JP4994178B2 - 光記録媒体、情報記録または再生方法、および情報記録または再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、光を照射して情報の記録または再生を行う光記録媒体に関し、特に４面以上の情報記録面を備える光記録媒体の層間隔の構造に関する。

高密度、大容量の光情報記録媒体として市販されているものでＤＶＤやＢＤと呼ばれる光ディスクがある。このような光ディスクは画像、音楽、コンピュータデータを記録する記録媒体として、最近急速に普及しつつある。さらに記録容量を増すために、特許文献１に示すように記録層を複数有するものも提案されている。

図１２および図１３に従来の光記録媒体と光ピックアップの構成を示す。
まず、図１２について説明する。図１２における光記録媒体４０１は、記録面４０１ａ、４０１ｂを有している。第１記録面４０１ａは、光入射側表面に近い記録面であって、表面からの距離ｄ１（つまり、カバー層の厚み）は０．０７５ｍｍである。第２記録面４０１ｂは、光入射側表面から遠い記録面であって、表面からの距離ｄ２（つまり、カバー層＋中間層の厚み）は０．１ｍｍである。

第２記録面４０１ｂの情報を記録または再生する場合について説明する。
半導体レーザ等の光源１は、波長λ１が４０５ｎｍの直線偏光のビーム７０を出射する。光源１から出射された発散性のビーム７０は、球面収差補正手段９３を備えた焦点距離ｆ１が１５ｍｍのコリメートレンズ５３を透過し、偏光ビームスプリッタ５２に入射する。偏光ビームスプリッタ５２に入射したビーム７０は、偏光ビームスプリッタ５２を透過し、４分の１波長板５４を透過して円偏光に変換された後、焦点距離ｆ２が２ｍｍの対物レンズ５６で収束ビームに変換され、光記録媒体４０１の透明基板を透過し、第２記録面４０１ｂ上に集光される。図１２では第２記録面４０１ｂで球面収差がほぼ０ｍλとなるように球面収差補正手段９３でコリメートレンズ５３の位置が制御されている。対物レンズ５６の開口はアパーチャ５５で制限され、開口数ＮＡを０．８５としている。第２記録面４０１ｂで反射されたビーム７０は、対物レンズ５６、４分の１波長板５４を透過して往路とは９０度異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ５２で反射される。偏光ビームスプリッタ５２で反射されたビーム７０は、焦点距離ｆ３が３０ｍｍの集光レンズ５９を透過して収束光に変換され、シリンドリカルレンズ５７を経て、光検出器３２に入射する。ビーム７０には、シリンドリカルレンズ５７を透過する際、非点収差が付与される。

光検出器３２は、４つの受光部（図示せず）を有している。各受光部は、それぞれ受光した光量に応じた電流信号を出力する。
これら電流信号から、例えば、非点収差法によってフォーカス誤差（以下ＦＥとする）信号が得られ、さらにプッシュプル法によってトラッキング誤差（以下ＴＥとする）信号が得られ、光記録媒体４０１に記録された情報（以下ＲＦとする）信号が得られる。ＦＥ信号およびＴＥ信号は、所望のレベルに増幅および位相補償が行われた後、アクチュエータ９１および９２に供給されて、フォーカスおよびトラッキング制御がなされる。
また、第１記録面４０１ａの情報を記録または再生する場合については、第１記録面４０１ａで球面収差がほぼ０ｍλとなるように球面収差補正手段９３でコリメートレンズ５３の位置が制御されている。

次に、図１３について説明する。図１３では、図１２とほぼ同様の構成を有する光ピックアップの構成を示している。光源１から出射された発散性のビーム７０は、球面収差補正手段９３を備えた焦点距離ｆ１が１５ｍｍのコリメートレンズ５３を透過し、偏光ビームスプリッタ５２に入射する。偏光ビームスプリッタ５２に入射したビーム７０は、偏光ビームスプリッタ５２を透過し、４分の１波長板５４を透過して円偏光に変換された後、焦点距離ｆ２が２ｍｍの対物レンズ５６で収束ビームに変換され、光記録媒体４０１の透明基板を透過し、光記録媒体４０１内部に形成された記録面４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０１ｄのいずれかの上に集光される。対物レンズ５６は、第１記録面４０１ａと第４記録面４０１ｄの中間の深さ位置で球面収差が０になる様に設計され、各記録面４０１ａ〜４０１ｄに集光する場合に発生する球面収差は、球面収差補正手段９３がコリメートレンズ５３の位置を光軸方向に移動することにより除去される。

対物レンズ５６の開口はアパーチャ５５で制限され、開口数ＮＡを０．８５としている。第４記録面４０１ｄで反射されたビーム７０は、対物レンズ５６、４分の１波長板５４を透過して往路とは９０度異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ５２で反射される。偏光ビームスプリッタ５２で反射されたビーム７０は、焦点距離ｆ３が３０ｍｍの集光レンズ５９を透過して収束光に変換され、シリンドリカルレンズ５７を経て、光検出器３２に入射する。ビーム７０には、シリンドリカルレンズ５７を透過する際、非点収差が付与される。

光検出器３２は、図示しない４つの受光部を有し、それぞれ受光した光量に応じた電流信号を出力する。これら電流信号から、非点収差法によるフォーカス誤差（以下ＦＥとする）信号、プッシュプル法によるトラッキング誤差（以下ＴＥとする）信号、光記録媒体４０１に記録された情報（以下ＲＦとする）信号が生成される。ＦＥ信号およびＴＥ信号は、所望のレベルに増幅および位相補償が行われた後、アクチュエータ９１および９２に供給されて、フォーカスおよびトラッキング制御がなされる。
光記録媒体４０１の表面４０１ｚから第１記録面４０１ａまでの厚みｔ１、第１記録面４０１ａから第２記録面４０１ｂまでの厚みｔ２、第２記録面４０１ｂから第３記録面４０１ｃまでの厚みｔ３、第３記録面４０１ｃから第４記録面４０１ｄまでの厚みｔ４は、その比が、ｔ１：ｔ２：ｔ３：ｔ４＝２：３：４：５の様に設定されている。ここで、厚みｔ１〜ｔ４を全て同じ長さにせずに上記の様な比に設定する理由を以下に説明する。

仮に厚みｔ１〜ｔ４が全て同じ長さである場合には以下の様な問題が発生する。例えば第４記録面４０１ｄへの記録再生を行うために第４記録面４０１ｄにビーム７０を集光したとき、ビーム７０の一部は、第３記録面４０１ｃで反射する。第３記録面４０１ｃから第４記録面４０１ｄまでの距離と、第３記録面４０１ｃから第２記録面４０１ｂまでの距離が同じなので、第３記録面４０１ｃで反射したビーム７０の一部は第２記録面４０１ｂの裏側に結像し、その反射が再び第３記録面４０１ｃで反射して本来読み出すべき第４記録面４０１ｄからの反射光に混入してしまう。さらに、第２記録面４０１ｂから第４記録面４０１ｄまでの距離と、第２記録面４０１ｂから光記録媒体４０１の表面４０１ｚまでの距離も同じなので、記録面４０１ｂで反射したビーム７０の一部が光記録媒体４０１の表面４０１ｚの裏側に結像し、その反射が再び第２記録面４０１ｂで反射して、本来読み出すべき第４記録面４０１ｄからの反射光に混入してしまう。この様に本来読み出すべき第４記録面４０１ｄからの反射光に、他層の裏側に結像した反射光が多重に重なって混入し記録／再生に支障をきたすという問題がある。

これを防ぐために、各記録層の間の層間距離を光記録媒体４０１の表面４０１ｚから順番に徐々に長くなる様に設定し、本来読み出すべき第４記録面４０１ｄにビーム７０を集光させたときに、同時に第２記録面４０１ｂの裏側や表面４０１ｚの裏側に結像しないようにする方法が開示されている（特許文献１参照）。ここで、厚みｔ１〜ｔ４はそれぞれ±１０μｍの製造ばらつきを有している。厚みｔ１〜ｔ４は、各々がばらついた場合にも異なる距離になる様に設定する必要があることから、距離の差は例えば２０μｍに設定される。この場合それぞれ、ｔ１＝４０μｍ、ｔ２＝６０μｍ、ｔ３＝８０μｍ、ｔ４＝１００μｍとなり、第１記録面４０１ａから第４記録面４０１ｄの総層間厚みｔ（＝ｔ２＋ｔ３＋ｔ４）は２４０μｍである。

ところが、さらなる大容量化を図るために記録面をさらに多層構造とすることが考えられる。このように複数の記録面を有した光記録媒体の場合、その記録面の層間距離（記録面間距離）がばらつきを含めて同一であると、本来読み出す記録面とは別の記録面の影響を受け、安定した信号を読み出すことが困難になる。例えば４つの記録面を有する光ディスクの場合には、第４記録面の信号を読む場合、光ピックアップは第４記録面に焦点が合うようフォーカス制御されている。しかし、このとき一部のビームは第３記録面で反射され第２記録面で焦点を結ぶ。この焦点を結んだ第２記録面で反射したビームが再び第３記録面で反射され、第４記録面で反射したビームと同じ光路を通り光ピックアップの検出器に入射する。この第２記録面で反射したビームは本来読み出すべき第４記録面の信号に対しクロストークとなり悪影響を及ぼす。以後本明細書では、これを裏焦点課題と呼ぶ。

このような課題を考慮し、光ディスクの記録層の間隔を提案しているものに特許文献１に示すものがある。この文献では、任意の記録層から支持基板側の全ての記録層までの間隔と、その記録層からカバー層側の全ての記録層までの間隔がそれぞれ一致しないように構成することにより、上記課題の発生を防いでいる。
この実施の形態として、中間層の厚みが支持基板側からカバー層側に向かって順に厚くなる、あるいは、順に薄くなる構造が提案されている。
特開平２００１−１５５３８０号公報

しかしながら特許文献１に示されるディスク構造で考慮されているのは、再生時に光学ヘッドからの照射光が他層に集光することにより層間クロストークを増大させる場合のみであり、再生層反射光と他層反射光や表面反射光との干渉について考慮されていない。
図１４は、従来のディスク構造を設定した３層ディスク４０の断面図を示している。この図において、１０１〜１０３は記録層（面）、１０５はカバー層、１０６〜１０７は中間層を示している。
例えば図１４に示したようなディスク構造では、他層（第２記録層１０２）での反射光の一部が再生層（第３記録層１０３）での反射光１０８と同一の光路を通り、ほぼ等しい波面で光学ヘッドに戻る。このような光は干渉性が高く、受光素子上で干渉による明暗分布を形成する。さらにこの明暗分布は、光ディスク面内の微少な中間層厚みばらつきによる他層反射光との位相差変化に応じて変動するため、サーボ信号および再生信号の品質を著しく低下させてしまう。

しかしこのような干渉の課題が生じるのは、特許文献１で考慮されている裏焦点課題を引き起こすディスク構造の場合だけではない。
図１５は特許文献１で考慮している裏焦点課題が生じないように、ディスク構造を設定した４層ディスク４０の断面図を示している。この図において、１１１〜１１４は記録層（面）、１１５はカバー層、１１６〜１１８は中間層を示している。
ここでカバー層１１５と中間層１１６〜１１７の厚みは変えた構成してあり、情報記録面の裏焦点課題は生じない。
しかしながら表面から第１記録層１１１までのカバー層の厚みと第４記録層１１４から第１記録層１１１のまでの厚みが等しい場合、第４記録層１１４で反射した光１０８が表面で焦点を結び反射し、再び第４記録層１１４で反射後に受光部へ導かれる。この光束は表面での裏焦点のため、他の記録層での裏焦点の光束のようなピットやマークの情報は持っていないが、記録層が多層化されていくと光量としては他の記録層と同程度の大きさがあるため、再生層の光束との干渉は同じように発生し、サーボ信号および再生信号の品質を著しく低下させる重大な課題となる。
また、裏焦点以外でもサーボ信号および再生信号品質を低下させる課題がある。それは例えば、第２記録層１１２を再生または記録している時、隣接する第１記録層１１１と第３記録層１１３からの反射光も受光部に入射する。このとき、第２記録層１１２と第１記録層１１１の距離、または第２記録層１１２と第３記録層１１３の距離が狭くなると、第２記録層１１２の光束との干渉により再生信号品質を著しく低下させてしまう。

本発明の目的は、光記録媒体において、表面での裏焦点を防止するとともに各記録面での反射光同士の干渉を減らすことで、サーボ信号および再生信号へ品質を向上させることにある。

本発明の一見地に係る光記録媒体は、３面以上の情報記録面を有した光記録媒体であって、光記録媒体の表面から一番近い情報記録面までの距離をｄ１、一番遠い第ｍ番目の情報記録面までの距離をｄｍ、情報記録面間の最小層間厚みをｄｍｉｎとしたとき、
ｄ１＜（ｄｍ−ｄ１）、かつ、３８μｍ≦ｄ１≦４９．５μｍ、かつ、隣接する面間距離の差が１μｍ以上であり、かつ、ｄｍｉｎ≧８μｍを満たし、波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．８５の光ヘッドを用いて記録または再生される。

ｄ１≠（ｄｍ−ｄ１）であるため、表面での裏焦点問題が生じにくい。さらに、ｄ１＜（ｄｍ−ｄ１）であるため、カバー層が薄くなり、そのため中間層の厚みのばらつきの許容度が高くなる。さらに、ｄｍｉｎ≧８μｍであるため、隣接する記録面の反射光同士の干渉が生じにくい。この結果、サーボ信号および再生信号の品質が向上する。
ｄ１は（ｄｍ−ｄ１）より１μｍ以上小さいことが好ましい。
ｄ１≧３８μｍであることが望ましい。カバー層が十分な厚みを確保することで、信号品質に対する表面のキズやホコリの影響を小さくできる。
ｄ１≦４７μｍであることが好ましい。
さらに、表面から第３番目以上のいずれかの情報記録面までの距離が１００μｍであることが望ましい。
また、情報記録面が４面であることが望ましい。
また、表面から第４番目の情報記録面の表面からの距離が１００μｍであることが望ましい。

本発明の他の見地に係る光記録媒体は、４面の情報記録面を有する光記録媒体であって、光記録媒体の表面に近い側から第１情報記録面〜第４情報記録面としている。表面から第１情報記録面までの距離が４７μｍ以下である。第１情報記録面から第４情報記録面までの各情報面間の中間層厚みが、１１〜１５μｍと、１６〜２１μｍと、２２μｍ以上との組み合わせからなる。表面から第４情報記録面までの距離が１００μｍである。
表面から第１情報記録面までの距離が４７μｍ以下であり、さらに表面から第４情報記録面までの距離が１００μｍであるため、表面における裏焦点は生じにくい。さらに、すべての中間層厚みが１１μｍ以上であるため、隣接する記録面の反射光同士の干渉が生じにくい。この結果、サーボ信号および再生信号の品質が向上する。

本発明の光記録媒体によれば、表面での裏焦点を防止するとともに各記録面での反射光同士の干渉を減らすことで、サーボ信号および再生信号へ品質が向上する。

以下、本発明の光記録媒体、光情報装置、光ピックアップヘッド装置および光情報再生方法の実施形態について添付の図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の符号は同一の構成要素または同様の作用、動作をなすものを表す。

（実施の形態１）
以下、図１および図２を用いて、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る光情報装置の構成を示している。光ピックアップヘッド装置２０１（または光ピックアップとも言う）は、波長λが４０５ｎｍのレーザ光を光記録媒体４０に照射し、光記録媒体４０に記録された信号の再生を行う。移送制御器２０５は、光記録媒体４０上の任意の位置で情報を記録もしくは再生するために光ピックアップヘッド装置２０１を光記録媒体４０の半径方向に沿って移動させる。光記録媒体４０を駆動するモータ２０６は、光記録媒体４０を回転させる。制御器２０７は、光ピックアップヘッド装置２０１と移送制御器２０５とモータ２０６とを制御する。

増幅器２０８は、光ピックアップヘッド装置２０１によって読み取られた信号を増幅する。制御器２０９には、増幅器２０８からの出力信号が入力される。制御器２０９は、この信号に基づいて、光ピックアップヘッド装置２０１が光記録媒体４０の信号を読み取る際に必要とされるＦＥ信号やＴＥ信号などのサーボ信号を生成し、これを制御器２０７に出力する。また、制御器２０９に入力される信号はアナログ信号であるが、制御器２０９はこのアナログ信号をディジタル化（２値化）する。復調器２１０は、光記録媒体４０から読み取られてディジタル化された信号を解析するとともに、元の映像や音楽などのデータを再構築し、再構築された信号は出力器２１４から出力される。

検出器２１１は、制御器２０９から出力される信号に基づいてアドレス信号等を検出し、これをシステム制御器２１２に出力する。システム制御器２１２は、光記録媒体４０から読み取られた物理フォーマット情報及び光記録媒体製造情報（光記録媒体管理情報）に基づいて光記録媒体４０を識別し、記録再生条件等を解読し、この光情報装置全体を制御する。光記録媒体４０に情報を記録再生する場合、システム制御器２１２からの指示に従って、制御器２０７は移送制御器２０５を駆動制御する。その結果、移送制御器２０５は図２において後述する光記録媒体４０に形成された第２情報記録面４０ｂの所望の位置の上に光ピックアップヘッド装置２０１を移動させ、光ピックアップヘッド装置２０１は光記録媒体４０の情報記録面に情報を記録再生する。

図２は、本発明に係る光記録媒体４０と光ピックアップヘッド装置２０１の構成の一例を示している。光記録媒体４０には4面の情報記録面が形成されており、図３に示すように、光記録媒体４０の表面から近い側から情報記録面４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄである。光記録媒体４０は、さらに、カバー層４２、第１中間層４３、第２中間層４４、第３中間層４５を有している。カバー層４２（表面４０ｚから第１情報記録面４０ａまでの基材）の厚みをｔ１、第１中間層４３（第１情報記録面４０ａから第２情報記録面４０ｂまでの基材）の厚みをｔ２、第２中間層４４（第２情報記録面４０ｂから第３情報記録面４０ｃまでの基材）の厚みをｔ３、第３中間層４５（第３情報記録面４０ｃから第４情報記録面４０ｄまでの基材）の厚みをｔ４とする。また、表面４０ｚから第１情報記録面４０ａまでの距離をｄ１（≒ｔ１）、表面４０ｚから第２情報記録面４０ｂまでの距離をｄ２（≒ｔ１＋ｔ２）、表面４０ｚから第３情報記録面４０ｃまでの距離をｄ３（≒ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）、表面４０ｚから第４情報記録面４０ｄまでの距離をｄ４（≒ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４）とする。

ここで、第４情報記録面４０ｄの記録または再生を行う場合について説明する。
光源１は、波長λが４０５ｎｍの直線偏光の発散ビーム７０を出射する。光源１から出射されたビーム７０は、焦点距離ｆ１が１８ｍｍのコリメートレンズ５３で平行光に変換された後、偏光ビームスプリッタ５２を透過し、４分の１波長板５４を透過して円偏光に変換された後、焦点距離ｆ２が２ｍｍの対物レンズ５６で収束ビームに変換され、光記録媒体４０に形成されたカバー層４を透過し、第４情報記録面４０ｄ上に集光される。対物レンズ５６の開口はアパーチャ５５によって制限され、開口数ＮＡを０．８５としている。また、第４情報記録面４０ｄで球面収差がほぼ０ｍλとなるようにステッピングモータ等で構成される球面収差補正手段９３を用いてコリメートレンズ５３を光軸方向に調整されている。
第４情報記録面４０ｄで反射されたビーム７０は、対物レンズ５６、４分の１波長板５４を透過して往路とは９０度異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ５２で反射される。偏光ビームスプリッタ５２で反射したビーム７０は、ビーム分割素子である回折格子６０で０次光のビーム７０と１次光に分割され、焦点距離ｆ３が３０ｍｍの集光レンズ５９とシリンドリカルレンズ５７とを経て、光検出器３２に入射する。光検出器３２に入射するビーム７０は、シリンドリカルレンズ５７を透過する際、非点収差が付与される。

ここで、情報記録面が４面ある場合の課題について説明する。一つ目の課題として、多面反射光による干渉を図４〜図７を用いて説明する。図４のように再生または記録のために集光された光束は、以下の複数のビームとして存在する。
・図４のように再生または記録面に集光するビーム７０
・図５のように第３情報記録面４０ｃで反射し、第２情報記録面４０ｂで焦点を結び反射し、再び第３情報記録面４０ｃで反射するビーム７１
・図６のように第２情報記録面４０ｂで反射し、表面で焦点を結び反射し、再び第２情報記録面４０ｂで反射するビーム７２（裏焦点光）
・図７のように情報記録面で焦点は結ばないが、情報記録面４０ｃ、４０ａ、４０ｂの順で反射したビーム７３
ここで、ｔ４＝ｔ３の場合ビーム７０とビーム７１は等しい光路長と光束径で光検出器３２に入射する。同様にｔ４＝ｔ２の時、ビーム７０とビーム７２が、またｔ１＋ｔ２＝ｔ３＋ｔ４の時ビーム７０とビーム７３がそれぞれ等しい光路長と光束径で光検出器３２に入射する。ビーム７０に対して多面反射光であるビーム７１〜７２の光量は小さいが、等しい光路長と等しい光束径で光検出器３２に入射するため干渉による影響は大きく、光検出器３２で受光した光量は微少な層間厚みの変化で大きく変動を起こし、安定な信号を検出することが困難となる。

図８は、ビーム７０とビーム７１またはビーム７２またはビーム７３の光量比を１００：１とし、かつカバー層４２と第１中間層４３の屈折率を１．５７とした時の層間厚みの差に対するＦＳ信号振幅を示している。横軸は層間厚みの差、縦軸はＦＳ信号振幅でビーム７０のみの反射光を光検出器３２で受光したときのＤＣ光量で規格化した値である。図８のように層間厚みの差が±１μｍ以下になるとＦＳ信号が急激に変動することがわかる。

二つ目の課題として、情報記録面間の層間距離が小さすぎると、隣接する情報記録面からのクロストークの影響を受けるため所定値以上の層間距離が必要となる。そこで、層間厚みの検討を行い最小層間厚みを決定する。図９に各記録層の反射率がほぼ等しいディスクでの層間厚みとジッタとの関係を示す。図９の横軸は層間厚み、縦軸は２５ＧＢ／層のランダム記録をしたときのジッタ値を示している。層間厚みが薄くなるに従ってジッタは劣化し、変曲点は約８μｍとなっており、それ以下の層間厚みでは急激なジッタの劣化が起こる。

次に、図３を用いて、本発明にかかる実施例における光記録媒体４０の構成について説明する。本実施例では、一つ目の課題を解決するために製作上の厚みバラツキを考慮した上で、以下の条件が確保できるように設定する。
条件1)：カバー層４２の厚みｔ１と各中間層４３〜４５の厚みｔ２〜ｔ４との差を１μｍ以上確保

条件2)：カバー層４２の厚みｔ１と中間層４３〜４５の厚みの総和である（ｔ２＋ｔ３＋ｔ４）との差を１μｍ以上確保
条件2)について詳細に説明する。カバー層４２の厚みｔ１と中間層４３〜４５の厚みの総和（ｔ２＋ｔ３＋ｔ４）が異なるということは、ｄ１≠ｄ４−ｄ１であり、より正確にはｄ１＜（ｄ４−ｄ１）であることと同じである。ここでは、ｄ１が光記録媒体４０の表面４０ｚから一番近い第１情報記録面４０ａまでの距離を意味し、ｄ４が表面４０ｚから一番遠い第４番目の第４情報記録面４０ｄまでの距離を意味している。ｄ１≠（ｄ４−ｄ１）であるため、表面４０ｚでの裏焦点問題が生じにくい。さらに、ｄ１＜（ｄｍ−ｄ１）であるため、カバー層４２が薄くなり、そのため中間層４３〜４５の厚みのばらつきの許容度が高くなる。さらに、ｄｍｉｎ≧８μｍであるため、隣接する記録面の反射光同士の干渉が生じにくい。この結果、サーボ信号および再生信号の品質が向上する。

条件3)：カバー層４２の厚みｔ１と第１中間層４３の厚みｔ２および第２中間層４４の厚みｔ３の和である（ｔ２＋ｔ３）との差を１μｍ以上確保
条件4)：カバー層４２の厚みｔ１およびと第１中間層４３の厚みｔ２の和（ｔ１＋ｔ２）と第２中間層４４の厚みｔ３と第３中間層４５の厚みｔ４の和（ｔ３＋ｔ４）との差を１μｍ以上確保

また、二つ目の課題を解決するために
条件5)：最小層間厚みｄｍｉｎを８μｍ以上に、より好ましくは１０μｍ以上に設定する。
条件5)は一般的にディスクの作成上各記録層の反射率の差は１．５倍の程度は起こりえるためである。例えば、再生または記録層の反射率に対し、他層の反射率が１．５倍の場合、干渉による再生層への影響は√１．５倍となるため、層間厚みに対するジッターは図９の破線のようになる。すなわち、最小層間厚みｄｍｉｎを８μｍから１０μｍ以上に設定することで、他層の迷光の受光部での光量密度は反射率１．５×（８／１０）²＝０．９６となり他層の反射効率の増加分を相殺することができる。また、最小層間厚みｄｍｉｎは、図９のように反射率が等しい場合のジッター劣化の変曲点厚み８μｍ以上となっている。

また、本実施例では、表面４０ｚから一番遠い第４情報記録面４０ｄは表面から概ね１００μｍとすることで、現在市販されている光ディスクの中で最も大容量であるＢＤ（Blu-rayDisc）と互換性を持たせると共にチルトマージン等のシステムマージンも充分に確保できるという利点を持たせる。

カバー層４２及び中間層４３〜４５の作成バラツキを±ｅμｍとすると、上記条件を満たす各層間厚みｔ２〜ｔ４の中心値は１０＋ｅ（μｍ）、１０＋３ｅ＋１（μｍ）、１０＋５ｅ＋２（μｍ）の組合せとなる。図１０は上記条件を満足するカバー層厚みｔ１と各中間層４３〜４５の作成時の最大許容バラツキｅ（μｍ）との関係を示した図である。まず、図の斜線部の領域は、上記条件2)の観点からカバー層の厚みｔ１は４９．５〜５１．５（μｍ）の範囲は裏焦点が発生するためこの領域は除外する。また、カバー層４２が４９．５μｍ以下の場合、本実施例では表面４０ｚから一番遠い第４情報記録面４０ｄまでの距離が１００μｍであるので、
１００＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４
＝ｔ１＋１０＋ｅ＋１０＋３ｅ＋１＋１０＋５ｅ＋２・・・（１）
となるが、カバー層４２が４９．５μｍ以下の場合は、バラツキｅμｍを考慮し、最大厚みで４９．５μｍ以下に設定が必要なため、
１００＝（ｔ１−ｅ）＋１０＋ｅ＋１０＋３ｅ＋１＋１０＋５ｅ＋２
ｅ＝（６７−ｄ１）／８
となる。また、カバー層４２が５０．５μｍ以上の場合は、反対に最小厚みで５０．５μｍ以上に設定が必要なため、
１００＝（ｔ１＋ｅ）＋１０＋ｅ＋１０＋３ｅ＋１＋１０＋５ｅ＋２
ｅ＝（６７−ｔ１）／１０
となる。したがって、図１０の実線のように層間厚みバラツキｅの値は不使用領域の前後で不連続になり、層間厚みが４９．５μｍ以下の方が層間厚みバラツキｅを大きく取れる。
すなわち、
ｄ１≦（１００−ｄ１）−１（μｍ）
の場合に層間厚みバラツキの許容度が増える。
これは、ディスクの製作時のバラツキの許容範囲をより多く取れるということになるので、安価なディスクを実現することができる。

本実施例の場合、カバー層厚みを５０μｍ以上にしようとすると、各層間の厚みバラツキは最大でも１．６μｍ以下となり、非常に高い作成精度が必要となりコストアップの要因となる。

また、カバー層厚みｔ１は上記の観点では薄ければ薄い方が各層間の厚みバラツキの許容度は増えるが、薄すぎると表面のキズやホコリの影響により、信号品質に大きな影響を与える。

図１１はカバー層の厚みを１００μｍから３０μｍまで変化させたディスクと、それら媒体のカバー層表面に欠陥を付着させた時のエラーレートを評価した結果である。なお、記録した信号は、１−７ＰＰ変調方式によって変調された、基準クロック周波数６６ＭＨｚで、最短マーク長１４９ｎｍのランダムパターンの信号であり、記録再生線速は４．９ｍ／ｓに設定した。また、カバー層表面に付着させた欠陥は一般家庭環境の埃付着の条件に近い、直径が２０μｍ以下の埃をカバー層表面における埃の面積占有率（ここでは埃面積率と呼ぶことにする）が約１％程付着させた。
このサンプルを用いエラーレート（ＳＥＲ：Ｓｙｍｂｏｌ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）の評価を行った。ＳＥＲの合否の指標としては４．２ｘ１０^-3以下のエラーレートであれば問題ないものとした。このエラーレート値は１００万枚に１枚情報を読み出せない可能性があるレベルで、このエラーレート値以下であれば光情報記録媒体の記録再生特性として問題ないといえる。また、信号を記録する際、記録再生信号品質が最適となる記録条件の他、実際に起こりうる記録ストレス状態、あるいは再生ストレス状態においても同様のＳＥＲ評価を行い、合否を判定した。ここで用いた記録ストレス状態とは、記録再生光のデフォーカス量や、起こりうるディスクの反り（チルト）の影響、起こりうる球面収差量、また記録パワーの設定誤差、記録パワーを最適化する記録パワー学習誤差、および温度変化による記録パワー誤差などを見積もって、記録ストレス状態として、最適記録パワーからこれらの誤差をパワー換算し約１０％パワーを低く設定した。また、再生ストレス状態としては、読み出す光学ヘッドの製作ばらつきや、デフォーカス量、ディスクの反りによるトラックずれ量などをパワー換算で見積もって、通常の再生パワーに対して約３０％パワーを低く設定した。

図１１のようにカバー層を１００μｍから３０μｍまで変化させた光情報記録媒体において、カバー層表面に埃が付着していないサンプルに最適な記録条件で記録し、通常の再生パワーで再生したもののＳＥＲを基準として、カバー層表面に図１１のような埃を付着させたサンプルに対して、最適な記録条件で記録した場合のＳＥＲ値と、記録ストレス状態で記録を行った場合のＳＥＲ値と、さらに記録ストレス状態で記録した信号を再生ストレス状態で再生した場合のＳＥＲ値をそれぞれ評価し示した。この結果より埃付着状態、記録ストレス状態、再生ストレス状態においてもＳＥＲ値として４．２ｘ１０^-3を超えないことから、カバー層の厚みとしては３８μｍ以上の厚みであれば問題ないといえる。

次に、表１は、本発明との比較対象である比較例の具体的な構成である。最小層間厚みｄｍｉｎを１０μｍ以上、カバー層及び中間層の作成バラツキを±２μｍ、各中間層の厚み差を１μmで設定した場合のカバー層および中間層の厚みの組み合わせを示している。表１の構成５、６，７はカバー層厚みが３８μｍ以下となる場合があり（網掛け部分）、不適である。また、構成1〜４では上記条件1)〜4)を満たさない箇所がある（網掛け部分）。
そこで、構成２のカバー層の厚みｔ１と第３中間層の厚みｔ４を変更し、表２の構成８に変更する。表２の構成は本発明の一実施例の具体的な構成である。すなわち、ｔ１を４３〜４７μｍ、ｔ２を１６〜２０μｍ、ｔ３を１１〜１５μｍ、ｔ４を２２〜２６μｍに変更することにより、上記課題を回避することが可能となる。

以上、これらの組み合わせで作成された４面の情報記録面を持つ光記録媒体により、本来読み出すべき特定の層の信号面からの反射光に対する影響の少ないため、安定したサーボ信号および再生信号が得られる大容量光記録媒体を提供することができる。
尚、上記組み合わせは一例であり上記範囲に近い構成なら同様の効果は得られる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、本発明にかかる光情報装置は、記録と再生の両方を行うことができる装置、記録のみをおこうなうことができる装置、または再生のみを行うことができる装置であっても良い。

本発明にかかる多層光ディスクは、任意の層の再生時に他の層で反射光の影響を最小限に抑えることにより、光学ヘッドでのサーボ信号および再生信号への影響を低減できる。
これにより、品質の良い再生信号が得られる大容量でかつ、既存ディスクとの互換性を確保しやすい光ディスクが提供できる。

本発明における光情報装置の構成を示す図。 本発明における光記録媒体と光ピックアップの構成の概略を示す図。 本発明にかかる光記録媒体の層構成を示す図。 本発明が解決する課題を説明するための図であり、記録再生を行う情報記録面の反射光を示す図。 本発明が解決する課題を説明するための図であり、記録再生を行う情報記録面以外の反射光を示す図。 本発明が解決する課題を説明するための図であり、記録再生を行う情報記録面以外の反射光を示す図。 本発明が解決する課題を説明するための図であり、記録再生を行う情報記録面以外の反射光を示す図。 光記録媒体の、ＦＳ信号振幅と２つの層間距離の厚み差の関係図。 光記録媒体の基材厚差とジッタの関係を示す図。 光記録媒体のカバー層厚みと最大許容層間ばらつきの関係を示す図。 光記録媒体のカバー層厚とエラーレートの関係を示す図。 従来の光情報装置を構成する光記録媒体と光ピックアップヘッド装置の構成を示す図。 従来の光情報装置を構成する他の光記録媒体と光ピックアップヘッド装置の構成を示す図。 従来のディスク構造の一つについて反射光の経路を示す断面図。 従来の別のディスク構造について反射光の経路を示す断面図。

符号の説明

１ 光源
３２ 光検出器
４０ 光記録媒体
４０ａ〜４０ｄ 情報記録面
４２ カバー層
４３ 第１中間層
４４ 第２中間層
４５ 第３中間層
５２ 偏光ビームスプリッタ
５３ コリメートレンズ
５４ ４分の１波長板
５５ アパーチャ
５６ 対物レンズ
５７ シリンドリカルレンズ
５９ 検出レンズ
７０〜７３ ビーム
９１，９２ アクチュエータ
９３ 球面収差補正手段

Claims (9)

1. ３面以上の情報記録面を有した光記録媒体であって、前記光記録媒体の表面から一番近い情報記録面までの距離をｄ１、一番遠い第ｍ番目の情報記録面までの距離をｄｍ、前記情報記録面間の最小層間厚みをｄｍｉｎとしたとき、
   ｄ１＜（ｄｍ−ｄ１）、かつ、３８μｍ≦ｄ１≦４９．５μｍ、かつ、隣接する面間距離の差が１μｍ以上であり、かつ、ｄｍｉｎ≧８μｍを満たし、
   波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．８５の光ヘッドを用いて記録または再生されることを特徴とする光記録媒体。
2. ｄｍｉｎ≧１０μｍである、請求項１に記載の光記録媒体。
3. ｄ１は（ｄｍ−ｄ１）より１μｍ以上小さい、請求項１または２に記載の光記録媒体。
4. ｄ１≦４７μｍである、請求項１〜３のいずれかに記載の光記録媒体。
5. 前記表面から第３番目以上のいずれかの情報記録面までの距離が１００μｍである、請
   求項１〜４のいずれかに記載の光記録媒体。
6. 前記情報記録面が４面である、請求項５に記載の光記録媒体。
7. 前記表面から第４番目の情報記録面までの距離が１００μｍである、請求項６に記載の光記録媒体。
8. ４面の情報記録面を有する光記録媒体であって、
   前記光記録媒体の表面に近い側から第１情報記録面〜第４情報記録面とし、
   前記表面から前記第１情報記録面までの距離が４７μｍ以下であり、
   前記第１情報記録面から前記第４情報記録面までの各情報記録面間の中間層厚みが、１１〜１５μｍと、１６〜２１μｍと、２２μｍ以上との組み合わせからなり、
   前記表面から前記第４情報記録面までの距離が１００μｍである
   ことを特徴とする光記録媒体。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の光記録媒体の情報記録または再生方法であって、
   前記光記録媒体のカバー層の厚みによって発生する収差を補正する収差補正手段を有する光ヘッドを用いて、情報の記録および再生の少なくとも一方を行う、情報記録または再生方法。
   
   

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