(57)【要約】  円盤状の光情報記録媒体（１１５）であって、基板（１０１）と、基板上に積層された第１〜第ｎの情報層（１０２〜１０４）（ｎは３以上の整数）と、第ｋの情報層と第（ｋ+１）の情報層との間に設けられた第ｋの中間層（１０５〜１０６）（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）と、第ｎの情報層上に設けられた保護層（１０７）と、を備え、保護層表面（１０７ａ）から各々の情報層（１０２〜１０４）までの厚みの変動幅は、光情報記録媒体の中心から半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲におけるこの厚みの平均値に対して±３μｍ以下である。
2010013441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状の光情報記録媒体であって、
基板と、
前記基板上に積層された第１〜第ｎの情報層（ｎは３以上の整数）と、
第ｋの情報層と第（ｋ+１）の情報層との間に設けられた第ｋの中間層（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）と、
第ｎの情報層上に設けられた保護層と、を備え、
前記保護層表面から各々の前記情報層までの厚みの変動幅は、前記光情報記録媒体の中心から半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における前記厚みの平均値に対して±３μｍ以下である、
光情報記録媒体。
【請求項２】
前記光情報記録媒体は、光を用いた情報の再生が可能である領域を備え、
前記領域のいずれの位置においても、各々の前記中間層の厚みと前記保護層の厚みとの差が、１μｍ以上である、
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
前記光情報記録媒体は、光を用いた情報の再生が可能である領域を備え、
前記領域のいずれの位置においても、前記第１〜第ｎの中間層の厚みの合計と前記保護層の厚みとの差が、１μｍ以上である、
請求項１又は２のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
前記第１の中間層の厚みが、２２μｍ以上、２８μｍ以下であり、
前記第２の中間層の厚みが、１５μｍ以上、２１μｍ以下である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項５】
前記保護層表面から前記第１の情報層までの厚みが、９４μｍ以上、１０６μｍ以下である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
前記保護層表面から前記第２の情報層までの厚みが、６９μｍ以上、８１μｍ以下である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項７】
前記保護層表面から前記第３の情報層までの厚みが、５１μｍ以上、６３μｍ以下である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光情報記録媒体に情報を記録し、および／または前記光情報記録媒体に記録された情報を再生する装置であって、
波長４００ｎｍ以上４１０ｍ以下のレーザ光源と、
ＮＡ０．８５±０．０１の対物レンズと、
前記保護層の表面から、前記第１〜第ｎの情報層のうち、レーザ光が照射される情報層までの厚みに応じて球面収差を補正する球面収差補正部と
を備える記録再生装置。
【請求項９】
厚さ１．１ｍｍの基板と、１つ以上の情報層と、厚さ０．１ｍｍ以下の保護層と、を有し、
開口数０．８４〜０．８６の対物レンズを介して、波長４００〜４１０ｎｍのレーザ光が照射されることで、前記情報層に記録された情報が再生されるＢＤ方式の記録媒体のうち、
３つの情報層を有する３層ディスクであって、
前記ＢＤ方式の記録媒体のうち、１つの情報層を有する単層ディスクの記録容量を、又は、２つの情報層を有する２層ディスクの１層あたりの記録容量を、ａ（ＧＢ）とし（ａは０以上の実数）、当該３層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｂ（ＧＢ）とした場合（ｂは０以上の実数）、
ａ＜ｂ、かつ、４ａ≒３ｂ
の条件を満たす、３層ディスク。
【請求項１０】
｜３ｂ−４ａ｜≦２
の条件を満たす、請求項９に記載の３層ディスク。
【請求項１１】
厚さ１．１ｍｍの基板と、１つ以上の情報層と、厚さ０．１ｍｍ以下の保護層と、を有し、
開口数０．８４〜０．８６の対物レンズを介して、波長４００〜４１０ｎｍのレーザ光が照射されることで、前記情報層に記録された情報が再生されるＢＤ方式の記録媒体のうち、
４つの情報層を有する４層ディスクであって、
前記ＢＤ方式の記録媒体のうち、３つの情報層を有する３層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｂ（ＧＢ）とし（ｂは０以上の実数）、当該４層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｃ（ＧＢ）とした場合（ｃは０以上の実数）、
ｃ＜ｂ、かつ、３ｂ＜４ｃ
の条件を満たす、４層ディスク。
【請求項１２】
３ｃ＜１００、かつ、４ｃは２のべき乗
の条件を満たす、請求項１１に記載の４層ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成された薄膜を有し、音声・映像などの情報を、デジタル信号として、再生可能に記録する光情報記録媒体に関する。光情報記録媒体に対する情報の記録は、レーザビーム等の高エネルギー光ビームにより実行可能である。本発明は、特に、情報層が多層化されたことにより、大容量の情報の記録が可能な光情報記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学的な情報記録方式の研究が進められている。開発された光情報記録媒体は、産業用や民生用途に広く使用されている。特に、ＣＤやＤＶＤなど、高密度に情報を記録することができる光情報記録媒体は、広く普及している。このような光情報記録媒体は、情報信号を表すピット及び記録再生光をトラッキングするための案内溝などの凹凸形状が形成された透明基板と、この透明基板上に積層され、金属又は熱記録が可能な他の材料からなる薄膜と、この薄膜を大気中の水分などから保護する樹脂層と、透明基板を保護する層と、を有する。光情報記録媒体に記録された情報は、金属又はその他の材料からなる薄膜へのレーザ光の照射、及び反射光量の変化の検出等により再生される。
このような光情報記録媒体の一般的な製造方法は、次の通りである。
例えばＣＤの製造においては、まず、スタンパと呼ばれる金型を用いて基板が形成される。スタンパは、その片面に凹凸形状を有する。スタンパを用いる射出成形等の技術によって、片面に凹凸形状を有する樹脂基板が形成される。「凹凸形状」は、「信号パターン」と言い換え可能である。この凹凸形状上に、金属又はその他の薄膜材料を用いた蒸着やスパッタリング法などにより、情報層が形成される。その後、紫外線硬化樹脂などを用いたコーティングにより、保護層が形成される。【０００３】
また、ＤＶＤの製造においては、スタンパを用いる射出形成等の技術によって、厚み約０．６ｍｍの樹脂基板が形成される。この樹脂基板の凹凸形状上に、金属又はその他の薄膜材料からなる情報層が形成される。その後、別に準備された厚み約０．６ｍｍの樹脂基板が、紫外線硬化樹脂等を介して情報層と貼り合わせられる。
近年、このような光情報記録媒体において、大容量化に対する要望が高まってきている。そして、この要望に応じて、光情報記録媒体の高密度化が図られている。先に述べたＤＶＤなどにおいても、２層構造の光情報記録媒体が提案されている。２層構造の光情報記録媒体では、大容量化を目的として、凹凸形状を含み、金属又はその他の材料からなる薄膜で形成される情報層が、数十μｍの中間層を挟んで２つ設けられる。
また、近年のデジタルハイビジョン放送の普及に伴い、ＤＶＤよりもさらに高密度でかつ大容量の次世代光情報記録媒体が求められている。その要望に応じて、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクなどの大容量媒体が提案されている。ブルーレイ（Ｂｌｕ−ｒａｙ）ディスクでは、ＤＶＤに比べ、情報層に凹凸形状で形成されるトラックのピッチが狭く、ピットの大きさも小さい。このため、情報の記録及び再生を行うときに、レーザ光のスポットを、情報層上で小さく絞る必要がある。Ｂｌｕ−ｒａｙディスクにおける情報の記録再生には、４０５ｎｍという短波長の青紫レーザと、かつ開口数（ＮＡ）が０．８５である対物レンズと、を備える光学ヘッドが用いられる。レーザ光が対物レンズにより絞り込まれることで、レーザ光のスポット（ビームスポット）は、情報層上で小さく絞り込まれる。しかし、スポットが小さくなると、ビームスポットの位置は、ディスクの傾きにより大きな影響を受ける。つまり、ディスクが少しでも傾くと、ビームスポットに収差が発生することで、ビームに歪みが生じ、記録及び再生ができなくなるという問題が生じる。この問題を解決するため、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクでは、ディスクにおけるレーザ入射側の保護層の厚さが、０．１ｍｍ程度と薄く設定されている。【０００４】
また、このようにＮＡの高い対物レンズを有する光学ヘッドを用いた記録再生システムでは、収差が、情報層上において絞り込まれるレーザ光の質に、大きく影響を及ぼす。この「収差」は、ディスク最表面から情報層までの厚みによって発生する球面収差を含む。そのため、記録再生システムには、厚みによって発生する収差を補正する構成が設けられている。例えば、光学ヘッドが、組み合わせレンズを用いた球面収差補正部を有する構成や、光学ヘッドが、液晶を用いた球面収差補正部を有する構成などが提案されている。
ところで、このＢｌｕ−ｒａｙディスクのような大容量の次世代の光情報記録媒体にも、さらなる大容量化が求められている。その要望に応える方法の１つとして、ＤＶＤの場合と同様に、情報層の多層化による大容量化が提案されている。Ｂｌｕ−ｒａｙディスクにおける情報層の多層化を図る場合、ディスクの傾きによる影響を少なくするため、ディスクにおけるレーザ入射側の表面（以下、単に「ディスク表面」又は「媒体表面」などと称されることがある）から最も離れた情報層は、単層構造媒体の場合と同様に、ディスク表面からの距離が０．１ｍｍ程度となるように配置される。そのため、各情報層は、０．１ｍｍ程度の厚みの中で、数μｍから数十μｍの中間層と呼ばれる透明層を情報層間に挟んで、積層される。【０００５】
多層構造を有するＢｌｕ−ｒａｙディスクの一般的な製造方法は、次の通りである。一例として、２つの情報層を有する２層光情報記録媒体の製造方法は、以下の（ｉ）〜（ｖ）を含む：
（ｉ）片面に凹凸形状からなるピットや案内溝を有する、厚み約１．１ｍｍの成形樹脂基板上に、金属薄膜や熱記録が可能な薄膜材料によって、第１の情報層を形成すること、
（ｉｉ）数μｍから数十μｍの厚みを有し、情報層とこの情報層に隣接する情報層とを隔てる中間層を、前記基板の情報層上に形成すること、
（ｉｉｉ）その中間層の上に、片面にピットや案内溝などの凹凸形状を有するスタンパを押圧することにより、ピット及び案内溝を中間層上に転写すること、
（ｉｖ）ピット及び案内溝に照射されるレーザ光の波長に対して半透明な、金属薄膜又は熱記録が可能な薄膜材料によって、第２の情報層を形成すること、及び
（ｖ）第２の情報層を保護する保護層を第２の情報層上に形成すること。【０００６】
３つ以上の情報層を有する記録媒体は、中間層の形成（ｉｉ）から、第２の情報層の形成（ｉｖ）までを数回繰り返し、複数の情報層を順に積層していくことで製造される。
多層構造を有するＢｌｕ−ｒａｙディスクでは、ディスクの傾きによる影響を少なくするため、先に述べたように、全ての情報層が、０．１ｍｍ程度の厚みの中に設けられる。そのため、図２に示すように、ディスクにおけるレーザ光入射側の表面から、この表面から最も離れた第１の情報層２０２までの距離が、０．１ｍｍ程度に制限される。その他の情報層は、ディスク表面側に向かって積層される。
このような多層構造媒体としては、２層構造媒体が良く知られているが、３層以上の構造も提案されている。
このように情報層を複数有する光情報記録媒体では、読み出すべき信号を記録する情報層にレーザ光の焦点が合わされたとき、その他の情報層又は他の層でも光が反射する。こうして生じた反射光は、情報の記録再生に寄与しない。このように情報の記録再生に寄与しない光は、迷光（stray light）と呼ばれる。他方、記録再生の対象である情報層からの反射光は、情報光と呼ばれる。迷光が、いずれかの情報層を介して多重反射し、情報光と同一光路で光学ヘッドに返ってきた場合、情報光と迷光との干渉により、大きな光量変動が生じる。特に３つ以上の情報層を有する多層構造媒体では、このような干渉による問題が顕著に現れる。このような、読み出すべき情報光と迷光との干渉による光量変動は、裏焦点課題と呼ばれる。この裏焦点課題を除くために、様々な検討がなされている。【０００７】
例えば、特許文献１には、５つの信号面を有し、ディスクのサブストレート（substrate）から離れた信号面ほど、隣接する信号面との間の距離が小さくなるように又は大きくなるように、各信号面が配置されたディスクが記載されている。
また、特許文献２には、３つ以上の情報層を有する多層構造媒体において、各情報層間におけるクロストーク（層間クロストーク）の影響を除くことを目的とした構成が記載されている。特許文献２の構成では、各中間層の厚みが互いに異なっている。特許文献２には、特に、情報層が４つある４層構造媒体であって、記録再生光入射側からみて一番奥の第１の中間層と、ビームの入射側に向かって順に積層された、第２の中間層及び第３の中間層と、を有する媒体が記載されている。この媒体では、第２の情報層が最も厚い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１５５３８０号公報
【特許文献２】特開２００４−２１３７２０号公報
【発明の概要】
【０００９】
［発明が解決しようとする課題］
図３Ａは、裏焦点課題を生じる上述のパターンを示す。
図３Ａのディスク３１１は、３層ディスクである。ディスク３１１は、基板３００、第１〜第３の情報層３２１〜３２３、第１及び第２の中間層３３１〜３３２、並びに保護層３４０を備える。第１〜第３の情報層３２１〜３２３は、基板３００上にこの順に積層される。第１の中間層３３１は、第１の情報層３２１と第２の情報層３２２との間に配置され、第２の中間層３３２は、第２の情報層３２２と第３の情報層３２３との間に配置される。保護層３４０は第３の情報層３２３上に配置される。レーザ光は、ディスク３１１に対して、保護層３４０側から照射される。
ディスク３１１では、第１の中間層３３１の厚みが、第２の中間層３３２の厚みと同じである。よって、レーザ光が第１の情報層３２１に合焦（focus）されるとき、レーザ光が第２の情報層３２２で反射されることで生じた迷光３０２は、第３の情報層３２３に合焦される。その結果、迷光３０２が、第１の情報層３２１からの情報光３０１とほぼ同じ光路で、返ってくる。その結果、裏焦点課題が発生する。
【００１０】
上述したように、この裏焦点課題を解決するために、２つの中間層の厚みを互いに異ならせることが提案されている。
図３Ｂのディスク３１２及び図３Ｃのディスク３１３も、図３Ａのディスク３１１と同様に、第１〜第３の情報層３２１〜３２３を有する３層ディスクである。ディスク３１２では、第１の中間層３３１が第２の中間層３３２よりも厚く、ディスク３１３では、第２の中間層３３２が第１の中間層３３１より厚い。
ところが、このように中間層の厚みが互いに異なるディスクにおいても、裏焦点課題が生じることが明らかとなった。
図３Ｂのディスク３１２では、第１の情報層３２１にレーザ光が合焦されるときに、第２の情報層３２２での反射で生じた迷光３０４が、保護層３４０の表面に合焦される。迷光３０４は、第１の情報層３２１からの情報光３０３とほぼ同じ光路で返ってくる。
【００１１】
また、図３Ｃでは、第１の情報層３２１にレーザ光が合焦されるとき、第２の情報層３２２又は第３の情報層３２３で反射された迷光３０６及び３０７は、いずれかの情報層又は保護層表面においても合焦しないが、情報光３０５とほぼ同じ光路で返ってくる。
これら図３Ｂ及び図３Ｃのパターンにおいても、図３Ａのパターンと同様に、大きな光量変動が生じる。
ところで、２層媒体や３層媒体等の製造において、各情報層を隔てる中間層や保護層の形成には、紫外線硬化性樹脂などを用いたスピンコート法が、一般的に用いられる。それゆえ、中間層及び保護層の媒体全面における厚み分布については、ロット間ばらつきも含めると、少なくとも±３μｍ程度の幅が許容されることが求められる。
また、３層構造を有するＢｌｕ−ｒａｙディスクに対しても、現在市販されている単層又は２層のＢｌｕ−ｒａｙディスクとの互換性が要求される。それゆえ、ディスク表面から最も離れた情報層から保護層表面（ディスク表面）までの厚みは、約１００μｍに制限される。
【００１２】
これらの媒体製造上の制限を考慮すると、特許文献１又は特許文献２に開示されている媒体では、完全に裏焦点課題を排除しきれないことがわかった。
本発明は、現在市販されている単層又は２層の光情報記録媒体との互換性を確保し、かつ製造上のマージンを考慮しながら、裏焦点課題を低減することができる光情報記録媒体及び記録再生装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明の第１の側面に係る光情報記録媒体は、円盤状の光情報記録媒体であって、基板と、基板上に積層された第１〜第ｎの情報層と（ｎは３以上の整数）と、第ｋの情報層と第（ｋ+１）の情報層との間に設けられた第ｋの中間層と（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）、第ｎの情報層上に設けられた保護層と、を備え、前記保護層表面から各々の前記情報層までの厚みの変動幅は、前記光情報記録媒体の中心から半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における前記厚みの平均値に対して±３μｍ以下である。
【００１３】
また、この光情報記録媒体に情報を記録し、および／またはこの光情報記録媒体に記録された情報を再生する装置としては、波長４００ｎｍ以上４１０ｍ以下のレーザ光源と、ＮＡ０．８５±０．０１の対物レンズと、保護層の表面から、第１〜第ｎの情報層のうちレーザ光が照射される情報層までの厚みに応じて球面収差を補正する球面収差補正部と、を備える記録再生装置が挙げられる。
［発明の効果］
本発明によれば、３つ以上の情報層を有する多層光情報記録媒体において、中間層や保護層を作製するために十分なプロセスマージンが確保される。また、本発明によれば、多層光情報記録媒体において、従来の単層光情報記録媒体及び２層光情報記録媒体との互換性が確保され、さらに、層間クロストークの影響が軽減されるとともに、裏焦点課題の解消も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】３層ディスクの構造の一例を示す断面図
【図１Ｂ】３層ディスクの構造の一例を示す平面図
【図２】多層ディスクの構造の一例を示す断面図
【図３Ａ】裏焦点課題の発生パターンを示す図
【図３Ｂ】裏焦点課題の発生の他のパターンを示す図
【図３Ｃ】裏焦点課題の発生のさらに他のパターンを示す図
【図４】ディスクの作製枚数と第２の中間層の厚みの面内厚み分布との関係を示す図
【図５】塗布装置周辺の温度と第２の中間層の厚みの面内平均値との関係を示す図
【図６】保護層表面から各情報層までの厚みのばらつきを示す図
【図７】層厚みの検討に用いた２層ディスクの構造を示す図
【図８】中間層の厚みと再生信号の特性との関係を示す図
【図９】層間厚みの差に対する再生信号の振幅を示す図
【図１０】厚み変動と収差との関係を示す図
【図１１】保護層の厚みとＳＥＲとの関係を示す図
【図１２Ａ】３回反射による裏焦点課題の一例を示す図
【図１２Ｂ】３回反射による裏焦点課題の他の例を示す図
【図１２Ｃ】５回反射による裏焦点課題のさらに他の例を示す図
【図１３】情報光量に対する迷光量比と、再生信号振幅の変動幅との関係を示す図
【図１４】裏焦点課題の発生パターンの一例を示す図
【図１５Ａ】保護層の厚みが厚いディスクにおける再生信号波形（干渉が起きていない状態）
【図１５Ｂ】保護層の厚みが薄いディスクにおける再生信号波形（干渉が起きている状態）
【図１６】情報光の光路長と迷光の光路長との比較結果を示す図
【図１７】光学ヘッドの構成の一例を示す図
【図１８】多層ディスクの構成例を示す断面図
【図１９】単層ディスクの構成例を示す断面図
【図２０】２層ディスクの構成例を示す断面図
【図２１】３層ディスクの構成例を示す断面図
【図２２】４層ディスクの構成例を示す断面図
【図２３】ディスクの物理的構成を示す断面図
【図２４】２５ＧＢのＢＤのトラックの例を示す図
【図２５】２５ＧＢのＢＤよりも高記録密度のディスクにおけるトラックの例を示す図
【図２６】トラック及びトラック上に記録されたマーク列に照射されるレーザ光を示す平面図
【図２７】記録容量が２５ＧＢであるディスクにおけるＯＴＦと空間周波数との関係を示す図
【図２８】最短マーク（２Ｔ）の空間周波数がＯＴＦカットオフ周波数よりも高く、かつ、２Ｔの再生信号の振幅が０である場合の、信号振幅と空間周波数との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
〔１．３層ディスクの構造の概要〕
図１Ａは、本発明の第１実施形態におけるディスク（光情報記録媒体、３層ディスク）１１５の断面、並びにこのディスク１１５に情報を記録し及び／又はディスク１１５から情報を読み出す装置の一部を、模式的に示す。
なお、本明細書において、文言「光情報記録媒体」は、ＤＶＤ，ＣＤ，Ｂｌｕ−ｒａｙディスク等の各種記録媒体を含む。「ディスク」は円盤状の記録媒体である。本明細書においては、従来技術についての記載を除き、「光情報記録媒体」が、単に「記録媒体」、「媒体」、「光ディスク」、又は「ディスク」等と称されることがある。すなわち、以下の記述において、これらの文言は、互いに置換可能である場合がある。
【００１６】
ディスク１１５は、外径が１２０ｍｍ、厚みが１．２ｍｍの円盤状の光情報記録媒体である。なお、これらの数値は変更可能である。
図１Ａに示すように、ディスク１１５は、基板１０１、第１〜第３の情報層１０２〜１０４、第１及び第２の中間層１０５〜１０６、及び保護層１０７を有する。また、後述するように、第１〜第３の情報層１０２〜１０４は、追記型の情報層である。つまり、ディスク１１５は、３層の情報層を有する追記型の光情報記録媒体である。第１〜第３の情報層１０２〜１０４は、互いに区別されない場合には、単に「情報層」と表記されることがある。第１〜第２の中間層１０５〜１０６についても同様で、単に「中間層」と表記されることがある。
基板１０１は、樹脂（例えばポリカーボネート製樹脂）からなり、厚みは約１．１ｍｍである。基板１０１の片面には、凹凸形状よりなる案内溝が形成されている。
【００１７】
第１〜第３の情報層１０２〜１０４は、追記型相変化材料を含む。追記型相変化材料とは、記録再生光の照射による熱によって、光学特性が異なる２つ以上の状態間を取りうる材料のことである。追記型相変化材料としては、その反応が不可逆的に変化しうる材料が好ましい。追記型相変化材料としては、例えば、Ｏ及びＭ（ただし、ＭはＴｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料が好ましい。また、第１〜第３の情報層１０２〜１０４は、これらの材料とそれに積層された誘電体材料とを有する構造であってもよい。ただし、情報層に含まれる材料は、これらの材料のみに限定されるものではない。また、追記型相変化材料は、１回のみ記録を行うことができる材料であってもよいし、繰り返し記録を行える材料であってもよい。
【００１８】
なお、本発明は、再生専用媒体にも適用可能である。すなわち、情報層のいずれか１つ又は全部は、Ａｇ又はＡｌ合金などの金属反射膜であってもよい。また、ここで挙げた反射膜の材料は、再生専用媒体の情報層の材料の一例に過ぎず、他の材料に置換可能である。
第１の情報層１０２は、基板１０１の２つの面のうち、凹凸形状が形成された側の面上に配置される。第２の情報層１０３は、第１の中間層１０５を挟んで第１の情報層１０２上に配置される。第３の情報層１０４は、第２の中間層１０６を挟んで第２の情報層１０３上に配置される。
第２の情報層１０３及び第３の情報層１０４は、レーザ光を反射させると共に、レーザ光入射側からみて奥側の情報層にレーザ光を透過させなければならない。よって、第２の情報層１０３及び第３の情報層１０４は、レーザ光に対して半透明な薄膜材料によって構成されている。
【００１９】
また、第１〜第３の情報層１０２〜１０４の光の透過率及び反射率は、反射されて光学ヘッド１１６に戻る光量が各情報層でほぼ同じ程度となるように、設定されている。つまり、第１の情報層１０２、第２の情報層１０３、第３の情報層１０４の順に、光の透過率が高くなるように、各層を構成する材料が選択される。すなわち、第１の情報層１０２よりも第２の情報層１０３の方が光の透過率が高く、第２の情報層１０３よりも第３の情報層１０４の方が光の透過率が高い。
なお、「半透明」とは、このように、各情報層への情報の記録及び／又は各情報層からの記録の再生が可能な程度の光の透過率であればよく、具体的な数値に限定されるものではない。
第１〜第２の中間層１０５〜１０６は、透明の樹脂からなる。樹脂としては、例えば紫外線硬化性樹脂が用いられる。第１の中間層１０５は、第１の情報層１０２と第２の情報層１０３との間に配置され、第２の中間層１０６は、第２の情報層１０３と第３の情報層１０４との間に配置される。
【００２０】
保護層１０７は、透明の樹脂からなり、第３の情報層１０４上に配置される。つまり、第３の情報層１０４は、保護層１０７と第２の中間層１０６との間に配置される。
このように、ディスク１１５においては、基板１０１上に、第１の情報層１０２、第１の中間層１０５、第２の情報層１０３、第２の中間層１０６、第３の情報層１０４、保護層１０７が、順に積層されている。保護層１０７の外側の面（第３の情報層１０４と対向する面とは逆側の面）を保護層表面１０７ａとする。
中間層１０５〜１０６及び保護層１０７を構成する樹脂材料は、レーザ光の波長に対して略透明であることが好ましい。ここで、「略透明」とは、好ましくは、レーザ光の波長に対して９０％以上の透過率を有することである。中間層１０５〜１０６および保護層１０７の材料としては、例えば、波長４０５ｎｍの光に対して９０％以上の透過率を有する樹脂が好ましい。
【００２１】
図１Ｂに示すように、ディスク１１５は円形状であり、リードイン領域２、データ記録領域３、リードアウト領域４を有している。
リードイン領域２には、ディスクの構造に関する情報、ディスクの記録時に必要な情報、記録データの管理情報に関するデータなどが記録されている。リードアウト領域４は、データの記録終了位置を示す領域である。データ記録領域３は、主情報として、例えば、映像、音声又はその他のソフトウェアを記録可能な領域である。リードイン領域２は、通常、ディスクの内周領域に位置する。例えば、リードイン領域２の外周端は、通常、ディスクの中心から半径２４ｍｍの位置に配置される。
＜１‐１．各部分の厚み＞
≪１‐１‐１．保護層表面から各情報層までの厚み≫
ディスクがドライブに挿入されたとき、ドライブは、ディスクの最内周部（半径２３ｍｍから２４ｍｍの間）に記録されている管理情報を、最初に読み込む。そのとき、ドライブは、半径２３ｍｍから２４ｍｍの領域において、最適な球面収差補正及びフォーカスオフセット調整などを行ってから、記録学習を行う。そこで行った記録学習の結果、最適な記録条件が決定される。
【００２２】
この決定された記録条件に基づいて、ドライブは、ディスクのその他の位置（特にデータ記憶領域）において、記録及び／又は再生を行う。このとき、半径２４ｍｍより外周側の各領域において、保護層表面から各情報層までの厚みが、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における保護層表面から各情報層までの厚みに対して、大きく異なる場合、ビームが精確に合焦されないので、記録または再生の精度に大きな影響が出る。そのため、保護層表面から各情報層までの厚みの変動においては、ディスクの半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における保護層表面から各情報層までの厚み平均値から、どの程度のずれが許容されるかが重要となる。
保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの厚みｔ３の変動幅は、（ディスク１１５の半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における厚みｔ３の平均値）±３μｍ以下である。なお、厚みｔ３は、「保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの距離」と言い換えられる。
【００２３】
保護層表面１０７ａから第２の情報層１０３までの厚みｔ４の変動幅も、（ディスク１１５の半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における厚みｔ４の平均値）±３μｍ以下である。なお、厚みｔ４は、「保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの距離」と言い換えられる。
保護層表面１０７ａから第３の情報層１０４までの厚みｔ５の変動幅も、（ディスク１１５の半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における厚みｔ５の平均値）±３μｍ以下である。なお、厚みｔ５は、「保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの距離」と言い換えられる。
なお、本実施形態では、厚み５は保護層１０７の厚みｔｃと同一である。
厚みｔ３〜ｔ５が上述の範囲にあることで、信号の記録及び読み出しにおいて高い精度が実現される。この範囲が導き出された根拠及びディスク１１５の具体的な他の構成については、後述する。
【００２４】
≪１‐１‐２.中間層の厚み≫
ディスク１１５中の領域２〜４内のいずれの位置においても、第１の中間層１０５の厚みｔ１は、保護層１０７の厚みｔｃとは異なり、かつ第１の中間層１０５の厚みｔ１と保護層１０７の厚みｔｃとの差は、１μｍ以上であることが好ましい。
第２の中間層１０６も同様である。すなわち、領域２〜４内のいずれの位置においても、第２の中間層１０６の厚みｔ２は、保護層１０７の厚みｔｃとは異なることが好ましい。
また、領域２〜４内のいずれの位置においても、第２の中間層１０６の厚みｔ２と保護層１０７の厚みｔｃとの差は、１μｍ以上であることが好ましい。
また、領域２〜４内のいずれの位置においても、各中間層同士の厚みの差は、１μｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
また、領域２〜４内のいずれの位置においても、各中間層及び保護層のうちの１つの層と、この層を除く他の層の合計との差が、１μｍ以上であることが好ましい。例えば、全ての中間層の厚みの合計（ｔ１+ｔ２）と、保護層１０７の厚みｔｃとの差が、１μｍ以上であることが好ましく、第２の中間層１０６の厚みｔ２及び保護層１０７の厚みｔｃの合計と、第１の中間層１０５の厚みｔ１との差が、１μｍ以上であることが好ましい。
すなわち、ディスク１１５において、領域２〜４内のいずれの位置においても、以下（ａ）〜（ｅ）の条件のうち、少なくとも１つ、さらには２つ以上が満たされることが好ましく、さらには全部が満たされることが好ましい。
｜ｔ１−ｔｃ｜≧１μｍ              （ａ）
｜ｔ２−ｔｃ｜≧１μｍ              （ｂ）
｜ｔ１−ｔ２｜≧１μｍ              （ｃ）
｜（ｔ１＋ｔ２）−ｔｃ｜≧１μｍ    （ｄ）
｜ｔ１−（ｔ２＋ｔｃ）｜≧１μｍ    （ｅ）
なお、本実施形態では、「光を用いた情報の再生が可能である領域」の一例として、領域２〜４が挙げられている。「光を用いた情報の再生が可能である領域」とは、「再生可能な情報が記録されている領域」と表現されてもよいし、「信号を再生可能に記録することができる領域」と表現されてもよい。
【００２６】
これらの式が導き出された具体的な経緯については、及びディスク１１５の他の構成については、後述する。
〔２．ディスクの製造方法〕
本実施形態のディスク１１５の製造方法としては、上述の（ｉ）〜（ｖ）を含む方法が好適に用いられる。
例えば、第１の中間層１０５及び第２の中間層１０６は、
‐紫外線硬化性樹脂を第１の情報層１０２又は第２の情報層１０３上に塗布すること
‐この樹脂に凹凸形状からなる案内溝を有するスタンパを押圧すること
‐樹脂を硬化させること、
‐スタンパを剥離すること
によって、形成可能である。この方法によって、凹凸形状が樹脂表面に転写される。
【００２７】
保護層１０７も、情報層上に紫外線硬化性樹脂を塗布することによって形成される。
〔３．記録再生装置〕
＜３‐１．記録再生装置の概要＞
以下では、記録再生装置の一例として、記録及び再生の両方が可能な装置について説明する。
ただし、「記録再生装置」とは、記録及び／又は再生を行う装置であって、再生のみを行う装置、記録のみを行う装置、両方を行う装置のいずれであってもよい。
図１Ａに示すように、記録再生装置は、光学ヘッド１１６を備え、必要に応じて図示しないモータ等の駆動装置、制御装置、及び処理装置等をさらに備える。
＜３‐２．光学ヘッド＞
光学ヘッド１１６は、対物レンズ１０８、収差補正部１１０、光源１１１、偏光ビームスプリッタ１１２、及び光検出器１１４を有する。
【００２８】
光源１１１としては、波長４０５ｎｍの半導体レーザが好適に用いられる。対物レンズ１０８としては、ＮＡが０．８５のレンズが用いられる。収差補正部１１０は、２枚以上のレンズを含む組み合わせレンズにより構成されていてもよいし、コリメートレンズによって構成されてもよいし、液晶等の要素を含んでいてもよい。
光源１１１から出射されたレーザ光１０９は、収差補正部１１０を通って、偏光ビームスプリッタ１１２に入る。偏光ビームスプリッタ１１２を通過したレーザ光１０９は、対物レンズ１０８によって、情報層１０２〜１０４のいずれかにおいて、焦点が合わされる。情報層からの反射光は、偏光ビームスプリッタ１１２を経て、光検出器１１４で検出される。
記録再生装置の処理装置は、光検出器１１４の光電変換により出力された信号から、情報を読み取る。また、記録再生装置の制御装置は、レーザ光によりディスク１１５に情報を記録する。
【００２９】
このように、記録再生装置は、光をディスクに照射することで、信号の記録及び／又は再生を行う。本明細書では光として、特にレーザ光が挙げられているが、「レーザ光」は、「記録光」、「再生光」、「記録再生光」等の文言と、互いに置換可能である。「記録光」は特に情報の記録に用いられる光を、「再生光」は特に情報の再生に用いられる光を、「記録再生光」は、記録光及び／又は再生光として用いられる光を意味する。記録再生装置が記録媒体に照射する光が「記録再生光」と称されることがある。また、「レーザ光」は「ビーム」と表現されることもある。
図１７を参照して、光学ヘッドの一例についてより具体的に説明する。なお、図１７におけるディスク１７０１としては、本明細書に述べる各種記録媒体（ディスク１１５等）が適用可能である。なお、記録再生装置としての基本構成は、図１に示す通りであり、以下の構成には限定されるものではない。
【００３０】
図１７に示すように、光学ヘッド１７０２は、光源１７０３、コリメートレンズ１７０５、偏光ビームスプリッタ１７０６、４分の１波長板１７０７、対物レンズ１７０８、アパーチャ１７０９、シリンドリカルレンズ１７１１、光検出器１７１２を有する。
光源１７０３は、波長が４０５ｎｍの直線偏光の発散ビームであるレーザ光１７０４を出射する。光源１７０３から出射されたレーザ光１７０４は、焦点距離ｆ１が１８ｍｍのコリメートレンズ１７０５で平行光に変換された後、偏光ビームスプリッタ１７０６を透過する。その後、レーザ光１７０４は、４分の１波長板１７０７を透過することで、円偏光に変換される。変換後のレーザ光１７０４は、焦点距離ｆ２が２ｍｍの対物レンズ１７０８によって収束ビームに変換され、ディスク１７０１に集光される。
対物レンズ１７０８の開口は、アパーチャ１７０９によって制限される。本形態では、開口数ＮＡは０．８５である。また、図示しないステッピングモータ等で構成される収差補正制御部が、情報層で球面収差がほぼ０ｍλとなるように、コリメートレンズ１７０５の光軸方向の位置を調整する。
【００３１】
情報層で反射されたビームは、対物レンズ１７０８を透過する。その後、ビームは、４分の１波長板１７０７を透過することで、往路とは９０度異なる直線偏光に変換される。直線偏光は、偏光ビームスプリッタ１７０６で反射される。偏光ビームスプリッタ１７０６で反射されたビームは、ビーム分割素子である回折格子によって、０次光と１次光とに分割され、シリンドリカルレンズ１７１１を経て、光検出器１７１２に入射する。光検出器１７１２に入射するビームには、シリンドリカルレンズ１７１１を透過するとき、非点収差が付与される。
図１７では、収差補正部の一例として、コリメートレンズ１７０５を挙げたが、前述の例と同様に、２枚以上のレンズを含む組み合わせレンズにより構成されていてもよいし、コリメートレンズによって構成されてもよいし、液晶等の要素を含んでいてもよい。
【００３２】
収差補正部は、ディスクの保護層表面から情報の記録または再生の対象である情報層までの厚みによって発生する球面収差などの収差を、補正する役割を有する。具体的には、収差補正部は、各情報層で発生する収差成分を打ち消すような収差を、レーザ光に与える。
光学ヘッドは、本来、単層ディスクの情報層に対して収差が小さくなるように光学的に設計されている。近年の光学ヘッドの設計では、２層ディスクの記録再生も考慮される。よって、設計上の最小収差位置は、保護層表面から約８０μｍから９０μｍ程度に設定されている。そのため、最小収差位置からずれた位置に存在する情報層にレーザ光が絞り込まれるときは、収差補正部によって、各情報層に合った収差補正値を用いた補正が行われる必要がある。
【００３３】
なお、光源の半導体レーザの波長は、４０５ｎｍに設定されているが、波長は、設計上により、また温度・駆動電流の変化によって若干変化する。よって、波長は、４００ｎｍから４１０ｎｍの幅で許容される。波長が４００ｎｍから４１０ｎｍの範囲であれば、本形態と同様の効果が得られる。
〔４．ディスクの構成の検討］
＜４‐１．厚み測定方法＞
本願の各実施形態において、「厚み」とは、共焦点光学系を有する厚み測定器で測定された値である。この測定器は、波長４０５ｎｍの光源と、対物レンズと、遮光部材と、光検出器と、を有する光学ヘッドを備える。測定器は、さらに、この光学ヘッドを移動させるアクチュエータと、厚みを算出する演算部と、を備える。遮光部材は、ピンホールを有する。遮光部材は、ディスクから光検出器に向かう反射光の光路上に設けられる。
【００３４】
光源からのビームは、対物レンズによって、ディスク上に絞込まれる。ディスクから反射してくる光は、ピンホールを通って光検出器で検出される。
測定器は、ディスク中の界面でビームが焦点を結んだとき、反射光が光検出器の表面で焦点を結ぶように、光学的に設計されている。よって、ディスク中の界面に焦点を結んだときのみ、光検出器の前に設けられたピンホールを光が透過する。ディスク中の界面以外で焦点を結んだ場合は、光の大部分が遮光部材で遮られる。従って、光検出器で検出される光強度を測定すれば、ディスク中の界面にビームの焦点が結ばれているかどうかの判断ができる。なお、「ディスク中の界面」とは、ディスクに含まれる各層間の界面、及びディスク表面を含む。つまり、情報層と中間層との界面、及び保護層の表面は、ディスク中の界面に含まれる。
【００３５】
測定器の光学ヘッドは、アクチュエータによって、ディスクに照射される光の軸方向に移動される。各情報層でビームの焦点が結ばれると、演算部は、焦点が合った位置を、アクチュエータによる光学ヘッドの移動距離から算出する。演算部は、この移動距離から、ディスク表面から情報層までの距離、隣り合う情報層間の距離などを算出することができる。つまり、演算部によって、保護層の厚み及び中間層の厚みが算出される。
なお、この測定器は中間層、あるいは保護層の波長４０５ｎｍに対する屈折率Ｎを１．６とした場合に正確な厚みが測定されるように校正されている。中間層や保護層を形成する材料の屈折率Ｎの値によっては、光学的な厚みが変化する。先行技術についての記載を除き、本明細書で説明する各厚みの値は、屈折率Ｎを１．６に換算した場合の厚みのことを意味する。つまり、波長４０５ｎｍの光に対する屈折率は樹脂の種類によって異なるので、厚みについては、屈折率を１．６に換算して得られる数値で議論がなされる。
【００３６】
屈折率Ｎを１．６に換算した場合の厚みとは、上記厚み測定器を用い、各樹脂層の屈折率Ｎを１．６と設定した場合の測定データを意味する。この厚み測定器で樹脂層の厚みが測定された場合、屈折率が１．６に設定されたときの測定データとしては、１．６×ｄ／ｎが出力される。Ｎは波長４０５ｎｍでの樹脂の屈折率であり、ｄ（μｍ）は実厚みである。先行技術についての記載を除き、本明細書中の厚みの値とは全てこの厚み測定器（この厚み測定条件下）での値を意味している。すなわち、先行技術についての記載を除き、明細書中の厚みの議論は、実厚みｄについてのものではない。
＜４‐２．層の厚み＞
ディスク第１の中間層１０５の厚みｔ１、第２の中間層１０６の厚みｔ２、保護層１０７の厚みｔｃに関して、最適な設計値を検討した。
【００３７】
まず、中間層の厚みが変化したときの、その中間層を挟む２つの情報層に記録される信号の品質と、中間層の厚みとの関係を調べた。
なお、以下では、中間層の厚みがその中間層を挟む２つの情報層間の層間クロストークに与える影響を単純モデル化するため、図７に示すような２層ディスク７００を用いて評価を行った。ディスク７００は、基板７０１、第１の情報層７０２、第２の情報層７０３、中間層７０４、及び保護層７０５を備える。第１の情報層７０２、中間層７０４、第２の情報層７０３、及び保護層７０５は、基板７０１上に、この順に積層されている。
ただし、２層ディスク７００の構成は、層数が異なる以外は、３層ディスク１１５と同様である。例えば、２層ディスク７００の基板７０１は３層ディスク１１５の基板１０１と、情報層７０２〜７０３は情報層１０２〜１０４と、中間層７０４は中間層１０５〜１０６と、保護層７０５は保護層１０７と、それぞれ、同様の材料で構成される。また、２層ディスク７００の径及び厚みは、３層ディスク１１５と同一である。
【００３８】
「層間クロストーク」とは、記録又は再生の対象である情報層にレーザ光が合焦されたときに、それ以外の情報層におけるビームのスポット径が小さくなり、より絞り込まれた状態のビームが他層に照射されることで、情報光に迷光が入り込み、その結果、読み取るべき信号にノイズが入り込む現象である。特に、中間層の厚みが薄いときに、層間クロストークが発生しやすい。
特に３つ以上の情報層を有するディスクの場合においては、「層間クロストーク」とは、記録又は再生の対象である情報層からの反射光に、隣接する別の情報層からのレーザ光が漏れこむことで、信号にノイズが入り込むことを意味する。
発明者らは、中間層の厚みを数種類変化させた２層ディスクを作製し、以下の評価に用いた。ただし、全てのディスクで、保護層７０５の厚みは５７μｍに固定された。
【００３９】
評価方法は、以下の通りである。発明者らは、各ディスク中の同一の半径位置において、２つの情報層７０２〜７０３のそれぞれに、密度２５ＧＢで信号を記録した。そして、発明者らは、信号のジッタ値を調べた。
ジッタ値とは、記録された信号の所望の時間的な位置からのずれ量あるいは変動量を示す。ジッタ値が小さい方が、信号の再生品質が良いことを意味している。
図８に、中間層７０４の厚みと、第１の情報層７０２及び第２の情報層７０３に記録された信号の再生特性との関係を示す。
なお、信号の記録及び再生は線速４．９ｍ／ｓで行われ、ジッタはリミットイコライザーによるブーストがかけられた状態で評価された。ジッタ値が８．５％以下であることが、媒体の品質を判断する上での指標とされた。この範囲のジッタ値が得られれば、ディスクにおける信号の品質は、ほとんど問題なくエラー訂正でき、再生できるレベルである。
【００４０】
図８からわかるように、中間層７０４の厚みが薄くなるにつれ、情報層７０２及び７０３の両方において、層間クロストークの影響により、ジッタ値が悪化した。特に中間層７０４の厚みが１０μｍ以下となると、ジッタ値の悪化が顕著であった。よって、ジッタ値のクライテリアを満たすためには、中間層の厚みは少なくとも１０μｍ以上であることが好ましい。
また、図８において、中間層の厚みが１５μｍ以上であるとき、隣接した情報層からの層間クロストークによるジッタ値への影響は、ほとんど見られなかった。このように、中間層の厚みは、１５μｍ以上であることが好ましい。
なお、図８は、記録密度が２５ＧＢであるときの信号評価の結果であるが、記録密度に関係なく、中間層の厚みは１５μｍ以上であることが好ましい。なぜなら、信号の質の悪化（具体的にはジッタ値の悪化）は、情報層からの情報光とその情報層以外の他の層からの反射光との干渉によって、光の明暗の連続が生じ、その結果として生じるノイズによって引き起こされるからである。よって、中間層厚みが１５μｍ以上である場合、信号の記録密度には関係なく、隣接した情報層による信号の質の悪化が回避される。
【００４１】
＜４‐３．層の厚みのばらつき＞
３層ディスクにおける中間層及び保護層の厚みばらつきについての検討結果を述べる。第１中間層１０５の厚みｔ１としてのねらいの値を２５μｍ、第２の中間層１０６の厚みｔ２としてのねらいの値を１８μｍ、保護層１０７の厚みｔｃとしてのねらいの値を５７μｍとし、保護層表面１０７ａから第１情報層１０２までの厚みｔ３としてのねらいの値を１００μｍとした。各中間層及び保護層は、スピンコート法による紫外線硬化性樹脂の塗布工法により作製された。
図４は、作製されたディスクの第２中間層１０６の厚みｔ２の面内厚み分布および作製サンプル毎の厚み変動を示す。
発明者らは、１５０枚のサンプルを作製し、その中から１０枚毎に１枚を抜き取り、中間層の厚みを測定した。図４には、第２中間層１０６のディスクの面内における厚み平均値が示されると共に、面内での最大値及び最小値がエラーバーで示されている。
【００４２】
図４に示されるように、個々のディスクにおいて、第２の中間層１０６の厚みｔ２は、媒体面内でばらつきを有している。
このようなばらつきが生じる原因としては、例えば、次の事象が挙げられる：
‐中間層がスピンコート法によって形成される場合、中間層を構成する樹脂は、スピンテーブルの回転によって延伸される。このとき、スピン回転中に樹脂が受ける径方向での遠心力が、媒体面中の位置によって違うことによって、樹脂の厚みにばらつきが生じる
‐同じく、中間層がスピンコート法によって形成される場合、スピン回転が停止した後、樹脂が塗布された領域の端部における樹脂の表面張力の影響によって、端部の樹脂が盛り上がる。その結果、樹脂の厚みにばらつきが生じる
‐樹脂塗布後にスタンパを貼合したときに樹脂が流動することで、樹脂の厚みにばらつきが生じる。
【００４３】
ディスク全面での第２の中間層１０６の厚みｔ２の最大値と最小値との差は、状況によっては約３μｍ程度の分布を有する。
中間層及び保護層などの樹脂層の形成工程としては、スピンコート法以外にも、例えばスクリーン印刷工法、グラビア印刷工法など様々な工法が考えられる。しかし、厚み分布の形状は異なるものの、どの工法を用いた場合においても、各層において３μｍ程度の厚み分布が生じる。
また、層の厚みは、層の形成工程が液体の紫外線硬化性樹脂の塗布を含む場合、塗布装置の周囲環境の影響、特に温度や湿度の変化の影響を大きく受ける。例えば、温度が上昇すると、それにつれ紫外線硬化性樹脂の温度も上昇し、樹脂の粘度が低下する。この状態で、例えばスピンコート法などにより樹脂を塗布すると、粘度が低下した分、形成される中間層あるいは保護層の厚みは薄くなる。塗布装置そのものに温度調整機能を取り付けることによって、温度変化による厚み変化の程度は小さくすることができる。しかし、温度が層の厚みに与える影響を、完全に取り除くことはできない。よって、複数枚のディスク間で、厚みのばらつきが生じる。
【００４４】
図５は、塗布装置周辺の温度と、第２中間層１０６の厚みｔ２の面内平均値との関係を示す。図５のデータより、温度が約１℃変化する毎に、厚みが約０．５μｍ変化することがわかる。
塗布装置内の温度は、装置の設置環境の温度変化又は装置の稼働状況による温度変化などによって、５〜６℃程度は容易に変化する。約５〜６℃の温度管理は、従来の単層ディスク及び２層ディスクの製造に用いられる塗布装置において、温度管理精度の特別な改善を要することなく、実現可能である。約６℃の温度変化では、厚み変化量は約３μｍである。１つの媒体における面内での厚みばらつきと、媒体間での厚み変動とが合わさると、ねらいの厚みに対して最大６μｍ程度のばらつきが生じる。そのため、各中間層の厚みあるいは保護層の厚みは、ねらいの厚みに対して±３μｍ程度のプロセス上の変動要因を有する。
【００４５】
ここでは、第２中間層の厚みｔ２についてのみ説明を行ったが、第１中間層の厚みｔ１及び保護層の厚みｔｃに関しても、同様の結果が得られた。すなわち、各中間層や保護層の厚み変動幅としてはねらいの厚みに対して±３μｍ程度が見込まれる。つまり、ディスクを量産した場合、各中間層の厚みは、それぞれねらいの厚みに対して±３μｍ程度は、ずれる可能性がある。よって、３層ディスクの中間層の厚みは、この変動幅を含めて設定されることが好ましい。
＜４‐４．層の厚みの差＞
次に、多面反射光による干渉の影響について評価した結果を述べる。
図３Ａ〜図３Ｃを参照して説明したように、読み出すべき情報層にレーザ光が合焦されたとき、他層で反射した迷光の一部が、いずれかの情報層及び保護層表面などで多重反射されることがある。この迷光は、読み出すべき情報光と等しい光路長及び等しい光束径で、光学ヘッドの光検出器１１４に入射することがある。この場合、迷光成分は、複数の情報層及び保護層表面などでの反射を経て光検出器に入射するので、読み出すべき情報光に対して非常に小さい光量となる。しかし、この迷光成分は、情報光と等しい光路長及び等しい光束径で光検出器１１４に入射するので、干渉により、光検出器１１４における受光量が大きく影響される。その結果、微小な中間層厚みの変化あるいは保護層厚みの変化で、光検出器での受光量の変動が大きくなり、安定した信号検出が困難となる。
【００４６】
図９は、読み出すべき情報光と図３Ａ〜図３Ｃに示すようなパターンで光検出器に返ってくる迷光との光量比を１００：１としたときの、層間厚みの差に対する再生信号振幅を示している。なお、層間厚みの差とは、第１の中間層、第２の中間層、及び保護層間の厚みの差を意味している。すなわち、図９において「層間厚みの差が１μｍ以上である状態」とは、この３つの層間の差の全てが１μｍ以上であること、つまり、第１の中間層と第２の中間層との厚みの差、第２の中間層と保護層との厚みの差、及び保護層と第１の中間層との厚みの差など、すなわち干渉を生じる層の厚み差が、全て、１μｍ以上であることを意味する。
図９の横軸は層間厚みの差、縦軸は再生信号振幅を表す。再生信号振幅は、読み出すべき情報光のみを、光検出器で受光したときのＤＣ光量で規格化することで得られる値である。図９を見ると、層間厚みの差が１μｍ以下となると、再生信号振幅が急激に変動することがわかる。
【００４７】
３層ディスクについて、情報層１面あたりの記録容量を、従来の２層ディスクの情報層１面当たりの記録容量よりも大きい３３．４ＧＢとすることで、３層ディスク全体の記録容量を１００ＧＢとする提案がされている。このような３層ディスクに対しても、従来の２層ディスク用ドライブのトラッキング機構などを、その構成を大きく変更することなく利用したい、という要望がある。この要望に応えるために、３層ディスクの情報層に設けられる案内溝のピッチは、２層ディスク等の従来の媒体におけるピッチから、変更されないことが好ましい。そこで、レーザ光が進む方向の線密度を、従来の約１．３倍とすることで、情報層１面あたりの容量を大きくすることが提案されている。
このように線密度が従来の約１．３倍であるディスクの信号マークのマーク長は、従来のディスク（従来のディスクの記録容量は２５ＧＢである）における信号マークのマーク長に対して、２５％短くなる。信号マークが短くなると、信号のＳＮ比が比べ小さくなるので、ノイズが信号特性に与える影響は非常に大きくなる。よって、層間厚みの差が１μｍ以下となった場合の再生信号振幅の変動は、大きく信号品質を劣化させる。従って、１μｍ以下という層間厚みの差は、このように線密度が高いディスクでは、到底許容できるものではない。
【００４８】
以上のように、第１の中間層と第２の中間層との厚みの差、第２の中間層と保護層との厚みの差、保護層と第１の中間層との厚みの差は、それぞれ１μｍ以上であることが好ましい。
＜４‐５．裏焦点課題＞
次に、裏焦点課題の影響度について検討した結果を述べる。３層ディスクの場合、第１〜第３の各情報層及び保護層の表面の計４つの反射界面が存在する。いずれかひとつの情報層にレーザ光が合焦された場合、その他の反射界面で反射した一部の迷光は、多面反射を繰り返し、光学ヘッドに設けられた光検出器に返る。光検出器に返る迷光は、いずれかの界面で、必ず奇数回、反射して光検出器に返る。迷光が３回反射で光検出器に帰ってくるパターン、及び５回反射で光検出器に返ってくるパターンについて、迷光が信号検出に与える影響の度合いが評価された。評価結果は以下の通りである。
【００４９】
各情報層の反射率、透過率は、各情報層の信号を再生したとき、各情報層の反射率がほぼ同じとなるように設定されている。そのため、第１の情報層に近いほど、情報層の反射率は高く、透過率は低く設定される。ディスク１１５において、つまり各層が積層された状態において、光学ヘッドからの光に対する各層の反射率は、２〜５％程度に設定される。
図１２Ａ〜図１２Ｃに、発生しうる３回反射の裏焦点課題と、５回反射の裏焦点課題の一例と、を示す。図１２Ａ〜図１２Ｃのディスクは、第１〜第３の情報層１２０１〜１２０３と、保護層１２０４とを有する３層ディスクである。
第１の情報層１２０１に近づくほど、情報層の反射率は高く設定される。保護層表面１２０４ａで反射するよりも、第２の情報層１２０２又は第３の情報層１２０３のいずれかで多面反射が生じた方が、光検出器に返ってくる迷光の量が大きくなる。
【００５０】
≪４‐５‐１．パターン１≫
例えば、図１２Ａにおいて、第１の情報層１２０１にレーザ光が合焦されたときに、迷光は、第２の情報層１２０２、第３の情報層１２０３、及び第２の情報層１２０２で反射されて、光検出器で検出される。つまり、このパターンでは、迷光は３回反射される。
第２の情報層１２０２及び第３の情報層１２０３は、保護層表面１２０４ａよりも反射率が高い。図１２Ａのパターンでは、迷光が、これらの情報層１２０２及び１２０３の間で多面反射する。よって、起こりうる３回反射のパターンの中では、図１２Ａのパターンが、合焦している第１の情報層１２０１からの反射光量に対して、最も大きい迷光量を生じる。図１２Ａのパターンにおいて、第１の情報層１２０１からの情報光量に対して、迷光の光量は、約１．４％となる。
【００５１】
図１３に、情報光量に対する迷光量の比と、再生信号振幅の変動幅との関係を示す。図１２Ａのパターンでは、情報光量に対する迷光量の比が約１．４％なので、図１３の白四角のグラフによると、再生信号の振幅は約４５％変動する。
≪４‐５‐２．パターン２≫
図１２Ｂのパターンでは、第１の情報層１２０１にレーザ光が合焦されたとき、迷光は、第２の情報層１２０２、保護層表面１２０４ａ、第３の情報層１２０３を経て、光検出器に返ってくる。このパターンでは、同時に、第３の情報層、保護層表面、第２の情報層を経て光検出器に返ってくる迷光も生じる。
図１２Ｂのパターンでは、このように、２種類の迷光が光検出器に返ってくるため、情報光量に対する迷光量の比は、約０．８７％となる。このように、情報光量に対する迷光量の比率が大きいので、再生信号の振幅が迷光うける影響も大きい。
【００５２】
図１３の黒四角のグラフは、図１２Ｂのように２光束の迷光が発生する場合の再生信号の振幅の変動と情報光量に対する迷光量の比との相関関係を示す。図１２Ｂのように迷光の２つの光束が光検出器に返ってくるパターンにおいて、情報光量に対する迷光量の比が約０．８７％であるとき、図１３によれば、再生信号振幅は約５０％変動する。
≪４‐５‐３．パターン３≫
次に、５回反射した迷光により、再生信号の振幅が受ける影響を評価する。
上述したように、第２の情報層１２０２及び第３の情報層１２０３は、保護層表面１２０４ａよりも反射率が高い。よって、迷光が第２の情報層１２０２又は第３の情報層１２０３で反射される方が、保護層表面１２０４ａで反射されるよりも、光検出器に返ってくる迷光の量は多くなる。その結果、図１２Ｃのパターンでは、５回反射で迷光が返ってくるパターンのうちで、迷光の量が最も大きい。図１２Ｃでは、第１の情報層１２０１にレーザ光が合焦されたときに、迷光は、第２の情報層１２０２、第３の情報層１２０３、第２の情報層１２０２、第３の情報層１２０３、第２の情報層１２０２を経て光検出器に返ってくる。
【００５３】
図１２Ｃのパターンでは、情報光量に対する迷光量の比は約０．０２％となる。図１３から見積もられる、図１２Ｃのパターンにおける再生信号の振幅の変動は、２〜３％程度である。この程度の変動は、信号品質に大きな影響を与えない。よって、５回反射して光検出器に返ってくる迷光は無視されてもよい。
以上の検討から、裏焦点課題の影響で信号の品質が特に悪化するのは、１又は複数の情報層及び／又は保護層表面を介した３回以下の反射で、迷光が光検出器に返ってくる場合であることが明らかとなった。
≪４‐５‐４．３回反射した迷光による信号への影響≫
図１５Ｂは、３回反射で光検出器に返ってくる迷光と情報光との干渉が生じた場合における、再生信号の振幅の変動の様子を示す。図１５Ｂは、特に、図１４に示す３回反射のパターンにおける再生信号の振幅の変動を示す。
【００５４】
図１４は、第１〜第３の情報層１４０１〜１４０３及び保護層１４０４を有する３層ディスクの構造を示す。図１４において、迷光の一部は、第３の情報層１４０３、保護層表面１４０４ａ、及び第２の情報層１２０２で計３回反射される。迷光の一部は、読み出すべき信号が記録された第１の情報層１４０１からの情報光と等しい光路長及び等しい光束径で、光検出器に入射する。図１５Ｂには、このように光検出器に入射した迷光の影響で生じた再生信号振幅変動の様子が示されている。
図１５Ａは、図１４のディスクよりも、保護層の厚みが３μｍ程度厚いディスクにおける再生信号の波形を示す。このディスクにおいても、図１４と同様に迷光の一部が３回反射されるが、その迷光の光路長が第１の情報層１４０１からの情報光の光路長とずれたことにより、干渉の影響が解消される。
【００５５】
さらに、発明者らは、迷光の光路長が、読み出すべき情報光の光路長からどれだけずれれば、干渉の影響が解消できるのかを調べた。
図１５Ｂの再生信号波形には、振幅変動が大きい領域と小さい領域が存在する。図１５Ｂ中で、振幅変動の大きい領域は、「変動部」として示される。
図１６は、この変動部及びそれ以外の領域において、情報光の光路長と迷光の光路長とを比較した結果を示す。図１６において、横軸は、ディスクの半径を示す。図１６において、縦軸は、情報光の光路長と、図１４に示す３回反射による迷光の光路長との差分を示す。情報光の光路長とは、レーザ光が保護層表面から入射してから保護層表面から情報光として出射するまでの往復光路長である。
図１６の縦軸において、情報光と迷光との光路長差が０である部分が、情報光と迷光とが、等しい光路長で、かつ等しい光束径で光検出器に返る条件を示す。しかしながら、図１６のデータからは、光路長差が０の領域だけではなく、光路長差０±２μｍの領域でも、信号振幅の大きな変動が生じることがわかった。この領域は、図１６において、「振幅変動領域」として示される。この結果により、光路長差が±２μｍ以上であることが好ましいことが、見出された。なお、「光路長差が±２μｍ以上である」とは、光路長差の絶対値が２μｍ以上であることを意味する。
【００５６】
＜４‐６．干渉を防ぐことのできる構成＞
次に、情報光と迷光との光路長差を±２μｍ以上とするための具体的な条件について説明する。
３層の情報層を有するディスクにおいて、第３の情報層より奧に配置された（光入射側と反対側にある）情報層にレーザ光が合焦される場合、以下の２パターンの迷光問題が生じうる。なお、以下の説明では、信号の記録又は再生の対象となる情報層は、対象情報層と称される。
≪４‐６‐１．第１の迷光問題≫
第１の迷光問題は、対象情報層Ａより光入射側に配置された情報層Ｂ、さらに光入射側の情報層Ｃまたは保護層表面、及び情報層Ｂで、この順に計３回反射された迷光によって生じる問題である。より具体的には、第１の迷光問題とは、この迷光と対象情報層Ａから光学ヘッドに返ってくる情報光との往復光路長差が２μｍ未満であるときに、情報光と迷光とに干渉が生じることである。
【００５７】
この第１の迷光問題は、対象情報層Ａと情報層Ｂとの間の厚みと、情報層Ｂと情報層Ｃまたは保護層表面との間の厚みと差を、１μｍ以上にすることによって解決される。なお、「厚み」とは、上述したように、厚み測定器によって測定された厚みを意味する。
具体的には、図１Ａのディスク１１５において、対象情報層が第１の情報層１０２である場合に、第１の迷光問題を解決するには、すなわち情報光と迷光との干渉を防止するためには、以下の３つの条件（１）〜（３）が満たされることが好ましい。
（１）  ｜ｔ１−ｔ２｜≧１μｍ
この条件（１）が満たされることにより、情報光と、第２の情報層１０３、第３の情報層１０４、及び第２の情報層１０３で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。
（２）  ｜ｔ１−（ｔ２＋ｔｃ）｜≧１μｍ
この条件（２）が満たされることにより、情報光と、第２の情報層１０３、保護層表面１０７ａ、及び第２の情報層１０３で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。
【００５８】
（３）  ｜（ｔ１＋ｔ２）−ｔｃ｜≧１μｍ
この条件（３）が満たされることにより、情報光と、第３の情報層１０４、保護層表面１０７ａ、及び第３の情報層１０４で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。
また、対象情報層が第２の情報層１０３である場合は、情報光と迷光との干渉を防止するためには、以下の条件（ｃ）が満たされることが好ましい。
（４）  ｜ｔ２−ｔｃ｜≧１μｍ
この条件（４）が満たされることにより、情報光と、第３の情報層１０４、保護層表面１０７ａ、及び第３の情報層１０４で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。
≪４‐６‐２．第２の迷光問題≫
第２の迷光問題は、対象情報層ａより光入射側にある情報層ｂ、保護層表面、及び情報層ｂより光入射側にある情報層ｃで、この順に計３回反射された迷光によって生じる問題である。より具体的には、第２の迷光問題とは、この迷光と、対象情報層ａから光学ヘッドに返ってくる情報光との往復光路長差が２μｍ未満であるときに、情報光と迷光とに干渉が生じることである。なお、第２の迷光問題が生じるときには、情報層ｂ、情報層ｃ、及び保護層表面で、この順に計３回反射される迷光も生じる。よって、第２の迷光問題では、２光束による干渉が生じる。
【００５９】
この第２の迷光問題は、情報層ａと情報層ｂとの間の厚みと、情報層ｃと保護層表面との間の厚みとの差を、１μｍ以上にすることで解決される。
具体的には、対象情報層が第１の情報層１０２である場合に、ディスク１１５において、情報光と迷光との干渉を防止するためには、以下の条件（ｅ）が満たされることが好ましい。
（５）  ｜ｔ１−ｔｃ｜≧１μｍ
この条件（５）が満たされることにより、情報光と、第２の情報層１０３、保護層表面１０７ａ、及び第３の情報層１０４で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。同時に、情報光と、第３の情報層１０４、保護層表面１０７ａ、及び第２の情報層１０３で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。
【００６０】
＜４‐７．保護層の厚み＞
保護層の厚みと、情報層に記録される信号及び情報層から再生される信号との関係を評価する。保護層の表面には、ゴミ、埃、指紋などの異物が付着したり、また傷が付いたりする可能性が非常に高い。
保護層の表面にそれら欠陥が生じた場合、情報層に対する信号の記録又は情報層からの信号の再生を行うレーザ光が遮られたり、レーザ光の入射角度が変わったりする。その結果、情報層に記録される信号又は再生される信号の質が、大きな影響を受けることがある。
また、保護層の厚みが薄くなるほど、情報層にレーザ光が合焦されたときの、保護層表面でのレーザ光の径は、小さくなる。保護層表面におけるレーザ光の径が小さいほど、保護層表面に存在する異物または傷が、信号の質に与える影響が大きくなる。なぜなら、同じサイズの異物または傷であっても、レーザ光の径が小さいほど、レーザ光の径に対する異物又は傷の相対的な大きさが大きくなるので、レーザ光量全体において、異物又は傷によって遮られるレーザ光量の割合が増大するからである。
【００６１】
そこで、以下の実験を行って、保護層の適切な厚みを検討した。すなわち、発明者らは、保護層の厚みが１００μｍから４５μｍまでの範囲内で互いに異なる５種類の単層ディスクを作製した。これらの単層ディスクにおいて、情報層は、３層ディスク１１５の第３の情報層と同じ構成である。発明者らは、これらの単層ディスクの保護層表面に人工指紋を付着させた。発明者らは、人工指紋の付着が、情報層の記録及び再生に与える影響を、エラーレートを調べることによって評価した。なお、記録された信号は、１−７ＰＰ変調方式によって変調された、基準クロック周波数６６ＭＨｚで、最短マーク長１４９ｎｍのランダムパターンの信号であり、記録及び再生の線速は４．９ｍ／ｓに設定された。
評価方法は以下の通りである。保護層表面に人工指紋液が付着したディスクに対して、信号を記録及び再生し、シンボルエラーレートの評価を行った。人工指紋液は、関東ローム層に代表される標準ダストと、トリオレインとを混合させて作製されたもので、保護層の表面性の評価に使用されるものである。
【００６２】
この人工指紋液は、ラバースタンプを使用して人工指紋パッドより写し取られ、保護層表面に付着された。付着領域は、ディスクの半径３８ｍｍ付近の直径約１０ｍｍの範囲であった。この付着領域内で、ディスクの中心からの距離が異なる５つの位置において、信号の記録及び再生が行われた。各位置に記録された信号について、ＳＥＲ（Ｓｙｍｂｏｌ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）の評価が行われた。各ディスクについて、ＳＥＲが４．２ｘ１０-3以下のエラーレートであるディスクは、合格であると判定された。合否の基準であるこのエラーレート値は、１００万枚に１枚情報を読み出せない可能性があるレベルである。ＳＥＲがこのエラーレート値以下であれば、光情報記録媒体の記録再生特性として問題ないといえる。
図１１は、保護層の厚みとＳＥＲとの関係を示すグラフである。図１１において、各厚みに対応するＳＥＲとしては、１種類の厚みのディスクに対して、指紋の付着位置を５つの半径で異ならせたときの評価結果のうち、最も悪いデータ（すなわち、最も大きいＳＥＲ）が選択された。
【００６３】
この結果より、保護層の厚みが約５１μｍ以上であれば、ＳＥＲは４．２ｘ１０-3を超えないことが分かった。よって、ディスク１１５において、保護層１０７の厚みｔｃは、５１μｍ以上であることが好ましい。また保護層の厚みｔｃは、大きければ大きいほど、表面に付着した指紋の影響を受けにくくなる。よって、保護層の厚みｔｃは、できるだけ大きいことが好ましい。
＜４‐８．各層の厚みのより具体的な値＞
以上の結果から、第１の中間層１０５の厚みｔ１及び第２の中間層１０６の厚みｔ２は、それぞれ、１５μｍ以上であって、厚みの変動幅は６μｍであることが好ましい。また、中間層同士の厚み差は、１μｍ以上を満たすことが好ましい。
さらに、できる限り保護層の厚みを厚くするためには、各中間層の厚みは、１５μｍ以上２１μｍ以下、又は２２μｍ以上２８μｍ以下の範囲にあることが好ましい。各中間層の厚みがこの範囲内であれば、上記のすべての条件を満足することができる。
【００６４】
従来の単層Ｂｌｕ−ｒａｙディスクおよび２層Ｂｌｕ−ｒａｙディスクとの互換性を考慮した場合、３層ディスク１１５において、保護層表面１０７ａから光学ヘッドからもっとも距離の離れた第１の情報層１０２まで厚みｔ３は１００μｍ、表面１０７ａから第２の情報層１０３までの厚みｔ４は７５μｍであることが好ましい。これらの数値は、従来の２層ディスクにおける保護層表面から第１の情報層及び第２の情報層までの厚みと同じである。このように、３層ディスク内で、２層ディスクの情報層と同じ厚み範囲内に、第１の情報層及び第２の情報層が設けられることで、３層ディスクに対する記録再生に対して、従来のドライブが大きな変更を要することなく適用される。
そのため、第１の中間層１０５の厚みｔ１が２２μｍ≦ｔ１≦２８μｍ、第２の中間層１０６の厚みｔ２が１５μｍ≦ｔ２≦２１μｍの範囲にあることが好ましい。
【００６５】
＜４‐９．保護層表面から情報層までの厚み、中間層の厚み、及び保護層の厚みの変動幅＞
発明者らは、保護層表面から各情報層までの厚みに対してどの程度の変動幅が許容されるかを調べた。従来の単層構造及び２層構造のＢｌｕ−ｒａｙディスクのいずれにおいても、保護層表面から、光学ヘッドからもっとも奥に位置する第１の情報層までの厚みは、１００μｍである。
３層ディスク１１５においても、第１の情報層１０２までの厚みｔ３は１００μｍであることが好ましい。
これは、３層ディスク１１５がドライブに挿入された際、最初に合焦する情報層が第１の情報層１０２であり、この厚みが単層ディスク、２層ディスクと同じ厚みであることで、互換性が確保されるからである。
【００６６】
また、ドライブは、ディスクが挿入された際、ディスク表面から１００μｍの厚み（深さ）の位置でビームがもっとも絞り込まれるように、あらかじめ収差補正部による球面収差補正をおこなってから、実際の合焦動作を行う。よって、１００μｍの位置でビームがもっとも絞り込まれるように収差補正が行われた状態で合焦動作が開始された場合において、実際の第１の情報層１０２の位置が、保護層表面１０７ａから１００μｍの位置からずれていれば、合焦に用いるフォーカス誤差信号の振幅のレベルが低下する。その結果、ドライブが合焦動作が失敗する可能性が高くなる。
実際に、発明者らは、保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの厚みｔ３を１００μｍの前後で変化させた場合に、第１の情報層１０２への合焦動作が安定して行える範囲を調べた。その結果、厚みｔ３が１００μｍ±６μｍの範囲であれば、合焦において問題は生じなかった。厚みが１００μｍから±６μｍ以上ずれると、フォーカス誤差信号のレベルが半分以下に低下し、安定した合焦動作が困難であった。
【００６７】
第２の情報層１０３及び第３の情報層１０４に関しても、ドライブは、各情報層への切り替え動作を行うとき、まず、保護層表面１０７ａから各情報層までの厚みに応じた収差補正を行い、その後、層の切り替え動作を行う。収差補正において、各情報層までの厚みとして、各情報層までの厚みの中心値が用いられる。よって、第２の情報層及び第３の情報層についても、保護層の表面からの厚みのねらいに対して±６μｍ以上厚みがずれると安定した合焦動作が困難となる。
このように、保護層表面から各情報層までの厚みとして、収差補正において予め設定されている値は、「ねらいの中心値」と呼ばれる。また、各中間層の厚みにおいては、保護層表面から各情報層までの厚みをねらいの中心値とするための、各中間層の厚みの変動幅の中心も、「ねらいの中心値」と呼ばれる。
【００６８】
以上の検討結果から、第１の中間層１０５の厚みｔ１は２２μｍ≦ｔ１≦２８μｍの範囲であることが好ましい。厚みｔ１のねらいの中心値は２５μｍである。
また、第２の中間層１０６の厚みｔ２は、１５μｍ≦ｔ２≦２１μｍの範囲であることが好ましい。厚みｔ２がこの範囲にあるとき、厚みｔ２のねらいの中心値は１８μｍである。
また、保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの厚みｔ３のねらいの中心値は１００μｍであることが好ましい。厚みｔ３がこの範囲にあるとき、保護層１０７の厚みｔｃのねらいの中心値は、５７μｍである。
また、保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの厚みｔ３については、ねらいの中心値に対して、±６μｍの変動幅が許容される。よって、厚みｔ３のねらいの中心値が１００μｍである場合、厚みｔ３は、９４μｍ≦ｔ３≦１０６μｍの範囲であることが好ましい。
【００６９】
また、保護層表面１０７ａから第２の情報層１０３までの厚みｔ４のねらいの中心値は、７５μｍであることが好ましい。厚みｔ４については、ねらいの中心値に対して、±６μｍの変動幅が許容される。よって、厚みｔ４は、６９μｍ≦ｔ４≦８１μｍの範囲であることが好ましい。
また、保護層表面１０７ａから第３の情報層１０４までの厚みｔ５、すなわち保護層１０７の厚みｔｃのねらいの中心値は、５７μｍであることが好ましい。厚みｔ５については、ねらいの中心値に対して±６μｍの変動幅が許容される。よって、厚みｔ５は、５１μｍ≦ｔ５≦６３μｍの範囲であることが好ましい。
また、各中間層１０５及び１０６並びに保護層１０７が上記厚み範囲に入っていれば、各中間層同士の厚み差、および各中間層と保護層との厚み差は、１μｍ以上となる。従って、裏焦点課題の発生も防止される。
【００７０】
次に、第１の中間層、第２の中間層、保護層を積層することで作製した３層ディスクの保護層表面から各情報層までの厚みがどのように変動するのかを述べる。
３層ディスクにおいて、保護層表面から最も遠い情報層までの厚みのねらいの中心値が、単層ディスク及び２層ディスクの樹脂層と同じく、１００μｍに設定されたとしても、層数を増やせば増やすほど、媒体全面における厚みの変動幅は拡大する。それは、各中間層及び保護層は個別に作製されるため、各層の厚み変動が、層数の増加に伴って、蓄積されるからである。
また、保護層表面から各情報層までの厚みが、媒体の最内周部の厚みに対してどのように変化するかが非常に重要となる。その理由は、次の通りである。
ディスクをドライブに挿入されたとき、ドライブはディスクの最内周部（半径２３ｍｍから２４ｍｍの間）に記録されている管理情報を最初に読み込む。そのとき、ドライブは、半径２３ｍｍから２４ｍｍの領域において、最適な球面収差補正及びフォーカスオフセット調整などを行ってから、ディスクのその他の位置（特にデータ記憶領域）において、記録及び／又は再生を行う。このとき、半径２４ｍｍより外周側の各領域において、保護層表面から各情報層までの厚みが、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における保護層表面から各情報層までの厚みに対して、大きく異なる場合、ビームが精確に合焦されないので、記録または再生の精度に大きな影響が出る。そのため、保護層表面から各情報層までの厚みの変動においては、ディスクの半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における保護層表面から各情報層までの厚み平均値から、どの程度のずれが許容されるかが重要となる。
【００７１】
また、３層ディスクに対しては、上述したように、情報層１面あたりの記録容量を、従来の２層ディスクよりも大きくしたいという要望がある。また、２層ディスク用ドライブのトラッキング機構などを、その構成を大きく変更することなく、３層ディスクにも利用したい、という要望もある。そこで、記録又は再生に用いられるレーザ光が進む方向の線密度を、従来の約１．３倍とすることで、１面あたりの容量を大きくすることが提案されている。
線密度が約１．３倍になると、上述したように、信号マークのマーク長は、従来のマーク長よりも２５％短くなる。信号マークが短くなると、ビームの絞り性能が信号の記録及び再生精度へ与える影響は、非常に大きくなる。特に、最短マークなどの短いマークは、光ヘッドが記録又は再生できる光学限界付近の大きさであるため、厚み変動によって、ビームの絞り性能が落ちた場合、信号品質が大きく低下する。そのため、３層ディスクにおいては、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における厚み平均値に対する、その他の領域の厚みのばらつきは、従来の２層ディスクよりも、高精度に制御されることが求められる。
【００７２】
従来の２層ディスクの厚みばらつきについては、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの厚み平均値に対して、記録及び再生用媒体で±２μｍ、再生専用媒体で±３μｍまでのばらつきが許容されている。
先に記述したように、中間層及び保護層は個別に作製されるため、それぞれの面内の厚み変動の分布の違いが、層が積ねられる度に蓄積される。つまり、樹脂層（中間層及び保護層）の積層数が増えるほど、媒体面内における厚み変動は大きくなる。従来の２層ディスクの厚み変動の制御の精度を考えると、中間層が１層増えて、樹脂層数の合計が３層となると、厚みの変動は約３．５μｍ程度と予測される。つまり、厚みのばらつきの幅は、±３．５μｍ程度であると考えられる。
しかしながら、球面収差に関する設定値は、上述したように、ディスクの半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの範囲内で最適化される。よって、ディスクにおいて、厚みがこの範囲内の厚みから３．５μｍずれた位置では、大きな球面収差が発生する。このような大きな球面収差は、記録及び再生の質を極端に低下させる。
【００７３】
図１０は、厚み変動によって発生する収差成分の計算結果を示す。
図１０に示すように、厚み変動が±３．５μｍとなると、約３２ｍλ程度の収差の悪化が見込まれる。この３２ｍλの収差の悪化が生じると、ドライブで記録又は再生できるマージンが大幅に消費されるので、記録及び再生のシステムが成り立たない。ドライブが安定して記録再生を行うためには、収差悪化は、少なくとも２５ｍλ程度に抑制されことが好ましい。つまり、厚み変動の幅は、±３μｍ以下であることが好ましい。
しかし、このように厚み変動の幅を厳密に制御する一方で、ディスクの製造方法は、従来の２層ディスクの製造方法をできるだけ利用したものであることが好ましい。つまり、従来の製造方法において、樹脂層の作製制度を向上させることで、厚み変動を所定の範囲内に抑えることが、求められる。
【００７４】
発明者らは、樹脂層を形成するための紫外線硬化性樹脂の粘度管理、及び塗布装置の温度管理を、従来の２層媒体作製時よりも厳しくした。また、発明者らは、塗布工程のプログラムの最適化により、特に変動を生じやすい半径５０ｍｍより外周側の厚み変動を抑制した。こうして、発明者らは、３層媒体における厚み変動を所望の値とすることに成功した。
図６は、３層ディスクを１５０枚作製し、保護層表面から各情報層までの厚みについて、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における厚み平均値に対する、媒体全面での変動幅を測定した結果を示す。
各作製枚数において、保護層表面から各情報層までの厚みのうち、半径２３ｍｍから２４ｍｍの厚み平均値に対して最も厚みが大きくずれた値を取り出し、それを厚みばらつきの値として採用した。３層ディスクにおいては、第１の情報層から保護層表面までは、第１の中間層、第２の中間層、保護層の３つの樹脂層が積層されている。つまり、保護層表面と第１の情報層との間には、保護層表面と第２の情報層との間よりも、また保護層表面と第３の情報層との間よりも、多くの層が存在する。例えば、保護層表面と第２の情報層との間には、第２の中間層及び保護層の２つの樹脂層が存在する。また、保護層表面から第３の情報層までの厚みは、保護層の厚みそのものである。よって、保護層表面から第１の情報層までの厚みの変動は、他の情報層までの厚みの変動と比べて、大きくなる傾向がある。
【００７５】
しかし、図６に示すように、保護層表面から第１の情報層までの厚みの変動は、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域の平均厚みを基準にした場合、±３μｍの変動幅に収まっていた。
実際に作製された３層ディスクのうち、比較的厚み変動の大きいもの（±３μｍの変動を有するもの）について、第１の情報層における信号の記録及び再生を行い、信号の質の評価を行った。
具体的には、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の対物レンズを有する光学ヘッドを備えた記録再生装置により、線速７．３６ｍ／ｓで、信号の記録及び再生が行われた。記録再生装置は、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における層厚みに合わせて、収差補正及び学習を行った。記録再生装置は、この収差補正及び学習の結果を保持した状態で、ディスクの半径２４ｍｍから最外周領域までに渡って、信号を記録した。その後、記録再生装置は、記録された信号を再生した。その結果、全ての領域で、良好な信号品質が確認された。この結果から、保護層表面から情報層までの厚みの変動は、半径２３ｍｍから２４ｍｍの領域の厚み平均値に対して、媒体面内で±３μｍ以内の厚み変動であれば、記録及び再生の特性に大きな影響は与えないことが分かった。
【００７６】
また、図６に示すように、保護層表面から第２の情報層、および保護層表面から第３の情報層の厚みの変動幅は、保護層表面から第１の情報層までの厚みの変動幅に比べて小さく抑えられていた。なお、保護層表面から第２の情報層、および保護層表面から第３の情報層の厚みの変動幅は、半径２３ｍｍから２４ｍｍの領域における厚みの平均値と比較して、全て±３μｍ以下であった。また、第２及び第３の情報層においても信号の記録及び再生を行ったが、良好な結果が得られた。
なお、本実験では、１面あたり３３．４ＧＢの容量で信号の質の評価を行った。ただし、１面あたり３２ＧＢ以上の容量など、３３．４ＧＢ未満の容量においても、同様の厚み制御によって、高質な信号の記録及び再生が実現される。また、全ての情報層の記録密度は同じであってもよく、またいずれかの情報層の記録密度が、他の情報層の記録密度と異なっていてもよい。また、全ての情報層において、記録密度が、互いに異なっていてもよい。
【００７７】
〔５．主要パラメータ〕
本発明が適用される記録媒体の一例として、ブルーレイディスク（ＢＤ）や他の規格の光ディスクがある。以下は、ＢＤに関する説明である。ＢＤには、記録膜の特性に応じて、再生専用型であるＢＤ−ＲＯＭ，追記記録型かつライトワンス型であるＢＤ−Ｒ，書換記録型であるＢＤ−ＲＥなどのタイプがある。本発明は、ＢＤや他の規格の光ディスクにおけるＲＯＭ(再生専用型)，Ｒ(追記型・ライトワンス型)，ＲＥ(書換型)のいずれのタイプの記録媒体にも適用可能である。ブルーレイディスクの主な光学定数と物理フォーマットについては、「ブルーレイディスク読本」（オーム社出版）やブルーレイアソシエーションのホームページ（http://www.blu-raydisc.com/）に掲載されているホワイトペーパに開示されている。
【００７８】
ＢＤの信号の記録及び再生には、波長が略４０５ｎｍ（標準値４０５ｎｍに対して誤差範囲の許容値を±５ｎｍとすれば、４００〜４１０ｎｍ）のレーザ光および開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）が、略０．８５の対物レンズが用いられる。標準値０．８５に対して、±０．０１の誤差範囲が許容される場合、対物レンズのＮＡは、０．８４〜０．８６の範囲で設定される。
ＢＤのトラックピッチは略０．３２μｍである。トラックピッチの標準値０．３２０μｍに対して、±０．０１０μｍの誤差範囲が許容される場合、トラックピッチは、０．３１０〜０．３３０μｍの範囲で設定される。従来のＢＤには、１層または２層の情報層が設けられている。情報層の記録面は、レーザ入射側から片面１層あるいは片面２層の構成である。ＢＤの保護層の表面から記録面まで距離は、７５μｍ〜１００μｍである。
【００７９】
記録信号の変調方式としては、１７ＰＰ変調が利用される。記録されるマークの最短マーク（２Ｔマーク：Ｔは基準クロックの周期（所定の変調則によってマークを記録する場合における、変調の基準周期））のマーク長は０．１４９μｍ（又は０．１３８μｍ）（チャネルビット長：Ｔが７４．５０ｎｍ（又は６９．００ｎｍ））である。記録容量は、片面単層２５ＧＢ（又は２７ＧＢ）（より詳細には、２５．０２５ＧＢ（又は２７．０２０ＧＢ））、または、片面２層５０ＧＢ（又は５４ＧＢ）（より詳細には、５０．０５０ＧＢ（又は５４．０４０ＧＢ））である。
チャネルクロック周波数は、標準速度（ＢＤ１ｘ）の転送レートでは６６ＭＨｚ（チャネルビットレート６６．０００Ｍｂｉｔ／ｓ）であり、４倍速（ＢＤ４ｘ）の転送レートでは２６４ＭＨｚ（チャネルビットレート２６４．０００Ｍｂｉｔ／ｓ）、６倍速（ＢＤ６ｘ）の転送レートでは３９６ＭＨｚ（チャネルビットレート３９６．０００Ｍｂｉｔ／ｓ）であり、８倍速（ＢＤ８ｘ）の転送レートでは５２８ＭＨｚ（チャネルビットレート５２８．０００Ｍｂｉｔ／ｓ）である。
【００８０】
標準線速度（基準線速度、１ｘ）は４．９１７ｍ／ｓｅｃ（又は、４．５５４ｍ／ｓｅｃ）である。２倍（２ｘ）、４倍（４ｘ）、６倍（６ｘ）および８倍（８ｘ）の線速度は、それぞれ、９．８３４ｍ／ｓｅｃ、１９．６６８ｍ／ｓｅｃ、２９．５０２ｍ／ｓｅｃおよび３９．３３６ｍ／ｓｅｃである。標準線速度よりも高い線速度は一般的には、標準線速度の正の整数倍であるが、整数に限られず、正の実数倍であってもよい。また、０．５倍（０．５ｘ）など、標準線速度よりも遅い線速度も採用され得る。
なお、上記は既に商品化が進んでいる、主に１層当たり約２５ＧＢ（又は約２７ＧＢ）の１層又は２層のＢＤに関するものであるが、更なる大容量化として、１層あたりの記録容量を略３２ＧＢ又は略３３．４ＧＢとした高密度なＢＤや、層数を３層又は４層としたＢＤも検討されており、以降は、それらに関する説明である。
【００８１】
〔６．多層について〕
レーザ光を保護層の側から入射して情報が再生及び／又は記録される片面ディスクとすると、情報層を二層以上にする場合、基板と保護層の間には複数の情報層が設けられる。その場合における多層ディスクの構成例を図１８に示す。
図１８に図示されたディスク５１０は、（ｊ＋１）層の情報層５０２を有する（ｊは０以上の整数）。ディスク５１０の構成を具体的に説明すると、ディスク５１０には、レーザ光５０５が入射する側の表面から順に、カバー層（保護層）５０１、（ｊ＋１）枚の情報層（Ｌｊ〜Ｌ０層）５０２、そして基板５００が積層されている。また、（ｊ＋１）枚の情報層５０２の層間には、光学的緩衝材として働く中間層５０３が挿入されている。つまり、情報層５０２において、光入射面から所定の距離を隔てて最も奥側の位置（光源から最も遠い位置）に基準層（Ｌ０）が設けられ、基準層（Ｌ０）から光入射面側に、情報層（Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｊ）が、層数を増やすように積層されている。「光入射面」は「保護層表面」と言い換えることができる。
【００８２】
ここで、単層ディスクと比較すると、多層ディスク５１０における光入射面から基準層Ｌ０までの距離ｔ５１を、単層ディスクにおける光入射面から情報層までの距離とほぼ同じ（例えば０．１ｍｍ程度）にしてもよい。このように、層の数に関わらず最奥層（最遠層）までの距離を一定にする（すなわち、単層ディスクにおける場合とほぼ同じ距離にする）ことで、単層か多層かに関わらず基準層へのアクセスに関する互換性を保つことができる。また、層数の増加に伴うチルト影響の増加を抑えることが可能となる。チルト影響の増加を抑えることが可能になるのは、最奥層が最もチルトの影響を受けるが、最奥層までの距離を、単層ディスクとほぼ同じ距離とすることで、層数が増加しても最奥層までの距離が増加することがなくなるからである。
また、スポットの進行方向（再生方向）に関しては、パラレル・パスとしても、オポジット・パスとしてもよい。
【００８３】
パラレル・パスでは、全ての層において、再生方向が同一である。つまり、スポットは、全層にて内周から外周へ、又は全層にて外周から内周へ進行する。
一方、オポジット・パスでは、１つの層とその層に隣接する層とで、再生方向が逆になる。つまり、基準層（Ｌ０）における再生方向が内周から外周へ向かう方向である場合、情報層Ｌ１における再生方向は外周から内周へ向かう方向であり、情報層Ｌ２における再生方向は内周から外周へ向かう方向である。すなわち、再生方向は、Ｌｍ（ｍは０及び偶数）では内周から外周へ向かう方向であって、Ｌ（ｍ＋１）では外周から内周へ向かう方向であるか、又は、Ｌｍ（ｍは０及び偶数）では外周から内周へ向かう方向であって、Ｌ（ｍ＋１）では内周から外周へ向かう方向である。
保護層（カバー層）の厚みは、開口数ＮＡが上がることで焦点距離が短くなるのに伴って、またチルトによるスポット歪みの影響を抑えられるよう、より薄く設定される。開口数ＮＡは、ＣＤでは０．４５，ＤＶＤでは０．６５であるのに対して、ＢＤでは略０．８５に設定される。例えば、記録媒体の総厚み１．２ｍｍ程度のうち、保護層の厚みが１０〜２００μｍであってもよい。より具体的には、１．１ｍｍ程度の基板に、単層ディスクならば０．１ｍｍ程度の透明保護層、二層ディスクならば０．０７５ｍｍ程度の保護層及び０．０２５ｍｍ程度の中間層（Ｓｐａｃｅｒ  Ｌａｙｅｒ）が設けられてもよい。３層以上のディスクならば、保護層及び／又は中間層の厚みはさらに薄くなる。
【００８４】
〔７．１層〜４層ディスクの各構成例〕
単層ディスクの構成例を図１９に、２層ディスクの構成例を図２０に、３層ディスクの構成例を図２１に、４層ディスクの構成例を図２２に示す。
図１９〜図２２のディスク５１１〜５１４においては、情報層の層数にかかわらずに光入射面から基準層Ｌ０までの厚み（距離）が一定である。
全てのディスク５１１〜５１４において、ディスクの総厚みは略１．２ｍｍである。なお、ディスク５１１〜５１４がレーベル印刷などの他の構成を含む場合、ディスクの総厚みは、好ましくは１．４０ｍｍ以下である。
また、全てのディスク５１１〜５１４において、基板５００の厚みは略１．１ｍｍ、光入射面から基準層Ｌ０までの距離は略０．１ｍｍである。図１９の単層ディスク（図１８においてｊ＝０の場合）においては、カバー層５０１１の厚みは略０．１ｍｍである。また、図２０の２層ディスク（図１８においてｊ＝１の場合）においては、カバー層５０１２の厚みは略０．０７５ｍｍであり、中間層５３０２の厚みは略０．０２５ｍｍである。また、図２１の３層ディスク（図１８においてｊ＝２の場合）や、図２２の４層ディスク（図１８においてｊ＝３の場合）においては、各層の厚みは前述の通りである。
【００８５】
〔８．ディスクのその他の構成〕
＜８‐１．記録容量＞
以上に述べたディスクは、図２３に示される物理的構成を有していてもよい。図２３の円盤状のディスク２３１には、たとえば同心円状またはスパイラル状に、多数のトラック２３２が形成されている。各トラック２３２には細かく分けられた多数のセクタが形成されている。なお、後述するように、各トラック２３２には、予め定められたサイズのブロック２３３を単位として、データが記録される。
ディスク２３１は、従来の光ディスク（たとえば２５ＧＢのＢＤ）よりも情報層１層あたりの記録容量が拡張されている。記録容量の拡張は、記録線密度を向上させることによって実現されており、たとえば光ディスクに記録される記録マークのマーク長をより短くすることによって実現される。ここで「記録線密度を向上させる」とは、チャネルビット長を短くすることを意味する。このチャネルビットとは、基準クロックの周期Ｔ（所定の変調則によってマークを記録する場合における、変調の基準周期Ｔ）に相当する長さである。
【００８６】
なお、ディスク２３１は多層化されていてもよい。ただし、以下では説明の便宜のため、１つの情報層にのみ言及する。
また、複数の情報層を有するディスクにおいて、各情報層に設けられたトラックの幅が同一である場合、層ごとにマーク長が異なり、同一層中ではマーク長が一様であることで、層ごとに記録線密度が異なっていてよい。
トラック２３２は、データの記録単位６４ｋＢ（キロバイト）毎にブロックに分けられる。ブロックには、順にブロックアドレス値が割り振られている。ブロックは、所定の長さのサブブロックに分割され、３個のサブブロックで１ブロックを構成している。サブブロックには、前から順に０から２までのサブブロック番号が割り振られている。
＜８‐２．記録密度＞
次に、記録密度について、図２４〜図２８を用いて説明する。
【００８７】
図２４は、２５ＧＢのＢＤの一例であるＢＤ１２４を示す。図２４に示されるＢＤの記録再生装置では、レーザ１２３の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２２０の開口数ＮＡは０．８５である。
ＤＶＤ同様、ＢＤにおいても、記録データは光ディスクのトラック２３２上に物理変化のマーク列として、記録される。ＢＤ１２４のマーク列には、符号“１２０”及び“１２１”がそれぞれ付されたマークが含まれる。このマーク列中で最も長さの短いマークを「最短マーク」という。図２４では、マーク１２１が最短マークである。
ＢＤ１２４においては、記録容量が２５ＧＢであり、最短マーク１２１の物理的長さは０．１４９ｕｍである。この最短マーク長は、ＤＶＤの最短マーク長の約１／２．７に相当する。この最短マーク長は、光学系の波長パラメータ（４０５ｎｍ）とＮＡパラメータ(０．８５)を変えて、レーザの分解能を上げても、光ビームが記録マークを識別できる限界である光学的な分解能の限界に近い。
【００８８】
図２６は、トラック上に記録されたマーク列にレーザビームが照射している様子を示す。ＢＤでは、上記光学系パラメータにより、レーザスポット３０は、約０．３９ｕｍとなる。光学系の構造を変えずに記録線密度向上させる場合、レーザスポット３０のスポット径に対して記録マークが相対的に小さくなるため、再生の分解能は悪くなる。
たとえば、図２４（Ｂ）は、２５ＧＢのＢＤよりも高記録密度のＢＤの例を示す。このＢＤの記録再生装置では、レーザ１２３の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２２０のＮＡは０．８５である。このディスクのマーク列１２６及び１２７のうち、最短マーク１２７の物理的長さは０．１１１５ｕｍである。図２４と比較すると、図２５の構成では、スポット径は同じ約０．３９ｕｍである一方、記録マークが相対的に小さく、かつ、マーク間隔も狭いため、再生の分解能は悪い。
【００８９】
レーザビームで記録マークを再生した場合の再生信号の振幅は、記録マークが短くなるに従って低下し、光学的な分解能の限界でゼロとなる。この記録マークの周期の逆数を空間周波数といい、空間周波数と信号振幅の関係をＯＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ)という。信号振幅は、空間周波数が高くになるに従ってほぼ直線的に低下する。信号振幅がゼロとなる再生の限界周波数を、ＯＴＦカットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）という。
図２７は、２５ＧＢ記録容量の場合のＯＴＦと最短記録マークとの関係を示すグラフである。ＢＤの最短マークの空間周波数は、ＯＴＦカットオフの８０％程度であり、ＯＴＦカットオフに近い。また、最短マークの再生信号の振幅も、検出可能な最大振幅の約１０％程度と非常に小さくなっているこが分かる。ＢＤの最短マークの空間周波数が、ＯＴＦカットオフに非常に近い場合、すなわち、再生振幅がほとんど出ない場合のＢＤの記録容量は、約３１ＧＢである。最短マークの再生信号の周波数が、ＯＴＦカットオフ周波数付近である、または、それを超える周波数であると、周波数がレーザの分解能の限界であるか、または限界を超えるので、再生信号の再生振幅が小さくなり、ＳＮ比が急激に劣化する。
【００９０】
そのため、図２５の高記録密度光ディスク１２５の記録線密度は、再生信号の最短マークの周波数が、ＯＴＦカットオフ周波数付近である場合から、ＯＴＦカットオフ周波数以上である場合までの間で、想定される。なお、最短マークの周波数がＯＴＦカットオフ周波数付近である場合とは、ＯＴＦカットオフ周波数以下だがＯＴＦカットオフ周波数を大きく下回らない場合も含む。
図２８は、最短マーク（２Ｔ）の空間周波数がＯＴＦカットオフ周波数よりも高く、かつ、２Ｔの再生信号の振幅が０であるときの、信号振幅と空間周波数との関係の一例を示すグラフである。図２８において、最短マーク長の２Ｔの空間周波数は、ＯＴＦカットオフ周波数の１．１２倍である。
＜８‐３．波長、開口数、マーク長＞
また、高記録密度のディスクにおける波長と開口数とマーク長／スペース長との関係は以下の通りである。
【００９１】
最短マーク長をＴＭｎｍ、最短スペース長をＴＳｎｍとしたとき、（最短マーク長＋最短スペース長）を“Ｐ”で表すと、Ｐは、（ＴＭ＋ＴＳ）ｎｍである。１７変調の場合、Ｐ＝２Ｔ＋２Ｔ＝４Ｔである。レーザ波長λ（４０５ｎｍ±５ｎｍ、すなわち４００〜４１０ｎｍ）、開口数ＮＡ（０．８５±０．０１すなわち０．８４〜０．８６）、最短マーク＋最短スペース長Ｐ（１７変調の場合、最短長は２Ｔとなるため、Ｐ＝２Ｔ＋２Ｔ＝４Ｔ）の３つのパラメータを用いると、
Ｐ  ≦  λ／２ＮＡ
となるまで基準Ｔが小さいとき、最短マークの空間周波数は、ＯＴＦカットオフ周波数を以上である。
ＮＡ＝０．８５，λ＝４０５としたときの、ＯＴＦカットオフ周波数に相当する基準Ｔは、
Ｔ  ＝  ４０５／（２ｘ０．８５）／４  ＝  ５９．５５８ｎｍ
である。なお、逆に、Ｐ  ＞  λ／２ＮＡ  である場合は、最短マークの空間周波数はＯＴＦカットオフ周波数より低い。
【００９２】
このように、記録線密度が上がるだけでも、光学的な分解能の限界により、ＳＮ比が劣化する。よって、情報層の多層化によるＳＮ比劣化は、システムマージンの観点で、許容できない場合がある。特に、上述のように、最短マークの周波数が、ＯＴＦカットオフ周波数を越える辺りから、ＳＮ比劣化が顕著になる。
なお、以上では、最短マークの再生信号の周波数とＯＴＦカットオフ周波数を比較して記録密度に関して述べたものであるが、更に高密度化が進んだ場合には、次最短マーク（更には次々最短マーク（更には次最短マーク以上の記録マーク））の再生信号の周波数とＯＴＦカットオフ周波数との関係により、以上と同様の原理に基づき、それぞれに対応した記録密度（記録線密度，記録容量）が設定されてもよい。
＜８‐４．記録密度及び層数＞
波長４０５ｎｍ，ＮＡ０．８５等のスペックを有する記録再生装置に適用されるＢＤにおける、１層あたりの具体的な記録容量としては、最短マークの空間周波数がＯＴＦカットオフ周波数付近である場合において、例えば、略２９ＧＢ（例えば、２９．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは２９ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３０ＧＢ（例えば、３０．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３０ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３１ＧＢ（例えば、３１．０ＧＢ±０．５ＧＢ，又は３１ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３２ＧＢ（例えば、３２．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３２ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、などを想定することが可能である。
【００９３】
また、最短マークの空間周波数がＯＴＦカットオフ周波数以上である場合において、１層あたりの記録容量としては、例えば、略３２ＧＢ（例えば、３２．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３２ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３３ＧＢ（例えば、３３．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３３ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３３．３ＧＢ（例えば、３３．３ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３３．３ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３３．４ＧＢ（例えば、３３．４ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３３．４ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３４ＧＢ（例えば、３４．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３４ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３５ＧＢ（例えば、３５．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３５ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、などを想定することが可能である。
【００９４】
特に、記録密度が略３３．３ＧＢである場合、３層で約１００ＧＢ（９９．９ＧＢ）の記録容量が実現され、略３３．４ＧＢとすると３層で１００ＧＢ以上（１００．２ＧＢ）の記録容量が実現される。これは、２５ＧＢのＢＤを４層にした場合の記録容量とほぼ同じになる。例えば、記録密度を３３ＧＢとした場合、３３ｘ３＝９９ＧＢで１００ＧＢとの差は１ＧＢ（１ＧＢ以下）、３４ＧＢとした場合、３４ｘ３＝１０２ＧＢで１００ＧＢとの差は２ＧＢ（２ＧＢ以下）、３３．３ＧＢとした場合、３３．３ｘ３＝９９．９ＧＢで１００ＧＢとの差は０．１ＧＢ（０．１ＧＢ以下）、３３．４ＧＢとした場合、３３．４ｘ３＝１００．２ＧＢで１００ＧＢとの差は０．２ＧＢ（０．２ＧＢ以下となる。
なお、密度が大幅に拡張されると、先に述べたように、最短マークの再生特性の影響により、精確な再生が難しくなる。そこで、記録密度の大幅な拡張を抑えつつ、かつ１００ＧＢ以上を実現する記録密度としては、略３３．４ＧＢが現実的である。
【００９５】
ここで、ディスクの構成を、１層あたり２５ＧＢの４層構造とするか、１層あたり３３〜３４ＧＢの３層構造とするか、が問題となる。
多層化には、各情報層における再生信号振幅の低下（ＳＮ比の劣化）や、多層迷光（隣接する情報層からの信号）の影響などが伴う。そのため、２５ＧＢの４層ディスクよりも、層数がより少ない３３〜３４ＧＢの３層ディスクの方が、そのような迷光の影響を極力抑えつつ、約１００ＧＢの記録容量を、より容易に実現することができる。
そのため、多層化を極力避けつつ約１００ＧＢを実現したいディスクの製造者は、３３〜３４ＧＢの３層化を選択するであろう。一方、従来のフォーマット（記録密度２５ＧＢ）のまま約１００ＧＢを実現したいディスク製造者は、２５ＧＢの４層化を選択するであろう。このように、異なる目的を有する製造者は、それぞれ異なる構成によって、それぞれの目的を実現することができる。このように、ディスクの３層化及び４層化は、ディスク設計に自由度を与えることができる。
【００９６】
また、記録密度が３０〜３２ＧＢ程度であると、３層ディスクでは、記録容量が９０〜９６ＧＢ程度であり、１００ＧＢに届かない。これに対して、４層ディスクによると、１２０ＧＢ以上が実現される。記録密度が略３２ＧＢである４層ディスクは、約１２８ＧＢの記録容量を実現することができる。この１２８という数字はコンピュータで処理するのに便利な２のべき乗（２の７乗）に整合した数値でもある。そして、約１００ＧＢを実現する記録密度を有する３層ディスクと、この４層ディスクとを比べると、３層ディスクにおいて最短マークに求められる再生特性よりも、４層ディスクにおいて最短マークに求められる再生特性の方が、厳しくない。
そこで、記録密度の拡張にあたっては、記録密度が互いに異なる複数の層（例えば略３２ＧＢと略３３．４ＧＢなど）を有するディスクにより、ディスクの製造者に対して、設計の自由度が与えられる。つまり、複数種類の記録密度と層数との組み合わせが、設計の自由度を実現する。例えば、多層化の影響を抑えつつ大容量化を図りたい製造者は、３３〜３４ＧＢの３層化による約１００ＧＢの３層ディスクを選択することができる。他方、再生特性の影響を抑えつつ大容量化を図りたい製造者は、３０〜３２ＧＢの４層化による約１２０ＧＢ以上の４層ディスクを選択することができる。
【００９７】
〔９．その他の実施形態〕
光情報記録媒体全体の径及び厚み、光情報記録媒体に含まれる各層の厚み及び素材、並びに製造方法等は、以上に述べられた具体的な構成に限定されるものではなく、変更可能である。
例えば、以上の構成は、追記型、再生専用型、ライトワンス型、書換記録形等の各種記録媒体に適用可能である。また、以上の記載では、主として３層又は４層のディスクについて論じられているが、情報層の層数が５以上である光情報記録媒体にも、以上に記載された構成は適用可能である。すなわち、光情報記録媒体は、ｎ個の情報層（ｎは３以上の整数）を備えることができる。
すなわち、光情報記録媒体は、下記［１］〜［７］及び［９］〜［１２］の構成であってもよい。
【００９８】
また、記録再生装置は、上述した具体的な構成に限定されるものではない。例えば、レーザ光源は、他の光源に置換可能であるし、光源から出射される光の波長、対物レンズの開口数等も、具体的な数値に限定されるものではない。例えば、記録再生装置は、下記［８］のように表現されてもよい。
［１］  円盤状の光情報記録媒体であって、
基板と、
前記基板上に積層された第１〜第ｎの情報層（ｎは３以上の整数）と、
第ｋの情報層と第（ｋ+１）の情報層との間に設けられた第ｋの中間層（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）と、
第ｎの情報層上に設けられた保護層と、を備え、
前記保護層表面から各々の前記情報層までの厚みの変動幅は、前記光情報記録媒体の中心から半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における前記厚みの平均値に対して±３μｍ以下である
光情報記録媒体。
【００９９】
［２］  前記光情報記録媒体は、光を用いた情報の再生が可能である領域を備え、
前記領域のいずれの位置においても、各々の前記中間層の厚みと前記保護層の厚みとの差が、１μｍ以上である
前記［１］に記載の光情報記録媒体。
［３］前記光情報記録媒体は、光を用いた情報の再生が可能である領域を備え、
前記領域のいずれの位置においても、前記第１〜第ｎの中間層の厚みの合計と前記保護層の厚みとの差が、１μｍ以上である
前記［１］又は［２］のいずれかに記載の光情報記録媒体。
［４］前記第１の中間層の厚みが、２２μｍ以上、２８μｍ以下であり、
前記第２の中間層の厚みが、１５μｍ以上、２１μｍ以下である、
前記［１］から［３］のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【０１００】
［５］前記保護層表面から前記第１の情報層までの厚みが、９４μｍ以上、１０６μｍ以下である、
前記［１］から［４］のいずれかに記載の光情報記録媒体。
［６］前記保護層表面から前記第２の情報層までの厚みが、６９μｍ以上、８１μｍ以下である、
前記［１］から［５］のいずれかに記載の光情報記録媒体。
［７］前記保護層表面から前記第３の情報層までの厚みが、５１μｍ以上、６３μｍ以下である、
前記［１］から［６］のいずれかに記載の光情報記録媒体。
［８］前記［１］〜［７］のいずれかに記載の光情報記録媒体に情報を記録し、及び／又は前記光情報記録媒体に記録された情報を再生する装置であって、
波長４００ｎｍ以上４１０ｍ以下のレーザ光源と、
ＮＡ０．８５±０．０１の対物レンズと、
前記保護層の表面から、前記第１〜第ｎの情報層のうち、レーザ光が照射される情報層までの厚みに応じて球面収差を補正する球面収差補正部と
を備える記録再生装置。
【０１０１】
［９］厚さ１．１ｍｍの基板と、１つ以上の情報層と、厚さ０．１ｍｍ以下の保護層と、を有し、開口数０．８４〜０．８６の対物レンズを介して、波長４００〜４１０ｎｍのレーザ光が照射されることで、前記情報層に記録された情報が再生されるＢＤ方式の記録媒体のうち、３つの情報層を有する３層ディスクであって、
ＢＤ方式の記録媒体のうち、１つの情報層を有する単層ディスクの記録容量を、又は、２つの情報層を有する２層ディスクの１層あたりの記録容量を、ａ（ＧＢ）とし（ａは０以上の実数）、当該３層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｂ（ＧＢ）とした場合（ｂは０以上の実数）、
ａ＜ｂ、かつ、４ａ≒３ｂ
の条件を満たす、３層ディスク。
【０１０２】
［１０］
｜３ｂ−４ａ｜≦２
の条件を満たす、請求項ｚＤ３−０に記載の３層ディスク。
［１１］厚さ１．１ｍｍの基板と、１つ以上の情報層と、厚さ０．１ｍｍ以下の保護層と、を有し、開口数０．８４〜０．８６の対物レンズを介して、波長４００〜４１０ｎｍのレーザ光が照射されることで、前記情報層に記録された情報が再生されるＢＤ方式の記録媒体のうち、４つの情報層を有する４層ディスクであって、
前記ＢＤ方式の記録媒体のうち、３つの情報層を有する３層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｂ（ＧＢ）とし（ｂは０以上の実数）、当該４層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｃ（ＧＢ）とした場合（ｃは０以上の実数）、
ｃ＜ｂ、かつ、３ｂ＜４ｃ
の条件を満たす、４層ディスク。
【０１０３】
［１２］３ｃ＜１００、かつ、４ｃは２のべき乗
の条件を満たす、［１１］に記載の４層ディスク。
以上、全ての実施形態において、「以上」、「以下」、「〜」、「・・から・・まで」の表記は、境界の数値を含む。また、以上に述べられた「情報層」は、「記録層」又は「情報記録層」と言い換え可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０１  基板
１０２  第１の情報層
１０３  第２の情報層
１０４  第３の情報層
１０５  第１の中間層
１０６  第２の中間層
１０７  保護層
１０７ａ  保護層表面
１０８  対物レンズ
１０９  記録再生光
１１０  収差補正部
１１１  レーザ光源
１１２  偏光ビームスプリッタ
１１４  光検出器
１１５  ディスク（光情報記録媒体）
１１６  光学ヘッド
２０１  基板
２０２  第１の情報層
２０３  第２の情報層
２０４  第３の情報層
２０５  第Ｎの情報層
２０６  対物レンズ
２０７  レーザ光
３０１  読み出すべき情報光の光路
３０２  第３の情報層に合焦される迷光の光路
３０３  読み出すべき情報光の光路
３０４  保護層表面に合焦される迷光の光路
３０５  読み出すべき情報光の光路
３０６  他情報層に合焦されない迷光の光路
３０７  他情報層に合焦されない迷光の光路
５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、２３０  ディスク（光情報記録媒体）
５０１、５０１１、５０１２、５０１３、５０１４  カバー層（保護層）
５０２  情報層
５０３、５０３２、５０３３、５０３４  中間層
７０１  基板
７０２  第２の情報層
７０３  第３の情報層
７０４  第２の中間層
７０５  保護層
７０６  対物レンズ
７０７  記録再生光
７０８  収差補正手段
１２０１  第１の情報層
１２０２  第２の情報層
１２０３  第３の情報層
１２０４  保護層
１２０４ａ  保護層表面
１２０５  読み出すべき情報光の光路
１２０６  第３の情報層に合焦される迷光の光路
１２０７  読み出すべき情報光の光路
１２０８  他情報層に合焦されない迷光の光路
１２０９  読み出すべき情報光の光路
１２１０  第２の情報層に合焦されて、５回反射で返ってくる迷光の光路
１４０１  第１の情報層
１４０２  第２の情報層
１４０３  第３の情報層
１４０４  保護層
１４０４ａ  保護層表面
１４０５  読み出すべき情報光の光路
１４０６  迷光の光路
１７０１  ディスク（光情報記録媒体）
１７０２  光学ヘッド
１７０３  光源
１７０４  レーザ光（記録光、再生光）
１７０５  コリメートレンズ
１７０６  偏光ビームスプリッタ
１７０７  ４分の１波長板
１７０８  対物レンズ
１７０９  アパーチャ
１７１１  シリンドリカルレンズ
１７１２  光検出器
【図１Ａ】
2010013441.tif 000003
【図１Ｂ】
2010013441.tif 000004
【図２】
2010013441.tif 000005
【図３Ａ】
2010013441.tif 000006
【図３Ｂ】
2010013441.tif 000007
【図３Ｃ】
2010013441.tif 000008
【図４】
2010013441.tif 000009
【図５】
2010013441.tif 000010
【図６】
2010013441.tif 000011
【図７】
2010013441.tif 000012
【図８】
2010013441.tif 000013
【図９】
2010013441.tif 000014
【図１０】
2010013441.tif 000015
【図１１】
2010013441.tif 000016
【図１２Ａ】
2010013441.tif 000017
【図１２Ｂ】
2010013441.tif 000018
【図１２Ｃ】
2010013441.tif 000019
【図１３】
2010013441.tif 000020
【図１４】
2010013441.tif 000021
【図１５Ａ】
2010013441.tif 000022
【図１５Ｂ】
2010013441.tif 000023
【図１６】
2010013441.tif 000024
【図１７】
2010013441.tif 000025
【図１８】
2010013441.tif 000026
【図１９】
2010013441.tif 000027
【図２０】
2010013441.tif 000028
【図２１】
2010013441.tif 000029
【図２２】
2010013441.tif 000030
【図２３】
2010013441.tif 000031
【図２４】
2010013441.tif 000032
【図２５】
2010013441.tif 000033
【図２６】
2010013441.tif 000034
【図２７】
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【図２８】
2010013441.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月15日(2010.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状の光情報記録媒体であって、
基板と、
前記基板上に積層された第１〜第ｎの情報層（ｎは３以上の整数）と、
第ｋの情報層と第（ｋ+１）の情報層との間に設けられた第ｋの中間層（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）と、
第ｎの情報層上に設けられた保護層と、を備え、
前記保護層表面から各々の前記情報層までの厚みの変動幅は、前記光情報記録媒体の中心から半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における前記厚みの平均値に対して±３μｍ以下である
光情報記録媒体。
【請求項２】
前記光情報記録媒体は、光を用いた情報の再生が可能である領域を備え、
前記領域のいずれの位置においても、各々の前記中間層の厚みと前記保護層の厚みとの差が、１μｍ以上である
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
前記光情報記録媒体は、光を用いた情報の再生が可能である領域を備え、
前記領域のいずれの位置においても、前記第１〜第ｎの中間層の厚みの合計と前記保護層の厚みとの差が、１μｍ以上である
請求項１又は２のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
前記第１の中間層の厚みが、２２μｍ以上、２８μｍ以下であり、
前記第２の中間層の厚みが、１５μｍ以上、２１μｍ以下である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項５】
前記保護層表面から前記第１の情報層までの厚みが、９４μｍ以上、１０６μｍ以下である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
前記保護層表面から前記第２の情報層までの厚みが、６９μｍ以上、８１μｍ以下である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項７】
前記保護層表面から前記第３の情報層までの厚みが、５１μｍ以上、６３μｍ以下である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光情報記録媒体に情報を記録し、および／または前記光情報記録媒体に記録された情報を再生する装置であって、
波長４００ｎｍ以上４１０ｍ以下のレーザ光源と、
ＮＡ０．８５±０．０１の対物レンズと、
前記保護層の表面から、前記第１〜第ｎの情報層のうち、レーザ光が照射される情報層までの厚みに応じて球面収差を補正する球面収差補正部と
を備える記録再生装置。
【請求項９】
厚さ１．１ｍｍの基板と、１つ以上の情報層と、厚さ０．１ｍｍ以下の保護層と、を有し、
開口数０．８４〜０．８６の対物レンズを介して、波長４００〜４１０ｎｍのレーザ光が照射されることで、前記情報層に記録された情報が再生されるＢＤ方式の記録媒体のうち、
３つの情報層を有する３層ディスクであって、
前記ＢＤ方式の記録媒体のうち、１つの情報層を有する単層ディスクの記録容量を、又は、２つの情報層を有する２層ディスクの１層あたりの記録容量を、ａ（ＧＢ）とし（ａは０以上の実数）、当該３層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｂ（ＧＢ）とした場合（ｂは０以上の実数）、
ａ＜ｂ、かつ、４ａ≒３ｂ
の条件を満たす、３層ディスク。
【請求項１０】
｜３ｂ−４ａ｜≦２
の条件を満たす、請求項９に記載の３層ディスク。
【請求項１１】
厚さ１．１ｍｍの基板と、１つ以上の情報層と、厚さ０．１ｍｍ以下の保護層と、を有し、
開口数０．８４〜０．８６の対物レンズを介して、波長４００〜４１０ｎｍのレーザ光が照射されることで、前記情報層に記録された情報が再生されるＢＤ方式の記録媒体のうち、
４つの情報層を有する４層ディスクであって、
前記ＢＤ方式の記録媒体のうち、３つの情報層を有する３層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｂ（ＧＢ）とし（ｂは０以上の実数）、当該４層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｃ（ＧＢ）とした場合（ｃは０以上の実数）、
ｃ＜ｂ、かつ、３ｂ＜４ｃ
の条件を満たす、４層ディスク。
【請求項１２】
３ｃ＜１００、かつ、４ｃは２のべき乗
の条件を満たす、請求項１１に記載の４層ディスク。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成された薄膜を有し、音声・映像などの情報を、デジタル信号として、再生可能に記録する光情報記録媒体に関する。光情報記録媒体に対する情報の記録は、レーザビーム等の高エネルギー光ビームにより実行可能である。本発明は、特に、情報層が多層化されたことにより、大容量の情報の記録が可能な光情報記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学的な情報記録方式の研究が進められている。開発された光情報記録媒体は、産業用や民生用途に広く使用されている。特に、ＣＤやＤＶＤなど、高密度に情報を記録することができる光情報記録媒体は、広く普及している。このような光情報記録媒体は、情報信号を表すピット及び記録再生光をトラッキングするための案内溝などの凹凸形状が形成された透明基板と、この透明基板上に積層され、金属又は熱記録が可能な他の材料からなる薄膜と、この薄膜を大気中の水分などから保護する樹脂層と、透明基板を保護する層と、を有する。光情報記録媒体に記録された情報は、金属又はその他の材料からなる薄膜へのレーザ光の照射、及び反射光量の変化の検出等により再生される。
このような光情報記録媒体の一般的な製造方法は、次の通りである。
例えばＣＤの製造においては、まず、スタンパと呼ばれる金型を用いて基板が形成される。スタンパは、その片面に凹凸形状を有する。スタンパを用いる射出成形等の技術によって、片面に凹凸形状を有する樹脂基板が形成される。「凹凸形状」は、「信号パターン」と言い換え可能である。この凹凸形状上に、金属又はその他の薄膜材料を用いた蒸着やスパッタリング法などにより、情報層が形成される。その後、紫外線硬化樹脂などを用いたコーティングにより、保護層が形成される。
【０００３】
また、ＤＶＤの製造においては、スタンパを用いる射出形成等の技術によって、厚み約０．６ｍｍの樹脂基板が形成される。この樹脂基板の凹凸形状上に、金属又はその他の薄膜材料からなる情報層が形成される。その後、別に準備された厚み約０．６ｍｍの樹脂基板が、紫外線硬化樹脂等を介して情報層と貼り合わせられる。
近年、このような光情報記録媒体において、大容量化に対する要望が高まってきている。そして、この要望に応じて、光情報記録媒体の高密度化が図られている。先に述べたＤＶＤなどにおいても、２層構造の光情報記録媒体が提案されている。２層構造の光情報記録媒体では、大容量化を目的として、凹凸形状を含み、金属又はその他の材料からなる薄膜で形成される情報層が、数十μｍの中間層を挟んで２つ設けられる。
また、近年のデジタルハイビジョン放送の普及に伴い、ＤＶＤよりもさらに高密度でかつ大容量の次世代光情報記録媒体が求められている。その要望に応じて、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクなどの大容量媒体が提案されている。ブルーレイ（Ｂｌｕ−ｒａｙ）ディスクでは、ＤＶＤに比べ、情報層に凹凸形状で形成されるトラックのピッチが狭く、ピットの大きさも小さい。このため、情報の記録及び再生を行うときに、レーザ光のスポットを、情報層上で小さく絞る必要がある。Ｂｌｕ−ｒａｙディスクにおける情報の記録再生には、４０５ｎｍという短波長の青紫レーザと、かつ開口数（ＮＡ）が０．８５である対物レンズと、を備える光学ヘッドが用いられる。レーザ光が対物レンズにより絞り込まれることで、レーザ光のスポット（ビームスポット）は、情報層上で小さく絞り込まれる。しかし、スポットが小さくなると、ビームスポットの位置は、ディスクの傾きにより大きな影響を受ける。つまり、ディスクが少しでも傾くと、ビームスポットに収差が発生することで、ビームに歪みが生じ、記録及び再生ができなくなるという問題が生じる。この問題を解決するため、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクでは、ディスクにおけるレーザ入射側の保護層の厚さが、０．１ｍｍ程度と薄く設定されている。
【０００４】
また、このようにＮＡの高い対物レンズを有する光学ヘッドを用いた記録再生システムでは、収差が、情報層上において絞り込まれるレーザ光の質に、大きく影響を及ぼす。この「収差」は、ディスク最表面から情報層までの厚みによって発生する球面収差を含む。そのため、記録再生システムには、厚みによって発生する収差を補正する構成が設けられている。例えば、光学ヘッドが、組み合わせレンズを用いた球面収差補正部を有する構成や、光学ヘッドが、液晶を用いた球面収差補正部を有する構成などが提案されている。
ところで、このＢｌｕ−ｒａｙディスクのような大容量の次世代の光情報記録媒体にも、さらなる大容量化が求められている。その要望に応える方法の１つとして、ＤＶＤの場合と同様に、情報層の多層化による大容量化が提案されている。Ｂｌｕ−ｒａｙディスクにおける情報層の多層化を図る場合、ディスクの傾きによる影響を少なくするため、ディスクにおけるレーザ入射側の表面（以下、単に「ディスク表面」又は「媒体表面」などと称されることがある）から最も離れた情報層は、単層構造媒体の場合と同様に、ディスク表面からの距離が０．１ｍｍ程度となるように配置される。そのため、各情報層は、０．１ｍｍ程度の厚みの中で、数μｍから数十μｍの中間層と呼ばれる透明層を情報層間に挟んで、積層される。
【０００５】
多層構造を有するＢｌｕ−ｒａｙディスクの一般的な製造方法は、次の通りである。一例として、２つの情報層を有する２層光情報記録媒体の製造方法は、以下の（ｉ）〜（ｖ）を含む：
（ｉ）片面に凹凸形状からなるピットや案内溝を有する、厚み約１．１ｍｍの成形樹脂基板上に、金属薄膜や熱記録が可能な薄膜材料によって、第１の情報層を形成すること、
（ｉｉ）数μｍから数十μｍの厚みを有し、情報層とこの情報層に隣接する情報層とを隔てる中間層を、前記基板の情報層上に形成すること、
（ｉｉｉ）その中間層の上に、片面にピットや案内溝などの凹凸形状を有するスタンパを押圧することにより、ピット及び案内溝を中間層上に転写すること、
（ｉｖ）ピット及び案内溝に照射されるレーザ光の波長に対して半透明な、金属薄膜又は熱記録が可能な薄膜材料によって、第２の情報層を形成すること、及び
（ｖ）第２の情報層を保護する保護層を第２の情報層上に形成すること。
【０００６】
３つ以上の情報層を有する記録媒体は、中間層の形成（ｉｉ）から、第２の情報層の形成（ｉｖ）までを数回繰り返し、複数の情報層を順に積層していくことで製造される。
多層構造を有するＢｌｕ−ｒａｙディスクでは、ディスクの傾きによる影響を少なくするため、先に述べたように、全ての情報層が、０．１ｍｍ程度の厚みの中に設けられる。そのため、図２に示すように、ディスクにおけるレーザ光入射側の表面から、この表面から最も離れた第１の情報層２０２までの距離が、０．１ｍｍ程度に制限される。その他の情報層は、ディスク表面側に向かって積層される。
このような多層構造媒体としては、２層構造媒体が良く知られているが、３層以上の構造も提案されている。
このように情報層を複数有する光情報記録媒体では、読み出すべき信号を記録する情報層にレーザ光の焦点が合わされたとき、その他の情報層又は他の層でも光が反射する。こうして生じた反射光は、情報の記録再生に寄与しない。このように情報の記録再生に寄与しない光は、迷光（stray light）と呼ばれる。他方、記録再生の対象である情報層からの反射光は、情報光と呼ばれる。迷光が、いずれかの情報層を介して多重反射し、情報光と同一光路で光学ヘッドに返ってきた場合、情報光と迷光との干渉により、大きな光量変動が生じる。特に３つ以上の情報層を有する多層構造媒体では、このような干渉による問題が顕著に現れる。このような、読み出すべき情報光と迷光との干渉による光量変動は、裏焦点課題と呼ばれる。この裏焦点課題を除くために、様々な検討がなされている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、５つの信号面を有し、ディスクのサブストレート（substrate）から離れた信号面ほど、隣接する信号面との間の距離が小さくなるように又は大きくなるように、各信号面が配置されたディスクが記載されている。
また、特許文献２には、３つ以上の情報層を有する多層構造媒体において、各情報層間におけるクロストーク（層間クロストーク）の影響を除くことを目的とした構成が記載されている。特許文献２の構成では、各中間層の厚みが互いに異なっている。特許文献２には、特に、情報層が４つある４層構造媒体であって、記録再生光入射側からみて一番奥の第１の中間層と、ビームの入射側に向かって順に積層された、第２の中間層及び第３の中間層と、を有する媒体が記載されている。この媒体では、第２の情報層が最も厚い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１５５３８０号公報
【特許文献２】特開２００４−２１３７２０号公報
【発明の概要】
【０００９】
［発明が解決しようとする課題］
図３Ａは、裏焦点課題を生じる上述のパターンを示す。
図３Ａのディスク３１１は、３層ディスクである。ディスク３１１は、基板３００、第１〜第３の情報層３２１〜３２３、第１及び第２の中間層３３１〜３３２、並びに保護層３４０を備える。第１〜第３の情報層３２１〜３２３は、基板３００上にこの順に積層される。第１の中間層３３１は、第１の情報層３２１と第２の情報層３２２との間に配置され、第２の中間層３３２は、第２の情報層３２２と第３の情報層３２３との間に配置される。保護層３４０は第３の情報層３２３上に配置される。レーザ光は、ディスク３１１に対して、保護層３４０側から照射される。
ディスク３１１では、第１の中間層３３１の厚みが、第２の中間層３３２の厚みと同じである。よって、レーザ光が第１の情報層３２１に合焦（focus）されるとき、レーザ光が第２の情報層３２２で反射されることで生じた迷光３０２は、第３の情報層３２３に合焦される。その結果、迷光３０２が、第１の情報層３２１からの情報光３０１とほぼ同じ光路で、返ってくる。その結果、裏焦点課題が発生する。
【００１０】
上述したように、この裏焦点課題を解決するために、２つの中間層の厚みを互いに異ならせることが提案されている。
図３Ｂのディスク３１２及び図３Ｃのディスク３１３も、図３Ａのディスク３１１と同様に、第１〜第３の情報層３２１〜３２３を有する３層ディスクである。ディスク３１２では、第１の中間層３３１が第２の中間層３３２よりも厚く、ディスク３１３では、第２の中間層３３２が第１の中間層３３１より厚い。
ところが、このように中間層の厚みが互いに異なるディスクにおいても、裏焦点課題が生じることが明らかとなった。
図３Ｂのディスク３１２では、第１の情報層３２１にレーザ光が合焦されるときに、第２の情報層３２２での反射で生じた迷光３０４が、保護層３４０の表面に合焦される。迷光３０４は、第１の情報層３２１からの情報光３０３とほぼ同じ光路で返ってくる。
【００１１】
また、図３Ｃでは、第１の情報層３２１にレーザ光が合焦されるとき、第２の情報層３２２又は第３の情報層３２３で反射された迷光３０６及び３０７は、いずれかの情報層又は保護層表面においても合焦しないが、情報光３０５とほぼ同じ光路で返ってくる。
これら図３Ｂ及び図３Ｃのパターンにおいても、図３Ａのパターンと同様に、大きな光量変動が生じる。
ところで、２層媒体や３層媒体等の製造において、各情報層を隔てる中間層や保護層の形成には、紫外線硬化性樹脂などを用いたスピンコート法が、一般的に用いられる。それゆえ、中間層及び保護層の媒体全面における厚み分布については、ロット間ばらつきも含めると、少なくとも±３μｍ程度の幅が許容されることが求められる。
また、３層構造を有するＢｌｕ−ｒａｙディスクに対しても、現在市販されている単層又は２層のＢｌｕ−ｒａｙディスクとの互換性が要求される。それゆえ、ディスク表面から最も離れた情報層から保護層表面（ディスク表面）までの厚みは、約１００μｍに制限される。
【００１２】
これらの媒体製造上の制限を考慮すると、特許文献１又は特許文献２に開示されている媒体では、完全に裏焦点課題を排除しきれないことがわかった。
本発明は、現在市販されている単層又は２層の光情報記録媒体との互換性を確保し、かつ製造上のマージンを考慮しながら、裏焦点課題を低減することができる光情報記録媒体及び記録再生装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明の第１の側面に係る光情報記録媒体は、円盤状の光情報記録媒体であって、基板と、基板上に積層された第１〜第ｎの情報層と（ｎは３以上の整数）と、第ｋの情報層と第（ｋ+１）の情報層との間に設けられた第ｋの中間層と（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）、第ｎの情報層上に設けられた保護層と、を備え、前記保護層表面から各々の前記情報層までの厚みの変動幅は、前記光情報記録媒体の中心から半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における前記厚みの平均値に対して±３μｍ以下である。
【００１３】
また、この光情報記録媒体に情報を記録し、および／またはこの光情報記録媒体に記録された情報を再生する装置としては、波長４００ｎｍ以上４１０ｍ以下のレーザ光源と、ＮＡ０．８５±０．０１の対物レンズと、保護層の表面から、第１〜第ｎの情報層のうちレーザ光が照射される情報層までの厚みに応じて球面収差を補正する球面収差補正部と、を備える記録再生装置が挙げられる。
［発明の効果］
本発明によれば、３つ以上の情報層を有する多層光情報記録媒体において、中間層や保護層を作製するために十分なプロセスマージンが確保される。また、本発明によれば、多層光情報記録媒体において、従来の単層光情報記録媒体及び２層光情報記録媒体との互換性が確保され、さらに、層間クロストークの影響が軽減されるとともに、裏焦点課題の解消も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】３層ディスクの構造の一例を示す断面図
【図１Ｂ】３層ディスクの構造の一例を示す平面図
【図２】多層ディスクの構造の一例を示す断面図
【図３Ａ】裏焦点課題の発生パターンを示す図
【図３Ｂ】裏焦点課題の発生の他のパターンを示す図
【図３Ｃ】裏焦点課題の発生のさらに他のパターンを示す図
【図４】ディスクの作製枚数と第２の中間層の厚みの面内厚み分布との関係を示す図
【図５】塗布装置周辺の温度と第２の中間層の厚みの面内平均値との関係を示す図
【図６】保護層表面から各情報層までの厚みのばらつきを示す図
【図７】層厚みの検討に用いた２層ディスクの構造を示す図
【図８】中間層の厚みと再生信号の特性との関係を示す図
【図９】層間厚みの差に対する再生信号の振幅を示す図
【図１０】厚み変動と収差との関係を示す図
【図１１】保護層の厚みとＳＥＲとの関係を示す図
【図１２Ａ】３回反射による裏焦点課題の一例を示す図
【図１２Ｂ】３回反射による裏焦点課題の他の例を示す図
【図１２Ｃ】５回反射による裏焦点課題のさらに他の例を示す図
【図１３】情報光量に対する迷光量比と、再生信号振幅の変動幅との関係を示す図
【図１４】裏焦点課題の発生パターンの一例を示す図
【図１５Ａ】保護層の厚みが厚いディスクにおける再生信号波形（干渉が起きていない状態）
【図１５Ｂ】保護層の厚みが薄いディスクにおける再生信号波形（干渉が起きている状態）
【図１６】情報光の光路長と迷光の光路長との比較結果を示す図
【図１７】光学ヘッドの構成の一例を示す図
【図１８】多層ディスクの構成例を示す断面図
【図１９】単層ディスクの構成例を示す断面図
【図２０】２層ディスクの構成例を示す断面図
【図２１】３層ディスクの構成例を示す断面図
【図２２】４層ディスクの構成例を示す断面図
【図２３】ディスクの物理的構成を示す断面図
【図２４】２５ＧＢのＢＤのトラックの例を示す図
【図２５】２５ＧＢのＢＤよりも高記録密度のディスクにおけるトラックの例を示す図
【図２６】トラック及びトラック上に記録されたマーク列に照射されるレーザ光を示す平面図
【図２７】記録容量が２５ＧＢであるディスクにおけるＯＴＦと空間周波数との関係を示す図
【図２８】最短マーク（２Ｔ）の空間周波数がＯＴＦカットオフ周波数よりも高く、かつ、２Ｔの再生信号の振幅が０である場合の、信号振幅と空間周波数との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
〔１．３層ディスクの構造の概要〕
図１Ａは、本発明の第１実施形態におけるディスク（光情報記録媒体、３層ディスク）１１５の断面、並びにこのディスク１１５に情報を記録し及び／又はディスク１１５から情報を読み出す装置の一部を、模式的に示す。
なお、本明細書において、文言「光情報記録媒体」は、ＤＶＤ，ＣＤ，Ｂｌｕ−ｒａｙディスク等の各種記録媒体を含む。「ディスク」は円盤状の記録媒体である。本明細書においては、従来技術についての記載を除き、「光情報記録媒体」が、単に「記録媒体」、「媒体」、「光ディスク」、又は「ディスク」等と称されることがある。すなわち、以下の記述において、これらの文言は、互いに置換可能である場合がある。
【００１６】
ディスク１１５は、外径が１２０ｍｍ、厚みが１．２ｍｍの円盤状の光情報記録媒体である。なお、これらの数値は変更可能である。
図１Ａに示すように、ディスク１１５は、基板１０１、第１〜第３の情報層１０２〜１０４、第１及び第２の中間層１０５〜１０６、及び保護層１０７を有する。また、後述するように、第１〜第３の情報層１０２〜１０４は、追記型の情報層である。つまり、ディスク１１５は、３層の情報層を有する追記型の光情報記録媒体である。第１〜第３の情報層１０２〜１０４は、互いに区別されない場合には、単に「情報層」と表記されることがある。第１〜第２の中間層１０５〜１０６についても同様で、単に「中間層」と表記されることがある。
基板１０１は、樹脂（例えばポリカーボネート製樹脂）からなり、厚みは約１．１ｍｍである。基板１０１の片面には、凹凸形状よりなる案内溝が形成されている。
【００１７】
第１〜第３の情報層１０２〜１０４は、追記型相変化材料を含む。追記型相変化材料とは、記録再生光の照射による熱によって、光学特性が異なる２つ以上の状態間を取りうる材料のことである。追記型相変化材料としては、その反応が不可逆的に変化しうる材料が好ましい。追記型相変化材料としては、例えば、Ｏ及びＭ（ただし、ＭはＴｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉから選ばれる１つまたは複数の元素）を含有する材料が好ましい。また、第１〜第３の情報層１０２〜１０４は、これらの材料とそれに積層された誘電体材料とを有する構造であってもよい。ただし、情報層に含まれる材料は、これらの材料のみに限定されるものではない。また、追記型相変化材料は、１回のみ記録を行うことができる材料であってもよいし、繰り返し記録を行える材料であってもよい。
【００１８】
なお、本発明は、再生専用媒体にも適用可能である。すなわち、情報層のいずれか１つ又は全部は、Ａｇ又はＡｌ合金などの金属反射膜であってもよい。また、ここで挙げた反射膜の材料は、再生専用媒体の情報層の材料の一例に過ぎず、他の材料に置換可能である。
第１の情報層１０２は、基板１０１の２つの面のうち、凹凸形状が形成された側の面上に配置される。第２の情報層１０３は、第１の中間層１０５を挟んで第１の情報層１０２上に配置される。第３の情報層１０４は、第２の中間層１０６を挟んで第２の情報層１０３上に配置される。
第２の情報層１０３及び第３の情報層１０４は、レーザ光を反射させると共に、レーザ光入射側からみて奥側の情報層にレーザ光を透過させなければならない。よって、第２の情報層１０３及び第３の情報層１０４は、レーザ光に対して半透明な薄膜材料によって構成されている。
【００１９】
また、第１〜第３の情報層１０２〜１０４の光の透過率及び反射率は、反射されて光学ヘッド１１６に戻る光量が各情報層でほぼ同じ程度となるように、設定されている。つまり、第１の情報層１０２、第２の情報層１０３、第３の情報層１０４の順に、光の透過率が高くなるように、各層を構成する材料が選択される。すなわち、第１の情報層１０２よりも第２の情報層１０３の方が光の透過率が高く、第２の情報層１０３よりも第３の情報層１０４の方が光の透過率が高い。
なお、「半透明」とは、このように、各情報層への情報の記録及び／又は各情報層からの記録の再生が可能な程度の光の透過率であればよく、具体的な数値に限定されるものではない。
第１〜第２の中間層１０５〜１０６は、透明の樹脂からなる。樹脂としては、例えば紫外線硬化性樹脂が用いられる。第１の中間層１０５は、第１の情報層１０２と第２の情報層１０３との間に配置され、第２の中間層１０６は、第２の情報層１０３と第３の情報層１０４との間に配置される。
【００２０】
保護層１０７は、透明の樹脂からなり、第３の情報層１０４上に配置される。つまり、第３の情報層１０４は、保護層１０７と第２の中間層１０６との間に配置される。
このように、ディスク１１５においては、基板１０１上に、第１の情報層１０２、第１の中間層１０５、第２の情報層１０３、第２の中間層１０６、第３の情報層１０４、保護層１０７が、順に積層されている。保護層１０７の外側の面（第３の情報層１０４と対向する面とは逆側の面）を保護層表面１０７ａとする。
中間層１０５〜１０６及び保護層１０７を構成する樹脂材料は、レーザ光の波長に対して略透明であることが好ましい。ここで、「略透明」とは、好ましくは、レーザ光の波長に対して９０％以上の透過率を有することである。中間層１０５〜１０６および保護層１０７の材料としては、例えば、波長４０５ｎｍの光に対して９０％以上の透過率を有する樹脂が好ましい。
【００２１】
図１Ｂに示すように、ディスク１１５は円形状であり、リードイン領域２、データ記録領域３、リードアウト領域４を有している。
リードイン領域２には、ディスクの構造に関する情報、ディスクの記録時に必要な情報、記録データの管理情報に関するデータなどが記録されている。リードアウト領域４は、データの記録終了位置を示す領域である。データ記録領域３は、主情報として、例えば、映像、音声又はその他のソフトウェアを記録可能な領域である。リードイン領域２は、通常、ディスクの内周領域に位置する。例えば、リードイン領域２の外周端は、通常、ディスクの中心から半径２４ｍｍの位置に配置される。
＜１‐１．各部分の厚み＞
≪１‐１‐１．保護層表面から各情報層までの厚み≫
ディスクがドライブに挿入されたとき、ドライブは、ディスクの最内周部（半径２３ｍｍから２４ｍｍの間）に記録されている管理情報を、最初に読み込む。そのとき、ドライブは、半径２３ｍｍから２４ｍｍの領域において、最適な球面収差補正及びフォーカスオフセット調整などを行ってから、記録学習を行う。そこで行った記録学習の結果、最適な記録条件が決定される。
【００２２】
この決定された記録条件に基づいて、ドライブは、ディスクのその他の位置（特にデータ記憶領域）において、記録及び／又は再生を行う。このとき、半径２４ｍｍより外周側の各領域において、保護層表面から各情報層までの厚みが、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における保護層表面から各情報層までの厚みに対して、大きく異なる場合、ビームが精確に合焦されないので、記録または再生の精度に大きな影響が出る。そのため、保護層表面から各情報層までの厚みの変動においては、ディスクの半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における保護層表面から各情報層までの厚み平均値から、どの程度のずれが許容されるかが重要となる。
保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの厚みｔ３の変動幅は、（ディスク１１５の半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における厚みｔ３の平均値）±３μｍ以下である。なお、厚みｔ３は、「保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの距離」と言い換えられる。
【００２３】
保護層表面１０７ａから第２の情報層１０３までの厚みｔ４の変動幅も、（ディスク１１５の半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における厚みｔ４の平均値）±３μｍ以下である。なお、厚みｔ４は、「保護層表面１０７ａから第２の情報層１０３までの距離」と言い換えられる。
保護層表面１０７ａから第３の情報層１０４までの厚みｔ５の変動幅も、（ディスク１１５の半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における厚みｔ５の平均値）±３μｍ以下である。なお、厚みｔ５は、「保護層表面１０７ａから第３の情報層１０４までの距離」と言い換えられる。
なお、本実施形態では、厚みｔ５は保護層１０７の厚みｔｃと同一である。
厚みｔ３〜ｔ５が上述の範囲にあることで、信号の記録及び読み出しにおいて高い精度が実現される。この範囲が導き出された根拠及びディスク１１５の具体的な他の構成については、後述する。
【００２４】
≪１‐１‐２.中間層の厚み≫
ディスク１１５中の領域２〜４内のいずれの位置においても、第１の中間層１０５の厚みｔ１は、保護層１０７の厚みｔｃとは異なり、かつ第１の中間層１０５の厚みｔ１と保護層１０７の厚みｔｃとの差は、１μｍ以上であることが好ましい。
第２の中間層１０６も同様である。すなわち、領域２〜４内のいずれの位置においても、第２の中間層１０６の厚みｔ２は、保護層１０７の厚みｔｃとは異なることが好ましい。
また、領域２〜４内のいずれの位置においても、第２の中間層１０６の厚みｔ２と保護層１０７の厚みｔｃとの差は、１μｍ以上であることが好ましい。
また、領域２〜４内のいずれの位置においても、各中間層同士の厚みの差は、１μｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
また、領域２〜４内のいずれの位置においても、各中間層及び保護層のうちの１つの層と、この層を除く他の層の合計との差が、１μｍ以上であることが好ましい。例えば、全ての中間層の厚みの合計（ｔ１+ｔ２）と、保護層１０７の厚みｔｃとの差が、１μｍ以上であることが好ましく、第２の中間層１０６の厚みｔ２及び保護層１０７の厚みｔｃの合計と、第１の中間層１０５の厚みｔ１との差が、１μｍ以上であることが好ましい。
すなわち、ディスク１１５において、領域２〜４内のいずれの位置においても、以下（ａ）〜（ｅ）の条件のうち、少なくとも１つ、さらには２つ以上が満たされることが好ましく、さらには全部が満たされることが好ましい。
｜ｔ１−ｔｃ｜≧１μｍ              （ａ）
｜ｔ２−ｔｃ｜≧１μｍ              （ｂ）
｜ｔ１−ｔ２｜≧１μｍ              （ｃ）
｜（ｔ１＋ｔ２）−ｔｃ｜≧１μｍ    （ｄ）
｜ｔ１−（ｔ２＋ｔｃ）｜≧１μｍ    （ｅ）
なお、本実施形態では、「光を用いた情報の再生が可能である領域」の一例として、領域２〜４が挙げられている。「光を用いた情報の再生が可能である領域」とは、「再生可能な情報が記録されている領域」と表現されてもよいし、「信号を再生可能に記録することができる領域」と表現されてもよい。
【００２６】
これらの式が導き出された具体的な経緯については、及びディスク１１５の他の構成については、後述する。
〔２．ディスクの製造方法〕
本実施形態のディスク１１５の製造方法としては、上述の（ｉ）〜（ｖ）を含む方法が好適に用いられる。
例えば、第１の中間層１０５及び第２の中間層１０６は、
‐紫外線硬化性樹脂を第１の情報層１０２又は第２の情報層１０３上に塗布すること
‐この樹脂に凹凸形状からなる案内溝を有するスタンパを押圧すること
‐樹脂を硬化させること、
‐スタンパを剥離すること
によって、形成可能である。この方法によって、凹凸形状が樹脂表面に転写される。
【００２７】
保護層１０７も、情報層上に紫外線硬化性樹脂を塗布することによって形成される。
〔３．記録再生装置〕
＜３‐１．記録再生装置の概要＞
以下では、記録再生装置の一例として、記録及び再生の両方が可能な装置について説明する。
ただし、「記録再生装置」とは、記録及び／又は再生を行う装置であって、再生のみを行う装置、記録のみを行う装置、両方を行う装置のいずれであってもよい。
図１Ａに示すように、記録再生装置は、光学ヘッド１１６を備え、必要に応じて図示しないモータ等の駆動装置、制御装置、及び処理装置等をさらに備える。
＜３‐２．光学ヘッド＞
光学ヘッド１１６は、対物レンズ１０８、収差補正部１１０、光源１１１、偏光ビームスプリッタ１１２、及び光検出器１１４を有する。
【００２８】
光源１１１としては、波長４０５ｎｍの半導体レーザが好適に用いられる。対物レンズ１０８としては、ＮＡが０．８５のレンズが用いられる。収差補正部１１０は、２枚以上のレンズを含む組み合わせレンズにより構成されていてもよいし、コリメートレンズによって構成されてもよいし、液晶等の要素を含んでいてもよい。
光源１１１から出射されたレーザ光１０９は、収差補正部１１０を通って、偏光ビームスプリッタ１１２に入る。偏光ビームスプリッタ１１２を通過したレーザ光１０９は、対物レンズ１０８によって、情報層１０２〜１０４のいずれかにおいて、焦点が合わされる。情報層からの反射光は、偏光ビームスプリッタ１１２を経て、光検出器１１４で検出される。
記録再生装置の処理装置は、光検出器１１４の光電変換により出力された信号から、情報を読み取る。また、記録再生装置の制御装置は、レーザ光によりディスク１１５に情報を記録する。
【００２９】
このように、記録再生装置は、光をディスクに照射することで、信号の記録及び／又は再生を行う。本明細書では光として、特にレーザ光が挙げられているが、「レーザ光」は、「記録光」、「再生光」、「記録再生光」等の文言と、互いに置換可能である。「記録光」は特に情報の記録に用いられる光を、「再生光」は特に情報の再生に用いられる光を、「記録再生光」は、記録光及び／又は再生光として用いられる光を意味する。記録再生装置が記録媒体に照射する光が「記録再生光」と称されることがある。また、「レーザ光」は「ビーム」と表現されることもある。
図１７を参照して、光学ヘッドの一例についてより具体的に説明する。なお、図１７におけるディスク１７０１としては、本明細書に述べる各種記録媒体（ディスク１１５等）が適用可能である。なお、記録再生装置としての基本構成は、図１に示す通りであり、以下の構成には限定されるものではない。
【００３０】
図１７に示すように、光学ヘッド１７０２は、光源１７０３、コリメートレンズ１７０５、偏光ビームスプリッタ１７０６、４分の１波長板１７０７、対物レンズ１７０８、アパーチャ１７０９、シリンドリカルレンズ１７１１、光検出器１７１２を有する。
光源１７０３は、波長が４０５ｎｍの直線偏光の発散ビームであるレーザ光１７０４を出射する。光源１７０３から出射されたレーザ光１７０４は、焦点距離ｆ１が１８ｍｍのコリメートレンズ１７０５で平行光に変換された後、偏光ビームスプリッタ１７０６を透過する。その後、レーザ光１７０４は、４分の１波長板１７０７を透過することで、円偏光に変換される。変換後のレーザ光１７０４は、焦点距離ｆ２が２ｍｍの対物レンズ１７０８によって収束ビームに変換され、ディスク１７０１に集光される。
対物レンズ１７０８の開口は、アパーチャ１７０９によって制限される。本形態では、開口数ＮＡは０．８５である。また、図示しないステッピングモータ等で構成される収差補正制御部が、情報層で球面収差がほぼ０ｍλとなるように、コリメートレンズ１７０５の光軸方向の位置を調整する。
【００３１】
情報層で反射されたビームは、対物レンズ１７０８を透過する。その後、ビームは、４分の１波長板１７０７を透過することで、往路とは９０度異なる直線偏光に変換される。直線偏光は、偏光ビームスプリッタ１７０６で反射される。偏光ビームスプリッタ１７０６で反射されたビームは、ビーム分割素子である回折格子によって、０次光と１次光とに分割され、シリンドリカルレンズ１７１１を経て、光検出器１７１２に入射する。光検出器１７１２に入射するビームには、シリンドリカルレンズ１７１１を透過するとき、非点収差が付与される。
図１７では、収差補正部の一例として、コリメートレンズ１７０５を挙げたが、前述の例と同様に、２枚以上のレンズを含む組み合わせレンズにより構成されていてもよいし、コリメートレンズによって構成されてもよいし、液晶等の要素を含んでいてもよい。
【００３２】
収差補正部は、ディスクの保護層表面から情報の記録または再生の対象である情報層までの厚みによって発生する球面収差などの収差を、補正する役割を有する。具体的には、収差補正部は、各情報層で発生する収差成分を打ち消すような収差を、レーザ光に与える。
光学ヘッドは、本来、単層ディスクの情報層に対して収差が小さくなるように光学的に設計されている。近年の光学ヘッドの設計では、２層ディスクの記録再生も考慮される。よって、設計上の最小収差位置は、保護層表面から約８０μｍから９０μｍ程度に設定されている。そのため、最小収差位置からずれた位置に存在する情報層にレーザ光が絞り込まれるときは、収差補正部によって、各情報層に合った収差補正値を用いた補正が行われる必要がある。
【００３３】
なお、光源の半導体レーザの波長は、４０５ｎｍに設定されているが、波長は、設計上により、また温度・駆動電流の変化によって若干変化する。よって、波長は、４００ｎｍから４１０ｎｍの幅で許容される。波長が４００ｎｍから４１０ｎｍの範囲であれば、本形態と同様の効果が得られる。
〔４．ディスクの構成の検討］
＜４‐１．厚み測定方法＞
本願の各実施形態において、「厚み」とは、共焦点光学系を有する厚み測定器で測定された値である。この測定器は、波長４０５ｎｍの光源と、対物レンズと、遮光部材と、光検出器と、を有する光学ヘッドを備える。測定器は、さらに、この光学ヘッドを移動させるアクチュエータと、厚みを算出する演算部と、を備える。遮光部材は、ピンホールを有する。遮光部材は、ディスクから光検出器に向かう反射光の光路上に設けられる。
【００３４】
光源からのビームは、対物レンズによって、ディスク上に絞込まれる。ディスクから反射してくる光は、ピンホールを通って光検出器で検出される。
測定器は、ディスク中の界面でビームが焦点を結んだとき、反射光が光検出器の表面で焦点を結ぶように、光学的に設計されている。よって、ディスク中の界面に焦点を結んだときのみ、光検出器の前に設けられたピンホールを光が透過する。ディスク中の界面以外で焦点を結んだ場合は、光の大部分が遮光部材で遮られる。従って、光検出器で検出される光強度を測定すれば、ディスク中の界面にビームの焦点が結ばれているかどうかの判断ができる。なお、「ディスク中の界面」とは、ディスクに含まれる各層間の界面、及びディスク表面を含む。つまり、情報層と中間層との界面、及び保護層の表面は、ディスク中の界面に含まれる。
【００３５】
測定器の光学ヘッドは、アクチュエータによって、ディスクに照射される光の軸方向に移動される。各情報層でビームの焦点が結ばれると、演算部は、焦点が合った位置を、アクチュエータによる光学ヘッドの移動距離から算出する。演算部は、この移動距離から、ディスク表面から情報層までの距離、隣り合う情報層間の距離などを算出することができる。つまり、演算部によって、保護層の厚み及び中間層の厚みが算出される。
なお、この測定器は中間層、あるいは保護層の波長４０５ｎｍに対する屈折率Ｎを１．６とした場合に正確な厚みが測定されるように校正されている。中間層や保護層を形成する材料の屈折率Ｎの値によっては、光学的な厚みが変化する。先行技術についての記載を除き、本明細書で説明する各厚みの値は、屈折率Ｎを１．６に換算した場合の厚みのことを意味する。つまり、波長４０５ｎｍの光に対する屈折率は樹脂の種類によって異なるので、厚みについては、屈折率を１．６に換算して得られる数値で議論がなされる。
【００３６】
屈折率Ｎを１．６に換算した場合の厚みとは、上記厚み測定器を用い、各樹脂層の屈折率Ｎを１．６と設定した場合の測定データを意味する。この厚み測定器で樹脂層の厚みが測定された場合、屈折率が１．６に設定されたときの測定データとしては、１．６×ｄ／ｎが出力される。Ｎは波長４０５ｎｍでの樹脂の屈折率であり、ｄ（μｍ）は実厚みである。先行技術についての記載を除き、本明細書中の厚みの値とは全てこの厚み測定器（この厚み測定条件下）での値を意味している。すなわち、先行技術についての記載を除き、明細書中の厚みの議論は、実厚みｄについてのものではない。
＜４‐２．層の厚み＞
ディスク第１の中間層１０５の厚みｔ１、第２の中間層１０６の厚みｔ２、保護層１０７の厚みｔｃに関して、最適な設計値を検討した。
【００３７】
まず、中間層の厚みが変化したときの、その中間層を挟む２つの情報層に記録される信号の品質と、中間層の厚みとの関係を調べた。
なお、以下では、中間層の厚みがその中間層を挟む２つの情報層間の層間クロストークに与える影響を単純モデル化するため、図７に示すような２層ディスク７００を用いて評価を行った。ディスク７００は、基板７０１、第１の情報層７０２、第２の情報層７０３、中間層７０４、及び保護層７０５を備える。第１の情報層７０２、中間層７０４、第２の情報層７０３、及び保護層７０５は、基板７０１上に、この順に積層されている。
ただし、２層ディスク７００の構成は、層数が異なる以外は、３層ディスク１１５と同様である。例えば、２層ディスク７００の基板７０１は３層ディスク１１５の基板１０１と、情報層７０２〜７０３は情報層１０２〜１０４と、中間層７０４は中間層１０５〜１０６と、保護層７０５は保護層１０７と、それぞれ、同様の材料で構成される。また、２層ディスク７００の径及び厚みは、３層ディスク１１５と同一である。
【００３８】
「層間クロストーク」とは、記録又は再生の対象である情報層にレーザ光が合焦されたときに、それ以外の情報層におけるビームのスポット径が小さくなり、より絞り込まれた状態のビームが他層に照射されることで、情報光に迷光が入り込み、その結果、読み取るべき信号にノイズが入り込む現象である。特に、中間層の厚みが薄いときに、層間クロストークが発生しやすい。
特に３つ以上の情報層を有するディスクの場合においては、「層間クロストーク」とは、記録又は再生の対象である情報層からの反射光に、隣接する別の情報層からのレーザ光が漏れこむことで、信号にノイズが入り込むことを意味する。
発明者らは、中間層の厚みを数種類変化させた２層ディスクを作製し、以下の評価に用いた。ただし、全てのディスクで、保護層７０５の厚みは５７μｍに固定された。
【００３９】
評価方法は、以下の通りである。発明者らは、各ディスク中の同一の半径位置において、２つの情報層７０２〜７０３のそれぞれに、密度２５ＧＢで信号を記録した。そして、発明者らは、信号のジッタ値を調べた。
ジッタ値とは、記録された信号の所望の時間的な位置からのずれ量あるいは変動量を示す。ジッタ値が小さい方が、信号の再生品質が良いことを意味している。
図８に、中間層７０４の厚みと、第１の情報層７０２及び第２の情報層７０３に記録された信号の再生特性との関係を示す。
なお、信号の記録及び再生は線速４．９ｍ／ｓで行われ、ジッタはリミットイコライザーによるブーストがかけられた状態で評価された。ジッタ値が８．５％以下であることが、媒体の品質を判断する上での指標とされた。この範囲のジッタ値が得られれば、ディスクにおける信号の品質は、ほとんど問題なくエラー訂正でき、再生できるレベルである。
【００４０】
図８からわかるように、中間層７０４の厚みが薄くなるにつれ、情報層７０２及び７０３の両方において、層間クロストークの影響により、ジッタ値が悪化した。特に中間層７０４の厚みが１０μｍ以下となると、ジッタ値の悪化が顕著であった。よって、ジッタ値のクライテリアを満たすためには、中間層の厚みは少なくとも１０μｍ以上であることが好ましい。
また、図８において、中間層の厚みが１５μｍ以上であるとき、隣接した情報層からの層間クロストークによるジッタ値への影響は、ほとんど見られなかった。このように、中間層の厚みは、１５μｍ以上であることが好ましい。
なお、図８は、記録密度が２５ＧＢであるときの信号評価の結果であるが、記録密度に関係なく、中間層の厚みは１５μｍ以上であることが好ましい。なぜなら、信号の質の悪化（具体的にはジッタ値の悪化）は、情報層からの情報光とその情報層以外の他の層からの反射光との干渉によって、光の明暗の連続が生じ、その結果として生じるノイズによって引き起こされるからである。よって、中間層厚みが１５μｍ以上である場合、信号の記録密度には関係なく、隣接した情報層による信号の質の悪化が回避される。
【００４１】
＜４‐３．層の厚みのばらつき＞
３層ディスクにおける中間層及び保護層の厚みばらつきについての検討結果を述べる。第１中間層１０５の厚みｔ１としてのねらいの値を２５μｍ、第２の中間層１０６の厚みｔ２としてのねらいの値を１８μｍ、保護層１０７の厚みｔｃとしてのねらいの値を５７μｍとし、保護層表面１０７ａから第１情報層１０２までの厚みｔ３としてのねらいの値を１００μｍとした。各中間層及び保護層は、スピンコート法による紫外線硬化性樹脂の塗布工法により作製された。
図４は、作製されたディスクの第２中間層１０６の厚みｔ２の面内厚み分布および作製サンプル毎の厚み変動を示す。
発明者らは、１５０枚のサンプルを作製し、その中から１０枚毎に１枚を抜き取り、中間層の厚みを測定した。図４には、第２中間層１０６のディスクの面内における厚み平均値が示されると共に、面内での最大値及び最小値がエラーバーで示されている。
【００４２】
図４に示されるように、個々のディスクにおいて、第２の中間層１０６の厚みｔ２は、媒体面内でばらつきを有している。
このようなばらつきが生じる原因としては、例えば、次の事象が挙げられる：
‐中間層がスピンコート法によって形成される場合、中間層を構成する樹脂は、スピンテーブルの回転によって延伸される。このとき、スピン回転中に樹脂が受ける径方向での遠心力が、媒体面中の位置によって違うことによって、樹脂の厚みにばらつきが生じる
‐同じく、中間層がスピンコート法によって形成される場合、スピン回転が停止した後、樹脂が塗布された領域の端部における樹脂の表面張力の影響によって、端部の樹脂が盛り上がる。その結果、樹脂の厚みにばらつきが生じる
‐樹脂塗布後にスタンパを貼合したときに樹脂が流動することで、樹脂の厚みにばらつきが生じる。
【００４３】
ディスク全面での第２の中間層１０６の厚みｔ２の最大値と最小値との差は、状況によっては約３μｍ程度の分布を有する。
中間層及び保護層などの樹脂層の形成工程としては、スピンコート法以外にも、例えばスクリーン印刷工法、グラビア印刷工法など様々な工法が考えられる。しかし、厚み分布の形状は異なるものの、どの工法を用いた場合においても、各層において３μｍ程度の厚み分布が生じる。
また、層の厚みは、層の形成工程が液体の紫外線硬化性樹脂の塗布を含む場合、塗布装置の周囲環境の影響、特に温度や湿度の変化の影響を大きく受ける。例えば、温度が上昇すると、それにつれ紫外線硬化性樹脂の温度も上昇し、樹脂の粘度が低下する。この状態で、例えばスピンコート法などにより樹脂を塗布すると、粘度が低下した分、形成される中間層あるいは保護層の厚みは薄くなる。塗布装置そのものに温度調整機能を取り付けることによって、温度変化による厚み変化の程度は小さくすることができる。しかし、温度が層の厚みに与える影響を、完全に取り除くことはできない。よって、複数枚のディスク間で、厚みのばらつきが生じる。
【００４４】
図５は、塗布装置周辺の温度と、第２中間層１０６の厚みｔ２の面内平均値との関係を示す。図５のデータより、温度が約１℃変化する毎に、厚みが約０．５μｍ変化することがわかる。
塗布装置内の温度は、装置の設置環境の温度変化又は装置の稼働状況による温度変化などによって、５〜６℃程度は容易に変化する。約５〜６℃の温度管理は、従来の単層ディスク及び２層ディスクの製造に用いられる塗布装置において、温度管理精度の特別な改善を要することなく、実現可能である。約６℃の温度変化では、厚み変化量は約３μｍである。１つの媒体における面内での厚みばらつきと、媒体間での厚み変動とが合わさると、ねらいの厚みに対して最大６μｍ程度のばらつきが生じる。そのため、各中間層の厚みあるいは保護層の厚みは、ねらいの厚みに対して±３μｍ程度のプロセス上の変動要因を有する。
【００４５】
ここでは、第２中間層の厚みｔ２についてのみ説明を行ったが、第１中間層の厚みｔ１及び保護層の厚みｔｃに関しても、同様の結果が得られた。すなわち、各中間層や保護層の厚み変動幅としてはねらいの厚みに対して±３μｍ程度が見込まれる。つまり、ディスクを量産した場合、各中間層の厚みは、それぞれねらいの厚みに対して±３μｍ程度は、ずれる可能性がある。よって、３層ディスクの中間層の厚みは、この変動幅を含めて設定されることが好ましい。
＜４‐４．層の厚みの差＞
次に、多面反射光による干渉の影響について評価した結果を述べる。
図３Ａ〜図３Ｃを参照して説明したように、読み出すべき情報層にレーザ光が合焦されたとき、他層で反射した迷光の一部が、いずれかの情報層及び保護層表面などで多重反射されることがある。この迷光は、読み出すべき情報光と等しい光路長及び等しい光束径で、光学ヘッドの光検出器１１４に入射することがある。この場合、迷光成分は、複数の情報層及び保護層表面などでの反射を経て光検出器に入射するので、読み出すべき情報光に対して非常に小さい光量となる。しかし、この迷光成分は、情報光と等しい光路長及び等しい光束径で光検出器１１４に入射するので、干渉により、光検出器１１４における受光量が大きく影響される。その結果、微小な中間層厚みの変化あるいは保護層厚みの変化で、光検出器での受光量の変動が大きくなり、安定した信号検出が困難となる。
【００４６】
図９は、読み出すべき情報光と図３Ａ〜図３Ｃに示すようなパターンで光検出器に返ってくる迷光との光量比を１００：１としたときの、層間厚みの差に対する再生信号振幅を示している。なお、層間厚みの差とは、第１の中間層、第２の中間層、及び保護層間の厚みの差を意味している。すなわち、図９において「層間厚みの差が１μｍ以上である状態」とは、この３つの層間の差の全てが１μｍ以上であること、つまり、第１の中間層と第２の中間層との厚みの差、第２の中間層と保護層との厚みの差、及び保護層と第１の中間層との厚みの差など、すなわち干渉を生じる層の厚み差が、全て、１μｍ以上であることを意味する。
図９の横軸は層間厚みの差、縦軸は再生信号振幅を表す。再生信号振幅は、読み出すべき情報光のみを、光検出器で受光したときのＤＣ光量で規格化することで得られる値である。図９を見ると、層間厚みの差が１μｍ以下となると、再生信号振幅が急激に変動することがわかる。
【００４７】
３層ディスクについて、情報層１面あたりの記録容量を、従来の２層ディスクの情報層１面当たりの記録容量よりも大きい３３．４ＧＢとすることで、３層ディスク全体の記録容量を１００ＧＢとする提案がされている。このような３層ディスクに対しても、従来の２層ディスク用ドライブのトラッキング機構などを、その構成を大きく変更することなく利用したい、という要望がある。この要望に応えるために、３層ディスクの情報層に設けられる案内溝のピッチは、２層ディスク等の従来の媒体におけるピッチから、変更されないことが好ましい。そこで、レーザ光が進む方向の線密度を、従来の約１．３倍とすることで、情報層１面あたりの容量を大きくすることが提案されている。
このように線密度が従来の約１．３倍であるディスクの信号マークのマーク長は、従来のディスク（従来のディスクの記録容量は２５ＧＢである）における信号マークのマーク長に対して、２５％短くなる。信号マークが短くなると、信号のＳＮ比が比べ小さくなるので、ノイズが信号特性に与える影響は非常に大きくなる。よって、層間厚みの差が１μｍ以下となった場合の再生信号振幅の変動は、大きく信号品質を劣化させる。従って、１μｍ以下という層間厚みの差は、このように線密度が高いディスクでは、到底許容できるものではない。
【００４８】
以上のように、第１の中間層と第２の中間層との厚みの差、第２の中間層と保護層との厚みの差、保護層と第１の中間層との厚みの差は、それぞれ１μｍ以上であることが好ましい。
＜４‐５．裏焦点課題＞
次に、裏焦点課題の影響度について検討した結果を述べる。３層ディスクの場合、第１〜第３の各情報層及び保護層の表面の計４つの反射界面が存在する。いずれかひとつの情報層にレーザ光が合焦された場合、その他の反射界面で反射した一部の迷光は、多面反射を繰り返し、光学ヘッドに設けられた光検出器に返る。光検出器に返る迷光は、いずれかの界面で、必ず奇数回、反射して光検出器に返る。迷光が３回反射で光検出器に帰ってくるパターン、及び５回反射で光検出器に返ってくるパターンについて、迷光が信号検出に与える影響の度合いが評価された。評価結果は以下の通りである。
【００４９】
各情報層の反射率、透過率は、各情報層の信号を再生したとき、各情報層の反射率がほぼ同じとなるように設定されている。そのため、第１の情報層に近いほど、情報層の反射率は高く、透過率は低く設定される。ディスク１１５において、つまり各層が積層された状態において、光学ヘッドからの光に対する各層の反射率は、２〜５％程度に設定される。
図１２Ａ〜図１２Ｃに、発生しうる３回反射の裏焦点課題と、５回反射の裏焦点課題の一例と、を示す。図１２Ａ〜図１２Ｃのディスクは、第１〜第３の情報層１２０１〜１２０３と、保護層１２０４とを有する３層ディスクである。
第１の情報層１２０１に近づくほど、情報層の反射率は高く設定される。保護層表面１２０４ａで反射するよりも、第２の情報層１２０２又は第３の情報層１２０３のいずれかで多面反射が生じた方が、光検出器に返ってくる迷光の量が大きくなる。
【００５０】
≪４‐５‐１．パターン１≫
例えば、図１２Ａにおいて、第１の情報層１２０１にレーザ光が合焦されたときに、迷光は、第２の情報層１２０２、第３の情報層１２０３、及び第２の情報層１２０２で反射されて、光検出器で検出される。つまり、このパターンでは、迷光は３回反射される。
第２の情報層１２０２及び第３の情報層１２０３は、保護層表面１２０４ａよりも反射率が高い。図１２Ａのパターンでは、迷光が、これらの情報層１２０２及び１２０３の間で多面反射する。よって、起こりうる３回反射のパターンの中では、図１２Ａのパターンが、合焦している第１の情報層１２０１からの反射光量に対して、最も大きい迷光量を生じる。図１２Ａのパターンにおいて、第１の情報層１２０１からの情報光量に対して、迷光の光量は、約１．４％となる。
【００５１】
図１３に、情報光量に対する迷光量の比と、再生信号振幅の変動幅との関係を示す。図１２Ａのパターンでは、情報光量に対する迷光量の比が約１．４％なので、図１３の白四角のグラフによると、再生信号の振幅は約４５％変動する。
≪４‐５‐２．パターン２≫
図１２Ｂのパターンでは、第１の情報層１２０１にレーザ光が合焦されたとき、迷光は、第２の情報層１２０２、保護層表面１２０４ａ、第３の情報層１２０３を経て、光検出器に返ってくる。このパターンでは、同時に、第３の情報層、保護層表面、第２の情報層を経て光検出器に返ってくる迷光も生じる。
図１２Ｂのパターンでは、このように、２種類の迷光が光検出器に返ってくるため、情報光量に対する迷光量の比は、約０．８７％となる。このように、情報光量に対する迷光量の比率が大きいので、再生信号の振幅が迷光うける影響も大きい。
【００５２】
図１３の黒四角のグラフは、図１２Ｂのように２光束の迷光が発生する場合の再生信号の振幅の変動と情報光量に対する迷光量の比との相関関係を示す。図１２Ｂのように迷光の２つの光束が光検出器に返ってくるパターンにおいて、情報光量に対する迷光量の比が約０．８７％であるとき、図１３によれば、再生信号振幅は約５０％変動する。
≪４‐５‐３．パターン３≫
次に、５回反射した迷光により、再生信号の振幅が受ける影響を評価する。
上述したように、第２の情報層１２０２及び第３の情報層１２０３は、保護層表面１２０４ａよりも反射率が高い。よって、迷光が第２の情報層１２０２又は第３の情報層１２０３で反射される方が、保護層表面１２０４ａで反射されるよりも、光検出器に返ってくる迷光の量は多くなる。その結果、図１２Ｃのパターンでは、５回反射で迷光が返ってくるパターンのうちで、迷光の量が最も大きい。図１２Ｃでは、第１の情報層１２０１にレーザ光が合焦されたときに、迷光は、第２の情報層１２０２、第３の情報層１２０３、第２の情報層１２０２、第３の情報層１２０３、第２の情報層１２０２を経て光検出器に返ってくる。
【００５３】
図１２Ｃのパターンでは、情報光量に対する迷光量の比は約０．０２％となる。図１３から見積もられる、図１２Ｃのパターンにおける再生信号の振幅の変動は、２〜３％程度である。この程度の変動は、信号品質に大きな影響を与えない。よって、５回反射して光検出器に返ってくる迷光は無視されてもよい。
以上の検討から、裏焦点課題の影響で信号の品質が特に悪化するのは、１又は複数の情報層及び／又は保護層表面を介した３回以下の反射で、迷光が光検出器に返ってくる場合であることが明らかとなった。
≪４‐５‐４．３回反射した迷光による信号への影響≫
図１５Ｂは、３回反射で光検出器に返ってくる迷光と情報光との干渉が生じた場合における、再生信号の振幅の変動の様子を示す。図１５Ｂは、特に、図１４に示す３回反射のパターンにおける再生信号の振幅の変動を示す。
【００５４】
図１４は、第１〜第３の情報層１４０１〜１４０３及び保護層１４０４を有する３層ディスクの構造を示す。図１４において、迷光の一部は、第３の情報層１４０３、保護層表面１４０４ａ、及び第２の情報層１２０２で計３回反射される。迷光の一部は、読み出すべき信号が記録された第１の情報層１４０１からの情報光と等しい光路長及び等しい光束径で、光検出器に入射する。図１５Ｂには、このように光検出器に入射した迷光の影響で生じた再生信号振幅変動の様子が示されている。
図１５Ａは、図１４のディスクよりも、保護層の厚みが３μｍ程度厚いディスクにおける再生信号の波形を示す。このディスクにおいても、図１４と同様に迷光の一部が３回反射されるが、その迷光の光路長が第１の情報層１４０１からの情報光の光路長とずれたことにより、干渉の影響が解消される。
【００５５】
さらに、発明者らは、迷光の光路長が、読み出すべき情報光の光路長からどれだけずれれば、干渉の影響が解消できるのかを調べた。
図１５Ｂの再生信号波形には、振幅変動が大きい領域と小さい領域が存在する。図１５Ｂ中で、振幅変動の大きい領域は、「変動部」として示される。
図１６は、この変動部及びそれ以外の領域において、情報光の光路長と迷光の光路長とを比較した結果を示す。図１６において、横軸は、ディスクの半径を示す。図１６において、縦軸は、情報光の光路長と、図１４に示す３回反射による迷光の光路長との差分を示す。情報光の光路長とは、レーザ光が保護層表面から入射してから保護層表面から情報光として出射するまでの往復光路長である。
図１６の縦軸において、情報光と迷光との光路長差が０である部分が、情報光と迷光とが、等しい光路長で、かつ等しい光束径で光検出器に返る条件を示す。しかしながら、図１６のデータからは、光路長差が０の領域だけではなく、光路長差０±２μｍの領域でも、信号振幅の大きな変動が生じることがわかった。この領域は、図１６において、「振幅変動領域」として示される。この結果により、光路長差が±２μｍ以上であることが好ましいことが、見出された。なお、「光路長差が±２μｍ以上である」とは、光路長差の絶対値が２μｍ以上であることを意味する。
【００５６】
＜４‐６．干渉を防ぐことのできる構成＞
次に、情報光と迷光との光路長差を±２μｍ以上とするための具体的な条件について説明する。
３層の情報層を有するディスクにおいて、第３の情報層より奧に配置された（光入射側と反対側にある）情報層にレーザ光が合焦される場合、以下の２パターンの迷光問題が生じうる。なお、以下の説明では、信号の記録又は再生の対象となる情報層は、対象情報層と称される。
≪４‐６‐１．第１の迷光問題≫
第１の迷光問題は、対象情報層Ａより光入射側に配置された情報層Ｂ、さらに光入射側の情報層Ｃまたは保護層表面、及び情報層Ｂで、この順に計３回反射された迷光によって生じる問題である。より具体的には、第１の迷光問題とは、この迷光と対象情報層Ａから光学ヘッドに返ってくる情報光との往復光路長差が２μｍ未満であるときに、情報光と迷光とに干渉が生じることである。
【００５７】
この第１の迷光問題は、対象情報層Ａと情報層Ｂとの間の厚みと、情報層Ｂと情報層Ｃまたは保護層表面との間の厚みと差を、１μｍ以上にすることによって解決される。なお、「厚み」とは、上述したように、厚み測定器によって測定された厚みを意味する。
具体的には、図１Ａのディスク１１５において、対象情報層が第１の情報層１０２である場合に、第１の迷光問題を解決するには、すなわち情報光と迷光との干渉を防止するためには、以下の３つの条件（１）〜（３）が満たされることが好ましい。
（１）  ｜ｔ１−ｔ２｜≧１μｍ
この条件（１）が満たされることにより、情報光と、第２の情報層１０３、第３の情報層１０４、及び第２の情報層１０３で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。
（２）  ｜ｔ１−（ｔ２＋ｔｃ）｜≧１μｍ
この条件（２）が満たされることにより、情報光と、第２の情報層１０３、保護層表面１０７ａ、及び第２の情報層１０３で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。
【００５８】
（３）  ｜（ｔ１＋ｔ２）−ｔｃ｜≧１μｍ
この条件（３）が満たされることにより、情報光と、第３の情報層１０４、保護層表面１０７ａ、及び第３の情報層１０４で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。
また、対象情報層が第２の情報層１０３である場合は、情報光と迷光との干渉を防止するためには、以下の条件（４）が満たされることが好ましい。
（４）  ｜ｔ２−ｔｃ｜≧１μｍ
この条件（４）が満たされることにより、情報光と、第３の情報層１０４、保護層表面１０７ａ、及び第３の情報層１０４で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。
≪４‐６‐２．第２の迷光問題≫
第２の迷光問題は、対象情報層ａより光入射側にある情報層ｂ、保護層表面、及び情報層ｂより光入射側にある情報層ｃで、この順に計３回反射された迷光によって生じる問題である。より具体的には、第２の迷光問題とは、この迷光と、対象情報層ａから光学ヘッドに返ってくる情報光との往復光路長差が２μｍ未満であるときに、情報光と迷光とに干渉が生じることである。なお、第２の迷光問題が生じるときには、情報層ｂ、情報層ｃ、及び保護層表面で、この順に計３回反射される迷光も生じる。よって、第２の迷光問題では、２光束による干渉が生じる。
【００５９】
この第２の迷光問題は、情報層ａと情報層ｂとの間の厚みと、情報層ｃと保護層表面との間の厚みとの差を、１μｍ以上にすることで解決される。
具体的には、対象情報層が第１の情報層１０２である場合に、ディスク１１５において、情報光と迷光との干渉を防止するためには、以下の条件（５）が満たされることが好ましい。
（５）  ｜ｔ１−ｔｃ｜≧１μｍ
この条件（５）が満たされることにより、情報光と、第２の情報層１０３、保護層表面１０７ａ、及び第３の情報層１０４で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。同時に、情報光と、第３の情報層１０４、保護層表面１０７ａ、及び第２の情報層１０３で、この順で反射された迷光との干渉が防止される。
【００６０】
＜４‐７．保護層の厚み＞
保護層の厚みと、情報層に記録される信号及び情報層から再生される信号との関係を評価する。保護層の表面には、ゴミ、埃、指紋などの異物が付着したり、また傷が付いたりする可能性が非常に高い。
保護層の表面にそれら欠陥が生じた場合、情報層に対する信号の記録又は情報層からの信号の再生を行うレーザ光が遮られたり、レーザ光の入射角度が変わったりする。その結果、情報層に記録される信号又は再生される信号の質が、大きな影響を受けることがある。
また、保護層の厚みが薄くなるほど、情報層にレーザ光が合焦されたときの、保護層表面でのレーザ光の径は、小さくなる。保護層表面におけるレーザ光の径が小さいほど、保護層表面に存在する異物または傷が、信号の質に与える影響が大きくなる。なぜなら、同じサイズの異物または傷であっても、レーザ光の径が小さいほど、レーザ光の径に対する異物又は傷の相対的な大きさが大きくなるので、レーザ光量全体において、異物又は傷によって遮られるレーザ光量の割合が増大するからである。
【００６１】
そこで、以下の実験を行って、保護層の適切な厚みを検討した。すなわち、発明者らは、保護層の厚みが１００μｍから４５μｍまでの範囲内で互いに異なる５種類の単層ディスクを作製した。これらの単層ディスクにおいて、情報層は、３層ディスク１１５の第３の情報層と同じ構成である。発明者らは、これらの単層ディスクの保護層表面に人工指紋を付着させた。発明者らは、人工指紋の付着が、情報層の記録及び再生に与える影響を、エラーレートを調べることによって評価した。なお、記録された信号は、１−７ＰＰ変調方式によって変調された、基準クロック周波数６６ＭＨｚで、最短マーク長１４９ｎｍのランダムパターンの信号であり、記録及び再生の線速は４．９ｍ／ｓに設定された。
評価方法は以下の通りである。保護層表面に人工指紋液が付着したディスクに対して、信号を記録及び再生し、シンボルエラーレートの評価を行った。人工指紋液は、関東ローム層に代表される標準ダストと、トリオレインとを混合させて作製されたもので、保護層の表面性の評価に使用されるものである。
【００６２】
この人工指紋液は、ラバースタンプを使用して人工指紋パッドより写し取られ、保護層表面に付着された。付着領域は、ディスクの半径３８ｍｍ付近の直径約１０ｍｍの範囲であった。この付着領域内で、ディスクの中心からの距離が異なる５つの位置において、信号の記録及び再生が行われた。各位置に記録された信号について、ＳＥＲ（Ｓｙｍｂｏｌ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）の評価が行われた。各ディスクについて、ＳＥＲが４．２ｘ１０-3以下のエラーレートであるディスクは、合格であると判定された。合否の基準であるこのエラーレート値は、１００万枚に１枚情報を読み出せない可能性があるレベルである。ＳＥＲがこのエラーレート値以下であれば、光情報記録媒体の記録再生特性として問題ないといえる。
図１１は、保護層の厚みとＳＥＲとの関係を示すグラフである。図１１において、各厚みに対応するＳＥＲとしては、１種類の厚みのディスクに対して、指紋の付着位置を５つの半径で異ならせたときの評価結果のうち、最も悪いデータ（すなわち、最も大きいＳＥＲ）が選択された。
【００６３】
この結果より、保護層の厚みが約５１μｍ以上であれば、ＳＥＲは４．２ｘ１０-3を超えないことが分かった。よって、ディスク１１５において、保護層１０７の厚みｔｃは、５１μｍ以上であることが好ましい。また保護層の厚みｔｃは、大きければ大きいほど、表面に付着した指紋の影響を受けにくくなる。よって、保護層の厚みｔｃは、できるだけ大きいことが好ましい。
＜４‐８．各層の厚みのより具体的な値＞
以上の結果から、第１の中間層１０５の厚みｔ１及び第２の中間層１０６の厚みｔ２は、それぞれ、１５μｍ以上であって、厚みの変動幅は６μｍであることが好ましい。また、中間層同士の厚み差は、１μｍ以上を満たすことが好ましい。
さらに、できる限り保護層の厚みを厚くするためには、各中間層の厚みは、１５μｍ以上２１μｍ以下、又は２２μｍ以上２８μｍ以下の範囲にあることが好ましい。各中間層の厚みがこの範囲内であれば、上記のすべての条件を満足することができる。
【００６４】
従来の単層Ｂｌｕ−ｒａｙディスクおよび２層Ｂｌｕ−ｒａｙディスクとの互換性を考慮した場合、３層ディスク１１５において、保護層表面１０７ａから光学ヘッドからもっとも距離の離れた第１の情報層１０２まで厚みｔ３は１００μｍ、表面１０７ａから第２の情報層１０３までの厚みｔ４は７５μｍであることが好ましい。これらの数値は、従来の２層ディスクにおける保護層表面から第１の情報層及び第２の情報層までの厚みと同じである。このように、３層ディスク内で、２層ディスクの情報層と同じ厚み範囲内に、第１の情報層及び第２の情報層が設けられることで、３層ディスクに対する記録再生に対して、従来のドライブが大きな変更を要することなく適用される。
そのため、第１の中間層１０５の厚みｔ１が２２μｍ≦ｔ１≦２８μｍ、第２の中間層１０６の厚みｔ２が１５μｍ≦ｔ２≦２１μｍの範囲にあることが好ましい。
【００６５】
＜４‐９．保護層表面から情報層までの厚み、中間層の厚み、及び保護層の厚みの変動幅＞
発明者らは、保護層表面から各情報層までの厚みに対してどの程度の変動幅が許容されるかを調べた。従来の単層構造及び２層構造のＢｌｕ−ｒａｙディスクのいずれにおいても、保護層表面から、光学ヘッドからもっとも奥に位置する第１の情報層までの厚みは、１００μｍである。
３層ディスク１１５においても、第１の情報層１０２までの厚みｔ３は１００μｍであることが好ましい。
これは、３層ディスク１１５がドライブに挿入された際、最初に合焦する情報層が第１の情報層１０２であり、この厚みが単層ディスク、２層ディスクと同じ厚みであることで、互換性が確保されるからである。
【００６６】
また、ドライブは、ディスクが挿入された際、ディスク表面から１００μｍの厚み（深さ）の位置でビームがもっとも絞り込まれるように、あらかじめ収差補正部による球面収差補正をおこなってから、実際の合焦動作を行う。よって、１００μｍの位置でビームがもっとも絞り込まれるように収差補正が行われた状態で合焦動作が開始された場合において、実際の第１の情報層１０２の位置が、保護層表面１０７ａから１００μｍの位置からずれていれば、合焦に用いるフォーカス誤差信号の振幅のレベルが低下する。その結果、ドライブが合焦動作が失敗する可能性が高くなる。
実際に、発明者らは、保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの厚みｔ３を１００μｍの前後で変化させた場合に、第１の情報層１０２への合焦動作が安定して行える範囲を調べた。その結果、厚みｔ３が１００μｍ±６μｍの範囲であれば、合焦において問題は生じなかった。厚みが１００μｍから±６μｍ以上ずれると、フォーカス誤差信号のレベルが半分以下に低下し、安定した合焦動作が困難であった。
【００６７】
第２の情報層１０３及び第３の情報層１０４に関しても、ドライブは、各情報層への切り替え動作を行うとき、まず、保護層表面１０７ａから各情報層までの厚みに応じた収差補正を行い、その後、層の切り替え動作を行う。収差補正において、各情報層までの厚みとして、各情報層までの厚みの中心値が用いられる。よって、第２の情報層及び第３の情報層についても、保護層の表面からの厚みのねらいに対して±６μｍ以上厚みがずれると安定した合焦動作が困難となる。
このように、保護層表面から各情報層までの厚みとして、収差補正において予め設定されている値は、「ねらいの中心値」と呼ばれる。また、各中間層の厚みにおいては、保護層表面から各情報層までの厚みをねらいの中心値とするための、各中間層の厚みの変動幅の中心も、「ねらいの中心値」と呼ばれる。
【００６８】
以上の検討結果から、第１の中間層１０５の厚みｔ１は２２μｍ≦ｔ１≦２８μｍの範囲であることが好ましい。厚みｔ１のねらいの中心値は２５μｍである。
また、第２の中間層１０６の厚みｔ２は、１５μｍ≦ｔ２≦２１μｍの範囲であることが好ましい。厚みｔ２がこの範囲にあるとき、厚みｔ２のねらいの中心値は１８μｍである。
また、保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの厚みｔ３のねらいの中心値は１００μｍであることが好ましい。厚みｔ３がこの範囲にあるとき、保護層１０７の厚みｔｃのねらいの中心値は、５７μｍである。
また、保護層表面１０７ａから第１の情報層１０２までの厚みｔ３については、ねらいの中心値に対して、±６μｍの変動幅が許容される。よって、厚みｔ３のねらいの中心値が１００μｍである場合、厚みｔ３は、９４μｍ≦ｔ３≦１０６μｍの範囲であることが好ましい。
【００６９】
また、保護層表面１０７ａから第２の情報層１０３までの厚みｔ４のねらいの中心値は、７５μｍであることが好ましい。厚みｔ４については、ねらいの中心値に対して、±６μｍの変動幅が許容される。よって、厚みｔ４は、６９μｍ≦ｔ４≦８１μｍの範囲であることが好ましい。
また、保護層表面１０７ａから第３の情報層１０４までの厚みｔ５、すなわち保護層１０７の厚みｔｃのねらいの中心値は、５７μｍであることが好ましい。厚みｔ５については、ねらいの中心値に対して±６μｍの変動幅が許容される。よって、厚みｔ５は、５１μｍ≦ｔ５≦６３μｍの範囲であることが好ましい。
また、各中間層１０５及び１０６並びに保護層１０７が上記厚み範囲に入っていれば、各中間層同士の厚み差、および各中間層と保護層との厚み差は、１μｍ以上となる。従って、裏焦点課題の発生も防止される。
【００７０】
次に、第１の中間層、第２の中間層、保護層を積層することで作製した３層ディスクの保護層表面から各情報層までの厚みがどのように変動するのかを述べる。
３層ディスクにおいて、保護層表面から最も遠い情報層までの厚みのねらいの中心値が、単層ディスク及び２層ディスクの樹脂層と同じく、１００μｍに設定されたとしても、層数を増やせば増やすほど、媒体全面における厚みの変動幅は拡大する。それは、各中間層及び保護層は個別に作製されるため、各層の厚み変動が、層数の増加に伴って、蓄積されるからである。
また、保護層表面から各情報層までの厚みが、媒体の最内周部の厚みに対してどのように変化するかが非常に重要となる。その理由は、次の通りである。
ディスクをドライブに挿入されたとき、ドライブはディスクの最内周部（半径２３ｍｍから２４ｍｍの間）に記録されている管理情報を最初に読み込む。そのとき、ドライブは、半径２３ｍｍから２４ｍｍの領域において、最適な球面収差補正及びフォーカスオフセット調整などを行ってから、ディスクのその他の位置（特にデータ記憶領域）において、記録及び／又は再生を行う。このとき、半径２４ｍｍより外周側の各領域において、保護層表面から各情報層までの厚みが、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における保護層表面から各情報層までの厚みに対して、大きく異なる場合、ビームが精確に合焦されないので、記録または再生の精度に大きな影響が出る。そのため、保護層表面から各情報層までの厚みの変動においては、ディスクの半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における保護層表面から各情報層までの厚み平均値から、どの程度のずれが許容されるかが重要となる。
【００７１】
また、３層ディスクに対しては、上述したように、情報層１面あたりの記録容量を、従来の２層ディスクよりも大きくしたいという要望がある。また、２層ディスク用ドライブのトラッキング機構などを、その構成を大きく変更することなく、３層ディスクにも利用したい、という要望もある。そこで、記録又は再生に用いられるレーザ光が進む方向の線密度を、従来の約１．３倍とすることで、１面あたりの容量を大きくすることが提案されている。
線密度が約１．３倍になると、上述したように、信号マークのマーク長は、従来のマーク長よりも２５％短くなる。信号マークが短くなると、ビームの絞り性能が信号の記録及び再生精度へ与える影響は、非常に大きくなる。特に、最短マークなどの短いマークは、光ヘッドが記録又は再生できる光学限界付近の大きさであるため、厚み変動によって、ビームの絞り性能が落ちた場合、信号品質が大きく低下する。そのため、３層ディスクにおいては、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における厚み平均値に対する、その他の領域の厚みのばらつきは、従来の２層ディスクよりも、高精度に制御されることが求められる。
【００７２】
従来の２層ディスクの厚みばらつきについては、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの厚み平均値に対して、記録及び再生用媒体で±２μｍ、再生専用媒体で±３μｍまでのばらつきが許容されている。
先に記述したように、中間層及び保護層は個別に作製されるため、それぞれの面内の厚み変動の分布の違いが、層が積ねられる度に蓄積される。つまり、樹脂層（中間層及び保護層）の積層数が増えるほど、媒体面内における厚み変動は大きくなる。従来の２層ディスクの厚み変動の制御の精度を考えると、中間層が１層増えて、樹脂層数の合計が３層となると、厚みの変動は約３．５μｍ程度と予測される。つまり、厚みのばらつきの幅は、±３．５μｍ程度であると考えられる。
しかしながら、球面収差に関する設定値は、上述したように、ディスクの半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの範囲内で最適化される。よって、ディスクにおいて、厚みがこの範囲内の厚みから３．５μｍずれた位置では、大きな球面収差が発生する。このような大きな球面収差は、記録及び再生の質を極端に低下させる。
【００７３】
図１０は、厚み変動によって発生する収差成分の計算結果を示す。
図１０に示すように、厚み変動が±３．５μｍとなると、約３２ｍλ程度の収差の悪化が見込まれる。この３２ｍλの収差の悪化が生じると、ドライブで記録又は再生できるマージンが大幅に消費されるので、記録及び再生のシステムが成り立たない。ドライブが安定して記録再生を行うためには、収差悪化は、少なくとも２５ｍλ程度に抑制されことが好ましい。つまり、厚み変動の幅は、±３μｍ以下であることが好ましい。
しかし、このように厚み変動の幅を厳密に制御する一方で、ディスクの製造方法は、従来の２層ディスクの製造方法をできるだけ利用したものであることが好ましい。つまり、従来の製造方法において、樹脂層の作製精度を向上させることで、厚み変動を所定の範囲内に抑えることが、求められる。
【００７４】
発明者らは、樹脂層を形成するための紫外線硬化性樹脂の粘度管理、及び塗布装置の温度管理を、従来の２層媒体作製時よりも厳しくした。また、発明者らは、塗布工程のプログラムの最適化により、特に変動を生じやすい半径５０ｍｍより外周側の厚み変動を抑制した。こうして、発明者らは、３層媒体における厚み変動を所望の値とすることに成功した。
図６は、３層ディスクを１５０枚作製し、保護層表面から各情報層までの厚みについて、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における厚み平均値に対する、媒体全面での変動幅を測定した結果を示す。
各作製枚数において、保護層表面から各情報層までの厚みのうち、半径２３ｍｍから２４ｍｍの厚み平均値に対して最も厚みが大きくずれた値を取り出し、それを厚みばらつきの値として採用した。３層ディスクにおいては、第１の情報層から保護層表面までは、第１の中間層、第２の中間層、保護層の３つの樹脂層が積層されている。つまり、保護層表面と第１の情報層との間には、保護層表面と第２の情報層との間よりも、また保護層表面と第３の情報層との間よりも、多くの層が存在する。例えば、保護層表面と第２の情報層との間には、第２の中間層及び保護層の２つの樹脂層が存在する。また、保護層表面から第３の情報層までの厚みは、保護層の厚みそのものである。よって、保護層表面から第１の情報層までの厚みの変動は、他の情報層までの厚みの変動と比べて、大きくなる傾向がある。
【００７５】
しかし、図６に示すように、保護層表面から第１の情報層までの厚みの変動は、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域の平均厚みを基準にした場合、±３μｍの変動幅に収まっていた。
実際に作製された３層ディスクのうち、比較的厚み変動の大きいもの（±３μｍの変動を有するもの）について、第１の情報層における信号の記録及び再生を行い、信号の質の評価を行った。
具体的には、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の対物レンズを有する光学ヘッドを備えた記録再生装置により、線速７．３６ｍ／ｓで、信号の記録及び再生が行われた。記録再生装置は、半径２３ｍｍから２４ｍｍまでの領域における層厚みに合わせて、収差補正及び学習を行った。記録再生装置は、この収差補正及び学習の結果を保持した状態で、ディスクの半径２４ｍｍから最外周領域までに渡って、信号を記録した。その後、記録再生装置は、記録された信号を再生した。その結果、全ての領域で、良好な信号品質が確認された。この結果から、保護層表面から情報層までの厚みの変動は、半径２３ｍｍから２４ｍｍの領域の厚み平均値に対して、媒体面内で±３μｍ以内の厚み変動であれば、記録及び再生の特性に大きな影響は与えないことが分かった。
【００７６】
また、図６に示すように、保護層表面から第２の情報層、および保護層表面から第３の情報層の厚みの変動幅は、保護層表面から第１の情報層までの厚みの変動幅に比べて小さく抑えられていた。なお、保護層表面から第２の情報層、および保護層表面から第３の情報層の厚みの変動幅は、半径２３ｍｍから２４ｍｍの領域における厚みの平均値と比較して、全て±３μｍ以下であった。また、第２及び第３の情報層においても信号の記録及び再生を行ったが、良好な結果が得られた。
なお、本実験では、１面あたり３３．４ＧＢの容量で信号の質の評価を行った。ただし、１面あたり３２ＧＢ以上の容量など、３３．４ＧＢ未満の容量においても、同様の厚み制御によって、高質な信号の記録及び再生が実現される。また、全ての情報層の記録密度は同じであってもよく、またいずれかの情報層の記録密度が、他の情報層の記録密度と異なっていてもよい。また、全ての情報層において、記録密度が、互いに異なっていてもよい。
【００７７】
〔５．主要パラメータ〕
本発明が適用される記録媒体の一例として、ブルーレイディスク（ＢＤ）や他の規格の光ディスクがある。以下は、ＢＤに関する説明である。ＢＤには、記録膜の特性に応じて、再生専用型であるＢＤ−ＲＯＭ，追記記録型かつライトワンス型であるＢＤ−Ｒ，書換記録型であるＢＤ−ＲＥなどのタイプがある。本発明は、ＢＤや他の規格の光ディスクにおけるＲＯＭ(再生専用型)，Ｒ(追記型・ライトワンス型)，ＲＥ(書換型)のいずれのタイプの記録媒体にも適用可能である。ブルーレイディスクの主な光学定数と物理フォーマットについては、「ブルーレイディスク読本」（オーム社出版）やブルーレイアソシエーションのホームページ（http://www.blu-raydisc.com/）に掲載されているホワイトペーパに開示されている。
【００７８】
ＢＤの信号の記録及び再生には、波長が略４０５ｎｍ（標準値４０５ｎｍに対して誤差範囲の許容値を±５ｎｍとすれば、４００〜４１０ｎｍ）のレーザ光および開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）が、略０．８５の対物レンズが用いられる。標準値０．８５に対して、±０．０１の誤差範囲が許容される場合、対物レンズのＮＡは、０．８４〜０．８６の範囲で設定される。
ＢＤのトラックピッチは略０．３２μｍである。トラックピッチの標準値０．３２０μｍに対して、±０．０１０μｍの誤差範囲が許容される場合、トラックピッチは、０．３１０〜０．３３０μｍの範囲で設定される。従来のＢＤには、１層または２層の情報層が設けられている。情報層の記録面は、レーザ入射側から片面１層あるいは片面２層の構成である。ＢＤの保護層の表面から記録面まで距離は、７５μｍ〜１００μｍである。
【００７９】
記録信号の変調方式としては、１７ＰＰ変調が利用される。記録されるマークの最短マーク（２Ｔマーク：Ｔは基準クロックの周期（所定の変調則によってマークを記録する場合における、変調の基準周期））のマーク長は０．１４９μｍ（又は０．１３８μｍ）（チャネルビット長：Ｔが７４．５０ｎｍ（又は６９．００ｎｍ））である。記録容量は、片面単層２５ＧＢ（又は２７ＧＢ）（より詳細には、２５．０２５ＧＢ（又は２７．０２０ＧＢ））、または、片面２層５０ＧＢ（又は５４ＧＢ）（より詳細には、５０．０５０ＧＢ（又は５４．０４０ＧＢ））である。
チャネルクロック周波数は、標準速度（ＢＤ１ｘ）の転送レートでは６６ＭＨｚ（チャネルビットレート６６．０００Ｍｂｉｔ／ｓ）であり、４倍速（ＢＤ４ｘ）の転送レートでは２６４ＭＨｚ（チャネルビットレート２６４．０００Ｍｂｉｔ／ｓ）、６倍速（ＢＤ６ｘ）の転送レートでは３９６ＭＨｚ（チャネルビットレート３９６．０００Ｍｂｉｔ／ｓ）であり、８倍速（ＢＤ８ｘ）の転送レートでは５２８ＭＨｚ（チャネルビットレート５２８．０００Ｍｂｉｔ／ｓ）である。
【００８０】
標準線速度（基準線速度、１ｘ）は４．９１７ｍ／ｓｅｃ（又は、４．５５４ｍ／ｓｅｃ）である。２倍（２ｘ）、４倍（４ｘ）、６倍（６ｘ）および８倍（８ｘ）の線速度は、それぞれ、９．８３４ｍ／ｓｅｃ、１９．６６８ｍ／ｓｅｃ、２９．５０２ｍ／ｓｅｃおよび３９．３３６ｍ／ｓｅｃである。標準線速度よりも高い線速度は一般的には、標準線速度の正の整数倍であるが、整数に限られず、正の実数倍であってもよい。また、０．５倍（０．５ｘ）など、標準線速度よりも遅い線速度も採用され得る。
なお、上記は既に商品化が進んでいる、主に１層当たり約２５ＧＢ（又は約２７ＧＢ）の１層又は２層のＢＤに関するものであるが、更なる大容量化として、１層あたりの記録容量を略３２ＧＢ又は略３３．４ＧＢとした高密度なＢＤや、層数を３層又は４層としたＢＤも検討されており、以降は、それらに関する説明である。
【００８１】
〔６．多層について〕
レーザ光を保護層の側から入射して情報が再生及び／又は記録される片面ディスクとすると、情報層を二層以上にする場合、基板と保護層の間には複数の情報層が設けられる。その場合における多層ディスクの構成例を図１８に示す。
図１８に図示されたディスク５１０は、（ｊ＋１）層の情報層５０２を有する（ｊは０以上の整数）。ディスク５１０の構成を具体的に説明すると、ディスク５１０には、レーザ光５０５が入射する側の表面から順に、カバー層（保護層）５０１、（ｊ＋１）枚の情報層（Ｌｊ〜Ｌ０層）５０２、そして基板５００が積層されている。また、（ｊ＋１）枚の情報層５０２の層間には、光学的緩衝材として働く中間層５０３が挿入されている。つまり、情報層５０２において、光入射面から所定の距離を隔てて最も奥側の位置（光源から最も遠い位置）に基準層（Ｌ０）が設けられ、基準層（Ｌ０）から光入射面側に、情報層（Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｊ）が、層数を増やすように積層されている。「光入射面」は「保護層表面」と言い換えることができる。
【００８２】
ここで、単層ディスクと比較すると、多層ディスク５１０における光入射面から基準層Ｌ０までの距離ｔ５１を、単層ディスクにおける光入射面から情報層までの距離とほぼ同じ（例えば０．１ｍｍ程度）にしてもよい。このように、層の数に関わらず最奥層（最遠層）までの距離を一定にする（すなわち、単層ディスクにおける場合とほぼ同じ距離にする）ことで、単層か多層かに関わらず基準層へのアクセスに関する互換性を保つことができる。また、層数の増加に伴うチルト影響の増加を抑えることが可能となる。チルト影響の増加を抑えることが可能になるのは、最奥層が最もチルトの影響を受けるが、最奥層までの距離を、単層ディスクとほぼ同じ距離とすることで、層数が増加しても最奥層までの距離が増加することがなくなるからである。
また、スポットの進行方向（再生方向）に関しては、パラレル・パスとしても、オポジット・パスとしてもよい。
【００８３】
パラレル・パスでは、全ての層において、再生方向が同一である。つまり、スポットは、全層にて内周から外周へ、又は全層にて外周から内周へ進行する。
一方、オポジット・パスでは、１つの層とその層に隣接する層とで、再生方向が逆になる。つまり、基準層（Ｌ０）における再生方向が内周から外周へ向かう方向である場合、情報層Ｌ１における再生方向は外周から内周へ向かう方向であり、情報層Ｌ２における再生方向は内周から外周へ向かう方向である。すなわち、再生方向は、Ｌｍ（ｍは０及び偶数）では内周から外周へ向かう方向であって、Ｌ（ｍ＋１）では外周から内周へ向かう方向であるか、又は、Ｌｍ（ｍは０及び偶数）では外周から内周へ向かう方向であって、Ｌ（ｍ＋１）では内周から外周へ向かう方向である。
保護層（カバー層）の厚みは、開口数ＮＡが上がることで焦点距離が短くなるのに伴って、またチルトによるスポット歪みの影響を抑えられるよう、より薄く設定される。開口数ＮＡは、ＣＤでは０．４５，ＤＶＤでは０．６５であるのに対して、ＢＤでは略０．８５に設定される。例えば、記録媒体の総厚み１．２ｍｍ程度のうち、保護層の厚みが１０〜２００μｍであってもよい。より具体的には、１．１ｍｍ程度の基板に、単層ディスクならば０．１ｍｍ程度の透明保護層、二層ディスクならば０．０７５ｍｍ程度の保護層及び０．０２５ｍｍ程度の中間層（Ｓｐａｃｅｒ  Ｌａｙｅｒ）が設けられてもよい。３層以上のディスクならば、保護層及び／又は中間層の厚みはさらに薄くなる。
【００８４】
〔７．１層〜４層ディスクの各構成例〕
単層ディスクの構成例を図１９に、２層ディスクの構成例を図２０に、３層ディスクの構成例を図２１に、４層ディスクの構成例を図２２に示す。
図１９〜図２２のディスク５１１〜５１４においては、情報層の層数にかかわらずに光入射面から基準層Ｌ０までの厚み（距離）が一定である。
全てのディスク５１１〜５１４において、ディスクの総厚みは略１．２ｍｍである。なお、ディスク５１１〜５１４がレーベル印刷などの他の構成を含む場合、ディスクの総厚みは、好ましくは１．４０ｍｍ以下である。
また、全てのディスク５１１〜５１４において、基板５００の厚みは略１．１ｍｍ、光入射面から基準層Ｌ０までの距離は略０．１ｍｍである。図１９の単層ディスク（図１８においてｊ＝０の場合）においては、カバー層５０１１の厚みは略０．１ｍｍである。また、図２０の２層ディスク（図１８においてｊ＝１の場合）においては、カバー層５０１２の厚みは略０．０７５ｍｍであり、中間層５３０２の厚みは略０．０２５ｍｍである。また、図２１の３層ディスク（図１８においてｊ＝２の場合）や、図２２の４層ディスク（図１８においてｊ＝３の場合）においては、各層の厚みは前述の通りである。
【００８５】
〔８．ディスクのその他の構成〕
＜８‐１．記録容量＞
以上に述べたディスクは、図２３に示される物理的構成を有していてもよい。図２３の円盤状のディスク２３１には、たとえば同心円状またはスパイラル状に、多数のトラック２３２が形成されている。各トラック２３２には細かく分けられた多数のセクタが形成されている。なお、後述するように、各トラック２３２には、予め定められたサイズのブロック２３３を単位として、データが記録される。
ディスク２３１は、従来の光ディスク（たとえば２５ＧＢのＢＤ）よりも情報層１層あたりの記録容量が拡張されている。記録容量の拡張は、記録線密度を向上させることによって実現されており、たとえば光ディスクに記録される記録マークのマーク長をより短くすることによって実現される。ここで「記録線密度を向上させる」とは、チャネルビット長を短くすることを意味する。このチャネルビットとは、基準クロックの周期Ｔ（所定の変調則によってマークを記録する場合における、変調の基準周期Ｔ）に相当する長さである。
【００８６】
なお、ディスク２３１は多層化されていてもよい。ただし、以下では説明の便宜のため、１つの情報層にのみ言及する。
また、複数の情報層を有するディスクにおいて、各情報層に設けられたトラックの幅が同一である場合、層ごとにマーク長が異なり、同一層中ではマーク長が一様であることで、層ごとに記録線密度が異なっていてよい。
トラック２３２は、データの記録単位６４ｋＢ（キロバイト）毎にブロックに分けられる。ブロックには、順にブロックアドレス値が割り振られている。ブロックは、所定の長さのサブブロックに分割され、３個のサブブロックで１ブロックを構成している。サブブロックには、前から順に０から２までのサブブロック番号が割り振られている。
＜８‐２．記録密度＞
次に、記録密度について、図２４〜図２８を用いて説明する。
【００８７】
図２４は、２５ＧＢのＢＤの一例であるＢＤ１２４を示す。図２４に示されるＢＤの記録再生装置では、レーザ１２３の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２２０の開口数ＮＡは０．８５である。
ＤＶＤ同様、ＢＤにおいても、記録データは光ディスクのトラック２３２上に物理変化のマーク列として、記録される。ＢＤ１２４のマーク列には、符号“１２０”及び“１２１”がそれぞれ付されたマークが含まれる。このマーク列中で最も長さの短いマークを「最短マーク」という。図２４では、マーク１２１が最短マークである。
ＢＤ１２４においては、記録容量が２５ＧＢであり、最短マーク１２１の物理的長さは０．１４９μｍである。この最短マーク長は、ＤＶＤの最短マーク長の約１／２．７に相当する。この最短マーク長は、光学系の波長パラメータ（４０５ｎｍ）とＮＡパラメータ(０．８５)を変えて、レーザの分解能を上げても、光ビームが記録マークを識別できる限界である光学的な分解能の限界に近い。
【００８８】
図２６は、トラック上に記録されたマーク列にレーザビームが照射している様子を示す。ＢＤでは、上記光学系パラメータにより、レーザスポット３０は、約０．３９μｍとなる。光学系の構造を変えずに記録線密度向上させる場合、レーザスポット３０のスポット径に対して記録マークが相対的に小さくなるため、再生の分解能は悪くなる。
たとえば、図２５は、２５ＧＢのＢＤよりも高記録密度のＢＤの例を示す。このＢＤの記録再生装置では、レーザ１２３の波長は４０５ｎｍ、対物レンズ２２０のＮＡは０．８５である。このディスクのマーク列１２６及び１２７のうち、最短マーク１２７の物理的長さは０．１１１５μｍである。図２４と比較すると、図２５の構成では、スポット径は同じ約０．３９μｍである一方、記録マークが相対的に小さく、かつ、マーク間隔も狭いため、再生の分解能は悪い。
【００８９】
レーザビームで記録マークを再生した場合の再生信号の振幅は、記録マークが短くなるに従って低下し、光学的な分解能の限界でゼロとなる。この記録マークの周期の逆数を空間周波数といい、空間周波数と信号振幅の関係をＯＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ)という。信号振幅は、空間周波数が高くになるに従ってほぼ直線的に低下する。信号振幅がゼロとなる再生の限界周波数を、ＯＴＦカットオフ（ｃｕｔｏｆｆ）という。
図２７は、２５ＧＢ記録容量の場合のＯＴＦと最短記録マークとの関係を示すグラフである。ＢＤの最短マークの空間周波数は、ＯＴＦカットオフの８０％程度であり、ＯＴＦカットオフに近い。また、最短マークの再生信号の振幅も、検出可能な最大振幅の約１０％程度と非常に小さくなっているこが分かる。ＢＤの最短マークの空間周波数が、ＯＴＦカットオフに非常に近い場合、すなわち、再生振幅がほとんど出ない場合のＢＤの記録容量は、約３１ＧＢである。最短マークの再生信号の周波数が、ＯＴＦカットオフ周波数付近である、または、それを超える周波数であると、周波数がレーザの分解能の限界であるか、または限界を超えるので、再生信号の再生振幅が小さくなり、ＳＮ比が急激に劣化する。
【００９０】
そのため、図２５の高記録密度光ディスク１２５の記録線密度は、再生信号の最短マークの周波数が、ＯＴＦカットオフ周波数付近である場合から、ＯＴＦカットオフ周波数以上である場合までの間で、想定される。なお、最短マークの周波数がＯＴＦカットオフ周波数付近である場合とは、ＯＴＦカットオフ周波数以下だがＯＴＦカットオフ周波数を大きく下回らない場合も含む。
図２８は、最短マーク（２Ｔ）の空間周波数がＯＴＦカットオフ周波数よりも高く、かつ、２Ｔの再生信号の振幅が０であるときの、信号振幅と空間周波数との関係の一例を示すグラフである。図２８において、最短マーク長の２Ｔの空間周波数は、ＯＴＦカットオフ周波数の１．１２倍である。
＜８‐３．波長、開口数、マーク長＞
また、高記録密度のディスクにおける波長と開口数とマーク長／スペース長との関係は以下の通りである。
【００９１】
最短マーク長をＴＭｎｍ、最短スペース長をＴＳｎｍとしたとき、（最短マーク長＋最短スペース長）を“Ｐ”で表すと、Ｐは、（ＴＭ＋ＴＳ）ｎｍである。１７変調の場合、Ｐ＝２Ｔ＋２Ｔ＝４Ｔである。レーザ波長λ（４０５ｎｍ±５ｎｍ、すなわち４００〜４１０ｎｍ）、開口数ＮＡ（０．８５±０．０１すなわち０．８４〜０．８６）、最短マーク＋最短スペース長Ｐ（１７変調の場合、最短長は２Ｔとなるため、Ｐ＝２Ｔ＋２Ｔ＝４Ｔ）の３つのパラメータを用いると、
Ｐ  ≦  λ／２ＮＡ
となるまで基準Ｔが小さいとき、最短マークの空間周波数は、ＯＴＦカットオフ周波数を以上である。
ＮＡ＝０．８５，λ＝４０５としたときの、ＯＴＦカットオフ周波数に相当する基準Ｔは、
Ｔ  ＝  ４０５／（２ｘ０．８５）／４  ＝  ５９．５５８ｎｍ
である。なお、逆に、Ｐ  ＞  λ／２ＮＡ  である場合は、最短マークの空間周波数はＯＴＦカットオフ周波数より低い。
【００９２】
このように、記録線密度が上がるだけでも、光学的な分解能の限界により、ＳＮ比が劣化する。よって、情報層の多層化によるＳＮ比劣化は、システムマージンの観点で、許容できない場合がある。特に、上述のように、最短マークの周波数が、ＯＴＦカットオフ周波数を越える辺りから、ＳＮ比劣化が顕著になる。
なお、以上では、最短マークの再生信号の周波数とＯＴＦカットオフ周波数を比較して記録密度に関して述べたものであるが、更に高密度化が進んだ場合には、次最短マーク（更には次々最短マーク（更には次最短マーク以上の記録マーク））の再生信号の周波数とＯＴＦカットオフ周波数との関係により、以上と同様の原理に基づき、それぞれに対応した記録密度（記録線密度，記録容量）が設定されてもよい。
＜８‐４．記録密度及び層数＞
波長４０５ｎｍ，ＮＡ０．８５等のスペックを有する記録再生装置に適用されるＢＤにおける、１層あたりの具体的な記録容量としては、最短マークの空間周波数がＯＴＦカットオフ周波数付近である場合において、例えば、略２９ＧＢ（例えば、２９．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは２９ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３０ＧＢ（例えば、３０．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３０ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３１ＧＢ（例えば、３１．０ＧＢ±０．５ＧＢ，又は３１ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３２ＧＢ（例えば、３２．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３２ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、などを想定することが可能である。
【００９３】
また、最短マークの空間周波数がＯＴＦカットオフ周波数以上である場合において、１層あたりの記録容量としては、例えば、略３２ＧＢ（例えば、３２．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３２ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３３ＧＢ（例えば、３３．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３３ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３３．３ＧＢ（例えば、３３．３ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３３．３ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３３．４ＧＢ（例えば、３３．４ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３３．４ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３４ＧＢ（例えば、３４．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３４ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、又は略３５ＧＢ（例えば、３５．０ＧＢ±０．５ＧＢ，あるいは３５ＧＢ±１ＧＢなど）若しくはそれ以上、などを想定することが可能である。
【００９４】
特に、記録密度が略３３．３ＧＢである場合、３層で約１００ＧＢ（９９．９ＧＢ）の記録容量が実現され、略３３．４ＧＢとすると３層で１００ＧＢ以上（１００．２ＧＢ）の記録容量が実現される。これは、２５ＧＢのＢＤを４層にした場合の記録容量とほぼ同じになる。例えば、記録密度を３３ＧＢとした場合、３３ｘ３＝９９ＧＢで１００ＧＢとの差は１ＧＢ（１ＧＢ以下）、３４ＧＢとした場合、３４ｘ３＝１０２ＧＢで１００ＧＢとの差は２ＧＢ（２ＧＢ以下）、３３．３ＧＢとした場合、３３．３ｘ３＝９９．９ＧＢで１００ＧＢとの差は０．１ＧＢ（０．１ＧＢ以下）、３３．４ＧＢとした場合、３３．４ｘ３＝１００．２ＧＢで１００ＧＢとの差は０．２ＧＢ（０．２ＧＢ以下となる。
なお、密度が大幅に拡張されると、先に述べたように、最短マークの再生特性の影響により、精確な再生が難しくなる。そこで、記録密度の大幅な拡張を抑えつつ、かつ１００ＧＢ以上を実現する記録密度としては、略３３．４ＧＢが現実的である。
【００９５】
ここで、ディスクの構成を、１層あたり２５ＧＢの４層構造とするか、１層あたり３３〜３４ＧＢの３層構造とするか、が問題となる。
多層化には、各情報層における再生信号振幅の低下（ＳＮ比の劣化）や、多層迷光（隣接する情報層からの信号）の影響などが伴う。そのため、２５ＧＢの４層ディスクよりも、層数がより少ない３３〜３４ＧＢの３層ディスクの方が、そのような迷光の影響を極力抑えつつ、約１００ＧＢの記録容量を、より容易に実現することができる。
そのため、多層化を極力避けつつ約１００ＧＢを実現したいディスクの製造者は、３３〜３４ＧＢの３層化を選択するであろう。一方、従来のフォーマット（記録密度２５ＧＢ）のまま約１００ＧＢを実現したいディスク製造者は、２５ＧＢの４層化を選択するであろう。このように、異なる目的を有する製造者は、それぞれ異なる構成によって、それぞれの目的を実現することができる。このように、ディスクの３層化及び４層化は、ディスク設計に自由度を与えることができる。
【００９６】
また、記録密度が３０〜３２ＧＢ程度であると、３層ディスクでは、記録容量が９０〜９６ＧＢ程度であり、１００ＧＢに届かない。これに対して、４層ディスクによると、１２０ＧＢ以上が実現される。記録密度が略３２ＧＢである４層ディスクは、約１２８ＧＢの記録容量を実現することができる。この１２８という数字はコンピュータで処理するのに便利な２のべき乗（２の７乗）に整合した数値でもある。そして、約１００ＧＢを実現する記録密度を有する３層ディスクと、この４層ディスクとを比べると、３層ディスクにおいて最短マークに求められる再生特性よりも、４層ディスクにおいて最短マークに求められる再生特性の方が、厳しくない。
そこで、記録密度の拡張にあたっては、記録密度が互いに異なる複数の層（例えば略３２ＧＢと略３３．４ＧＢなど）を有するディスクにより、ディスクの製造者に対して、設計の自由度が与えられる。つまり、複数種類の記録密度と層数との組み合わせが、設計の自由度を実現する。例えば、多層化の影響を抑えつつ大容量化を図りたい製造者は、３３〜３４ＧＢの３層化による約１００ＧＢの３層ディスクを選択することができる。他方、再生特性の影響を抑えつつ大容量化を図りたい製造者は、３０〜３２ＧＢの４層化による約１２０ＧＢ以上の４層ディスクを選択することができる。
【００９７】
〔９．その他の実施形態〕
光情報記録媒体全体の径及び厚み、光情報記録媒体に含まれる各層の厚み及び素材、並びに製造方法等は、以上に述べられた具体的な構成に限定されるものではなく、変更可能である。
例えば、以上の構成は、追記型、再生専用型、ライトワンス型、書換記録形等の各種記録媒体に適用可能である。また、以上の記載では、主として３層又は４層のディスクについて論じられているが、情報層の層数が５以上である光情報記録媒体にも、以上に記載された構成は適用可能である。すなわち、光情報記録媒体は、ｎ個の情報層（ｎは３以上の整数）を備えることができる。
すなわち、光情報記録媒体は、下記［１］〜［７］及び［９］〜［１２］の構成であってもよい。
【００９８】
また、記録再生装置は、上述した具体的な構成に限定されるものではない。例えば、レーザ光源は、他の光源に置換可能であるし、光源から出射される光の波長、対物レンズの開口数等も、具体的な数値に限定されるものではない。例えば、記録再生装置は、下記［８］のように表現されてもよい。
［１］  円盤状の光情報記録媒体であって、
基板と、
前記基板上に積層された第１〜第ｎの情報層（ｎは３以上の整数）と、
第ｋの情報層と第（ｋ+１）の情報層との間に設けられた第ｋの中間層（ｋ＝１、２、・・・、ｎ−１）と、
第ｎの情報層上に設けられた保護層と、を備え、
前記保護層表面から各々の前記情報層までの厚みの変動幅は、前記光情報記録媒体の中心から半径２３ｍｍから半径２４ｍｍまでの範囲における前記厚みの平均値に対して±３μｍ以下である
光情報記録媒体。
【００９９】
［２］  前記光情報記録媒体は、光を用いた情報の再生が可能である領域を備え、
前記領域のいずれの位置においても、各々の前記中間層の厚みと前記保護層の厚みとの差が、１μｍ以上である
前記［１］に記載の光情報記録媒体。
［３］前記光情報記録媒体は、光を用いた情報の再生が可能である領域を備え、
前記領域のいずれの位置においても、前記第１〜第ｎの中間層の厚みの合計と前記保護層の厚みとの差が、１μｍ以上である
前記［１］又は［２］のいずれかに記載の光情報記録媒体。
［４］前記第１の中間層の厚みが、２２μｍ以上、２８μｍ以下であり、
前記第２の中間層の厚みが、１５μｍ以上、２１μｍ以下である、
前記［１］から［３］のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【０１００】
［５］前記保護層表面から前記第１の情報層までの厚みが、９４μｍ以上、１０６μｍ以下である、
前記［１］から［４］のいずれかに記載の光情報記録媒体。
［６］前記保護層表面から前記第２の情報層までの厚みが、６９μｍ以上、８１μｍ以下である、
前記［１］から［５］のいずれかに記載の光情報記録媒体。
［７］前記保護層表面から前記第３の情報層までの厚みが、５１μｍ以上、６３μｍ以下である、
前記［１］から［６］のいずれかに記載の光情報記録媒体。
［８］前記［１］〜［７］のいずれかに記載の光情報記録媒体に情報を記録し、及び／又は前記光情報記録媒体に記録された情報を再生する装置であって、
波長４００ｎｍ以上４１０ｍ以下のレーザ光源と、
ＮＡ０．８５±０．０１の対物レンズと、
前記保護層の表面から、前記第１〜第ｎの情報層のうち、レーザ光が照射される情報層までの厚みに応じて球面収差を補正する球面収差補正部と
を備える記録再生装置。
【０１０１】
［９］厚さ１．１ｍｍの基板と、１つ以上の情報層と、厚さ０．１ｍｍ以下の保護層と、を有し、開口数０．８４〜０．８６の対物レンズを介して、波長４００〜４１０ｎｍのレーザ光が照射されることで、前記情報層に記録された情報が再生されるＢＤ方式の記録媒体のうち、３つの情報層を有する３層ディスクであって、
ＢＤ方式の記録媒体のうち、１つの情報層を有する単層ディスクの記録容量を、又は、２つの情報層を有する２層ディスクの１層あたりの記録容量を、ａ（ＧＢ）とし（ａは０以上の実数）、当該３層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｂ（ＧＢ）とした場合（ｂは０以上の実数）、
ａ＜ｂ、かつ、４ａ≒３ｂ
の条件を満たす、３層ディスク。
【０１０２】
［１０］
｜３ｂ−４ａ｜≦２
の条件を満たす、［９］に記載の３層ディスク。
［１１］厚さ１．１ｍｍの基板と、１つ以上の情報層と、厚さ０．１ｍｍ以下の保護層と、を有し、開口数０．８４〜０．８６の対物レンズを介して、波長４００〜４１０ｎｍのレーザ光が照射されることで、前記情報層に記録された情報が再生されるＢＤ方式の記録媒体のうち、４つの情報層を有する４層ディスクであって、
前記ＢＤ方式の記録媒体のうち、３つの情報層を有する３層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｂ（ＧＢ）とし（ｂは０以上の実数）、当該４層ディスクの１層あたりの記録容量を、ｃ（ＧＢ）とした場合（ｃは０以上の実数）、
ｃ＜ｂ、かつ、３ｂ＜４ｃ
の条件を満たす、４層ディスク。
【０１０３】
［１２］３ｃ＜１００、かつ、４ｃは２のべき乗
の条件を満たす、［１１］に記載の４層ディスク。
以上、全ての実施形態において、「以上」、「以下」、「〜」、「・・から・・まで」の表記は、境界の数値を含む。また、以上に述べられた「情報層」は、「記録層」又は「情報記録層」と言い換え可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０１  基板
１０２  第１の情報層
１０３  第２の情報層
１０４  第３の情報層
１０５  第１の中間層
１０６  第２の中間層
１０７  保護層
１０７ａ  保護層表面
１０８  対物レンズ
１０９  記録再生光
１１０  収差補正部
１１１  レーザ光源
１１２  偏光ビームスプリッタ
１１４  光検出器
１１５  ディスク（光情報記録媒体）
１１６  光学ヘッド
２０１  基板
２０２  第１の情報層
２０３  第２の情報層
２０４  第３の情報層
２０５  第Ｎの情報層
２０６  対物レンズ
２０７  レーザ光
３０１  読み出すべき情報光の光路
３０２  第３の情報層に合焦される迷光の光路
３０３  読み出すべき情報光の光路
３０４  保護層表面に合焦される迷光の光路
３０５  読み出すべき情報光の光路
３０６  他情報層に合焦されない迷光の光路
３０７  他情報層に合焦されない迷光の光路
５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、２３０  ディスク（光情報記録媒体）
５０１、５０１１、５０１２、５０１３、５０１４  カバー層（保護層）
５０２  情報層
５０３、５０３２、５０３３、５０３４  中間層
７０１  基板
７０２  第２の情報層
７０３  第３の情報層
７０４  第２の中間層
７０５  保護層
７０６  対物レンズ
７０７  記録再生光
７０８  収差補正手段
１２０１  第１の情報層
１２０２  第２の情報層
１２０３  第３の情報層
１２０４  保護層
１２０４ａ  保護層表面
１２０５  読み出すべき情報光の光路
１２０６  第３の情報層に合焦される迷光の光路
１２０７  読み出すべき情報光の光路
１２０８  他情報層に合焦されない迷光の光路
１２０９  読み出すべき情報光の光路
１２１０  第２の情報層に合焦されて、５回反射で返ってくる迷光の光路
１４０１  第１の情報層
１４０２  第２の情報層
１４０３  第３の情報層
１４０４  保護層
１４０４ａ  保護層表面
１４０５  読み出すべき情報光の光路
１４０６  迷光の光路
１７０１  ディスク（光情報記録媒体）
１７０２  光学ヘッド
１７０３  光源
１７０４  レーザ光（記録光、再生光）
１７０５  コリメートレンズ
１７０６  偏光ビームスプリッタ
１７０７  ４分の１波長板
１７０８  対物レンズ
１７０９  アパーチャ
１７１１  シリンドリカルレンズ
１７１２  光検出器
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2010013441.tif 000037
【図１Ｂ】
2010013441.tif 000038
【図２】
2010013441.tif 000039
【図３Ａ】
2010013441.tif 000040
【図３Ｂ】
2010013441.tif 000041
【図３Ｃ】
2010013441.tif 000042
【図４】
2010013441.tif 000043
【図５】
2010013441.tif 000044
【図６】
2010013441.tif 000045
【図７】
2010013441.tif 000046
【図８】
2010013441.tif 000047
【図９】
2010013441.tif 000048
【図１０】
2010013441.tif 000049
【図１１】
2010013441.tif 000050
【図１２Ａ】
2010013441.tif 000051
【図１２Ｂ】
2010013441.tif 000052
【図１２Ｃ】
2010013441.tif 000053
【図１３】
2010013441.tif 000054
【図１４】
2010013441.tif 000055
【図１５Ａ】
2010013441.tif 000056
【図１５Ｂ】
2010013441.tif 000057
【図１６】
2010013441.tif 000058
【図１７】
2010013441.tif 000059
【図１８】
2010013441.tif 000060
【図１９】
2010013441.tif 000061
【図２０】
2010013441.tif 000062
【図２１】
2010013441.tif 000063
【図２２】
2010013441.tif 000064
【図２３】
2010013441.tif 000065
【図２４】
2010013441.tif 000066
【図２５】
2010013441.tif 000067
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
2010013441.tif 000071
2010013441.tif 000072
2010013441.tif 000073
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