(57)【要約】【課題】従来、第１の規格の光ディスクより情報の記録密度が高い光ディスクに関する第２の規格に対応する再生機でより多くの情報が再生される光ディスクは、第１の規格に対応する再生機で再生することができない。【解決手段】光ディスク１は、第１の基板２と、第１の基板２の上に設けられており、第１の光を反射する第１の情報記録層４と、第１の情報記録層４の上に設けられており、第１の光を透過する第２の基板６と、第２の基板６の上に設けられており、第１の光を透過するとともに、第２の光を反射する第２の情報記録層８と、第２の情報記録層８の上に設けられており、第１の光及び第２の光を透過する中間層９と、中間層９の上に設けられており、第１の光を透過するとともに、第２の光の一部を透過し残部を反射する、誘電体により形成されている第３の情報記録層１１とを有する。【選択図】図１
2011044190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に第１の規格に対応する第１のピット列が形成されている第１の基板と、
前記第１の基板の上に設けられており、前記第１の規格に対応する第１の光を反射する第１の情報記録層と、
前記第１の情報記録層の上に設けられており、上面に、前記第１の規格のディスクより情報の記録密度が高いディスクに関する第２の規格に対応する第２のピット列が形成されている、前記第１の光を透過する第２の基板と、
前記第２の基板の上に設けられており、前記第１の光を透過するとともに、前記第２の規格に対応する第２の光を反射する第２の情報記録層と、
前記第２の情報記録層の上に設けられており、上面に前記第２の規格に対応する第３のピット列が形成されている、前記第１の光及び前記第２の光を透過する中間層と、
前記中間層の上に設けられており、前記第１の光を透過するとともに、前記第２の光の一部を透過し残部を反射する、誘電体により形成されている第３の情報記録層と
を備える光ディスク。
【請求項２】
更に、前記第３の情報記録層の上に設けられており、前記第１の光及び前記第２の光を透過する保護層を備え、
前記第１の光に対する前記第２の情報記録層及び前記第３の情報記録層の反射率は、前記第１の光に対する前記保護層の反射率を下回る
請求項１に記載の光ディスク。
【請求項３】
前記第１の規格はＤＶＤ規格であり、前記第２の規格はＢＤ規格であって、
前記第３の情報記録層の厚みは、
前記第３の情報記録層の屈折率がｘ（２．２≦ｘ≦２．５）である場合、
｛６０７．５／（２×ｘ）｝×０．９ｎｍ以上で、｛６０７．５／（２×ｘ）｝×１．１ｎｍ以下である
請求項１に記載の光ディスク。
【請求項４】
前記誘電体の前記第２の光に対する消衰係数は、実質上０である
請求項３に記載の光ディスク。
【請求項５】
前記第３の情報記録層の厚みは、前記第３の情報記録層の屈折率がｘであって、前記第２の光の波長がλである場合、｛λ×１．５／（２×ｘ）｝である
請求項１に記載の光ディスク。
【請求項６】
前記第３の情報記録層の厚みは、前記第３の情報記録層の表面で反射した前記第２の光の位相と、前記第３の情報記録層の奥の面で反射した前記第２の光の位相とが等しくなる厚みである
請求項１に記載の光ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の情報記録層を有する光ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型大画面テレビの普及やマルチメディアの興隆等に伴い、デジタル動画像のような大容量の情報を取り扱うことが増えてきており、光ディスクの大容量化に対する要求が大きくなってきている。現在では、６５０ＭＢ（メガバイト）程度の容量を有するＣＤ(Compact Disc)や、４．７ＧＢ（ギガバイト）程度の容量を有するＤＶＤ(Digital Versatile Disc)に加えて、２５ＧＢ程度の容量を有するＢＤ−ＲＯＭ(Blu-ray-Disc Read Only Memory)が商品化されている。
【０００３】
ＤＶＤは、赤色の光に対応する光ディスクであって、標準解像度（ＳＤ：Standard-definition）のデジタル動画像の記録に適しており、ＤＶＤ再生機によって再生される。ＢＤ−ＲＯＭは、青色の光に対応する光ディスクであって、高解像度（ＨＤ：High- definition）のデジタル動画像の記録に適しており、ＢＤ再生機によって再生される。以下に、ＤＶＤ−ＲＯＭとＢＤ−ＲＯＭとを図面を用いて順に説明する。
【０００４】
先ず、ＤＶＤ−ＲＯＭの構成を図２９を用いて説明する。図２９は、ＤＶＤ−ＲＯＭ１９０の断面図である。図２９に示すように、ＤＶＤ−ＲＯＭ１９０は、ダミー基板１９１と、接着層１９２と、情報記録層１９３と、基板１９４とを有する。基板１９４の上面には、０．７４μｍのピッチのトラックを含むピット列１９４ａが形成されており、情報記録層１９３は、ピット列１９４ａが形成されている基板１９４の上に設けられている。ＤＶＤ−ＲＯＭ１９０は、情報記録層１９３が設けられている基板１９４と、ダミー基板１９１とが接着層１９２によって貼り合わされることにより形成されている。ＤＶＤ−ＲＯＭ１９０に記録されている情報は、ＤＶＤ再生機を用い、赤色のＤＶＤ用のレーザ光ＬｒをＤＶＤ用対物レンズ３９ｒにより情報記録層１９３に集めてその反射光を処理することにより再生される。
【０００５】
次に、１個の情報記録層を有する１層ＢＤ−ＲＯＭを図３０を用いて説明する。図３０は、１個の情報記録層を有する１層ＢＤ−ＲＯＭ２００の断面図である。図３０に示すように、１層ＢＤ−ＲＯＭ２００は、基板２０１と、基板２０１の上に設けられている情報記録層２０２と、情報記録層２０２の上に設けられている保護層２０３とを有する。基板２０１の上面には、０．３２μｍのピッチのトラックを含むピット列２０１ａが形成されている。１層ＢＤ−ＲＯＭ２００に記録されている情報は、ＢＤ再生機を用い、青色のＢＤ用のレーザ光ＬｂをＢＤ用対物レンズ３９ｂにより情報記録層２０２に集めてその反射光を処理することにより再生される。
【０００６】
１層ＢＤ−ＲＯＭの２倍の容量（５０ＧＢ程度）を有する２層ＢＤ−ＲＯＭも商品化されている。図３１は、積層された２個の情報記録層を有する２層ＢＤ−ＲＯＭ２１０の断面図である。図３１に示すように、２層ＢＤ−ＲＯＭ２１０は、基板２１１と、基板２１１の上に設けられている第１情報記録層２１２と、第１情報記録層２１２の上に設けられている中間層２１３と、中間層２１３の上に設けられている第２情報記録層２１４と、第２情報記録層２１４の上に設けられている保護層２１５とを有する。
【０００７】
基板２１１の上面には、０．３２μｍのピッチのトラックを含むピット列２１１ａが形成されており、中間層２１３の上面には、０．３２μｍのピッチのトラックを含む２層目のピット列２１３ａが形成されている。第１情報記録層２１２及び第２情報記録層２１４は図３０に示す１層ＢＤ−ＲＯＭ２００の情報記録層２０２と同等のものである。２層ＢＤ−ＲＯＭ２１０に記録されている情報は、ＢＤ再生機を用い、ＢＤ用のレーザ光ＬｂをＢＤ用対物レンズ３９ｂにより第１情報記録層２１２及び第２情報記録層２１４に集めてその反射光を処理することにより再生される。
【０００８】
また、ＢＤ／ＤＶＤハイブリッドディスクが特許文献１により開示されている。ＢＤ／ＤＶＤハイブリッドディスクは、相対的に低密度なＤＶＤ−ＲＯＭの情報記録層と相対的に高密度なＢＤ−ＲＯＭの情報記録層とが積層された光ディスクである。図３２は、ＢＤ／ＤＶＤハイブリッドディスク２２０の断面図である。図３２に示すように、ＢＤ／ＤＶＤハイブリッドディスク２２０は、ＤＶＤ−ＲＯＭに相当する第１情報記録基板２２１と、第１情報記録基板２２１の上に設けられているＢＤ−ＲＯＭに相当する第２情報記録基板２２２と、第２情報記録基板２２２の上に設けられている保護層２２３とを有する。第１情報記録基板２２１と第２情報記録基板２２２とは、接着層２２４によって貼り合わされている。
【０００９】
第１情報記録基板２２１は、表面に０．７４μｍのピッチのＤＶＤ情報記録ピット２２１ｃが形成されている基板２２１ａと、基板２２１ａの上に設けられているＤＶＤ情報記録層２２１ｂとを有する。第２情報記録基板２２２は、表面に０．３２μｍのピッチのＢＤ情報記録ピット２２２ｃが形成されている基板２２２ａと、基板２２２ａの上に設けられているＢＤ情報記録層２２２ｂとを有する。第２情報記録基板２２２は、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒを透過する。
【００１０】
ＢＤ／ＤＶＤハイブリッドディスク２２０の第１情報記録基板２２１に記録されている情報は、ＤＶＤ再生機を用い、ＤＶＤ用のレーザ光ＬｒをＤＶＤ用対物レンズ３９ｒによりＤＶＤ情報記録層２２１ｂに集めてその反射光を処理することにより再生される。ＢＤ／ＤＶＤハイブリッドディスク２２０の第２情報記録基板２２２に記録されている情報は、ＢＤ再生機を用い、ＢＤ用のレーザ光ＬｂをＢＤ用対物レンズ３９ｂによりＢＤ情報記録層２２２ｂに集めてその反射光を処理することにより再生される。
【００１１】
ＳＤの動画像を第１情報記録基板２２１に記録し、同じ内容のＨＤの動画像を第２情報記録基板２２２に記録してＢＤ／ＤＶＤハイブリッドディスク２２０を配布すれば、１枚の光ディスクでＨＤの動画像とＳＤの動画像とを提供できることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−９７７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
２層ＢＤ−ＲＯＭは、急速に普及している大画面モニタやプロジェクタに対応するより高画質のデジタル動画像を記録することができるが、現在広く普及しているＤＶＤ再生機で再生することができない。
【００１４】
ＢＤ／ＤＶＤハイブリッドディスクは、ＤＶＤ−ＲＯＭの情報記録層とＢＤ−ＲＯＭの情報記録層とを有するので、ＤＶＤ再生機で再生することができるが、ＢＤ−ＲＯＭの情報記録層の記録容量が小さく、より高画質のデジタル動画像を記録することができない。
【００１５】
本発明は、第１の規格に対応する再生機で再生することができるとともに、第１の規格の光ディスクより情報の記録密度が高い光ディスクに関する第２の規格に対応する再生機でより多くの情報を再生することができる光ディスク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】
【００１６】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明の光ディスクは、上面に第１の規格に対応する第１のピット列が形成されている第１の基板と、前記第１の基板の上に設けられており、前記第１の規格に対応する第１の光を反射する第１の情報記録層と、前記第１の情報記録層の上に設けられており、上面に、前記第１の規格のディスクより情報の記録密度が高いディスクに関する第２の規格に対応する第２のピット列が形成されている、前記第１の光を透過する第２の基板と、前記第２の基板の上に設けられており、前記第１の光を透過するとともに、前記第２の規格に対応する第２の光を反射する第２の情報記録層と、前記第２の情報記録層の上に設けられており、上面に前記第２の規格に対応する第３のピット列が形成されている、前記第１の光及び前記第２の光を透過する中間層と、前記中間層の上に設けられており、前記第１の光を透過するとともに、前記第２の光の一部を透過し残部を反射する、誘電体により形成されている第３の情報記録層とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、第１の規格に対応する再生機で再生することができるとともに、第１の規格の光ディスクより情報の記録密度が高い光ディスクに関する第２の規格に対応する再生機でより多くの情報を再生することができる光ディスクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態の光ディスクの断面図である。
【図２】ＤＶＤ用光ディスクドライブ装置の構成図である。
【図３】多分割受光検出器の構成図である。
【図４】フォーカス制御用４分割検出器の構成図である。
【図５】フォーカスサーチの実行中に得られる、対物レンズと光ディスクとの距離と、ＲＦ信号（反射率）との関係の一例を示す図である。
【図６】フォーカスサーチの実行中に得られる、対物レンズと光ディスクとの距離と、ＲＦ信号（反射率）との関係の一例を示す図である。
【図７】球面収差が小さい場合のフォーカス制御用４分割検出器における集光の様子と、フォーカスエラー信号ＦＥと、ＲＦ信号とを示す図である。
【図８】球面収差が大きい場合のフォーカス制御用４分割検出器における集光の様子と、フォーカスエラー信号ＦＥと、ＲＦ信号とを示す図である。
【図９】ＳｉとＨとの化合物についての、厚みと波長４０５ｎｍの光に対する反射率との関係と、厚みと波長６５０ｎｍの光に対する反射率との関係とを示す図である。
【図１０】ＳｉとＨとの化合物についての、厚みと波長４０５ｎｍの光に対する透過率との関係と、厚みと波長６５０ｎｍの光に対する透過率との関係とを示す図である。
【図１１】ＺｎＳ−ＳｉＯ２についての、厚みが５６ｎｍ、１１１ｎｍ、１３５ｎｍ、１６７ｎｍ、及び１９５それぞれの場合における、波長と反射率との関係を示す図である。
【図１２】ＺｎＳ−ＳｉＯ２についての、厚みが５６ｎｍ、１１１ｎｍ、１３５ｎｍ、１６７ｎｍ、及び１９５それぞれの場合における、波長と透過率との関係を示す図である。
【図１３】光学薄膜シミュレーションにより得られた、屈折率が２．２である材料の厚みが１０ｎｍである場合における波長と反射率との関係を示す図である。
【図１４】光学薄膜シミュレーションにより得られた、屈折率が２．２である材料の厚みが３０ｎｍである場合における波長と反射率との関係を示す図である。
【図１５】光学薄膜シミュレーションにより得られた、屈折率が２．２である材料の厚みが６０ｎｍである場合における波長と反射率との関係を示す図である。
【図１６】光学薄膜シミュレーションにより得られた、屈折率が２．２である材料の厚みが９０ｎｍである場合における波長と反射率との関係を示す図である。
【図１７】光学薄膜シミュレーションにより得られた、屈折率が２．２である材料の厚みが１１０ｎｍである場合における波長と反射率との関係を示す図である。
【図１８】光学薄膜シミュレーションにより得られた、屈折率が２．２である材料の厚みが１２４ｎｍである場合における波長と反射率との関係を示す図である。
【図１９】光学薄膜シミュレーションにより得られた、屈折率が２．２である材料の厚みが１５２ｎｍである場合における波長と反射率との関係を示す図である。
【図２０】光学薄膜シミュレーションにより得られた、屈折率が２．２である材料の厚みが１６０ｎｍである場合における波長と反射率との関係を示す図である。
【図２１】光学薄膜シミュレーションにより得られた、屈折率が２．２である材料の厚みが２００ｎｍである場合における波長と反射率との関係を示す図である。
【図２２】光学薄膜シミュレーションにより得られた、屈折率が２．２である材料の厚みが２３０ｎｍである場合における波長と反射率との関係を示す図である。
【図２３】光学薄膜シミュレーションにより得られた、反射率が最大となる光の波長が４０５ｎｍ近傍になる場合の波長と反射率との関係を示す第１の図である。
【図２４】光学薄膜シミュレーションにより得られた、反射率が最大となる光の波長が４０５ｎｍ近傍になる場合の波長と反射率との関係を示す第２の図である。
【図２５】光学薄膜シミュレーションにより得られた、反射率が最大となる光の波長が４０５ｎｍ近傍になる場合の波長と反射率との関係を示す第３の図である。
【図２６】光学薄膜シミュレーションにより得られた、反射率が最大となる光の波長が４０５ｎｍ近傍になる場合の波長と反射率との関係を示す第４の図である。
【図２７】光学薄膜シミュレーションにより得られた、反射率が最大となる光の波長が４０５ｎｍ近傍になる場合の波長と反射率との関係を示す第５の図である。
【図２８】本実施の形態の光ディスクの製造方法を説明するための図である。
【図２９】ＤＶＤ−ＲＯＭの断面図である。
【図３０】１個の情報記録層を有する１層ＢＤ−ＲＯＭの断面図である。
【図３１】積層された２個の情報記録層を有する２層ＢＤ−ＲＯＭの断面図である。
【図３２】ＢＤ／ＤＶＤハイブリッドディスクの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
先ず、本実施の形態の光ディスク１の構成を図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態の光ディスク１の断面図である。図１に示すように、本実施の形態の光ディスク１は、第１の基板２と、第１の基板２の上に設けられている第１の情報記録層４と、第１の情報記録層４の上に設けられている第２の基板６と、第２の基板６の上に設けられている第２の情報記録層８と、第２の情報記録層８の上に設けられている中間層９と、中間層９の上に設けられている第３の情報記録層１１と、第３の情報記録層１１の上に設けられている保護層１２とを有する。
【００２１】
第１の基板２及び第１の情報記録層４は、従来のＤＶＤ−ＲＯＭに対応する。第２の基板６及び第２の情報記録層８と、中間層９及び第３の情報記録層１１は、従来のＢＤ−ＲＯＭに対応する。
【００２２】
第１の基板２は、ポリカーボネートにより形成されており、その直径は１２０ｍｍであって、厚みは０．６ｍｍである。第１の基板２の上面には、内周から外周に向けて０．７４μｍのピッチの凹状の第１の情報記録ピット３が形成されている。第１の情報記録ピット３は、ＤＶＤ−ＲＯＭ規格に準拠している。従来のＤＶＤ−ＲＯＭとの互換性を保持しいわゆる逆読み出しとするため、第１の情報記録ピット３の螺旋の向きは、内周から外周の向きである。
【００２３】
第１の情報記録層４は、第１の基板２の上面にＡｇ、Ａｌ、Ａｕ等の金属やそれらを主成分とする合金等をスパッタリングすること等により形成される反射膜であって、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒを反射する。第１の情報記録層４の厚みは、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する反射率が４５％以上になるように設計される。
【００２４】
第２の基板６は、ＢＤ−ＲＯＭ規格に準拠した基板であって、その直径は１２０ｍｍであり、厚みは０．４ｍｍから０．５ｍｍである。第２の基板６の上面には、内周から外周に向けて０．３２μｍのピッチの凹状の第２の情報記録ピット７が形成されている。第２の情報記録ピット７はＢＤ−ＲＯＭ規格に準拠している。なお、第１の情報記録層４と第２の基板６とは、粘着シート５によって接着される。
【００２５】
第２の情報記録層８は、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒを透過するとともに、ＢＤ用のレーザ光Ｌｂを反射する層であって、例えば、第２の基板６の上面に、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びチタン（Ｔｉ）の全部又は一部と、窒素、酸素及び水素の全部又は一部等とで構成される化合物をスパッタリングすること等により形成される。第２の情報記録層８の厚みは、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する透過率が５０％以上となり、ＢＤ用のレーザ光Ｌｂを十分に反射するように設計される。
【００２６】
中間層９は、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒ及びＢＤ用のレーザ光Ｌｂを透過する層であって、第２の情報記録層８の上面に、スピンコート法で紫外線硬化樹脂等を塗布することにより形成される。中間層９の厚みは、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する透過率及びＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する透過率が８０％以上となるように設計され、例えば２５μｍである。中間層９の上面には、０．３２μｍのピッチの凹状の第３の情報記録ピット１０が形成されている。第３の情報記録ピット１０は、ＢＤ−ＲＯＭ規格に準拠している。また、第３の情報記録ピット１０は、中間層９の形成過程で、中間層９を形成する紫外線硬化樹脂を透明なポリカーボネート樹脂又はポリオレフィン樹脂のスタンパを用いて紫外線で硬化させることにより形成される。
【００２７】
第３の情報記録層１１は、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒを透過するとともに、ＢＤ用のレーザ光Ｌｂの一部を反射し残部を透過する層であって、例えば、中間層９の上面に、Ｓｉ、ＺｎＳ、Ｚｒ、Ｙ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｃｅ及びＴｉの全部又は一部と、酸素及び窒素の全部又は一部等とで構成される化合物をスパッタリング又は蒸着すること等により形成される。第３の情報記録層１１の厚みは、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒを８０％以上透過し、ＢＤ用のレーザ光Ｌｂを７０％以上透過するとともに１２％以上反射するように設計される。
【００２８】
保護層１２は、紫外線硬化樹脂又はポリカーボネートのシート等の層であって、その厚みは、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒ及びＢＤ用のレーザ光Ｌｂを８０％以上透過するように設計され、例えば７５μｍである。また、保護層１２の表面には、傷や汚れをつきにくくするための厚み１μｍ程度のハードコート層が塗布されてもよい。
【００２９】
上述したように、本実施の形態の光ディスク１は、ＤＶＤ−ＲＯＭに対応するＤＶＤ用信号面である第１の情報記録層４と、ＢＤ−ＲＯＭに対応するＢＤ用信号面である第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１とを有する。そのため、本実施の形態の光ディスク１は、ＤＶＤ再生機でもＢＤ再生機でも再生することができる。また、ＢＤ−ＲＯＭに対応する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１に、ＢＤ規格に対応するより多くの情報（例えばより高画質の動画像）を記録することができる。
【００３０】
なお、第１の情報記録層４に記録される情報は、ＤＶＤ用のレーザ光ＬｒをＮＡ（開口数）０．６又は０．６５のＤＶＤ用対物レンズ３９ｒにより第１の情報記録層４に集めてその反射光を処理することにより再生される。第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１に記録される情報は、ＢＤ用のレーザ光ＬｂをＮＡ０．８５のＢＤ用対物レンズ３９ｂにより第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１に集めてその反射光を処理することにより再生される。
【００３１】
ところで、ＤＶＤ−ＲＯＭに対応する第１の情報記録層４と、ＢＤ−ＲＯＭに対応する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１とを有する本実施の形態の光ディスク１の再生をＤＶＤ再生機で試みようとしたとき、正常に再生されない場合がある。そこで、以下では、ＤＶＤ再生機で正常に再生される光ディスク１の構成を説明する。
【００３２】
その説明のためにその説明に先立って、本実施の形態の光ディスク１を再生するＤＶＤ用光ディスクドライブ装置２０の動作を図２を用いて説明する。図２は、ＤＶＤ用光ディスクドライブ装置２０の構成図である。
【００３３】
光ディスク１がＤＶＤ用光ディスクドライブ装置２０に装填されると、光ディスク１は不図示のスピンドルモータによって回転する。光ディスク１のレーザビーム入射面１ａの下方に光ピックアップ３０が配置されている。レーザビーム入射面１ａは、光ディスク１を構成する保護層１２の表面である。
【００３４】
光ピックアップ３０は回転自在な光ディスク１のディスク径方向に移動自在に設けられている。光ピックアップ３０は、半導体レーザ光源３１と、コリメータレンズ３２と、偏光ビームスプリッタ３４と、モニタ用集光レンズ３５と、モニタ用光検出器３６と、立ち上げミラー３７と、１／４波長板３８と、ＤＶＤ用対物レンズ３９ｒと、レンズホルダ４０と、トラッキングコイル４１と、フォーカスコイル４２と、ハーフプリズム４３と、検出レンズ４４と、多分割受光検出器４５と、シリンドリカルレンズ４６と、フォーカス制御用４分割検出器４７とを有する。
【００３５】
光ピックアップ３０において、半導体レーザ光源３１から射出した赤色のＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒは、コリメータレンズ３２により平行光に変換される。
【００３６】
コリメータレンズ３２により平行光に変換されたＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒは、偏光ビームスプリッタ３４に入射し、偏光ビームスプリッタ３４の内部に設けられている偏光選択性誘電体多層膜３４ａ（ｐ偏光光：９５％透過、５％反射、ｓ偏光光：反射）を９５％程度透過する。偏光ビームスプリッタ３４に入射した光のうちの５％程度の光は、すなわち偏光選択性誘電体多層膜３４ａで反射された光は、モニタ用のレーザ光としてモニタ用集光レンズ３５を介してモニタ用光検出器３６に入射する。モニタ用光検出器３６は、半導体レーザ光源３１から射出したＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒの出力を監視する。
【００３７】
偏光ビームスプリッタ３４を透過したＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒは、立ち上げミラー３７により光路を９０°曲げられて上方に向かい、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対して１／４波長の位相差を与えて円偏光光に変換する１／４波長板３８を経由し、ＮＡが０．６〜０．６５程度のＤＶＤ用対物レンズ３９ｒに入射する。ＤＶＤ用対物レンズ３９ｒが取り付けられているレンズホルダ４０の外側には、トラッキングコイル４１とフォーカスコイル４２とが取り付けられている。
【００３８】
ＤＶＤ用対物レンズ３９ｒにより絞り込まれたＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒは、光ディスク１のレーザビーム入射面１ａに入射する。レーザビーム入射面１ａに入射したＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒは、ＢＤ用信号面としての第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１を透過して、ＤＶＤ用信号面としての第１の情報記録層４にスポット状に集められる。
【００３９】
第１の情報記録層４により反射された戻り光は、ＤＶＤ用対物レンズ３９ｒに再度入射し、１／４波長板３８を通過して往路とは偏光方向が直交した直線偏光光（ｓ偏光光）となって、立ち上げミラー３７に向かう。そして、戻り光は、立ち上げミラー３７を経由し、偏光ビームスプリッタ３４の偏光選択性誘電体多層膜３４ａにより反射され、ハーフプリズム４３に向かう。
【００４０】
ハーフプリズム４３は、偏光ビームスプリッタ３４からの光を、検出レンズ４４に向かう光（ＲＦ信号系の光）と、シリンドリカルレンズ４６に向かう光とに分割する。ＲＦ信号系の光は、検出レンズ４４によって、多分割受光検出器４５の上に集められる。シリンドリカルレンズ４６に向かう光は、シリンドリカルレンズ４６により非点収差が与えられて、フォーカス制御用４分割検出器４７に向かう。
【００４１】
図３は、多分割受光検出器４５の構成図である。図３に示すように、多分割受光検出器４５は、光ディスク１のトラック方向に沿った直線と光ディスク径方向に沿った直線とを直交させて４分割された４個の検出領域Ａ〜検出領域Ｄを有する。なお、図３において、符号Ａ〜Ｄは、多分割受光検出器４５の各検出領域を示し、以下の説明において、符号ａ〜ｄは、各検出領域における受光量を示す。
【００４２】
多分割受光検出器４５は、各検出領域における受光量を、ＤＶＤ用光ディスクドライブ装置２０の内部に設けられているＲＦ信号処理回路５０と、トラッキング制御回路６０とに出力する。
【００４３】
ＲＦ信号処理回路５０は、下記の式（１）に示すように、ＲＦ信号系の光を受けた多分割受光検出器４５内の検出領域Ａ〜検出領域Ｄの各受光量を加算してＲＦ信号を算出する。ＲＦ信号は、光ディスク１の第１の情報記録層４に記録されたメインデータの信号となる。
【００４４】
ＲＦ信号＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）    ・・・（１）
なお、“ａ”は検出領域Ａにおける受光量であり、“ｂ”は検出領域Ｂにおける受光量であり、“ｃ”は検出領域Ｃにおける受光量であって、“ｄ”は検出領域Ｄにおける受光量である。
【００４５】
トラッキング制御回路６０は、周知のディファレンシャルフェーズディテクション法（ＤＰＤ法）を用いて、対角線差信号を得る。
【００４６】
具体的には、トラッキング制御回路６０は、下記の式（２）に示すように、多分割受光検出器４５の４個の検出領域Ａ〜検出領域Ｄのうちの一方の対角線上の２個の検出領域における受光量の和と、他方の対角線上の２個の検出領域における受光量の和との差を算出して対角線差信号を得る。すなわち、トラッキング制御回路６０は、検出領域Ａ及び検出領域Ｃの合計受光量（ａ＋ｃ）と、検出領域Ｂ及び検出領域Ｄの合計受光量（ｂ＋ｄ）との差を算出し、対角線差信号を得る。
【００４７】
対角線差信号＝｛（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）｝    ・・・（２）
トラッキング制御回路６０は、式（２）により得られた対角線差信号（ディファレンシャルフェーズディテクション信号ＤＰＤ）をトラッキングエラー信号ＴＥとして用い、対角線差信号（ディファレンシャルフェーズディテクション信号ＤＰＤ）を光ピックアップ３０の内部のトラッキングコイル４１に供給してＤＶＤ用対物レンズ３９ｒを移動させてトラッキング制御を行う。
【００４８】
次に、ハーフプリズム４３からシリンドリカルレンズ４６に向かう光について説明する。上述したように、シリンドリカルレンズ４６に向かう光は、シリンドリカルレンズ４６によって非点収差が与えられて、フォーカス制御用４分割検出器４７の上に集められる。
【００４９】
図４は、フォーカス制御用４分割検出器４７の構成図である。フォーカス制御用４分割検出器４７は、多分割受光検出器４５と同様な手段であって、図４に示すように、光ディスク１のトラック方向に沿った直線と光ディスク径方向に沿った直線とを直交させて４分割された４個の検出領域Ｅ〜検出領域Ｈを有する。なお、図４及び図８において、符号Ｅ〜Ｈは、フォーカス制御用４分割検出器４７の各検出領域を示し、以下の説明において、符号ｅ〜ｈは、各検出領域における受光量を示す。また、検出領域Ｅは多分割受光検出器４５の検出領域Ａに対応し、検出領域Ｆは多分割受光検出器４５の検出領域Ｂに対応し、検出領域Ｇは多分割受光検出器４５の検出領域Ｃに対応し、検出領域Ｈは多分割受光検出器４５の検出領域Ｄに対応する。
【００５０】
フォーカス制御用４分割検出器４７は、各検出領域における受光量を、ＤＶＤ用光ディスクドライブ装置２０の内部に設けられているフォーカス制御回路７０に出力する。
【００５１】
フォーカス制御回路７０は、周知の非点収差法を用いて、フォーカスエラー信号ＦＥを求める。具体的には、フォーカス制御回路７０は、下記の式（３）に示すように、フォーカス制御用４分割検出器４７の４個の検出領域Ｅ〜検出領域Ｈのうちの一方の対角に位置する２個の検出領域における受光量の和と、他方の対角に位置する２個の検出領域における受光量の和との差を算出し、フォーカスエラー信号ＦＥを得る。すなわち、フォーカス制御回路７０は、検出領域Ｅ及び検出領域Ｇの合計受光量（ｅ＋ｇ）と、検出領域Ｆ及び検出領域Ｈの合計受光量（ｆ＋ｈ）との差を算出し、フォーカスエラー信号ＦＥを得る。
【００５２】
フォーカスエラー信号ＦＥ＝｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝    ・・・（３）
なお、“ｅ”は検出領域Ｅにおける受光量であり、“ｆ”は検出領域Ｆにおける受光量であり、“ｇ”は検出領域Ｇにおける受光量であって、“ｈ”は検出領域Ｈにおける受光量である。
【００５３】
そして、フォーカス制御回路７０は、フォーカスエラー信号ＦＥを光ピックアップ３０の内部のフォーカスコイル４２に供給しＤＶＤ用対物レンズ３９ｒを移動させてフォーカス制御を行う。つまり、フォーカス制御回路７０は、フォーカスエラー信号ＦＥに基づいてＤＶＤ用対物レンズ３９ｒを光ディスク１に対して近づけたり遠ざけたりしてフォーカスサーチすることで、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒが第１の情報記録層４にジャストフォーカスするように制御する。
【００５４】
ところで、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒを第１の情報記録層４にジャストフォーカスさせるＤＶＤ用対物レンズ３９ｒの位置は一か所であり、その位置以外では、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒは第１の情報記録層４にジャストフォーカスしない。フォーカスサーチの実行中、フォーカス制御回路７０は、ＤＶＤ用対物レンズ３９ｒと光ディスク１との距離を変えて光ディスク１からの反射光の量を調べ、反射光の量が最大になる位置にＤＶＤ用対物レンズ３９ｒを移動させる。その際、ＤＶＤ用対物レンズ３９ｒと光ディスク１との距離に対するＲＦ信号の値を示すデータが得られる。
【００５５】
図５及び図６は、フォーカスサーチの実行中に得られる、ＤＶＤ用対物レンズ３９ｒと光ディスク１との距離と、ＲＦ信号との関係を示す図である。なお、ＲＦ信号は、光ディスク１の各部位からの反射光の量を示すが、入射光の量が一定であるので、各部位の反射率に比例する。また、図５及び図６において、符号“Ｘ”は、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対するレーザビーム入射面１ａの反射を示し、符号“Ｙ”は、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射を示し、符号“Ｚ”は、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第１の情報記録層４の反射を示す。
【００５６】
以下に、光ディスク１がＤＶＤ再生機で正常に再生される場合の条件を調べるために、光ディスク１についてのＲＦ信号の値を利用し、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する光ディスク１の第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率と、レーザビーム入射面１ａの反射率との関係を調べたので、その結果を述べる。
【００５７】
なお、ＲＦ信号を用いて反射率を測定する理由は、以下の通りである。すなわち、レーザビーム入射面１ａ、第３の情報記録層１１、及び第２の情報記録層８の各反射率を光学的に正確に測定しようとすると、正確な反射率測定光学装置が必要であり、且つ、測定ステップも多数に及ぶ。また、フォーカスエラー信号ＦＥを用いると、後述するように問題が発生するからである。それに対し、ＲＦ信号を用いると、反射率を簡便にかつ比較的に正確に測定することができる。そのため、ＲＦ信号を用いて反射率を測定する。
【００５８】
反射率を得るためにフォーカスエラー信号ＦＥを用いると問題が発生することを図７及び図８を用いて説明する。
【００５９】
図７は、球面収差が小さい場合のフォーカス制御用４分割検出器４７における集光の様子と、フォーカスエラー信号ＦＥと、ＲＦ信号とを示す図である。具体的には、図７（Ａ）が、球面収差が小さい場合のフォーカス制御用４分割検出器４７における集光の様子を示しており、図７（Ｂ）が、球面収差が小さい場合のフォーカスエラー信号ＦＥを示しており、図７（Ｃ）が、球面収差が小さい場合のＲＦ信号を示している。図７（Ａ）、図７（Ｂ）、及び図７（Ｃ）において、垂直の方向に重なる各図は互いに関連している。
【００６０】
図８は、球面収差が大きい場合のフォーカス制御用４分割検出器４７における集光の様子と、フォーカスエラー信号ＦＥと、ＲＦ信号とを示す図である。具体的には、図８（Ａ）が、球面収差が大きい場合のフォーカス制御用４分割検出器４７における集光の様子を示しており、図８（Ｂ）が、球面収差が大きい場合のフォーカスエラー信号ＦＥを示しており、図８（Ｃ）が、球面収差が大きい場合のＲＦ信号を示している。図８（Ａ）、図８（Ｂ）、及び図８（Ｃ）において、垂直の方向に重なる各図は互いに関連している。
【００６１】
球面収差が小さい場合、図７（Ａ）の中央の図に示すように、シリンドリカルレンズ４６によって集められる光ディスク１の各情報記録層からの反射光は、情報記録層に焦点が合うとフォーカス制御用４分割検出器４７の中央に小さな円形となって集められる。しかしながら、情報記録層が焦点より近い又は遠いと、図７（Ａ）の両端から２個目の２個の図に示すように、フォーカス制御用４分割検出器４７における光は４５度傾いた楕円となる。情報記録層が更に焦点より近く又は遠くなると、図７（Ａ）の両端の２個の図に示すように、フォーカス制御用４分割検出器４７における光の量は少なくなる。
【００６２】
球面収差が大きい場合、図８（Ａ）の中央の図に示すように、シリンドリカルレンズ４６によって集められる光ディスク１の各情報記録層からの反射光は、情報記録層に焦点が合うとフォーカス制御用４分割検出器４７の中央に小さな円形となって集められる。しかしながら、図７（Ａ）の中央の図と図８（Ａ）の中央の図とを比較すると明らかなように、フォーカス制御用４分割検出器４７の中央に集められる光の円の大きさは、球面収差が小さい場合に比べて大きい。情報記録層が焦点より近い又は遠いと、図８（Ａ）の両端から２番目の２個の図に示すように、フォーカス制御用４分割検出器４７における光は４５度傾いた楕円となる。情報記録層が更に焦点より近く又は遠くなると、図８（Ａ）の両端の２個の図に示すように、フォーカス制御用４分割検出器４７における光の量は少なくなる。
【００６３】
通常、ＤＶＤ用の光ピックアップは、光ディスク１のレーザビーム入射面１ａから０．６ｍｍの第１の情報記録層４から収差が少なく品位の良い反射光が得られるように設計されている。それに対して、光ディスク１の第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１は、球面収差が考慮されておらず大きな収差を有する。すなわち、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１からの反射光は、図８（Ａ）に示すように、フォーカス制御用４分割検出器４７の上に集められる。
【００６４】
図７（Ｂ）に示す球面収差が小さい場合のフォーカスエラー信号ＦＥと、図８（Ｂ）に示す球面収差が大きい場合のフォーカスエラー信号ＦＥとを比較すると明らかなように、球面収差が大きい場合のフォーカスエラー信号ＦＥの振幅は、球面収差が小さい場合のフォーカスエラー信号ＦＥの振幅より小さい。そのため、球面収差が大きい場合のフォーカスエラー信号ＦＥを反射率を得るために用いると、正確な反射率を得ることができない。それに対して、図８（Ｃ）に示す球面収差が大きい場合のＲＦ信号の振幅は、図７（Ｃ）に示す球面収差が小さい場合のＲＦ信号の振幅と同程度であって、比較的に正確な反射率を得ることができる。
【００６５】
したがって、反射率を得るためには、フォーカスエラー信号ＦＥを用いると問題が発生するのでフォーカスエラー信号ＦＥを用いずに、ＲＦ信号を用いる。
【００６６】
次に、光ディスク１がＤＶＤ再生機で正常に再生される場合の条件を調べるために、光ディスク１についてのＲＦ信号の値を利用した、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する光ディスク１の第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率と、レーザビーム入射面１ａの反射率との関係を、図５及び図６を用いて説明する。
【００６７】
本実施の形態の光ディスク１のＢＤ用信号面である第２の情報記録層８がＳｉとＨとの化合物（以下、ＳｉとＨとの化合物を「Ｓｉ−Ｈ」と表記する。）により形成されており、第３の情報記録層１１がＺｎＳ−ＳｉＯ２で形成されていて、第２の情報記録層８の厚みが７．５ｎｍであって、第３の情報記録層１１の厚みが１３５ｎｍである場合、図５に示すデータが得られた。すなわち、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対するＢＤ用信号面である第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率は、レーザビーム入射面１ａの反射率より低い。
【００６８】
第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率がレーザビーム入射面１ａの反射率より低いと、ＤＶＤ再生機は、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１よりも奥（下側）に、レーザビーム入射面１ａの反射率より高い反射率を有する再生すべき情報記録層があるはずであると判断し、第１の情報記録層４をサーチする。そのため、ＤＶＤ再生機は、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率がレーザビーム入射面１ａの反射率より低い光ディスク１の第１の情報記録層４に記録されている情報を正常に再生する。
【００６９】
なお、ＤＶＤ再生機によって正常に再生される光ディスク１は、不図示のＢＤ用光ディスクドライブ装置に装填した場合、正常に再生される。なぜなら、表面寄りにＢＤ用信号面である第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１が存在し、ＢＤ用光ディスクドライブ装置は、それより奥（下側）の情報記録層をサーチする必要が無いからである。
【００７０】
それに対し、ＤＶＤ再生機によって正常に再生されない光ディスク１についての、ＤＶＤ用対物レンズ３９ｒと光ディスク１との距離と、ＲＦ信号（反射率）との関係は、図６に示すように表現された。すなわち、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対するＢＤ用信号面である第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率が、レーザビーム入射面１ａの反射率より高い。そのため、ＤＶＤ再生機は、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１を再生すべき情報記録層であると誤認し、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率がレーザビーム入射面１ａの反射率より高い光ディスク１を正常に再生しない。
【００７１】
したがって、光ディスク１をＤＶＤ再生機により正常に再生させるためには、光ディスク１の第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１のＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する反射率が、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対するレーザビーム入射面１ａ（保護層１２の表面）の反射率を下回るように、各層を設計しなければならない。
【００７２】
次に、本実施の形態の光ディスク１の第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率を考察する。第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１は、ＢＤ用信号面であるので、ＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対して、２層ＢＤ−ＲＯＭの反射率の規格である反射率“１２％から２８％”を満たすことが望ましい。
【００７３】
そこで、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１を形成する材料の候補の一つであるＳｉ−Ｈを基板の上に１層設けてディスク形状にしたときの、厚みと反射率との関係と、厚みと透過率との関係とを図９及び図１０を用いて説明する。図９は、Ｓｉ−Ｈをフラットで透明なポリカーボネート基板の上にスパッタ法で成膜したサンプルについての、厚みと波長４０５ｎｍの光に対する反射率との関係と、厚みと波長６５０ｎｍの光に対する反射率との関係とを示す図である。図１０は、Ｓｉ−Ｈをフラットで透明なポリカーボネート基板の上にスパッタ法で成膜したサンプルについての、厚みと波長４０５ｎｍの光に対する透過率との関係と、厚みと波長６５０ｎｍの光に対する透過率との関係とを示す図である。なお、各サンプルへの入射光の波長は、島津製作所製の分光光度計ＵＶ−３１００を用いて確認した。
【００７４】
図９に示すように、波長４０５ｎｍの光に対する反射率は、Ｓｉ−Ｈの厚みが３０ｎｍより薄いと、波長６５０ｎｍの光に対する反射率よりも高くなることがわかる。また、波長４０５ｎｍの光に対する反射率は、厚みが約２０ｎｍのときに約３５％で最大となり、厚みがそれ以上になると下がることがわかる。また、図１０に示すように、Ｓｉ−Ｈについては、波長６５０ｎｍの光に対する透過率は、波長４０５ｎｍの光に対する透過率に比べて高いことがわかる。
【００７５】
第３の情報記録層１１をＳｉ−Ｈで形成した場合、第３の情報記録層１１の波長４０５ｎｍの光に対する反射率を２層ＢＤ−ＲＯＭ規格の１２％以上にするためには、図９に示すように、第３の情報記録層１１の厚みを５．５ｎｍ以上にする必要がある。図１０に示す透過率を考慮すると、第３の情報記録層１１は薄いほどよい。仮に第３の情報記録層１１の厚みを５．５ｎｍとした場合、図１０に示すように、波長４０５ｎｍの光に対する透過率は５３％である。
【００７６】
第２の情報記録層８をもＳｉ−Ｈで形成した場合、第３の情報記録層１１を透過した波長４０５ｎｍの光に対する反射率を２層ＢＤ−ＲＯＭ規格の１２％以上にするためには、光は第３の情報記録層１１を往路と復路との２回通過するので、第２の情報記録層８の単体での反射率をＲ２（％）とすると、Ｒ２は、下記の式（４）を満足しなければならない。
【００７７】
０．５３×０．５３×Ｒ２≧１２    ・・・（４）
すなわち、Ｒ２は４３％以上でなければならない。しかしながら、図９を用いて説明したように、Ｓｉ−Ｈの波長４０５ｎｍの光に対する反射率の最大値は約３５％である。したがって、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１をＳｉ−Ｈで形成すると、第２の情報記録層８の波長４０５ｎｍの光に対する反射率を２層ＢＤ−ＲＯＭ規格の１２％以上にすることができない。
【００７８】
そこで、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の波長４０５ｎｍの光に対する反射率を２層ＢＤ−ＲＯＭ規格の１２％以上にするために、第３の情報記録層１１を形成する材料として、光の吸収が少なく透光性が高い、いわゆる消衰係数が小さい誘電体が適当ではないかと考えて検討した。以下に検討結果を示す。
【００７９】
図１１は、いわゆる消衰係数が小さい誘電体の一つであるＺｎＳ−ＳｉＯ２をフラットで透明なポリカーボネート基板の上にスパッタ法で成膜したサンプルについての、厚みが５６ｎｍ、１１１ｎｍ、１３５ｎｍ、１６７ｎｍ、及び１９５ｎｍそれぞれの場合における、波長と反射率との関係を示す図である。図１１に示すように、厚みが１３５ｎｍである場合、４００ｎｍ近傍の波長の光に対する反射率が高く、６００ｎｍ近傍の波長の光に対する反射率が低い。
【００８０】
図１２は、ＺｎＳ−ＳｉＯ２をフラットで透明なポリカーボネート基板の上にスパッタ法で成膜したサンプルについての、厚みが５６ｎｍ、１１１ｎｍ、１３５ｎｍ、１６７ｎｍ、及び１９５ｎｍそれぞれの場合における、波長と透過率との関係を示す図である。図１２に示すように、厚みによらず、６５０ｎｍの波長の光に対する透過率は８０％以上であり、４０５ｎｍの波長の光に対する透過率は７０％以上である。
【００８１】
図１３から図２２は、光学薄膜シミュレーションにより得られた、屈折率が２．２である材料の各厚みにおける波長と反射率との関係を示す図である。図１３では厚みは１０ｎｍであり、図１４では厚みは３０ｎｍであり、図１５では厚みは６０ｎｍであり、図１６では厚みは９０ｎｍであり、図１７では厚みは１１０ｎｍであり、図１８では厚みは１２４ｎｍであり、図１９では厚みは１５２ｎｍであり、図２０では厚みは１６０ｎｍであり、図２１では厚みは２００ｎｍであり、図２２では厚みは２３０ｎｍである。
【００８２】
図１３から図２２それぞれを比較すると明らかなように、波長４０５ｎｍの光に対する反射率は、厚みが９０ｎｍ（図１６参照）である場合、最も低いことがわかる。膜内での往復光路長は、膜の厚みの２倍に屈折率を乗じた長さになるので、厚みが９０ｎｍであれば、往復光路長は、９０×２×２．２＝３９６ｎｍである。屈折率の小さい媒質から大きい媒質に入射した光は、入射する前の光に対して位相が反転する。そのため、３９６ｎｍ近傍の波長の光は、位相が打ち消され反射率が低くなっていると考えられる。
【００８３】
同様に、厚みが１１０ｎｍ（図１７参照）である場合、１１０×２×２．２＝４８４ｎｍ近傍の波長の光については、位相が打ち消され反射率が低くなる。厚みが１２４ｎｍ（図１８参照）である場合、１２４×２×２．２＝５４６ｎｍ近傍の波長の光については、位相が打ち消され反射率が低くなる。厚みが１５２ｎｍ（図１９参照）である場合、１５２×２×２．２＝６６９ｎｍ近傍の波長の光については、位相が打ち消され反射率が低くなる。厚みが１６０ｎｍ（図２０参照）である場合、厚みが２００ｎｍ（図２１参照）である場合、及び厚みが２３０ｎｍ（図２２参照）である場合についても、図１６から図１９を用いて説明した考え方が適用される。
【００８４】
それに対し、厚みが１５２ｎｍ（図１９参照）である場合、反射率が高い波長は４５０ｎｍ弱である。上述したように、屈折率の小さい媒質から大きい媒質に入射した光は、入射する前の光に対して位相が反転する。そのため、膜の厚みの（２／（１．０＋０．５））倍に屈折率を乗じた長さに対応する波長の光については、膜の表面での反射光と膜の奥の面での反射光との位相が揃い、強調されて反射率が高くなる。
【００８５】
図２３から図２７は、光学薄膜シミュレーションにより得られた、反射率が最大となる光の波長が４０５ｎｍ近傍になる場合の波長と反射率との関係を示す図である。図２３では、膜の屈折率ｎが１．８であり、厚みが１７０ｎｍであって、図２４では、膜の屈折率ｎが２．０であり、厚みが１５２ｎｍであって、図２５では、膜の屈折率ｎが２．２であり、厚みが１３５ｎｍである。図２６では、膜の屈折率ｎが２．３であり、厚みが１３５ｎｍであって、図２７では、膜の屈折率ｎが２．５であり、厚みが１２０ｎｍである。図２７は、実験により得られた図１１とほぼ一致していることがわかる。
【００８６】
図２３から図２７に示すように、４０５ｎｍ近傍の光の反射率は、屈折率が２．０以下である場合（図２３及び図２４）、１０％未満であるが、屈折率が２．２以上である場合（図２５から図２７）、１２％以上である。また、屈折率が２．２である場合、図１３から図２２、及び図２５に示すように、４０５ｎｍ近傍の光の反射率の最大値は、膜の厚みが１３８ｎｍであるときである。屈折率が２．２であって膜の厚みが１３８ｎｍの０．９倍である場合、すなわち膜の厚みが１２４ｎｍである場合も、図１８に示すように、４０５ｎｍ近傍の光の反射率は１２％以上である。また、屈折率が２．２であって膜の厚みが１３８ｎｍの１．１倍である場合、すなわち膜の厚みが１５２ｎｍである場合も、図１９に示すように、４０５ｎｍ近傍の光の反射率は１２％以上である。
【００８７】
それに対し、屈折率が２．２であって膜の厚みが１３８ｎｍの０．８倍である場合、すなわち膜の厚みが１１０ｎｍである場合、図１７に示すように、４０５ｎｍ近傍の光の反射率は１０％以下である。また、屈折率が２．２であって膜の厚みが１３８ｎｍの１．２倍である場合、すなわち膜の厚みが１６０ｎｍである場合、図２０に示すように、４０５ｎｍ近傍の光の反射率は１０％以下である。
【００８８】
したがって、屈折率が２．２である場合、第３の情報記録層１１の厚みは、波長４０５ｎｍの光に対する反射率が最大になる厚みに対して−１０％から＋１０％までの厚みであれば、波長４０５ｎｍの光に対する反射率は１２％以上になる。
【００８９】
上述したように、屈折率の小さい媒質から大きい媒質に入射した光は、入射する前の光に対して位相が反転する。したがって、波長４０５ｎｍの光に対する反射率が最大になる第３の情報記録層１１の厚みは、屈折率が２．２である場合、
405×(1＋0.5)／(2×2.2)＝６０７．５／（２×２．２）＝１３８（ｎｍ）
となる。
【００９０】
屈折率がｘ（２．２≦ｘ≦２．５）である場合、波長４０５ｎｍの光に対する反射率が１２％以上になる第３の情報記録層１１の厚みは、
「４０５×（１＋０．５） ／（２×ｘ）＝６０７．５／（２×ｘ）」の０．９倍から１．１倍までである。
【００９１】
以下に、各層の構成を変えたときの本実施の形態の光ディスク１について、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する各層の反射率と、ＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する各層の反射率と、市販の再生機により再生を試みたときのＢＤ，ＤＶＤの再生結果とを調べたので、それらを説明する。
【実施例１】
【００９２】
先ず、実施例１の光ディスクをその製造方法とともに説明する。
【００９３】
実施例１の光ディスクは、第１の情報記録層４と、第２の情報記録層８と、第３の情報記録層１１とを有する。それらの製造工程を順に説明し、それにより実施例１の光ディスク及びその製造方法を説明する。
【００９４】
最初に、第１の情報記録層４の製造工程を説明する。
【００９５】
先ず、厚み５ｍｍ、直径２００ｍｍの円板状のガラス原盤を超純水と酸化セリウムとを用いて研磨し、その後洗浄した。そして、ガラス原盤の上に、密着剤を介して、スピンコート法により、クレゾールノボラック樹脂及びベンゾフェノンエステルを含むフォトレジストを、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒの波長の１／５程度の厚みで均一に塗布した。フォトレジストはポジ型でもネガ型でも構わないが、実施例１ではポジ型のフォトレジストを使用した。
【００９６】
その後、フォトレジストが塗布されたガラス原盤をホットプレートにより６０℃から８０℃の温度でベーキングし、ガラス原盤に付着した有機溶媒を蒸発させた。ベーキングは恒温槽により行ってもよい。
【００９７】
次に、ＤＶＤ規格で決められた情報を後に得るために、ベーキングされたガラス原盤の上のフォトレジストに、０．７４μｍのピッチで凹状のピットがスパイラル状に形成されるように、レーザビームレコーダからのＵＶ領域の波長の光によりフォトレジストを露光し感光させた。
【００９８】
そして、感光した部分をアルカリ現像液で除去し、アドレス及びエラー訂正等の情報が付加されたＳＤ動画像等のＤＶＤ規格で変調された情報を有する凹状のピットが形成された第１のガラスマスタを得た。
【００９９】
次に、第１のガラスマスタのフォトレジストの上に、スパッタリング法によりニッケル等の導電膜を形成し、更に、導電膜を電極としてニッケルをめっきした。これにより、フォトレジストに形成された凹状のピットの逆パターンである、ＳＤ動画像等のＤＶＤ規格で変調された情報を有する凸状のピットが、めっきされたニッケル層に写し取られた。
【０１００】
次に、ニッケル層を第１のガラスマスタから剥離して第１のマスタスタンパとした。そして、第１のマスタスタンパに対して電解処理等を行って酸化物を剥離し、その後ニッケルをめっきし、第１のマスタスタンパに形成されたピットと逆形状の凹状のピットが形成された第１のマザースタンパを得た。
【０１０１】
そして、第１のマザースタンパに対して電解処理を行い、その後ニッケルをめっきし、第１のマスタスタンパのピットと同形状で凸状のピットが形成された第１のベビースタンパを得た。
【０１０２】
次に、第１のベビースタンパを金型に取り付けてポリカーボネート樹脂を射出成形し、厚み０．６ｍｍの第１の基板２を得た。第１の基板２が得られた際、第１の基板２の表面には、ＤＶＤ−ＲＯＭ規格に準拠したピットである第１の情報記録ピット３が形成された。なお、第１のベビースタンパの替わりに第１のマスタスタンパを用いても、第１の基板２を得ることができる。
【０１０３】
次に、第１の基板２の表面に形成された第１の情報記録ピット３の上に反射膜を積層して第１の情報記録層４を形成した。第１の情報記録層４に用いる反射膜としてはＡｌ、ＡｇもしくはＡｕ等、又はそれらを主成分とする反射膜が好適である。実施例１では、第１の情報記録層４が単体でＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対してなるべく高い反射率が得られるように、第１の情報記録層４の材料としてＡｇを用いた。また、第１の情報記録層４は、マグネトロンスパッタリングを行うことにより形成し、その厚みを７０ｎｍとした。
【０１０４】
続いて、第２の情報記録層８の製造工程を説明する。
【０１０５】
先ず、厚み５ｍｍ、直径２００ｍｍの円板状のガラス原盤を超純水と酸化セリウムとを用いて研磨し、その後洗浄した。そして、ガラス原盤の上に、密着剤を介して、スピンコート法により、クレゾールノボラック樹脂及びベンゾフェノンエステルを含むフォトレジストを、ＢＤ用のレーザ光Ｌｂの波長の１／５程度の厚みで均一に塗布した。フォトレジストはポジ型でもネガ型でも構わないが、実施例１ではポジ型のフォトレジストを使用した。
【０１０６】
その後、フォトレジストが塗布されたガラス原盤をホットプレートにより６０℃から８０℃の温度でベーキングし、ガラス原盤に付着した有機溶媒を蒸発させた。ベーキングは恒温槽により行ってもよい。
【０１０７】
次に、ＢＤ−ＲＯＭ規格で決められた１−７ＰＰ変調された情報を後に得るために、ベーキングされたガラス原盤の上のフォトレジストに、最短ピット長が０．１５μｍであるピットが０．３２μｍのピッチでスパイラル状に形成されるように、レーザビームレコーダからのＵＶ領域以下の波長の光によりフォトレジストを露光し感光させた。
【０１０８】
そして、感光した部分をアルカリ現像液で除去し、凹状のピットが形成された第２のガラスマスタを得た。
【０１０９】
次に、第２のガラスマスタのフォトレジストの上に、スパッタリング法によりニッケル等の導電膜を形成し、更に、導電膜を電極としてニッケルをめっきした。これにより、フォトレジストに形成された凹状のピットの逆パターンである凸状のピットが、めっきされたニッケル層に写し取られた。
【０１１０】
次に、ニッケル層を第２のガラスマスタから剥離して第２のマスタスタンパとした。そして、第２のマスタスタンパに対して電解処理等を行って酸化物を剥離し、その後、ニッケルをめっきし、第２のマスタスタンパに形成されたピットと逆形状の凹状のピットが形成された第２のマザースタンパを得た。
【０１１１】
そして、第２のマザースタンパに対してニッケルをめっきし、第２のマスタスタンパのピットと同形状で凸状のピットが形成された第２のベビースタンパを得た。
【０１１２】
次に、第２のベビースタンパを金型に取り付けてポリカーボネート樹脂を射出成形し、厚み０．４８ｍｍの第２の基板６を得た。第２の基板６が得られた際、第２の基板６の表面には、ＢＤ−ＲＯＭ規格に準拠したピットである第２の情報記録ピット７が形成された。なお、第２のベビースタンパの替わりに第２のマスタスタンパを用いても、第２の基板６を得ることができる。
【０１１３】
次に、第２の情報記録層８の製造工程の説明を終える前に第３の情報記録層１１を製造するためのソフトスタンパの製造工程を説明する。
【０１１４】
先ず、厚み５ｍｍ、直径２００ｍｍの円板状のガラス原盤を超純水と酸化セリウムとを用いて研磨し、その後洗浄した。そして、ガラス原盤の上に、密着剤を介して、スピンコート法により、クレゾールノボラック樹脂及びベンゾフェノンエステルを含むフォトレジストを、ＢＤ用のレーザ光Ｌｂの波長の１／５程度の厚みで均一に塗布した。フォトレジストはポジ型でもネガ型でも構わないが、実施例１ではポジ型のフォトレジストを使用した。
【０１１５】
その後、フォトレジストが塗布されたガラス原盤をホットプレートにより６０℃から８０℃の温度でベーキングし、ガラス原盤に付着した有機溶媒を蒸発させた。ベーキングは恒温槽により行ってもよい。
【０１１６】
次に、ＢＤ−ＲＯＭ規格で決められた１−７ＰＰ変調された情報を後に得るために、ベーキングされたガラス原盤の上のフォトレジストに、最短ピット長が０．１５μｍであるピットが０．３２μｍのピッチのスパイラル状に形成されるように、レーザビームレコーダからのＵＶ領域以下の波長の光によりフォトレジストを露光し感光させた。
【０１１７】
そして、感光した部分をアルカリ現像液で除去し、凹状のピットが形成された第３のガラスマスタを得た。
【０１１８】
次に、第３のガラスマスタのフォトレジストの上に、スパッタリング法によりニッケル等の導電膜を形成し、更に、その導電膜を電極としニッケルをめっきした。これにより、フォトレジストに形成された凹状のピットの逆パターンである凸状のピットが、めっきされたニッケル層に写し取られた。
【０１１９】
次に、ニッケル層を第３のガラスマスタから剥離して第３のマスタスタンパとした。そして、第３のマスタスタンパに対して電解処理等を行って酸化物を剥離し、その後、ニッケルをめっきし、第３のマスタスタンパに形成されたピットと逆形状の凹状のピットが形成された第３のマザースタンパを得た。
【０１２０】
そして、第３のマザースタンパに対してポリカーボネート樹脂を射出成形し、第３の情報記録層１１を製造するためのソフトスタンパを得た。なお、ソフトスタンパは、ポリオレフィン樹脂等の材料によって形成されてもよい。
【０１２１】
ソフトスタンパが得られた後に、第２の基板６の表面に形成された第２の情報記録ピット７の上に第２の情報記録層８を形成した。具体的には、第２の基板６をチャンバに入れてチャンバ内を真空状態にし、その後アルゴンガスとともに水素ガスをチャンバ内に導入してスパッタリングを行うことによりＳｉ−Ｈを堆積し、厚みが７．５ｎｍである第２の情報記録層８を形成した。
【０１２２】
次に、第２の情報記録層８の上に、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒ及びＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する透過率が８５％以上である紫外線硬化樹脂を塗布し、中間層９を２５μｍの厚みで形成した。中間層９を形成する際、上述した第３の情報記録層１１を製造するためのソフトスタンパのピットが形成されている面を塗布された紫外線硬化樹脂に押し当て、ソフトスタンパのピットが形成されていない面から紫外線を照射した。そして、ソフトスタンパを取り除き、中間層９の上面に第３の情報記録ピット１０を形成した。なお、中間層９の上面は、中間層９の第２の情報記録層８と接していない面である。また、中間層９を形成するための紫外線硬化樹脂は、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒ及びＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する透過率が９０％以上であることが望ましい。
【０１２３】
次に、中間層９の上面に形成された第３の情報記録ピット１０の上に、ＲＦスパッタリング法により誘電体の一つであるＺｎＳ−ＳｉＯ２を１３５ｎｍの厚みで成膜し、それにより第３の情報記録層１１を形成した。
【０１２４】
そして、第３の情報記録層１１の上に、厚み０．１ｍｍの保護層１２を圧着し、実施例１の光ディスクのＢＤ用信号面の製造を終了した。なお、保護層１２は、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒ及びＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する透過率が８５％以上であるポリカーボネート樹脂のシートと粘着材とで構成される層である。また、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒ及びＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する保護層１２の透過率は、９０％以上であることが望ましい。
【０１２５】
最後に、第１の情報記録層４が形成された第１の基板２と、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１が形成された第２の基板６とを、図２８に示すように、第１の基板２の第１の情報記録層４が形成されている面と、第２の基板６の保護層１２が貼りつけられていない面とが対向するようにして、粘着シート５を用いて貼り合せた。これにより、実施例１の光ディスクの製造を終了した。
【０１２６】
第２の基板６、粘着シート５、及び保護層１２の厚みの合計は０．６ｍｍであることが望ましい。なぜなら、従来のＤＶＤ及びＢＤの厚みが１．２ｍｍであって、実施例１の光ディスクの厚みもそれらと同じ１．２ｍｍであることが望ましく、第１の基板２の厚みが０．６ｍｍであるからである。実施例１では、第２の基板６の厚みが０．４８ｍｍであり、保護層１２の厚みが０．１ｍｍであるので、粘着シート５の厚みを０．０２ｍｍとした。
【０１２７】
第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率を、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒの波長と同じ波長６５０ｎｍの光を発し、ＮＡが０．６である対物レンズを有するパルステック社製ＯＤＵ−１０００を用いて以下に示す方法により測定した。すなわち、対物レンズを光ディスクに対して近づけたり遠ざけたりして対物レンズと光ディスクとの距離を変化させるフォーカス制御を行い、対物レンズと光ディスクとの距離に対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率を測定した。図５は、実施例１の光ディスクについての、対物レンズと光ディスクとの距離に対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率の測定結果を模式的に示す図である。
【０１２８】
図５に示すように、第２の情報記録層８の反射光と第３の情報記録層１１の反射光とを明確に区別することができず、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率は１．０％であった。その反射率１．０％は、ポリカーボネート樹脂により形成されているレーザビーム入射面１ａの反射率５％より低い。
【０１２９】
また、第２の情報記録層８のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率は１４％であり、第３の情報記録層１１のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率は１２％であった。
【０１３０】
また、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第１の情報記録層４の反射率は４９％であって、ＤＶＤ規格の規定反射率の４５％から８５％を満足した。
【０１３１】
実施例１の光ディスクの再生を市販されている任意の７台のＢＤ／ＤＶＤ兼用再生機により試みたところ、７台全ての機器において第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１であるＢＤ用信号面を再生することができた。また、実施例１の光ディスクの再生を市販されている任意の２０台のＤＶＤ再生機により試みたところ、２０台全ての機器において第１の情報記録層４であるＤＶＤ用信号面を再生することができた。
【０１３２】
また、第３の情報記録層１１に用いたＺｎＳ−ＳｉＯ２をエリプソメータにより測定したところ、４０５ｎｍの波長の光に対しては、消衰係数は０．１以下でほぼ０であり、屈折率は約２．２であった。第３の情報記録層１１の往復光路長は、厚みの２倍に屈折率を乗じた長さであるので、１３５×２×２．２＝５９４（ｎｍ）である。膜の入射面での反射光と膜の奥の面での反射光とでは、位相が反転するので、波長５９４ｎｍ近傍の光では位相が打ち消され反射率が低くなる。半波長のずれを考慮すると、１３５×２×２．２／（１．０＋０．５）＝３９６ｎｍ近傍の波長の光の反射率が高くなる。そのため、波長４０５ｎｍのＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する第３の情報記録層１１の反射率が１２％となったと考えられる。また、第３の情報記録層１１の消衰係数がほぼ０であるため、反射光以外の光の大部分は、奥の情報記録層である第２の情報記録層８へ透過していく。
【０１３３】
なお、６５０ｎｍの波長のＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒの反射率を極力減らすためのＺｎＳ−ＳｉＯ２の厚みｄ６５０は、ＺｎＳ−ＳｉＯ２の屈折率が２．２であるので、
ｄ６５０＝650／(2×2.2)＝１４７（ｎｍ）である。実施例１の第３の情報記録層１１の厚み１３５ｎｍは１４７ｎｍに対して約９％薄い。そのため、波長６５０ｎｍのＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒは、第３の情報記録層１１を十分に透過し、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第１の情報記録層４の反射率が高くなったと考えられる。また、４０５ｎｍの波長の光の反射率を高くするためのＺｎＳ−ＳｉＯ２の厚みｄ４０５は、
ｄ４０５＝405×1.5／(2×2.2)＝607.5／(2×2.2)＝１３８（ｎｍ）と計算される。
【実施例２】
【０１３４】
次に、実施例２の光ディスクを説明する。
【０１３５】
実施例２の光ディスクの基本的な構成は実施例１の光ディスクの構成と同じであるが、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の厚みが、実施例２の光ディスクと実施例１の光ディスクとで異なる。
【０１３６】
実施例２の光ディスクでは、第２の情報記録層８はＳｉ−Ｈにより形成されており、その厚みは８ｎｍであって、第３の情報記録層１１はＺｎＳ−ＳｉＯ２により形成されており、その厚みは１３８ｎｍである。
【０１３７】
実施例２の光ディスクについて、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率を実施例１と同様にして測定した。図５は、実施例２の光ディスクについての、対物レンズと光ディスクとの距離に対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率の測定結果を模式的に示す図でもある。
【０１３８】
図５に示すように、第２の情報記録層８の反射光と第３の情報記録層１１の反射光とを明確に区別することができず、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率は１．３％であった。その反射率１．３％は、レーザビーム入射面１ａの反射率５％より低い。
【０１３９】
また、第２の情報記録層８のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率は１３．４％であり、第３の情報記録層１１のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率は１２．２％であった。
【０１４０】
また、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第１の情報記録層４の反射率は４６％であって、ＤＶＤ規格の規定反射率の４５％から８５％を満足した。
【０１４１】
上述したように、６５０ｎｍの波長のＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒの反射率を極力減らすためのＺｎＳ−ＳｉＯ２の厚みｄ６５０は、１４７（ｎｍ）である。実施例２の第３の情報記録層１１の厚み１３８ｎｍは１４７ｎｍに対して約６％薄い。そのため、波長６５０ｎｍのＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒは、第３の情報記録層１１を十分に透過し、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第１の情報記録層４の反射率が高くなったと考えられる。
【０１４２】
実施例２の光ディスクの再生を市販されている任意の７台のＢＤ／ＤＶＤ兼用再生機により試みたところ、７台全ての機器において第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１であるＢＤ用信号面を再生することができた。また、実施例２の光ディスクの再生を市販されている任意の２０台のＤＶＤ再生機により試みたところ、２０台全ての機器において第１の情報記録層４であるＤＶＤ用信号面を再生することができた。
【実施例３】
【０１４３】
次に、実施例３の光ディスクを説明する。
【０１４４】
実施例３の光ディスクの基本的な構成は実施例１の光ディスクの構成と同じであるが、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の厚みが、実施例３の光ディスクと実施例１の光ディスクとで異なる。
【０１４５】
実施例３の光ディスクでは、第２の情報記録層８はＳｉ−Ｈにより形成されており、その厚みは８ｎｍであって、第３の情報記録層１１はＺｎＳ−ＳｉＯ２により形成されており、その厚みは１１１ｎｍである。
【０１４６】
実施例３の光ディスクについて、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率を実施例１と同様にして測定した。図６は、実施例３の光ディスクについての、対物レンズと光ディスクとの距離に対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率の測定結果を模式的に示す図である。
【０１４７】
図６に示すように、第２の情報記録層８の反射光と第３の情報記録層１１の反射光とを明確に区別することができず、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率は５．５％であった。その反射率５．５％は、レーザビーム入射面１ａの反射率５％より高い。
【０１４８】
また、第２の情報記録層８のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率は９．５％であり、第３の情報記録層１１のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率は６％であった。
【０１４９】
また、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第１の情報記録層４の反射率は４３％であって、ＤＶＤ規格の規定反射率の４５％から８５％を満足しなかった。
【０１５０】
上述したように、６５０ｎｍの波長のＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒの反射率を極力減らすためのＺｎＳ−ＳｉＯ２の厚みｄ６５０は、１４７ｎｍである。実施例３の第３の情報記録層１１の厚み１１１ｎｍは１４７ｎｍに対して約２４％薄い。そのため、波長６５０ｎｍのＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒは、第３の情報記録層１１を十分に透過することができず、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第１の情報記録層４の反射率が低くなったと考えられる。
【０１５１】
実施例３の光ディスクの再生を市販されている任意の７台のＢＤ／ＤＶＤ兼用再生機により試みたところ、６台の機器において第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１であるＢＤ用信号面を通常に再生することができたが、１台については再生までに通常の２倍ほど時間がかかった。また、実施例３の光ディスクの再生を市販されている任意の２０台のＤＶＤ再生機により試みたところ、１９台の機器において第１の情報記録層４であるＤＶＤ用信号面を再生することができたが、１台では再生できなかった。
【実施例４】
【０１５２】
次に、実施例４の光ディスクを説明する。
【０１５３】
実施例４の光ディスクでは、第２の情報記録層８はＳｉ−Ｈにより形成されており、その厚みは８ｎｍであって、第３の情報記録層１１はＺｒＯにより形成されており、その厚みは１３０ｎｍである。
【０１５４】
実施例４の光ディスクについて、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率を実施例１と同様にして測定した。図５は、実施例４の光ディスクについての、対物レンズと光ディスクとの距離に対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率の測定結果を模式的に示す図でもある。
【０１５５】
図５に示すように、第２の情報記録層８の反射光と第３の情報記録層１１の反射光とを明確に区別することができず、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率は４．８％であった。その反射率４．８％は、レーザビーム入射面１ａの反射率５％より低い。
【０１５６】
また、第２の情報記録層８のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率は１３．６％であり、第３の情報記録層１１のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率は１２．３％であった。
【０１５７】
また、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第１の情報記録層４の反射率は４３％であって、ＤＶＤ規格の規定反射率の４５％から８５％より低い。
【０１５８】
実施例４の光ディスクの再生を市販されている任意の６台のＢＤ／ＤＶＤ兼用再生機により試みたところ、６台全ての機器において第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１であるＢＤ用信号面を再生することができた。また、実施例４の光ディスクの再生を市販されている任意の２０台のＤＶＤ再生機により試みたところ、１８台の機器において第１の情報記録層４であるＤＶＤ用信号面を再生することができたが、２台の機器では再生されるまでの時間が長かったり、ディスクを認識できない場合があった。
【０１５９】
また、第３の情報記録層１１に用いたＺｒＯをエリプソメータにより測定したところ、４０５ｎｍの波長の光に対しては、消衰係数は０．１以下でほぼ０であり、屈折率は約２．３３であった。第３の情報記録層１１の往復光路長は、厚みの２倍に屈折率を乗じた長さであるので、１３０×２×２．３３＝６０６（ｎｍ）である。膜の入射面での反射光と膜の奥の面での反射光とでは、位相が反転する。そのため、波長６０６ｎｍ近傍の光では位相が打ち消され反射率が低くなる。半波長のずれを考慮すると、１３０×２×２．３３／（１．０＋０．５）＝４０４ｎｍ近傍の波長の光の反射率が高くなる。そのため、波長４０５ｎｍのＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する第３の情報記録層１１の反射率が１２％となったと考えられる。また、第３の情報記録層１１の消衰係数がほぼ０であるため、反射光以外の光の大部分は、奥の情報記録層である第２の情報記録層８へ透過していく。
【０１６０】
なお、６５０ｎｍの波長のＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒの反射率を極力減らすためのＺｒＯの厚みｄ６５０’は、ＺｎＯの屈折率が２．３３であるので、
ｄ６５０’＝650／(2×2.33)＝１３９（ｎｍ）である。実施例４の第３の情報記録層１１の厚み１３０ｎｍは１３９ｎｍに対して約７％薄い。そのため、波長６５０ｎｍのＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒは、第３の情報記録層１１を十分に透過し、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第１の情報記録層４の反射率が高くなったと考えられる。また、４０５ｎｍの波長の光の反射率を高くするためのＺｎＯの厚みｄ４０５’は、
ｄ４０５’＝405×1.5／(2×2.33)＝607.5／(2×2.33)＝１３０（ｎｍ）と計算される。
【実施例５】
【０１６１】
次に、実施例５の光ディスクを説明する。
【０１６２】
実施例５の光ディスクの基本的な構成は実施例１の光ディスクの構成と同じであるが、実施例５の光ディスクでは、第２の情報記録層８はＳｉ−Ｈにより形成されており、その厚みは８ｎｍであって、第３の情報記録層１１はＴｉＯにより形成されており、その厚みは１２２ｎｍである。
【０１６３】
実施例５の光ディスクについて、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率を実施例１と同様にして測定した。図５は、実施例５の光ディスクについての、対物レンズと光ディスクとの距離に対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率の測定結果を模式的に示す図でもある。
【０１６４】
図５に示すように、第２の情報記録層８の反射光と第３の情報記録層１１の反射光とを明確に区別することができず、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１の反射率は４．８％であった。その反射率４．８％は、レーザビーム入射面１ａの反射率５％より低い。
【０１６５】
また、第２の情報記録層８のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率は１２．７％であり、第３の情報記録層１１のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率は１２．９％であった。
【０１６６】
また、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第１の情報記録層４の反射率は４３％であって、ＤＶＤ規格の規定反射率の４５％から８５％より低くなった。
【０１６７】
実施例５の光ディスクの再生を市販されている任意の６台のＢＤ／ＤＶＤ兼用再生機により試みたところ、６台全ての機器において第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１であるＢＤ用信号面を再生することができた。また、実施例５の光ディスクの再生を市販されている任意の２０台のＤＶＤ再生機により試みたところ、２０台全ての機器において第１の情報記録層４であるＤＶＤ用信号面を再生することができた。
【０１６８】
また、第３の情報記録層１１に用いたＴｉＯをエリプソメータにより測定したところ、４０５ｎｍの波長の光に対しては、消衰係数は０．１以下でほぼ０であり、屈折率は約２．５であった。第３の情報記録層１１の往復光路長は、厚みの２倍に屈折率を乗じた長さであるので、１２２×２×２．５＝６１０（ｎｍ）である。膜の入射面での反射光と膜の奥の面での反射光とでは、位相が反転する。そのため、波長６１０ｎｍ近傍の光では位相が打ち消され反射率が低くなる。半波長のずれを考慮すると、１２２×２×２．５／（１．０＋０．５）＝４０７ｎｍ近傍の波長の光の反射率が高くなる。そのため、波長４０５ｎｍのＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する第３の情報記録層１１の反射率が１２％となったと考えられる。また、第３の情報記録層１１の消衰係数がほぼ０であるため、反射光以外の光の大部分は、奥の情報記録層である第２の情報記録層８へ透過していく。
【０１６９】
なお、６５０ｎｍの波長のＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒの反射率を極力減らすためのＴｉＯの厚みｄ６５０’’は、ＴｉＯの屈折率が２．５であるので、
ｄ６５０’’＝650／(2×2.5)＝１３０（ｎｍ）である。実施例５の第３の情報記録層１１の厚み１２２ｎｍは１３０ｎｍに対して約６％薄い。そのため、波長６５０ｎｍのＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒは、第３の情報記録層１１を十分に透過し、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌｒに対する第１の情報記録層４の反射率が高くなったと考えられる。また、４０５ｎｍの波長の光の反射率を高くするためのＴｉＯの厚みｄ４０５’’は、
ｄ４０５’’＝405×1.5／(2×2.5)＝607.5／(2×2.5)＝１２２（ｎｍ）と計算される。
【０１７０】
ここで、第３の情報記録層１１の材料の屈折率をｘ（２．２≦ｘ≦２．５）とし、第３の情報記録層１１の厚みをｔ（ｎｍ）とすると、波長４０５ｎｍのＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する第３の情報記録層１１の反射率を最大にするためのｔは、下記の式（５）により特定される。
【０１７１】
ｔ＝４０５×１．５／（２×ｘ）＝６０７．５／（２×ｘ）    ・・・（５）
つまり、ＢＤ用のレーザ光Ｌｂの波長を“λ”とすると、ＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する第３の情報記録層１１の反射率を最大にするためのｔは、下記の式（６）により特定される。
【０１７２】
ｔ＝λ×１．５／（２×ｘ）    ・・・（６）
したがって一般に、第３の情報記録層１１の屈折率がｘであって、第３の情報記録層１１に記録されている情報を再生するための光（再生光）の波長がλである場合、第３の情報記録層１１の厚みが｛λ×１．５／（２×ｘ）｝であれば、再生光に対する第３の情報記録層１１の反射率は最大になる。
【０１７３】
すなわち、第３の情報記録層１１の厚みが、第３の情報記録層１１の表面で反射した再生光の位相と、第３の情報記録層１１の奥の面で反射した再生光の位相とが等しくなる厚みであれば、再生光に対する第３の情報記録層１１の反射率は最大になる。
【０１７４】
なお、上述した実施の形態では、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率が、２層ＢＤ−ＲＯＭの反射率の規格である反射率“１２％から２８％”を満たす場合について説明した。第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１のＢＤ用のレーザ光Ｌｂに対する反射率は、“１２％から２８％”を満たすことが望ましいが、それが満たされない場合、記録型の２層のＢＤ−ＲＥや２層のＢＤ−Ｒの反射率３．５％以上を満たせばよい。その場合、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１は、Ｓｉ−Ｈにより形成されてもよい。Ｓｉ−Ｈも、誘電体の一つである。
【０１７５】
また、上述した実施の形態の光ディスク１は、図１を用いて説明したように、第１の基板２と、第１の基板２の上に設けられている第１の情報記録層４と、第１の情報記録層４の上に設けられている第２の基板６と、第２の基板６の上に設けられている第２の情報記録層８と、第２の情報記録層８の上に設けられている中間層９と、中間層９の上に設けられている第３の情報記録層１１と、第３の情報記録層１１の上に設けられている保護層１２とを有する。すなわち、上述した実施の形態の光ディスク１は、ＤＶＤ用信号面の上に２個のＢＤ用信号面を有する。
【０１７６】
しかしながら、第２の情報記録層８及び第３の情報記録層１１を有する第２の基板６と、第１の情報記録層４を有する第１の基板２とは置き換えられてもよい。つまり、光ディスクは、表面側に１個のＤＶＤ用信号面を有し、裏面側に積層された２個のＢＤ用信号面を有してもよい。その光ディスク１も、ＤＶＤ再生機でもＢＤ再生機でも再生することができる。また、２個のＢＤ用信号面に、ＢＤ規格に対応するより多くの情報を記録することができる。
【０１７７】
その場合の光ディスクは、次のように表現される。すなわち、光ディスクは、上面に第１の規格に対応する第１のピット列が形成されている第１の基板と、第１の基板の上に設けられており、第１の規格に対応する第１の光を反射する第１の情報記録層と、第１の情報記録層の上に設けられており、上面に第１の規格に対応する第２のピット列が形成されている、第１の光を透過する中間層と、中間層の上に設けられており、第１の光の一部を透過し残部を反射する、誘電体により形成されている第２の情報記録層と、第２の情報記録層の上に設けられており、上面に、第１の規格のディスクより情報の記録密度が低いディスクに関する第２の規格に対応する第３のピット列が形成されている、第１の光を透過する第２の基板と、第２の基板の上に設けられている、第２の規格に対応する第２の光を反射するとともに、第１の光を透過する第３の情報記録層とを有する。
【符号の説明】
【０１７８】
１  光ディスク、  １ａ  レーザビーム入射面、  ２  第１の基板、  ３  第１の情報記録ピット、  ４  第１の情報記録層、  ５  粘着シート、  ６  第２の基板、  ７  第２の情報記録ピット、  ８  第２の情報記録層、  ９  中間層、  １０  第３の情報記録ピット、  １１  第３の情報記録層、  １２  保護層、  Ｌｒ  ＤＶＤ用のレーザ光、  Ｌｂ  ＢＤ用のレーザ光、  ３９ｒ  ＤＶＤ用対物レンズ、  ３９ｂ  ＢＤ用対物レンズ。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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