JPH0778353A

JPH0778353A - 光ディスクおよび光ディスク装置

Info

Publication number: JPH0778353A
Application number: JP5291567A
Authority: JP
Inventors: Noboru Ito; 昇伊藤; Shinichi Tanaka; 伸一田中; Sadao Mizuno; 定夫水野; Kenichi Nishiuchi; 健一西内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-11-26
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】記録媒体の光ディスクに光学的に情報を記録
または再生する光ディスク装置において、記録再生の対
象とならない記録層からの信号混入を抑止して、記録密
度を向上させることを目的とする。【構成】光源１からの光ビーム８の記録ピットによる
透過回折光のうち０次回折光のみ透過するような特性の
記録層１０を透明体１１を挟んで複数積層した光ディス
ク１２と、光ビーム８を光ディスク１２上に収束する対
物レンズ４と、光ディスク１２からの反射光を受光して
光ディスク１２上に記録された情報を検出する検出手段
９を備えた構成により、記録再生の対象とならない記録
層からの干渉光の影響による信号混入を抑止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録媒体の光ディスクに
光学的に情報を記録または再生する光ディスク装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】以下に従来の光ディスクと光ディスク装
置について説明する。

【０００３】図１７に示すように、半導体レーザ１の放
射光は、回折格子２によって０次と±１次の回折光に変
換された後、ビームスプリッター３で反射され、対物レ
ンズ４により、光ディスク５の記録層６上に絞り込ま
れ、光スポット７を形成する。次に光ディスク５で反射
した光ビーム８は、対物レンズ４を透過し、ビームスプ
リッター３に到り、これを透過した光ビーム８が光検出
器９に入る。４分割された光検出器９ａからは、再生信
号とともに非点収差法でフォーカスエラー信号が検出さ
れる。トラッキングエラー信号は、光検出器９ｂ、９ｃ
に入射する先の±１次回折戻り光の光量差を検出する３
ビーム法によって得られる。再生信号は４分割された光
検出器９ａの受光量の総和として得られる。このような
従来の光ディスク装置では、光ディスクの１面につき記
録層６は１層のみである。

【０００４】近年、光ディスク装置では短波長化、狭ト
ラック化など、高密度化の試みが盛んである。このよう
な記録面内の密度向上に加えて、記録面の垂直方向の密
度向上、すなわち、記録層を厚み方向に積層して面数を
増加することにより、記録密度の向上ができる。しかし
ながら、このような積層構造にすると、再生記録層以外
の記録層の反射光および透過光の影響があり、この欠点
のため、積層構造は採用されていない。従来の光ディス
ク装置の構成をみても、光ディスク５に設けられる記録
面数は各々表裏１面のみであり、光ディスク５の１枚に
対して設けられる記録面数は２面までである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように記録密度
を増大させるように、記録層６を光ディスク５の厚み方
向に積層すれば、記録再生しない記録層６からの干渉光
の影響を受けるという問題点を有していた。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、記録再生の対象とならない記録層からの干渉光の影
響による信号混入を抑止して、大幅な記録密度を向上し
た光ディスクおよび光ディスク装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、光源と、記録層と透明体が交互に積層さ
れ、かつ、記録層上の記録ピットによる透過回折光のう
ち０次回折光に大略のエネルギが配分される光ディスク
と、光源からの光ビームを光ディスク上に収束する対物
レンズと、光ディスクからの反射光を受光して光ディス
ク上に記録された情報を検出する検出手段を備えたもの
である。

【０００８】

【作用】この構成において、記録再生の対象とならない
記録層からの信号混入を抑えることができて、記録層の
積層が可能となり、飛躍的に記録密度が向上することと
なる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００１０】本発明の一実施例において前述の従来例に
ついて説明した構成部分と同じ部分については、同一符
号を付し、その説明を省略する。

【００１１】（実施例１）図１および図２に示すよう
に、本実施例の特徴とするところは、従来例で説明した
光ディスク５を複数の記録層１０を透明体１１ではさん
で積層した光ディスク１２とした点である。すなわち、
光ディスク１２は、複数の記録層１０が光ビーム８の波
長に対しては充分長い積層間隔Ｌだけ相互に離れて積層
配置されている。光ビーム８は記録層１０のうちの幾つ
かの非合焦記録層１０ｂを透過した後、記録再生すべき
合焦記録層１０ａに絞り込まれ、ここで反射された光ビ
ーム８が、往路とは逆の光路をたどり、ビームスプリッ
ター３を透過して光検出器９に入る構成とされている。
なお、図中の１３は記録ピット、ｄは対物レンズ４側か
らみた光ディスク１２の表面から合焦記録層１０ａまで
の深さを示す。

【００１２】以上のように構成された光ディスク装置に
ついて、以下その動作を説明する。本実施例の光ディス
ク１２では、記録層１０を透過するとき、記録ピット１
３による１次以上の回折光は発生しない構成となってお
り、透過する光ビーム８はほぼ０次回折光のみとなる。
なお、ここで言う０次回折光とは、透過時に回折によっ
て進行方向の変化を受けない透過光を意味している。こ
うすることにより、記録再生の対象とならない記録層１
０ｂ、１０ｃなどからの信号混入を抑えることが可能と
なるが、この点について以下に説明する。まず、透過光
に１次以上の回折光がある場合の弊害について述べる。
問題となるのは光ビーム８が光ディスク１２に向かって
進む往路の場合において、図３に示す焦点前にある非合
焦記録層１０ｂを透過したときの回折光の影響である。
記録ピットはトラック上にあるので、トラック間隔をピ
ッチとする回折格子の作用を持つ。そのため、図３に示
すように、回折光はすべて合焦記録層１０ａに合焦状態
で０次回折光による光スポット０ｓ、１次回折光による
光スポット１ｓ、−１次回折光による光スポット−１ｓ
等を形成し、光スポット０ｓ以外の１次以上の光スポッ
ト１ｓ、−１ｓ等は記録再生しようとする記録ピットと
関係ない位置にある記録ピットを照射する。この反射光
の一部が光検出器９に入って信号に混じるが、この信号
には記録再生すべきでない記録ピットの再生信号が含ま
れ、しかも本来の再生信号に比べて、その出力は合焦状
態で再生したものであるために無視できないほど大きく
なる。これは、０ｓ，１ｓ，−１ｓ等のマルチ光スポッ
トで同時再生した状態であり、本来必要とする信号はマ
ルチスポット再生信号の中に埋もれてしまい問題であ
る。このように、透過光に高次の回折光がある場合は正
常な再生が不可能であり、正常な再生を行うためには、
厳密には透過光に高次の回折光がないと言うことが必要
条件となる。実際には高次の回折光を完全になくすこと
は困難であるが、０次回折光に対して１次以上の高次回
折光は少なくとも１０％以下であることが望ましく、１
％以下であれば実際上ほぼ問題ないと言える。また、１
％以下の光ディスクの作成も可能である。

【００１３】そこで、次に、透過光に高次回折光がない
と言う条件において、他の弊害の有無に関して述べる。

【００１４】まず、記録層１０を透過する場合について
は、往路における透過光も復路における透過光も、１次
以上の回折光の発生がないことから、記録層１０の記録
ピット１３の情報は乗らず、記録ピット１３がないと同
様であるので、何等影響はなく問題はない。

【００１５】次に記録層１０の反射光について説明す
る。光ディスク１２における再生信号は光検出器９の受
光量の変化として検知される。光スポット０ｓが合焦記
録層１０ａ上の記録ピット１３を照射したとき、反射す
る光ビーム８は記録ピット１３によって回折を受け、高
次回折光の一部が対物レンズ４に入らないため、対物レ
ンズ４への総入射光量が減少し、この光量減少が検知さ
れて再生信号が得られる。したがって、上記に説明した
光量変動の他に何等かの原因によって光量変動が起きれ
ばこれが妨害信号となる。まず、図２（ａ）に示す焦点
ずれ状態にある非合焦記録層１０ｂによって反射されて
対物レンズ４に向かう反射光ｂｒによる妨害信号につい
て考える。

【００１６】非合焦記録層１０ｂ上の記録ピット１３に
よる反射回折が発生し、これが対物レンズ４の入射光量
に変動をもたらして妨害信号となる。しかし、図２
（ｂ）に模式的に示したように、光ビーム８の波長や記
録ピット１３の寸法に対して記録層１０の積層間隔Ｌを
十分大きくした条件にしておけば、光ビーム８が非合焦
記録層１０ｂを照射するときに、光ビーム８の大きさが
記録ピット１３の大きさに比べて十分大きくなり、非合
焦記録層１０ｂ上の広い範囲の多数の記録ピット１３を
照射するようになる。このため、照射される記録ピット
１３の数が多少変動しても、照射される数に比べれば微
々たるものとなるので、照射される記録ピット１３の数
は常にほぼ一定とみなせる。したがって、非合焦記録層
１０ｂによる反射光ｂｒの対物レンズ４に入る光量も通
常ほぼ均一となるので、実質的には検出信号への影響は
さほど大きくはならない。

【００１７】たとえば、対物レンズＮＡを０．５、トラ
ックピッチとピットピッチを標準的な値の１．６μｍと
し、記録層１０の積層間隔Ｌを１０μｍとすれば、非合
焦記録層１０ｂを照射する光ビーム８の直径Ｇは（数
１）となり、この直径Ｇの円の中には記録ピット１３
は、おおよそ４４個入る。

【００１８】

【数１】

【００１９】ここで、たとえば、記録ピット１個分の変
化があったとすると、全体に対しては１／４４＝２．３
％の変動となり、実用上大きな問題とならない。記録層
１０の積層間隔Ｌをこれ以上にすると、さらにこの値は
小さくなり、積層間隔Ｌを３０μｍとすれば、２．３×（１０／３０）²＝２．３×０．１１＝０．２
５％となり、ほとんど問題は生じない。

【００２０】記録層１０の積層間隔Ｌの上限は、これを
大きくし過ぎると積層する効果が薄れるので０．８ｍｍ
程度が限界である。

【００２１】次に、本来の信号となるべき合焦記録層１
０ａによる反射光ａｒの多重反射光の影響について説明
する。一例として、非合焦記録層１０ｂと合焦記録層１
０ａの間で反射した後、対物レンズ４に向かう光ビーム
ａｍについてみる。非合焦記録層１０ｂを光ビームａｒ
は広がった状態で照射し、その後さらに広がった状態で
合焦記録層１０ａを照射するので、先に説明したと同様
な平均化により、実質的な影響はでない。他の多重反射
についても同様である。また、合焦記録層１０ａを透過
した後で非合焦記録層１０ｃで反射し、対物レンズ４に
向かう光ビームｃｒについても同様である。

【００２２】以上のように、透過光を０次のみにするこ
とができれば、光ビーム８が記録再生の対象とならない
非合焦記録層１０ｂ上の記録ピット１３の影響を実質的
になくすことが可能となり、所定の記録層１０に焦点を
合わせることにより、他の記録層１０の影響を受けずし
て記録再生が可能となる。

【００２３】次に対物レンズ４の性能との関連に関して
説明する。本実施例の光ディスク１２は、記録層１０の
積層間隔Ｌは広いほど、他の記録層１０からの信号混入
が少なくなって有利であるが、その反面、光ディスク１
２の表面から合焦記録層１０ａまでの深さｄが合焦する
記録層１０の違いによって変化する。対物レンズ４は光
ディスク１２の所定の厚み（約１．２ｍｍ）に合わせて
設計されており、この厚みのときは十分満足すべき性能
を発揮するが、厚みが変化すると、光ビーム８を十分絞
り込めないと言う問題が生じる。これは球面収差が大き
くなることに起因し、球面収差を抑制できれば、絞り込
み性能の劣化を防ぐことができる。球面収差は主に光ビ
ーム８の光軸中心部と周辺部とを通る光ビームの光路長
の差に起因するので、例えば、図４に示すように、プリ
ズムを用いたビーム変換手段１４を設けて、光ビーム８
を例えばリング状にして、周辺部のみに光ビーム８を通
す、あるいは周辺部の光量を多くすれば、このリング領
域内での対物レンズ４と光ディスク１２で構成される光
学系の光路長差は著しく小さくなり、絞り込み性能の改
善ができる。なお、この方法は超解像法になっているの
で、収束スポットの短径化も同時に図れる。

【００２４】また、他の方法として図５に示すように、
光路長変更手段１５を用いることもできる。光路長変更
手段１５はたとえば、対物レンズ４と光ディスク１２の
間に配設され、等しい屈折率のくさび状の２枚のガラス
の斜面側を対向させた構成とし、一方のガラスをその斜
面に沿って移動させれば、光路長変更手段１５の厚みｗ
を変えることができるので、合焦記録層１０ａの変更に
伴う深さｄの変化を補正することが可能となり、対物レ
ンズ４の絞り込み性能の劣化を防止することができる。
また、光路長変更手段１５は光ビーム８が非平行な部分
であれば、どこに配設してもよくて、対物レンズ４と光
ディスク１２の間に限られたものでなく、例えば、図６
に示すように、半導体レーザ１の放射光をコリメータレ
ンズ１６を使用して、平行またはほぼ平行な光ビーム８
にする光学系については、半導体レーザ１とコリメータ
レンズ１６の間に光路長変更手段１５を配設しても同様
の効果が得られる。

【００２５】上述のように本実施例は、記録ピット１３
による透過光に対して１次以上の回折光がない構成とし
ていることにより、再生層以外の記録層１０からの影響
を低減することが可能となり、積層構造の問題点が解決
できる。本実施例と似た概念で記録密度の向上を図る方
法として、波長多重法がある。波長多重法は一層のみで
形成される記録材に、多数の異なる波長で重ねて記録
し、これを異なる波長で再生すれば、それぞれの波長に
対して、再生信号が独立に得られるというものであり、
使用波長数分の高密度化が可能となり、記録材として、
有機色素を使う方法、ケミカルホールバーニング法など
が研究されている。その他、多重記録方法として光の偏
向方向を変えて記録再生する方法が提案されている。こ
れらの方法に対して、本実施例は、多層の記録層１０を
用いるもので、光ビーム８の波長が一定であっても、ま
た光偏向方向が一定であっても可能であり、簡易な構成
で記録密度の向上ができる。

【００２６】上記実施例１の光ディスク１２は光ビーム
８のピット回折光のうち０次回折光のみ透過することに
特徴があるが、次に、これを実現する光ディスク１２の
実施例について説明する。

【００２７】（実施例２）以下に記録層として光吸収体
を用いた再生専用型の光ディスクについて説明する。

【００２８】図７に示すように、記録層１０の厚みを一
定にして記録層１０の透過率が全面にわたって一定とな
るようにし、さらに、記録層１０の両側の透明体１１の
屈折率をほぼ等しくなるよう設定する。記録ピット１３
は記録層１０に凹凸を与えることによって作製する。こ
うして、記録層１０の記録ピット１３の部分の透過光Ｔ
Ｐと記録ピット１３のない部分の透過光ＴＬの位相の違
いをみると、平面Ｕ１から平面Ｕ２までの光路長比較で
は両者が等しくなるので、位相の違いは発生しないこと
になる。また、透過率も一定であるから、透過光の振幅
も一定となる。透過光の回折は光の振幅、位相のいずれ
かが透過によって変化すれば生ずるが、本実施例では、
透過光ＴＰ、ＴＬの両者に変化がないので光の回折は生
じず、透過光は０次回折光のみとなる。したがって、透
過光は記録ピット１３の有無を感知せず、記録ピット１
３がないのと同様である。一方、反射光の光路長は記録
ピット１３の部分の反射光ＲＰと記録ピット１３のない
部分の反射光ＲＬでは記録ピット１３の深さＶの２倍分
異なるので位相が変化し、１次以上の回折光が発生し、
この回折光の記録ピット情報が含まれ、ピット情報を得
ることができる。記録層１０の作製方法としては、光吸
収体としてアルミニウム等の金属を適度な透過率の得ら
れる膜厚にして蒸着、スパッタ等によって形成すること
ができる。

【００２９】（実施例３）以下に記録層として誘電体を
用いた再生専用型の光ディスクについて説明する。

【００３０】図７に示すように、記録層１０と透明体１
１の界面Ｓ１、Ｓ２では屈折率の違いに起因する光の反
射が生じる。記録層１０の厚みａが光の波長程度に薄く
なると界面ｓ１、ｓ２の反射光の多重干渉効果を生かし
て、よく知られている反射防止膜、多層膜フィルター等
と同等の原理により比較的大きな反射率を得ることがで
きる。ここで、記録層１０の厚みａと記録層１０を挟む
透明体１１の屈折率をどの部分においても一定となる条
件にする。誘電体を用いた記録層１０の反射率、透過率
は界面Ｓ１、Ｓ２の両側の屈折率が関係し、本実施例の
場合、記録ピット１３の部分と記録ピット１３がない部
分の屈折率は同じであるので、透過光ＴＰと透過光ＴＬ
はその振幅、位相共に同じになるため、記録ピット１３
による回折は発生せず、上述の実施例２と同様に透過光
は０次回折光のみとすることができ、実施例２と同様な
効果が得られる。また、反射光については、実施例２と
同様に記録ピット１３の深さｖによる光路長差ができ、
記録ピット情報を得ることができる。反射率、透過率は
記録層１０と透明体１１の屈折率、厚みで決定されるの
で、本実施例のように記録層１０の両側の媒質すなわち
透明体１１の屈折率が等しいときは、記録層１０と透明
体１１の屈折率が異なれば、反射が生じる。記録層１０
と透明体１１の屈折率が異なるほど反射率が大きくな
り、本実施例では５％程度以上が望ましいが、こうする
ためには、記録層１０の屈折率は透明体１１の屈折率の
１．１倍以上または０．９倍以下が望ましい。これを満
たす誘電体としては、たとえばＴｉＯ₂、ＺｎＳ、Ｃｅ
Ｏ₂、ＺｒＯ₂等がある。以上の説明では記録層１０は
誘電体を１層としたが複数層にしても同様の効果が得ら
れ、設計の自由度がさらに大きくなる。

【００３１】（実施例４）以下に記録消去型の光ディス
クについて説明する。

【００３２】図８（ａ）に示すように、照射光強度の違
いによって透過率の変わる第１の層１７と第２の層１８
の２層を近接させて配設した記録層１９を透明体１１で
挟持した構成である。照射光強度Ａに対しては、第１の
層１７の透過率がＴ１Ａ、第２の層１８の透過率がＴ２
Ａとなり、他の照射光強度Ｂに対しては、第１の層１７
の透過率がＴ１Ｂ、第２の層１８の透過率がＴ２Ｂとな
る構成の光ディスクは、Ｐで示した部分を照射光強度Ａ
で、Ｑで示した部分を照射光強度Ｂで照射すると、Ｐの
部分の第１、第２の層１７、１８の透過率はＴ１Ａ、Ｔ
２Ａとなり、Ｑの部分の第１、第２の層１７、１８の透
過率はＴ１Ｂ、Ｔ２Ｂとなる。ここで、界面Ｓ１、Ｓ２
での光照射光強度Ａ、Ｂに対する反射率をＲ１ａ、Ｒ２
ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂとし、例えばＲ１ａ＞Ｒ２ａ、Ｒ１
ｂ＜Ｒ２ｂとすれば、Ｐの部分での反射は透明体１１と
第１の層１７との界面Ｓ１で大きく、Ｑの部分では第１
の層１７と第２の層１８との界面Ｓ２で大きくなる。
（なお、図中では第１の層１７と第２の層１８を比べて
反射率の大きい方に斜線を付している。）反射光Ｒ１
ａ、Ｒ２ｂについてみると、Ｐの部分とＱの部分では第
１の層１７の厚み分の反射面の段差Ｈ１が生じており、
これが記録ピットが形成されたと同等な効果を持つこと
になる。また、照射光強度ＢでＰの部分を照射すると、
先に形成された段差Ｈ１が消失するので、照射強度を変
えることにより、記録消去が可能となる。

【００３３】一方、これに対する透過光については、Ｐ
の部分とＱの部分の記録層１９の全体の透過率をＴＰ、
ＴＬとすると、ＴＰ＝Ｔ１Ａ×Ｔ２ＡＴＬ＝Ｔ１Ｂ×Ｔ２ＢであるからＴ１Ａ×Ｔ２Ａ＝Ｔ１Ｂ×Ｔ２Ｂという条件にすると、０次以外の回折光の発生はなく、
透過光は段差Ｈ１を感知しないので、再生しない他の記
録層からのクロストークはほとんどなく、合焦点記録層
の記録再生消去が可能となる。

【００３４】（実施例５）以下に記録層として誘電体を
用いた記録消去型の光ディスクについて説明する。

【００３５】本実施例の構成は図８（ａ）で説明した実
施例４と同様であり、記録層に誘電体を用いて、照射光
強度の違いによって屈折率の変わる第１の層１７と第２
の層１８の２層を近接させて配設した記録層１９を透明
体１１で挟持した構成である。照射光強度Ａに対して
は、第１の層１７の屈折率がＮ１Ａ、第２の層１８の屈
折率がＮ２Ａとなり、他の照射光強度Ｂに対しては、第
１の層１７、第２の層１８の屈折率がＮ１Ｂ、Ｎ２Ｂと
なる構成の光ディスクでは、Ｐの部分を照射光強度Ａ
で、Ｑの部分を照射光強度Ｂで照射すると、Ｐの部分の
第１、第２の層１７、１８の屈折率はＮ１Ａ、Ｎ２Ａと
なり、Ｑの部分の第１、第２の層１７、１８の屈折率は
Ｎ１Ｂ、Ｎ２Ｂとなる。ここで、界面Ｓ１、Ｓ２の光照
射強度Ａ、Ｂに対する反射率をＲ１ａ、Ｒ２ａ、Ｒ１
ｂ、Ｒ２ｂとすれば、これらは界面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の
両側の屈折率と厚みとで決まることになる。Ｒ１ａ、Ｒ
２ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂの関係を実施例４と同様にＲ１ａ
＞Ｒ２ａ、Ｒ１ｂ＜Ｒ２ｂとすればＲ１ａとＲ２ｂのペ
アで記録ピットの形成、記録消去ができる。

【００３６】透過光については、Ｐの部分、Ｑの部分の
その透過光路長ＯＰＰ、ＯＰＱはＯＰＰ＝Ｎ１Ａ×Ｈ１＋Ｎ２Ａ×Ｈ２ＯＰＱ＝Ｎ１Ｂ×Ｈ１＋Ｎ２Ｂ×Ｈ２となるので、ＯＰＰ＝ＯＰＱすなわち、Ｎ１Ａ×Ｈ１＋Ｎ２Ａ×Ｈ２＝Ｎ１Ｂ×Ｈ１＋Ｎ２Ｂ×
Ｈ２に示す条件にしておけば記録層１９のＰの部分とＱの部
分での透過光の光路長は同等となるので、両者の位相の
変化の違いは発生しない。このため、実施例４と同様
に、透過光は界面Ｓ１と界面Ｓ２の段差を感知しないの
で、ここに形成される記録ピットによって生ずる±１次
以上の回折光の発生もない。

【００３７】また、Ｐの部分の第２の層１８の照射光強
度Ａのときの屈折率Ｎ２ＡとＱの部分の第１の層１７の
照射光強度Ｂのときの屈折率Ｎ１Ｂを透明体１１の屈折
率に等しくすれば、図８（ｂ）に示すように、Ｐの部分
の第２の層１８と透明体１１の界面Ｓ３とＱの部分の第
１の層１７と透明体１１の界面Ｓ１が光学的にはなくな
るので、Ｐの部分の透過光ＴＰの界面Ｓ３による反射光
とＱの部分の界面Ｓ１による反射光Ｒ１ｂが消失するこ
とにより、これによるノイズ成分が消え、より良好な再
生信号を得ることができる。

【００３８】（実施例６）以下に記録層の間に中間透明
体を配設した記録消去型の光ディスクについて説明す
る。

【００３９】図９（ａ）に示すように本実施例は、前述
実施例５の構成の第１の層１７と第２の層１８の間に透
明物質製の中間透明体２０を配設した記録層２１とした
構成である。

【００４０】照射光強度の違いによって実施例５と同様
に第１、第２の層１７、１８の透過率が変化するとし、
中間透明体２０の光学特性の変化はないとする。本実施
例では、たとえば、Ｐの部分での反射は透明体１１と第
１の層１７との界面Ｓ１で大きく、Ｑの部分では中間透
明体２０と第２の層１８との界面Ｓ３で大きくする。こ
うして、段差Ｈ３の記録ピットを形成することができ
る。本実施例では、中間透明体２０を設けることによっ
て、記録ピットの深さと第１、第２の記録層１７、１８
の厚みとの相互依存性を除くことができ、記録ピットの
深さと第１、第２の記録層１７、１８の厚みの設定の自
由度が増すことができる。透過率の差を用いて記録ピッ
トを形成するときは、第１、第２の層１７、１８の透過
率の条件は前述のＮ１Ａ×Ｈ１＋Ｎ２Ａ×Ｈ２＝Ｎ１Ｂ×Ｈ１＋Ｎ２Ｂ×
Ｈ２となる。誘電体を用いて第１、第２の層１７、１８を構
成する場合の条件は前述のＯＰＰ＝ＯＰＱとなる。また、図８（ｂ）で説明した実施例５と同様
に、Ｐの部分の第２の層１８の屈折率Ｎ２ＡとＱの部分
の第１の層１７の屈折率Ｎ１Ｂを透明体１１および中間
透明体２０の屈折率に等しくすれば、図９（ｂ）に示す
ように、Ｐの部分の第２の層１８と透明体１１および中
間透明体２０との界面、Ｑの部分の第１の層１７と透明
体１１および中間透明体２０との界面が光学的にはなく
なるので、この部分による反射光が消失し、より良好な
再生信号を得ることができる。

【００４１】（実施例７）以下に反射率を異にした記録
層を有する光ディスクについて説明する。

【００４２】図１０に示すように、光ビーム８が光ディ
スク２２に対して下方から入射するとして記録層２３に
光ビーム８の入射側から順番に１番目を記録層２３ａ、
２番目を記録層２３ｂ、３番目を記録層２３ｃとする
と、２番目の記録層２３ｂへの照射光量ｔ１が１番目の
記録層２３ａでの反射光量Ｒ１と吸収光量だけ減ってし
まうので、記録層２３ｂでの反射光量Ｒ２もこの分が減
り、光検出器に戻る光量も減ってしまう。同様に、３番
目の記録層２３ｃへの照射光量ｔ２と反射光量Ｒ３も減
り、記録層２３の層数が増すにつれて、この減少量が大
きくなる。また、記録層２３を反射した後、光検出器に
戻る過程での他の記録層２３の透過によっても光量の減
少が生じるので、半導体レーザから遠い記録層２３ほど
光検出器への戻り光量がさらに減少することになる。し
たがって、半導体レーザから遠い位置の記録層２３ほど
その反射率を大きくした構成とすることにより、光検出
器への戻り光量の減少を防止できる。

【００４３】（実施例８）以下に記録層として磁気光学
効果を利用する光磁気材料を用いた光ディスクについて
説明する。

【００４４】図１１に示すように、光ビーム８が非合焦
記録層１０ｂを照射するときについてみると、非合焦記
録層１０ｂに入射する光ビーム８が矢印Ａで示した方向
に偏光しているとすると、未記録部２４の透過光の偏光
方向は変化せず、矢印Ａで示した方向そのままである
が、記録ピット１３の部分では偏光方向が矢印Ｂで示し
た方向に回転変化する。記録ピット１３の部分と未記録
部２４での違いはこの偏光方向のみであり、光ビーム８
の振幅、位相の違いは両者にないので、光の回折は生じ
ない。また、反射光についても、前述透過光と同様に記
録ピット１３の部分の偏光方向の変化のみであり、光の
回折は生じない。透過光と反射光の全体としては偏光方
向が変化し、これは、記録ピット１３の部分と未記録部
２４の面積比と照射光の強度分布で決まる。ここで記録
層１０間の積層間隔を大きくとって光ビーム８で照射さ
れる非合焦記録層１０ｂ上の記録ピット１３の数を十分
多くすると、すでに説明したように、その数が多数であ
るので、記録ピット１３による光ビーム８全体の偏光方
向に対する影響は平均化されて、実際上この偏光方向は
常に一定とみなして差し支えない。こうして、光ビーム
８全体の偏光方向は記録部分の偏光方向と未記録部２４
の偏光方向の間のある特定の方向を向くことになる。再
生信号は光ビーム８全体の変化で決定されるので、光ビ
ーム８全体の偏光方向の一定なる変化は再生信号にＤＣ
成分が乗るのみとなるので、再生信号には影響を及ぼさ
ず問題とならない。このように、光磁気材料の記録層の
場合は、記録層１０の積層間隔を波長あるいは記録ピッ
ト寸法に対して十分大きくすれば、非合焦記録層１０ｂ
の透過、反射での回折はないので、再生信号への非記録
再生層の影響を抑止できて記録再生密度の向上ができ
る。

【００４５】（実施例９）以下に多層の記録層と従来の
記録層を混在積層した構成の光ディスクについて説明す
る。

【００４６】図１２に示すように、記録層１０に高次透
過光を発生する従来の記録層２５を付加した光ディスク
２６としたとき、従来の構成の記録層２５では通常、高
次透過光が発生し、これが再生信号に対して妨害信号と
なる。そこで、光ビーム８の入射側には多層の記録層１
０を配設し、光ビーム８の透過側には従来の記録層２５
を配設すれば従来の記録層２５の透過光が悪影響を及ぼ
すことがないので、両者を共存して使用することが可能
となる。ただし、従来の記録層２５は１層のみ使用し、
アモルファスー結晶間の状態変化を利用した相変化記録
層などを用いる。

【００４７】（実施例１０）以下に光ディスクの製造方
法について説明する。前述実施例の図１および図２に説
明したように、光ディスク１２は記録層１０と透明体１
１を交互に積層した構成で、記録層１０の相互間の積層
間隔Ｌは１０μｍ程度から数百μｍ程度と比較的薄いも
のであり、また、積層間隔Ｌはできる限り一定となるこ
とが望ましいので、透明体１１の厚みを均一に作成する
ことが重要となる。そこで、図１３に示すように、記録
層２７の相互間に厚みを厳密に規定したスペーサ２８を
はさみこみ、スペーサ２８の厚みで記録層２７の積層間
隔Ｌを規定する。その後、透明体２９を流し込んで固め
る等の方法で光ディスク３０を作成する。なお、図１４
に示すように、スペーサ２８は同心円状または放射状に
配置する方法もある。

【００４８】また、記録層２７の相互間の積層間隔Ｌを
規定するのに、記録層２７上に液状の樹脂を滴下した後
に、光ディスク３０を回転させて、樹脂を均一に薄く塗
布する、いわゆるスピンコートによって透明体２９を形
成する方法もある。

【００４９】（実施例１１）以下に両面貼合せ型の光デ
ィスクの再生について説明する。

【００５０】図１８に示すように、従来の両面貼合せ型
の光ディスク３１は、２個の片面ディスク３１Ａ、３１
Ｂの片面に記録層を各々形成し、両記録層を向い合わせ
て貼合せた２面の記録層を有する構成で、光ディスク３
１の再生において、片面ディスク３１Ａの記録層を再生
するときは光ビームを片面ディスク３１Ａ側より照射
し、片面ディスク３１Ｂの記録層を再生するときは光ビ
ームを片面ディスク３１Ｂ側より照射しなければならな
いので、一方の記録層を再生した後、もう一方の記録層
を再生するのに光ディスク３１を反転する作業が必要で
あった。したがって、両面記録層を人手を介さずに連続
再生するためには、ガイド３３を設けて光ディスク３１
の両面に光ヘッド３２を移送するヘッド移動手段を用い
ていた。また、図１９に示すように、光ディスク３１の
両側にそれぞれ光ヘッド３４を設けた両面配置ヘッド手
段を用いていた。

【００５１】本実施例の光ディスク、例えば図１５に示
すように、記録層３５Ａ、３５Ｂに凹凸を与えて記録ピ
ットを形成し、接合材３６で貼合せ、透明体１１で挟持
した光ディスク３７では、光ビーム８が途中の記録層３
５Ａを透過しても再生できるので、上方より光ビーム８
を照射しても記録層３５Ａおよび記録層３５Ｂを再生す
ることができる。したがって、従来の光ディスクでは、
必要であった光ディスクの反転なしで両面の記録層３５
Ａ、３５Ｂを再生することが可能となり、従来例のよう
に両面配置ヘッド手段やヘッド移動手段が不要となる。

【００５２】また、図１６（ａ）や図１６（ｂ）に示し
たように、２層構造にした記録層３８や光磁気材料を用
いた記録層３９をそれぞれ接合材３６で貼合せ、透明体
１１で挟持した光ディスク４０や光ディスク４１につい
ても、上述の光ディスク３７と同様に再生でき、同様な
効果が得られる。なお、透明体１１と接合材３６の屈折
率は高次の透過光を防止するためにほぼ等しい構成とし
ている。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
は、光源と、記録層と透明体が交互に積層され、かつ記
録層上の記録ピットによる透過回折光のうち０次回折光
に大略のエネルギが配分される光ディスクと、光源から
の光ビームを光ディスク上に収束する対物レンズと、光
ディスクからの反射光を受光して光ディスク上に記録さ
れた情報を検出する検出手段を備えた構成により、記録
再生の対象とならない記録層からの干渉光の影響による
信号混入を抑止して、大幅な記録密度を向上した優れた
光ディスクおよび光ディスク装置を実現できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の光ディスク装置の概略構成
図

【図２】同光ディスク装置の記録層における光の透過、
反射の説明図

【図３】同記録層上の記録ピットによる回折の説明図

【図４】同実施例のビーム変換手段を設けた光ディスク
装置の概略構成図

【図５】同実施例の光路長変更手段を設けた光ディスク
装置の概略構成図

【図６】同光路長変更手段を設けた光ディスク装置の他
の実施例の要部構成図

【図７】本発明の実施例２の光ディスクの構成断面略図

【図８】本発明の実施例４の光ディスクの構成断面略図

【図９】本発明の実施例６の光ディスクの構成断面略図

【図１０】本発明の実施例７の光ディスクの記録層にお
ける光の透過、反射の説明図

【図１１】本発明の実施例８の光ディスクの記録ピット
の偏光の説明図

【図１２】本発明の実施例９の光ディスクの構成断面略
図

【図１３】本発明の実施例１０の光ディスクの製造方法
におけるスペーサの配置状態を示した断面略図

【図１４】同スペーサの他の配置状態を示した要部断面
図

【図１５】本発明の実施例１１の光ディスクの構成断面
略図

【図１６】同実施例の他の光ディスクの断面略図

【図１７】従来の光ディスク装置の概略構成図

【図１８】従来の両面貼合せ型の光ディスクに用いる光
ディスク装置の要部構成図

【図１９】同光ディスクに用いる他の光ディスク装置の
要部構成図

【符号の説明】

１半導体レーザ（光源）４対物レンズ９光検出器（検出手段）１０、１９記録層１１透明体１２光ディスク１４ビーム変換手段１５光路長変更手段１７第１の層１８第２の層２０中間透明体２８スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西内健一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録層と透明体が交互にされた複数層の記
録層を有し、光の振幅または位相変化により記録された
前記記録層の記録ピットによる透過回折光のうち０次回
折光に大略のエネルギが配分されることを特徴とする光
ディスク。
【請求項２】光ディスクを照射する光ビームの入射方向
に対して離れて位置する記録層ほど反射率を高くした請
求項１記載の光ディスク。
【請求項３】記録層の相互の間隔を規定するスペーサを
備えた請求項１記載の光ディスク。
【請求項４】光ディスクを照射する光ビームの入射方向
に対して最も離れた位置に記録ピットによる高次回折光
がある記録層を有する請求項１記載の光ディスク。
【請求項５】記録ピットによる高次回折光がある記録層
が相変化記録層である請求項４記載の光ディスク。
【請求項６】光磁気材料を用いた記録層と、ほぼ均質な
屈折率の透明体とを交互に積層し、記録層と記録層の間
隔を使用波長の１０倍以上としたことを特徴とする光デ
ィスク。
【請求項７】凹凸を設けて記録ピットを形成し、前記記
録ピットの部分と前記記録ピットがない部分の透過率を
ほぼ等しくした記録層と透明体とを交互に積層し、前記
記録層を挟む両側の前記透明体の屈折率をほぼ等しく
し、記録層と記録層の間隔を使用波長の１０倍以上とし
たことを特徴とする光ディスク。
【請求項８】透過率を一定とした光吸収体で形成した記
録層を備えた請求項７記載の光ディスク。
【請求項９】透明体と異なる屈折率の誘電体で形成した
記録層を備えた請求項７記載の光ディスク。
【請求項１０】記録層の屈折率が透明体の屈折率の０．
９倍以下または１．１倍以上である請求項９記載の光デ
ィスク。
【請求項１１】複数の誘電体の積層により構成した記録
層を備えた請求項９記載の光ディスク。
【請求項１２】照射光強度Ａに対しては第１、第２の層
の透過率がＴ１Ａ、Ｔ２Ａになり、照射光強度Ｂに対し
ては第１、第２の層の透過率がＴ１Ｂ、Ｔ２Ｂになる第
１の層と第２の層より各々構成される記録層がＴ１Ａ×Ｔ２Ａ＝Ｔ１Ｂ×Ｔ２Ｂとなる条件を満たし、透明体を挟んで複数積層され、記
録層と記録層の間隔を使用波長の１０倍以上としたこと
を特徴とする光ディスク。
【請求項１３】第１、第２の層および第１、第２の層に
挟まれた中間透明体により構成される記録層と透明体と
を交互に積層し、照射光強度Ａに対しては第１、第２の
層の透過率がＴ１Ａ、Ｔ２Ａになり、照射光強度Ｂに対
しては第１、第２の層の透過率がＴ１Ｂ、Ｔ２Ｂになる
とき、Ｔ１Ａ×Ｔ２Ａ＝Ｔ１Ｂ×Ｔ２Ｂとなる条件を満たし、かつ、前記中間透明体と前記透明
体の屈折率がほぼ等しく、記録層と記録層の間隔を使用
波長の１０倍以上としたことを特徴とする光ディスク。
【請求項１４】第１、第２の層の厚みがＨ１、Ｈ２で照
射光強度Ａに対しては第１、第２の層の屈折率がＮ１
Ａ、Ｎ２Ａになり、照射光強度Ｂに対しては第１、第２
の層の屈折率がＮ１Ｂ、Ｎ２Ｂになる第１の層と第２の
層より各々構成される記録層がＮ１Ａ×Ｈ１＋Ｎ２Ａ×Ｈ２＝Ｎ１Ｂ×Ｈ１＋Ｎ２Ｂ×
Ｈ２となる条件を満たし、透明体を挟んで複数積層され、記
録層と記録層の間隔を使用波長の１０倍以上としたこと
を特徴とする光ディスク。
【請求項１５】照射光強度Ａに対して、第１の層と透明
体の界面の反射率と、第１の層と第２の層の界面の反射
率とを比較して、前者が小さいときは照射光強度Ａに対
する第１の層の屈折率と照射光強度Ｂに対する第２の層
の屈折率とをほぼ透明体の屈折率に等しくし、後者が小
さいときはそれぞれ反対の層の屈折率を透明体の屈折率
に等しくした請求項１４記載の光ディスク。
【請求項１６】第１、第２の層および第１、第２の層に
挟まれた中間透明体により構成される記録層と透明体と
を交互に積層し、第１、第２の層の厚みがＨ１、Ｈ２
で、照射光強度Ａに対しては第１、第２の層の屈折率が
Ｎ１Ａ、Ｎ２Ａであり照射光強度Ｂに対しては第１、第
２の層の屈折率がＮ１Ｂ、Ｎ２ＢであるときＮ１Ａ×Ｈ１＋Ｎ２Ａ×Ｈ２＝Ｎ１Ｂ×Ｈ１＋Ｎ２Ｂ×
Ｈ２となる条件を満たし、前記中間透明体と前記透明体の屈
折率がほぼ等しく、記録層と記録層の間隔を使用波長の
１０倍以上としたことを特徴とする光ディスク。
【請求項１７】照射光強度Ａに対して、第１の層と透明
体の界面の反射率と、第２の層と中間透明体の界面の反
射率とを比較して、前者が小さいときは照射光強度Ａに
対する第１の層の屈折率と照射光強度Ｂに対する第２の
層の屈折率とをほぼ前記透明体および前記中間透明体の
屈折率に等しくし、後者が小さいときはそれぞれ反対の
層の屈折率を前記透明体および前記中間透明体の屈折率
に等しくした請求項１６記載の光ディスク。
【請求項１８】光源と、記録層と透明体が交互に積層さ
れ、前記光源からの光ビームの振幅あるいは位相の変化
によって記録された前記記録層上の記録ピットによる透
過回折光のうち０次回折光に大略のエネルギが配分され
る光ディスクと、前記光源からの光ビームを前記光ディ
スク上に収束する対物レンズと、前記光ディスクからの
反射光を受光して、前記光ディスク上に記録された情報
を検出する検出手段を備えたことを特徴とする光ディス
ク装置。
【請求項１９】光源と、記録層と透明体が交互に積層さ
れてなる光ディスクと、前記光源からの光ビームを前記
光ディスク上に収束する対物レンズと、前記光ビームの
透過光路長を変える光路長変更手段と、前記光ディスク
からの反射光を受光して前記光ディスク上に記録された
情報を検出する検出手段を備え、前記光路長変更手段を
前記光ビームの非平行部に配設したことを特徴とする光
ディスク装置。
【請求項２０】光路長変更手段を対物レンズと光ディス
クの中間に配設した請求項１９記載の光ディスク装置。
【請求項２１】２個のくさび形状の透明体を斜面が逆方
向となるように対向させて配設し、互いの位置をずらす
ことにより光ビームの透過光路長を変える構成とした光
路長変更手段を備えた請求項１９記載の光ディスク装
置。
【請求項２２】光源と、記録層と透明体が交互に積層さ
れてなる光ディスクと、前記光源からの光ビームをリン
グ状の光ビームに変換するビーム変換手段と、前記光ビ
ームを前記光ディスク上に収束する対物レンズと、前記
光ディスクからの反射光を受光して、前記光ディスク上
に記録された情報を検出する検出手段を備えたことを特
徴とする光ディスク装置。
【請求項２３】光源と、記録層に凹凸を設けて記録ピッ
トを形成し、前記記録層の記録ピットの部分と記録ピッ
トがない部分の透過率をほぼ等しくしたディスクを接合
材で２枚接合し、前記ディスクと前記接合材の屈折率を
ほぼ等しくした構成の両面貼合せ型の光ディスクと、前
記光源からの光ビームを前記光ディスク上に収束する対
物レンズと、前記光ディスクからの反射光を受光して、
前記光ディスク上に記録された情報を検出する検出手段
を備え、前記光ディスクの２つの記録層を前記光ディス
クの反転なしで、１方向のみの光ビームの照射により再
生することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２４】請求項１２、１３、１４、１６のいずれ
かに記載の光ディスクを備えた請求項２３記載の光ディ
スク装置。
【請求項２５】記録層として光磁気材料を用いた光ディ
スクを備えた請求項２３記載の光ディスク装置。