(57)【要約】【課題】２層以上の記録層に情報が記録されている光ディスクから情報を再生する際に、クロストークの少ない好適な情報の再生を可能とする光ディスク装置を提供する。【解決手段】この発明の光ディスク装置１１は、光ディスクの第１および第２の記録層で反射された反射レーザ光を受光して再生信号を出力する光検出器２６の受光面の面積Ａ、反射レーザ光が通過する受光系の横倍率Ｍ（対物レンズの焦点距離ｆｏと集光レンズの焦点距離ｆｃとの比）により規定される「Ａ／Ｍ２」が所定の範囲内になるように規定されていることを特徴とする。【選択図】  図２
2006018873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光を出力する光源と、
この光源からの光を、少なくとも２層の記録層を有する記録媒体のいずれかの記録層に集光する対物レンズと、
少なくとも２層の記録層を有する記録媒体のいずれかの記録層で反射された光を受光して、その光の強度に対応する信号を出力する光検出器と、
この光検出器に、少なくとも２層の記録層を有する記録媒体のいずれかの記録層で反射された光を集光する集光レンズと、
を有し、
前記対物レンズと前記集光レンズは、    
前記光検出器の受光面の面積をＡ、    
前記対物レンズの焦点距離をｆｏ、    
前記集光レンズの焦点距離をｆｃ、    
ｆｃ／ｆｏをＭ、    
とし、Ａ／Ｍ２を規定するとき、    
Ａ／Ｍ２  ＜  １００  ［μｍ２］    
を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記光源からの光の波長は、４００ｎｍ〜４１０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記対物レンズの開口数ＮＡは、    
ＮＡ＝０．６５    
であることを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記Ａ／Ｍ２の値は、    
１  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］    
であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記Ａ／Ｍ２の値は、    
３  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ２７  ［μｍ２］    
であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記記録媒体の記録層間の厚さは、２０μｍであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項７】
前記対物レンズに入射する光に関し、そのレンズの開口エッジでの光強度を、光の中心強度に対する比とした値（R. I．）は、０．５５  ＜  R. I．  ＜  ０．７であることを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
【請求項８】
前記対物レンズの開口数ＮＡは、    
ＮＡ＝０．６５    
であることを特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。
【請求項９】
前記Ａ／Ｍ２の値は、    
１  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］    
であることを特徴とする請求項７または８記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
前記Ａ／Ｍ２の値は、    
３  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ２７  ［μｍ２］    
であることを特徴とする請求項７または８記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
前記記録媒体の記録層間の厚さは、２０μｍであることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項１２】
焦点距離がｆｏで、波長が４００〜４１０ｎｍの光を、少なくとも第１の記録層と第２の記録層との間に中間層が設けられている記録媒体のいずれかの記録層に集光可能な対物レンズと、
焦点距離がｆｃで、記録媒体のいずれかの記録層で反射された光を、所定の位置に集光する集光レンズと、
この集光レンズにより所定の集束性が与えられた光を受光し、その光の強度に対応する信号を出力する受光面積Ａの受光部を有する光検出器と、
を有し、
前記対物レンズと前記集光レンズは、    
ｆｃ／ｆｏをＭ、    
とし、前記中間層の厚さが２０μｍであるとき、Ａ／Ｍ２が、    
１  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］    
となるよう、構成されていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１３】
前記対物レンズに入射する光に関し、そのレンズの開口エッジでの光強度を、光の中心強度に対する比とした値（R. I．）は、０．５５  ＜  R. I．  ＜  ０．７であることを特徴とする請求項１２記載の光ディスク装置。
【請求項１４】
前記対物レンズの開口数ＮＡは、    
ＮＡ＝０．６５    
であることを特徴とする請求項１２または１３記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２層以上の記録層に情報が記録されている光ディスクから情報を再生する際に、クロストークの少ない好適な情報の再生を可能とする光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記録媒体として用いられる光ディスクには、ＣＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭに代表される再生専用型、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒに代表される１回追記型、ＤＶＤ−ＲＡＭに代表され、コンピュータの外付けメモリや録再ビデオ（映像記録）に利用される書き換え可能型等がある。
【０００３】
今日、次世代のＤＶＤ規格の光ディスクの記録容量を増大するために、記録層を２層以上とすることが試みられている。この場合、記録層間の中間層の厚さを、現行のＤＶＤ規格のディスクに比較して、薄くすることが必要である。ところで、中間層の厚さを薄くすると、層間のクロストークが増大することが知られている。このクロストークの大きさに関連して、例えば、ＤＶＤ規格の光ディスクから情報を再生するために用いられる光ヘッドの仕様として、Ａ／Ｍ２（ディテクタサイズ（光検出器の面積）と検出横倍率の二乗の比）が「１００μｍ２  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  １４４μｍ２」であることが規定されている（例えば非特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＪＩＳ（日本工業規格）ＪＩＳ  Ｘ  ６２４１：１９９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
記録容量を増大するため、記録層を２層以上とするＤＶＤ規格の光ディスクのうちで、特に次世代ＤＶＤ（以下、ＨＤ  ＤＶＤと示す）と呼ばれる新規格のディスクにおいては、中間層の厚さを現行のＤＶＤ２層のＲＯＭディスク（ＤＶＤ−ＲＯＭ）に比べて薄くすることが必要である。
【０００５】
しかしながら、ＨＤ  ＤＶＤにおいて、現行のＤＶＤ規格の光ディスクに対するＡ／Ｍ２をそのまま適用した場合には、書き換え型２層ディスク（ＨＤ  ＤＶＤ−ＲＡＭ）では、層間クロストークが大きくなり、好適な再生信号が得られない問題がある。
【０００６】
また、光ディスク装置の光ヘッドに用いられる対物レンズの開口径と入射光束径との関係を示すRim Intensity（以下、R. I．と呼称する）の影響により、対物レンズにより光ディスクに集光できる光ビームの径Ｒは、ｆ（R. I．：ｆはその他のファクターを含む関数を示す）により変動することから、R. I．に依存する影響を無視することは困難である。しかしながら、R. I．がＡ／Ｍ２に与える影響を考慮した光ディスク装置や、光ヘッドは、実用化されていない。
【０００７】
この発明の目的は、記録層が２以上である光ディスクから情報を再生する際に、記録層の層間のクロストークの影響を低減可能な光ヘッドおよび光ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、所定の波長の光を出力する光源と、この光源からの光を、少なくとも２層の記録層を有する記録媒体のいずれかの記録層に集光する対物レンズと、少なくとも２層の記録層を有する記録媒体のいずれかの記録層で反射された光を受光して、その光の強度に対応する信号を出力する光検出器と、この光検出器に、少なくとも２層の記録層を有する記録媒体のいずれかの記録層で反射された光を集光する集光レンズと、を有し、    
前記対物レンズと前記集光レンズは、    
前記光検出器の受光面の面積をＡ、    
前記対物レンズの焦点距離をｆｏ、    
前記集光レンズの焦点距離をｆｃ、    
ｆｃ／ｆｏをＭ、とし、Ａ／Ｍ２を規定するとき、    
Ａ／Ｍ２  ＜  １００  ［μｍ２］    
を満たすことを特徴とする光ディスク装置を提供するものである。
【０００９】
また、この発明は、焦点距離がｆｏで、波長が４００〜４１０ｎｍの光を、少なくとも第１の記録層と第２の記録層との間に中間層が設けられている記録媒体のいずれかの記録層に集光可能な対物レンズと、焦点距離がｆｃで、記録媒体のいずれかの記録層で反射された光を、所定の位置に集光する集光レンズと、この集光レンズにより所定の集束性が与えられた光を受光し、その光の強度に対応する信号を出力する受光面積Ａの受光部を有する光検出器と、を有し、    
前記対物レンズと前記集光レンズは、    
ｆｃ／ｆｏをＭ、    
とし、前記中間層の厚さが２０μｍであるとき、Ａ／Ｍ２が、    
１  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］    
となるよう、構成されていることを特徴とする光ディスク装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
光ディスクから得られる反射レーザ光を受光する光検出器の面積を「Ａ」、反射レーザ光が通過する受光系の横倍率Ｍ（対物レンズの焦点距離ｆｏと集光レンズの焦点距離ｆｃとの比）により規定されるＡ／Ｍ２の大きさを、１  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］とすることで、記録層が２層以上設けられた光ディスクの層間クロストークの程度を確実に低減することができ、良好な再生特性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、図２を用いて以下に説明するこの発明の光ヘッド装置による情報の記録または情報の再生に適した光ディスクの構成の一例を示す概略図である。
【００１３】
図１に示すように、光ディスク（記録媒体）１は、例えばポリカーボネートからなる第１の基板２上に、例えば相変化記録膜を含む第１の情報記録層３を有する。
【００１４】
第１の情報記録層３には、光ヘッド装置１１の半導体レーザ装置２０により出力されるレーザ光の波長に対して所定の透過率を示す中間層４が積層されている。中間層４にはまた、第２の情報記録層５が積層されている。なお、中間層４は通常粘着剤や紫外線硬化樹脂からなる。また、第２の情報記録層５は、例えばポリカーホネートからなる第２の基板６により覆われている。
【００１５】
なお、光ディスク１において、情報記録層３および５は、例えば共に金属を材料とした反射膜による再生専用層でも良いし、例えば共に相変化膜を材料とした記録再生可能層であっても良い。また、光ディスク１において、２つの記録層３または５の一方のみが再生専用層でもう一方が記録再生可能層であっても良い。
【００１６】
光ディスク１は、上述したように、第１の基板２から第２の基板６までを順に積層しても、基板２（または６）の一方の面に、情報記録層３（または５）を所定厚さに形成した２枚の基板を中間層４に接着性のある材料を用いて反対向きに貼り合わせても、形成可能である。なお、情報記録層が片面に形成された基板の厚さは約０．６ｍｍで、光ディスク１の全体の厚さは約１．２ｍｍ（基準基板厚）である。
【００１７】
上述した光ディスク１は、いわゆる片面２層ディスクであり、第１の情報記録層３は、半導体レーザ装置２０から出力されるレーザ光の波長に対して所定の透過率を示す半透明性である。従って、第１の情報記録層３は、一定量の光を反射すると共に残りの光を透過できる。このため、光ディスク１は、基板２側から光を照射させた場合に、第１の記録層３と第２の記録層５のいずれか一方に焦点を合わせる（対物レンズ２４を介してレーザ光１００に与えられた集束性によりレーザ光１００が集光される位置、に対する対物レンズ２４と光ディスク１との間の距離をいずれか一方の記録層３または５に一致するよう対物レンズ２４の位置を制御する）ことで、どちらか一方の情報記録層３または５に、情報を記録し、またはいずれか一方の記録層から情報を再生できる。
【００１８】
なお、中間層４は、一方の情報記録層３（または５）から情報を再生している場合に、他方の情報記録層５（または３）からの情報の漏れ込み（クロストーク）を光学的に遮断する役割を持つ。その意味では、２層の情報記録層３および５の間隔は、できるだけ離れていた方がよく、中間層４の厚さは、厚い方がよいことになる。しかし、その場合には、記録再生する光学系に負担がかかることになる。
【００１９】
すなわち、図２により以下に説明する対物レンズの負荷として、基板２の表面から中間層４の中心までの厚さを規定した場合は、どちらの情報記録層３（５）に情報を記録し、または記録層から情報を再生する場合でも、中間層４の半分の厚さの厚み誤差による収差が発生するからである。
【００２０】
従って、記録再生光学系の収差という観点からは、中間層４の厚さは薄い方が良いことになる。つまり、中間層４の厚さは、情報記録層３および５間のクロストークと記録再生光学系の収差におけるトレードオフ関係の妥協点に定められることになる。
【００２１】
図２は、図１に示した光ディスクに情報を記録し、あるいは光ディスクから情報を再生するための光ヘッド装置の一例を説明する概略図である。
【００２２】
図２に示されるように、光ヘッド装置１１は、例えば４００ｎｍ〜４１０ｎｍの紫色の光ビームすなわちレーザ光を出力する半導体レーザ（光源）２０を有する。なお、レーザ光の波長は、好ましく４０５ｎｍである。
【００２３】
半導体レーザ２０から出射されたレーザ光１００は、コリメートレンズ２１によりコリメートされて平行光となり、偏光ビームスプリッタ２２およびλ／４板２３を透過し、対物レンズ２４により、図２により以下に説明する光ディスク１の記録面に案内される。
【００２４】
光ディスク１に案内されたレーザ光１００は、対物レンズ２４と光ディスク１との間の距離と対物レンズ２４により与えられた集束性により、第１または第２の記録層のいずれか一方に、集光される。
【００２５】
光ディスク１の記録層に集光されたレーザ光１００は、記録層で反射され、反射レーザ光１０１として対物レンズ２４に戻され、λ／４板２３を透過して偏光ビームスプリッタ２２に戻される。
【００２６】
偏光ビームスプリッタ２２に戻された反射レーザ光１０１は、偏光ビームスプリッタ２２の偏光面で集光レンズ２５に向けて反射され、集光レンズ２５により与えられる集束性により規定される焦点距離に応じたビームスポットサイズの集束光として、光検出器２６の受光面に結像される。
【００２７】
光検出器２６の受光部は、通常複数に分割されており、それぞれの受光部から光強度に応じた電流を出力する。個々の受光部から出力された電流は、図示しないＩ／Ｖアンプにより電圧に変換された後、演算回路２７により、ＨＦ（再生）信号、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号等に利用可能に、演算処理される。なお、ＨＦ（再生）信号は、詳述しないが、所定の信号形式に変換され、もしくは所定のインタフェースを通じて、例えば一時記憶装置または外部記憶装置等に出力される。また、光検出器２６の受光部は、『光検出器の受光部の面積を「Ａ」、受光系の横倍率Ｍ（対物レンズの焦点距離ｆｏと集光レンズの焦点距離ｆｃとの比）により規定されるＡ／Ｍ２』が図３他を用いて以下に説明する所定の大きさの範囲となるよう、その大きさが規定されている。
【００２８】
演算回路２７により得られた信号のうち、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号は、サーボドライバ２８により、対物レンズ２４の位置を変位させるアクチュエータ２９を動作させるためのフォーカス制御信号およびトラック制御信号として利用可能に、変換され、アクチュエータ２９に供給される。従って、アクチュエータ２９に保持された対物レンズ２４は、光ディスク１の情報記録層３（または５）に対して、接近／離脱する方向である上下方向、およびまたはディスクラジアル方向に、任意に移動される。すなわち、対物レンズ２４は、サーボドライバ２８によって、光ディスク１上の情報トラックに追従するように制御される。
【００２９】
次に、記録層が２層以上のＤＶＤ規格の光ディスクのうちで、特に次世代ＤＶＤ（以下、ＨＤ  ＤＶＤと示す）と呼ばれる新規格の光ディスクに情報を記録し、あるいは情報を再生するために、光ヘッド装置１１のさまざまな要素を最適化することを考える。
【００３０】
ＨＤ  ＤＶＤの仕様として、例えば光源（半導体レーザ装置の出力）波長４０５ｎｍ、対物レンズ２４の開口数ＮＡをＮＡ＝０．６５とすると、先に説明した光ディスク１の中間層４の厚さは、以下に説明するように、上述したトレードオフを考慮して、例えば１５μｍ〜２５μｍ程度が適当である。なお、以下に説明する中間層４の厚さに関する条件は、３層以上の情報記録層を持つ光ディスクすなわち中間層が２層以上になる光ディスクにも適用可能である。
【００３１】
図３を用いて、２層光ディスクを再生した場合の層間クロストークについて説明する。
【００３２】
図３は、図２の光ヘッド装置の受光系、すなわち反射レーザ光１０１の経路を簡略化して抜き出したものである。図３（ａ）は、対物レンズ２４から遠い情報記録層５（Ｌ１）の情報を再生（または情報を記録）している場合、図３（ｂ）は、対物レンズ２４に近い情報記録層３（Ｌ０）の情報を再生（または情報を記録）している場合を表している。
【００３３】
図３（ａ）に示されるように、情報記録層５（Ｌ１）から反射した反射レーザ光１０１（実線）は、対物レンズ２４を透過した後、平行光となり、集光レンズ２５で集光され、光検出器２６付近で焦点を結ぶ。
【００３４】
光検出器２６は、この集光された目的の情報記録層（この場合はＬ１）からのレーザ光を検出する。しかし、光ディスク１からは、情報記録層３（Ｌ０）においても、点線で示すような、一定量の反射レーザ光が生成される（反射されている）。この目的の情報記録層以外の層からの反射レーザ光をクロストーク光と呼ぶ。
【００３５】
クロストーク光（点線）は、実線で描かれた反射レーザ光と異なり、対物レンズ２４を透過した後に平行光とならずに、拡散光となる。従って、集光レンズ２５によって集束性が与えられたにもかかわらず、いわゆるデフォーカスしたビームとなって光検出器２６に導かれる。
【００３６】
このため、図３（ｃ）に示すように、クロストーク光の一部（中央部）が光検出器２６上に照射されることになる。このクロストーク光は、目的の情報記録層５からのレーザ光による信号に対してノイズ成分として乗る（重畳される）ので、層間クロストークと定義する。
【００３７】
同様に、図３（ｂ）においては、情報記録層３（Ｌ０）からの反射レーザ光に対して、情報記録層５（Ｌ１）からの反射レーザ光が、クロストーク光となる（図３（ｃ））と同一の概略図となるため、図示省略）。
【００３８】
なお、図３（ｂ）に示すクロストーク光と図３（ａ）に示したクロストーク光との違いは、対物レンズ２４を通過した後の光束が、収束光であるか発散性であるかであり、図３（ａ）により前に説明したと同様に、光検出器２６上でデフォーカスビームとなり、層間クロストークを生じさせる。
【００３９】
このように層間クロストークは、光検出器２６に照射されるクロストーク光の部分割合で定義されるため、目的情報記録層からの収束光が光検出器２６上に全て収まる範囲においては、光検出器のサイズが小さいほどその影響は少なくなる。また、光検出器２６のサイズが一定の場合、クロストーク光のサイズが大きいほど層間クロストーク成分の大きさは、小さくなる。
【００４０】
なお、クロストーク光の光検出器２６上でのサイズは、先に説明したとおり、受光系の検出横倍率Ｍによって決まる。検出横倍率Ｍは、対物レンズ２４の開口半径と集光レンズ２５の開口半径が同一の場合、対物レンズ２４の焦点距離ｆｏと集光レンズ２５の焦点距離ｆｃの比で決まり、Ｍ＝ｆｃ／ｆｏで求められる。
【００４１】
従って、光検出器２６の受光部の面積をＡ、受光系の検出横倍率をＭ、とすると、層間クロストークの程度と大よそ比例する指標として「Ａ／Ｍ２」なる値を定義できる。「Ａ／Ｍ２」は、現行のＤＶＤ規格の光ディスクに関しては、先行技術文献としても開示したが、日本工業規格（ＪＩＳ）において、ＪＩＳ  Ｘ  ６２４１：１９９７でも定義されており、その値は、１００  ＜Ａ／Ｍ２  ＜１４４  ［μｍ２］という範囲を有している。
【００４２】
図４は、横軸にＡ／Ｍ２、縦軸に層間クロストーク量をプロットしたグラフである。
【００４３】
図４から明らかなように、図１に示した構造を有する光ディスク１における中間層４の厚さと層間クロストークのレベル（大きさ）には、先に説明した通り、一定の関係が認められる。いうまでもなく、中間層４の厚さが薄い場合、層間クロストークは増大される。なお、図４において、曲線ａは、中間層４の厚さが１５μｍ、同ｂは、中間層４の厚さが２０μｍ、同ｃは、中間層４の厚さが２５μｍ、同ｄは、中間層４の厚さが３０μｍの場合を示している。また、曲線ｚは、現行のＤＶＤ規格の光ディスクにおける中間層４の厚さ（４０μｍ）を、比較のため示したものである。
【００４４】
現行のＤＶＤ規格の光ディスクにおいては、Ａ／Ｍ２の最大値が１４４μｍ２であることから、層間クロストーク量は、最大１０．２％（０．１０２）であることが分かる。
【００４５】
この層間クロストークの最大値を、本発明の次世代光ディスクに当てはめると図４から、中間層４の厚さが１５μｍの場合には、Ａ／Ｍ２  ＜  ２７  ［μｍ２］、同厚さが２０μｍでは、Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］、同厚さが２５μｍでは、Ａ／Ｍ２  ＜  ７３  ［μｍ２］、同３０μｍではＡ／Ｍ２  ＜  １０４  ［μｍ２］、であり、中間層４の厚さが薄い光ディスク程、層間クロストークレベルを抑制できることが認められる。
【００４６】
従って、層間クロストークの観点からは、Ａ／Ｍ２の値は小さい方が良く、ＨＤ  ＤＶＤに関しては、中間層４の厚さは、現行のＤＶＤの規格よりも低くする、すなわち、Ａ／Ｍ２  ＜  １００  ［μｍ２］とすることが好ましい。
【００４７】
より詳細には、例えば中間層４の厚さが２０μｍの場合には、層間クロストーク低減の観点からは、本発明の光ディスク１に適した光ヘッド装置（光ディスク装置）おいては、受光系の仕様として、Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］を満足することが望ましい。
【００４８】
一方、Ａ／Ｍ２の値は、層間クロストークの観点からは少なければ少ない方が良いため、特に下限は定められないが、光検出器２６の面積Ａの下限値と検出横倍率Ｍの上限値は、現実的に限界がある。光検出器２６は、最小でも一辺４０μｍの正方形であることからＡ＝１６００μｍ２である。一方、検出横倍率Ｍの最大値は、ｆｃ（集光レンズ２５の焦点距離）の最大値で決まり、しかもｆｃが光ヘッド１１の平面のサイズに影響することを考えると、最大で１２０ｍｍ（ディスクと同サイズ）程度を上限と考えることが妥当である。従って、ｆｏ（対物レンズ２４の焦点距離）を３ｍｍとすると、Ｍ＝４０となる。
【００４９】
これらの値から、Ａ／Ｍ２の下限値は、Ａ／Ｍ２＝１６００／４０２＝１．０となる。従って、上記の考察から、本発明の光ディスク装置における受光系の仕様としては、１  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］を満たすことが必要である。
【００５０】
ところで、今日、光ヘッド装置１１（特に、対物レンズ２４）の特性に大きな影響を与える要因として、対物レンズ２４の開口径と入射光束径との関係を示すRim Intensity（以下、R. I．と呼称する）の影響を無視できないことが知られている。
【００５１】
R. I．は、レンズに入射するレーザ光に関し、そのレンズの開口エッジでの光強度を、光ビームの中心強度に対する比（またはパーセンテージ）で表した値であり、対物レンズに入射するビームの光学特性を表すパラメータの一つである。
【００５２】
例えば、光ディスク装置において、対物レンズにより光ディスクに集光できるレーザ光の径Ｒは、ｆ（R. I．：ｆはその他のファクターを含む関数を示す）は、    
Ｒ＝２×ｆ（R. I．）×λ／ＮＡ    
により求めることができる。なお、R. I．は、対物レンズ２４が概ね環状（真円）であるに対して、半導体レーザ装置２０からのレーザ光が、発散性でしかも断面ビームスポット形状が楕円形であることに依存して、特に方向性を考慮する必要がある場合には、R. I．ｘあるいはR. I．ｙとして、方向性の情報も規定される。
【００５３】
一例を示すと、R. I．（方向性なし）＝０．６で、波長λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５の場合、ビーム径Ｒは、Ｒ＝０．５２６０μｍである。また、R. I．（方向性なし）＝０．７で、波長λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５の場合、Ｒ＝０．５２１８μｍである。
【００５４】
なお、光ディスク装置においては、対物レンズ２４の他に、特に半導体レーザ装置２０側に、コリメートレンズ２１も用いられることから、R. I．は、レーザ光の拡がり角や、コリメートレンズ２１の焦点距離についても考慮される。
【００５５】
このような観点から、本発明では、従来、例えば１．０（すなわち入射光強度が瞳内で一様）で固定されていたR. I．を変化させ、R. I．の影響を含む層間クロストークの大きさも考慮している。
【００５６】
図５は、光ディスク１の中間層４の厚さを２０μｍとし、R. I．を変化させた際の層間クロストークの大きさの変化を示している。
【００５７】
図５から明らかなように、R. I．を、R. I．＝０．１３５（曲線Ａ）、同０．６（曲線Ｂ）、同１．０（比較例、曲線Ｚ）として、変化させた結果、R. I．が小さい（低い）と層間クロストークの大きさは増加し、R. I．が大きい（高い）と層間クロストークの大きさは減少することが確認されている。なお、図５において用いたR. I．＝０．１３５（下限）は、理論上は限りなく０に近づけられるが、１／ｅ２から実質的に０．１３５程度である。また、上限は、理論上１．０（従来＝比較例すなわちR. I．を考慮せず）である。
【００５８】
図５から、R. I．＝０．１３５（曲線Ａ）において、Ａ／Ｍ２  ＜  ２７  ［μｍ２］、R. I．＝０．６（曲線Ｂ）において、Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］であり、R. I．を小さく（低く）設定することによっても、層間クロストークの程度（大きさ）を抑制できることが認められる。
【００５９】
なお、R. I．は、高い（大きい）場合には、レンズにおける光利用効率を低下する、という問題があり、また、低い（小さい）場合は、レンズにより集光された光のビーム径を増大させる、いう問題がある。従って、これらのトレードオフを考慮したR. I．の適正な範囲は、例えば  ０．５５  ＜  R. I．  ＜  ０．７０である。なお、R. I．を変化させた場合、Ａ／Ｍ２は、光ディスク１の中間層４の厚さを変化させた場合ほど、大きな変化とはならず、図５では、中間層４の厚さを２０μｍとした例を示しているが、中間層４の厚さが１５μｍであっても、３０μｍであっても、概ね同様の効果が得られることが確認されている。
【００６０】
次に、Ａ／Ｍ２の値の好適な例について考察する。
【００６１】
図５により説明したR. I．の大きさと図４により説明した中間層４の厚さとに基づいてＡ／Ｍ２の上限を考慮する場合、中間層４の厚さを１５μｍ〜３０μｍとして、Ａ／Ｍ２の下限値を考察すると、光ディスク１のサイズが８０ｍｍである場合には、Ａ／Ｍ２の下限値は、２〜３  ［］μｍ２］となる。
【００６２】
詳細には、ｆｃ（集光レンズ２５の焦点距離）は、先に説明した方法に従って、最大で光ディスクのサイズ程度と仮定すると、ディスクサイズが８０ｍｍである場合には、ｆｏ（対物レンズ２４の焦点距離）を３ｍｍとすると、Ｍ＝２６．７となる。従って、Ａ／Ｍ２＝１６００／２６．７２＝２．３となる。
【００６３】
これに対して、光ディスク装置（ドライブ）の小型化等に起因して、ｆｃの最大値が光ディスクの半径程度であると考えると、光ディスクの外形が１２０ｍｍである場合には、ｆｃ＝６０ｍｍであり、Ｍ＝２０である。この場合、Ａ／Ｍ２＝１６００／２０２＝４となる。また、光ディスクの外形が８０ｍｍである場合には、ｆｃ＝４０ｍｍであり、Ｍ＝１３．３である。従って、Ａ／Ｍ２＝１６００／１３．３２≒９となる。
【００６４】
なお、この発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形もしくは変更が可能である。また、各実施の形態は、可能な限り適宜組み合わせて、もしくは一部を削除して実施されてもよく、その場合は、組み合わせもしくは削除に起因したさまざまな効果が得られる。
【００６５】
例えば、発明の詳細な説明においては、光ディスク装置を例に、本発明の実施の形態を説明したが、記録媒体として光ディスクを用いる動画撮影用カメラや、音楽データを収容する携帯用の音響機器等にも適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の実施の形態が適用される光ディスク装置および光ヘッド装置において利用可能な記録媒体（光ディスク）の一例を説明する概略図。
【図２】この発明の実施の形態が適用される光ディスク装置および光ヘッド装置の一例を説明する概略図。
【図３】図１に示した光ディスクおよび図２に示した光ディスク装置により２層の記録層からの反射レーザ光を得る場合に層間クロストークが生じる理由を説明する概略図。
【図４】図３により説明した層間クロストークと、反射レーザ光を受光する光検出器の面積Ａおよび反射レーザ光が通過する受光系の横倍率Ｍ（対物レンズの焦点距離ｆｏと集光レンズの焦点距離ｆｃとの比）により規定される「Ａ／Ｍ２」の大きさとの関係を説明するグラフ。
【図５】図３により説明した層間クロストークと、反射レーザ光を受光する光検出器の面積Ａおよび反射レーザ光が通過する受光系の横倍率Ｍ（対物レンズの焦点距離ｆｏと集光レンズの焦点距離ｆｃとの比）により規定される「Ａ／Ｍ２」の大きさを、対物レンズの開口径と入射光束径との関係を示すRim Intensity（R. I．）を考慮して補正した結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００６７】
１…光ディスク（記録媒体）、２…基板、３…第１の記録層（記録層（Ｌ１））、４…中間層、５…第２の記録層（記録層（Ｌ０））、６…基板、１１…光ヘッド装置、２０…半導体レーザ装置、２１…コリメートレンズ、２２…偏光ビームスプリッタ、２３…λ／４板、２４…対物レンズ、２５…集光レンズ、２６…光検出器、２７…演算回路、２８…サーボドライバ、２９…アクチュエータ。
【図１】
2006018873.tif 000003
【図２】
2006018873.tif 000004
【図３】
2006018873.tif 000005
【図４】
2006018873.tif 000006
【図５】
2006018873.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年6月22日(2005.6.22)
【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】
所定の波長の光を出力する光源と、
この光源からの光を、少なくとも２層の記録層を有する記録媒体のいずれかの記録層に集光する対物レンズと、
少なくとも２層の記録層を有する記録媒体のいずれかの記録層で反射された光を受光して、その光の強度に対応する信号を出力する光検出器と、
この光検出器に、少なくとも２層の記録層を有する記録媒体のいずれかの記録層で反射された光を集光する集光レンズと、
を有し、
前記対物レンズと前記集光レンズは、    
前記光検出器の受光面の面積をＡ、    
前記対物レンズの焦点距離をｆｏ、    
前記集光レンズの焦点距離をｆｃ、    
ｆｃ／ｆｏをＭ、    
とし、Ａ／Ｍ２を規定するとき、    
Ａ／Ｍ２  ＜  １００  ［μｍ２］    
を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記Ａ／Ｍ２の値は、    
１  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］ 
であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記Ａ／Ｍ２の値は、    
３  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ２７  ［μｍ２］ 
であることを特徴とする請求項２記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記対物レンズに入射する光に関し、そのレンズの開口エッジでの光強度を、光の中心強度に対する比とした値（R. I．）は、０．５５  ＜  R. I．  ＜  ０．７であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記Ａ／Ｍ２の値は、    
１  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］ 
であることを特徴とする請求項４記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記Ａ／Ｍ２の値は、    
３  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ２７  ［μｍ２］ 
であることを特徴とする請求項５記載の光ディスク装置。
【請求項７】
焦点距離がｆｏで、波長が４００〜４１０ｎｍの光を、少なくとも第１の記録層と第２の記録層との間に中間層が設けられている記録媒体のいずれかの記録層に集光可能な対物レンズと、
焦点距離がｆｃで、記録媒体のいずれかの記録層で反射された光を、所定の位置に集光する集光レンズと、
この集光レンズにより所定の集束性が与えられた光を受光し、その光の強度に対応する信号を出力する受光面積Ａの受光部を有する光検出器と、
を有し、
前記対物レンズと前記集光レンズは、 
ｆｃ／ｆｏをＭ、 
とし、前記中間層の厚さが２０μｍであるとき、Ａ／Ｍ２が、 
１  ＜  Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］ 
となるよう、構成されていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
前記対物レンズに入射する光に関し、そのレンズの開口エッジでの光強度を、光の中心強度に対する比とした値（R. I．）は、０．５５  ＜  R. I．  ＜  ０．７であることを特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
また、光ディスク装置の光ヘッドに用いられる対物レンズの開口径と入射光束径との関係を示すRim Intensity（以下、R. I．と呼称する）の影響により、対物レンズにより光ディスクに集光できる光ビームの径Ｒは、ｆ（R. I．）≒（ｆはその他のファクターを含む関数を示す）により変動することから、R. I．に依存する影響を無視することは困難である。しかしながら、R. I．がＡ／Ｍ２に与える影響を考慮した光ディスク装置や、光ヘッドは、実用化されていない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
この層間クロストークの最大値を、本発明の次世代光ディスクに当てはめると図４から、中間層４の厚さが１５μｍの場合には、Ａ／Ｍ２＜２７  ［μｍ２］、同厚さが２０μｍでは、Ａ／Ｍ２＜４７  ［μｍ２］、同厚さが２５μｍでは、Ａ／Ｍ２＜７３  ［μｍ２］、同３０μｍではＡ／Ｍ２＜１０４  ［μｍ２］、であり、中間層４の厚さが厚い光ディスク程、層間クロストークレベルを抑制できることが認められる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
従って、層間クロストークの観点からは、Ａ／Ｍ２の値は小さい方が良く、ＨＤ  ＤＶＤに関しては、Ａ／Ｍ２  ＜  １００  ［μｍ２］とすることが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
例えば、光ディスク装置において、対物レンズにより光ディスクに集光できるレーザ光の径Ｒは、    
Ｒ＝２×ｆ（R. I．）×λ／ＮＡ    
により求めることができる（ｆはその他のファクターを含む関数を示す）。なお、R. I．は、対物レンズ２４が概ね環状（真円）であるに対して、半導体レーザ装置２０からのレーザ光が、発散性でしかも断面ビームスポット形状が楕円形であることに依存して、特に方向性を考慮する必要がある場合には、R. I．ｘあるいはR. I．ｙとして、方向性の情報も規定される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
なお、光ディスク装置においては、対物レンズ２４の他に、特に半導体レーザ装置２０側に、コリメートレンズ２１も用いられる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
図５から明らかなように、R. I．を、R. I．＝０．１３５（曲線Ａ）、同０．６（曲線Ｂ）、同１．０（比較例、曲線Ｚ）として、変化させた結果、R. I．が小さい（低い）と層間クロストークの大きさは増加し、R. I．が大きい（高い）と層間クロストークの大きさは減少することが確認されている。なお、図５において用いたR. I．＝０．１３５（下限）は、理論上は限りなく０に近づけられるが、１／ｅ２から実質的に０．１３５（好ましくは、１／ｅ２＝０．１３５）程度である。また、上限は、理論上１．０（従来＝比較例すなわちR. I．を考慮せず）である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
図５から、R. I．＝０．１３５（曲線Ａ）において、Ａ／Ｍ２  ＜  ２７  ［μｍ２］、R. I．＝０．６（曲線Ｂ）において、Ａ／Ｍ２  ＜  ４７  ［μｍ２］というように、R. I．を小さく（低く）設定することによって、層間クロストークの程度（大きさ）を抑制できることが認められる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
なお、R. I．は、高い（大きい）場合には、レンズにおける光利用効率を低下させる、という問題があり、また、低い（小さい）場合は、レンズにより集光された光のビーム径を増大させる、いう問題がある。従って、これらのトレードオフを考慮したR. I．の適正な範囲は、例えば  ０．５５  ＜  R. I．  ＜  ０．７０である。なお、R. I．を変化させた場合、Ａ／Ｍ２は、光ディスク１の中間層４の厚さを変化させた場合ほど、大きな変化とはならず、図５では、中間層４の厚さを２０μｍとした例を示しているが、中間層４の厚さが１５μｍであっても、３０μｍであっても、概ね同様の効果が得られることが確認されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
図５により説明したR. I．の大きさと図４により説明した中間層４の厚さとに基づいて、中間層４の厚さを１５μｍ〜３０μｍとして、Ａ／Ｍ２の下限値を考察すると、光ディスク１のサイズが８０ｍｍである場合には、Ａ／Ｍ２の下限値は、２〜３  ［μｍ２］となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2006018873.tif 000008
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2006018873.tif 000009