JP5024077B2 - 多層光記録媒体の特性評価方法 - Google Patents

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Description

本発明は情報を多層に有する多層光記録媒体の特性を評価する特性評価方法に関する。
従来、ディジタル動画コンテンツの視聴や、ディジタルデータの記録のために、ＣＤ−ＤＡ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋／−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの光記録媒体が広く利用されている。一方、この種の光記録媒体に要求される記録容量は年々増大してきており、その要求に対応する為に、大容量の動画やデータを収録できる、いわゆる次世代型光ディスクの商品化が始まっている。次世代型光ディスクは、記録再生に用いるレーザー光の波長を４０５ｎｍと短くすることで記録容量の増大を図っている。例えば、次世代型ＤＶＤ規格の一つであるＢｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ（ＢＤ）規格では、対物レンズの開口数を０．８５に設定することで、１つの記録層に対して２５ＧＢもの記録再生を可能にしている。
この種の光記録媒体の品質を評価する項目として反射変動がある。この反射変動は、記録層を再生したときに得られる信号の変動を評価するものであり、光記録媒体の周方向の均質性を測る指標として有用である。この反射変動は、（１．７）変調方式においては次式で示される。
反射変動＝（Ｒ８Ｈｍａｘ−Ｒ８Ｈｍｉｎ）／Ｒ８Ｈｍａｘ
Ｒ８Ｈとは、記録マークの形成によって反射率が下がる情報記録層において、８Ｔスペース部分の反射率に相当する。従って、Ｒ８Ｈｍａｘは周内において８Ｔスペース部分の反射率に絞り込んで、その中で最も高い反射率を意味している。一方、Ｒ８Ｈｍｉｎは、周内の８Ｔスペース部分において最も低い部分の反射率を意味している。このように、同一周内において、８Ｔスペース部分の反射率がＲ８Ｈｍｉｎ〜Ｒ８Ｈｍａｘの範囲で変化するのは、情報記録層の膜厚や、材料組成の変動、カバー層の厚みムラ等のように、光記録媒体の素材又は形状特性が周方向に変動していることに起因している。これらの影響により、情報記録層の周内において、ボトムJitter値や最適な記録パワー値も変化する。例えば、周内で最適記録パワーにばらつきがあると、仮に、低い側の最適記録パワーで全周に情報を記録した場合、本来、より高い最適記録パワーとすべき箇所のjitterが大きく悪化してしまう。また、高い側の最適記録パワーで全周に情報を記録した場合、本来、より低い最適記録パワーとすべき箇所のjitterが大きく悪化する。従って、双方の要求を同時に満たす最適記録パワーを選定する際、周方向の最適記録パワーのばらつきが大きいほど、最適記録パワーのマージン幅が狭くなる。このような理由で、光記録媒体における反射変動を予め評価することは、この光記録媒体の均一性を測る指標として非常に重要となっている。
一方、動画やデータの容量は今後益々増大することが予想されている。従って、光記録媒体における情報記録層を多層化することで光記録媒体の容量を増大させる方法が検討されている。ＢＤ規格の光記録媒体では、６層〜８層の情報記録層を設けることで、２００ＧＢもの超大容量を実現する技術が提案されている。
I. Ichimura et. al., Appl. Opt, 45, 1974-1803 (2006) K. Mishima et. al., Proc. of SPIE, 6282, 62820I (2006)
３層以上の情報記録層を有する多層光記録媒体では、反射光に影響を与える層間クロストークが生じることが知られている。具体的にこの層間クロストークとは、図１７（Ｂ）に示すように、フォーカスをかけている情報記録層Ｌ０と他の記録記録層Ｌ２の多重反射によって、主信号ＲＬ０と迷光成分ＲＬ２の光路長が揃ってしまい、両信号の反射光が同軸状態で多層光記録媒体から出射する現象であり、このときの反射光の変動は、各々の情報記録層が反射光の変動（マーク・スペース）を持たなくても２つの光が干渉することで発生する。特に、主信号ＲＬ０と迷光成分ＲＬ２の光路長差が、ブラッグの条件を満たして干渉する際に、この反射光量が増大してクロストークが発生する。
この層間クロストークによる反射光への影響は、従来の光記録媒体において考慮されてきた情報記録層の膜厚や材料組成、カバー層やスペーサー層の厚みムラによる反射変動よりも遙かに大きい。例えば、図１７（Ａ）のＳＵＭ信号の出力例に示されるように、各情報記録層Ｌ０〜Ｌ３の層間距離を互いに異ならせることで層間クロストークを抑制した際の反射光の変動は比較的小さいが、図１７（Ｂ）のように層間クロストークを生じさせた際の反射光の変動は非常に大きいことがわかる。
このことから、多層光記録媒体においては、性質と由来の異なる反射光変動の要因が同時に複数存在してしまい、記録再生特性に大きく影響する変動成分を抽出する評価方法が明確ではないという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、３層以上の情報記録層を有する多層光記録媒体においても、記録再生特性に大きく影響する情報記録層の膜厚や材料、スペーサー層の厚みムラのような素材又は形状特性を的確に把握可能とする評価方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、層間クロストークによって発生する反射変動が大きな場合のJitterと、層間クロストークによる反射変動が小さな場合のJitterを比較し、両者の間で、最適記録パワーのマージン幅にはほとんど差が無いことを新たに発見した。つまり、３層以上の情報記録層を持つ多層光記録媒体では、従来と同様の方法、即ち、反射変動＝（Ｒ８Ｈｍａｘ−Ｒ８Ｈｍｉｎ）／Ｒ８Ｈｍａｘに基づいて測定しても、層間クロストークの影響のみが主に抽出されて多層光記録媒体の均一性を測る指標として有効に働かないが、その層間クロストークを適切に減衰させて、適切な反射変動を得ることができれば、十分に最適記録パワーのマージン幅を設定可能になることを見出した。
この発想から、本発明者らは、情報記録層の膜厚や材料組成の変動や、スペーサー層、カバー層の厚みムラといった記録再生特性に影響を与える反射変動のみを抽出する必要性を見出し、以下のような新しい評価手法を創出した。
（１）３層以上の情報記録層を持つ多層光記録媒体に対してレーザー光を照射し、前記レーザー光の反射光から得られる第１信号を周波数フィルタに通し、前記周波数フィルタを経て、少なくとも、前記情報記録層の層間クロストークに起因する前記反射光の変動成分を前記第１信号から減衰させることで得られる第２信号を用いて、該第２信号の変動を算出することにより、前記多層光記録媒体の周方向の均質特性を評価する多層光記録媒体の特性評価方法。
（２）前記周波数フィルタによって、少なくとも、前記多層光記録媒体の素材又は形状特性の周方向変動に起因する前記反射光の変動成分を第２信号に残存させることを特徴とする上記（１）記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（３）前記周波数フィルタは、ハイパスフィルタであることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（４）前記第１信号は、前記情報記録層における情報保持領域の反射光から得られるＲＦ信号であり、前記ハイパスフィルタは、前記ＲＦ信号を通過させることを特徴とする上記（３）記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（５）前記情報保持領域内のスペース部分に対応する前記第２信号の反射光量変動を用いて、前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする上記（４）記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（６）前記情報保持領域内のマーク部分に対応する前記第２信号の反射光量変動を用いて前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする上記（４）記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（７）前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数が、前記情報記録層における最長マークと最長スペースの再生によって得られる前記ＲＦ信号の周波数より小さく設定されることを特徴とする上記（４）、（５）又は（６）に記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（８）前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数が、前記情報記録層における最長マークと最長スペースの再生によって得られる前記ＲＦ信号の周波数の１／１０以下に設定されることを特徴とする上記（７）記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（９）前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数が、０．４５ｋＨｚ以上に設定されることを特徴とする上記（３）乃至（８）のいずれか記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（１０）前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数が、３ｋＨｚ以上に設定されることを特徴とする上記（９）記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（１１）前記第２信号における振幅変動を用いて前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする上記（１）乃至（１０）のいずれか記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（１２）前記第２信号を前記第１信号によって規格化し、前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする上記（１）乃至（１１）のいずれか記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（１３）前記第１信号の反射光量によって前記第２信号を規格化し、前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする上記（１２）記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（１４）前期第２信号を、該２信号の振幅量で規格化し、前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする上記（１２）記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（１５）前記周波数フィルタは、ローパスフィルタであることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（１６）前記多層光記録媒体の回転数をＮ回転／秒とした際に、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、１×Ｎ（Ｈｚ）より大きく設定されることを特徴とする上記（１５）記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
（１７）前記多層光記録媒体の回転速度の増大に応じて、前記周波数フィルタのカットオフ周波数を高周波側へ変えることを特徴とする上記（１）乃至（１６）のいずれか記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
本発明によれば、３層以上の情報記録層を持つ多層光記録媒体においても、情報記録層の膜厚や材料、スペーサー層の厚みムラ等の影響を明確に判断・評価することが可能になる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１には、本発明の第１実施形態の多層光記録媒体の特性評価方法を実現する特性評価システム１００、及びこの特性評価システム１００によって評価される多層光記録媒体１の構成が示されている。この特性評価システム１００は、再生に利用するレーザー光Ｚを発生させるレーザー光源１０２、レーザー光源１０２を制御するレーザーコントローラ１０４、レーザー光Ｚを多層光記録媒体１に導く光学機構１０６、レーザー光Ｚの反射光を検出する光検出装置１０８、この検出信号を復号する復号処理装置１１０、光検出装置１０８の検出情報から信号（第１信号）を抽出する信号抽出装置１１７、この第１信号を周波数に依存させてフィルタリングする周波数フィルタ１０９、この周波数フィルタ１０９を経て得られる第２信号を規格化する規格化処理部１１１、周波数フィルタ１０９のカットオフ周波数を制御したり、規格化処理部１１１から得られる信号に基づいて、多層光記録媒体１の特性を評価する特性評価装置１１６、特性評価装置１１６の評価結果及び再生時のJitterに基づいて多層光記録媒体１の合否判定を行う媒体判定装置１１８、多層光記録媒体１を回転させるスピンドルモータ１１２、スピンドルモータ１１２を回転制御するスピンドルドライバ１１４、光検出装置１０８から送信された電気信号に基づいてフォーカスエラー（ＦＥ）を検出し、このフォーカスエラー信号を利用してレンズ駆動コイル１０６Ｂをフォーカス方向（光軸方向）に駆動制御するフォーカスコントローラ１１３、光検出装置１０８から送信された電気信号に基づいてトラッキング誤差を検出し、このトラッキング誤差を利用してレンズ駆動コイル１０６Ｂをトラッキング方向に駆動制御するトラッキングコントローラ１１５、レーザーコントローラ１０４・フォーカスコントローラ１１３・スピンドルドライバ１１４・トラッキングコントローラ１１５等を統合的に制御する制御装置１２０を備える。なお制御装置１２０は、特に図示しないＣＰＵ（中央演算装置）との間で復号後の再生データのやり取りを行うことで、必要な情報の記録・再生が可能となっている。
レーザー光源１０２は半導体レーザーであり、レーザーコントローラ１０４によって制御されて所定パワー及び波形のレーザー光Ｚを発生させる。光学機構１０６は、対物レンズ１０６Ａや偏光ビームスプリッタを備え、レーザー光Ｚの焦点を情報記録層に適宜合わせることが可能となっている。なお、偏光ビームスプリッタは、情報記録層の反射光を取り出して光検出装置１０８に導く。
光検出装置１０８はフォトディテクタであり、レーザー光Ｚの反射光を受光して電気信号に変換する。複号処理装置１１０では、この再生信号を復号化し、復号化された２値の識別信号を特性評価装置１１６に出力する。
周波数フィルタ１０９は、ここではハイパスフィルタであり、後述するカットオフ周波数によって、光検出装置１０８から得られる第１信号をフィルタリングして、第２信号として出力する。このカットオフ周波数は、特性評価装置１１６によって任意に変更することが可能となっている。
規格化処理部１１１は、この第２信号を規格化するための基準値を算出して、これを特性評価装置１１６に出力する。
なお、この特性評価システム１００では、レーザー光Ｚの波長λが４００〜４１０ｎｍに設定されている。また、光学機構１０６における対物レンズ１０６Ａの開口数ＮＡは０．８４〜０．８６に設定されている。詳細に、レーザー光Ｚの波長λは４０５ｎｍ、対物レンズ１０６Ａの開口数ＮＡは０．８５に設定されている。また、この光再生系のクロック周波数ｆは、６６ＭＨｚに設定されている。スピンドルドライバ１１４によって回転制御される多層光記録媒体１の回転数は、０〜１００００ｒｐｍの範囲内で自在に制御できるようになっている。
図２（Ａ）には、特性評価システム１００による特性評価対象となる多層光記録媒体１の全体構成例が示されている。なお、この多層光記録媒体１は、評価対象となる媒体の一つを例示するにすぎない。即ち、本発明は、この多層光記録媒体１を評価する手法に限定されないのは勿論である。
この多層光記録媒体１は外形が約１２０ｍｍ、厚みが約１．２ｍｍとなる円盤状の媒体である。図２（Ｂ）に拡大して示されるように、多層光記録媒体１は、基板１０と、Ｌ０情報記録層２０と、Ｌ１スペーサー層３０と、Ｌ１情報記録層２２と、Ｌ２スペーサー層３２と、Ｌ２情報記録層２４と、Ｌ３スペーサー層３４と、Ｌ３情報記録層２６と、カバー層３６と、ハードコート層３８がこの順に積層されている。従ってこの多層光記録媒体１は、情報記録層が４層構造となっている。
これらのＬ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６はデータを保持する層である。データの保持形態としては、予めデータが書き込まれており書換が不能な再生専用型や、利用者による書き込みが可能な記録型があり、ここでは記録型を採用している。データの保持形態が記録型の場合、詳細には、一度データを書き込んだエリアに再度データの書き込みが出来ない追記型と、データを書き込んだエリアに対してデータを消去し、再度書き込みが可能な書換型があるが、本実施形態では追記型を例示している。なお、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６において、データの保持形態を互いに異ならせることも可能である。
Ｌ１〜Ｌ３スペーサー層３０、３２、３４、カバー層３６及びハードコート層３８は、全て光透過性を有しており、外部から入射されるレーザー光を透過するようになっている。この結果、ハードコート層３８の光入射面３８Ａから入射されるレーザー光Ｚを用いれば、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６に対する情報の記録・再生が可能となる。なお、Ｌ３情報記録層２６は、多層光記録媒体１の光入射面３８Ａに近い側の情報記録層となり、Ｌ０情報記録層２０は、光入射面３８Ａから遠い側の情報記録層となる。本実施形態では、各情報記録層２０、２２、２４、２６の記録容量が２５ＧＢとなる場合を例示している。なお、情報記録層毎に記録容量を異ならせることも可能であり、また、記録容量は２５ＧＢ以外にも自在に設定することができる。
図３に更に拡大して示されるように、基板１０は、厚さ約１１００μｍとなる円盤状の部材であり、その素材として例えば、ガラス、セラミックス、樹脂等の種々の材料を用いることができる。ここではポリカーボネート樹脂を用いている。なお、樹脂としてはポリカーボネート樹脂以外にも、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ウレタン樹脂等を採用することも出来る。中でも加工や成型の容易性から、ポリカーボネート樹脂やオレフィン樹脂が好ましい。また、基板１０における情報記録層側の面には、用途に応じて、グルーブ、ランド、ピット列等が形成される。
Ｌ０情報記録層２０は、基板側から順に、膜厚１００ｎｍのＡｇＰｄＣｕ層（Ａｇ：Ｐｄ：Ｃｕモル比＝９８：１：１）、膜厚４０ｎｍのＺｎＳ・ＳｉＯ２層（ＺｎＳ：ＳｉＯ２モル比＝８０：２０）、膜厚６ｎｍのＣｕ層、膜厚６ｎｍのＳｉ層、膜厚４０ｎｍＺｎＳ・ＳｉＯ２層から構成されている。ここで、Ｃｕ層及びＳｉ層は、無機反応膜として機能し、レーザー光Ｚの熱により溶融・混合されることで光反射率が異なるようになっている。
Ｌ１スペーサー層３０は、Ｌ０情報記録層２０とＬ１情報記録層２２の間に積層されており、これらの間を離間させる機能を有する。Ｌ１スペーサー層３０の光入射面３８Ａ側表面には、グルーブ（ランド）、ピット列等が形成される。スペーサー層３０の材料は様々なものを用いることが出来るが、既に述べたように、レーザー光Ｚを透過させる為に光透過性材料を用いる必要がある。例えば、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いることも好ましい。なお、Ｌ１スペーサー層３０の厚みは１７または１５μｍに設定される。
Ｌ１情報記録層２２は、基板側から順に、膜厚１０ｎｍのＴｉＯ２層、膜厚３４ｎｍのＢｉ−Ｇｅ−Ｏ層（Ｂｉ：Ｇｅ：Ｏモル比＝２８：２：７０）、膜厚１０ｎｍのＴｉＯ２層から構成される。
Ｌ２スペーサー層３２は、Ｌ１情報記録層２２とＬ２情報記録層２４の間に積層されており、これらの間を離間させる機能を有する。Ｌ２スペーサー層３２の光入射面３８Ａ側表面には、グルーブ（ランド）、ピット列等が形成される。なお、Ｌ２スペーサー層３２の厚みは２１μｍに設定される。
Ｌ２情報記録層２４は、基板側から順に、膜厚１４ｎｍのＴｉＯ２層、膜厚３８ｎｍのＢｉ−Ｇｅ−Ｏ層（Ｂｉ：Ｇｅ：Ｏモル比＝２５：７：６８）、膜厚１４ｎｍのＴｉＯ２層から構成される。
Ｌ３スペーサー層３４は、Ｌ２情報記録層２４とＬ３情報記録層２６の間に積層されており、これらの間を離間させる機能を有する。Ｌ３スペーサー層３４の光入射面３８Ａ側表面には、グルーブ（ランド）、ピット列等が形成される。なお、Ｌ３スペーサー層３４の厚みは１３または１５μｍに設定される。
Ｌ３情報記録層２６は、基板側から順に、膜厚１５ｎｍのＴｉＯ２層、膜厚４０ｎｍのＢｉ−Ｇｅ−Ｏ層（Ｂｉ：Ｇｅ：Ｏモル比＝２２：１０：６８）、膜厚１５ｎｍのＴｉＯ２層から構成される。
ハードコート層３８を含んだカバー層３６の厚みは５０μｍに設定されている。この結果、この多層光記録媒体１では、Ｌ０情報記録層２０は光入射面３Ａから１１０μｍの位置に配置され、その他のＬ１〜Ｌ３情報記録層２２、２４、２６が光入射面３８Ａから１１０μｍ未満に配置される。
各基板１０及びＬ１〜Ｌ３スペーサー層３０、３２、３４に形成されるグルーブは、データ記録時におけるレーザー光Ｚのガイドトラックとしての役割を果たし、このグルーブに沿って進行するレーザー光Ｚのエネルギー強度が変調される事によって、グルーブ上の各情報記録層２０、２２、２４、２６に記録マークが形成される。また、グルーブは媒体側アドレスを特定する役割を果たしており、トラッキング信号から特定の個所の媒体側アドレスを取得できるようになっている。
次に、本実施形態の特性評価方法が適用される特性評価システム１００の周波数フィルタ１０９及び規格化処理部１１１について詳細に説明する。
ハイパスフィルタである周波数フィルタ１０９のカットオフ周波数は、Ｌ０〜Ｌ３情報記録層２０、２２、２４、２６に記録される最長マークと最長スペースの再生によって得られる周波数より小さく設定される。つまり、信号再生によって得られるＲＦ信号の最低周波数よりも小さく設定されるようになっている。更に、確実性を考慮すると、このカットオフ周波数は、上記ＲＦ信号の最低周波数の１／１０以下に設定されることが望ましい。一方、このカットオフ周波数は、０．４４ｋＨｚよりも大きく設定される。より確実性を高めるためには３ｋＨｚ以上に設定する。なお、本実施形態では、再生時におけるマーク／スペースの反射光量の相違による純粋な信号成分を変調信号とし、再生信号に含まれる変調信号以外の反射変動成分とは区別して説明する。
図４(Ａ)に、３層以上の多層光記録媒体に記録された情報層を再生したときの第１信号（ＲＦ信号）を模式的に示す。また図４（Ｂ）に、このＲＦ信号に含まれる反射光の変動成分を模式的に示す。図４（Ｂ）に示されているように、記録状態の多層光記録媒体１から出射される反射光が持つ変動は、先ほどに記述した層間クロストークによって生じる干渉変動Ｙと、記録された信号に応じて、記録マーク及びスペースによって変動する変調信号Ｘと、この変調信号Ｘ内に振幅変動として内在されており、多層光記録媒体１の材料・形状・膜厚等が周方向に変動することによって生じる媒体不均一変動Ｗと、を含んでいる。なお、干渉変動Ｙがあっても、変調信号Ｘの振幅量に変動は生じない。しかし、多層光記録媒体１の材料・形状・膜厚等が周方向に変動すると、変調信号Ｘの振幅量に変動が生じ、結果として反射光に媒体不均一変動Ｗが生じることになる。
なお、変調信号Ｘは、再生する情報記録層２０、２２、２４、２６に形成されるマークとスペースの反射率の相違に起因する信号であり、再生条件によって相違はあるものの、例えば１０ＭＨｚ程度の高周波となるのが一般的である。
媒体不均一変動Ｗは、情報記録層２０、２２、２４、２６やスペーサー層３０、３２、３４の膜厚が不均一であったりすることが要因である。従って、再生条件によって相違はあるものの、仮に一周に亘って１回の膜厚変動が存在すると考えると、約２０Ｈｚの低周波となる。また、この媒体不均一変動Ｗは、主に、記録時における媒体の不均一性によって、マーク／スペース自体が不均一に形成されてしまうことによって発生する。
干渉変動Ｙは、ブラッグの条件より、次の式を満たすときに２つの光が干渉し反射が回折することによって発生する。
２ｎ×ｄ×ｓｉｎθ＝ｋλ
ここでｎはスペーサー層材料の屈折率、ｄは主信号成分と迷光成分の光路長差、θは光の入射角、ｋは整数、λは波長である。なお、光路長差は、主に、スペーサー層３０、３２、３４の膜厚変化に起因する。ＢＤの光学系の場合、λ＝４０５ｎｍであり、集光された状態で入射される光の強度はガウシアン分布となり、垂直方向から入射する光が最も支配的であることからθ＝０とすると、上記の式の展開によりｄ＝１３５（ｎｍ）×ｋの条件を満たす場合に光の干渉によって反射が最も高くなり、半位相ずれた条件では反射が最も低くなる。この反射光の強度変化により干渉変動Ｙが生じる。
多層光記録媒体１における半径位置が４０ｍｍの地点において、線速＝４．９２ｍ／ｓの条件で測定した場合を考える。図５に示されるように、周内のスペーサー層の厚みの最大と最小の差が１．５μｍ（往復で３μｍ）、厚み変化は周内で直線的に１回変化すると仮定した場合、０．００２３秒毎に１３５（ｎｍ）の膜厚変動が生じてブラッグの条件を満たす。このため、発生する干渉変動Ｙの周波数は０．４４ｋＨｚになる。
また、媒体不均一変動Ｗは変調信号Ｘに内在している。具体的に、変調信号Ｘを構成するマーク／スペースは、そもそも情報記録層２０、２２、２４、２６に形成されているものであるため、多層光記録媒体１における材料・形状が不均一であれば、記録されるマークやスペース部分も周内で不均一になるのは当然である。つまり、多層光記録媒体１における材料・形状等の不均一によって、変調信号Ｘの振幅量が影響を受けることから、この振幅量変動成分として、変調信号Ｘ中に媒体不均一変動Ｗが内在されることになる。
一方、干渉変動Ｙは、ブラッグの条件を満たすことによって生じる干渉に起因しているため、再生だけに影響が生じるものである。このため情報記録層へのマーク／スペースの形成にも影響を及ぼさない。この結果、干渉変動Ｙは、変調信号Ｘの振幅量自体に影響を及ぼすこともない。つまり、干渉変動Ｙによって変調信号Ｘの振幅量は影響は受けないために、変調信号Ｘの中に干渉変動Ｙは内在されない。
既述の周波数フィルタ１０９のように、ハイパスフィルタのカットオフ周波数を０．４４ｋＨｚよりも大きく設定することで、約０．４４ｋＨｚとなる干渉変動Ｙだけでなく約２０Ｈｚとなる媒体不均一変動Ｗも第１信号（ＲＦ信号）から減衰することも予想されるが、上記のように、媒体不均一変動Ｗは、カットオフ周波数よりも高い周波数となる変調信号Ｘに内在しているため、このハイパスフィルターでは媒体不均一変動Ｗを減衰させることが出来ない。この結果、干渉信号Ｙのみを減衰することが出来る。
なお、干渉変動Ｙにも何らかの外乱を含む場合も考えられるので、余裕を含めて、好ましくはカットオフ周波数を３ｋＨｚ以上に設定する。一方、カットオフ周波数を変調信号Ｘの周波数よりも大きくしてしまうと、変調信号Ｘ自体もカットされてしまい、媒体不均一変動Ｗを残存させることができない。従って、最長マーク、最長スペースの信号から得られる変調信号Ｘの最低周波数よりも、カットオフ周波数を小さくすることが望ましく、更に余裕を考えて、この最低周波数の１／１０以下に設定しておくことが好ましい。このようにすることで、周波数フィルタ１０９を経て得られた第２信号は、干渉変動Ｙが適切にカットされ、変調信号Ｘと共に媒体不均一変動Ｗを残存させることが可能となる。
従って、この周波数フィルタ１０９のように、ハイパスフィルタのカットオフ周波数を０．４４ｋＨｚよりも大きく設定することで、約０．４４ｋＨｚとなる干渉変動Ｙは第１信号から減衰され、フィルタリング後の第２信号には変調信号Ｘのみが残存することになる
既に説明した通り、媒体不均一変動Ｗは、この変調信号Ｘに内在していることから、変調信号Ｘと共に媒体不均一変動Ｗも残存することになる。なお、干渉変動Ｙにも何らかの外乱を含む場合も考えられるので、余裕を含めて、好ましくはカットオフ周波数を３ｋＨｚ以上に設定する。一方、カットオフ周波数を変調信号Ｘの周波数よりも大きくしてしまうと、変調信号Ｘ自体もカットされてしまい、媒体不均一変動Ｗを残存させることができない。従って、最長マーク、最長スペースの信号から得られる変調信号Ｘの最低周波数よりも、カットオフ周波数を小さくすることが望ましく、更に余裕を考えて、この最低周波数の１／１０以下に設定しておくことが好ましい。このようにすることで、周波数フィルタ１０９を経て得られた第２信号は、干渉変動Ｙが適切にカットされ、変調信号Ｘと共に媒体不均一変動Ｗを残存させることが可能となる。
規格化処理部１１１は、第２信号による反射変動の評価を容易にするために、この第２信号を規格化する基準値を算出する。規格化する基準値は、第１信号の平均反射光量や、第２信号の平均振幅量等を用いることができる。勿論、それ以外の信号を用いて規格化する基準値を算出することも可能である。
次に、特性評価装置１１６による特性評価方法について説明する。
本実施形態における特性評価装置１１６は、２種類の評価手法を採用している。一つは、第２信号における変調信号Ｘのスペース部分のみを抽出し、そのスペース部分の反射変動（差）を評価する方法である。もう一つは、第２信号における変調信号Ｘのマーク部分のみを抽出して、そのマーク部分の反射変動（差）を評価する方法である。このように、マーク又はスペースのいずれかに絞り込んで、その反射変動を得ることで、媒体不均一変動Ｗによる反射変動を抽出することが可能となっている。なお、この検出精度を高めるためには、マーク又はスペースの中でも、最長又はそれに近いマーク又はスペースのみに絞り込んで、その反射変動を一周に亘って抽出することが好ましい。なお、反射変動を抽出に関しては例えば２つの方法がある。一つは、第２信号がＳＵＭ信号のように反射光量の絶対値である場合において、その数値を最大値と最小値から反射変動を抽出する方法であり、もう一つは、第２信号が０点を基準とした正負双方向の振動となる場合において、その振幅量の最大値と最小値から反射変動を抽出する方法である。
更に、媒体判定装置１１８では、この反射変動の抽出結果を利用して、多層光記録媒体１の特性の合否判定を行う。具体的には、評価基準となる閾値よりも変動量が大きい場合は周内の特性が不均一であり、例えば、最適記録パワーマージンを十分に確保できない可能性が高くなることから、不合格にする。一方、評価基準となる閾値よりも変動量が小さい場合は、周内の特性が均一であることから、合格にする。
図６には、本特性評価システム１００の評価手順が示されている。まず、ステップ１０００において、情報記録層２０、２２、２４、２６の再生を開始する。なお、評価の際には、全ての情報記録層２０、２２、２４、２６について評価してもよく、また、これらの情報記録層２０、２２、２４、２６から代表となる１つの情報記録層を選択して評価を行っても良い。
次に、ステップ１００２において、再生によって得られる反射光を光検出装置１０８で検出して第１信号を得る。この第１信号には、既に説明した変調信号Ｘ、干渉変動Ｙ、媒体不均一変動Ｗが含まれている。その後、ステップ１００４において、この第１信号を周波数フィルタ（ハイパスフィルタ）１０９によってフィルタリングして干渉変動Ｙを減衰させて、媒体不均一変動Ｗが残存した状態の第２信号を得る。ここでは、高周波となる変調信号Ｘを残存させることで、間接的に媒体不均一変動Ｗを残存させている。更に、ステップ１００６において、規格化処理部１１１が、第２信号を規格化するための基準値を算出する。次いで、ステップ１００８において、特性評価装置１１６が、その第２信号におけるマーク部分又はスペース部分のいずれかに絞り込んで、その反射光量の変動を検出する。これにより、第２信号から媒体不均一変動Ｗが抽出されることになる。同時にその後の合否判定のために、この検出された反射変動を、上記規格化基準値を利用して規格化する。
最後に、ステップ１０１０において、媒体判定装置１１８がこの規格化された反射変動を利用して多層光記録媒体１の合否判定を行う。
具体的な評価例として、本特性評価システム１００を利用して、多層光記録媒体１を評価する際の第１信号と第２信号の出力例を図７に示す。ここでは、ハイパスフィルタのカットオフ周波数を３ｋＨｚに設定して評価した。ハイパスフィルタを通す前の第１信号の出力波形を図７（Ａ）に、ハイパスフィルタを通した後の第２信号の出力波形を図７（Ｂ）に示す。この出力例からも分かるように、ハイパスフィルタを通す前は、干渉変動Ｙによって信号に大きなばらつきが生じるが、ハイパスフィルタを通すことによって、干渉変動Ｙがカットされ、変調信号Ｘと媒体不均一変動Ｗが残存していることが分かる。
以上、この第１実施形態に係る特性評価システム１００では、周波数フィルタ１０９を利用することで、層間クロストークに起因する干渉変動Ｙを減衰させた第２信号を利用して評価を行うことで、多層光記録媒体１の媒体特性の周方向変動を確実に解析することが可能となっている。この結果、多層光記録媒体１において、製造時における材料や膜厚、形状等の誤差を高精度に検出することができ、品質を安定させることが可能となる。また、記録再生システム側においても、記録・再生中においても特性評価システム１００を利用することで任意のタイミングで評価を行うことで記録・再生パワーの適切な制御が可能となり、記録・再生特性を向上させることが可能となる。
次に、本発明の第２実施形態に係る特性評価方法について説明する。なお、この特性評価方法を実現する特性評価システムは、周波数フィルタの詳細と、特性評価装置の詳細評価手法を除いて、第１実施形態で示した特性評価システム１００と同じである。従って、以降の特性評価システム２００の説明においては、第１実施形態と下二桁を同一符号にすることで、図示及び重複する説明を省略し、かつ、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。また、評価対象となる多層光記録媒体は、第１実施形態と同じであるので、説明を省略する。
この特性評価システム２００における周波数フィルタ２０９は、ローパスフィルタを採用している。このローパスフィルタのカットオフ周波数は、多層光記録媒体１の回転数をＮ回転／秒とした際に、１×Ｎ（Ｈｚ）より大きく設定される。具体的に、半径位置＝４０ｍｍにおいて線速＝４．９２ｍ／ｓの条件で多層光記録媒体１を回転させる場合を考えると、Ｎが約２０回転／秒となることから、カットオフ周波数は約２０Ｈｚより大きく設定される。このカットオフ周波数は、干渉変動Ｙの周波数よりも小さく設定する必要があることから、３００Ｈｚ以下に設定しておくことが好ましい。より好ましくは２００Ｈｚ以下に設定する。
第１実施形態においても説明したように、光検出装置２０８から得られる第１信号は、変調信号Ｘ、干渉変動Ｙ、媒体不均一変動Ｗを含んでいる。そこで、本第２実施形態では、媒体不均一変動Ｗの周波数よりも大きく且つ干渉変動Ｙの周波数よりも小さいカットオフ周波数となるローパスフィルタによって、干渉変動Ｙを減衰させて、媒体不均一変動Ｗを直接的に残存させるようにしている。なお、一般的に、多層光記録媒体１における周方向の膜厚・材質変動等は、一周当たり１か所から数か所であるため、媒体不均一変動Ｗの周波数は１０×Ｎ（Ｈｚ）以下となる。従って、本実施例のように、ローパスフィルタのカットオフ周波数を１０×Ｎ（Ｈｚ）より大きく設定することで、媒体不均一変動Ｗを残存させ、干渉変動Ｙを適切に減衰させることが可能となる。
本第２実施形態の特性評価方法によれば、第１信号に変調信号Ｘが含まれない場合、即ち、未記録状態の情報記録層を再生した信号であっても、干渉変動Ｙと媒体不均一変動Ｗを分離することができる。従って、記録型の多層光記録媒体１であって、記録前の状態を評価する際に便利である。一方、干渉変動Ｙと媒体不均一変動Ｗの周波数帯域差が、それほど大きい訳ではないので、ローパスフィルタのカットオフ周波数を適切に設定する必要がある。特に、第１信号に含まれる干渉変動Ｙや媒体不均一変動Ｗの周波数は、評価時における多層光記録媒体１の回転速度に依存することから、この回転速度の変化に合わせてカットオフ周波数を適宜変化させることが好ましい。
＜検証結果＞
まず、被評価対象となる多層光記録媒体として、図２及び図３に示す膜構成を持ちながらも、図８に示されるように、Ｌ１〜Ｌ３スペーサー層３０、３２、３４の膜厚を変化させ、且つ、Ｌ０情報記録層２０の成膜時条件を「回転」「非回転」としたサンプル媒体Ａ〜Ｄを作製した。
Ｌ０情報記録層２０の成膜時のディスク回転有無は、Ｌ０情報記録層２０を構成する膜厚に周方向の変動を生じさせるためである。例えば、成膜時にディスクを回転させる条件にてZnSSiO2層を成膜したサンプルＡ、サンプルＤにおいて、半径４０ｍｍの場所にてZnSSiO2の膜厚を測定を行ったところ、膜厚変動は２％存在した。一方、成膜時にディスクを回転させないでZnSSiO2層を成膜したサンプルＢ、Ｄにおいて、半径４０ｍｍの場所にてZnSSiO2の膜厚を測定すると、膜厚変動は２０％存在した。即ち、成膜中にディスクを回転させると膜厚変動が小さくなり、回転させないと膜厚変動が大きくなる。この結果、サンプルＡ、サンプルＤでは、再生によって得られる第１信号に、膜厚変動に起因する媒体不均一変動Ｗはほとんど含まれないが、サンプルＢ、サンプルＤから得られる第１信号には膜厚変動に起因する媒体不均一変動Ｗが十分に含まれることになる。
また、Ｌ１スペーサー層３０とＬ３スペーサー層３４の厚みを同じにしたサンプルＣ、サンプルＤでは、第１信号の成分に、層間クロストークに起因する干渉変動Ｙが含まれることになる。一方、Ｌ１スペーサー層３０とＬ３スペーサー層３４の厚みを異ならせたサンプルＡ、サンプルＢでは、第１信号の成分に、層間クロストークに起因する干渉変動Ｙがほとんど含まれない。
したがって、この４枚のディスクを用意することで、Ｌ０情報記録層２０の膜厚ムラのみによって反射変動が生じる状況（サンプルＢ）と、層間クロストークのみによって反射変動が生じる場合（サンプルＣ）と、Ｌ０情報記録層２０の膜厚ムラと層間クロストークの双方によって反射変動が生じる場合（サンプルＤ）と、いずれの要因による反射変動が生じない場合（サンプルＡ）の４種類を状態を区別して評価することができる。
＜比較例＞
まず、従来の特性評価方法の状態を把握するために、このサンプルＡ〜Ｄを用いて、従来の評価方法によって評価を行った。具体的には、レーザー光Ｚの波長＝４０５nｍ、光学機構１０６のＮＡ＝０．８５となる評価装置（ＯＤＵ−１０００：パルステック製）を使い、サンプルＡ〜ＤのＬ０情報記録層２０を再生した際のJitterの記録パワー（Ｐｗ）マージン幅について評価を行った。JitterのＰｗマージン幅の測定するときの記録または再生条件として、回転線速を４．９２ｍ／ｓ、測定位置を半径４０ｍｍ、Jitterにおける評価での第１信号を取り込む長さを４０ｍsに設定し、Jitterが１０％を超える時の最小Ｐｗ（Ｐｗｍｉｎ）と最大Ｐｗ（Ｐｗｍａｘ）を求め、この結果からパワーマージン幅を次式より求めた。
JitterのＰｗマージン幅＝（Ｐｗｍａｘ−Ｐｗｍｉｎ）／((Ｐｗｍａｘ＋Ｐｗｍｉｎ)／２)
一方で、従来の方法によって反射変動を求めるために、ボトムJitterになる最適記録パワーを用いてサンプルＡ〜Ｄにランダム信号を記録し、その後、測定位置は半径＝４０ｍｍにおいてこのランダム信号の再生を行い反射変動を得た。具体的には、フォトディテクタから得られる第１信号をそのまま用いて、８Ｔスペース部分に対応する反射光の中で、周内で最も高い箇所（Ｒ８Ｈｍａｘ）と最も低い箇所（Ｒ８Ｈｍｉｎ）を求め、この結果から反射変動を次式より求めた。
反射変動＝（Ｒ８Ｈｍａｘ−Ｒ８Ｈｍｉｎ）／Ｒ８Ｈｍａｘ
サンプルＡ〜Ｄの反射変動、ならびにJitterのＰｗマージン幅の関係を図９に示す。この結果から分かるように、従来の評価方法では、サンプルＡ〜Ｄにおいて反射変動とJitterのＰｗマージン幅に相関がないことがわかる。例えば、サンプルＤのように、反射変動が大きなものであっても、JitterのＰｗマージンが良好である。また、サンプルＢのように、反射変動が比較的良好であっても、JitterのＰｗマージンが悪いものも存在する。このことから、３層以上の情報記録層を持つ多層記録媒体において、媒体自体の合否を判別する基準として、従来の評価方法によって得る反射変動は適さないことが判る。
＜実施例１＞
同じサンプルＡ〜Ｄを用いて、比較例１と同じ条件で信号を記録した後、このサンプルＡ〜Ｄを本第１実施形態の特性評価システム１００で評価した。具体的には、特性評価システム１００によって、光検出装置１０８から出力される第１信号と、同信号に１０ｋＨｚの周波数フィルタ１０９（ハイパスフィルター）を通した第２信号を取り出して評価を行った。
ハイパスフィルターを通した第２信号は、８Ｔスペース部分の反射レベルにて周内で最も高い箇所（Ｒ８Ｈｍａｘ−ｈｐｆ）と最も低い箇所（Ｒ８Ｈｍｉｎ−ｈｐｆ）を測定した。一方、ハイパスフィルターを通さない通常の第１信号は、８Ｔスペース部分の反射レベルにて周内で最も高い箇所（Ｒ８Ｈｍａｘ）と最も低い箇所（Ｒ８Ｈｍｉｎ）を測定した。評価処理装置１１６では、次式より、スペース部分の反射変動Ｒ８Ｈｈｐｆを求めた。
Ｒ８Ｈｈｐｆ＝(Ｒ８Ｈｍａｘ−ｈｐｆ−Ｒ８Ｈｍｉｎ−ｈｐｆ)／((Ｒ８Ｈｍａｘ＋Ｒ８Ｈｍｉｎ)／２)
サンプルＡ〜Ｄの反射変動Ｒ８Ｈｈｐｆと、比較例１で計測したJitterのＰｗマージン幅についてまとめた結果を図１０に示す。この結果から分かるように、１０ｋＨｚのハイパスフィルターを用いて反射変動を測定した場合は、反射変動Ｒ８ＨｈｐｆとJitterのＰｗマージンに相関があることが判る。このことから、１０ｋＨｚのハイパスフィルターを経た第２信号を利用することで、３層以上の多層媒体の評価において、Ｐｗマージンとは関係の低い層間クロストークによる干渉変動Ｙの成分を減衰させ、Ｐｗマージンに影響を与える膜厚変動による媒体不均一変動Ｗの成分を抽出できる。この結果、本評価方法により、３層以上の多層記録媒体を評価することが可能であることが分かる。
＜実施例２＞
サンプルＣのディスクにて、線速を４．９２ｍ／ｓ、測定位置を半径４０ｍｍとして、光検出装置１０８から出力される第１信号を、１００Ｈｚ〜５００ｋＨｚの範囲でカットオフ周波数を変化させたハイパスフィルターに通して第２信号を得て、以下の式によって反射変動Ｒ８Ｈｈｐｆを測定した。
Ｒ８Ｈｈｐｆ＝（(Ｒ８Ｈｍａｘ−ｈｐｆ−Ｒ８Ｈｍｉｎ−ｈｐｆ)／(Ｒ８Ｈｍａｘ＋Ｒ８Ｈｍｉｎ)／２）
この結果を図１１に示す。サンプルＣの反射変動は、３ｋＨｚ以上になると十分に小さくなり、３ｋＨｚ〜５００ｋＨｚではほとんど変わらなかった。この結果、ハイパスフィルターのカットオフ周波数を３ｋＨｚ以上にすることで、層間クロストークによる干渉変動Ｙを十分に減衰させることができることが判る。なお、ハイパスフィルターのカットオフ周波数を高くしすぎると、変調信号Ｘまでカットされることから、上限周波数は最長マークから得られる変調信号Ｘの周波数（最低周波数）の１／１０以下が望ましい。本実施例ではＢＤ規格に基づいた評価を行っており、線速＝４．９２ｍ／ｓの場合において、最長マークの周波数は４．１ＭＨｚとなることから、望ましいカットオフ周波数の上限は４１０ｋＨｚになる。従って、３ｋＨｚ以上で、且つ、４１０ｋＨｚ以下という比較的広い範囲でカットオフ周波数を設定することができる。
＜実施例３＞
特性評価システム１００における周波数フィルタ（ハイパスフィルタ）１０９のカットオフ周波数を１００Ｈｚ〜５００ｋＨｚで変化させながら、サンプルＣの多層光記録媒体を評価した。評価条件として、２種類の線速９．８４ｍ／s、１９．６８ｍ／sを利用し、測定位置は半径４０ｍｍとした。ハイパスフィルタを通して得た第２信号と、フィルタリング前の第１信号を利用して、次式によって反射変動Ｒ８Ｈｈｐｆを求めた。
Ｒ８Ｈｈｐｆ＝（(Ｒ８Ｈｍａｘ−ｈｐｆ−Ｒ８Ｈｍｉｎ−ｈｐｆ)／(Ｒ８Ｈｍａｘ＋Ｒ８Ｈｍｉｎ)／２）
この結果を図１２に示す。層間クロストークによる干渉変動Ｙがカットされて、反射変動が減衰するカットオフ周波数の閾値が、線速が大きくなると高周波側へシフトすることが分かる。このことから、異なる線速でサンプルＡ〜Ｄを評価する場合には、その線速（或いは多層光記録媒体の回転速度）にあったハイパスフィルタを用いることが好ましいことが分かる。特に、干渉変動Ｙがカットされる周波数の閾値付近にカットオフ周波数を設定したい場合は、回転速度に応じてこのカットオフ周波数を変更すれば良いことが分かる。
＜実施例４＞
特性評価システム１００における周波数フィルタ（ハイパスフィルタ）１０９のカットオフ周波数を１００ｋＨｚに設定してサンプルＡ〜Ｄの多層光記録媒体を評価した。なお、ランダム信号の記録は比較例１と同じ条件で行い、再生に関しては、ハイパスフィルタを通した第２信号を用いて、周内の８Ｔ信号（マーク）の振幅について最大の振幅（８Ｔｐｐｍａｘ−ｈｐｆ）と最小の振幅（８Ｔｐｐｍｉｎ−ｈｐｆ）について測定を行い、その反射振幅変動８Ｐｈｐｆを次式によって求めた。
８Ｐｈｐｆ＝（８Ｔｐｐｍａｘ−ｈｐｆ−８Ｔｐｐｍｉｎ−ｈｐｆ）／８Ｔｐｐｍａｘ−ｈｐｆ
なお、規格化の基準値となる８Ｔ信号の振幅量８Ｔｐｐｍａｘ−ｈｐｆは、ハイパスフィルタを通しても通さなくても同じであるが、大きな干渉変動Ｙを含んだ第１信号信号を用いて測定すると測定誤差を生じやすいやめ、ハイパスフィルター通した第２信号を使って算出した。
上記反射振幅変動とJitterのＰｗマージン幅についてまとめた結果を図１３に示す。なお、JitterのＰｗマージン幅については比較例１と同じである。この結果から分かるように、反射振幅変動とJitterのＰｗマージン幅に相関が得られた。このことから、ハイパスフィルタを用いて反射振幅変動８Ｐｈｐｆを測定することによって、３層以上の多層媒体の評価に関して、層間クロストークによる干渉変動Ｙを減衰させて、Ｐｗマージンに影響を与える膜厚変動の影響を抽出できるため、３層以上の多層媒体を評価することが可能になる。
＜実施例５＞
特性評価システム１００における周波数フィルタ（ハイパスフィルタ）１０９のカットオフ周波数を１０ｋＨｚに設定し、サンプルＡ〜Ｄの多層光記録媒体を評価した。なお、ランダム信号の記録は比較例１と同じ条件で行った。再生時においてハイパスフィルタを通した第２信号を用いて、周内の８Ｔ信号のマーク部分の反射レベルにて周内で最も高い箇所（Ｒ８Ｌｍａｘ−ｈｐｆ）と最も低い箇所（Ｒ８Ｌｍｉｎ−ｈｐｆ）を測定した。一方、ハイパスフィルターを通さない通常の第１信号は、８Ｔ信号のマーク部分の反射レベルにて周内で最も高い箇所（Ｒ８Ｌｍａｘ）と最も低い箇所（Ｒ８Ｌｍｉｎ）を測定した。以上の測定結果から、次式よりマーク部分の反射変動Ｒ８Ｌｈｐｆを求めた。
Ｒ８Ｌｈｐｆ＝(Ｒ８Ｌｍａｘ−ｈｐｆ−Ｒ８Ｌｍｉｎ−ｈｐｆ)／((Ｒ８Ｌｍａｘ＋Ｒ８Ｌｍｉｎ)／２)
この反射変動の結果と、JitterのＰｗマージン幅との関係を整理した結果を図１４に示す。なお、JitterのＰｗマージン幅については比較例１と同じである。この結果から、反射変動とJitterのＰｗマージン幅に相関が得られることが分かる。従って、１０ｋＨｚのハイパスフィルターを用いて上式に基づいて反射変動を測定することによって、３層以上の多層媒体の評価において、Ｐｗマージンに影響を与えない層間クロストークによる反射光変動を減衰させ、Ｐｗマージンに影響を与える膜厚変動による反射光変動のみを抽出でき、３層以上の多層媒体の特性を適切に評価できることが分かる。
＜実施例６＞
ランダム信号が記録されていない状態のサンプルＡ〜Ｄを用意し、第２実施形態に係る特性評価システム２００によって評価した。周波数フィルタ２０９はローパスフィルタとし、このカットオフ周波数を５０Ｈｚに設定した。ローパスフィルタを通した第２信号については、周内の８Ｔスペース部分において最も高い箇所（Ｒ８Ｈｍａｘ−ｌｐｆ）と最も低い箇所（Ｒ８Ｈｍｉｎ−ｌｐｆ）を測定した。一方、ローパスフィルターを通さない通常の第１信号は、８Ｔ信号のスペース部分の反射レベルに絞り込んで、周内で最も高い箇所（Ｒ８Ｈｍａｘ）と最も低い箇所（Ｒ８Ｈｍｉｎ）を測定した。この測定結果を利用して、次式よりスペース部分の反射変動Ｒ８Ｈｌｐｆを求めた。
Ｒ８Ｈｌｐｆ＝(Ｒ８Ｈｍａｘ−ｌｐｆ−Ｒ８Ｈｍｉｎ−ｌｐｆ)／((Ｒ８Ｈｍａｘ＋Ｒ８Ｈｍｉｎ)／２)
この反射変動の結果と、JitterのＰｗマージン幅との関係を整理した結果を図１５に示す。なお、JitterのＰｗマージン幅については比較例１と同じである。この結果から分かるように、反射変動とJitterのＰｗマージン幅に相関が得られることが分かる。このことから、５０Ｈｚのローパスフィルタを用いて上式に基づいて反射変動を測定することによって、３層以上の多層媒体について、Ｐｗマージンに影響を与えない層間クロストークによる反射変動を減衰させ、Ｐｗマージンに影響を与える膜厚変動による反射変動のみを抽出できることが分かる。なお、この実施例６では、信号を記録しない状態で反射変動を測定したが、信号を記録した状態でも全く同じ結果を得ることができる。これは、第２信号に含まれる変調信号Ｘは、高周波成分であることからローパスフィルターで取り除かれるが、多層光記録媒体の周方向の膜厚変動による媒体不均一変動Ｗは残存するからである。つまり、本評価方法の利点は、信号を記録しても記録しなくても反射変動の評価が可能となる点にある。
＜実施例７＞
特性評価システム２００によってサンプルＤを評価した。周波数フィルタ２０９はローパスフィルタとし、線速を４．９２ｍ／ｓ、測定位置を半径４０ｍｍとし、ローパスフィルタのカットオフ周波数を１Ｈｚ〜３００Ｈｚの間で変化させながら評価を行った。この結果を図１６に示す。ローパスフィルタのカットオフ周波数が２０〜７０Ｈｚの間では反射変動が少ないが、７０Ｈｚを超えてくると反射変動が増大する。これは、多層光記録媒体の膜厚変動による媒体不均一変動Ｗよりも、層間クロストークによる干渉変動Ｙの周波数が高いために、カットオフ周波数を２０〜７０Ｈｚの間に設定すると、層間クロストークによる干渉変動Ｙが効果的にカットされる為である。つまり、ローパスフィルターの周波数を２０〜７０Ｈｚにすると、情報記録層の膜厚変化等に基づいた反射変動が得られることが分かる。
以上の検証結果から判るように、層間クロストークによる干渉変動Ｙは、振幅量の変動はほとんどなく略一定であり、適切なフィルタによって全てをカットできることが分かる。一方、例えば情報記録層の膜厚変動による媒体不均一変動Ｗは、記録されるマーク／スペースの反射光量（変調信号Ｘ）にも影響を与える。従って、マーク／スペースに起因する変調信号Ｘの振幅量は、この媒体不均一変動Ｗに依存して変動するために、変調信号Ｘを周波数フィルタによって残存させると、自ずと、膜厚変動による媒体不均一変動Ｗも残存する。この結果、変調信号Ｘを通過させる高周波側のパスフィルタを用いることによって、層間クロストークに起因する干渉変動Ｙを適切に減衰させることができ、Ｐｗマージンに影響を与える膜厚変動に依存した反射変動を算出することができる。
また、多層による層間クロストークによる干渉変動Ｙと、情報記録層の膜厚の変動によって生じる媒体不均一変動Ｗの間では、媒体不均一変動Ｗの方が必ず低周波になることを利用し、適度な低周波側のパスフィルタを使うことで、多層による層間クロストーク成分を減衰させることが出来る。
なお、上記検証結果では、ハイパスフィルターを通した第２信号について、８Ｔマーク／８Ｔスペースに対応する反射光成分に絞り込んで光量変動や振幅変動を測定しているが、本発明では、他のマーク／スペースを用いても情報記録層の膜厚変動を評価できる。つまり、どの信号を用いて反射変動を評価するかは適宜決定すればよい。
また本実施例では、反射変動を利用して、多層光記録媒体の膜厚変動を評価する場合を示したが、それ以外の指標を用いて多層光記録媒体の特性を評価方法することも当然に可能である。つまり、本発明によれば、多層化の層間クロストークによる反射光変動を、適切な周波数フィルタで取り除くことが出来るために、層間クロストーク以外の要因であって、信号特性に影響が生じる変化を抽出することが出来る。例えば、８Ｔ信号の変調度Ｑを利用する場合は、次式を利用することも可能である。
８Ｔ信号の変調度Ｑ＝（Ｒ８Ｈｈｐｆ-Ｒ８Ｌｈｐｆ）／((Ｒ８Ｈｍａｘ＋Ｒ８Ｈｍｉｎ)／２−(Ｒ８Ｌｍａｘ＋Ｒ８Ｌｍｉｎ)／２)
このとき、Ｒ８Ｈｈｐｆはハイパスフィルターを通した８Ｔスペースの反射光量、Ｒ８Ｌｈｐｆはハイパスフィルターを通した８Ｔマークの反射光量である。
また本実施形態では、多層光記録媒体として追記型の媒体を例示したが、本発明はそれに限定されない。本発明は、３層以上の多層光記録媒体であれば、書換え型媒体、ＲＯＭ型媒体等に適用することも可能である。また、本実施形態では、いわゆるハイパスフィルタ又はローパスフィルタを用いて層間クロストークの干渉変動を減衰させる場合を示したが、本発明はそれに限定されない。つまり、この干渉変動を減衰可能なフィルタであれば、帯域除去（減衰）フィルタ等の他の周波数フィルタを用いることが可能である。
更に本実施形態では、多層光記録媒体における情報記録層が４層構造である場合に限って示したが、本発明はそれに限定されず、３層以上であればその層数は問わない。また本実施形態では、多層光記録媒体のスペーサー層の厚みが同じ場合の層間クロストークについて説明しているが、本発明はこれに限定されない。反射変動成分が、変調信号成分よりも低い周波数であり、再生信号のみに影響を及ぼす変動であれば、何においても適応可能である。例えば二層間のスペーサー層の厚さが薄くなると、再生したい情報層ともう一方の情報層の距離が近づくために、フォトディテクター上の信号が重なることから層間クロストークによる反射変動が生じるが、この層間クロストークの影響を取り除くことも当然可能である。
本発明は、各種多層光記録媒体の評価に幅広く適用することが可能である。
本発明の実施の形態の例に係る評価方法を実現する特性評価システムの構成を示すブロック図 同評価方法で評価される多層光記録媒体を例示する斜視図、及び拡大断面図 同多層光記録媒体の情報記録層におけるデータ保持状態を示す拡大斜視図 同多層光記録媒体を再生することで得られる第１信号の概念を説明するタイムチャート図 同多層光記録媒体において層間クロストークと膜厚変動の関係を示すタイムチャート図 本評価方法の手順を示すフローチャート 本評価方法によって得られる（Ａ）第１信号の出力例、及び（Ｂ）第２信号の出力例を示す図 本評価方法を検証する際に用いるサンプル媒体の構成を示す表図 比較例となる評価方法によってサンプル媒体を評価した結果を示す表図 実施例１となる評価方法によってサンプル媒体を評価した結果を示す表図 実施例２となる評価方法によってサンプル媒体を評価した結果を示す表図 実施例３となる評価方法によってサンプル媒体を評価した結果を示す表図 実施例４となる評価方法によってサンプル媒体を評価した結果を示す表図 実施例５となる評価方法によってサンプル媒体を評価した結果を示す表図 実施例６となる評価方法によってサンプル媒体を評価した結果を示す表図 実施例７となる評価方法によってサンプル媒体を評価した結果を示す表図 多層光記録媒体における層間クロストークの干渉変動の発生原理及び干渉変動波形例を示す図
符号の説明
１ ・・・ 多層光記録媒体
１０・・・ 基板
２０ ・・・ Ｌ０情報記録層
２２・・・ Ｌ１情報記録層
２４・・・ Ｌ２情報記録層
２６・・・ Ｌ３情報記録層
３０・・・ Ｌ１スペーサー層
３２・・・ Ｌ２スペーサー層
３４・・・ Ｌ３スペーサー層
３６・・・ カバー層
３８・・・ ハードコート層
１００ ・・・ 特性評価システム
１０９ ・・・ 周波数フィルタ
１１１ ・・・ 規格化処理部
１１６ ・・・ 特性評価装置
１１７ ・・・ 信号抽出装置
１１８ ・・・ 媒体判定装置

Claims (17)

  1. ３層以上の情報記録層を持つ多層光記録媒体に対してレーザー光を照射し、前記レーザー光の反射光から得られる第１信号を周波数フィルタに通し、前記周波数フィルタを経て、少なくとも、前記情報記録層の層間クロストークに起因する前記反射光の変動成分を前記第１信号から減衰させることで得られる第２信号を用いて、該第２信号の変動を算出することにより、前記多層光記録媒体の周方向の均質特性を評価する多層光記録媒体の特性評価方法。
  2. 前記周波数フィルタによって、少なくとも、前記多層光記録媒体の素材又は形状特性の周方向変動に起因する前記反射光の変動成分を第２信号に残存させることを特徴とする請求項１記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  3. 前記周波数フィルタは、ハイパスフィルタであることを特徴とする請求項１又は２記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  4. 前記第１信号は、前記情報記録層における情報保持領域の反射光から得られるＲＦ信号であり、前記ハイパスフィルタは、前記ＲＦ信号を通過させることを特徴とする請求項３記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  5. 前記情報保持領域内のスペース部分に対応する前記第２信号の反射光量変動を用いて、前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする請求項４記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  6. 前記情報保持領域内のマーク部分に対応する前記第２信号の反射光量変動を用いて前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする請求項４記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  7. 前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数が、前記情報記録層における最長マークと最長スペースの再生によって得られる前記ＲＦ信号の周波数より小さく設定されることを特徴とする請求項４、５又は６に記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  8. 前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数が、前記情報記録層における最長マークと最長スペースの再生によって得られる前記ＲＦ信号の周波数の１／１０以下に設定されることを特徴とする請求項７記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  9. 前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数が、０．４５ｋＨｚ以上に設定されることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  10. 前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数が、３ｋＨｚ以上に設定されることを特徴とする請求項９記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  11. 前記第２信号における振幅変動を用いて前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  12. 前記第２信号を前記第１信号によって規格化し、前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  13. 前記第１信号の反射光量によって前記第２信号を規格化し、前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする請求項１２記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  14. 前記第２信号を、該第２信号の振幅量で規格化し、前記多層光記録媒体の特性を評価することを特徴とする請求項１２記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  15. 前記周波数フィルタは、ローパスフィルタであることを特徴とする請求項１又は２記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  16. 前記多層光記録媒体の回転数をＮ回転／秒とした際に、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、１×Ｎ（Ｈｚ）より大きく設定されることを特徴とする請求項１５記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
  17. 前記多層光記録媒体の回転速度の増大に応じて、前記周波数フィルタのカットオフ周波数を高周波側へ変えることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか記載の多層光記録媒体の特性評価方法。
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