(57)【要約】【課題】従来の高密度化においては、透明基板の薄型化を行っており、指紋やゴミの付着に対して耐性に乏しく、カートリッジが必要であった。【解決手段】光ディスク媒体のトラック一周回における傾き変化を、許容値以下とし、全面での傾きは許容値より大きいままとし、ドライブ装置で低周波数帯域の傾き制御を行うだけで、高密度化された光ディスク媒体の記録や再生を実現する。【選択図】図１３
2006079825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心円又はスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板又は透明カバー層を介して前記情報記録トラックにレーザ光を照射し情報の記録又は再生を行うための円盤状の光ディスク媒体であって、
当該光ディスク媒体に照射すべき前記レーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、前記レーザ光の波長をλ［μｍ］、前記透明基板又は透明カバー層の屈折率をｎ、前記透明基板又は透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、前記情報記録トラックに形成されるピットの最短ピット長をＬｐ［μｍ］とした場合、
ｄ≧２００／（ｔａｎ（ｓｉｎ−１ （ＮＡ／ｎ）））
Ｌｐ≦０．３５・（λ／ＮＡ）、
である関係を満たし、
各前記情報記録トラックの一周回における前記光ディスク媒体の傾き量の変化を第１の所定値以下とし、
前記光ディスク媒体全面での傾き量を第２の所定値以下とし、
前記第１の所定値より前記第２の所定値を大きくすることを特徴とする光ディスク媒体。
【請求項２】
同心円又はスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板又は透明カバー層を介して前記情報記録トラックにレーザ光を照射し情報の記録又は再生を行うための円盤状の光ディスク媒体であって、
当該光ディスク媒体に照射すべき前記レーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、前記レーザ光の波長をλ［μｍ］、前記透明基板又は透明カバー層の屈折率をｎ、前記透明基板又は透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、前記情報記録トラックに形成されるピットの最短ピット長をＬｐ［μｍ］、とした場合、
ｄ≧２００／（ｔａｎ（ｓｉｎ−１ （ＮＡ／ｎ）））
Ｌｐ≦０．３５・（λ／ＮＡ）、
である関係を満たし、
各前記情報記録トラックの一周回における前記光ディスク媒体の傾き量の変化を第１の所定値以下とし、
当該光ディスク媒体全面での傾き量を前記第１の所定値以上とすることを特徴とする光ディスク媒体。
【請求項３】
同心円又はスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板又は透明カバー層を介して前記情報記録トラックにレーザ光を照射し情報の記録又は再生を行うための円盤状の光ディスク媒体であって、
当該光ディスク媒体に照射すべき前記レーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、前記レーザ光の波長をλ［μｍ］、前記透明基板又は透明カバー層の屈折率をｎ、前記透明基板又は透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、前記情報記録トラックに形成されるピットの最短ピット長をＬｐ［μｍ］、とした場合、
ｄ≧２００／（ｔａｎ（ｓｉｎ−１ （ＮＡ／ｎ）））
Ｌｐ≦０．３５・（λ／ＮＡ）
である関係を満たし、
各前記情報記録トラックの一周回における当該光ディスク媒体のトラック直交方向の傾き量の変化を第１の所定値以下とし、
前記光ディスク媒体全面でトラック直交方向の傾き量を前記第１の所定値以上とし、
当該光ディスク媒体全面でトラック方向の傾き量を第２の所定値以下としたことを特徴とする光ディスク媒体。
【請求項４】
前記第１の所定値を、３８・（λ／（ＮＡ３・ｄ））・（ｎ３／（ｎ２−１））［ｄｅｇ］以下としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ディスク媒体。
【請求項５】
同心円又はスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板又は透明カバー層を介して前記情報記録トラックにレーザ光を照射し情報の記録再生を行う円盤状の光ディスク媒体であって、
各前記情報記録トラックの一周回における前記光ディスク媒体の傾き量の変化を第１の所定値以下とし、
前記光ディスク媒体全面での傾き量を第２の所定値以下とし、
当該光ディスク媒体に照射すべき前記レーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、前記レーザ光の波長をλ［μｍ］、前記透明基板又は透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、その屈折率をｎ、前記情報記録トラックの最短ピット長をＬｐ［μｍ］、前記第１の所定値をθａ［ｄｅｇ］、前記第２の所定値をθｂ［ｄｅｇ］としたとき、
Ｌｐ≦０．３５・（λ／ＮＡ）
θａ≦３８・（λ／（ＮＡ３・ｄ））・（ｎ３／（ｎ２−１））
ｄ≧２００／（ｔａｎ（ｓｉｎ−１ （ＮＡ／ｎ）））
θａ<θｂ
の関係を満たすことを特徴とする光ディスク媒体。
【請求項６】
同心円又はスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板又は透明カバー層を介して前記情報記録トラックにレーザ光を照射して情報の記録再生を行う円盤状の光ディスク媒体であって、
各前記情報記録トラックの一周回における前記光ディスク媒体の傾き量の変化を第１の所定値以下とし、
記録再生の前記レーザ光の波長をλ［μｍ］、当該光ディスク媒体に照射すべき前記レーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、前記透明基板又は透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、その屈折率をｎ、前記情報記録トラックの最短ピット長をＬｐ［μｍ］、前記第１の所定値をθａ［ｄｅｇ］と、したとき、
Ｌｐ≦０．３５・（λ／ＮＡ）
θａ≦３８・（λ／（ＮＡ３・ｄ））・（ｎ３／（ｎ２−１））
ｄ≧２００／（ｔａｎ（ｓｉｎ−１ （ＮＡ／ｎ）））
の関係を満たすことを特徴とする光ディスク媒体。
【請求項７】
前記記録再生のレーザ光の波長が０．４０μｍ以上、０．４２μｍ以下であり、前記レンズ開口数が０．６以上であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光ディスク媒体。
【請求項８】
前記第１の所定値を０．１ｄｅｇ以上、０．２５ｄｅｇ以下としたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光ディスク媒体。
【請求項９】
前記第２の所定値を０．１ｄｅｇ以上、０．２５ｄｅｇ以下としたことを特徴とする請求項１、３、４、５、７のいずれかに記載の光ディスク媒体。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の光ディスク媒体を記録又は再生をするドライブ装置であって、
当該ドライブ装置が備える対物レンズと前記光ディスク媒体との間の傾きによって発生する収差を補償して制御する機能を有することを特徴とするドライブ装置。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれかに記載の光ディスク媒体を記録又は再生をするドライブ装置であって、
当該ドライブ装置が備える対物レンズと前記光ディスク媒体との間の傾きによって発生する収差を補償して制御する機能を有し、かつ前記機能の制御帯域を、前記光ディスク媒体の回転周期より低く設定したことを特徴とするドライブ装置。
【請求項１２】
請求項１から９のいずれかに記載の光ディスク媒体を記録又は再生をするドライブ装置において、
信号再生にＰＲＭＬ方式を用いたことを特徴とするドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光をレンズにより微小スポットに集光して記録又は再生を行う光ディスク媒体およびドライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）などの光ディスクが広く使われるようになったが、ハイビジョン動画の記録の用途などで、さらに高い記録密度の実現が期待されている。対物レンズを用いて光ディスク媒体上にレーザ光の微小スポットを形成する現状の記録再生の構成では、形成されるビームスポット径によって、記録密度、特にトラック方向の記録線密度が支配される。このために、光ディスク媒体の仕様規定では、必ずビームスポット径を決める光源レーザの波長と、対物レンズのレンズ開口数が規定されている。
【０００３】
光源レーザの波長をλ［μｍ］、対物レンズのレンズ開口数をＮＡとすると、ビームスポット径は
λ／ＮＡ                    （１）
に比例する。このビームスポット径で再生したときの信号振幅は、光ディスク上に記録されピットの周期によって変化する。図１は、ピット周期と再生信号振幅の関係を示す。対物レンズの光学カットオフの波長であるλ／（２・ＮＡ）に向けてピット周期が減少するにつれ、再生信号振幅は単調に減少する。信号再生可能な最小のピット長あるいはスペース長は、光学的なカットオフ波長の半分と考えられるので、
０．２５・λ／ＮＡ          （２）
となる。ＤＶＤ規格条件の、波長λ＝０．６５μｍ、レンズ開口数ＮＡ＝０．６とすると、式（２）より約０．２７μｍがカットオフのピット長となる。
【０００４】
従来の光ディスクにおいては、この光学カットオフのピット長に比べで十分長いピット長を用いており、ＤＶＤでは、最小ピット長Ｌｐは０．４μｍであり、最小ピット長Ｌｐ、波長λ、レンズ開口数ＮＡの関係は、
Ｌｐ＝０．３７・λ／ＮＡ    （３）
となっている。
【０００５】
光ディスクを利用してデジタルデータの記録又は再生を行う光ディスクシステムでは、一般には、元のデジタルデータ信号系列をそのまま記録するのではなく、なんらかの符号化が行われている。なお、再生信号系列から同時にクロック信号を検出する必要があるため、０又は１の連続を制限することで再生信号に含まれる低周波数成分を抑制し、再生信号帯域を制限することでＳＮ比の向上が図られている。
【０００６】
実用的な符号化としては、ＤＶＤ規格の８／１６変符号や、１−７符号が用いられている。８／１６変符号では、元の８ビットデータが１６ビットの符号データに変換され、最短符号データビット長が３ビットに制限されている。１−７符号では、元の２ビットデータが３ビットの符号データに変換され、最短符号データビット長は２ビットに制限されている。この最短符号データビット長が、最小ピット長Ｌｐに対応する。
【０００７】
また、８／１６変符号では、元の１ビットデータ長に対して最短符号データビット長は１．５となり、１−７符号では１．３３となる。一見すると、最短符号データビット長、言い換えると最小ピット長Ｌｐは８／１６変符号の方が長いので、符号化に際し８／１６変符号を用いる方が高密度化に向いているようにみえる。しかし、符号データのクロック長は、８／１６変符号では元の１ビットデータ長に対し０．５となり、１−７符号の０．６７より狭いため、判定エラーが発生しやすくなっている。結果として、実際の光ディスクシステムでは、１−７符号の方が高密度化に向いていることが確認されており、最近の光ディスク媒体の高密度化の提案では、１−７符号に近い符号化方式が採用されている。従って、高密度化のために、最小ピット長Ｌｐは、一層、光学カットオフとなるピット長に近づいている。
【０００８】
光ディスク媒体の高密度化を進めるためには、一般には、光源のレーザ光の波長λの短波長化や対物レンズのレンズ開口数ＮＡの拡大が非常に有効であり、青色レーザを光源として、ＤＶＤと同じディスクサイズで２３ＧＢ程度の光ディスク仕様（以下、単に「仕様１」ともいう）が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。この仕様１では、波長λ＝０．４０５μｍ、レンズ開口数ＮＡ＝０．８５、及び最小ピット長Ｌｐ＝０．１６μｍであるので、最小ピット長Ｌｐは、
Ｌｐ＝０．３３６・λ／ＮＡ    （４）
となっている。最小ピット長Ｌｐはトラック方向の密度を決めるものであるが、記録線密度と同様にビームスポット径の縮小によってトラックピッチも縮小されるので、ビームスポット径の約２乗のオーダで記録容量の増加が期待できる。
【０００９】
ただし、このとき問題となるのは、レンズ光軸と光ディスク垂直軸との傾きのずれのマージン減少である。光ディスク媒体の場合は、情報記録トラックを有する記録面を保護するため、透明基板あるいは透明カバー層（以下、「透明基板」および「透明カバー層」を総称して単に「透明基板」ともいう）を介して記録面にレーザ光を集光する構成となっている。レンズ光軸に対する光ディスク垂直軸に傾きが生じると、この透明基板によって収差が発生し、光ディスク媒体上でのビームスポット径の拡大が生じ、再生信号特性が劣化する。
【００１０】
傾きが小さい領域ではコマ収差が支配的であることが知られており、コマ収差の発生量は、透明基板の厚さをｄ［μｍ］、屈折率をｎ、傾き量をφとすると、
ｄ／２・（ｎ２−１）・ｎ２・ｓｉｎφ・ｃｏｓφ／（ｎ２−ｓｉｎ２φ）５／２・ＮＡ３／λ                （５）
に比例する。この式に、適当な定数を掛けたものが、レンズ開口内の波面収差の２乗平均偏差（以下、「ｒｍｓ値」ともいう）を表す。以下、本明細書においては、「コマ収差」を「波面収差」で評価する。
【００１１】
傾き量φが１ｄｅｇ以下の小さな範囲では、波面収差の発生量として、三角関数の近似により次式が得られる。
（ｎ２−１）／（２ｎ３）・ｄ・ＮＡ３／λ・φ    （６）
この式より、波面収差の発生量は傾き量φに比例することが分かる。図２は、光線追跡によって、レンズ開口内で発生する波面収差量のｒｍｓ値を求めたものである。本図によれば、波面収差量のｒｍｓ値と傾き量φには比例関係が成り立つことが分かり、近似解析で求めた式（６）が波面収差量のｒｍｓ値と相関があることが確認される。
【００１２】
本図の破線で示す結果が、現在のＤＶＤ規格における条件での特性だが、例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭの規格においてはトラック直交方向の傾きは、０．４ｄｅｇ以下と規定されており、波面収差量のｒｍｓ値で０．０４ｒｍｓλ以下が実用的な許容値として採用されていることが分かる。
【００１３】
この式（６）によれば、波長λを０．６５から０．４０５μｍへ、レンズ開口数ＮＡを０．６から０．８５へ変更すると、同じ波面収差量を与える傾き量φは、約０．２２倍に減少してしまうことが分かる。これは、記録再生時の傾きのマージンが、その分だけ減少することを表す。
【００１４】
また、式（６）からは、波面収差量が透明基板の厚さのｄに比例することも分かる。そこで、仕様１の光ディスク媒体に関する高密度化の提案では、このマージンの減少分を補償するため、透明基板の厚さｄをＤＶＤ規格の６００μｍから１００μｍに減少することで、ＤＶＤ規格と同程度の傾きマージンを確保している。
【００１５】
図３は、傾き量とエラーレートの関係を図で示したものである。再生信号のエラーレートを縦軸に取り、傾き量を横軸に取ると、最適傾き角度を中心として、エラーレートは本図のような曲線を描く。傾きによって透明基板を透過するレーザ光に収差が発生し、ビームスポット径の拡大や変形が起こる。このため、再生信号振幅の低下や波形歪みによる読み取りエラーが発生し、エラーレートが大きくなる。一般には、ある一定の収差量を超えた領域から加速度的にエラー発生が増大するため、本図のような曲線の特性を示す。
【００１６】
実際の装置では、例えば１×１０―４のような許容可能な所定のエラーレートで、矢印で示したような幅をもって、傾きマージンが規定される。
【００１７】
厚さｄが減少すると、破線のように曲線の変化がゆるくなり、傾きマージンが拡大する。仕様１に提案された青色レーザを光源とした２３ＧＢ程度の光ディスク仕様では、透明基板の厚さｄが１００μｍと薄くなっており、改善後の特性で、傾きの許容最大値で０．７ｄｅｇ程度、つまり、傾きの許容幅としては、±０．７ｄｅｇ程度となることが確認されている。これは、ＤＶＤ規格のエラーレート特性から得られる傾きの許容幅±０．６ｄｅｇとほぼ同等である。ＤＶＤ規格では、傾きの許容幅として、焦点ずれなど他のエラーレートの上昇要因との同時発生を考慮して、実測に基づいて、余裕を持った値である±０．４ｄｅｇという規格値が定められており、本仕様１でも同程度の規格値設定が可能となる。
【００１８】
他のエラーレート上昇の要因との重なりを少なめに見積もると、傾き量で０．５ｄｅｇ、波面収差のｒｍｓ値で０．０５ｒｍｓλ程度以下が、ＤＶＤ条件で実用上許される限界と想定される。これを、式（６）に当てはめると、限界条件は、所定の値Ｋを用いて、
Ｋ＝（ｎ２−１）／（２ｎ３）・ｄ・ＮＡ３／λ・（０．５）      （７）
と表される。ＤＶＤ規格の条件を当てはめて、ｎ＝１．５８、ＮＡ＝０．６、λ＝０．６５μｍ、ｄ＝６００μｍとすると、Ｋ＝１９となる。従って、このＫの値を用いると、光ディスクの傾きθの許容条件は、
１９≧（ｎ２−１）／（２ｎ３）・ｄ・ＮＡ３／λ・θ                （８）
θ≦３８・λ／（ＮＡ３・ｄ）・ｎ３／（ｎ２−１）［ｄｅｇ］          （９）
と表すこともできる。ＮＡ＝０．８５、λ＝０．４０５μｍ、ｄ＝１００μｍ、φ＝０．６ｄｅｇとしてもＫはほぼ同じ値となるので、傾きの許容値は収差の発生量で支配されていることが分かり、式（９）は、ほぼ一般的に許容可能な傾きの目安を与える式となる。
【００１９】
【非特許文献１】キース  シェプ（Ｋｅｅｓ  Ｓｃｈｅｐ）、他７名、「２２ＧＢ  ＤＶＲディスクのフォーマットの概要及び評価（ＦＯＲＭＡＴ  ＤＥＳＣＲＩＰＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＥＶＡＬＵＴＩＯＮ  ＯＦ  ＴＨＥ  ２２．５  ＧＢ  ＤＶＲ  ＤＩＳＣ）」、光メモリに関する国際会議２０００テクニカルダイジェスト（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｅｍｏｒｙ  ２０００，  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ）、応用物理学会、２０００年９月、ｐ．２１０−２１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかし、このように薄い透明基板を用いた場合は、記録面と透明基板表面との距離が近くなってしまうため、指紋や埃でデータエラーが発生しやすくなる問題点がある。
【００２１】
図４に透明基板表面におけるレーザ光のビーム径ａと収束ビーム形状との関係を示す。記録面１に集光スポットが形成された場合、レーザ光は、厚さｄの透明基板２の中を実線のような光路で収束する。レンズ開口数ＮＡは空気中でのレーザ光の収束を示す値で、屈折率ｎの透明基板２中の光路と次のように関係づけられる。
ＮＡ＝ｓｉｎβ                  （１０）
ｎ・ｓｉｎβ’＝ｓｉｎβ        （１１）
ａ＝２・ｄ・ｔａｎβ’          （１２）
これらの式より、透明基板２表面のビーム径ａは、次式で求められる。
ａ＝２・ｄ・ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））    （１３）
図５に屈折率ｎ＝１．５として、レンズ開口数ＮＡ＝０．６と０．８５の場合に求めた、透明基板の厚さｄと透明基板の表面のビーム径ａの値を示す。
【００２２】
従来のＤＶＤでは、透明基板の厚さｄが６００μｍでありレンズ開口数ＮＡが０．６０なので図中の黒星で示すように透明基板表面のビーム径が５００μｍ以上となる。一方、仕様１に提案された高密度条件では透明基板の厚さが１００μｍでありレンズ開口数ＮＡが０．８５なので図中の白星で示すように、透明基板表面のビーム径が約１５０μｍと極端に小さくなることが分かる。
【００２３】
例えば、実用的に最も発生しやすい指紋の付着について考えると、縞状についた指紋の一つの縞の幅はだいたい３００μｍ前後であることが多い。従って、透明基板表面のビーム径がこれより小さい場合は、影響が大きくなることは容易に想像できる。
【００２４】
したがって、透明基板表面において１５０μｍという小さなビーム径では、指紋や埃などの影響を受けやすく光ディスク媒体を保護するカートリッジ等を用いないと実用化が難しくなってしまう。
【００２５】
実験では、従来のＤＶＤ並の実用的な指紋耐性や埃耐性を得るためには、透明基板表面のビーム径は最小でも４００μｍ以上が必要となることが示されている。これを式（１３）に当てはめると、
ｄ≧２００／ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））    （１４）
となり、レンズ開口数ＮＡが０．８５の時は、２９０μｍ以上の透明基板厚さｄが必要となることが分かる。
【００２６】
ところが、式（９）より透明基板の厚さｄが大きくなると、先ほどの許容出来る傾き量が低下することになり、両方の特性を満足できるものは得られないという矛盾が生じる。
【００２７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、上述のような指紋耐性や埃耐性の問題点の生じることなく、従来と同程度の厚さの透明基板を用いて、高密度記録が可能となる光ディスク媒体及びドライブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明のある態様は光ディスク媒体に関する。この光ディスク媒体は、同心円又はスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板又は透明カバー層を介して前記情報記録トラックにレーザ光を照射し情報の記録又は再生を行うための円盤状の光ディスク媒体であって、当該光ディスク媒体に照射すべきレーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、レーザ光の波長をλ［μｍ］、透明基板又は透明カバー層の屈折率をｎ、透明基板又は透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、情報記録トラックに形成されるピットの最短ピット長をＬｐ［μｍ］とした場合、ｄ≧２００／ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））かつ、Ｌｐ≦０．３５・λ／ＮＡである関係を満たし、各情報記録トラックの一周回における当該光ディスク媒体表面の傾き変化を第１の所定値以下とし、当該光ディスク媒体全面での傾き変化を第２の所定値以下とし、第１の所定値より第２の所定値を大きくする。情報記録トラックに形成されるピットの最短ピット長をＬｐ［μｍ］は、Ｌｐ≦０．３３・λ／ＮＡとするのがより好ましい。
【００２９】
本発明の別の態様は光ディスク媒体に関する。この光ディスク媒体は、同心円又はスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板又は透明カバー層を介して前記情報記録トラックにレーザ光を照射し情報の記録又は再生を行うための円盤状の光ディスク媒体であって、当該光ディスク媒体に照射すべきレーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、レーザ光の波長をλ［μｍ］、透明基板又は透明カバー層の屈折率をｎ、透明基板又は透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、情報記録トラックに形成されるピットの最短ピット長をＬｐ［μｍ］、とした場合、ｄ≧２００／ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））かつ、Ｌｐ≦０．３５・λ／ＮＡである関係を満たし、各情報記録トラックの一周回における当該光ディスク媒体表面の傾き変化を第１の所定値以下とし、当該光ディスク媒体全面での傾き変化を第１の所定値以上とする。
【００３０】
本発明の別の態様は光ディスク媒体に関する。この光ディスク媒体は、同心円又はスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板又は透明カバー層を介して前記情報記録トラックにレーザ光を照射し情報の記録又は再生を行うための円盤状の光ディスク媒体であって、当該光ディスク媒体に照射すべきレーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、レーザ光の波長をλ［μｍ］、透明基板又は透明カバー層の屈折率をｎ、透明基板又は透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、情報記録トラックに形成されるピットの最短ピット長をＬｐ［μｍ］とした場合、ｄ≧２００／ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））かつ、Ｌｐ≦０．３５・λ／ＮＡである関係を満たし、各情報記録トラックの一周回における当該光ディスク媒体表面のトラック直交方向の傾き変化を第１の所定値以下とし、当該光ディスク媒体全面でトラック方向の傾き変化を第２の所定値以下とし、当該光ディスク媒体全面でトラック直交方向の傾き変化を第３の所定値以下とし、第１の所定値より第３の所定値を大きくし、第２の所定値より第３の所定値を大きくする。
【００３１】
本発明の別の態様は光ディスク媒体に関する。この光ディスク媒体は、同心円又はスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板又は透明カバー層を介して情報記録トラックにレーザ光を照射し情報の記録又は再生を行うための円盤状の光ディスク媒体であって、当該光ディスク媒体に照射すべき前記レーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、レーザ光の波長をλ［μｍ］、透明基板又は透明カバー層の屈折率をｎ、透明基板又は透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、情報記録トラックに形成されるピットの最短ピット長をＬｐ［μｍ］、とした場合、ｄ≧２００／ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））であり、Ｌｐ≦０．３５・λ／ＮＡである関係を満たし、各情報記録トラックの一周回における当該光ディスク媒体表面のトラック直交方向の傾き変化を第１の所定値以下とし、光ディスク媒体全面でトラック直交方向の傾き変化を第１の所定値以上とし、当該光ディスク媒体全面でトラック方向の傾き変化を第２の所定値以下とする。
【００３２】
ここで、透明基板又は透明カバー層の材料として、ポリカーボネイトやポリメチルメタクリレート等の高分子プラスチック材料が例示され、これら材料の屈折率は一般に１．５〜１．６程度である。光ディスク媒体の構造として、例えば、上述の透明基板上に相変化記録材料が記録層として積層された構造を採用することができる。記録層としては、透明基板上から順に、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、およびＡｌ−Ｔｉが積層される構造が例示される。
【００３３】
これらの条件を満たすことで、再生エラーレートを許容できる範囲に抑えることができる。特に、光ディスク媒体の高密度化を図る際に有効である。また、第１の所定値を、３８・λ／（ＮＡ３・ｄ）・ｎ３／（ｎ２−１）［ｄｅｇ］以下としてもよい。各情報記録トラックの一周回における光ディスク媒体表面の傾き変化を、３８・λ／（ＮＡ３・ｄ）・ｎ３／（ｎ２−１）［ｄｅｇ］とすることで、再生エラーレートの一層の低減が図れる。
【００３４】
本発明の別の態様も光ディスク媒体に関する。この光ディスク媒体は、同心円又はスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板又は透明カバー層を介して前記情報記録トラックにレーザ光を照射し情報の記録再生を行う円盤状の光ディスク媒体であって、各情報記録トラックの一周回における前記光ディスク媒体表面の傾き変化を第１の所定値以下とし、光ディスク媒体全面での傾き変化を第２の所定値以下とし、当該光ディスク媒体に照射すべき前記レーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、レーザ光の波長をλ［μｍ］、透明基板又は透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、その屈折率をｎ、情報記録トラックの最短ピット長をＬｐ［μｍ］、第１の所定値をθａ［ｄｅｇ］、第２の所定値をθｂ［ｄｅｇ］としたとき、Ｌｐ≦０．３５・λ／ＮＡ、θａ≦３８・λ／（ＮＡ３・ｄ）・ｎ３／（ｎ２−１）、ｄ≧２００／ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））、θａ＜θｂの関係を満たす。
【００３５】
本発明の別の態様も光ディスク媒体に関する。この光ディスク媒体は、同心円又はスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板又は透明カバー層を介して情報記録トラックにレーザ光を照射して情報の記録再生を行う円盤状の光ディスク媒体であって、各情報記録トラックの一周回における光ディスク媒体表面の傾き変化を第１の所定値以下とし、記録再生の前記レーザ光の波長をλ［μｍ］、当該光ディスク媒体に照射すべき前記レーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、透明基板又は透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、その屈折率をｎ、情報記録トラックの最短ピット長をＬｐ［μｍ］、第１の所定値をθａ［ｄｅｇ］と、したとき、Ｌｐ≦０．３５・λ／ＮＡ、θａ≦３８・λ／（ＮＡ３・ｄ）・ｎ３／（ｎ２−１）、ｄ≧２００／ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））、の関係を満たす。また、光ディスク媒体全面での傾き変化を第１の所定値以上としてもよい。
【００３６】
本発明の別の態様も光ディスク媒体に関する。この光ディスク媒体は、同心円またはスパイラル状の情報記録トラックが形成され、透明基板または透明カバー層を介して情報記録トラックにレーザ光を照射して情報の記録再生を行う円盤状の光ディスク媒体であって、各情報記録トラックの一周回における当該光ディスク媒体表面のトラック直交方向の傾き変化を第１の所定値以下とし、当該光ディスク媒体全面でトラック方向の傾き変化を第２の所定値以下とし、当該光ディスク媒体全面でトラック直行方向の傾き変化を第３の所定値以下とし、記録再生のレーザ光の波長をλ［μｍ］、当該光ディスク媒体に照射すべきレーザ光が透過する対物レンズのレンズ開口数をＮＡ、透明基板または透明カバー層の厚さをｄ［μｍ］、その屈折率をｎ、情報記録トラックの最短ピット長をＬｐ［μｍ］、第１の所定値をθａ［ｄｅｇ］、第２の所定値をθｂ［ｄｅｇ］、第３の所定値をθｃ［ｄｅｇ］と、したとき、Ｌｐ≦０．３５・λ／ＮＡ、θａ≦３８・λ／（ＮＡ３・ｄ）・ｎ３／（ｎ２−１）、θｂ≦３８・λ／（ＮＡ３・ｄ）・ｎ３／（ｎ２−１）、θｃ≦３８・λ／（ＮＡ３・ｄ）・ｎ３／（ｎ２−１）、θａ≦θｃ、θｂ≦θｃ、ｄ≧２００／ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎ））の関係を満たす。
【００３７】
例えば、パラボラ形に変形した光ディスク媒体に関しては、その変形を許容することで光ディスク媒体の製造コストの上昇を抑えることができる。第１の所定値として、３８・λ／（ＮＡ３・ｄ）・ｎ３／（ｎ２−１）［ｄｅｇ］以下の値が必要となる場合、特に有効である。
【００３８】
記録再生のレーザ光の波長が０．４０μｍ以上、０．４２μｍ以下であり、前記レンズ開口数が０．６以上であってもよい。光レーザの波長が従来の０．６５μｍから上述の範囲に変更されても、対物レンズのレンズ開口数を大きくする必要がなく、ドライブ装置側の設計の自由度が広がる。また、第１の所定値θａを０．１ｄｅｇ以上、０．２５ｄｅｇ未満としてもよい。これによって、再生エラーレートの一層の低減が図れる。
【００３９】
また、第２の所定値を、０．１ｄｅｇ以上、０．２５ｄｅｇ未満としてもよい。この範囲に傾き変化を設定することで、光ディスク媒体の製造コストを抑えつつ再生エラーレートを許容範囲に収めることができる。
【００４０】
本発明の別の態様は、ドライブ装置に関する。このドライブ装置は、これらの、光ディスク媒体を記録又は再生をするドライブ装置であって、当該ドライブ装置が備える対物レンズと光ディスク媒体との間の傾きによって発生する収差を補償して制御する機能を有する。また、その機能の制御帯域を、前記光ディスク媒体の回転周期より低く設定してもよい。
【００４１】
また、光ディスク媒体を記録又は再生をするドライブ装置において、信号再生にＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）方式を用いてもよい。このＰＲＭＬ方式は、パーシャルレスポンスと呼ばれる多値等化に関する波形整形技術と、波形干渉による信号系列間の相関を利用して最も確からしい系列をビタビ復号する最尤復号法と、を組み合わせた方式であり、高密度記録信号を安定に再生する際に有効である。
【００４２】
ドライブ装置をこのような構成にすることで、ドライブ装置の製造コストの上昇を抑えつつ再生エラーレートの低減が可能となる。
【００４３】
以上、本発明によれば光ディスク媒体に設けられる透明基板又は透明カバー層の厚さを光ディスク媒体全面に保護層として設けられる透明基板又は透明カバー層を指紋や埃などの影響を受けない厚さに設定することができ、光ディスク媒体の製造コストアップとなる要因を取り除くことができる。
【００４４】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、透明基板又は透明カバーを指紋や埃などの影響を受けにくい従来と同程度の厚さで高密度記録が可能となる光ディスク媒体およびドライブ装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の好適な実施の形態を説明する。透明基板の厚さｄを薄くしない場合、上述の式（５）で決まる傾き制限により、レンズ開口数ＮＡを無制限に大きくすることは難しい。特にレーザ光の波長を赤色の０．６５μｍから、青色レーザとして実用化されている０．４〜０．４２μｍに変更すると、それだけで傾きマージンが減少する。この波長帯は、半導体レーザの直接発振で現在唯一実用化されている波長帯域であり、光ディスク媒体の高密度化を進めるにあたり、実用的に有効なものである。
【００４７】
例えば、波長λ＝０．４０５μｍ、レンズ開口数ＮＡ＝０．６５、厚さｄ＝６００μｍとした場合の、傾きに対する波面収差の発生量は、図２の実線で示す特性を示す。ＤＶＤの条件の破線と比べて、波面収差の値が同じ傾き角で約２倍になる。
【００４８】
このように波長λとレンズ開口数ＮＡを変更した場合、式（３）で表される最小ピット長Ｌｐの減少は１．７倍程度であり、トラック密度の増加と合わせても、記録容量換算でＤＶＤ比３倍程度の容量増加となり、１４ＧＢ弱の容量がある。実用的に意味がある容量として、１５ＧＢが一つの目安であるのといわれている。そこで、ＤＶＤと比べて記録再生マージンを多少犠牲にして式（３）を、Ｌｐ＝０．３４・λ／ＮＡ程度にすれば、比０．３７：０．３４から、約１割記録線密度が向上出来るので、容量として１５ＧＢが実現可能となる。
【００４９】
さらに、記録マージンの確保や高い記録線密度の実現を目指して、上述のＰＲＭＬ方式を用いて、エラーレート低減を試みた。
【００５０】
図６はインパルス入力が有ったときの、パーシャルレスポンスの等化波形の例である。単純な２値スライスを行う場合は、特定のデータクロック点での値が１で、それ以外のクロック点では０になるような２値の波形等化を行う。しかし、記録密度が上がって光学カットオフ条件に近づき、短マークからの再生信号の振幅と長マークからの再生信号の振幅の差が大きくなると、単純な２値等化は難しくなる。そこで、いくつかのデータクロック点で値を持つ波形へ等化するほうが容易となる。この図では、ＰＲ（１，２，２，１）等化を行う場合の波形であり、連続する４つのデータクロック点で「１，２，２，１」という値を持つように等化される。
【００５１】
ランダム信号波形でこのＰＲ（１，２，２，１）等化を行った例が、図７である。一つのクロック点では、矢印のレベルで示したように、レベル０〜レベル６までの７値を持つことが分かる。従って、単純な０と１の２値の判定ではなく、７値の判定を行うことで、元の信号系列を再生することになる。
【００５２】
ビタビ復号は、「レベル０からレベル６へいきなり変化することは無い」というような、隣接クロック点でのレベル遷移の制限を使って、複数のクロック期間でデータ系列を確認することで、最も確からしい元の信号系列を再生する方式である。
【００５３】
図９には、光ディスク媒体３の記録再生を行う装置構成の例を示す。スピンドル５にセットされた光ディスク媒体３から、光ヘッド４によって信号を再生する。再生信号は、パーシャルレスポンス等化アルゴリズムによる信号処理を行うＰＲ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）等化回路１３と最尤復号アルゴリズムによる信号処理を行うＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）回路１４によって復号化され出力される。これらのＰＲ等化回路１３およびＭＬ回路１４等の再生信号回路はＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）によって容易に作成可能である。
【００５４】
この技術を利用すると、従来の再生信号を２値で判別する方法のエラーレートの劣化が急速に始まる限界を超えて、
Ｌｐ≦０．３５・λ／ＮＡ      （１５）
においても、エラーレートが従来並の実用可能な特性を満足出来ることが確認された。
【００５５】
図１０に１−７符号化方式を用いたときの、最短ピット長と再生エラーレートの関係を示す。縦軸は、ログスケールを想定している。生信号のビットエラーレートとしては、１×１０−４程度が許容値となるが、従来方式では、最短ピット長Ｌｐが０．３５・（λ／ＮＡ）μｍを越えたあたりで急速にエラーレートの劣化が始まり、０．３０・（λ／ＮＡ）μｍ付近で許容値とクロスする。
【００５６】
波長λ＝０．４０５μｍ、レンズ開口数ＮＡ＝０．６５の場合は、最短ピット長Ｌｐ＝０．２２μｍでエラーレート劣化が始まり、０．１９μｍで限界に達する。
【００５７】
一方、ＰＲＭＬ方式を用いると、その限界を超えて許容値以下のエラーレートを実現出来ることが分かる。許容値とクロスする最短ピット長Ｌｐは、０．２３・（λ／ＮＡ）μｍ付近となっている。図１０において、ＰＲＭＬ方式を用いた場合のパーシャルレスポンス等化については、それぞれの密度条件で最適化されており、最短ピット長Ｌｐが０．３・（λ／ＮＡ）μｍ前後ではＰＲ（１，２，２，１）等化を、０．２５・（λ／ＮＡ）μｍ前後ではＰＲ（１，２，２，２，１）等化を使用した。
【００５８】
図１０において、ＰＲＭＬ方式を用いた場合、最短ピット長Ｌｐが光学カットオフ条件である０．２５・（λ／ＮＡ）μｍでも、許容値を十分満足するエラーレートを実現できることが分かる。これは、ＰＲ（１，２，２，２，１）等化の特性による。図８は、ＰＲ（１，２，２，２，１）等化を行った場合の、アイパターン波形である。矢印で示したように、等化レベルはレベル０〜レベル８の９値となる。このとき中心であるレベル４の付近の波形では、ほとんどアイが開いていないことが分かる。つまりＰＲ（１，２，２，２，１）等化を用いた場合では、最小周期のピットからの信号は振幅が０で、「ピット有り」と「ピット無し」の中間の反射率になることだけを想定している。従って、従来方式のように、短いピットからの信号のＳ／Ｎに依存せず、長いピットからの信号のＳ／Ｎが支配的な要因となるため、最短ピット長が光学カットオフ条件を越えていても許容値以下のエラーレートが実現可能となる。
【００５９】
このＰＲＭＬ方式による記録線密度の増加で、レンズ開口数ＮＡ＝０．６５でも、１５ＧＢ以上の容量を実現することが出来る。さらに光ディスク媒体のＳ／Ｎ特性を改善することで２０ＧＢ以上と、仕様１のレンズ開口数ＮＡ＝０．８５を用いた光ディスク規格提案と同程度の容量を実現可能である。
【００６０】
逆に、式（１５）を満足する範囲まで、記録線密度が向上しないと、十分な記録容量が実現できないので、実用的価値は低くなってしまう。
【００６１】
ここで、問題となるのは、厚い透明基板を用いたときに発生する傾き特性の劣化である。図１１は、３種類の条件における傾き特性の比較を示す。破線で示す低密度で従来方式の信号再生を行ったときの特性に比べて、一点鎖線で示す波長λを短波長化しレンズ開口数ＮＡを増やし、かつ高密度化したときの特性は、最適傾きでのエラーレートのボトム値が上昇して特性の傾斜もきつくなる。この状態で、ＰＲＭＬ方式を適用すると、実線で示す特性のようにエラーレートの最適値は従来方式並に低減することができる。しかし、このときの、傾き特性はあまり大きな変化が無い。
【００６２】
つまりこの特性より、傾きに対する特性は式（６）に表される光学的な収差によって主に支配されており、再生方式にはあまり依存しないことが明らかになった。「光学的な収差が原因で傾き特性が決まる」と言うことより、この傾き特性は、符号化方式を１−７符号以外のＤＶＤに用いられている８／１６変符号であっても同様な傾向となることは容易に想像される。
【００６３】
これは、先に求めた式（８）のように、傾きの許容値が収差の発生量に支配されているということと同じ結果である。従って、ＮＡ＝０．６５、λ＝０．４０５μｍ、ｄ＝６００μｍとすると、式（８）より、許容値は０．２４５ｄｅｇ以下となる。
【００６４】
実際のドライブ装置において、傾き特性が問題となるのは、ドライブ装置が備えるターンテーブルに光ディスク媒体をセットして回転したとき、記録再生用の対物レンズの光軸に対して、光ディスク媒体垂直方向の傾きが光ディスク基板等のそりによって部分的に変化するためである。
【００６５】
従来の光ディスク媒体規格では、この変化量を傾きのマージン値以下に規定することで、十分な特性が確保されている。例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭでは、傾きマージンが０．５ｄｅｇ以上確保できるのに対して、光ディスク媒体の傾き変化を０．４ｄｅｇ以下、波面収差では０．０４ｒｍｓλ以下と規定することで、ドライブ装置のバラツキを含めても十分な特性を確保していた。
【００６６】
一方、本発明が対象とする波長λを０．６５μｍから０．４０５μｍへ、レンズ開口数ＮＡを０．６から０．６５へに変更し、さらに実用的な容量を確保するため、式（１５）のような高密度化を行った場合では、従来のＤＶＤの約半分程度に傾きマージンが低下しているので、ＤＶＤと同じ光ディスク媒体の傾きを許容することが出来なくなっている。波面収差が０．０４ｒｍｓλとなる傾き量は、図２より０．２ｄｅｇ以下となってしまう。収差許容値を０．０５ｒｍｓλと見込んだ、式（８）からの許容値であっても、０．２５ｄｅｇ以下となり、ＤＶＤと比べ厳しいものとなる。
【００６７】
上述の課題を解決するための一つの方法として、傾き変化の規定を厳しくすることも考えられるが、光ディスク媒体の製造精度の改善や、検査による不良品の増加がコスト上昇の原因となるので、得策ではない。
【００６８】
もう一つの方法として、光ディスク媒体の傾きの変化に合わせて、ドライブ装置側で対物レンズの傾きを変化させることで、相対的な傾きを減少させ信号再生特性の劣化を防ぐ方法がある。
【００６９】
しかし、光ディスク媒体の回転によって変化する傾きに追従するためには、回転数以上の高帯域によるサーボ制御が、対物レンズの傾きに対して必要となる。回転数は、速いものでは、１００Ｈｚ以上の装置もあり、このような帯域をカバーするサーボを実現すると、ドライブ装置のコストを大きく上昇させてしまう。
【００７０】
そこで、本発明では、光ディスク媒体のコストもドライブ装置のコストもあまり大きく変化させることのない方法として、光ディスク媒体の記録又は再生時のゆっくりした傾き変化に対してのみレンズ傾きを追従させることで、高密度な特性を実現できる方式を提案する。
【００７１】
それは、円盤状の光ディスク媒体に設けられた、スパイラル状又は同心円状のトラック一周回における傾き変化を所定のマージンの値以下に規定し、光ディスク媒体全面での傾き変化は所定のマージン値以上であっても許容し、ドライブ側で、レンズの傾きを光ディスク媒体の傾き変化の遅い成分に合わせて制御すること等で補償するというものである。
【００７２】
通常、光ディスク媒体上の記録信号を再生する場合は、光ビームスポットをトラック方向に追従させることで信号読み取りが行われる。情報記録トラックはスパイラル状に形成されているので、トラック追従動作では、円周方向の位置は回転スピードに応じて変化するが、半径方向の位置は、一回転でトラックピッチ分だけしか変化しないため、僅かな変化となる。例えば半径ｒ＝３０ｍｍの位置で、トラックピッチＰ＝０．５μｍのトラックを線速度ｖ＝５ｍ／ｓで追従動作がなされる場合は、半径方向の移動速度ｖ’は、ｖ’＝ｖ×Ｐ／（２πｒ）で、僅か１３μｍ／ｓとなる。もちろん、アクセス動作では半径方向へ高速でスポットを移動する場合もあるが、このときは信号の読み取りは行わないので多少傾きが大きくなっても問題は発生しない。
【００７３】
従って、光ディスクの一周回における傾きの変化量だけを制限しておき、半径方向に移動したときの傾き変化は比較的遅い動作帯域での傾き制御で補償することで、現実的な光ディスクシステムが実現可能となる。
【００７４】
傾き制御の方法として、例えば、検出された傾き変化の信号の低周波成分のみを透過するバンドパスフィルタを用いることが例示される。
【００７５】
一回転の傾き変化量は許容値以下制限されているので、バンドパスフィルタの高周波側のカットオフ周波数は、回転周波数以下に設定出来る。
【００７６】
先の計算例で分かるようにトラック方向とトラックと直交する半径方向の移動速度比が５桁以上違う。そこで、バンドパスフィルタの高周波側のカットオフ周波数は、線速度の一回転での平均値に追従するような特性が得られれば、半径方向の変化速度にも十分追従出来る。したがって、回転成分の一桁以下で十分な特性が得られるので、回転数が１００Ｈｚだとしても、バンドパスフィルタの高周波側のカットオフ周波数は、１０Ｈｚ以下にすることができ、低コストで十分実現可能な値となる。
【００７７】
本発明では、図１２に示す光ディスク媒体３のように、円盤状の光ディスク媒体３では、回転中心に対してスパイラル状又は同心円状に記録トラックが形成されている。この記録トラックを実線や破線で示す矢印のようにそれぞれ一周回のときの傾きの変化を所定のマージン値以下に規定しておく。つまり、エラーレートの傾き特性から、余裕を持って許容出来る傾きマージン値を求め、傾き変化の所定値θを定める。光ディスク媒体３全面で見たとき、半径の小さい内周側トラックと半径の大きい外周側トラックとの間での傾きの変化は、θ以上であっても許容することができる。
【００７８】
光ディスク媒体３全面の傾き許容値に制限を設けないことも可能だが、実際にはドライブ装置側での傾き補償の範囲を無限にすることが出来ないので、光ディスク媒体３全面の傾き量も一定の値以下に制限することが望ましい。
【００７９】
この場合、トラック一周回の傾き変化を第１の許容所定値θａ、光ディスク媒体全面の傾き変化を第２の許容所定値θｂとすると、θａ＜θｂと設定することが本発明の特徴となる。
【００８０】
現実的に第２の許容所定値θｂは、従来のＤＶＤと同程度の０．４ｄｅｇ程度の値に設定することが考えられる。
【００８１】
図１３に傾き量と再生エラーレートの傾き特性の関係を示す。一周回の変動範囲θは、エラーレートが許容値以下となる範囲に制限し、光ディスク媒体全面の変動は大きいことを許容する。ドライブ装置では、それぞれのトラックの一周の傾きの平均値にレンズ光軸を制御することで、常に許容値以下のエラーレートを実現できることになる。図１３に示す光ディスク媒体全面の変動範囲は、レンズ光軸を制御しないときのレンズ光軸と光ディスク媒体垂直軸の傾き変化を示すが、傾き制御が行われた条件では、一周回の変動範囲に制限されることになる。
【００８２】
従来のドライブ装置においても、このような回転数に比べて低い制御帯域でレンズ傾きを制御する例はあった。しかしこの場合は、本来の規格を越えるような劣悪な光ディスク媒体に対してもある程度対応することが目的であり、光ディスク媒体側での傾き変化の仕方に対しての規定が無かった。このため、一周回で傾きが大きく変化するような光ディスク媒体も有り、十分な対応は出来ていなかった。
【００８３】
トラック一周回における傾き変化が光ディスク媒体表面の傾き変化より小さい場合は、光ディスク媒体の形状は、図１４（ａ）に示されるようなパラボラ型となる。周回方向の変化量は小さいが、半径方向の変化量は大きいという構造である。
【００８４】
一方、その逆の周回方向の変化量が大きくが、半径方向の変化量は小さい場合は、光ディスク媒体の形状は、図１４（ｂ）に示されるようなポテトチップ型となる。本実施の形態では、パラボラ型のような変形は許容することで、光ディスク媒体の製造において大きなコスト上昇を起こすことなく高密度な光ディスク媒体を実現すること可能にした。
【００８５】
従来のＤＶＤ等で用いられている製法１では、二枚の光ディスク基板を張り合わせて一枚にするときに、張り合わせ面に接着剤を塗布後、両面から平板等を押しつけて、そりを無くして接着するようにしていた。このようにすると、光ディスク媒体全面でのチルト量はある程度まで抑制することができるが、光ディスク基板が持っている歪み等の逃げ場が不定になり平板から離した後に、歪みの残留の仕方でパラボラ型とポテトチップ型の両方の変形が発生してしまっていた。
【００８６】
この製法１に対して、ある程度のパラボラ型の変形を許容できる本実施の形態では、張り合わせの時に特に平板等で押しつけることなく、単純に二枚の光ディスク基板を密着させるだけでよい。なお、単純に二枚の光ディスク基板を密着させる製法を製法２ともいう。この製法２で実際に光ディスク媒体の製造を行った結果、不均一な歪みが光ディスク基板内に残留することは無くなるので、均一な歪みとなり、光ディスク媒体として発生する変形は、パラボラ型のみとなることが確認された。
【００８７】
傾き変化の所定値θをθ＜０．２５ｄｅｇとすると、その所定値θは、従来のＤＶＤの傾き規格に対して６割程度の許容値であり、現状の光ディスク媒体の製造技術でそれほどのコスト上昇を招くことなく十分実現可能である。
【００８８】
傾き変化の所定値θの実現できる値は小さいほど望ましいが、光ディスク媒体のコストを考えると、０．１ｄｅｇ以上という数字が妥当である。実際に光ディスク媒体の試作を行った結果では、傾き変化の所定値として０．１〜０．２５ｄｅｇの範囲での量産化の可能性が確認された。
【００８９】
ところで、一般的に傾きというと、トラック方向とトラック直交方向との傾き特性に分けて考えられているが、以上の説明では特に傾きの方向については規定しなかった。これは、傾きの許容値が波面収差の発生によって決まっているため、傾き方向によらずに波面収差の発生量は一定値となり、両方の傾き特性はほぼ同等になるためである。
【００９０】
しかし、２方向の傾きをドライブ装置で制御するのは、多少複雑になる。そこで以下の説明では、光ディスク媒体の傾き規定をトラック方向とトラック直交方向で分けて規定する実施例を記載する。
【００９１】
トラック方向の傾きは光ディスク円周方向の傾きであり、一般にトラック直交方向である半径方向より光ディスク媒体の傾きを小さく作りやすいので、従来のＤＶＤ規格でも０．１５ｄｅｇと、トラック直交方向の０．４ｄｅｇに比べて半分以下の規格値となっている。
【００９２】
そこで、トラック直交方向のみ、一周回の傾き変化をマージン範囲内の第１の所定値θ１以下、光ディスク媒体全面の傾き変化を第２の所定値θ２以下とし、トラック方向は光ディスク媒体全面で第３の所定値θ３以下とする。θ１＜θ２、θ３＜θ２が条件の特徴となる。
【００９３】
この場合、ドライブ装置側でトラック方向の傾き制御は必要なくなるので、トラック直交方向のみの傾き制御で済む利点がある。もちろん、第２の所定値θ２を規定せずに第１の所定値θ１と第３の所定値θ３だけの条件で光ディスク媒体を規定することも可能である。この場合は、装置側で広い範囲の傾き量補正が必要となる。
【００９４】
トラック方向とトラック直交方向の傾きマージンがほぼ同等であれば、第１の所定値θ１と第３の所定値θ３は同じでもよいし、光ディスク媒体製造の実力に合わせて、第３の所定値θ３を厳しめに、第１の所定値θ１を緩めに設定してもよい。いずれの場合でも、再生特性を満足するために所定値θは、限界の波面収差の量を与える式（８）を満たしていることが望ましい。
【００９５】
以上の実施の形態の説明で想定した光ディスク媒体は、あらかじめエンボスピットを形成したＲＯＭ媒体であっても、追記や書換えが可能な記録型の媒体であっても同様のことが言える。また、トラック構造として、グルーブ上に記録するものや、ランドとグルーブの両方に記録するものも考えられる。
【００９６】
さらに、記録層として、２層以上の多層構造であっても同様に、本実施の形態で説明する発明を適用することができる。多層の場合は、層によって、想定される透明基板の厚さｄが変化するだけである。
【００９７】
図１５は、上述の光ディスク媒体を再生あるいは記録するドライブ装置６の構成図の概要を示す。光ディスク媒体３がターンテーブル１１を有するスピンドル５に設置され回転する。光ヘッド４には対物レンズ１２が設置され、記録面に微小スポットが形成される。図１５では、光ヘッド４から検出された傾き信号をバンドパスフィルタ１５とチルト駆動回路１６を介し、チルト駆動機構７を制御し、矢印のように傾きを変化させて制御を行うようになっている。
【００９８】
傾きを補償するための機構としては、光ヘッド４を半径方向にアクセスするキャリッジを傾けたり、キャリッジ上に設置した光ヘッド４のみを傾けたりも出来る。さらに、対物レンズ１２のみを傾けたり、光学系内に設置した液晶素子で、傾きを補償する波面収差を発生させる等の光学的な制御も利用可能である。また、光学制御でなく、隣接トラックからの信号を同時に検出し、自トラックへのクロストーク分を減じる、クロストークキャンセラーなどの特性を制御するなど、信号処理によって傾き特性を補償する方法も考えられる。
【００９９】
制御のための傾きの検出手段としては、光ヘッド４上に光学的な反射型媒体傾きセンサを設けたり、再生信号特性が最良となるように、最適傾き点を探索したりする手法が考えられる。
【０１００】
このように、光ディスク媒体３の記録又は再生時のゆっくりした傾き変化に対してのみ対物レンズ１２の傾きを追従させることで、光ディスク媒体３及びドライブ装置６のコスト上昇を抑えつつ光ディスク媒体３の高密度な特性を実現できる。
【０１０１】
以上、本実施の形態によれば、光ディスク媒体全面に保護層として設けられる透明基板又は透明カバー層を指紋や埃などの影響を受けない厚さに設定することができ、光ディスク媒体の製造コストアップとなる要因を取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】再生信号振幅特性を示す図である。
【図２】傾き量と波面収差の関係を示す図である。
【図３】従来技術の傾き量と再生エラーレートの傾き特性を示す図である。
【図４】光ディスク媒体全面のビームスポット径を説明する図である。
【図５】表面ビームスポット径と透明基板厚さの関係を示す図である。
【図６】インパルス入力が有ったときの、パーシャルレスポンスの等化波形の例を示す図である。
【図７】ＰＲ（１，２，２，１）等化のアイパターンの例を示す図である。
【図８】ＰＲ（１，２，２，２，１）等化のアイパターンの例を示す図である。
【図９】ＰＲＭＬ方式の装置構成例を示す図である。
【図１０】従来技術の再生方式とＰＲＭＬによる再生方式の記録線密度特性を示す図である。
【図１１】従来技術と本実施の形態の傾き特性を示す図である。
【図１２】本実施の形態に係る光ディスク媒体を示す図である。
【図１３】本実施の形態に係る傾き量と再生エラーレートの傾き特性を示す図である。
【図１４】光ディスク外形形状の例を示す図である。
【図１５】本実施の形態に係るドライブ装置の概略の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  記録面
２  透明基板
３  光ディスク媒体
４  光ヘッド
５  スピンドル
６  ドライブ装置
７  チルト駆動機構
１１  ターンテーブル
１２  対物レンズ
１３  ＰＲ等化回路
１４  ＭＬ回路
１５  バンドパスフィルタ
１６  チルト駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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