WO2021124617A1 - 光ディスクとその製造方法 - Google Patents

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WO2021124617A1
WO2021124617A1 PCT/JP2020/033366 JP2020033366W WO2021124617A1 WO 2021124617 A1 WO2021124617 A1 WO 2021124617A1 JP 2020033366 W JP2020033366 W JP 2020033366W WO 2021124617 A1 WO2021124617 A1 WO 2021124617A1
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recording surface
optical disc
information recording
intermediate layer
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PCT/JP2020/033366
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金馬 慶明
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • G11B7/257Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
    • G11B7/2578Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials

Definitions

  • the present invention relates to an optical recording medium (particularly an optical disc) that irradiates light to record or reproduce information, and particularly has four surfaces (sometimes referred to as four layers) or eight surfaces (sometimes referred to as eight layers). It relates to the surface arrangement structure of the optical disk provided with the information recording surface of.
  • optical discs that are commercially available as high-density, large-capacity optical information recording media and are called DVDs and Blu-ray (registered trademark) discs (hereinafter referred to as BDs).
  • BDs Blu-ray (registered trademark) discs
  • Such optical discs have recently rapidly become widespread as recording media for recording images, music, and computer data.
  • those having a plurality of recording surfaces as shown in Patent Documents 1 to 3 have also been proposed.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional optical disc and a schematic configuration of an optical pickup.
  • the optical disk 401 is composed of a first recording surface 401a, a second recording surface 401b, a third recording surface 401c, and a fourth recording surface 401d in order from the surface 401z on the side where the light beam 701 hits, and further between the recording surfaces. Is composed of an intermediate layer.
  • the optical pickup converts the optical beam 701 into a convergent beam with the objective lens 561.
  • the converted convergent boom passes through the transparent substrate of the optical disc 401, and is one of the first recording surface 401a, the second recording surface 401b, the third recording surface 401c, and the fourth recording surface 401d formed inside the optical disc 401. It is focused on.
  • the thicknesses of the recording surfaces are all the same length, the following problems occur. Specifically, when the light beam 701 is focused on the fourth recording surface 401d in order to perform recording / reproduction on the fourth recording surface 401d, a part of the light beam 701 is reflected by the third recording surface 401c. Since the distance from the third recording surface 401c to the fourth recording surface 401d and the distance from the third recording surface 401c to the second recording surface 401b are the same, a part of the light beam 70 reflected by the third recording surface 401c is the first.
  • An image is formed on the back side of the recording surface 401b, and the reflected light is reflected again by the third recording surface 401c and is mixed with the reflected light from the fourth recording surface 401d that should be read out. Further, since the distance from the second recording surface 401b to the fourth recording surface 401d and the distance from the second recording surface 401b to the surface 401z of the optical disk 401 are the same, a part of the light beam 70 reflected by the second recording surface 401b. Is formed on the back side of the surface 401z of the optical disk 401, and the reflected light is reflected by the second recording surface 401b again and is mixed with the reflected light from the fourth recording surface 401d that should be read out.
  • Patent Documents 1 to 3 disclose a configuration in which the inter-plane thicknesses between the recording surfaces are different from each other in order to solve this back-focus problem.
  • the shortest value of the inter-plane thickness between each recording surface is 10 ⁇ m in consideration of the tolerance of 1.5 ⁇ m. Since the tolerance of the inter-plane thickness between the recording surfaces is required to be 1.5 ⁇ m or more in order to reduce the cost of the optical disc, it is taken into consideration. Further, the shortest inter-plane thickness value of 10 ⁇ m has a relatively small range of influence of crosstalk from the adjacent recording surface even if there is a reflectance difference from the adjacent information recording surface.
  • BDXL registered trademark
  • the crosstalk in order to realize higher-density recording / reproduction, it is necessary to make the crosstalk from the adjacent recording surface smaller, and for that purpose, there is a problem that the shortest inter-plane thickness must be made wider.
  • Patent Documents 2 and 3 the tolerance of the inter-plane thickness between the recording surfaces is narrow, the tolerance of 1.5 ⁇ m cannot be secured, and there is a concern that the yield of the optical disc may decrease, and it is difficult to produce the optical disc at low cost. There are challenges.
  • the present disclosure has been devised in view of the above-mentioned conventional situation, and an object of the present disclosure is to provide an optical disc having a higher density than the conventional one.
  • optical discs are configured in order to solve the above-mentioned problems.
  • (Structure 1) At least one side, in order from the surface irradiated with the light beam, at least a cover layer, a first information recording surface, a first intermediate layer, a second information recording surface, a second intermediate layer, a third information recording surface, and a third intermediate layer.
  • each information recording surface is provided with a concave-convex groove, information is recorded in both the concave portion and the convex portion, and the pitch p of the concave-convex groove is p.
  • the quality of the servo signal and the reproduced signal can be improved by preventing the back focus problem in the four-sided structure and reducing the interference between the reflected lights on each recording surface.
  • the influence of crosstalk from the adjacent recording surface can be reduced to improve the reproduction signal quality, and a higher density optical disc can be realized.
  • the figure which shows the reflected light of the information recording surface which performs recording and reproduction The figure which shows the reflected light of the information recording surface other than the information recording surface which performs recording and reproduction.
  • Relationship diagram of FS signal amplitude and thickness difference between two surfaces of an optical disk The figure which shows the relationship between the base material thickness of an optical disk and jitter
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical disc 40 and an optical pickup 201 according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing a layered configuration of an optical disc according to the first embodiment of the present invention. ..
  • the optical pickup 201 irradiates the optical disc 40 with a laser beam having a wavelength ⁇ of about 405 nm, and reproduces the signal recorded on the optical disc 40.
  • the optical disc 40 has a first information recording surface 40a, a second information recording surface 40b, a third information recording surface 40c, and a fourth information recording surface 40d in order from the side closer to the surface 40z.
  • the optical disk 40 further has a cover layer 42, a first intermediate layer 43, a second intermediate layer 44, and a third intermediate layer 45.
  • the thickness t1 of the cover layer 42 represents the thickness of the base material between the surface 40z and the first information recording surface 40a
  • the thickness t2 of the first intermediate layer 43 is the thickness t2 from the first information recording surface 40a to the second information recording surface.
  • the thickness t3 of the second intermediate layer 44 represents the thickness of the base material between the second information recording surface 40b and the third information recording surface 40c, and represents the thickness of the base material between the second information recording surface 40b and the third information recording surface 40c.
  • the thickness t4 of 45 represents the thickness of the base material between the third information recording surface 40c and the fourth information recording surface 40d.
  • the distance from the surface 40z to the first information recording surface 40a is d1 ( ⁇ t1)
  • the distance from the surface 40z to the second information recording surface 40b is d2 ( ⁇ t1 + t2)
  • the distance from the surface 40z to the third information recording surface 40c is Is d3 ( ⁇ t1 + t2 + t3)
  • the distance from the surface 40z to the fourth information recording surface 40d is d4 ( ⁇ t1 + t2 + t3 + t4).
  • a divergent, substantially linearly polarized light beam 70 emitted from a light source 1 is incident on a polarizing beam splitter 52 and reflected. Then, it is converted into substantially parallel light by the collimating lens 53 provided with the spherical aberration correcting means (moving means) 93. Further, after being transmitted through the quarter wave plate 54 and converted into circularly polarized light, it is converted into a convergent beam by the objective lens 56, transmitted through the transparent substrate of the optical disk 40, and the first information recording formed inside the optical disk 40. The light is collected on any of the surface 40a, the second information recording surface 40b, the third information recording surface 40c, and the fourth information recording surface 40d.
  • the spherical aberration (spherical aberration) generated when the light is focused on each information recording surface is removed by the spherical aberration correcting means 93 moving the position of the collimating lens 53 along the optical axis 60.
  • the aperture of the objective lens 56 is limited by the aperture 55, and the numerical aperture NA is set to a desired value of 0.85 or more.
  • the light beam 70 reflected by the fourth information recording surface 40d passes through the objective lens 56 and the quarter wave plate 54, is converted into linearly polarized light 90 degrees different from the outward path, and then passes through the polarization beam splitter 52. To do.
  • the light beam 70 transmitted through the polarizing beam splitter 52 passes through the cylindrical lens 57 and is incident on the photodetector 320. Astigmatism is imparted to the light beam 70 when it passes through the cylindrical lens 57.
  • the photodetector 320 has four light receiving units (not shown), each of which outputs a current signal according to the amount of light received. From these current signals, a focus error (hereinafter referred to as FE) signal by the astigmatism method, a tracking error (hereinafter referred to as TE) signal by the push-pull method, and an information (hereinafter referred to as RF) signal recorded on the optical disk 40 are generated. Will be done.
  • the FE and TE signals are amplified and phase compensated to the desired level and then fed to actuators 91 and 92 for focus and tracking control.
  • the luminous flux focused for reproduction or recording as shown in FIG. 3 is branched into the following plurality of light beams due to the semitransparency of each information recording surface.
  • Fig. 4 (3) A light beam 72 that is reflected by the second information recording surface 40b, focused and reflected on the surface, and reflected again by the second information recording surface 40b, that is, back-focused light to the so-called surface (FIG. 5).
  • the information recording surface is not focused, the light beam 73 reflected in the order of the third information recording surface 40c, the first information recording surface 40a, and the second information recording surface 40b (FIG. 6).
  • the information recording surface is not focused, the light beam 74 reflected in the order of the second information recording surface 40b, the surface 40z, and the first information recording surface 40a (FIG. 7).
  • the light beam 70 and the light beam 72 are incident on the photodetector 320 with the same optical path length and luminous flux diameter.
  • the light beam 70 and the light beam 73 are incident on the photodetector 320 with the same optical path length and luminous flux diameter.
  • the light beam 70 and the light beam 74 are incident on the photodetector 320 with the same optical path length and luminous flux diameter.
  • the amount of light of the light beams 71 to 74 which are multifaceted reflected light, is smaller than that of the light beam 70, since they are incident on the photodetector 320 with the same light path length and the same luminous flux diameter, the influence of the interference of each light beam is large, and the light The amount of light received by the detector 320 fluctuates greatly due to a slight change in the thickness between surfaces, the inclination of the optical disk 40, and the like, making it difficult to detect a stable signal.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the difference in thickness between surfaces and the FS signal amplitude.
  • the light amount ratio of the light beam 70 to the light beam 71, the light beam 72, the light beam 73 or the light beam 74 is set to 100: 1
  • the refractive indexes of the cover layer 42 and the first intermediate layer 43 are set to 100: 1.
  • the FS signal amplitude with respect to the difference in the thickness between the surfaces when the value is 1.57 is shown.
  • the horizontal axis represents the difference in thickness between surfaces
  • the vertical axis represents the FS signal amplitude.
  • the FS signal amplitude is a value standardized by the amount of DC light when the reflected light of only the light beam 70 is received by the photodetector 320. Further, as shown in FIG. 8, it can be seen that the FS signal fluctuates sharply when the difference in the thickness between the surfaces is 1 ⁇ m or less.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the face-to-face thickness and jitter on an optical disc.
  • the horizontal axis represents the inter-plane thickness and the vertical axis represents the jitter value, and the reflectances of the information recording surfaces of the optical disc are substantially the same. Jitter deteriorates as the inter-face thickness decreases. The inflection point is about 8 ⁇ m, and if the interplane thickness is less than that, sudden deterioration of jitter occurs. The jitter deterioration is sufficiently small in the vicinity of 10 to 11 ⁇ m.
  • the difference in reflectance of each recording surface can occur by about 1.5 times when manufacturing a disc.
  • the reflectance of the other layer is 1.5 times the reflectance of the reproduction or recording surface
  • the effect of interference on the reproduction layer is ⁇ 1.5 times the amplitude ratio of light, so the inter-plane thickness. Jitter is shifted to the right by about 2 ⁇ m as shown by the broken line in FIG. Therefore, if the minimum value of the inter-plane thickness is increased from 10 to 11 ⁇ m by 2 ⁇ m and set to 12 to 13 ⁇ m or more, the increase in the reflection efficiency of other layers can be offset. That is, it can be considered that the minimum value of the inter-plane thickness is 12 to 13 ⁇ m.
  • the structure of the four-sided disk is set so that the following conditions can be ensured in consideration of the thickness variation in manufacturing in order to solve the adverse effect of the reflected light from each information recording surface and the surface. To do.
  • t1 of the cover layer 42 By setting the thickness t1 of the cover layer 42 as thick as possible, it is possible to suppress the deterioration of the information reproduction signal when the surface of the optical disc is scratched or dirty. It is desirable that t1 is about 50 ⁇ m so as not to be extremely thin as compared with a BDXL (registered trademark) disc. However, when used as a medium for storing information in a data center or the like, there is little concern that the surface of the optical disc will be touched by human hands and become dirty due to fingerprints, as in the conventional consumer market, so t1 is 40 ⁇ m or more. Desirably, it should be 45 ⁇ m or more.
  • Condition (2) The sum of the thickness t1 of the cover layer 42, the thickness t2 of the first intermediate layer 43, the thickness t3 of the second intermediate layer 44, and the thickness t4 of the third intermediate layer 45 (t2 + t3 + t4). Secure a difference of 1 ⁇ m or more. Considering that it is desirable to set the standard value of d4 to 100 ⁇ m, which is the same as the BD on the market, and to increase all of t2, t3, and t4 by 2 to 3 ⁇ m in order to set the minimum value of the interface thickness to 12 to 13 ⁇ m, (t2 + t3 + t4). -T1 ⁇ 1 ⁇ m.
  • Condition (3) The sum of the thickness t1 of the cover layer 42 and the thickness t2 of the first intermediate layer 43 (t1 + t2), and the sum of the thickness t3 of the second intermediate layer 44 and the thickness t4 of the third intermediate layer 45 (t3 + t4). Ensure a difference of 1 ⁇ m or more. However, this condition is automatically satisfied if t1 is set to about 50 ⁇ m and the standard value of d4 is set to about 100 ⁇ m, which is the same as that of a BDXL® disc.
  • the minimum value of the interfacet thickness is required to be 12 to 13 ⁇ m or more, so that t2, t3, and t4 are all 12 to 13 ⁇ m or more.
  • the thickness t3 is larger than the thickness t4, and the thickness t4 is larger than the thickness t2. Since both the second information recording surface 40b and the third information recording surface 40c are affected by the crosstalk signals from the two adjacent surfaces on both sides, it is necessary to devise ways to reduce the crosstalk.
  • the crosstalk from the second information recording surface 40b and the other information recording surfaces when reproducing the information on the third information recording surface 40c is performed by increasing the thickness t3 of the second intermediate layer 44. It is possible to reduce it. Therefore, it is desirable to make t3 the thickest. Further, the thinner the distance between each information recording surface and the surface, the wider the tilt margin. In this respect, it is preferable that the thickness t2 of the first intermediate layer 43 is thin and the thickness t4 of the third intermediate layer 45 is thick. From the above consideration, t3> t4> t2.
  • the production variation of the cover layer 42, the first intermediate layer 43, the second intermediate layer 44, and the third intermediate layer 45 is uniformly set to ⁇ e ⁇ m, and the lower limit of t2 is set to s ⁇ m.
  • the center values of the thicknesses t2 to t4 between the surfaces are the upper limit value, the lower limit value and the condition (6).
  • t2 s + e
  • the upper limit value of t1 needs to be 1 ⁇ m thinner than the sum of the lower limit values of t2 to t4.
  • the distance (thickness) from the surface to each information recording surface is d1, d2, d3, d4 in the order of proximity to the surface, and naturally d1 ⁇ d2 ⁇ d3 ⁇ d4.
  • the difference in thickness from the surface to each information recording surface is the difference in spherical aberration given by the thickness to the light beam focused on each information recording surface.
  • the spherical aberration correcting means 93 moves the position of the collimating lens 53 along the optical axis 60. Since the distance that the spherical aberration correcting means 93 should move the collimating lens 53 is information necessary for the design of the optical pickup 201, the maximum and minimum values of the thickness from the surface to each recording surface must be clear. desirable. d1 is substantially equal to t1, and the maximum value d4 is approximately equal to the sum of t1 to t4. Since d1 has the same tolerance as t1, the tolerance is 1.5 ⁇ m, and the lower limit may be the standard value ⁇ 1.5 ⁇ m. Further, since the sum of the tolerances of t1 to t4 is 6 ⁇ m, the upper limit may be set to the standard value of (t1 + t2 + t3 + t4) + 6 ⁇ m.
  • the optical disc according to the first embodiment of the present invention has a higher recording density than that of a BDXL (registered trademark) disc. It is desirable that the track pitch on which the information signals are lined up is also narrower than 0.32 ⁇ m of the BDXL® disc.
  • a groove due to unevenness is formed in advance on the recording surface, and information is recorded in both the concave portion and the convex portion.
  • the track pitch of the uneven groove is double the track pitch of the information string. For example, if the pitch of the information track is 0.3 ⁇ m, the pitch of the uneven groove is 0.6 ⁇ m. Further, if the pitch of the concave-convex groove is set to 0.4 ⁇ m, the track pitch of the information string can be narrowed to 0.2 ⁇ m.
  • the pitch of the uneven groove can be narrowed to 0.3 ⁇ m by setting NA to 0.91, etc., even if the track pitch of the information string is narrowed to 0.15 ⁇ m, a TE signal having sufficient strength can be obtained. This allows the focused spot to be accurately advanced along the center of the track (information sequence).
  • a concavo-convex groove is formed on the recording surface, information is recorded on both the concave and convex portions, and the pitch of the concavo-convex groove is 0.6 ⁇ m or less, preferably 0.6 ⁇ m or less. It is desirable that it is 0.4 ⁇ m or less, and 0.3 ⁇ m or more for the narrower one. With such a configuration, it is possible to increase the track density to achieve a high density, and it is possible to obtain the effect of being compatible with a stable tracking servo.
  • the refractive index of the cover layer 42, the first intermediate layer 43, the second intermediate layer 44, and the third intermediate layer 45 has been described as being uniform, for example, 1.6, but different refractions. It can be a rate.
  • the numerical apertures, ⁇ r, and ⁇ o when narrowing the light to the optical disk by the objective lens are the numerical apertures of the light in the substance having the refractive indexes nr and no, respectively.
  • Convergence angle, arcsin and tan are inverse sine function and tangent function, respectively.
  • ⁇ r arcsin (NA / nr)
  • the thickness dr of the portion having the refractive index nr is converted into the thickness do of the refractive index no (for example, 1.6), and the do is used as the value of t1, t2, t3, t4 to reach the target value range. You just have to decide if there is one.
  • dr do ⁇ tan ( ⁇ o) / tan ( ⁇ r)
  • the thickness do at the standard refractive index no may be converted into the actual dimensional thickness dr at the refractive index nr by the relational expression.
  • the four recording surfaces are arranged in the order of 40a, 40b, 40c, 40d from the upper side of the optical disc 40 in FIG.
  • the intermediate layer is prepared in the order of t1, t2, t3, t4.
  • the optical disc of the present application has at least a cover layer, a first information recording surface, a first intermediate layer, a second information recording surface, a second intermediate layer, and a third in order from the surface irradiated with the light beam on at least one side.
  • An optical disk having an information recording surface, a third intermediate layer, a fourth information recording surface, and a base material, the thickness of the cover layer being t1, the thickness of the first intermediate layer being t2, and the thickness of the second intermediate layer.
  • t3> instead of t3>t4> t2 in the condition (8).
  • a configuration of t2> t4 is also possible.
  • This configuration has the effect of increasing the thickness of the thinnest intermediate layer to 13 ⁇ m in anticipation of a manufacturing tolerance of 1.5 ⁇ m, but the standard value of t1 is thinner and thinner than 45 ⁇ m, and the L1 layer is There is a demerit that it is affected by both the crosstalk from the L2 layer through the thinnest intermediate layer and the crosstalk from the L0 layer.
  • the conditions (1) to (10) are satisfied except for the condition (8).
  • This configuration has the effect of expanding the thickness of the thinnest intermediate layer to 13.5 ⁇ m in anticipation of a manufacturing tolerance of 1.5 ⁇ m, but the standard value of t1 is extremely thin, which is thinner than 45 ⁇ m. There is a demerit that the L1 layer is affected by both the crosstalk from the L2 layer through the thinnest intermediate layer and the crosstalk from the L0 layer.
  • the difference between the thickness t1 of the cover layer 42 and the sum (t3 + t4) of the thickness t3 of the second intermediate layer 44 and the thickness t4 of the third intermediate layer 45 at the time of manufacturing is completed.
  • the conditions (1) to (4) and (6) to (9) are satisfied.
  • Example 7 The following can be considered as a configuration in which the standard value of the thinnest intermediate layer thickness is expanded to 15 ⁇ m with respect to Example 6.
  • This configuration satisfies all of the conditions (1) to (10) other than the condition (9). However, the condition (9) is not satisfied. Since the thickness d4 from the surface of the L0 layer is thick, there is a drawback that the tilt margin is remarkably reduced.
  • the upper limit of d4 is shown on the premise that the tolerance of 1.5 ⁇ m is maintained, but it is possible to raise the upper limit of d4 if it is, for example, about 0.5 to 1.0 ⁇ m. If all the errors of t1 to t4 are on the + side, the conditions other than the condition (9) are satisfied, and it is acceptable if the tilt margin of the fourth information recording surface 40d is slightly reduced as one factor of the variation. That is the reason.
  • the multilayer optical disc according to the present invention can reduce the influence on the servo signal and the reproduction signal in the optical pickup by minimizing the influence of the reflected light on the other information recording surface at the time of reproducing the arbitrary information recording surface. .. As a result, a high-quality reproduction signal can be obtained, and a large-capacity optical disc can be provided.
  • Optical disk 201 Optical pickup 40z Surface 40a First information recording surface 40b Second information recording surface 40c Third information recording surface 40d Fourth information recording surface 42 Cover layer 43 First intermediate layer 44 Second intermediate layer 45 Third intermediate layer 1
  • Polarized beam splitter 53 Collimating lens 54 1/4 wavelength plate 56
  • Objective lens 60 Optical axis 55 Aperture 57 Cylindrical lens 320
  • Spherical aberration correction means 401 Optical disk 401a 1st recording surface 401b 2nd recording surface 401c 3rd recording surface 401d 4th recording surface 401z Surface 561
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Abstract

光ディスクは、少なくとも片側に、光ビームが照射される表面から順番に少なくともカバー層、第1情報記録面、第1中間層、第2情報記録面、第2中間層、第3情報記録面、第3中間層、第4情報記録面、基材を有する。前記カバー層の厚みをt1、前記第1中間層の厚みをt2、前記第2中間層の厚みをt3、前記第3中間層の厚みをt4としたときに、|t2-t3|≧1μm、|t3-t4|≧1μm、かつ、|t4-t2|≧1μm、かつ、(t2+t3+t4)-t1≧1μm、かつ、t1-(t2+t3)≧1μm、かつ、t1-(t3+t4)≧1μm、かつ、t2、t3、t4のうちの最小値が12.5μm以上である。

Description

光ディスクとその製造方法
 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(特に光ディスク)に関し、特に4面(4層と呼ぶこともある)、あるいは8面(8層と呼ぶこともある)の情報記録面を備える光ディスクの面配置構造に関するものである。
 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Blu-ray(登録商標)ディスク(以降、BDと呼ぶ)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1~3に示すように記録面を複数有するものも提案されている。
 図10は、従来の光ディスクの構成、及び光ピックアップの概略構成を示す図である。
 光ディスク401は、光ビーム701が当たる側の表面401zから順番に、第1記録面401a、第2記録面401b、第3記録面401c、第4記録面401dにより構成され、さらに各記録面の間には中間層が構成される。
 光ピックアップは、対物レンズ561で光ビーム701を収束ビームに変換する。変換された収束ブームは、光ディスク401の透明基板を透過し、光ディスク401内部に形成された第1記録面401a、第2記録面401b、第3記録面401c、第4記録面401dのいずれかの上に集光される。
 ここで、各記録面の厚み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。具体的には、第4記録面401dへの記録再生を行うために第4記録面401dに光ビーム701を集光したとき、光ビーム701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で反射した光ビーム70の一部は第2記録面401bの裏側に結像し、その反射光が再び第3記録面401cで反射して本来読み出すべき第4記録面401dからの反射光に重なって混入してしまう。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から光ディスク401の表面401zまでの距離も同じなので、第2記録面401bで反射した光ビーム70の一部が光ディスク401の表面401zの裏側に結像し、その反射光が再び第2記録面401bで反射して、本来読み出すべき第4記録面401dからの反射光に重なって混入してしまう。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課題がある。このような光は干渉性が高く、干渉による明暗分布を形成する。さらに、この明暗分布は、光ディスク面に構成される微少な中間層の厚みの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、光ディスクから得るべき信号の品質を著しく低下させてしまう。以後、本明細書では、この課題を裏焦点課題と呼ぶ。
 特許文献1~3は、この裏焦点課題を解決するために、各記録面の間の面間厚みを互いに相異なるようにした構成を開示している。
国際公開第2010/044245号 特開2007-149210号公報 特開2007-257759号公報
 しかしながら、BDXL(登録商標)を超える高い記録密度の4面ディスクを実現するためには、記録密度を上げるために、従来例とは異なる構成を考える必要がある。
 近年インターネット環境、コンピュータの能力向上、などに伴い世界中で産み出される情報の量も記録すべき情報の量も飛躍的に増加している。そこで、データセンターなどで情報を安全、安価、低エネルギーで保存する媒体として高密度大容量の光ディスクの必要性が高くなっている。そのような用途では従来のコンシューマー向け市場のように人の手で光ディスク表面を触って指紋がつくなどして汚れる心配が少ない反面、高記録密度と低コストの要求がより高くなる。
 特許文献1では、具体的に開示されている4面構造においては、各記録面の間の面間厚みの最短値は1.5μmの公差を考慮すると10μmになっている。各記録面の間の面間厚みの公差は光ディスクの低コスト化のためには1.5μm以上必要なので、それを考慮している。また、10μmの面間厚み最短値は隣接する情報記録面との反射率差があっても隣接記録面からのクロストークの影響は比較的小さな範囲である。BDXL(登録商標)は、信号トラックの周期(ピッチ)が0.32μmであり、この程度の記録密度であれば、最短(最薄)の面間が10μmであって比較的小さなクロストークが発生していても十分に信号の記録再生品質を確保可能である。しかしながら、より高密度の記録再生を実現するためには隣接記録面からのクロストークをより小さくする必要があり、そのためには最短の面間厚みをより広くしなければならないという課題がある。
 また、特許文献2及び3では、各記録面の間の面間厚みの公差が狭く、1.5μmの公差が確保できておらず、光ディスクの歩留まり低下が懸念され安価に生産することが難しいという課題がある。
 本開示は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、従来よりも、より高密度の光ディスクを提供することを目的とする。
 本発明では、上述の課題を解決するため、以下のような光ディスクを構成する。
 (構成1)
 少なくとも片側に、光ビームが照射される表面から順番に少なくともカバー層、第1情報記録面、第1中間層、第2情報記録面、第2中間層、第3情報記録面、第3中間層、第4情報記録面、基材を有した光ディスクであって、前記カバー層の厚みをt1、前記第1中間層の厚みをt2、前記第2中間層の厚みをt3、前記第3中間層の厚みをt4としたときに、|t2-t3|≧1μm、|t3-t4|≧1μm、かつ、|t4-t2|≧1μm、かつ、(t2+t3+t4)-t1≧1μm、かつ、t1-(t2+t3)≧1μm、かつ、t1-(t3+t4)≧1μm、かつ、t2、t3、t4のうちの最小値が12.5μm以上であることを特徴とする光ディスク。
 (構成2)
 構成1記載の光ディスクであって、標準値は、t1=46(μm)、t2=14(μm)、t3=22(μm)、t4=18(μm)であり、厚みt1、厚みt2、厚みt3及び厚みt4の標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
 (構成3)
 構成1記載の光ディスクであって、標準値は、t1=45.7(μm)、t2=14.1(μm)、t3=22.1(μm)、t4=18.1(μm)であり、厚みt1、厚みt2、厚みt3及び厚みt4の標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
 (構成4)
 構成1記載の光ディスクであって、標準値は、t1=46(μm)、t2=18(μm)、t3=22(μm)、t4=14(μm)であり、厚みt1、厚みt2、厚みt3及び厚みt4の標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
 (構成5)
 構成1記載の光ディスクであって、標準値は、t1=45.7(μm)、t2=18.1(μm)、t3=22.1(μm)、t4=14.1(μm)であり、厚みt1、厚みt2、厚みt3及び厚みt4の標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
 (構成6)
 構成1記載の光ディスクであって、標準値は、t1=43(μm)、t2=19(μm)、t3=15(μm)、t4=23(μm)であり、厚みt1、厚みt2、厚みt3及び厚みt4の標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
 (構成7)
 構成1記載の光ディスクであって、標準値は、t1=44.5(μm)、t2=18.5(μm)、t3=14.5(μm)、t4=22.5(μm)であり、厚みt1、厚みt2、厚みt3及び厚みt4の標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
 (構成8)
 構成1から7記載のいずれかの光ディスクであって、各情報記録面には凹凸形状の溝が設けられており、凹部と凸部の両方に情報を記録し、前記凹凸溝のピッチpはp<0.6μmであることを特徴とする光ディスク。
 (構成9)
 構成1~8記載のいずれかの光ディスクであって、光ディスクの表面から第1情報記録面までの距離の下限値は厚みt1の標準値より1.5μm小さいことを特徴とする光ディスク。
 (構成10)
 構成1~9記載のいずれかの光ディスクの製造方法であって、厚みt1から厚みt4を夫々の標準値に対して±1.5μmの公差で作成することを特徴とする光ディスクの製造方法。
 本開示によれば、4面構造における裏焦点課題を防止して各記録面での反射光同士の干渉を減らすことによって、サーボ信号および再生信号の品質を向上できる。そして特に隣接記録面からのクロストークの影響を低減して再生信号品質を向上でき、より高密度の光ディスクを実現することができる。
本発明の実施の形態1に係る光ディスク及び光ピックアップの概略構成を示す図 本発明の実施の形態1に係る光ディスクの層構成を示す図 記録再生を行う情報記録面の反射光を示す図 記録再生を行う情報記録面以外の情報記録面の反射光を示す図 記録再生を行う情報記録面以外の情報記録面の反射光を示す図 記録再生を行う情報記録面以外の情報記録面の反射光を示す図 記録再生を行う情報記録面以外の情報記録面の反射光を示す図 光ディスクの、FS信号振幅と2つの面間厚みの厚み差の関係図 光ディスクの基材厚みとジッタの関係を示す図 従来の光ディスク及び光ピックアップの概略構成を示す図
 以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。
 なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
 (実施の形態1)
 以下、図1及び図2を用いて、本発明の実施の形態を説明する。
 図1は、本発明の実施の形態1に係る光ディスク40及び光ピックアップ201の概略構成を示す図であり、図2は、本発明の実施の形態1に係る光ディスクの層構成を示す図である。
 光ピックアップ201は、波長λが405nm付近のレーザ光を光ディスク40に照射し、光ディスク40に記録された信号の再生を行う。
 光ディスク40には、4つの情報記録面が形成されている。図2に示すように、光ディスク40は、表面40zに近い側から順に、第1情報記録面40a、第2情報記録面40b、第3情報記録面40c、第4情報記録面40dを有する。
 光ディスク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の厚みt1は、表面40zから第1情報記録面40aまでの間の基材の厚みを表し、第1中間層43の厚みt2は、第1情報記録面40aから第2情報記録面40bまでの間の基材の厚みを表し、第2中間層44の厚みt3は、第2情報記録面40bから第3情報記録面40cまでの間の基材の厚みを表し、第3中間層45の厚みt4は、第3情報記録面40cから第4情報記録面40dまでの間の基材の厚みを表している。
 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。
 図1において、光源1から出射された発散性で略直線偏光の光ビーム70は、偏光ビームスプリッタ52に入射して反射される。そして、球面収差補正手段(移動手段)93を備えたコリメートレンズ53によって、略平行光に変換される。さらに4分の1波長板54を透過して円偏光に変換された後、対物レンズ56で収束ビームに変換され、光ディスク40の透明基板を透過し、光ディスク40内部に形成された第1情報記録面40a、第2情報記録面40b、第3情報記録面40c、第4情報記録面40dのいずれかの面上に集光される。各情報記録面に集光する場合に発生する球面収差(spherical aberration)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60にそって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以上の所望の値にしている。第4情報記録面40dで反射された光ビーム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を透過する。偏光ビームスプリッタ52を透過した光ビーム70は、シリンドリカルレンズ57を経て、光検出器320に入射する。光ビーム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320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、光ディスク40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。
 ここで、情報記録面が複数ある場合に注意すべき点について説明する。
 一つ目の注意点として、多面反射光による干渉を図3~図7を用いて説明する。
 図3のように再生または記録のために集光された光束は、各情報記録面の半透過性により、以下の複数の光ビームに分岐される。
(1)記録面に集光する光ビーム70(図3)
(2)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で反射する光ビーム71、いわゆる情報記録面への裏焦点光(図4)
(3)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で反射する光ビーム72、いわゆる表面への裏焦点光(図5)
(4)情報記録面で焦点は結ばないが、第3情報記録面40c、第1情報記録面40a、第2情報記録面40bの順で反射した光ビーム73(図6)
(5)情報記録面で焦点は結ばないが、第2情報記録面40b、表面40z、第1情報記録面40aの順で反射した光ビーム74(図7)
 例えば、t4=t3の場合、光ビーム70と光ビーム71は等しい光路長と光束径で光検出器320に入射する。同様に、t4+t3=t2+t1の場合、光ビーム70と光ビーム72が等しい光路長と光束径で光検出器320に入射する。またt2=t4の場合、光ビーム70と光ビーム73が等しい光路長と光束径で光検出器320に入射する。さらに、t4+t3=t1の場合、光ビーム70と光ビーム74が等しい光路長と光束径で光検出器320に入射する。
 光ビーム70に対して多面反射光である光ビーム71~74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320に入射するため、各光ビームの干渉による影響は大きく、光検出器320で受光した光量は微少な面間厚みの変化や光ディスク40の傾きなどによって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、面間厚みの差とFS信号振幅との関係を示す図である。なお、図8では、光ビーム70と、光ビーム71、光ビーム72、光ビーム73または光ビーム74との光量比を100:1とし、かつカバー層42と第1中間層43の屈折率がいずれも1.57である場合の面間厚みの差に対するFS信号振幅を示している。図8において、横軸は面間厚みの差、縦軸はFS信号振幅を示している。FS信号振幅は、光ビーム70のみの反射光を光検出器320で受光したときのDC光量で規格化した値である。また、図8のように面間厚みの差が1μm以下になるとFS信号が急激に変動することがわかる。
 なお、図5の光ビーム72と同様に、カバー層42の厚みt1、第1中間層43の厚みt2、第2中間層44の厚みt3、第3中間層45の厚みt4の総和である(t2+t3+t4)との差が1μm以下になってもFS信号の変動などの問題が生じる。
 二つ目の注意点として、隣接する情報記録面間の面間厚みが小さすぎると、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、所定値以上の面間厚みが必要となる。そこで、面間厚みの検討を行い、最小面間厚みを決定する。図9は、ディスクでの面間厚みとジッタとの関係を示す図である。図9において、横軸は面間厚みを示し、縦軸はジッタ値を示しており、光ディスクの各情報記録面の反射率がほぼ同等としている。面間厚みが薄くなるに従ってジッタは劣化する。変曲点は約8μmとなっており、それ以下の面間厚みでは急激なジッタの劣化が起こる。そして、ジッタ劣化が十分小さくなるのは10~11μm付近である。
 また、一般的にディスクの作製上、各記録面の反射率の差は1.5倍の程度は起こりえる。例えば、再生または記録面の反射率に対し、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光の振幅比では√1.5倍となるため、面間厚みに対するジッタは、図8の破線のように右側に2μm程度シフトする。従って、面間厚みの最小値を10~11μmから2μm増やして、12~13μm以上に設定すれば、他層の反射効率の増加分を相殺することができる。つまり、面間厚みの最小値は12~13μmが最適であると考えることができる。
 図2を用いて、本発明にかかる実施例における光ディスク40の構成についてより詳細に説明する。本実施の形態1では、各情報記録面や表面からの反射光の悪影響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4面ディスクの構造を設定する。
 条件(1):カバー層42の厚みt1は可能な限り厚く設定することによって、光ディスク表面に傷や汚れがある場合の情報再生信号劣化良を低く抑えることができる。t1は、BDXL(登録商標)ディスクと比べても極端に薄くならないよう、50μm程度にすることが望ましい。しかしながら、データセンターなどで情報を保存する媒体として用いる場合は、従来のコンシューマー向け市場のように人の手で光ディスク表面を触って指紋がつくなどして汚れる心配が少ないので、t1は40μm以上、望ましくは45μm以上あればよい。
 条件(2):カバー層42の厚みt1と、第1中間層43の厚みt2、第2中間層44の厚みt3、第3中間層45の厚みt4の厚みの総和である(t2+t3+t4)との差を1μm以上確保する。d4の標準値を市場のBDと同じ100μmにすることが望ましいこと、面間厚みの最小値を12~13μmにするためt2、t3,t4すべてを2~3μm増やすことを考慮すると、(t2+t3+t4)-t1≧1μmにしなければならない。
 条件(3):カバー層42の厚みt1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以上確保する。ただし、この条件は、t1を50μm程度にし、d4の標準値をBDXL(登録商標)ディスクと同じ100μm程度にすれば、自動的に満たされる。
 条件(4):カバー層42の厚みt1と、第1中間層43の厚みt2と第2中間層44の厚みt3の和(t2+t3)との差を1μm以上確保する。
 条件(5):カバー層42の厚みt1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以上確保する。
 条件(6):t1,t2,t3,t4の任意の2値の互いの差がいずれも1μm以上である。
 条件(7):面間厚み(中間層の厚み)の最小値は先に述べたように、12~13μm以上必要となるので、t2,t3,t4が、いずれも12~13μm以上である。
 条件(8):厚みt3は、厚みt4よりも大きく、厚みt4は、厚みt2よりも大きくする。第2情報記録面40bと第3情報記録面40cはいずれも、両側の隣接する2面からのクロストーク信号の影響を受けるため、クロストークを少なくする工夫が必要である。第2情報記録面40b、および、第3情報記録面40cの情報を再生する際の他の情報記録面からのクロストークは、いずれも、第2中間層44の厚みt3を厚くすることによって、減らすことが可能である。従って、t3を最も厚くすることが望ましい。また、各情報記録面と表面との距離は、薄い程チルトマージンが広くなる、この点、第1中間層43の厚みt2は薄く、第3中間層45の厚みt4は厚い方が好ましい。以上の考察から、t3>t4>t2となる。
 条件(9):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、BDXL(登録商標)ディスク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得ることができる。
 条件(10):カバー層の厚みや中間層の厚みに製造上許される誤差あるいはばらつきは、光ディスクの製造歩留まりを確保するため、それぞれ1.5μm確保する。
 上記(1)~(10)の条件のもとで、カバー層の厚みを可能な限り厚くして、光ディスク表面に傷や汚れがある場合の情報再生信号劣化良を低く抑える構造を考える。
 カバー層42、第1中間層43、第2中間層44、第3中間層45の作製バラツキを一律に±eμm、t2の下限値をsμmとする。
 各面間の厚みt2~t4の中心値は、上限値、下限値と条件(6)を考慮すると、
 t2=s+e、
 t4=(t2+e)+1+e=s+3e+1、
 t3=(t4+e)+1+e=s+5e+2となる。
 t1~t4の和は、条件(9)から100μmであるので、条件(10)も加味して、
 100(μm)=t1+t2+t3+t4
        =t1+(s+e)+(s+3e+1)+(s+5e+2)
        =t1+3s+16.5
従って、t1=83.5-3sとなる。
 条件(8)により、条件(5)を確保すれば条件(4)も確保できる。条件(5)より、
 t3+t4+2e+1=2s+10e+4≦t1-e
条件(10)よりe=1.5として、
 2s+20.5≦t1=83.5-3s
従って、s≦12.6となる。
 条件(2)を満たすためには、t1の上限値が、t2~t4の下限値の和よりも1μm薄くなる必要があるので、
 t1+e≦(t2+t3+t4-3e)-1
 =(s+e)+(s+3e+1)+(s+5e+2)-3e-1
 =3s+6e+2
よってt1=83.5-3s≦3s+5e+2=3s+9.5となる。
従って、12.333・・・<s、0.1μm単位で記述すると。12.4≦sとなる。
以上から、12.4≦s≦12.6であり、標準値は、以下のようになる。
 t1=83.5-3s(μm)
 t2=s+1.5(μm)
 t3=s+9.5(μm)
 t4=s+5.5(μm)
 d1=t1(μm)
 d2=d1+t2(μm)
 d3=d2+t3(μm)
 d4=100(μm)
 また、表面から各情報記録面までの距離(厚み)は表面から近い順にd1,d2,d3,d4であり、当然ながらd1<d2<d3<d4となる。表面から各情報記録面までの厚みの違いは各情報記録面に収束される光ビームに対して厚みによって付与される球面収差の違いになる。その違いを低減して回折限界に光ビームを絞るために、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60にそって移動される。球面収差補正手段93がコリメートレンズ53を移動すべき距離は光ピックアップ201の設計において必要な情報であるので、表面から各記録面までの厚みの最大値、最小値も限度が明確であることが望ましい。d1はt1と略等しく、最大値d4はt1からt4までの和に略等しい。d1はt1の公差と同じ公差なのでその公差は1.5μmであり下限は標準値-1.5μmとすれば良い。また、d4の公差はt1~t4の公差の和が6μmなので、上限を(t1+t2+t3+t4)の標準値+6μmとすれば良い。
 本発明の実施の形態1に係る光ディスクは、BDXL(登録商標)ディスクを超える高い記録密度である。情報信号の並ぶトラックピッチもBDXL(登録商標)ディスクの0.32μmより狭くすることが望ましい。しかしながら波長λ=0.405μm、開口数(NA)=0.85で光ディスク面上に集光スポットを形成する光学系の解像限界は、λ/(2xNA)=0.238μmである。NAを0.91まで拡大しても、解像限界は、0.222μmである。集光スポットをトラック(情報列)の中央に沿って進ませるためにはトラック中心からの集光スポットのズレを示すTE信号が必要である。ところが、トラックピッチを0.3μmよりも狭くすると解像限界に近づくので、TE信号が弱くなり信号/雑音比率(S/N)が低下し、集光スポットをトラック(情報列)の中央に精度良く沿って進ませることができない。
 そこで、本発明の実施の形態1に係る光ディスクではあらかじめ記録面上に凹凸による溝を形成し、凹部と凸部の両方に情報を記録する。凹凸溝のトラックピッチは情報列のトラックピッチの倍になる。例えば、情報トラックのピッチを0.3μmにするのであれば、凹凸溝のピッチは0.6μmである。また、凹凸溝のピッチを0.4μmにすれば、情報列のトラックピッチは0.2μmにまで狭くできる。さらに、凹凸溝のピッチはNAを0.91などにすることにより0.3μmまで狭くできるので、情報列のトラックピッチは0.15μmにまで狭くしても、十分な強度のTE信号を得ることができ、集光スポットをトラック(情報列)の中央に精度良く沿って進ませることができできる。
 このように本発明の実施の形態1に係る光ディスクでは、記録面上に凹凸溝を形成し、凹部と凸部の両方に情報を記録し、前記凹凸溝のピッチは0.6μm以下、望ましくは0.4μ以下、また、狭い方は0.3μm以上とすることが望ましい。このような構成によって、トラック密度を高くして高密度化を実現でき、かつ、安定なトラッキングサーボと両立できるという効果を得られる。
 なお、以上の説明では、カバー層42、第1中間層43、第2中間層44、第3中間層45の屈折率は例えば1.6など均一なものとして説明を行ってきたが、異なる屈折率の場合もあり得る。その場合は特許公報第5281115号公報に開示されているように、NAを前記光ディスクへ対物レンズによって光を絞り込むときの開口数、θr、θoはそれぞれ屈折率nr、noの物質中での光の収束角度、arcsinとtanはそれぞれ逆正弦関数と正接関数として、
 θr=arcsin(NA/nr)
 θo=arcsin(NA/no)
 do=dr・tan(θr)/tan(θo)
という関係式によって、屈折率nrの部分の厚みdrを、屈折率no(例えば1.6)の厚みdoに変換したdoをt1,t2,t3、t4の値として用いて目標の値の範囲にあるか否かを判断すればよい。また、屈折率nrの材料で構成する中間層の実寸法目標を求めるためには、
 dr=do・tan(θo)/tan(θr)
という関係式によって、標準屈折率noでの厚みdoを、屈折率nrの実寸法厚みdrに変換すればよい。
 また、d1の下限値、d4の上限値については、屈折率が標準値と異なる場合は、発生する球面収差が同等な厚みに換算して判断することが望ましい。
 なお、上記は光ディスクの片側の面(図1における光ディスク40の下側の面)について述べてきたが、4面の記録面を図1の光ディスク40の上側から40a、40b、40c、40dの順に、中間層はt1,t2,t3,t4の順に作成する。このように両面に記録層を作成することにより1枚あたりの容量を倍にした両面各4面で合計8面型光ディスクにも適用できる。
 このように本願の光ディスクは、少なくとも片側に、光ビームが照射される表面から順番に少なくともカバー層、第1情報記録面、第1中間層、第2情報記録面、第2中間層、第3情報記録面、第3中間層、第4情報記録面、基材を有した光ディスクであって、前記カバー層の厚みをt1、前記第1中間層の厚みをt2、前記第2中間層の厚みをt3、前記第3中間層の厚みをt4としたときに、|t2-t3|≧1μm、|t3-t4|≧1μm、かつ、|t4-t2|≧1μm、かつ、(t2+t3+t4)-t1≧1μm、かつ、
 t1-(t2+t3)≧1μm、かつ、t1-(t3+t4)≧1μm、かつ、t2、t3、t4のうちの最小値が12.5μm以上であるという条件を製造のばらつきを含めて満たすことによって、裏焦点課題を回避し、かつ面間の情報のクロストークを低減し、凹凸溝の凹部と凸部の両方に記録する情報トラックのピッチが0.3μm以下の高密度でも品質の良い記録再生を行うことができるという効果を奏するものである。
 本発明の具体的な実施の形態について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。以下に具体的数値例を示す。
 (実施例1)
 標準値をわかりやすくするため0.5μmごとの値を採用すると、s=12.5μmとなり、標準値は、t1=46(μm)、t2=14(μm)、t3=22(μm)、t4=18(μm)、d1=46(μm)、d2=60(μm)、d3=82(μm)、d4=100(μm)であり、d1の下限値は44.5(μm)、d4の上限値は106(μm)である。
 (実施例2)
 また、数値は煩雑になるが、sを最大限にする構成の標準値は、t1=45.7(μm)、t2=14.1(μm)、t3=22.1(μm)、t4=18.1(μm)、d1=45.7(μm)、d2=59.8(μm)、d3=81.9(μm)、d4=100(μm)であり、d1の下限値は44.2(μm)、d4の上限値は106(μm)である。
 上記2例は、条件(1)から(10)をすべて満たしている。
 (実施例3)
 第2情報記録面40bと第3情報記録面40cについて、ディスクチルトマージンよりも表面40zのゴミや傷に対する耐性を重視する場合は、条件(8)のt3>t4>t2に換えて、t3>t2>t4という構成も可能である。この場合、標準値は、t1=46(μm)、t2=18(μm)、t3=22(μm)、t4=14(μm)、d1=46(μm)、d2=64(μm)、d3=86(μm)、d4=100(μm)であり、d1の下限値は44.5(μm)、d4の上限値は106(μm)である。
 (実施例4)
 実施例3に対して、sを0.1μm増やして、標準値は、t1=45.7(μm)、t2=18.1(μm)、t3=22.1(μm)、t4=14.1(μm)、d1=45.7(μm)、d2=63.8(μm)、d3=85.9(μm)、d4=100(μm)であり、d1の下限値は44.2(μm)、d4の上限値は106(μm)である。
 上記2例は、条件(8)を除いて、条件(1)から(10)は満たしている。
 (実施例5)
 18μm程度の中間層厚での面間クロストークが、1.5μmの製造公差を見込んで最も薄い中間層の厚みを12.5μmから増やすことにより減少させうる面間クロストーク量よりも小さい場合には、条件(8)を不要と考えて、標準値を、t1=44.5(μm)、t2=18.5(μm)、t3=14.5(μm)、t4=22.5(μm)、d1=44.5(μm)、d2=63(μm)、d3=77.5(μm)、d4=100(μm)であり、d1の下限値は43(μm)、d4の上限値は106(μm)という構成も可能である。
 この構成は、1.5μmの製造公差を見込んで最も薄い中間層の厚みを13μmに拡大できる効果がある反面、t1の標準値がより薄くなり、45μmより薄くなっていることや、L1層がL2層から最も薄い中間層を通したクロストークと、L0層からのクロストークの両方の影響を受けるというデメリットがある。本実施例は、条件(8)を除いて、条件(1)から(10)は満たしている。
 (実施例6)
 実施例5に対して、1.5μmの製造公差を見込んで最も薄い中間層の厚みを増やす構成として、標準値を、t1=43(μm)、t2=19(μm)、t3=15(μm)、t4=23(μm)、d1=43(μm)、d2=62(μm)、d3=77(μm)、d4=100(μm)であり、d1の下限値は41.5(μm)、d4の上限値は106(μm)という構成も可能である。
 この構成は、1.5μmの製造公差を見込んで最も薄い中間層の厚みを13.5μmにまで拡大できる効果がある反面、t1の標準値が極端に薄く、45μmより薄くなっていることや、L1層がL2層から最も薄い中間層を通したクロストークと、L0層からのクロストークの両方の影響を受けるというデメリットがある。
 また、本構成は条件(5)と条件(10)が完全には両立できていないこともデメリットである。1.5μmの公差が守られていても条件(5)が守られない場合が想定される。条件(5)と条件(10)が常に両立するためには、t3+t4+2e+1≧t1-eでなければならない。不等式を変形すると、t1-(t3+t4)≧3e+1=5.5(μm)であるが、この構成では5μmなので、0.5μmたりない。このため、1.5μmの公差に加えて、製造時にはカバー層42の厚みt1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)との差をできあがり値で1μm以上確保できていることを確認する必要が生じるというデメリットもある。本実施例は、条件(1)から(4)と(6)から(9)は満たしている。
 (実施例7)
 実施例6に対して、最も薄い中間層厚みの標準値を15μmにまで拡大した構成としては次のようなものも考え得る。この場合は、標準値をt1=47.5(μm)、t2=15(μm)、t3=23(μm)、t4=19(μm)、d1=47.5(μm)、d2=62.5(μm)、d3=85.5(μm)、d4=104.5(μm)であり、d1の下限値は46(μm)、d4の上限値は110.5(μm)という構成である。
 本構成は、条件(1)から(10)のうち条件(9)以外をすべて満たしている。しかし、条件(9)を満たさず。L0層の表面からの厚みd4が厚いのでチルトマージンが顕著に減少する点が欠点である。
 なお、上記実施例において公差1.5μmを守ることを前提にd4の上限値を示したが、例えば0.5~1.0μm程度であればd4の上限値を引き上げることも可能である。t1~t4の誤差がすべて+側であれば、条件(9)以外は満たされ、ばらつきの一要因として第4情報記録面40dのチルトマージンがわずかに減少する場合がある程度であれば、許容可能なことがその理由である。
 本発明にかかる多層光ディスクは、任意の情報記録面の再生時に、他の情報記録面で反射光の影響を最小限に抑えることにより、光学ピックアップ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、大容量光ディスクを提供できる。
 40 光ディスク
 201 光ピックアップ
 40z 表面
 40a 第1情報記録面
 40b 第2情報記録面
 40c 第3情報記録面
 40d 第4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
 1 光源
 70、71、72、73、74 光ビーム
 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
 56 対物レンズ
 60 光軸
 55 アパーチャ
 57 シリンドリカルレンズ
 320 光検出器
 91 アクチュエータ
 92 アクチュエータ
 91、92 アクチュエータ
 93 球面収差補正手段
 401 光ディスク
 401a 第1記録面
 401b 第2記録面
 401c 第3記録面
 401d 第4記録面
 401z 表面
 561 対物レンズ
 701 光ビーム

Claims (10)

  1. 少なくとも片側に、光ビームが照射される表面から順番に少なくともカバー層、第1情報記録面、第1中間層、第2情報記録面、第2中間層、第3情報記録面、第3中間層、第4情報記録面、基材を有した光ディスクであって、
    前記カバー層の厚みをt1、前記第1中間層の厚みをt2、前記第2中間層の厚みをt3、前記第3中間層の厚みをt4としたときに、|t2-t3|≧1μm、|t3-t4|≧1μm、かつ、|t4-t2|≧1μm、かつ、(t2+t3+t4)-t1≧1μm、かつ、t1-(t2+t3)≧1μm、かつ、t1-(t3+t4)≧1μm、かつ、t2、t3、t4のうちの最小値が12.5μm以上であることを特徴とする光ディスク。
  2. 請求項1記載の光ディスクであって、
    標準値は、t1=46(μm)、t2=14(μm)、t3=22(μm)、t4=18(μm)であり、
    前記厚みt1、前記厚みt2、前記厚みt3及び前記厚みt4の前記標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
  3. 請求項1記載の光ディスクであって、
    標準値は、t1=45.7(μm)、t2=14.1(μm)、t3=22.1(μm)、t4=18.1(μm)であり、
    前記厚みt1、前記厚みt2、前記厚みt3及び前記厚みt4の前記標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
  4. 請求項1記載の光ディスクであって、
    標準値は、t1=46(μm)、t2=18(μm)、t3=22(μm)、t4=14(μm)であり、
    前記厚みt1、前記厚みt2、前記厚みt3及び前記厚みt4の前記標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
  5. 請求項1記載の光ディスクであって、
    標準値は、t1=45.7(μm)、t2=18.1(μm)、t3=22.1(μm)、t4=14.1(μm)であり、
    前記厚みt1、前記厚みt2、前記厚みt3及び前記厚みt4の前記標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
  6. 請求項1記載の光ディスクであって、
    標準値は、t1=43(μm)、t2=19(μm)、t3=15(μm)、t4=23(μm)であり、
    前記厚みt1、前記厚みt2、前記厚みt3及び前記厚みt4の前記標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
  7. 請求項1記載の光ディスクであって、
    標準値は、t1=44.5(μm)、t2=18.5(μm)、t3=14.5(μm)、t4=22.5(μm)であり、
    前記厚みt1、前記厚みt2、前記厚みt3及び前記厚みt4の前記標準値に対する公差は、それぞれ±1.5μmであることを特徴とする光ディスク。
  8. 請求項1から7記載のいずれかの光ディスクであって、
    各記録面には凹凸形状の溝が設けられており、
    凹部と凸部の両方に情報を記録し、
    前記凹凸形状の溝のピッチpは、p<0.6μmであることを特徴とする光ディスク。
  9. 請求項1~8記載のいずれかの光ディスクであって、
    前記光ディスクの表面から第1情報記録面までの距離の下限値は厚みt1の標準値より1.5μm小さいことを特徴とする光ディスク。
  10. 請求項1~9記載のいずれかの光ディスクの製造方法であって、
    厚みt1から厚みt4を夫々の標準値に対して±1.5μmの公差で作成することを特徴とする光ディスクの製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009004063A (ja) * 2007-05-18 2009-01-08 Tdk Corp 光記録媒体及びその再生方法
JP2010134970A (ja) * 2007-03-19 2010-06-17 Panasonic Corp 光情報記録媒体
WO2011037098A1 (ja) * 2009-09-25 2011-03-31 Tdk株式会社 光記録媒体、光記録媒体の製造方法
JP2019128969A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 情報記録媒体とその製造方法、およびターゲット

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010134970A (ja) * 2007-03-19 2010-06-17 Panasonic Corp 光情報記録媒体
JP2009004063A (ja) * 2007-05-18 2009-01-08 Tdk Corp 光記録媒体及びその再生方法
WO2011037098A1 (ja) * 2009-09-25 2011-03-31 Tdk株式会社 光記録媒体、光記録媒体の製造方法
JP2019128969A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 情報記録媒体とその製造方法、およびターゲット

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