JP2003016691A - 多層構造の情報媒体およびこの媒体を用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】片面２層構造の光ディスクにおいて、ディスク
表面での反射光と下側記録層での反射光との間の干渉を
抑制する効果を持つ構造を提供する。 【解決手段】ディスク表面からの距離がｈの部分に上側
記録層（第１記録層）が設けられ、ディスク表面からの
距離がｈ＋Δｈの部分に下側記録層（第２記録層）が設
けられ、上側記録層と下側記録層との間に厚みΔｈの中
間層が設けられ、上側記録層とディスク表面との間に厚
さｈのカバー層が設けられる。ディスクに照射されるレ
ーザ光の光源の射出光パワースペクトルの中心波長λ_０
とその半値幅Δλとによって決まる可干渉距離（Ｌｃ）
が、カバー層表面で直接反射する光ｕ_０とカバー層およ
び中間層を透過し下側記録層で反射したあと再びカバー
層から出て行く光ｕ_２との光路差（ΔＬ）よりも小さく
なるよう、中間層の厚みΔｈが規定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、短波長レーザ
（ブルーレーザなど）を用いた片面多層構造の次世代Ｄ
ＶＤ（Digital Versatile Disc）に適したディスク構造
の改良に関する。

【０００２】とくに、ディスク表面での反射光と（下側
の）情報記録層からの反射光との干渉を抑えることによ
り、安定なフォーカス検出を行えるようにした、ディス
ク構造の改良に関する。

【０００３】

【従来の技術】ディスク表面での反射光と情報記録層か
らの反射光との干渉を抑えることにより、安定なフォー
カス検出を行えるように工夫した先行技術として、特許
第３１２８２４７号公報に記載された「フォーカシング
装置およびこれを用いた光ディスク装置」がある。この
公報の装置では、レーザ光源の半値幅（Δλ）を所定値
以下に抑えることにより、ディスク表面での反射光と情
報記録層からの反射光との干渉を抑えている。

【０００４】具体的には、レーザ光源の射出光パワース
ペクトルの中心波長λ_０と半値幅Δλとによって決まる
可干渉距離Ｌｃが、ディスクの基板表面で直接反射する
光と、基板内に入り込み情報記録層の信号ピットで反射
した後に再び基板から出て行く光との光路差ΔＬよりも
小さくなるように、半値幅Δλを設定したことを特徴と
している。これにより、ディスク表面での直接反射光と
情報記録層の記録／再生面での反射光との干渉を防止
し、安定なフォーカス検出／フォーカス制御を可能とし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特許公報に記載さ
れた先行技術によれば、使用ディスクが片面１層構造の
場合ならば、上述した「反射光の干渉」によるノイズが
フォーカス信号に表れず、良好なフォーカス検出が可能
となる。しかし、使用ディスクが片面２層構造（または
多層構造）の場合では、上側記録層に対する干渉抑制効
果は期待できても、下側記録層に対する干渉抑制効果は
期待できない。

【０００６】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的は、片面２層構造（または多層構造）の情
報媒体において、下側記録層に対する干渉抑制効果を持
つ構造を提供することである。

【０００７】この発明の他の目的は、上記干渉抑制効果
を持つ構造の情報媒体を用いた装置（再生装置または記
録再生装置）を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る多層構造の情報媒体では、隣接する
２つの情報記録層の間の中間層の厚さに着目し、媒体表
面での直接反射光と、第１の情報記録層および中間層を
透過し第２の情報記録層で反射する光とが干渉しないよ
う、この中間層の厚さを規定している。

【０００９】別の言い方をすると、この発明に係る多層
構造の情報媒体は、基板（１０３）上に形成された下側
記録層（１１２）と、第１所定厚（Δｈ）の中間層（１
０２）を介して前記下側記録層（１１２）の上に形成さ
れた上側記録層（１１１）と、前記上側記録層（１１
１）上に形成された第２所定厚（ｈ）のカバー層（１０
１）とを持つ。

【００１０】この多層構造の情報媒体（１００）におい
て、前記下側記録層（１１２）または前記上側記録層
（１１１）から記録情報を読み取る光ビームの中心波長
をλ_０とし、この光ビームの波長の広がりあるいは半値
幅をΔλとし、前記中間層（１０２）の屈折率をｎ_２と
し、前記光ビームを前記下側記録層（１１２）または前
記上側記録層（１１１）に集光させる対物レンズ（２０
３）の開口数をＮＡとしたときに、前記中間層（１０
２）の第１所定厚（Δｈ）が、前記λ_０とΔλとｎ _２と
ＮＡとで決まる長さ（λ_０ ^２／（２・Δλ√［ｎ_２ ^２−
ＮＡ^２］）と、前記カバー層（１０１）の第２所定厚
（ｈ）との差分により決定される。

【００１１】より具体的には、前記第１所定厚をΔｈと
し、前記第２所定厚をｈとしたときに、前記Δｈが、 Δｈ≧λ_０ ^２／（２・Δλ√［ｎ_２ ^２−ＮＡ^２］） −
ｈ または Δｈ≧λ_０ ^２／（２・Δλ・［ｎ_２ ^２−Ｎ
Ａ^２］^１／２） − ｈ に基づいて決定される。

【００１２】さらに別の言い方をすると、この発明に係
る多層構造の情報媒体としての片面２層光ディスク（１
００）は、厚さＨの基板（１０３）を用い、そのディス
ク表面からの距離がｈの部分に信号ピットが形成される
第１記録層（１１１）が設けられ、前記ディスク表面か
らの距離がｈ＋Δｈの部分にも信号ピットが形成される
第２記録層（１１２）が設けられ、前記第１記録層（１
１１）と前記第２記録層（１１２）との間に厚みΔｈの
中間層（１０２）が設けられ、前記第１記録層（１１
１）と前記ディスク表面との間に厚さｈのカバー層（１
０１）が設けられた構造を有している。

【００１３】このような構造の光ディスクにおいて、前
記第１記録層（１１１）または前記第２記録層（１１
２）に照射されるレーザ光の光源（２０６）の射出光パ
ワースペクトルの中心波長（λ_０）とその半値幅（Δ
λ）とによって決まる可干渉距離（Ｌｃ）が、前記カバ
ー層（１０１）表面で直接反射する光（ｕ_０）と、前記
カバー層（１０１）および前記中間層（１０２）を透過
し前記第２記録層（１１２）で反射したあと再び前記カ
バー層（１０１）から出て行く光（ｕ_２）との光路差
（ΔＬ）よりも小さくなるよう、前記中間層（１０２）
の厚み（Δｈ）が規定される。

【００１４】ここで、前記レーザ光の中心波長をλ_０と
し、このレーザ光波長の半値幅をΔλとし、前記中間層
（１０２）の屈折率をｎ_２とし、前記レーザ光を前記第
１記録層（１１１）または前記第２記録層（１１２）に
集光させる対物レンズ（２０３）の開口数をＮＡとし、
前記中間層（１０２）の厚みをΔｈとし、前記カバー層
（１０１）の厚さをｈとしたときに、前記Δｈを、 Δｈ≧λ_０ ^２／（２・Δλ√［ｎ_２ ^２−ＮＡ^２］） −
ｈ または Δｈ≧λ_０ ^２／（２・Δλ・［ｎ_２ ^２−Ｎ
Ａ^２］^１／２） − ｈ に基づいて決定することができる。

【００１５】また、上記他の目的を達成するために、こ
の発明に係る装置は、上記多層構造の情報媒体の前記上
側記録層（１１１）または前記下側記録層（１１２）に
対して、中心波長λ_０のレーザ光（例えばλ_０＝４００
〜４２０ｎｍのブルーレーザ光）を用いて情報の記録ま
たは再生を行うように構成されるさらに、上記他の目的
を達成するために、この発明に係る装置は、上記多層構
造の情報媒体に、対物レンズ（２０３）を介して光源
（２０６）から出たレーザ光を照射し、この照射によっ
て、第１記録層（１１１）または第２記録層（１１２）
に情報記録を行い、あるいは第１記録層（１１１）また
は第２記録層（１１２）から情報再生を行うように構成
される。ここで、前記第１記録層（１１１）または前記
第２記録層（１１２）から反射する前記レーザ光の一部
を検知（２１３）して得られる信号（２１３の出力Ｉａ
〜Ｉｄ）に基づいて、前記対物レンズ（２０３）のフォ
ーカスエラー（図４のΔＺ）を検出するように構成され
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の種々な実施の形態に係る多層構造の情報媒体およびこ
の媒体を用いる装置を説明する。

【００１７】図１は、この発明の一実施の形態に係る情
報媒体（次世代ＤＶＤディスク）の構造を説明する図で
ある。図１の光ディスク１００は、規格化が間近に迫っ
ている高密度／大容量の「次世代ＤＶＤ規格」に準拠して
製作されるもので、具体的には図１に例示されるような
構造を持っている。ここでは、次世代ＤＶＤディスク１
００の中で、とくに中間層（スペースレイヤ）が存在す
る「片面２層ディスク」について説明する。

【００１８】図１の次世代ＤＶＤディスク１００は、デ
ィスク表面側から、透明カバー層１０１、情報記録／再
生用の上側記録層（第１記録層）１１１、中間層１０
２、情報記録／再生用の下側記録層（第２記録層）１１
２、そして基板１０３を含んで構成されている。このよ
うな構成の多層記録層基板（合計厚が約０．６ｍｍ）が
２枚貼り合わされて（あるいはこのような構成の多層記
録層基板と図示しない厚み０．６ｍｍのダミー基板が貼
り合わされて）、全体厚が約１．２ｍｍの貼合せディス
ク１００となる。

【００１９】別の言い方をすると、ディスク表面のカバ
ー層１０１は屈折率ｎ_１の光透過性基板（ポリカーボネ
ートなど）からなり、その背面（基板側）には、圧縮動
画像情報などの記録情報に対応するピットを持つととも
に光を透過および反射させる半透明の第１記録層（金薄
膜あるいは極薄相変化記録層など）１１１が被着されて
おり、カバー層１０１の表面から第１記録層１１１まで
の寸法はｈとなっている。また、第１記録層１１１から
その奥Δｈだけ（中間層１０２の厚さ分だけ）離間され
たところには、第１記録層１１１と同様な目的の第２記
録層１１２が設けられている。表面カバー層１０１、中
間層１０２、そして基板１０３は、それらの間に第１お
よび第２記録層１１１および１１２を挟んで、光透過性
の接着剤（紫外線硬化性樹脂など）によって接着結合さ
れている。

【００２０】なお、次世代ＤＶＤディスク１００の中央
には、従来のＤＶＤディスクと同様、ディスク１００を
ディスクドライブのスピンドルモータ・ターンテーブル
（図示せず）にクランプするためのクランピング用孔１
００ａが設けられており、その周囲にはクランピングゾ
ーン１００ｂが設けられている。

【００２１】図１の実施の形態では、透明カバー層１０
１の厚さｈは１００μｍ（公称値あるいは製造の設計中
心値）に選ばれ、中間層１０２の厚さΔｈは透明カバー
層１０１の厚さｈ以下の適当な値（例えば１０〜３０μ
ｍ程度）に選ばれている。また、基板１０３の厚さＨ
は、カバー層１０１、上側記録層１１１、中間層１０２
および下側記録層１１２の厚さも含めた合計厚が約０．
６ｍｍとなるように（例えばＨ＝０．５ｍｍ弱）に選ば
れている。

【００２２】上側記録層１１１の厚さは、レーザ光を通
過させる必要上半透明でなければならず、極めて薄く
（例えば１μｍ以下）作られる。一方、レーザ光を通過
させる必要がない下側記録層１１２の厚さは、任意でよ
い（但し記録ピットの深さはレーザ光の波長に応じて決
められる…例えばレーザ光の波長の１／４前後の深
さ）。

【００２３】なお、ディスク１００が０．６ｍｍ×２の
貼合せ構造を採らない場合は、厚さ１．１ｍｍ弱の基板
１０３上に、下側記録層１１２、中間層１０２、上側記
録層１１１および厚さ約０．１ｍｍのカバー層１０１
を、この順番で重ねて接合した構成としてもよい。

【００２４】また、下側記録層１１２の下側に、第２の
中間層（図示せず）を介して別の下側記録層（図示しな
い第３記録層）をさらに設けてもよい。つまり、この発
明に係る多層構造の情報媒体は、片面２層ディスクに限
定されるものではない。

【００２５】図２は、図１の情報媒体に用いられる光学
系を説明する図である。図２において、レーザダイオー
ドＬＤ２０６から射出され、偏光ビームスプリッタ２０
９を通過したレーザビームは、コリメートレンズ２０８
により平行ビーム光に変換され、１／４波長板２１０を
介して対物レンズ２０３に送られる。対物レンズ２０３
に送られた平行ビーム光は、対物レンズ２０３によって
絞られ、カバー層１０１側から光ディスク１００の内部
に入射する。この例において、対物レンズ２０３の開口
数ＮＡは、次世代ＤＶＤ規格に準拠して、０．８５とし
ている。

【００２６】ここで、２層ディスク１００の中間層１０
２の厚みΔｈに着目し、その規定値をどのように定める
かについて説明する。いま、図１および図２に示すよう
に、カバー層１０１の厚みをｈ、中間層１０２の厚みを
Δｈ、中間層１０２の屈折率をｎ_２、中間層１０２での
入射光束の屈折角度をθ_２、その最大角度をθ_２max
（ここで、ｎ_２×sinθ_２max＝ＮＡ）、外気（空気）の
屈折率をｎ_０＝1、レーザダイオードＬＤ２０６から射
出されるレーザビームつまり入射光束の中心波長を
λ_０、そしてその半値幅をΔλとする。このとき、 Δｈ≧λ_０ ^２／（２・Δλ√［ｎ_２ ^２−ＮＡ^２］） −
ｈ または Δｈ≧λ_０ ^２／（２・Δλ・［ｎ_２ ^２−ＮＡ^２］^１／２） − ｈ…（１） を満たす２層光ディスク１００が用いられる。

【００２７】Ａ．（１）式を満たすΔｈの値（すなわち
中間層１０２の厚さΔｈの下限値）を具体的に例示する
と、次のようになる。

【００２８】＜例１＞ λ_０を４０３ｎｍとし、Δλを
０．５ｎｍとし、ｎ_２を１．５７とし、ＮＡを０．８５
とし、ｈを１００μｍとすると、Δｈ≧２３μｍが得ら
れる。有効数１桁程度で大まかに言えば、「例１」で
は、Δｈの値は、カバー層１０１の厚さｈの値（公称１
００μｍ）のほぼ１／５（２０μｍ）を下限として決定
される。

【００２９】＜例２＞ λ_０を４４０ｎｍとし、Δλを
０．４４ｎｍとし、ｎ_２を１．４４とし、ＮＡを０．９
３５とし、ｈを１００μｍとすると、Δｈ≧１００μｍ
が得られる。この「例２」では、Δｈの値は、カバー層
１０１の厚み（１００μｍ）を下限として決定される。

【００３０】＜例３＞ λ_０を３６０ｎｍとし、Δλを
０．３６ｎｍとし、ｎ_２を１．７６とし、ＮＡを０．７
６５とし、ｈを１００μｍとすると、Δｈ≧１４μｍ
（有効数２桁の場合）が得られる。有効数１桁程度で大
まかに言えば、「例３」では、Δｈの値はほぼ１０μｍ
を下限として決定される（下限が１０μｍということ
は、「例２」の下限１００μｍの範囲を包含する）。

【００３１】上記「例２」および「例３」の数値例を一
般化すれば、「λ_０を４００ｎｍ±１０％とし、Δλを
λ_０の０．１％以下とし、ｎ_２を１．６±１０％とし、
ＮＡを０．８５±１０％とし、ｈを１００μｍとしたと
きに、Δｈが、１０μｍ〜１４μｍ程度を下限として決
定される」と言える。

【００３２】なお、（１）式はΔｈの上限を規定するも
のではないが、実用上の観点から、中間層１０２の厚み
Δｈがカバー層１０１の厚みｈ（ここでは１００μｍ）
を越えることはないようにディスク１００の物理構造を
設計するとよい。同様に、実用上の観点から、中間層１
０２の厚みΔｈを、小さすぎず大きすぎない値として、
例えば１０μｍ〜３０μｍ程度に選ぶとよい。

【００３３】Ｂ．（１）式を満たすΔｈの値（すなわち
中間層１０２の厚さΔｈの下限値）のその他の例として
は、次のようなものがある。

【００３４】＜例４＞ λ_０を４００ｎｍとし、Δλを
０．５ｎｍとし、ｎ_２を１．６２とし、ＮＡを０．８５
とし、ｈを１００μｍとすると、Δｈ≧１６μｍが得ら
れる。有効数１桁程度で大まかに言えば、この例では、
Δｈの値は、カバー層１０１の厚さｈの値（公称１００
μｍ）のほぼ１／５（２０μｍ）を下限として決定され
る。同じ条件でｎ_２だけ１．６５にすると、Δｈ≧１３
μｍが得られる。有効数１桁程度で大まかに言えば、こ
の例では、Δｈの値は、カバー層１０１の厚さｈの値
（公称１００μｍ）のほぼ１／１０（１０μｍ）を下限
として決定される。

【００３５】＜例５＞ λ_０を４００ｎｍとし、Δλを
１．０ｎｍとし、ｎ_２を１．６２とし、ＮＡを０．８５
とし、ｈを１００μｍとすると、Δｈ＝−４２μｍが得
られる。この場合は（１）式が満たされない。しかし、
「Δλ＝１．０ｎｍ」の場合であっても、λ_０、ｎ_２、
ＮＡ、ｈなどの数値の取り方によってはΔｈがゼロより
大きくなる（実際面ではΔｈがｈの１／１０より大きく
なる）場合がある（例えば屈折率ｎ_２の小さな材料を選
び開口数ＮＡの大きな対物レンズを用いて、［ｎ_２ ^２−
ＮＡ^２］^１／２の値を小さくする）。このため、Δλ＝
１．０ｎｍも可能性のある数値範囲として採用してお
く。

【００３６】「例４」および「例５」を一般化すると、
次のように纏めることができる。すなわち、λ_０＝４０
０ｎｍ〜４０５ｎｍ、Δλ＝０．１ｎｍ〜１．０ｎｍ、
ｎ_２＝１．６１〜１．６２、ＮＡ＝０．８５±０．０
１、ｈ＝１００μｍ±１μｍ。

【００３７】この実施の形態では、波長λ_０の範囲とし
ては、４００ｎｍ〜４０５ｎｍが選ばれている。その理
由は、現状の対物レンズの透過率は波長４００ｎｍを切
る辺りから急激に低下することと、現状の対物レンズで
は波長４０５ｎｍを越える辺りから色収差の影響が目立
ち始めるからである。

【００３８】また、この実施の形態では、半値幅Δλの
範囲としては、０．１ｎｍ〜１．０ｎｍが選ばれてい
る。その理由は、現在市販されているＤＶＤ用赤色レー
ザダイオードの半値幅Δλのばらつき範囲がこの程度に
なっているからである。ちなみに、現在入手し易い青色
レーザダイオードの半値幅Δλは、０．５ｎｍ程度にな
っている。

【００３９】また、この実施の形態では、屈折率ｎ_２の
範囲としては、１．６１〜１．６２が選ばれている。そ
の理由は、「屈折率ｎと波長λの関係」としては基本的
に“ｄｎ／ｄλ＜０”となることが分かっており、この
関係を上記波長の範囲（４００ｎｍ〜４０５ｎｍ）に当
てはめると“１．６１〜１．６２”が得られるからであ
る。

【００４０】また、この実施の形態では、対物レンズの
開口数ＮＡの範囲としては、０．８５±０．０１が選ば
れている。ＮＡのばらつき幅を“±０．０１”としたの
は、現行ＤＶＤの対物レンズのＮＡのばらつきがこの範
囲に収められているからである。

【００４１】また、この実施の形態では、カバー層の厚
さｈの範囲としては、１００μｍ±１μｍが選ばれてい
る。その理由は、予め作成された薄膜シートでカバー層
を設ける場合において、このシートの厚みムラを１００
μｍ±１μｍ程度に収めることができるからである。

【００４２】図１および図２に示すように、カバー層１
０１の厚みをｈとし、中間層１０２の厚みおよび屈折率
を夫々Δｈおよびｎ_２とし、中間層１０２での入射光束
の屈折角度をθ_２とし、その最大角度をθ_２max（ここ
で、ｎ_２×sinθ_２max＝ＮＡ）とし、空気の屈折率をｎ
_０＝1とし、レーザダイオードＬＤ２０６から射出され
るレーザビームつまり入射光束の中心波長をλ_０とし、
そしてその半値幅をΔλとしたとき、ディスク表面での
反射光ｕ_０と下側記録層１１２での反射光ｕ_２との光路
差ΔＬを求めると、次の（２）式に示すようになる。

【００４３】 ΔＬ＝２・ｎ_２・（ｈ＋Δｈ）・cosθ_２ …（２） また、スネルの法則より、 ｎ_０・sinθ_０＝ｎ_１・sinθ_１＝ｎ_２・sinθ_２ …（３） が成り立つ。

【００４４】一方、レーザビームの可干渉距離 Ｌｃ
は、 Ｌｃ＝λ_０ ^２／Δλ …（４） で与えられる。

【００４５】光路差ΔＬが可干渉距離Ｌｃよりも短いと
きには、光ディスク１００のカバー層１０１の表面と下
側記録層（第２記録層：反射層）１１２との間で光波の
干渉が生じる。このような場合、光ディスク１００が周
方向あるいは半径方向に厚みむらを持っていたり、メー
カ毎に光ディスク１００の厚みにばらつきがあったりし
た場合には、上述した干渉の影響で、フォーカスエラー
信号が光ディスク１００の回転に同期して変動する。こ
の結果、精度の高いフォーカシング制御ができなくな
り、再生信号のＳ／Ｎ低下およびジッタの増加を招くこ
とになる。

【００４６】ところが、中間層１０２の厚みΔｈが
（１）式を満たす（例えばΔｈ＝１０μｍ〜３０μｍあ
るいはそれ以上）２層ディスク１００を採用すれば、
（２）式の光路差ΔＬよりも（４）式の可干渉距離Ｌｃ
を短くする（ΔＬ＞Ｌｃ）ことができ、その結果とし
て、次世代ＤＶＤィスク１００のカバー層１０１表面で
の反射光ｕ_０と、下側記録層（第２記録層）１１２での
反射光ｕ_２との間で、光波干渉が生じるのを防止でき
る。

【００４７】ここで、前述した「例１」〜「例３」につ
いて、上記「ΔＬ＞Ｌｃ」の関係が得られることを示し
ておく。（なお、レーザビームは、ディスク表面に対し
ほぼ垂直に入射するように制御されることから、“cos
θ_２≒１”として扱う。たとえばθ_２が（多めにみて）
１゜傾いたとしても、cos［１゜］≒０．９９９８なの
で、“cosθ_２≒１”として扱っても差し支えない。） ＜例１＞ λ_０を４０３ｎｍとし、Δλを０．５ｎｍと
し、前記ｎ_２を１．５７とし、前記ＮＡを０．８５と
し、ｈを１００μｍとすると、Δｈ≧２３μｍが得られ
る。ここでは、Δｈの値として、下限値２３μｍを採用
する。

【００４８】この場合、（２）式からΔＬ＝２・ｎ_２・
（ｈ＋Δｈ）・cosθ_２≒２×１．５７×（１００＋２
３）≒３８６μｍとなり、（４）式からＬｃ＝λ_０ ^２／
Δλ＝４０３×４０３／０．５＝３２４８１８ｎｍ≒３
２５μｍとなる。すなわち、ΔＬ≒３８６μｍ＞Ｌｃ≒
３２５μｍとなって、上記光波干渉を防止できる。

【００４９】なお、Δｈの下限値が２０μｍの場合は、
（２）式からΔＬ＝２・ｎ_２・（ｈ＋Δｈ）・cosθ_２
≒２×１．５７×（１００＋２０）≒３７７μｍとな
る。この場合も、ΔＬ≒３７７μｍ＞Ｌｃ≒３２５μｍ
となって、上記光波干渉を防止できる。

【００５０】＜例２＞ λ_０を４４０ｎｍとし、Δλを
０．４４ｎｍとし、前記ｎ_２を１．４４とし、前記ＮＡ
を０．９３５とし、ｈを１００μｍとすると、Δｈ≧１
００μｍが得られる。ここでは、Δｈの値として、下限
値１００μｍを採用する。

【００５１】この場合、（２）式からΔＬ＝２・ｎ_２・
（ｈ＋Δｈ）・cosθ_２≒２×１．４４×（１００＋１
００）≒５７６μｍとなり、（４）式からＬｃ＝λ_０ ^２
／Δλ＝４４０×４４０／０．４４＝４４０μｍとな
る。すなわち、ΔＬ≒５７６μｍ＞Ｌｃ＝４４０μｍと
なって、上記光波干渉を防止できる。

【００５２】＜例３＞ λ_０を３６０ｎｍとし、Δλを
０．３６ｎｍとし、前記ｎ_２を１．７６とし、前記ＮＡ
を０．７６５とし、ｈを１００μｍとすると、Δｈ≧１
４μｍが得られる。ここでは、Δｈの値として、下限値
１４μｍを採用する。

【００５３】この場合、（２）式からΔＬ＝２・ｎ_２・
（ｈ＋Δｈ）・cosθ_２≒２×１．７６×（１００＋１
４）≒４０１μｍとなり、（４）式からＬｃ＝λ_０ ^２／
Δλ＝３６０×３６０／０．３６＝３６０μｍとなる。
すなわち、ΔＬ≒４０１μｍ＞Ｌｃ＝３６０μｍとなっ
て、上記光波干渉を防止できる。

【００５４】なお、Δｈの下限値が１０μｍの場合は、
（２）式からΔＬ＝２・ｎ_２・（ｈ＋Δｈ）・cosθ_２
≒２×１．７６×（１００＋１０）≒３８７μｍとな
る。この場合も、ΔＬ≒３８７μｍ＞Ｌｃ＝３６０μｍ
となって、上記光波干渉を防止できる。

【００５５】上記「例１」〜「例３」では、余裕をもっ
て“ΔＬ＞Ｌｃ”の干渉防止条件を満足している。この
ため、ディスク表面へのビーム入射光の角度が垂直から
１゜より大きくずれてもなお、“ΔＬ＞Ｌｃ”の干渉防
止条件を満足し得る。このことは、ディスクのそり（チ
ルト）による影響を受けにくいことを意味している。

【００５６】この発明に係る次世代ＤＶＤディスク１０
０としては、（１）式の条件を満たす２層ディスク１０
０が用いられているので、（２）式で示される光路差Δ
Ｌに対して、（４）式で示される可干渉距離Ｌｃが短く
できる。すなわち、この発明に係るディスク１００を用
いる装置（後述する図５の装置など）では、ディスク１
００のカバー層１０１表面での反射光ｕ_０と、下側記録
層（第２記録層）１１２での反射光ｕ_２との間の光波干
渉の影響を受けない。その結果、フォーカシングサーボ
等を安定して実行できる。

【００５７】以上の説明から判るように、この発明によ
れば光波干渉の影響を回避できるので、記録媒体として
ＤＶＤディスク（片面ディスク／両面ディスクは問わな
い）を用いる光ディスク装置、さらには近い将来出現す
る高密度（High Definition）ＤＶＤと呼ばれている高
精細ビデオ記録に対応したＤＶＤディスク（片面ディス
ク／両面ディスクは問わない）を取り扱う光ディスク装
置において、より精度の高い記録・再生を実現すること
ができる。

【００５８】図３は、図２の光学系に組み込まれてフォ
ーカスエラー信号の取得に用いられる光センサの正面図
である。図２の光検出器２１３は、図３に示すように、
４分割された光検出素子１ａ〜１ｄで構成される。この
光検出器２１３を用いて公知の非点収差法によりフォー
カスエラー信号Ｆを得るには、次のようにすればよい。
すなわち、光検出素子１ａ〜１ｄのうちの対角線上に位
置する光検出素子（１ａと１ｃ、および１ｂと１ｄ）そ
れぞれの出力を加算し、一方の加算信号［１ａ＋１ｃ］
から他方の加算信号［１ｂ＋１ｄ］を減算して、この減
算信号（［１ａ＋１ｃ］−［１ｂ＋１ｄ］）からフォー
カスエラー信号Ｆを得る。

【００５９】図４は、図３の光センサにより検出される
フォーカスエラー信号Ｆの特性を説明する図である。図
４の例では、対物レンズ２０３のフォーカスポイントが
目標位置（例えば下側記録層１１２の情報ピット位置）
より奥にあるときは図４の右上側にフォーカスエラー
（ΔＺ）が生じ、対物レンズ２０３のフォーカスポイン
トが目標位置より手前にあるときは図４の左下側にフォ
ーカスエラー（−ΔＺ）が生じている。すなわち、対物
レンズ２０３の合焦点が目的位置のどちら側にどれくら
い外れているかに応じて極性（ΔＺの±）および量（Δ
Ｚの大きさ）が変化するフォーカスエラー信号Ｆが得ら
れる。別の言い方をすると、対物レンズ２０３のフォー
カス方向変位ΔＺに対して直線的に変化するフォーカス
エラー信号Ｆを取得することができる。この結果、精度
の高いフォーカシング制御が可能となり、再生信号のＳ
／Ｎ低下およびジッタの増加を防止することができる。

【００６０】なお、Δｈが（１）式を満たさない２層デ
ィスク（この発明に依らないディスク）を使用した場
合、可干渉距離Ｌｃが光路差ΔＬよりも長くなる。この
場合、対物レンズ２０３のフォーカス方向変位ΔＺに対
して、脈動的に変化するフォーカスエラー信号（図示せ
ず）しか取得することができず、安定かつ高精度なフォ
ーカシングサーボを実現することが困難になる。

【００６１】図５は、この発明の一実施の形態に係る光
ディスク装置（例えば次世代ＤＶＤプレーヤまたはレコ
ーダ）を説明するブロック図である。図５の光ディスク
装置では、次世代ＤＶＤディスク１００がテーパコーン
２００にチャッキングされた状態で、スピンドルモータ
２０１によって、たとえば１３５０（ｒｐｍ）の回転数
で回転される。スピンドルモータ２０１は、スピンドル
モータ駆動回路２０２により駆動される。

【００６２】図５の記録／再生の光学系は、次のように
構成されている。すなわち、次世代ＤＶＤディスク１０
０のカバー層１０１表面に対向させて対物レンズ２０３
が配置されている。この対物レンズ２０３は、フォーカ
スコイル２０４によって光軸方向に、またトラッキング
コイル２０５によってトラック幅方向（ディスク半径方
向）に移動制御される。対物レンズ２０３に対向する位
置には、半導体レーザダイオード（以後、レーザダイオ
ードＬＤとする）２０６が、対物レンズ２０３と一体的
に移動可能に配置されている。このレーザダイオードＬ
Ｄ２０６は、ＬＤドライバ２０７によって付勢される。

【００６３】レーザダイオードＬＤ２０６から射出され
たレーザビームは、コリメートレンズ２０８で平行光束
に変換された後、偏光ビームスプリッタ２０９に入射す
る。レーザダイオードＬＤ２０６から射出されたレーザ
ビームは、一般に楕円のファーフィールドパターンを有
している。もし円形のパターンが必要な場合は、コリメ
ートレンズ２０８の後にビーム整形プリズム（図５では
図示せず）を配置すればよい。

【００６４】記録または再生時、対物レンズ２０３を介
してＤＶＤディスク１００のカバー層１０１に入射した
レーザビームは、上側記録層（第１記録層）１１１を透
過し、下側記録層（第２記録層：反射層）１１２上に微
小なビームスポットとして集束される。そして、下側記
録層１１２からの反射光は、対物レンズ２０３内を入射
光とは逆方向に通過した後、偏光ビームスプリッタ２０
９で反射され、集光レンズ２１１およびシリンドリカル
レンズ２１２などの検出光学系を経て、光検出器２１３
に入射する。

【００６５】光検出器２１３は、例えば図３に示すよう
に、同一平面上に配置された４つの光検出素子１ａ〜１
ｄで構成されている。この４つの光検出素子１ａ〜１ｄ
からの検出出力は、複数の増幅器および加減算器などで
構成される増幅器アレイ２１５に入力され、ここでフォ
ーカスエラー信号Ｆ、トラッキングエラー信号Ｔおよび
再生信号Ｓが生成される。 なお、トラッキングエラー
信号Ｔは、公知のプッシュプル法と呼ばれる手法によっ
て求めることができる。また、フォーカスエラー信号Ｆ
は、公知の非点収差法で求めることができる。この非点
収差法では、図３に示す光検出素子１ａ〜１ｄのうちの
対角線上に位置する光検出素子（１ａと１ｃ、および１
ｂと１ｄ）それぞれの出力を加算し、一方の加算信号
［１ａ＋１ｃ］から他方の加算信号［１ｂ＋１ｄ］を減
算して、この減算信号（［１ａ＋１ｃ］−［１ｂ＋１
ｄ］）からフォーカスエラー信号Ｆが得られるようにし
ている。

【００６６】増幅器アレイ２１５からのフォーカスエラ
ー信号Ｆおよびトラッキングエラー信号Ｔは、サーボコ
ントローラ２１６を経由してフォーカスコイル２０４お
よびトラッキングコイル２０５にそれぞれ供給される。
これにより、対物レンズ２０３が光軸方向およびトラッ
ク幅方向に移動制御され、ＤＶＤディスク１００の下側
記録層１１２に対する光ビームのフォーカシングと、目
標トラックに対するトラッキングとが行われる。

【００６７】一方、増幅器アレイ２１５からの再生信号
Ｓは信号処理回路２１７に入力され、ここで波形等化お
よび２値化処理が施される。図示しないが、２値化処理
では、波形等化後の再生信号をＰＬＬ（位相同期回路）
とデータ識別回路とに導き、ＰＬＬによって再生信号か
らＤＶＤディスク１００に情報を記録したときの基本ク
ロックであるチャネルクロックを抽出する。そして、チ
ャネルクロックに基づいて再生信号の「０」、「１」を
識別することにより、ＤＶＤディスク１００に記録され
ている情報のデータ識別を行い、データパルスを得る。
すなわち、チャネルクロックの立ち上がりまたは立ち下
がりのタイミングを基準とする所定の時間幅（検出窓幅
またはウィンドウ幅という）内で波形等化後の再生信号
を適当なしきい値と比較することにより、データ識別を
行う。こうして信号処理回路２１７から検出されたデー
タパルスは、ディスクコントローラ２１８に入力され、
フォーマットの解読、エラー訂正などが行われた後、動
画像情報のビットストリームとしてＭＰＥＧ２デコーダ
／コントローラ２１９に入力される。

【００６８】ＤＶＤディスク１００には、ＭＰＥＧ２の
規格に従って動画像情報を圧縮符号化したデータが下側
記録層１１２上のピットパターンとして記録されてい
る。そこで、ＭＰＥＧ２デコーダ／コントローラ２１９
は、入力されたビットストリームを復号（伸長）して、
元の動画像情報を再生する。再生された動画像情報は、
ビデオ信号発生回路２２０に入力され、ここでブランキ
ング信号などが付加されることにより、ＮＴＳＣフォー
マットなど所定のテレビジョンフォーマットのビデオ信
号に変換される。こうして変換されたビデオ信号が再生
データとして出力され、図示しないディスプレイにより
表示される。

【００６９】以上は再生系の説明であるが、記録系を簡
単に説明すると、次のようになる。まず、ＮＴＳＣビデ
オ信号などをＡ／Ｄ変換した記録データが、ＭＰＥＧ２
エンコーダ／フォーマッタ２３０に入力される。入力さ
れた記録データは、ＭＰＥＧエンコード（圧縮）され、
所定のデータフォーマットでパケット化され、所定のビ
ットストリームに変換されて、ディスクコントローラ２
１８に送られる。送られたビットストリームは、ＬＤド
ライバ２０７に送られ、ここで記録信号に変換される。
この記録信号に対応した記録用レーザ駆動波形がレーザ
ダイオードＬＤ２０６に送られる。記録用レーザ駆動波
形に対応して変調されたレーザビームにより、例えば、
下側記録層１１２の相変化記録層に、情報記録が行われ
る。

【００７０】上記実施の形態においては、光デイスクの
一例としてＤＶＤプレーヤ／レコーダを例示したが、プ
ログラムやコンピュータ用データ等を記録／再生するた
めのＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、Ｄ
ＶＤ−ＲＷ等にも、この発明を適用できる。

【００７１】なお、この発明は上記各実施の形態に限定
されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸
脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。また、
各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されて
もよく、その場合組み合わせによる効果が得られる。

【００７２】さらに、上記実施の形態には種々な段階の
発明が含まれており、この出願で開示される複数の構成
要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出
され得る。たとえば、実施の形態に示される全構成要件
から１または複数の構成要件が削除されても、この発明
の効果あるいはこの発明の実施に伴う効果のうち少なく
とも１つが得られるときは、この構成要件が削除された
構成が発明として抽出され得るものである。

【００７３】

【発明の効果】この発明では、情報媒体（次世代ＤＶＤ
ディスクなど）の表面での直接反射光と、第１記録層
（上側記録層）および中間層を透過し第２記録層（下側
記録層）で反射する光とが干渉しないよう、中間層の厚
さを光学的見地から規定している。このため、干渉によ
るノイズがフォーカス信号に表れず、良好なフォーカス
検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る情報媒体（次世
代ＤＶＤディスク）の構造を説明する図。

【図２】図１の情報媒体に用いられる光学系を説明する
図。

【図３】図２の光学系に組み込まれてフォーカスエラー
信号の取得に用いられる光センサの正面図。

【図４】図３の光センサにより検出されるフォーカスエ
ラー信号の特性を説明する図。

【図５】この発明の一実施の形態に係る光ディスク装置
を説明するブロック図。

【符号の説明】

１００…片面２層の光ディスク（多層構造の情報媒
体）；１０１…透明カバー層（保護層）；１０２…中間
層（スペース層）；１０３…基板；１１１…上側記録層
（第１記録層）；１１２…下側記録層（第２記録層）；
２０３…対物レンズ；２０６…レーザ光源（ブルーレー
ザダイオードなど）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 7/24 ５４１ Ｇ１１Ｂ 7/24 ５４１Ｂ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下側記録層と、第１所定厚の中間層を介し
   て前記下側記録層の上に形成された上側記録層と、前記
   上側記録層上に形成された第２所定厚のカバー層とを持
   つ多層構造の情報媒体において、 前記下側記録層または前記上側記録層から記録情報を読
   み取る光ビームの中心波長をλ_０とし、この光ビームの
   波長の広がりあるいは半値幅をΔλとし、前記中間層の
   屈折率をｎ_２とし、前記光ビームを前記下側記録層また
   は前記上側記録層に集光させる対物レンズの開口数をＮ
   Ａとしたときに、 前記中間層の第１所定厚が、前記λ_０とΔλとｎ_２とＮ
   Ａとで決まる長さと、前記カバー層の第２所定厚との差
   分により決定されていることを特徴とする情報媒体。
2. 【請求項２】 前記第１所定厚をΔｈとし、前記第２所
   定厚をｈとしたときに、前記Δｈが、 Δｈ≧λ_０ ^２／（２・Δλ・［ｎ_２ ^２−Ｎ
   Ａ^２］^１／２） − ｈ に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載
   の情報媒体。
3. 【請求項３】 前記Δｈが、ｈの値のほぼ１／５を下限
   として決定されることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の情報媒体。
4. 【請求項４】 前記第１所定厚をΔｈとし、前記第２所
   定厚をｈとしたときに、前記Δｈが、前記ｈの値を上限
   として決定されることを特徴とする請求項１ないし請求
   項３のいずれか１項に記載の情報媒体。
5. 【請求項５】 前記λ_０を４００ｎｍ〜４０５ｎｍと
   し、前記Δλを０．１ｎｍ〜１．０ｎｍとし、前記ｎ_２
   を１．６１〜１．６２とし、前記ＮＡを０．８５±０．
   ０１とし、前記ｈを１００μｍ±１μｍとし、前記第１
   所定厚をΔｈとしたときに、前記Δｈが、前記ｈのほぼ
   １／１０を下限として決定されることを特徴とする請求
   項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の情報媒体。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれか１項
   に記載の情報媒体の前記上側記録層または前記下側記録
   層に対し、中心波長λ_０のレーザ光を用いて、情報の記
   録または再生を行うように構成したことを特徴とする装
   置。
7. 【請求項７】厚さＨの基板を用いた光ディスク構造であ
   り、そのディスク表面からの距離がｈの部分に信号ピッ
   トが形成される第１記録層が設けられ、前記ディスク表
   面からの距離がｈ＋Δｈの部分にも信号ピットが形成さ
   れる第２記録層が設けられ、前記第１記録層と前記第２
   記録層との間に厚みΔｈの中間層が設けられ、前記第１
   記録層と前記ディスク表面との間に厚さｈのカバー層が
   設けられた２層構造の光ディスクにおいて、 前記第１記録層または前記第２記録層に照射されるレー
   ザ光の光源の射出光パワースペクトルの中心波長とその
   半値幅とによって決まる可干渉距離が、前記カバー層表
   面で直接反射する光と、前記カバー層および前記中間層
   を透過し前記第２記録層で反射したあと再び前記カバー
   層から出て行く光との光路差よりも小さくなるよう、前
   記中間層の厚みを規定したことを特徴とする光ディス
   ク。
8. 【請求項８】 前記レーザ光の中心波長をλ_０とし、こ
   のレーザ光波長の半値幅をΔλとし、前記中間層の屈折
   率をｎ_２とし、前記レーザ光を前記第１記録層または前
   記第２記録層に集光させる対物レンズの開口数をＮＡと
   し、前記中間層の厚みをΔｈとし、前記カバー層の厚さ
   をｈとしたときに、前記Δｈが、 Δｈ≧λ_０ ^２／（２・Δλ・［ｎ_２ ^２−Ｎ
   Ａ^２］^１／２） − ｈ に基づいて決定されることを特徴とする請求項７に記載
   の光ディスク。
9. 【請求項９】 請求項７または請求項８に記載の光ディ
   スクに、対物レンズを介して前記光源から出た前記レー
   ザ光を照射し、この照射によって、前記第１記録層また
   は前記第２記録層に情報記録を行い、あるいは前記第１
   記録層または前記第２記録層から情報再生を行うもので
   あって、前記第１記録層または前記第２記録層から反射
   する前記レーザ光の一部を検知して得られる信号に基づ
   いて、前記対物レンズのフォーカスエラーを検出するよ
   うに構成されたことを特徴とする光ディスク装置。