(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録マークが形成される少なくとも１層の記録層と、
前記記録層に隣接して配置され、集光光学系により集光されたレーザ光束が照射されることによって、前記集光光学系の光学性能と前記レーザ光束の波長とで定まる回折限界よりも小さいサイズの当該記録マークを再生可能とする超解像機能層と、
前記記録層及び前記超解像機能層を被覆し、前記集光光学系により集光されたレーザ光束を透過させる光透過層と
を備えた光情報記録媒体であって、
前記光透過層は、前記レーザ光束が入射する光入射面を有し、
当該光情報記録媒体における前記光入射面と前記記録層との間の距離をＫとし、所定の光ディスクの記録層を被覆する光透過層の厚みをＤとし、前記距離Ｋが前記所定の光ディスクの光透過層の厚みＤと一致すると仮定した場合の当該光情報記録媒体のチルトマージンの限界値をθ１とし、前記所定の光ディスクのチルトマージンの限界値をθ２としたとき、前記距離Ｋの中心値Ｋｃは、以下の式：
Ｋｃ＝Ｄ×θ１／θ２、
に基づいて決定される
ことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の光情報記録媒体であって、
前記所定の光ディスクの光透過層の厚みＤは、略０．１ｍｍであり、
前記チルトマージンの限界値θ１は、略０．５６度であり、
前記チルトマージンの限界値θ２は、略０．７度である
ことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光情報記録媒体であって、前記中心値Ｋｃが０．０８０ｍｍであることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項４】
請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の光情報記録媒体であって、前記所定の光ディスクに対して下位互換性を有することを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項５】
請求項４に記載の光情報記録媒体であって、前記所定の光ディスクはブルーレイディスクであることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項６】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の光情報記録媒体であって、前記光入射面と前記記録層との間の当該距離Ｋが０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項７】
請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の光情報記録媒体であって、
前記レーザ光束の波長の基準値が４０５ｎｍであり、
前記集光光学系の光学性能を示す光学パラメータの１つである開口数の基準値が０．８５である
ことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項８】
請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の光情報記録媒体であって、
前記少なくとも１層の記録層は、複数の記録層からなり、
前記距離Ｋは、前記複数の記録層のうち前記光入射面から最も離れている記録層と前記光入射面との間の厚みである、
ことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項９】
記録マークが形成される複数の記録層と、
集光光学系により集光されたレーザ光束が照射されることによって、前記集光光学系の光学性能と前記レーザ光束の波長とで定まる回折限界よりも小さいサイズの当該記録マークを再生可能とする超解像機能層と、
前記記録層及び前記超解像機能層を被覆し、前記集光光学系により集光されたレーザ光束を透過させる光透過層と
を備えた光情報記録媒体であって、
前記光透過層は、前記レーザ光束が入射する光入射面を有し、
前記複数の記録層のうち前記光入射面から最も離れている記録層と前記光入射面との間の距離は、０．０８３ｍｍ以下、且つ、前記光入射面と前記記録層との間の当該距離が０．０５ｍｍ以上である
ことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項１０】
記録マークが形成される少なくとも２層の記録層と、
集光光学系により集光されたレーザ光束が照射されることによって、前記集光光学系の光学性能と前記レーザ光束の波長とで定まる回折限界よりも小さいサイズの当該記録マークを再生可能とする超解像機能層と、
前記記録層及び前記超解像機能層を被覆し、前記集光光学系により集光されたレーザ光束を透過させる光透過層と
を備えた光情報記録媒体であって、
前記光透過層は、前記レーザ光束が入射する光入射面を有し、
前記少なくとも２層の記録層のうち前記光入射面から最も離れている記録層と前記光入射面との間の距離は、０．０８３ｍｍ以下であり、且つ、前記光入射面と前記記録層との間の当該距離が０．０５ｍｍ以上であり、
当該光情報記録媒体は、ブルーレイディスクに対して下位互換性を有する
ことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項１１】
請求項１から１０のうちのいずれか１項に記載の光情報記録媒体に前記レーザ光束を集光させる前記集光光学系と、
前記レーザ光束を出射する光源と、
前記光情報記録媒体からの反射光を検出する受光素子と、
前記光情報記録媒体からの反射光を前記受光素子に導く導光光学系と、
前記受光素子の出力に信号処理を施して再生信号を生成する信号処理部と、
を備え、
前記集光光学系、前記光源、前記受光素子、前記導光光学系及び前記信号処理部は、前記所定の光ディスクに対する情報の記録及び／または再生を行う際にも使用される
ことを特徴とする駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクなどの光情報記録媒体及び駆動装置に関し、特に、超解像機能層を含む光情報記録媒体及び駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ：デジタル多用途ディスク）やＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ：ブルーレイディスク；登録商標）といった光ディスクは、レーザ光の照射を受けて映像データや音楽データなどの情報を記録し、記録された情報を再生するために使用される情報記録媒体である。光ディスクは、世代を重ねるにつれて大容量の発展を続けている。たとえば、ＣＤでは、光透過層であるディスク基板の厚みが約１．２ｍｍ、レーザ光波長が約７８０ｎｍ、対物レンズの開口数（ＮＡ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）が０．４５であり、６５０ＭＢの容量が実現されている。また、ＣＤよりも後の世代のＤＶＤでは、光透過層であるディスク基板の厚みが約０．６ｍｍ、レーザ光波長が約６５０ｎｍ、ＮＡが０．６であり、４．７ＧＢの容量が実現されている。ＤＶＤは、たとえば、厚み約０．６ｍｍのディスク基板を２枚貼り合わせた約１．２ｍｍの厚みの構造を有する。さらに高記録密度を有するＢＤの規格では、情報記録面を被覆する保護層（光透過層）の厚みが約０．１ｍｍ、レーザ光波長が約４０５ｎｍ、ＮＡが０．８５であり、単層ディスクの場合には２５ＧＢ、２層ディスクの場合には５０ＧＢの大容量を実現し、高精細なハイビジョン映像を長時間記録することができる。さらに、単一の記録層を有する単層ＢＤをベースとして実用化された３層または４層の多層ＢＤの場合にはそれぞれ１００ＧＢと１２８ＧＢの大容量が実現されている。ＢＤの規格は、たとえば、非特許文献１（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ  Ｗｈｉｔｅ  ｐａｐｅｒ  １．Ｃ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  ＢＤ−ＲＯＭ，  ５ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，  Ｍａｒｃｈ  ２００７）に開示されている。【０００３】
ハイビジョン映像以上の次世代高精細映像や立体映像など、今後も一般ユーザーが扱うデータ量は膨大なものに増えていくと予想されており、単層ＢＤや多層ＢＤの容量を超える大容量なデータを蓄積可能な大容量光ディスクシステムが求められている。【０００４】
上記したように光ディスクの大容量化は、レーザ光波長の短波長化と対物レンズの高ＮＡ化とにより対物レンズの焦点面における集光スポットサイズを微小化し、記録層のトラック上の記録マークのサイズを微小化することで達成されてきた。しかしながら、集光スポットサイズの微小化には、対物レンズの光学性能とレーザ光波長とで定まる物理的限界が存在する。具体的には、レーザ光波長λと対物レンズのＮＡとで決まる回折限界λ／（４ＮＡ）が、再生可能な記録マークのサイズの限界であるといわれていた。【０００５】
近年、その物理的限界を超えて高密度記録再生を実現するものとして、レーザ光強度に応じて光学特性（光吸収特性や光透過特性など）が非線形に変化する超解像機能層を有する光ディスク（以下、超解像光ディスクと呼ぶ。）が注目されている。この超解像機能層にレーザ光の集光スポットが照射されると、その照射領域のうち光強度の強いあるいは温度の高い局所的な部分で屈折率などの光学特性が変化し、その局所的な部分で発生した局在光（近接場光や局在プラズモン光など）は、記録層の記録マークと相互作用することで伝搬光に変換される。これにより、従来より使用されていたＢＤ用の光ヘッドを用いて、回折限界λ／（４ＮＡ）よりも小さい微小な記録マークから情報を再生することが可能となる。よって、波長４０５ｎｍのレーザ光とＮＡ＝０．８５の対物レンズとを用いながらも高い記録密度を実現することができる。【０００６】
超解像光ディスクは、１以上の開口数をもつ固体浸レンズ（ＳＩＬ：Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ）を用いた光ヘッド構成を必要とする近接場光記録方式やホログラム記録方式といった他の大容量記録再生技術では困難とされる単層ＢＤや多層ＢＤとの下位互換性を確保することができるという利点がある。このような超解像光ディスクの構造は、たとえば、下記の非特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ  Ｗｈｉｔｅ  ｐａｐｅｒ  １．Ｃ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  ＢＤ−ＲＯＭ，  ５ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，  Ｍａｒｃｈ  ２００７．
【非特許文献２】“Ｂｉｔ−ｂｙ−Ｂｉｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｓｕｐｅｒ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｄｉｓｋ  ｗｉｔｈ  Ｐｌａｔｉｎｕｍ  Ｏｘｉｄｅ  Ｌａｙｅｒ”，Ｊｐｎ．  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｖｏｌ．４２（２００３）  ｐｐ．  Ｌ５８９−Ｌ５９１．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１によれば、ＢＤの保護層（カバー層）の厚みは、約０．１ｍｍに規定されており、ＤＶＤの保護層の厚み（約０．６ｍｍ）よりも薄い。このようにした理由は、ＤＶＤなどの下位規格の光ディスクと比べて、対物レンズの高ＮＡ化とレーザ光波長の短波長化とに起因するコマ収差が増加するので、その増加分をキャンセルするためである。一般に、コマ収差は、光ディスクの保護層の厚みｔとＮＡの３乗との積（＝ｔ×ＮＡ３）にほぼ比例し、且つ、レーザ光波長λに反比例する。コマ収差の主な発生原因は、実際の製品である駆動装置に光ディスクを取り付けたときの取り付け角のズレや光ディスク自身の反りなどに起因して光ヘッドの光軸が光ディスクの表面に対して傾くこと（ディスクチルト）であることが知られている。一般に、ディスクチルトによりコマ収差が発生すると、記録層における集光スポット径が増大し、集光スポットの形状が歪んでフレア光成分（信号の記録や再生に寄与しない光成分）が増大する。コマ収差が大きいと、符号間干渉や隣接トラック間のクロストークが発生して再生信号品質が劣化するという問題がある。【０００９】
超解像光ディスクにおいても、ディスクチルトに起因するコマ収差が発生するが、後述するように、現行規格のＢＤ（単層ＢＤと多層ＢＤを含む。）と比べてディスクチルトの許容誤差量（チルトマージン）が狭い。それ故、現行の単層ＢＤや多層ＢＤに準じて製造された駆動装置を使用して超解像光ディスクに対する情報の記録や再生を行う場合にディスクチルトが発生すると、正常な記録や再生をすることができないおそれがある。このため、必ずしも、単層ＢＤや多層ＢＤとの下位互換性を保証することができるとは限らないという問題がある。【００１０】
ディスクチルトを抑制するために組み立て誤差や部品の実装誤差を低減させた駆動装置を製造することは、技術的に可能ではあるが、駆動装置の製造コストを上昇させるという問題がある。【００１１】
上記に鑑みて本発明の目的は、超解像機能層を有する光情報記録媒体であっても、下位互換性を保証しつつ広いチルトマージンを確保することができる光情報記録媒体及び駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様による光情報記録媒体は、記録マークが形成される少なくとも１層の記録層と、前記記録層に隣接して配置され、集光光学系により集光されたレーザ光束が照射されることによって、前記集光光学系の光学性能と前記レーザ光束の波長とで定まる回折限界よりも小さいサイズの当該記録マークを再生可能とする超解像機能層と、前記記録層及び前記超解像機能層を被覆し、前記集光光学系により集光されたレーザ光束を透過させる光透過層と、を備えた光情報記録媒体であって、前記光透過層は、前記レーザ光束が入射する光入射面を有し、当該光情報記録媒体における前記光入射面と前記記録層との間の距離をＫとし、所定の光ディスクの記録層を被覆する光透過層の厚みをＤとし、前記距離Ｋが前記所定の光ディスクの光透過層の厚みＤと一致すると仮定した場合の当該光情報記録媒体のチルトマージンの限界値をθ１とし、前記所定の光ディスクのチルトマージンの限界値をθ２としたとき、前記距離Ｋの中心値Ｋｃは、以下の式：
Ｋｃ＝Ｄ×θ１／θ２、
に基づいて決定されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の態様による光情報記録媒体は、記録マークが形成される複数の記録層と、集光光学系により集光されたレーザ光束が照射されることによって、前記集光光学系の光学性能と前記レーザ光束の波長とで定まる回折限界よりも小さいサイズの当該記録マークを再生可能とする超解像機能層と、前記記録層及び前記超解像機能層を被覆し、前記集光光学系により集光されたレーザ光束を透過させる光透過層とを備えた光情報記録媒体であって、前記光透過層は、前記レーザ光束が入射する光入射面を有し、前記複数の記録層のうち前記光入射面から最も離れている記録層と前記光入射面との間の距離は、０．０８３ｍｍ以下、且つ、前記光入射面と前記記録層との間の当該距離が０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする。
また、本発明の第３の態様による光情報記録媒体は、記録マークが形成される少なくとも２層の記録層と、集光光学系により集光されたレーザ光束が照射されることによって、前記集光光学系の光学性能と前記レーザ光束の波長とで定まる回折限界よりも小さいサイズの当該記録マークを再生可能とする超解像機能層と、前記記録層及び前記超解像機能層を被覆し、前記集光光学系により集光されたレーザ光束を透過させる光透過層とを備えた光情報記録媒体であって、前記光透過層は、前記レーザ光束が入射する光入射面を有し、前記少なくとも２層の記録層のうち前記光入射面から最も離れている記録層と前記光入射面との間の距離は、０．０８３ｍｍ以下であり、且つ、前記光入射面と前記記録層との間の当該距離が０．０５ｍｍ以上であり、当該光情報記録媒体は、ブルーレイディスクに対して下位互換性を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第４の態様による駆動装置は、上記第１乃至第３の態様による光情報記録媒体に前記レーザ光束を集光させる前記集光光学系と、前記レーザ光束を出射する光源と、前記光情報記録媒体からの反射光を検出する受光素子と、前記光情報記録媒体からの反射光を前記受光素子に導く導光光学系と、前記受光素子の出力に信号処理を施して再生信号を生成する信号処理部とを備え、前記集光光学系、前記光源、前記受光素子、前記導光光学系及び前記信号処理部は、前記所定の光ディスクに対する情報の記録及び／または再生を行う際にも使用されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、下位互換性を保証しつつ広いチルトマージンを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（Ａ），（Ｂ）は、本発明に係る実施の形態１の光情報記録媒体の一例である超解像光ディスクの構造を概略的に示す図である。
【図２】ＢＤ用光ディスク装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図３】ＢＤと同じ単一の記録層を有する単層光ディスクの構造の一例を概略的に示す断面図である。
【図４】ラジアル方向における集光スポットの光強度分布を表すシミュレーション結果のグラフである。
【図５】ディスクチルト量に対する集光スポットの最大ピーク強度の変化率を表すシミュレーション結果のグラフである。
【図６】ラジアルチルトに対するビットエラーレートの測定結果を示すグラフである。
【図７】タンジェンシャルチルトに対するビットエラーレートの測定結果を示すグラフである。
【図８】（Ａ）は、カバー層の厚みとシンボルエラーレートとの関係を概略的に示すグラフであり、（Ｂ）は、カバー層の厚みとチルトマージンとの関係を概略的に示すグラフである。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施の形態１の変形例である実施の形態２の記録型の超解像光ディスクの構造を概略的に示す図である。
【図１０】実施の形態１の他の変形例である実施の形態３の多層型の超解像光ディスクの構造を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る種々の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
実施の形態１．
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明に係る実施の形態１である再生専用（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ）型の光情報記録媒体の一例である超解像光ディスク１の構造を概略的に示す図である。図１（Ａ）に示されるように、この超解像光ディスク１は、ポリカーボネートやガラスなどの基板１０と、この基板１０上に形成された記録層１１と、この記録層１１に隣接して形成された超解像機能層１２と、これら記録層１１及び超解像機能層１２を被覆する保護層１３とを有する。保護層１３は、光ピックアップ（図示せず）の集光光学系２５により集光されたレーザ光束２６を透過させる材料からなる。保護層１３は、たとえば、薄い透光性樹脂シートを透明接着層を介して貼り付けたり、スピンコート法により紫外線硬化樹脂を塗布し紫外線照射で硬化させたりすることで形成することができる。
【００１９】
基板１０の光入射側の面には、記録マークを有する記録層１１が形成されている。この記録層１１は、たとえば、エンボス加工により形成された記録情報を担うピット列（記録マーク）や溝からなる微細な凹凸パターンと、この凹凸パターン上に形成されたアルミニウムなどの反射膜（図示せず）とで構成することができる。各ピットのサイズは、集光光学系２５のＮＡとレーザ光束２６の波長λとで定まる回折限界λ／（４ＮＡ）よりも小さい。
【００２０】
超解像機能層１２は、記録層１１と保護層１３との間に介在し、レーザ光束２６の集光スポットの照射を受ける間、屈折率などの光学特性が変化する非線形光吸収特性または非線形光透過特性を有するものである。レーザ光束２６の集光スポットの照射を受けた超解像機能層１２には、光学特性が変化した局所的な領域すなわち光学的な開口部１２ａが形成される。この開口部１２ａで発生した局在光（近接場光や局在プラズモン光など）が、回折限界よりも小さいサイズの記録マークと作用して伝搬光に変換される。これにより、回折限界λ／（４ＮＡ）を超えた微小な記録マークを高い分解能で検出して当該記録マークから情報を再生することができる。
【００２１】
図１（Ｂ）は、超解像機能層１２の構造の一例を示す図である。図１（Ｂ）に示されるように、超解像機能層１２は、誘電体層１２１、干渉層１２２、超解像マスク層１２３、干渉層１２４及び誘電体層１２５を含む。超解像マスク層１２３は、たとえば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系，Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系，Ｓｂ−Ｔｅ系またはＩｎ−Ｓｂ系の材料により形成することができる。あるいは、ＺｎＯなどの金属酸化物材料により超解像マスク層１２３を形成してもよい。
【００２２】
超解像マスク層１２３を挟み込む誘電体層１２１，１２５は、主に、超解像マスク層１２３の構成材料の熱拡散を防止する機能を有する。誘電体層１２１，１２５は、たとえば、ＺｎＳ−ＳｉＯ２やＡｌＮにより形成することができる。また、一方の干渉層１２２は、誘電体層１２１と超解像マスク層１２３との間に介在し、他方の干渉層１２４は、誘電体層１２５と超解像マスク層１２３との間に介在している。これら干渉層１２２，１２４は、光を多重干渉させる機能と熱拡散防止機能とを併せ持つものである。干渉層１２２，１２４は、たとえば、ＡｌＮ、ＧｅＮまたはＺｒＯ２により形成することができる。上記誘電体層１２１，１２５や干渉層１２２，１２４を設けることで、超解像マスク層１２３の再生耐久性を向上させることが可能となる。なお、図１（Ｂ）は、超解像機能層１２の構造の一例を示すものであり、超解像機能層１２の構造や膜数や構成材料などについては特に限定するものではない。
【００２３】
本実施の形態では、保護層１３の光入射面と記録層１１との間の厚み、すなわち、記録層１１を被覆するカバー層の厚みＫの上限値は、０．０８３ｍｍ、好ましくは、ＢＤのカバー層の厚み（＝０．１ｍｍ）よりも０．０２０ｍｍだけ薄い０．０８０ｍｍである。非特許文献１に開示されるようにＢＤの要求仕様によれば、カバー層の厚みの許容誤差は±０．００３ｍｍであり、０．０８３ｍｍの値は、好ましい０．０８０ｍｍの値に許容誤差（＝＋０．００３ｍｍ）を加えた値である。超解像機能層１２の厚みは数ｎｍ〜数百ｎｍであり、カバー層の厚みＫにほとんど寄与しないため、カバー層の厚みＫは保護層１３の厚みとほぼ同じとなる。
【００２４】
後述するように、カバー層の厚みＫの上限値を０．０８３ｍｍ、より好ましくは、０．０８０ｍｍとすることで、超解像機能層１２を有する超解像光ディスク１であっても、ＢＤなどの現行の光ディスクとの下位互換性を保証する広いチルトマージンを確保することができ、ディスクチルトに起因する記録再生特性の劣化を抑制することができる。なお、本実施の形態の超解像光ディスク１はＢＤに対して下位互換性を有するが、このＢＤは、単一の記録層を有する単層ＢＤだけでなく、２層以上の記録層を有する多層ＢＤをも含むものである。後述する実施の形態２，３でも同様である。このようなＢＤに使用される光学パラメータ（たとえば、レーザ光波長と対物レンズの開口数）は共通する。以下では、下位規格として単層ＢＤを例に挙げた説明がなされているが、多層ＢＤの場合も、単層ＢＤの場合と同様のことがいえる。
【００２５】
上記した超解像光ディスク１に対する情報の記録再生は、ＢＤ用光ディスク装置（駆動装置）を用いて行うことができる。図２は、ＢＤ用光ディスク装置１００の構成の一例を概略的に示す図である。なお、ＢＤ用光ディスク装置１００の構成は、図２の構成に限定されるものではない。
【００２６】
図２に示されるように、光ディスク装置１００は、光ピックアップ（光ヘッド）１１０と、この光ピックアップ１１０を超解像光ディスク１のラジアル方向に移動させて位置決めする送り機構１２０と、光ピックアップ１１０及び送り機構１２０の動作を制御する制御回路１３０とを有する。光ピックアップ１１０は、レーザ光源１１１、コリメータレンズ１１２、ビームスプリッタ１１３、対物レンズ１１４、レンズ・アクチュエータ１１５、集光レンズ１１６及び受光素子１１７を有する。
【００２７】
なお、図２に示した光ピックアップ１１０の構成は、例示であり、この構成に限定されるものではない。たとえば、光ピックアップ１１０は、ＢＤに記録再生ができる青紫色（波長略４０５ｎｍ）のレーザ光源１１１を有しているが、これに限定されず、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの他の光ディスクに対応した波長（ＢＤ用の波長とは異なる波長）のレーザ光を出力する複数のレーザ光源及びこれに対応する光学系をも有していてよい。また、光ピックアップ１１０は、カバー層の厚み誤差に起因して発生する球面収差の補正手段として、たとえば、ビームスプリッタ１１３と対物レンズ１１４との間に配置されるコリメータレンズ（図示せず）と、このコリメータレンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動部（図示せず）と、このレンズ駆動部の動作を制御する制御回路（図示せず）とを含む球面収差補正機構を有することができる。あるいは、ビームスプリッタ１１３と対物レンズ１１４との間に配置される液晶光変調素子（図示せず）と、この液晶光変調素子内に電界分布を形成する液晶素子駆動部（図示せず）と、この液晶素子駆動部の動作を制御する駆動回路（図示せず）とを含む球面収差補正機構を有していてもよい。液晶光変調素子は、当該液晶光変調素子を通過するレーザ光束の光路長を空間的に変調することで球面収差を補正し得る。
【００２８】
制御回路１３０は、超解像光ディスク１に対する再生制御及び記録制御を行う。この制御回路１３０は、駆動制御部１３１及び信号検出部（信号処理部）１３２を含む。駆動制御部１３１は、コンピュータなどのホスト機器（図示せず）からの指令に従って、レーザ光源１１１、レンズ・アクチュエータ１１５、スピンドルモータ１４０及び送り機構１２０の各動作を制御する機能を有している。スピンドルモータ１４０は、駆動制御部１３１から制御を受けて、ターンテーブル（媒体装着部）１４２に着脱自在に装着された超解像光ディスク１を回転させる。
【００２９】
レーザ光源１１１は、ＢＤに記録再生できる発光中心波長４０５ｎｍのレーザ光束を出射するものである。レーザ光源１１１からの出射光は、コリメータレンズ１１２を経て、ビームスプリッタ１１３に入射する。ビームスプリッタ１１３で反射したレーザ光束は、１／４波長板（図示せず）を介してＮＡ＝０．８５の対物レンズ１１４に入射する。対物レンズ１１４は、ビームスプリッタ１１３から入射したレーザ光束を超解像光ディスク１に集光させる。図１に概略的に示したように超解像光ディスク１の超解像機能層１２にレーザ光束が集光されると、光学的な微小開口部１２ａが形成され、この開口部１２ａで発生した局在光が記録層１１と作用する。
【００３０】
超解像光ディスク１の記録層１１で反射した再生光（戻り光）は、対物レンズ１１４、１／４波長板（図示せず）及びビームスプリッタ１１３を透過し、集光レンズ１１６によって受光素子１１７の光検出面に集光される。受光素子１１７は再生光を検出し、その検出信号を信号検出部１３２に供給する。信号検出部１３２は、受光素子１１７から供給される検出信号からトラッキングエラー信号（たとえば、プッシュプル法や位相差法によるトラッキングエラー信号）、フォーカスエラー信号及び再生ＲＦ信号を生成し、これらの信号を駆動制御部１３１に与える。
【００３１】
駆動制御部１３１は、トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号に基づいて駆動信号をレンズ・アクチュエータ１１５に供給することにより、集光スポットを超解像光ディスク１の記録トラックに追従させるトラッキング制御と、レーザ光束を記録層１１付近に集光させるフォーカス制御とを行う機能を有する。レンズ・アクチュエータ１１５は、駆動制御部１３１から供給された駆動信号に応じて、対物レンズ１１４を光軸１１８の方向（フォーカス方向）及びトラッキング方向に移動させる。また、駆動制御部１３１は、スピンドルモータ１４０の実回転数を目標回転数に一致させるスピンドル制御を実行する機能をも有する。
【００３２】
上記光ディスク装置１００は、超解像光ディスク１だけでなく、ＢＤ（ブルーレイ・ディスク）に対する情報の記録再生をも行うことができる。図３は、単一の記録層を有する単層光ディスク（ＢＤ）１５０の構造の一例を概略的に示す断面図である。なお、光ディスク装置１００は、複数の記録層を有する多層光ディスクに対する情報の記録再生を行う機能をも有している。
【００３３】
図３に示されるように、光ディスク（ＢＤ）１５０は、厚みが約１．１ｍｍの基板１５１と、この基板１５１に形成されたエンボスピットの凹凸パターンを有する情報記録面１５３とを含む。基板１５１の厚みが１．１ｍｍに設定されたのは、ＢＤの全体の厚みが機械的強度を満たすようにするためである。情報記録面１５３に対しては集光光学系２５によってレーザ光束２６が集光される。情報記録面１５３上には、レーザ光束２６に対して所望の反射率を有する複数の金属反射膜からなる積層膜１５４が成膜されている。この積層膜１５４と情報記録面１５３とで記録層１５２が構成される。また、記録層１５２を被覆する透明な保護層（カバー層）１５５が形成されている。保護層１５５は、たとえば、ポリカーボネートなどの樹脂材料、紫外線硬化樹脂あるいはガラス系材料で構成される。
【００３４】
ＢＤでは、１枚の光ディスクに記録できるデータ量をＤＶＤと比べて約５倍に高めるために、ＮＡ＝０．８５の対物レンズと、波長４０５ｎｍのレーザ光とが採用されている。よって、光ディスク装置１００の光ピックアップ１１０も、ＮＡ＝０．８５の対物レンズ１１４と、中心発光波長が４０５ｎｍのレーザ光束を出射するレーザ光源１１１とを有する。保護層１５５の厚みは０．１ｍｍである。保護層１５５の厚みを０．１ｍｍとした理由は、上記のとおり、対物レンズの高ＮＡ化とレーザ光波長の短波長化とに起因するコマ収差の増加をキャンセルするためである。ディスクチルトに起因するコマ収差が発生すると、記録層１５２における集光スポット径が増大し、集光スポットの形状が歪む。このため、大きなコマ収差が発生すると、符号間干渉や隣接トラック間のクロストーク（信号の洩れ込み）が発生して再生信号品質が劣化する。このような再生信号品質の劣化を抑制するために、光ピックアップ１１０の光軸１１８に対する光ディスク表面のラジアル方向への傾き（ラジアルチルト）、並びに、光軸１１８に対する光ディスク表面のタンジェンシャル方向への傾き（タンジェンシャルチルト）をそれぞれ一定の角度範囲に抑えることが必要である。
【００３５】
一方、超解像光ディスク１の場合、ディスクチルトに起因するコマ収差が発生すると、超解像機能層１２に形成される集光スポットの最大ピーク強度が低下する。集光スポットの最大ピーク強度が大幅に低下すると、超解像機能層１２の中に良好な微小開口部１２ａが形成されず、再生分解能が劣化する。また、超解像機能層１２に形成された微小開口部１２ａで発生する局在光の強度は、超解像機能層１２に照射される集光スポットの強度に依存するので、この集光スポットの最大ピーク強度が大幅に低下すれば、再生分解能が低下することとなる。
【００３６】
図４は、ラジアル方向における集光スポットの光強度分布を表すシミュレーション結果のグラフである。図４のグラフにおいて、縦軸は、相対光強度を示し、横軸は、集光スポットの最大ピーク強度に対応する位置（Ｒ＝０）からのラジアル方向の距離を示している。図４に示されるように、ディスクチルト（ラジアルチルト量）が０度の場合、すなわち、ディスクチルトが発生していない場合の最大ピーク強度は高い。これに対し、ディスクチルト（ラジアルチルト量）が０．７度の場合は、コマ収差が発生しており、最大ピーク強度は、ディスクチルトが０度の場合の最大ピーク強度の１８％分（＝Δｐ）減少している。これに伴い、１次フレア光成分Ｆ−１，Ｆ＋１のうち一方の１次フレア光成分Ｆ＋１が増大している。さらに、ディスクチルトが発生していない場合と比べると、ディスクチルトが０．７度の場合の集光スポット径（１／ｅ２径）も大きい。
【００３７】
コマ収差発生時の集光スポットを用いてＢＤ（ブルーレイ・ディスク）から信号を再生するとき、集光スポット径の増大により再生分解能が低下し、１次フレア光成分Ｆ＋１の増大による符号間干渉や隣接トラックからのクロストーク（信号漏れこみ）によって再生分解能が劣化する。これによりエラーレートが増大することとなる。一方、コマ収差発生時の集光スポットを用いて超解像光ディスクから信号を再生する場合は、符号間干渉やクロストークに加えて、微小開口部１２ａの劣化に起因する再生分解能の低下が生じる。微小開口部１２ａは、集光スポットの強度に対して非線形な光学的特性を有する超解像マスク層１２３に形成されるので、コマ収差が生じて集光スポットの強度の低下が起こると、良好な微小開口部１２ａが形成されず、結果として回折限界以下の小さな記録マークに対する再生分解能が低下することとなる。
【００３８】
図５は、ディスクチルト（ラジアルチルト）に対する集光スポットの最大ピーク強度の変化率を表すシミュレーション結果のグラフである。このシミュレーション結果からも、ディスクチルト量の増大に伴い、最大ピーク強度が低下し、コマ収差量が増大していくことが分かる。このような最大ピーク強度の低下は、超解像機能層１２における微小開口部の劣化を招く。この微小開口部の劣化による再生性能の低下は、従来のＢＤでのコマ収差による再生性能の低下と比べて約１．２倍になると想定される。
【００３９】
図６は、０．１ｍｍ厚のカバー層を有する超解像光ディスク及び単層型光ディスク（ＢＤ−ＳＬ）１５０についてのラジアルチルトに対するビットエラーレートの測定結果を示すグラフであり、図７は、タンジェンシャルチルトに対するビットエラーレートの測定結果を示すグラフである。図６のグラフでは、横軸は、−０．８度〜０．８度の範囲内のラジアルチルトを均等目盛で表し、縦軸は、１．０×１０−６（１．０Ｅ−０６）〜１．０×１０−１（１．０Ｅ−０１）の範囲内のビットエラーレートを対数目盛で表している。図７のグラフでは、横軸は、−０．８度〜０．８度の範囲内のタンジェンシャルチルトを均等目盛で表し、縦軸は、１．０×１０−６（１．０Ｅ−０６）〜１．０×１０−１（１．０Ｅ−０１）の範囲内のビットエラーレートを対数目盛で表している。なお、ここで使用されている超解像光ディスク１５０は、最短ピット長さを７５ｎｍとした例である。ビットエラーレート（ｂＥＲ）が３×１０−４となる場合を基準とすると、図６及び図７に示されるように、ＢＤ−ＳＬの場合であれば、タンジェンシャルチルト及びラジアルチルトに関して−０．７度〜＋０．７度程度の許容誤差範囲（±０．７度のチルトマージン）が保証されている。これに対し、超解像光ディスクの場合は、図６に示されるようにラジアルチルトについては−０．６度〜＋０．５２度程度の許容誤差範囲（±０．５６度のチルトマージン）しか保証されず、図７に示されるようにタンジェンシャルチルトについては−０．５度〜＋０．４度程度の許容誤差範囲しか保証されない。よって、超解像光ディスクでは、良好な微小開口部の形成のためには集光スポットの最大ピーク強度というパラメータを考慮する必要がある。
【００４０】
上記のディスクチルト特性の測定結果に基づいて、実施の形態１の超解像光ディスク１（図１）の記録層１１を被覆するカバー層の厚みＫの好適な数値範囲を導き出すことができる。以下にその方法を説明する。
【００４１】
コマ収差量は、次の一般式（１）で与えられる３次のコマ収差係数Ｗ３１に比例し、レーザ光波長λに反比例することが知られている。
【数１】
0005627687.tif 000002
【００４２】
上式（１）において、θは、光ピックアップの光軸に対する光ディスクの傾斜角すなわちチルト量であり、ｎは、光ディスクの記録層を被覆するカバー層の屈折率であり、ＮＡは、対物レンズの開口数である。
【００４３】
屈折率ｎは約１．５程度、θは１°以下の小さな値となるので、ｎ２＞１＞＞ｓｉｎθ、の関係が成立する。それ故、コマ収差係数Ｗ３１の式（１）を次式（２）のように近似することができる。
【数２】
0005627687.tif 000003
【００４４】
今、超解像光ディスクのチルトマージンの限界値をθ１とし、超解像光ディスクの記録層を被覆するカバー層の厚みをＤとし、チルト量θ＝θ１のときの超解像光ディスクに関するコマ収差係数をＷ３１（ＳＲ）で表すものとする。また、超解像機能層を有していない通常の光ディスクのチルトマージンの限界値をθ２（θ２＞θ１）とし、この通常の光ディスクの記録層を被覆するカバー層の厚みをＤとし、チルト量θ＝θ２のときの通常の光ディスクに関するコマ収差係数をＷ３１（ＮｏＳＲ）で表すものとする。このとき、コマ収差係数Ｗ３１（ＳＲ），Ｗ３１（ＮｏＳＲ）は、次式（３Ａ），（３Ｂ）で与えられる。
【数３】
0005627687.tif 000004
【００４５】
レーザ光波長、対物レンズの開口数及びカバー層の屈折率が一定という条件下で、超解像光ディスクのチルトマージンの限界値θ１を、通常の光ディスクのチルトマージンの限界値θ２と同じ値に拡大したときに、超解像光ディスクでのコマ収差量を変化させない条件、言い換えれば、レーザ光波長、対物レンズの開口数及びカバー層の屈折率が一定という条件下でθ１をθ２に拡大したときに超解像光ディスクに関するコマ収差係数Ｗ３１（ＳＲ）を変化させない条件の１つは、次式（３Ｃ）に示されるように、超解像光ディスクのカバー層の厚みをθ１／θ２倍にすることである。
【数４】
0005627687.tif 000005
【００４６】
よって、図１の超解像光ディスク１の記録層１１を被覆するカバー層の厚みＫの中心値Ｋｃを次式（４）のように設定することで、超解像光ディスク１のチルトマージンを広くしつつ超解像光ディスク１で生ずるコマ収差量を抑制することができる。よって、超解像機能層１２に形成される集光スポットの最大ピーク強度の低下を抑制することが可能となる。
【数５】
0005627687.tif 000006
【００４７】
上式（４）を整理すると、次式（５）が導出される。
【数６】
0005627687.tif 000007
【００４８】
超解像光ディスク１のカバー層の厚みの許容誤差が±δであるとすれば、上式（４）から、厚みＫの許容値Ｋｅは、次式（６）で与えられることとなる。
【数７】
0005627687.tif 000008
【００４９】
超解像光ディスク１のカバー層の厚みＫを、上式（６）で与えられる許容値Ｋｅの上限値（＝Ｄ×θ１／θ２＋δ）以下の範囲に最適化すれば、超解像機能層１２に形成される集光スポットの最大ピーク強度の低下を抑制して超解像効果の低下を抑制することができるので、少なくともＢＤの場合とほぼ同等の広いチルトマージンを確保することができる。
【００５０】
超解像光ディスク１のタンジェンシャルチルト及びラジアルチルトのうちタンジェンシャルチルトに起因する符号間干渉は、信号処理により比較的除去されやすいが、ラジアルチルトに起因する隣接トラック間のクロストークを信号処理により除去することはむずかしい。それ故、ラジアルチルトのマージン特性は厳しい傾向にある。この点を考慮して、超解像光ディスク１のラジアルチルト特性がＢＤのラジアルチルト特性と同等となるように超解像光ディスク１のカバー層の厚みＫの好適な数値範囲を求める。
【００５１】
図６の測定結果から、ＢＤ−ＳＬのラジアルチルトマージンは±０．７度であり、超解像光ディスク１のラジアルチルトマージンは±０．５６度である。これらのマージン差は、上述したように、超解像光ディスク１の超解像機能層１２に形成される微小開口部１２ａの劣化と、集光スポットの最大ピーク強度の低下とに起因するものである。また、カバー層の厚みは、製造時に生ずる誤差によって、あるばらつき幅に分布する。非特許文献１に開示されるＢＤの要求仕様によれば、カバー層の厚みの許容誤差は±０．００３ｍｍである。よって、Ｄ＝０．１ｍｍ、θ１＝０．５６度、θ２＝０．７度、δ＝０．００３ｍｍ、とすれば、上式（６）により超解像光ディスク１のカバー層の厚みＫの上限値Ｋｍａｘを以下のように定めることができる。
Ｋｍａｘ＝０．０８０ｍｍ＋０．００３ｍｍ
【００５２】
また、上記により、超解像光ディスク１については、カバー層の厚みＫの中心値を０．０８０ｍｍに設定することが好ましい。ＢＤのカバー層の厚み（＝０．１ｍｍ）と超解像光ディスク１のカバー層の厚みＫとの差であるα＝０．０２０ｍｍという値は、ＢＤの要求仕様によるカバー層の厚みの許容誤差（＝０．００３ｍｍ）よりもはるかに大きく、現実的な製造誤差の範囲内とは考えにくい。
【００５３】
なお、保護層１３の光入射面から記録層１１までの厚みＫは、コマ収差量を低減するために、許容誤差±δを考慮した厚みＫの下限値（＝Ｄ×θ１／θ２−δ）よりも薄くすることが望ましいが、保護層１３の表面の付着物や傷などにより再生信号の劣化が発生しやすくなることを考慮して、保護層１３から記録層１１までの厚みＫを確保すればよい。
【００５４】
ＢＤの場合、カバー層の表面の付着物や傷などの影響を抑制するために、データをＢＤに記録する記録系では、データに対するエラー訂正符号化と、エラー訂正符号が付加されたデータを分散（インターリーブ）するインターリーブ処理とが行われる。インターリーブ処理により、一定間隔（たとえば、略２８０μｍ間隔）でデータの符号語が分散されて記録されるので、バーストエラー発生時のエラー訂正が可能となる。しかしながら、カバー層の厚みが薄すぎると、データ再生時におけるエラー訂正後のエラーレートが高くなる。ＢＤに対して下位互換性を有する超解像光ディスクの場合も同様である。図８（Ａ）は、超解像光ディスクのカバー層の厚みとシンボルエラーレート（ＳＥＲ）との関係を概略的に例示するグラフである。また、図８（Ｂ）は、超解像光ディスクのカバー層の厚みとチルトマージンとの関係を概略的に例示するグラフである。図８（Ａ）のグラフでは、縦軸は、１．０×１０−５（１．０Ｅ−０５）〜１．０×１０−１（１．０Ｅ−０１）の範囲内のシンボルエラーレートを対数目盛で表し、横軸は、カバー層の厚み（単位：ｍｍ）を均等目盛で表している。また、図８（Ｂ）のグラフでは、縦軸は、チルトマージン（単位：度（ｄｅｇ））を均等目盛で表し、横軸は、カバー層の厚み（単位：ｍｍ）を均等目盛で表している。
【００５５】
図８（Ａ）に示されるように、カバー層の厚みが０．０２５ｍｍ（＝Ｔ０）付近の０．０２０ｍｍから０．０３０ｍｍの範囲で、カバー層表面の付着物や傷などの影響により再生性能の劣化が増大する傾向にある。これは、カバー層の表面での光スポットの面積と前記付着物や傷などが占める大きさとに関係している。超解像光ディスクは、ＢＤよりもデータの記録密度が高いので、再生信号は前記付着物や傷の影響を受けやすい。よって、カバー層の厚みを薄くし過ぎるのは好ましくない。たとえば、超解像光ディスクのデータ記録密度をＢＤの４倍相当に高くした場合、同じ大きさの上記付着物や傷などから影響を受ける「データ数」は密度比の２乗根に比例すると想定される。よって、たとえば、光スポットの面積が２倍（＝４１／２）程度に大きくなるようにカバー層の厚みを設定することで上記付着物や傷などの影響を抑制することができる。また、ＢＤと比べてカバー層の厚みを薄くすることは、チルトマージンの余裕を生むことになるので、システムマージン全体としては有利に働く。本実施の形態の超解像光ディスク１の場合も、保護層１３の表面の付着物や傷などの影響を含めてシステム全体の性能マージンを満足させるようにカバー層の厚みＫの下限を設定することが望ましい。
【００５６】
以上の観点から、本実施の形態の超解像光ディスク１のカバー層の厚みＫを０．０５ｍｍ以上とすることが望ましい。この０．０５ｍｍ（＝Ｔ１）という値は、図８（Ａ）に示されるように０．０２５ｍｍ（＝Ｔ０）を２倍した値である。また、上述したように光ピックアップは球面収差補正機構を搭載することができる。この球面収差補正機構の製造コストの過度な上昇を抑えつつ本実施の形態の超解像光ディスク１のＢＤとの下位互換性を確保する観点からも、超解像光ディスク１のカバー層の厚みＫを０．０５ｍｍ程度以上とすることが望ましい。
【００５７】
一方、図８（Ｂ）に示されるように、超解像光ディスクのカバー層の厚みとチルトマージンとは互いにほぼ逆比例の関係にある。本実施の形態の超解像光ディスク１のチルトマージンの限界値θｖが上述のＢＤ−ＳＬのチルトマージンの限界値（＝約０．７度）と一致するときは、超解像光ディスク１のカバー層の厚みＫは、図８（Ｂ）の厚みＫの中心値Ｋｃ（＝０．０８ｍｍ）と略一致する。よって、許容誤差±δを考慮しない場合には、超解像光ディスク１のカバー層の厚みＫの好適な範囲Δは、０．０５ｍｍ（＝Ｔ１）〜０．０８ｍｍ（＝Ｋｃ）となる。
【００５８】
以上に説明したように、超解像光ディスク１のカバー層の厚みＫの上限を０．０８３ｍｍ、より好ましくは０．０８０ｍｍに設定することで、超解像光ディスク１に対する情報の記録や再生を、ＢＤ用光ディスク装置１００（図２）を用いて行う場合であっても、広いチルトマージンを確保することができる。すなわち、超解像機能層１２に形成される集光スポットの最大ピーク強度の低下を抑制して超解像効果の低下を抑制することができるので、再生分解能の劣化を抑制することができる。したがって、光ディスク装置１００の製造コストを上昇させることなく、ＢＤとの下位互換性を保証することができる超解像光ディスク１を提供することができる。
【００５９】
実施の形態２．
次に、実施の形態１の第１の変形例である実施の形態２について説明する。上記実施の形態１の超解像光ディスク１（図１）は、再生専用型構造を有するものであったが、これに限定されるものではない。図９（Ａ），（Ｂ）は、実施の形態２の記録型の超解像光ディスク２の構造を概略的に示す図である。
【００６０】
図９（Ａ）に示されるように、この記録型の超解像光ディスク２は、ポリカーボネートやガラスなどの基板２０と、この基板２０上に形成された超解像積層膜２１と、超解像積層膜２１を被覆する保護層２２とを有する。保護層２２は、光ピックアップ（たとえば、図２の光ピックアップ１１０）の集光光学系２５により集光されたレーザ光束２６を透過させる材料からなる。保護層２２は、たとえば、薄い透光性樹脂シートを透明接着層を介して貼り付けたり、スピンコート法により紫外線硬化樹脂を塗布し紫外線照射で硬化させたりすることで形成することができる。
【００６１】
超解像積層膜２１は、図９（Ｂ）に例示されるように、誘電体層２１１、非線形材料層２１２、誘電体層２１３、記録層２１４及び誘電体層２１５が積層された構造を有する。
【００６２】
記録層２１４は、たとえば、白金酸化物（ＰｔＯｘ）、銀酸化物（ＡｇＯｘ）あるいはパラジウム酸化物（ＰｄＯｘ）といった貴金属酸化物層を含む。記録層２１４の厚みは数ｎｍ〜数百ｎｍである。また、非線形材料層２１２は、たとえば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系，Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系，Ｓｂ−Ｔｅ系またはＩｎ−Ｓｂ系の材料により形成することができる。このような記録層２１４に強度の高い記録用のレーザ光束が集光され照射されると、記録層２１４は、当該レーザ光束のエネルギーを吸収して局所的に熱分解し変形する。これにより、記録層２１４の中に、集光光学系２５のＮＡとレーザ光束２６の波長λとで定まる回折限界λ／（４ＮＡ）よりも小さいサイズの記録マーク（バブルピット）２１４ａ〜２１４ｄが形成される。また、再生用のレーザ光束が集光され照射されたとき、非線形材料層２１２では、回折限界よりも小さい局所的な領域で光学特性が変化する超解像現象が起きて局在光が発生すると考えられる。局在光は、記録マーク２１４ａ〜２１４ｄと作用することで再生光（伝搬光）に変換される。
【００６３】
誘電体層２１１，２１３，２１５は、たとえば、記録層２１４や非線形材料層２１２の構成材料の熱拡散を防止する機能を有する。誘電体層２１１，２１３，２１５は、たとえば、ＺｎＳ−ＳｉＯ２やＡｌＮを用いて形成することができる。誘電体層２１１，２１３，２１５を設けることで、記録層２１４や非線形材料層２１２の再生耐久性を向上させることが可能となる。なお、必要に応じて、超解像積層膜２１は、光を多重干渉させる干渉層を有していてもよい。
【００６４】
あるいは、超解像積層膜２１は、図９（Ｃ）に例示されるように、誘電体層２１６、記録層２１７、誘電体層２１８、超解像マスク層２１９及び誘電体層２２０を含むものでもよい。記録層２１７は、たとえば、図９（Ｂ）に例示されたような白金酸化物（ＰｔＯｘ）や銀酸化物（ＡｇＯｘ）で構成することができる。また、超解像マスク層２１９は、たとえば、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系，Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系，Ｓｂ−Ｔｅ系またはＩｎ−Ｓｂ系といった相転移材料により形成することができる。誘電体層２１６，２１８，２２０は、たとえば、ＡｌＮやＳｉＮなどの窒化物材料を用いて形成することができる。再生用のレーザ光束が集光され照射されたとき、超解像マスク層２１９では、回折限界よりも小さい局所的な領域で光学特性が変化して光学的な微小開口部が形成される。この微小開口部で発生した局在光は、記録マーク２１７ａ〜２１７ｄと相互作用することで再生光（伝搬光）に変換される。
【００６５】
なお、図９（Ｂ），（Ｃ）は、超解像積層膜２１の構造の一例を示すものであり、超解像積層膜２１の構造や膜数や構成材料などについては特に限定するものではない。たとえば、超解像積層膜２１は、光入射側から順に、誘電体層と、白金酸化物（ＰｔＯｘ）や銀酸化物（ＡｇＯｘ）で構成された超解像マスク層と、誘電体層と、Ｆｅ、ＺｎまたはＢｉが添加されたＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系といった相転移記録材料で構成された記録層と、誘電体層とが積層された構造を有していてもよい。この場合の誘電体層は、たとえば、ＡｌＮやＳｉＮなどの窒化物材料を用いて形成することができる。
【００６６】
本実施の形態の超解像光ディスク２では、上記実施の形態１の場合と同様に、保護層２２の光入射面と記録層２１４または２１７との間の厚み、すなわち、図９（Ｂ）の記録層２１４または図９（Ｃ）の記録層２１７を被覆するカバー層の厚みＫｂの中心値Ｋｂｃを０．０８０ｍｍに設定することが好ましい。また、許容誤差±δ（＝±０．００３ｍｍ）を考慮すれば、カバー層の厚みＫｂの好適な上限値Ｋｂｍａｘは以下のように設定される。
Ｋｂｍａｘ＝０．０８０ｍｍ＋０．００３ｍｍ
【００６７】
したがって、超解像光ディスク２のカバー層の厚みＫｂの上限値は、０．０８３ｍｍ、より好ましくは、ＢＤのカバー層の厚み（＝０．１ｍｍ）よりも０．０２０ｍｍだけ薄い０．０８０ｍｍである。
【００６８】
このようにカバー層の厚みＫｂを最適化することで、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。すなわち、記録型の超解像光ディスク２に対する情報の記録や再生を、ＢＤ用光ディスク装置（たとえば、図２の光ディスク装置１００）を用いて行う場合でも、広いチルトマージンを確保することができる。すなわち、超解像積層膜２１に形成される集光スポットの最大ピーク強度の低下を抑制して超解像効果の低下を抑制することができるので、再生分解能の劣化を抑制することができる。したがって、光ディスク装置の製造コストを上昇させることなく、ＢＤとの下位互換性を保証することができる記録型の超解像光ディスク２を提供することができる。
【００６９】
なお、保護層２２の光入射面と記録層２１４または２１７との間の厚みＫｂは、コマ収差量を低減するために、できるだけ薄くすることが望ましいが、保護層２２の表面の付着物や傷などにより再生信号の劣化が発生しやすくなることを考慮して、保護層２２から記録層２１４または２１７までの厚みＫｂを確保すればよい。
【００７０】
本実施の形態の超解像光ディスク２は、ＢＤよりもデータの記録密度が高いので、再生信号は、カバー層２２の表面の付着物や傷の影響を受けやすい。よって、カバー層の厚みＫｂを小さくし過ぎるのは好ましくない。また、超解像光ディスク２の保護層２２の表面の付着物や傷などの影響を含めてシステム全体の性能マージンを満足させるようにカバー層の厚みＫｂの下限を設定することが望ましい。上記実施の形態１の超解像光ディスク１の場合と同様に図８（Ａ）のグラフを考慮すれば、本実施の形態の場合も、超解像光ディスク２のカバー層の厚みＫｂを０．０５ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００７１】
また、上述したように光ピックアップは球面収差補正機構を搭載することができる。この球面収差補正機構の製造コストの過度な上昇を抑えつつ本実施の形態の超解像光ディスク２のＢＤとの下位互換性を確保する観点からも、超解像光ディスク２のカバー層の厚みＫｂを０．０５ｍｍ程度以上とすることが望ましい。
【００７２】
以上に説明したように、本実施の形態の記録型の超解像光ディスク２のカバー層の厚みＫｂの上限を０．０８３ｍｍ、より好ましくは０．０８０ｍｍに設定することで、超解像光ディスク２に対する情報の記録や再生を、ＢＤ用光ディスク装置を用いて行う場合であっても、広いチルトマージンを確保することができる。
【００７３】
実施の形態３．
次に、上記実施の形態１の第２の変形例である実施の形態３について説明する。上記実施の形態１の超解像光ディスク１（図１）は、単一の記録層１１を有するものであったが、これに限定されるものではない。図１０は、実施の形態３の多層型の超解像光ディスク３の構造を概略的に示す図である。
【００７４】
なお、実施の形態３の超解像光ディスク３は、２層の記録層３１，３４を有するが、これに限定されるものではなく、３層以上の記録層を有していてもよい。記録層の数を増やせば、１枚あたりの記録できるデータ容量は格段に増やすことができるので、より多くの映像データやより高画質な映像データを記録または再生することが可能となる。記録層の数は、市場のニーズとディスク製造コストなどを踏まえて決めればよい。
【００７５】
図１０に示されるように、この超解像光ディスク３は、ポリカーボネートやガラスなどの基板３０と、この基板３０上に形成された記録層３１と、この記録層３１上に形成された超解像機能層３２と、これら記録層３１及び超解像機能層３２を被覆する中間層３３と、この中間層３３上に形成された記録層３４と、記録層３４上に形成された超解像機能層３５と、これら記録層３４及び超解像機能層３５を被覆する保護層３６とを有する。中間層３３、記録層３４、超解像機能層３５及び保護層３６は、光ピックアップの集光光学系２５により集光されたレーザ光束２６を透過させる材料からなる。保護層３６は、たとえば、薄い透光性樹脂シートを透明接着層を介して貼り付けたり、スピンコート法により紫外線硬化樹脂を塗布し紫外線照射で硬化させたりすることで形成することができる。
【００７６】
記録層３１，３４は、それぞれ、上記実施の形態１の記録層１１と同様の構造を有することができる。ただし、記録層３１と保護層３６の光入射面との間に介在する記録層３４は、レーザ光束２６に対して透光性の材料で構成される。記録層３４の凹凸パターンは、たとえば、紫外線硬化樹脂からなる中間層３３を硬化させる前に、ディスク原盤の凹凸パターンを転写した後に中間層３３を紫外線照射により硬化させることで形成することができる。
【００７７】
また、超解像機能層３２，３５は、それぞれ、上記実施の形態１の超解像機能層１２と同様の機能を有するものとすることができる。超解像機能層３５は、集光されたレーザ光束２６が照射される間、屈折率などの光学特性が局所的に変化する非線形光吸収特性または非線形光透過特性を有する。たとえば、レーザ光束２６の集光スポットの照射を受けた超解像機能層３５には光学的な微小開口部３５ａが形成される。この微小開口部３５ａで発生した局在光が記録層３４に照射され、再生光（戻り光）が生成されることとなる。超解像機能層３２にレーザ光束２６を集光する場合にも、集光されたレーザ光束２６の照射を受ける間、超解像機能層３２には光学的な微小開口部（図示せず）が形成され、この微小開口部で発生した局在光が記録層３１と作用して再生光に変換される。
【００７８】
本実施の形態の超解像光ディスク３では、上記実施の形態１の場合と同様に、保護層３６の光入射面と、この光入射面から最も離れている記録層３１との間の厚み、すなわち、光入射面から最も離れている記録層３１を被覆するカバー層の厚みＫ１の中心値Ｋ１ｃを０．０８０ｍｍに設定することが好ましい。また、許容誤差±δ（＝±０．００３ｍｍ）を考慮すれば、カバー層の厚みＫ１の好適な上限値Ｋ１ｍａｘは以下のように設定される。
Ｋ１ｍａｘ＝０．０８０ｍｍ＋０．００３ｍｍ
【００７９】
したがって、超解像光ディスク３のカバー層の厚みＫ１の上限値は、０．０８３ｍｍ、より好ましくは、ＢＤのカバー層の厚み（＝０．１ｍｍ）よりも０．０２０ｍｍだけ薄い０．０８０ｍｍである。
【００８０】
なお、保護層３６の光入射面から記録層３４までの厚みＫ０は、コマ収差量を低減するために、できるだけ薄くすることが望ましいが、保護層３６の表面の付着物や傷などにより再生信号の劣化が発生しやすくなることを考慮すれば、保護層３６から記録層３４までの厚みＫ０をある程度確保するほうがよい。厚みＫ０は、再生信号の劣化に伴うバーストエラー発生率などを考慮して決定されればよい。また、このようなバーストエラーに対して復号能力の高い復号法を適用することで、厚みＫ０を薄くすることができる。
【００８１】
本実施の形態の超解像光ディスク３も、ＢＤよりもデータの記録密度が高いので、再生信号は、カバー層（実施の形態２における保護層２２及び実施の形態３における保護層３６）の表面の付着物や傷の影響を受けやすい。よって、カバー層の厚みＫ０を小さくし過ぎるのは好ましくない。また、超解像光ディスク３の保護層３６の表面の付着物や傷などの影響を含めてシステム全体の性能マージンを満足させるようにカバー層の厚みＫ０の下限を設定することが望ましい。上記実施の形態１の超解像光ディスク１の場合と同様に図８（Ａ）のグラフを考慮すれば、本実施の形態の場合も、超解像光ディスク３のカバー層の厚みＫ０を０．０５ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００８２】
また、上述したように光ピックアップは球面収差補正機構を搭載することができる。この球面収差補正機構の製造コストの過度な上昇を抑えつつ本実施の形態の超解像光ディスク３のＢＤとの下位互換性を確保する観点からも、超解像光ディスク３のカバー層の厚みＫ０を０．０５ｍｍ程度以上とすることが望ましい。
【００８３】
また、中間層３３の厚みは、反射光の干渉を回避することができる最適な厚みにすればよい。たとえば、中間層３３の厚みを０．０１５ｍｍ〜０．０２５ｍｍにすることが望ましい。
【００８４】
以上説明したように実施の形態３の超解像光ディスク３では、光入射面から最も離れている記録層３１を被覆するカバー層の厚みＫ１を最適化することで、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。すなわち、超解像光ディスク３の記録層３１に対する情報の記録や再生を、ＢＤ用光ディスク装置（たとえば、図２の光ディスク装置１００）を用いて行う場合でも、広いチルトマージンを確保することができる。すなわち、すべての超解像機能層（図１０では、超解像機能層３２と超解像機能層３５）に形成される集光スポットの最大ピーク強度の低下を抑制して超解像効果の低下を抑制することができるので、再生分解能の劣化を抑制することができる。したがって、光ディスク装置１００の製造コストを上昇させることなく、ＢＤとの下位互換性を保証することができる多層型の超解像光ディスク３を提供することができる。
【００８５】
実施の形態１〜３の変形例．
以上、図面を参照して本発明に係る種々の実施の形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な形態を採用することもできる。たとえば、実施の形態３の超解像光ディスク３（図１０）は、再生専用（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ）型構造を有するものであったが、これに限定されるものではない。互いに離間して積層された複数の記録層を有する記録型の超解像光ディスクの場合でも、これら複数の記録層のうち光入射面から最も離れている記録層を被覆するカバー層の厚みの中心値を０．０８０ｍｍとすることが好ましく、その厚みの上限値を０．０８３ｍｍ（＝０．０８０ｍｍ＋０．００３ｍｍ）とすることができる。
【００８６】
また、上記実施の形態１の超解像光ディスク１の線密度方向の記録マークの長さとして、最短ピット長さが７５ｎｍの超解像光ディスクを例に挙げたが、これに限定されるものではない。本発明の解決すべき課題の１つは、超解像機能層に形成される集光スポットの最大ピーク強度の低下に起因するチルトマージンの劣化であるので、本発明は、記録マークの長さが７５ｎｍよりも短い超解像光ディスクについてもかかる課題を解決し、所期の効果を得ることができる。
【００８７】
また、上記実施の形態３の超解像光ディスク３は、２層の記録層３１，３４にそれぞれ隣接する超解像機能層３２，３５を有しているが、別の実施の形態として、たとえば、超解像光ディスク３の光入射面に近い超解像機能層３５を取り除いた超解像光ディスクの形態もあり得る。この場合も、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１〜３  超解像光ディスク、  １０，２０，３０  基板、  １１，３１，３４  記録層、  １２，３２，３５  超解像機能層、  ２１  超解像積層膜、  １２ａ，３５ａ  開口部、  １３，２２，３６  保護層、  １２１，１２５，２１３，２１５，２１６，２１８，２２０  誘電体層、  １２２，１２４  干渉層、  １２３，２１９  超解像マスク層、  ２１４，２１７  記録層、  ２１４ａ〜２１４ｄ，２１７ａ〜２１７ｄ  記録マーク、  ２２  保護層、  ２５  集光光学系、  ２６  レーザ光束、  ３３  中間層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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