしめかつ当該隣接記録層の他の領域と異なる回折効果を通過光ビームに与える窓領域と、を有する多層情報記録媒体を提供している。すなわち、本発明によれば、下層Ｌ２の試し書き領域に対応する上層Ｌ１の透過層の記録グルーブが層間間隔が薄い場合であってもその位置によって記録特性への影響が大きく発生しないように、窓領域の形状又は存在領域を選ぶことによって、上記問題を解決できる。
【００１０】
本発明の多層情報記録媒体においては、前記窓領域におけるグルーブ又はピットの深さは前記隣接記録層の他の領域におけるグルーブ又はピットの深さと異ならしめることを特徴とする。
本発明の多層情報記録媒体においては、前記窓領域におけるグルーブ又はピットの間隔は前記隣接記録層の他の領域におけるグルーブ又はピットの間隔と異なることを特徴とする。
【００１１】
本発明の多層情報記録媒体においては、前記窓領域においては平坦界面が設けられたことを特徴とする。
本発明の多層情報記録媒体においては、前記記録層はランドトラック及びグルーブトラックの少なくとも一方を含むことを特徴とする。
本発明の多層情報記録媒体においては、前記記録層は相変化材料からなる媒体層を含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図６は本発明に基づく第１の実施例の光ディスク構造を示したものである。多層光ディスクは、例えば、上層及び下層Ｌ１，Ｌ２の２層構造を有する。図６は光スポットが絞り込まれる下層Ｌ２における光スポット２１とグルーブ２２、並びに、このときの上層Ｌ１における広がった光スポット２３とグルーブ２４の様子を示す。図中の２５は下層Ｌ２の試し書き領域すなわち情報を書き込むべき記録層に設けられた情報の書き換え可能な領域を示し、２６は試し書き領域２５へ光ビームを通過せしめかつ下層Ｌ２の他の領域と異なる回折効果を通過光ビームに与える窓領域を示す。なお、２層光ディスクの例につて説明するが、本発明は積層される記録層数には限定されない。多層光ディスクは、データの書き換えすなわち消去及び書き込みができる領域ＲＷＲ（以下、書換可能領域ともいう）と、アドレス、記録タイミングなどの情報を担うエンボスピットの列を予め設けた領域ＰＰＲ（以下、プリピット領域ともいう）と、が設けられていてもよい。図７に示されるように、多層光ディスクは、例えば、ＣＡＶ(Constant Angular Velocity)型の２層光ディスクであって、プリピット領域ＰＰＲは上層Ｌ１及びＬ２ではその中心からスポーク状に等しい角度で放射状に形成され、書換可能領域ＲＷＲを複数に分割、画定している。また、上層Ｌ１及びＬ２両層でプリピット領域ＰＰＲが一致、或いは、プリピット領域が重ならないように変位させて形成され得る。
【００１３】
上層及び下層Ｌ１，Ｌ２の各々はＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどの相変化材料からなる媒体層及びこれを挟む例えばＺｎＳ−ＳｉＯ₂などのガラス質保護層からなる積層構造を有している。たとえば、光ディスクへ記録する際、記録条件、すなわち記録パワー、記録時のパルス波の形状、記録層の記録感度、温度、レーザ波長変動による記録状態の違い、などに応じて、レーザのパラメータを調整する必要がある。このため、光ディスクの例えば内周部の試し書き領域に種々発光条件を振って光ビームにより試し書きを行いかつ、そこを読み出し、ある評価基準に従って最適条件を見つけ、最適条件の光ビームにより書き込み又は読み出しを行う。
【００１４】
図６の実施例では、書換可能領域において、上層Ｌ１にグルーブの深さが浅く、グルーブによる回折光強度が弱い領域すなわち窓領域２６を作り、この部分を通して試し書き領域２５に書き込みができるように構成されている。このようにすることによって、下層Ｌ２の記録時には上層Ｌ１のグルーブによる影響が他の部分より低減されるので、グルーブの位置に影響されない試し書きが可能になる。なお、窓領域２６及び試し書き領域２５はプリピット領域と重ならないように設けることが好ましい。
【００１５】
図８は本発明に基づく光ディスク構造の第２の実施例を示したものである。
図８は光スポットが絞り込まれる下層Ｌ２における光スポット３１とグルーブ３２、並びに、このときの上層Ｌ１における広がった光スポット３３とグルーブ３４の様子を示す。図中の斜線部分はグルーブを表す。また、３５は下層Ｌ２の試し書き領域を示している。図８の実施例においては、上層Ｌ１にグルーブ間隔が狭い窓領域３６を作り、この部分を光ビームを通して試し書き領域３５に書き込みができるように構成されている。このようにすることによって、下層Ｌ２の記録時には上層Ｌ１のグルーブによる回折光が下層Ｌ２の記録部分と重ならないように構成することができ、上層Ｌ１のグルーブの影響が他の部分より低減されるので、グルーブの位置に影響されない試し書きが可能になる。
【００１６】
図９は本発明に基づく光ディスク構造の第３の実施例を示したものである。
図９は光スポットが絞り込まれる下層Ｌ２における光スポット４１とグルーブ４２、並びに、このときの上層Ｌ１における広がった光スポット４３とグルーブ４４の様子を示す。図中の４５は下層Ｌ２の試し書き領域を示している。図９の実施例においては、上層Ｌ１にグルーブが存在しない窓領域４６を作り、この部分を通して試し書き領域４５に書き込みができるように構成されている。こうすることによって、上層Ｌ１のグルーブに影響されない試し書きが可能になる。
【００１７】
上記実施例では上層Ｌ１の影響を排除する領域として試し書き領域をもって説明したが、これに限られるものではない。
一例として、上層Ｌ１と下層Ｌ２で記録又は再生に用いるべき光源の波長が異なっているような光ディスクにおいては、その光ディスクの種類、インデックスなどを本来の再生用波長と異なる波長で読み出すことが必要となる場合がある。このような場合には、上層Ｌ１の影響を極力排除して信号を読み出す必要があるが、本発明によればこのような厳しい条件による信号再生時に良好な信号再生をなすことができる。
【００１８】
また、上記実施例では上層Ｌ１のトラック構造がグルーブである記録用光ディスクの場合を例として説明したが、これは、グルーブではなくピット列からなるＲＯＭ型光ディスクの場合にも同様に適用することが可能である。この場合、第１実施例の回折強度はグルーブではなく、ピット深さを変えることによって実現される。
【００１９】
上記実施例では隣接する２層に関して説明を行ったが、さらに多層構造をもつ光ディスクにおいては、所定層までの透過層のすべて、又はそのうちの任意の一層に対して本発明を適用することができる。
また、本発明は透過層の透過率の設定を下層Ｌ２に有利に行うことや、波長に対して異なる透過率を設定することなど、多層での信号品質を上げるために知られている他の手法と併せて用いることができる。
【００２０】
上記説明においては、光ディスク上の一部の円環状の領域を特定の領域として説明したが、この領域の形状はこれに限定されるものではなく、光ディスク上の矩形小領域であったり、円弧状の領域、又は、所定の半径以上の外周部全部を含む領域、所定の半径以内の内周全部を含む領域など、下層Ｌ２部分に対応した上層Ｌ１の部分が上記構成となるものであれば、いろいろな大きさ、形状の領域に対して適用することが可能である。また、下層Ｌ２部分に対応していない上層Ｌ１領域において信号フォーマットの要請などから同じようなトラックの影響を低減する部分を作製したものであっても同様の効果を発揮するものであり、上記記録層における「他の領域」とは、少なくとも光ディスク内に存在する領域の部分であれば同等の効果を発揮する。
【００２１】
上記実施例においてはＣＡＶ方式多層光ディスクを説明したが、ＣＬＶ(Constant Linear Velocity)方式多層光ディスクでは光ディスク接線方向に沿って周期的に配置され、多層光ディスクの全面に渡ってほぼ均等に形成されていてもよい。さらに、ＣＡＶ及びＣＬＶの組み合わせたゾーンＣＡＶ又はＣＬＶ方式の多層光ディスクでは、図１０に示すように、セクタ状に書換可能領域ＲＷＲがプリピット領域ＰＰＲを境に配置されてもよい。
【００２２】
また、上記実施例においては媒体を光ディスクとして説明したが、多層構造をなす光学式情報記録媒体であれば同様に適用が可能であり、厚さ方向にも多重露光を行うホログラフィックメモリ媒体のような媒体であっても同様の構成が可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、情報を書き込むべき所定の記録層に隣接する隣接記録層に設けられかつ、書き換え可能な領域へ光ビームを通過せしめかつ当該隣接記録層の他の領域と異なる回折効果を通過光ビームに与える窓領域を設けたので、着目記録層に対して正確な記録又は再生が行え、高密度で信号品質の良好な多層光ディスクを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＯＭ光ディスク構造を示す概略拡大斜視図。
【図２】グルーブ記録光ディスク構造を示す概略拡大斜視図。
【図３】ランドグルーブ記録光ディスク構造を示す概略拡大斜視図。
【図４】ＲＯＭ型の２層光ディスク構造を示す概略拡大断面図。
【図５】ランドグルーブ記録型の２層光ディスク構造を示す概略拡大斜視図。
【図６】本発明による実施例の多層光ディスク構造を示す概略拡大斜視図。
【図７】本発明による実施例の多層光ディスクの平面図。
【図８】本発明による他の実施例の多層光ディスク構造を示す概略拡大斜視図。
【図９】本発明による他の実施例の多層光ディスク構造を示す概略拡大斜視図。
【図１０】本発明による他の実施例のゾーンＣＡＶ又はＣＬＶ方式多層光ディスクの平面図。
【符号の説明】
２１，２３，３１，３３，４１，４３光スポット
２２，２４，３２，３４，４２，４４グルーブ
２５，３５，４５試し書き領域
２６，３６，４６窓領域
Ｌ１上層
Ｌ２下層

Claims

スペーサ層を介して互いに積層され、各々が光ビームの照射により反射率が変化する材料からなり、かつ、反射率の変化として情報が書き込まれ、かつ、少なくとも、グルーブ又はピットを有する複数の記録層を有する多層情報記録媒体であって、情報を書き込むべき前記記録層内の所定の記録層に設けられた情報の書き換え可能な領域と、前記所定の記録層に隣接する隣接記録層に設けられ、かつ、前記書き換え可能な領域へ光ビームを通過せしめ、かつ、当該隣接記録層の他の領域と異なる回折効果を、通過光ビームに与える窓領域と、を有すること、並びに、所定の記録層の試し書き領域に対応する隣接記録層の位置によって、記録特性への影響が大きく発生しないように、前記窓領域におけるグルーブ又はピットの深さ又は間隔が、前記隣接記録層の他の領域におけるグルーブ又はピットより浅く又は狭く設定されること、を特徴とする多層情報記録媒体。
前記記録層はランドトラック及びグルーブトラックの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１記載の多層情報記録媒体。
前記記録層は相変化材料からなる媒体層を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の多層情報記録媒体。