JPH1040574A

JPH1040574A - 光ディスク媒体

Info

Publication number: JPH1040574A
Application number: JP8193396A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ohata; 博行大畑; Kazuhiko Nakane; 和彦中根; Kenji Goshima; 賢治五嶋; Sadanobu Ishida; 禎宣石田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】コンパクトディスク再生装置とＤＶＤ再生装
置の両方の装置で再生することが可能な、互換性に優れ
た光ディスク媒体を得る。【解決手段】ほぼ同一の情報を、トラック構造、変調
方式、論理フォーマット、物理フォーマットなどの各種
パラメータが異なる複数の情報記録層に記録し、その複
数の情報記録層は、レーザ波長および焦点距離が異なる
複数の光学情報再生装置で読み出し得るよう、ディスク
厚み方向に多層記録する。また、ほぼ１．２ｍｍの基板
上にコンパクトディスクの記録フォーマットと同様の情
報記録層を形成し、また、厚みがほぼ０．６ｍｍの位置
にＤＶＤの記録フォーマットと同様の情報記録層を形成
し、コンパクトディスクとＤＶＤ両方の光学式情報再生
装置で再生可能に構成した。

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、レーザ波長や焦
点距離の異なる複数の光学式情報再生装置で再生可能な
物理特性およびフォーマットを有する光ディスク媒体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザを光源として、光学的に情
報の再生を行う光学式情報再生装置に用いられる光ディ
スク媒体は、コンパクトディスク（ＣＤ）を例に挙げれ
ば、１．２ｍｍ厚のポリカーボネート基板上に、情報が
約１．６ミクロンの間隔で渦巻き状に凸凹の形態として
刻まれている。そして、光ビームは１．２ｍｍ厚の基板
を透過して情報面に照射され、反射光の強度変化として
情報の検出が行われている。

【０００３】近年、光学式情報再生装置では、コンパク
トディスクよりも高い情報記録密度を達成するために、
上述のように光ビームが透明な基板を透過して情報面に
照射される形態は同じであるが、コンパクトディスクと
は異なる情報のトラックピッチや基板の厚み、さらに
は、変調方式や物理フォーマット、論理フォーマットな
ども異なる光ディスク媒体が出現してきている。

【０００４】しかし、このような種種の条件が異なる光
ディスクを、従来の光学式情報再生装置でそのまま再生
することは非常に困難であったり、不可能であったりす
る。その第一の理由は、光ビームを光ディスク媒体上に
集光照射するための対物レンズは、使用する基板の厚み
に対して収差が最小となるように設計されているので、
異なる厚みの基板に対しては大きな収差が発生し、情報
を再生するのに十分集光された光スポットを形成できな
い。第二の理由は、トラックピッチが異なるということ
は、光ディスク媒体の記録密度が異なっているためであ
り、その記録密度に応じた専用の対物レンズを使用しな
いと情報の再生が困難である。第三の理由は、変調方式
や物理フォーマット、論理フォーマットが異なること
は、それに対応した復調部やそのフォーマットに合致し
た読み取り部を具備していないと情報の再生が困難であ
る。という点にある。

【０００５】図６は従来のコンパクトディスク再生装置
とＤＶＤ再生装置の互換性を示す図である。図に示すよ
うに、従来のコンパクトディスク再生装置は、コンパク
トディスクを再生できるが、ＤＶＤは再生することがで
きない。しかし、ＤＶＤ再生装置は、ＤＶＤの再生はも
とより、コンパクトディスクは、それに対応したヘッド
や信号処理部を設けると、再生することができる。とい
う点が相違する。

【０００６】光ディスクは、情報記録再生媒体として盛
んな研究開発がおこなわれているが、その記憶容量の増
大をはかる一方法として、例えば特開昭５８−１３７１
４７号公報、特開昭６３−２６３６４４号公報、特開昭
６４−８５２５号公報等に開示されているような、多層
記録媒体が提案されている。

【０００７】図７（ａ）は従来の光ディスク媒体の一例
を示す拡大断面図である。この光ディスク媒体は、例え
ば、記録情報に応じた凸凹パターンが形成された面に、
Ａｌを蒸着して反射面に形成した第１の情報記録面を有
する第１の情報記録単体と、同様に構成された第２の情
報記録面を有する第２の情報記録単体を重ね合わせて、
光ディスク媒体が形成されている。そして、第１，第２
の情報記録面からの情報の読み出しは、図７（ａ）に示
すように、第１，第２の情報記録単体ごとに異なる面
側、すなわち図７（ａ）中の矢印ａおよびｂ方向から読
み出し光、例えばレーザ光の照射を行ない、その反射光
または干渉光からその記録情報の再生を行なうように構
成されている。

【０００８】また、図７（ｂ）は従来の光ディスク媒体
の他の例を示す拡大断面図である。この光ディスク媒体
では、図７（ａ）に示した光ディスク媒体とは異なり、
例えばその２層の情報記録層を光ディスク媒体の同一の
方向から書き込みおよび読み出しが出来るように構成さ
れており、例えば図７（ａ）で述べたような２つの情報
記録単体の積層構造を取ったときには、４層以上に相当
する情報記録を行うことができる。

【０００９】上記のような光ディスク媒体によれば、少
なくとも第１および第２の記録層を有するので、その記
録情報量を大きくすることができ、また、これらの情報
記録層に対する読み出しは、媒体の同一側の面からでき
るので、２つの層間のアクセス性の向上も期待できる。

【００１０】従来の多層光ディスク媒体は、以上のよう
に構成されており、記憶容量を増大させることに主眼が
おかれ、一つの装置で複数の層を読みとることが可能な
ように構成されてきた。

【００１１】また、光ディスクの開発は着実に進んでお
り、更なる高密度化を実現できる各種方法が提案されて
いる。しかし、従来の光ディスクとの互換性を考えた場
合、例えばトラックピッチは狭めるが、レーザ波長だけ
は従来通りとする。などの折衷案を採らなければいけな
い場合も考えられる。つまり、互換性の問題は更なる高
密度化の障害になる可能性もある。

【００１２】具体的に述べると、現在一般家庭に広く普
及しているオーディオ用コンパクトディスクプレーヤ
は、１９８２年に発売され、発売当初の１９８４年の販
売台数は約８００万台であった。その後車載用やポータ
ブル用などの移動体用が出現し始め、１９９４年には約
８０００万台の市場規模となり、２０００年には約１億
６００万台の規模になると予測されている。このような
状況で、新しいタイプの光ディスク媒体を市場に投入す
る場合、従来のコンパクトディスクプレーヤでも再生可
能なことが当然要求される。

【００１３】例えば、コンパクトディスクプレーヤで再
生されるコンパクトディスク（ＣＤ）は、トラックピッ
チが１．６μｍと規定されているが、高密度化のために
はもっとトラックピッチを詰める方がよいことは言うま
でもない。

【００１４】このように、高密度化と互換性の問題は、
高密度化を優先させると互換性が損なわれ、互換性を優
先させると高密度化を妨げるといった、トレードオフの
関係があった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は以上のよう
な問題点を解決するためになされたもので、従来の光デ
ィスク装置での再生が可能でありながら、従来の光ディ
スクのフォーマットと互換性のない、別のフォーマット
のディスクを再生する装置での再生が可能な光ディスク
を得ることを目的とする。

【００１６】また、１枚の光ディスク媒体をコンパクト
ディスク再生装置とＤＶＤ再生装置の両方の装置で再生
することが可能な、互換性の優れた光ディスク媒体を得
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る光
ディスク媒体は、当該ディスクの厚み方向に複数層形成
されている、トラック構造，変調方式，論理フォーマッ
ト，物理フォーマットなどの各種パラメータが異なる複
数の情報記録層に、ほぼ同一の情報がそれぞれ記録され
ており、レーザ波長および焦点距離が異なる複数の光学
情報再生装置で読み出し得るように構成されている。

【００１８】さらに、請求項２の発明に係る光ディスク
媒体は、ほぼ１．２ｍｍの基板上にコンパクトディスク
の記録フォーマットと同様の情報記録層が形成され、ま
た、厚みがほぼ０．６ｍｍの位置にＤＶＤの記録フォー
マットと同様の情報記録層が形成され、コンパクトディ
スクとＤＶＤ両方の光学式情報再生装置で再生可能に構
成されている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
に基づいて具体的に説明する。実施の形態１．この実施の形態でコンパクトディスク
（ＣＤ）というのは、ＣＤ−ＤＡ（Ｄigital Ａudi
o）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒead Ｏnly Ｍemory）、ＣＤ−Ｇ
（Ｇraphic）、Ｐｈｏｔｏ−ＣＤ、Ｖｉｄｅｏ−ＣＤを
総称するものとする。

【００２０】映像や音声、プログラムなどのマルチメデ
ィア情報の記憶媒体として、コンパクトディスク系のメ
ディアが広く市場に普及している。しかしながら、タイ
トルの容量が増大してきて記録容量の点で、必ずしも十
分とは言えなくなってきている。こうしたタイトル製作
者等の要求に応えて、次世代パッケージメディアとして
開発が進んでいるのがＤＶＤである。

【００２１】図１は、ＤＶＤとコンパクトディスクの各
種パラメータの比較を示す図である。図に示すように、
コンパクトディスクに比べてＤＶＤは高密度化を実現す
るよう各種パラメータが異なっている。図２は、ＤＶＤ
におけるディスクの種類とその構造を示す図で、図２
（ａ）は片面１層ディスク、図２（ｂ）は両面２層ディ
スクで、ディスクの２方の面からそれぞれの層を読みだ
すもの、図２（ｃ）は片面２層ディスクで、ディスクの
１方の面から２つ層を読み出すもの、図２（ｄ）は両面
４層ディスクで、ディスクの２方の面からそれぞれ２層
ずつ、計４層を読み出すものである。このように、ＤＶ
Ｄは１層、２層、４層と多層化することにより容量の増
大を実現している。

【００２２】図３は、この実施の形態１の光ディスク媒
体の構造を示す断面図である。図３において、１は第１
の情報記録面、２は第２の情報記録面、３および４は透
明基板、５は保護層、６はラベル面で、透明基板３，４
の厚みｄ１，ｄ２は、ともにほぼ０．６ｍｍである。ま
た、図３に示すように、レーザの照射方向は下方から上
方の向きである。第１の情報記録面１はいわゆるコンパ
クトディスクのフォーマットに合致させる。つまり、変
調方式やトラックピッチ等をコンパクトディスクと同様
にする。第２の情報記録面２はＤＶＤのフォーマットに
合致させているる。

【００２３】ここで、第１，第２の情報記録層１，２に
記録されている情報について説明する。例えば音楽再生
用ディスクの場合は、コンパクトディスク再生装置で再
生される第１の情報記録層１からの音楽ソースと、ＤＶ
Ｄ再生装置で再生される音楽ソースは同じものである。
ただし、コンパクトディスクとＤＶＤとでは容量が違う
ために、サンプリング周波数、チャンネル数、情報ビッ
ト幅が異なる場合はある。このときのコンパクトディス
ク再生装置は従来のものであり、改良を施す必要はな
い。

【００２４】このように同じソースの情報が２つの情報
記録層に記録されているため、記録容量の無駄にはなる
が、コンパクトディスク再生装置とＤＶＤ再生装置のど
ちらか一方しか持っていないユーザでも、この光ディス
ク１枚で音楽ソースを再生することができる。また、光
ディスクを販売する側にとっても、２種の似たような媒
体を店頭にならべておく必要がなく、陳列スペースも半
分になる。

【００２５】この実施の形態１の光ディスクは、多層デ
ィスク（ここでは２層）の１形態と見ることができる。
しかしながら、この実施の形態１では、ＤＶＤ再生装置
またはコンパクトディスク再生装置のいずれか１つの装
置で２つの層に記録されている情報の読み出しを可能に
するのではなく、短時間（瞬時）に情報読み出し層の変
更の可能性を期待するものでもない。この実施の形態１
は、あくまで互換性の確保に重点を置くものであって、
２つの情報記録層の間隔を０．６ｍｍ、ディスク厚を
１．２ｍｍとしているのもこのためである。従来の多層
ディスクのような記憶容量の向上を主目的とする場合に
は、装置が２つの層をともに読み出し易いように、２つ
の情報記録層の間隔を数１０μｍ程度とし、ヘッドの構
成負担を軽減しなければならない。

【００２６】この実施の形態１の２層ディスクは、２つ
の層が約０．６ｍｍほどの間隔を持って、かつ基板の厚
みが１．２ｍｍである。一方、コンパクトディスクと互
換性を持つ大容量光ディスクとして、２つの層が１．２
ｍｍ付近に数１０μｍの間隔をもった２つの層を形成
し、互換性を図ることも考えられる。以下に、前者の方
が後者に比べて有利な点を説明する。

【００２７】基板が傾くと、収差が発生して光スポット
の収束状態が劣化する。光ディスクの傾きによる収差量
は、対物レンズのＮＡのほぼ３乗であり、基板の厚みに
比例する。よって基板は薄い方が対物レンズのＮＡを大
きくしやすく、高密度化には有利である。

【００２８】基板の厚みが大きいと、基板入射時のビー
ム径が大きく、塵などによる信号の劣化の度合いが小さ
くなる。しかしその反面、劣化の継続時間が長くなる。
図４はこの実施の形態１の光ディスク媒体の、基板厚み
と汚れによる信号劣化の関係を示す図である。この図４
に示すように、同じ大きさの汚れの場合、基板の厚みが
薄い図４（ａ）方が信号の劣化が大きいが、劣化時間は
短い。一般に、光ディスクに入っている情報にはエラー
訂正符号が挿入されているので、訂正不可能なバースト
エラーでない限り訂正することができる。以上のことか
ら、高密度化には基板の厚みの薄い方が有利である。こ
のため、実施の形態１では、ＤＶＤ用の情報記録層を基
板の厚みの半分の０．６ｍｍ付近に設けた。

【００２９】ＤＶＤには、１．２ｍｍ厚の基板の０．６
ｍｍ付近に数１０μｍの間隔を空けて２つの情報記録層
を設けた２層ディスクがあるが、これはコンパクトディ
スク再生装置で再生できるものでないため、この発明の
光ディスクとは相違する。

【００３０】この実施の形態１で述べた光ディスク媒体
を実現するためには、情報記録層の特性が重要になる。
この実施の形態１で用いる２つの再生装置の波長は、６
５０ｎｍと７８０ｎｍの異なっているものを利用する。
つまり、光の波長によって光学的特性の屈折率，反射
率，吸収率の変化する材料、例えばＡｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、
Ｉｎ、Ｃｄ，Ｓの単体、もしくはそれらの合金、例えば
ＴｅＳｅ２Ｓｂ２Ｓｅ３，Ｓｂ２Ｔｅ３、ＩｎＳｅ、Ｉ
ｎ２Ｔｅ３、Ｉｎ２Ｓｅ３、ＣｄＴｅＳｅ３、ＣｄＳ
ｅ，Ｓｂ２ＴｅＳｅ５等、更にＴｅを含むＩｎ２Ｔｅ
３、Ｓｂ２ＴｅＳｅ５を用い、光学的特性の変化による
記録形態をとることができる。これらは、特開昭５８−
１３７１４７号公報に詳しく記載されているので、詳細
な説明は省略する。

【００３１】この実施の形態１では、ＤＶＤの情報が記
録されている第１の情報記録層１には、波長６５０ｎｍ
のレーザ光をよく反射し、波長７８０ｎｍのレーザ光を
よく透過させる材料を選定する。逆に、コンパクトディ
スクの情報が記録されている第２の情報記録層２には、
波長７８０ｎｍのレーザ光をよく反射し、波長６５０ｎ
ｍのレーザ光をよく透過させる材料を選定する。

【００３２】実施の形態１の光ディスク媒体の製造方法
の一例を図５に基づいて説明する。図５は、この実施の
形態１の光ディスク媒体の製造工程を示す図である。図
５（ａ）は表面研磨されたガラス基板である。このガラ
ス基板上にフォトレジストを塗布し（図５（ｂ））、こ
のフォトレジスト層に、情報によってＯＮ、ＯＦＦされ
るレーザ光を照射し、その後、これを現像することによ
って、光ディスク原盤を得る（図５（ｃ））。コンパク
トディスク用のレーザは従来のものでよいが、ＤＶＤ用
のものは、集光スポット径をより小さくすることができ
る紫外線レーザを使うのが望ましい。図５（ａ）から図
５（ｃ）までが、原盤製作工程である。

【００３３】次に、原盤表面に導電性の膜を形成してか
ら、ニッケルメッキを行う（図５（ｄ））。これによ
り、信号面を転写したスタンパが出来上がる。なお、導
電性膜の形成方法は、一般にスパッタ法や無電解メッキ
法が用いられる。複製工程（図５（ｅ））では、スタン
パに熱可塑性樹脂を流し込んで固めることにより、複製
品（ディスク基材）を得る。ディスク基材の特性とし
て、転写性、複屈折、板厚、反りに高い精度が要求され
る。一つの例として、現在コンパクトディスクで広く用
いられているポリカーボネイトがある。このスタンパ
は、コンパクトディスクフォーマットに対応したもの
と、ＤＶＤフォーマットに対応したものの２種を作成す
る（図５（ｆ））。

【００３４】ここまでの過程で得られたスタンパのう
ち、コンパクトディスク用のスタンパには反射層を形成
し、また、ＤＶＤのスタンパには半透明層を形成する
（図５（ｇ））。半透明層の材料は、金属膜や誘電体膜
を用いる。また、上で述べたような波長依存性も考慮す
ることが望ましい。金属膜で半透明層を形成する場合
は、膜厚により、反射率を制御する。次の工程は、２つ
のスタンパを貼り合わせる貼り合わせ工程で、ＤＶＤ用
の半透明層とコンパクトディスク用の反射層と逆の面を
図５（ｈ）のように貼り合わせる。接着剤としては、紫
外線硬化樹脂を用いる。これは紫外線硬化樹脂の軟化点
がホットメルト剤よりも高いため、ホットメルト剤で貼
り合わせるのに比べて耐候性が向上するからである。最
後に、コンパクトディスクの反射層に、反射層を保護す
るための、樹脂をオーバーコートし、必要に応じてラベ
ルを貼り付ける（図５（ｉ））。なお、この反射層の保
護膜形成材、ラベル印刷用インクにも、紫外線硬化技術
を用いる。

【００３５】以上のように、この実施の形態１の光ディ
スク媒体は、従来のＤＶＤの製造装置をほとんど変更す
ることなく用いることができる。異なる点は２つの情報
記録層の貼り合わせる面が逆であることである。

【００３６】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００３７】請求項１の発明に係る光ディスク媒体は、
ほぼ同一の情報がそれぞれ記録されている物理的記録フ
ォーマットが異なる複数の情報記録層が、当該ディスク
の厚み方向に複数層形成されているので、それぞれのフ
ォーマットで記録された情報のみを再生できる２種類の
再生装置のいずれにおいても、記録情報を再生できる効
果を奏する。

【００３８】また、請求項２の発明に係る光ディスク媒
体は、ほぼ１．２ｍｍの基板上にコンパクトディスクの
記録フォーマットと同様の情報記録層が形成され、ま
た、厚みがほぼ０．６ｍｍの位置にＤＶＤの記録フォー
マットと同様の情報記録層が形成され、その情報記録層
にはほぼ同様の情報を記録したものであるから、コンパ
クトディスクとＤＶＤ両方の光学式情報再生装置で再生
可能となる。これにより、コンパクトディスク再生装置
とＤＶＤ再生装置のどちらか一方しか所有していないユ
ーザでも、所有している再生装置でこの光ディスク媒体
を再生することができる。また、光ディスクを制作する
側にとっては、従来のＤＶＤの２枚貼り合わせ技術を流
用することによって、この発明の光ディスク媒体を構成
することが可能である。また、光ディスクを販売する側
にとっても、２種の媒体を店頭にならべておくことがな
く、陳列スペースも半分になる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＤＶＤとコンパクトディスクの各種パラメー
タの比較を示す図である。

【図２】ＤＶＤにおけるディスクの種類とその構造を
示す図である。

【図３】この発明の実施の形態１の光ディスク媒体の
構造を示す断面図である。

【図４】実施の形態１の光ディスク媒体の基板厚みと
汚れによる信号劣化の関係を示す図である。

【図５】実施の形態１の光ディスク媒体の製造工程を
示す図である。

【図６】従来のコンパクトディスク再生装置とＤＶＤ
再生装置の互換性を示す図である。

【図７】従来の光ディスク媒体の一例を示す拡大断面
図である。

【符号の説明】

１第１の情報記録面、２第２の情報記録面、３，４
透明基板、５保護層、６ラベル面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石田禎宣東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ同一の情報がそれぞれ記録されてい
る物理的記録フォーマットが異なる複数の情報記録層
が、当該ディスクの厚み方向に複数層形成されているこ
とを特徴とする光ディスク媒体。
【請求項２】請求項１の光ディスク媒体において、ほ
ぼ１．２ｍｍの基板上にコンパクトディスクの記録フォ
ーマットと同様の情報記録層が形成され、また、厚みが
ほぼ０．６ｍｍの位置にＤＶＤの記録フォーマットと同
様の情報記録層が形成されていることを特徴とする光デ
ィスク媒体。