JP4622454B2 - 多層光記録媒体 - Google Patents

Description

この発明は、多層光記録媒体に関する。

デジタルデータを記録するための光記録媒体として、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）、ＢＤ（ブルーレイディスク）等が広く利用されている。このような光記録媒体の記録容量を増大させるために、記録層を複数積層した構造を有する多層光記録媒体が提案されている。

この多層構造としては、２層構造については既に実用化されていて、更に、非特許文献１に記載されるように、４〜８層構造が検討されていて、いずれの場合も各記録層間に光透過性スペーサ層（以下スペーサ層）を介在して積層された構造となっている。

このような多層光記録媒体において、ある記録層の情報を再生する際に、他の記録層からの反射光が不可避的に発生し（層間クロストーク）、この反射光量若しくは記録層間距離が何らかの原因で変動した場合には、その変動（以下クロストーク変動）がノイズとして再生信号に重畳されてしまうという問題点を生じる。

このような層間クロストークの影響を低減させるために、例えば特許文献１に記載されるように、記録層間距離を記録層間毎に異なるようにした多層光記録媒体が提案されている。又、公知技術ではないが、受光素子の受光面サイズや形状を最適化し、再生信号を高周波フィルタに通すことによってクロストーク変動に由来するノイズを低減する再生方法が提案されている。

多層光記録媒体における層間クロストークの影響は種々あるが、信号強度変動を発生させるという重要な問題点がある。

一般に光記録媒体は、記録層に集光したレーザー光の反射率変化を信号として検出するものであるが、未記録の状態であっても反射率即ち信号強度に不可避的な変動（信号強度変動）が存在する。これは光記録媒体に設けられたグルーブやピットの形状誤差、記録層を形成する薄膜の厚み変動、あるいは表面や界面の凹凸に起因するものである。

本発明者等の研究により、多層光記録媒体においては、前記のような信号強度変動が顕著となるが、単に記録層数の増大だけでなく、受光素子上で信号光と略合焦になるクロストーク光の特定の成分（以下共焦点クロストーク光）が信号強度変動を著しく増大させることが分かった（非公知）。

従って、このような信号強度変動を考慮した多層光記録媒体の評価方法が必要となってくる。

ここで、従来の光記録媒体の評価方法として、信号強度変動を光記録媒体の内周から外周に亘って測定し、周毎に変調度という指標で定量化することがなされていた。

即ち、光記録媒体での一定の領域を再生する際に、信号強度の最大値及び最小値を測定し、（変調度）＝（最大値−最小値）／（最大値）の値を算出し、この変調度が例えば１５％以下であれば、良好な記録再生が可能であるとするものである。

しかしながら、多層光記録媒体、特に、３層以上の記録層を有する多層光記録媒体を再生する場合、信号光と共焦点クロストーク光とは、時間的にも空間的にも高いコヒーレンスを有するため、高い干渉性を示す。従って、両者の光路長差が、波長程度増減するだけで干渉による受光量の増減を生じてしまうことになる。この光路長差は、記録層間のスペーサ層の厚みを均一にすることによってその増減を抑制することが可能ではあるが、スペーサ層の厚みを再生用レーザー光の波長（屈折率を１．５６として２５０〜４２０ｎｍ）以下の精度で均一にすることは現実には不可能である。

このように、不可避である信号強度変動の変調度は、次の（１）式によって与えられる。

ここで、αは信号光に対するクロストーク光の受光強度比であり、上記変調度は理想的な干渉によって発生する場合のものである。

この受光強度比αはクロストーク光／信号光の光量比で、それぞれの光量は光学系と多層光記録媒体の設計によって決まり、実測するか光学シミュレーションによって算出される。この受光強度比αについて、更に詳細に説明する。

多層光記録媒体の再生過程においては、再生すべき記録層（再生層）に再生光が集光するように照射される。このとき、再生層でのみ反射されて再び多層光記録媒体外部へ射出する光線を信号光と呼び、再生層以外の記録層で反射される光線及び３回以上の多重反射を経験する光線を総称してクロストーク光と呼ぶことにする。前記信号光が対物レンズを通過した後に再び受光素子上で集光するように光学系が設計されていて、これは、再生層と受光素子とがそれぞれ対物レンズの物体面及び像面に一致するように設計されていることに相当する。受光素子の受光面積は信号光の復路における回折限界ビーム径又はそれより大きくなるように設計されているので、受光素子に照射された信号光の大半は受光面で検出される。一方のクロストーク光は様々な光路をとって受光素子へ照射されるため、受光素子へ照射される各クロストーク光のうちそれぞれの光路に応じた光量が受光面で検出される（受光面でのデフォーカス量が大きいほど、検出される光量は小さくなる）。そこで、受光面で検出される光量が最大のクロストーク光に着目し、この受光面で検出される光量の信号光に対する受光強度比をαとする。

仮に、前記受光強度比αが１％であっても、（１）式からは、変調度Ｍｏｄは３３％にも達する。実際には、光学系や光記録媒体内で発生する収差等の影響で信号強度変動は低下するものの、（１）式で与えられる値の２０〜５０％程度の変調度があると考えられる。

西内健一他・レーザー研究Vol.32 No.1 p33〜37（2004） 特開２００４−２１３７２０

上記のように、層間クロストークを低減する方法は、特許文献において提案されているものの、層間クロストークの影響を正確に測定する方法は提案されていなかった。

従って、多層光記録媒体の評価方法、あるいは、この多層光記録媒体を含む記録システムにおいて、信号強度変動を生じにくくするためのシステムの性能評価方法もなかった。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、信号強度変動を精度良く測定することができるようにした多層光記録媒体を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意研究の結果、多層光記録媒体において信号強度変動を測定し、干渉性パラメータを検出できる方法を見出した。

即ち、以下の本発明により上記目的を達成することができる。

（１）少なくとも３層の記録層が光透過性スペーサ層を間にして積層されてなる多層光記録媒体であって、前記記録層の数をＮ、前記記録層の反射率の段階数をＭとしたとき、Ｍ ^N 個のエリアを含み、同一エリア内でのＮ層の記録層の反射率の組合せが、前記Ｍ ^N 個のエリア毎に、異なるように設定された信号強度測定用領域を有することを特徴とする多層光記録媒体。

（２）前記信号強度測定用領域における前記記録層が、グルーブやピットのない平坦に形成された領域と、グルーブが形成された領域を有することを特徴とする（１）に記載の多層光記録媒体。
（３）前記信号強度測定用領域の同一エリアにおける各記録層の反射状態は、前記記録層における前記グルーブの深さ、幅、ピッチのうち少なくとも一つによって異なるものとされたことを特徴とする（２）に記載の多層光記録媒体。
（４）前記信号強度測定用領域の同一エリアにおける各記録層の反射状態は、前記記録層における前記グルーブの深さによって異なるものとされたことを特徴とする（３）に記載の多層光記録媒体。

（５）最も光入射側に近い記録層を除く複数の記録層のうち少なくとも１つの記録層に、他の記録層を透過することなく、光透過性スペーサ層を介して光ビームの照射及びその反射光の出射が可能な反射率測定用領域を有することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の多層光記録媒体。

（６）前記反射率測定用領域では、インナーホールに臨む記録層の内周端の位置が、光入射面に近い記録層ほどインナーホールから外側になるように順次ずらして形成されていることを特徴とする（５）に記載の多層光記録媒体。

（７）前記反射率測定用領域では、記録層の外周端の位置が、光入射面に近い記録層ほど、内側となるように順次ずらして形成されていることを特徴とする（５）又は（６）に記載の多層光記録媒体。

本発明に係る多層光記録媒体では、信号強度変動を高精度に且つ普遍的に測定することができる。

本発明の実施の形態の例に係る多層光記録媒体及びこれを用いた記録システムについて、図面を参照して詳細に説明する。

図１に示されるように、記録システム１０は、多層光記録媒体１２と、この多層光記録媒体１２に対して、情報を記録しあるいは再生する光ピックアップ（以下ＯＰＵ）１４と、このＯＰＵ１４を介して信号の入出力、あるいは干渉性の測定を行なうための信号処理回路１６と、この信号処理回路１６からの信号に応じて、前記多層光記録媒体１２を回転駆動するための駆動系１８とを備えて構成されている。

前記光ピックアップ１４は、光源として半導体レーザー及びレーザードライバ（共に図示省略）を搭載していて、半導体レーザーの発光パワー及びタイミングは、信号処理回路１６からの信号を受けたレーザードライバによって制御されるようになっている。

前記多層光記録媒体１２を駆動する駆動系１８は、スピンドル２０Ａを介して多層光記録媒体１２を回転駆動するスピンドルモータ２０と、このスピンドルモータ２０を前記信号処理回路１６からの信号に基づいて駆動するサーボドライバ２２とを有している。

前記ＯＰＵ１４内には、光学系及び受光素子（共に図示省略）が設けられている。

前記信号処理回路１６には、前記ＯＰＵ１４の受光素子からとリードチャネル信号、ウォブル・プリピット信号（ＷＰ信号）、サーボチャネル信号をそれぞれ受け取るリードチャネル２４、ＷＰ信号生成部２６、サーボチャネル２８を備えている。

前記リードチャネル２４は、主としてデータ信号を生成するためのチャネルであって、その検出信号は、周波数フィルタ（図示省略）等を通り、データデコーダ３０によって復号及びエラー訂正の処理を経てデータ信号として出力される。

又、前記ＷＰ信号生成部２６によって生成されるＷＰ信号は、多層光記録媒体に予め形成されたウォブルやプリピットを再生したもので、チャンネルクロックやアドレス情報を表わしていて、ＷＰデコーダ３２を介して出力するようにされている。

前記サーボチャネル２８は、フォーカスやトラッキングのエラー信号を検出するものであり、その検出信号はサーボ回路３４を経てライトステラテジ回路３６及び前記サーボドライバ２２にそれぞれ出力するようにされている。即ち、サーボ回路３４においてフィードバック制御がなされる。

前記ライトステラテジ回路３６及びデータエンコーダ３８は、データを多層光記録媒体１２へ記録する際に必要な領域であって、ホストコンピュータ４０から送られる記録データをデータエンコーダ３８において符号化し、チャンネルクロックとアドレス情報を参照しながら、前記ライトステラテジ回路３６によって、光ピックアップ１４におけるレーザー光の発光タイミングを制御して記録を行なうようにされている。

これらの回路等を含む信号処理回路１６は、共通のインターフェース４２を介して前記ホストコンピュータ４０、メモリ４４、制御コントローラ４６と信号のやり取りをすることによって、それぞれの機能を実現するようにされている。

又、前記信号処理回路１６には、干渉性パラメータｍ（説明後述）を計算するための信号変動処理回路４８が設けられている。

次に、前記多層光記録媒体１２の構成について詳細に説明する。

図２及び図３に示されるように、基板１２Ｂ上に３層の記録層、Ｌ３層５０Ｃ、Ｌ２層５０Ｂ、Ｌ１層５０Ａを、第１スペーサ層５１Ａ及び第２スペーサ層５１Ｂを間にして積層し、且つ、カバー層１２Ａを設けた構成とされている。

前記多層光記録媒体１２には、信号強度測定用領域５２及び反射率測定用領域５４がそれぞれ設けられている。

前記信号強度測定用領域５２は、記録領域内にリング状に設けられたものであり、円周方向に２７のエリア５３−０１〜５３−２７に分割されている。これらエリア５３−０１〜５３−２７は、表１に示されるように、記録層の反射状態の段階数をＭとしたとき記録層数Ｎ＝３と同数のＭ＝３段階の反射状態とＬ１層５０Ａ〜Ｌ３層５０Ｃの組合せが、全てのエリアにおいて異なるように、即ちＭ^N＝３³＝２７通りの組合せで、反射状態が異なるようにされている。

前記反射状態は、図４に示されるように、例えば、記録層のグルーブのピッチＰ及び幅Ｗ_tが同一の場合は、グルーブ深さが、Ａ＜Ｂ＜Ｃとなるようにし、これによって、再生時の光ビームの０次回折効率が、ａ＞ｂ＞ｃの関係となるようにしている。

前記信号強度測定用領域５２は、前記多層光記録媒体１２のどの位置に設けても良く、図２に示されるように、単一の領域でなくても、複数の領域に亘って設けても良い。但し、多層光記録媒体１２を構成するＬ１層５０Ａ、Ｌ２層５０Ｂ、Ｌ３層５０Ｃ間の、図５に示されるように、最大偏心量をＳ、再生時の最大ビームスポット径をｄ（Ｌ３層を再生しているときＬ１層上でのスポット径）とするとき、単一の信号強度測定用領域は多層光記録媒体１２の半径方向にｄ＋２Ｓ以上の幅を有することが好ましい。

前記反射率測定用領域５４では、図３に示されるように、多層光記録媒体１２のインナーホール１３に臨むＬ１層５０Ａ、Ｌ２層５０Ｂ、Ｌ３層５０Ｃの内周端の５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃの位置が、光入射面（カバー層１２Ａ側）に近いＬ１層５０Ａにおいてインナーホール１３から最も外側になるように幅Ｗずつ順次ずらして形成されている。

前記Ｌ１層〜Ｌ３層５０Ａ〜５０Ｃのインナーホール１３の内周端５３Ａ〜５３Ｃの位置の差Ｗは、Ｌ１層、Ｌ２層、Ｌ３層間の距離をＴ、ＯＰＵ１４における再生光学系の対物レンズの開口数をＮＡ、カバー層１２Ａ及び第１及び第２スペーサ層５１Ａ、５１Ｂの屈折率をｎとするとき、Ｗ＞Ｔtan｛sin^-1（ＮＡ／ｎ）｝を満足する必要がある。上記のような、Ｌ１層〜Ｌ３層の内周端５３Ａ〜５３Ｃの差（幅）Ｗは、次のように形成する。

多層光記録媒体１２の基板１２Ｂには、その成形時に、又、放射線硬化樹脂からなるスペーサ層５１Ａ、５１Ｂには、その硬化時に、それぞれスタンパを押し付けることによってスタンパに形成されているグルーブ（ピット）が転写される。一方、Ｌ１層〜Ｌ３層５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは、マグネトロンスパッタ法等によって形成されるが、その際、インナーホール１３周辺及び外周部はディスク固定用の治具に覆われるため、膜が形成されない。従って、記録層毎に異なる治具を用いることによって、図３に示されるような内周側端部位置の異なる記録層を容易に形成することができる。多層光記録媒体１２の外周側に反射率測定領域を形成する場合も同様である。

このようにして作成された多層光記録媒体１２の前記Ｌ１層５０Ａ、Ｌ２層５０Ｂ、Ｌ３層５０Ｃのインナーホール１３側端部の幅Ｗの領域を再生することによって、これらＬ１層〜Ｌ３層５０Ａ〜５０Ｃの反射率を正確に測定することができる。より正確な反射率測定を行なうためには、これらＬ１層〜Ｌ３層５０Ａ〜５０Ｃのインナーホール１３近傍（又は外周近傍）の幅Ｗの範囲でグルーブやピットの無い平坦な構造とすることが更に好ましい。

次に、上記記録システム１０によって、多層光記録媒体１２の再生時における信号強度変動情報を取得し、これから、多層光記録媒体１２及びこれを含む記録システム１０の評価基準となる干渉性パラメータｍを算出する過程について説明する。

まず、図６〜図８を参照して、本発明において測定される信号強度変動をもたらすクロストーク光と、信号光との関係を説明する。これらの図において、符号１４Ａは前記ＯＰＵ１４における受光素子、１５は受光素子１４Ａの受光面、１４ＢはＯＰＵ１４における光学系に設けられた対物レンズをそれぞれ示す。

図６は、再生すべき記録層以外の記録層で１回反射されるクロストーク光Ｃの光路を実線で示し、光源（図示省略）から対物レンズ１４Ｂを通って多層光記録媒体１２へ入射する再生光Ｒが破線でそれぞれ示されている。

前記再生光ＲはＬ３層５０Ｃにおいて集光すべく入射されるので、再生光のうちＬ２層５０Ｂで反射された成分は、反射後にＬ１層５０Ａ近傍に集光し、その後発散光となって多層光記録媒体１２の外部へ出射する。一般に、凸レンズは、レンズに近い物体ほどレンズから遠い位置に結像させる性質があるので、受光素子１４Ａ側で、前記クロストーク光Ｃは信号光Ｓよりも後方に焦点を持つ。即ち、クロストーク光Ｃは受光素子１４Ａ上で広がって分布していて、その結果、受光素子１４Ａで検出される光量は信号光に比べて小さくなる。

図７（Ａ）は、Ｌ３層５０Ｃで集光すべく入射した再生光Ｒ（破線）及びクロストーク光Ｃ（実線）を示しているが、クロストーク光ＣはＬ２層５０Ｂ、Ｌ１層５０Ａ、Ｌ２層５０Ｂによって順次反射される結果、入射時の再生光と全く同じ光路を通って受光素子１４Ａ上に集光される。このように幾何学的に信号光と区別できないクロストーク光を「共焦点クロストーク光」と定義する。

図７（Ｂ）は、スペーサ層５１Ｂの厚みが図７（Ａ）の状態から△だけ増大することによってクロストーク光の光路が変化する様子が示されている。Ｌ１層５０ＡとＬ２層５０Ｂとの間のスペーサ層が厚くなると、図７（Ａ）で示した共焦点クロストーク光が「共焦点」でなくなり、受光素子１４Ａ側で信号光とは異なる位置に集光する。

受光素子１４Ａにおいて検出される信号光及びクロストーク光の強度をそれぞれＩｓ、Ｉｃとする。但し、理想的に干渉する場合として、信号光とクロストーク光は受光面１５上で一様な強度、同一波面を持つものとする。このとき信号光とクロストーク光の複素振幅分布をＡｓ（ｒ，ｔ）、Ａｃ（ｒ，ｔ）とすれば、次の（２）式及び（３）式のように表わされる。ここでｒは受光面上での位置、ｔは時刻を示す。

ここで、Ａｓ₀＝√Ｉｓ／√Ａ、Ａｃ₀＝√Ｉｃ／√Ａであり、ω＝２πＣ／λは再生光の角振動数を、ｋは再生光の波数ベクトルをそれぞれ表わす。又、φ＝２πΔＬ／λ（ΔＬは信号光とクロストーク光との光路長差）は光路長差によって生じる位相差である。従って、信号光とクロストーク光の光路差が半波長程度増減することで、干渉による光量の増減が生じることになる。実際に受光素子で検出される光量は、次の（４）式で示される。

（４）式において、Ａは受光面１５上での面積分を表わし、又ここに、干渉性パラメータｍを導入した。理想的な干渉状態ではｍ＝１であるが、実際の光学系にはスペクトル線幅、収差、強度分布等による干渉性の低下があり、０＜ｍ＜１となる。

図７（Ｂ）に示されるように、カバー層１２Ａの厚みをＴｃ、多層光記録媒体１２の表面と対物レンズ１４Ｂの間の距離をＷｄ、対物レンズの厚みをＴ₀、対物レンズ１４Ｂと受光素子１４Ａ間の距離をＤ、カバー層１２Ａ及び第１、第２スペーサ層５１Ａ、５１Ｂの屈折率をｎ、対物レンズの屈折率をｎ₀とすると、信号光とクロストーク光が多層光記録媒体１２へ入射してから受光素子１４Ａに至るまでの総光路長はそれぞれ、次の（５）式及び（６）式によって示される。

従って、信号光とクロストーク光の光路長差は、次の（７）式で与えられる。

ここで、ｎ＝１．５６、λ＝４００ｎｍとすると、Δ≧１２８ｎｍのとき、Ｉtotalの値の最大値及び最小値はそれぞれ次の（８）式及び（９）式によって示される。上記の最大・最小値から信号強度変動の変調度は次の（１０）式によって見積もられる。

ここで、α≡Ｉｃ／Ｉｓは、信号光に対するクロストーク光の強度比となる。ｎ＝１の場合、強度比にしてわずか１％のクロストーク光（α＝０．０１）が変調度Ｍｏｄ３３％の信号強度変動を誘起し、良好な信号再生を妨げることになる。

上記は、説明の都合上、単一のクロストーク光を想定して理想的な干渉状態を仮定していたが、実際の多層光記録媒体を用いた記録システムでは、多数のクロストーク光が存在し、あるいは、上記のようなスペクトル線幅、収差、強度分布等によって干渉性が低下する。

そこで、実際に多層光記録媒体１２を再生した際の信号強度変動を実測し、信号光及びクロストーク光の受光強度比αと信号強度変動の変調度Ｍｏｄを、前記式（１０）にフィッティングすることによって、多層光記録媒体１２及びこれを含む記録システムに固有の干渉性パラメータｍの値を算出する。

（１０）式からｍを算出する際、多層光記録媒体１２の構成上最も支配的な１つのクロストーク光のみを前提としてもよいが、支配的なクロストーク光が２つある場合には、それらの信号光に対する受光強度比をα及びβとして、前記（５）式〜（１０）式の導出過程と同様にして、（１１）式を用いる。

ここで、２つのクロストーク光と信号光との位相差をφ₁、φ₂とし、干渉による信号強度のコントラストを表わす関数である次の（１２）式によって定義した。

更に、前記φ₁、φ₂が任意の値を取り得る時のｇの最大・最小値をｇ_MAX及びｇ_MINとした。支配的なクロストーク光が３つ以上ある場合も全く同様の計算によって、信号強度変動の変調度Ｍｏｄを算出することができる。このようにして考慮するクロストーク光の数は必要な評価精度に応じて経験的に決めれば良く、あるいは、クロストーク光が複数あることによる干渉性の低下量を初めからｍに含ませて評価しても良い。

上記のような各式を用いて、干渉性パラメータｍを求める過程を、図８のフローチャートを参照して説明する。

ステップ１０１において多層光記録媒体１２の反射率測定用領域５４での各記録層（Ｌ１層〜Ｌ３層５０Ａ〜５０Ｃ）の反射率情報を前記メモリ４４に保存する。前記反射率測定用領域５４での反射率は、予め測定しておいてメモリに保存してもよく、又その都度実際に測定しても良い。

次に、ステップ１０２に進み、多層光記録媒体１２の前記信号強度測定用領域５２におけるエリア５３−０１〜５３−２７毎での各記録層の反射状態の組合せ情報をメモリ４４に保存する。この組合せ情報は、表１に示されるように予め設定されている。

次にステップ１０３に進み、前記メモリ４４に保存された反射率情報と反射状態の組合せ情報から、記録層と反射状態の全ての組合せ（Ｍ ^N＝２７通り）に対して、０次回折効
率を算出する。

この０次回折効率の値はグルーブやピットの形状パラメータに複雑に依存しており、数式では表現できないが、グルーブ（ピット）の形状を予め規定しておき、それに対応する回折効率を実測あるいは光学シミュレーションによって算出する。

次に、ステップ１０４に進み、各記録層の０次回折効率と記録層間距離とから、クロストーク光の信号光に対する受光強度比αを見積もり、これをメモリ４４に保存する。

ステップ１０５に進み、前記多層光記録媒体１２の信号強度測定用領域５２を再生して、エリア５３−０１〜５３−２７毎の信号強度変動を測定する。このとき、サーボドライバ２２でレーザー光の集光位置を制御し、Ｌ１層〜Ｌ３層のそれぞれに集光した状態で信号強度変動を測定する。

次にステップ１０６に進み、前記エリア５３−０１〜５３−２７毎の測定値の最大・最小値即ちＩ_MAXとＩ_MINから、前記（１０）式を用いて変調度Ｍｏｄを算出する。ステップ１０７では、前記変調度Ｍｏｄをメモリ４４に保存する。

次のステップ１０８では、前記メモリ４４から、記録した受光強度比α、変調度Ｍｏｄを読み出して、前記エリア５３−０１〜５３−２７毎に（１０）式を用いて干渉性パラメータｍの値を計算する。

ステップ１０９においては、前記計算された干渉性パラメータｍから、多層光記録媒体１２及びこれを含む記録システム１０の評価をする。

実際には、算出された干渉性パラメータｍができるだけ小さくなるように、多層光記録媒体１２やこれを含む記録システム１０を調整することになる。

なお、上記多層光記録媒体１２は、３層の記録層を備えているが、本発明はこれに限定されるものでなく、４層以上であってもよい。この場合、信号強度測定用領域５２のエリア数は、記録層の層数をＮとしたときに、Ｍ＝Ｎ即ちＮ^Nの組合せが理想的である。但し、測定精度やコストに応じて、組合せの間引きをしてもよい。

表１は、前記メモリ４４に格納される信号強度変動情報等を示している。前述のように、信号強度測定用領域５２における各記録層の反射状態Ａ〜Ｃの全ての組合せがエリア５３−０１〜５３−２７に亘って割り振られていて、各エリアに対応する０次回折効率Ｄ１〜Ｄ３、クロストーク光の信号光に対する受光強度比α１〜α３（及びβ１〜β３）、信号強度変動の変調度Ｍｏｄ１〜Ｍｏｄ３がそれぞれ与えられている。

更に、表１には、記号で示されているが、実際には実測あるいは算出された数値がメモリ４４に格納されている。受光強度比α_ｉ、β_ｉ及び変調度Ｍｏｄ_ｉ（ｉ＝１〜３）の添え字ｉは、それぞれＬｉ層を再生（Ｌｉ層に集光）した時の数値である。即ち、Ｌ１層のエリア５３−２５を再生した際に予測されるクロストーク光の受光強度比がα₁₂₅（及びβ₁₂₅）であり、その結果生じる信号強度変動の変調度がＭｏｄ₁₂₅である。

α₁₂₅及びＭｏｄ₁₂₅を（１０）式のα及びＭｏｄに代入して得られるｍの値が、Ｌ１層のエリア５３−２５の干渉性パラメータである。

Ｌ１〜Ｌ３層を再生する時にそれぞれ前記２７通りの組合せがあるので、２７×３＝８１通り（α、Ｍｏｄ）の組合せが得られ、これらのデータから算術平均あるいは最小自乗法によってシステム全体の性能を最も良く表わすｍの値を算出する。

本実施の形態の例では、Ｌ１層〜Ｌ３層に３通りの反射状態Ａ〜Ｃを許して、その全ての組合せが測定領域に現われるとしているが、この８１通りという多数の組合せを用いる目的はシステム全体のｍの値を必要な精度で得ることである。

なお、測定時の信号光とクロストーク光の関係は、前記のように、測定の際にはサーボドライバ２２でレーザー光の集光位置を制御し、Ｌ１層〜Ｌ３層のそれぞれに集光した状態で信号強度変動を測定する。

即ち、いずれの記録層に集光しているかによって、信号光のみならず、多数あるクロストーク光もその光路が変化する。例えば、Ｌ３層を再生している時、カバー層１２Ａ側から多層光記録媒体１２へ入射してＬ３層でのみ反射される光が信号光であり、それ以外の多数の光路を取る光を総称してクロストーク光としている。

多重反射を考慮すると、実質的には無数のクロストーク光が存在するが、クロストーク強度の寄与はＬ２層、Ｌ１層、Ｌ２層の順に計３回の反射を経験する成分（共焦点クロストーク光）が殆んどであることが知られている。

そこで、本発明の信号強度変動の測定において、０次回折光からクロストーク光の受光強度比αを求める際に、共焦点クロストーク光のみを考慮して（２）式〜（１０）式のように定式化を行なってもよい。あるいは、反射回数に上限を設けて、例えば１回又は３回の反射を経験するクロストーク光のみを考慮して定式化を行なってもよい。

前記干渉性パラメータｍが与えられた時に、受光強度比αと信号強度変動Ｍｏｄの関係、即ち（１０）式の関係を示したものが図９である。この図９からは、干渉性が高くなるほど、又は受光強度比αが大きいほど、信号強度の変動が増大することが分かる。

従来は多層光記録媒体の再生時において、クロストーク光の検出時光量そのもの、即ち受光強度比αの値を抑制するために光学系あるいは記録媒体の設計を最適化していたが、記録層数が増大すると多重反射によって発生するクロストーク光の数が急激に増大し、αを抑制することが困難となっている。

図９からは、記録システム全体の干渉性を下げることによっても信号強度変動を抑制することができ、しかも記録層数が多くαが大きい状況で特に効果的であることが分かる。従って、多層光記録において干渉性パラメータｍをシステムの性能を表わす指標として用いることは非常に有効な評価手段である。

本発明の評価方法では、要求される測定精度で実施可能な測定コストに応じて考慮するクロストーク光の制約を変化させることができる。図１０は、図９と同様に、（１０）式をグラフ化したものであるが、信号強度変動の変調度Ｍｏｄを与えた時に、干渉性パラメータｍと受光強度比αの関係を示したものである。実験及び計算によると、受光強度比αを１％より小さくすることは現実的には難しく、許容される信号強度変動が１０％、１５％、２０％及び３０％のとき、システム全体に要求される干渉性パラメータｍの上限値は、それぞれ０．２６、０．４０、０．５６及び０．９０となった。

本発明の実施の形態の例に係る記録システムを示すブロック図 本発明の実施の形態の例に係る多層光記録媒体を示す斜視図 図２のIII−III線に沿う断面を模式的に拡大して示す断面図 同多層光記録媒体の信号強度測定用領域における記録層と反射状態との関係を模式的に示す断面図 同多層光記録媒体における信号強度測定用領域の幅と偏心量及びビームスポット径との間の関係を模式的に示す断面図 クロストーク光と信号光との関係を模式的に示す断面図 共焦点クロストーク光と信号光との関係を（Ａ）に、スペーサ層の厚みを変えた場合のクロストーク光と信号光との関係を（Ｂ）に、模式的に示す断面図 本発明の実施の形態の例に係る記録システムによって干渉性パラメータｍを算出する過程を示すフローチャート 干渉性パラメータｍと信号強度変動の変調度との関係を示す線図 信号強度変動の変調度を与えた時に干渉性パラメータｍと受光強度比αとの関係を示す線図

符号の説明

１０…記録システム
１２…多層光記録媒体
１３…インナーホール
１４…光ピックアップ（ＯＰＵ）
１４Ａ…受光素子
１５…受光面
１６…信号処理回路
４０…ホストコンピュータ
４２…インターフェース
４４…メモリ
４８…信号変動処理回路
５０Ａ…Ｌ１層
５０Ｂ…Ｌ２層
５０Ｃ…Ｌ３層
５１Ａ…第１スペーサ層
５１Ｂ…第２スペーサ層
５２…信号強度測定用領域
５３−０１〜５３−２７…エリア
５４…反射率測定用領域

Claims (7)

1. 少なくとも３層の記録層が光透過性スペーサ層を間にして積層されてなる多層光記録媒体であって、
   前記記録層の数をＮ、前記記録層の反射率の段階数をＭとしたとき、Ｍ^N個のエリアを
   含み、同一エリア内でのＮ層の記録層の反射率の組合せが、前記Ｍ^N個のエリア毎に、異
   なるように設定された信号強度測定用領域を有することを特徴とする多層光記録媒体。
2. 請求項１において、
   前記信号強度測定用領域における前記記録層が、グルーブやピットのない平坦に形成された領域と、グルーブが形成された領域を有することを特徴とする多層光記録媒体。
3. 請求項２において、前記信号強度測定用領域の同一エリアにおける各記録層の反射状態は、前記記録層における前記グルーブの深さ、幅、ピッチのうち少なくとも一つによって異なるものとされたことを特徴とする多層光記録媒体。
4. 請求項３において、前記信号強度測定用領域の同一エリアにおける各記録層の反射状態は、前記記録層における前記グルーブの深さによって異なるものとされたことを特徴とする多層光記録媒体。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   最も光入射側に近い記録層を除く複数の記録層のうち少なくとも１つの記録層に、他の記録層を透過することなく、光透過性スペーサ層を介して光ビームの照射及びその反射光の出射が可能な反射率測定用領域を有することを特徴とする多層光記録媒体。
6. 請求項５において、
   前記反射率測定用領域では、インナーホールに臨む記録層の内周端の位置が、光入射面に近い記録層ほどインナーホールから外側になるように順次ずらして形成されていることを特徴とする多層光記録媒体。
7. 請求項５又は６において、
   前記反射率測定用領域では、記録層の外周端の位置が、光入射面に近い記録層ほど、内側となるように順次ずらして形成されていることを特徴とする多層光記録媒体。

Images