(57)【要約】２層以上の情報記録層を積層して高い記録密度を有し、かつ入射側から遠い位置にある情報記録層に対して高効率で光入射及び戻り光の検出を行うことができ、良好な記録再生特性を有する光記録媒体、及びこの光記録媒体に対して少なくとも情報の再生又は記録を行う光記録再生方法を提供する。光を入射させることが可能な一の主面と、この一の主面とは反対側の他の主面との間に複数の情報記録層２１，２２とを有し、他の主面に最も近い第１の情報記録層２１が位相変調型情報記録層とされ、他の情報記録層２２が反射率変調型情報記録層とされた光記録媒体１０を構成する。また、この光記録媒体１０を用いて、第１の情報記録層２１に対しては位相変調方式により情報の再生又は記録を行い、他の情報記録層２２に対しては反射率変調方式により情報の再生又は記録を行う。
2003067579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体に対して少なくとも情報の再生又は記録を行う光記録再生方法であって、
上記光記録媒体として、該光記録媒体に対する光入射側の一の主面と、これとは反対側の他の主面との間に複数の情報記録層とを有し、上記他の主面に最も近い第１の情報記録層が、位相変調型情報記録層とされ、他の情報記録層が反射率変調型情報記録層とされた光記録媒体を用い、
上記一の主面側からの光入射により、上記第１の情報記録層に対しては、位相変調方式により情報の再生又は記録を行い、上記他の情報記録層に対しては、反射率変調方式により情報の再生又は記録を行う
ことを特徴とする光記録再生方法。
【請求項２】
上記光記録媒体の上記第１の情報記録層は、情報記録マーク中に相当する位置における記録前の反射率をＲ０とし、同位置の記録後の反射率をＲとするときの変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０が、該情報記録マークの再生検出信号の変調度より小とされ、上記他の情報記録層は、情報記録マークの同様の変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０が、該情報記録マークの再生検出信号の変調度以上とされたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光記録再生方法。
【請求項３】
光を入射させることが可能な一の主面と、該一の主面とは反対側の他の主面との間に複数の情報記録層とを有し、
上記他の主面に最も近い第１の情報記録層が位相変調型情報記録層とされ、
他の情報記録層が反射率変調型情報記録層とされた
ことを特徴とする光記録媒体。
【請求項４】
上記反射率変調型情報記録層の記録エリアの幅が、上記位相変調型情報記録層の記録エリアの幅よりも広いことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光記録媒体。
【請求項５】
上記第１の情報記録層は、情報記録マーク中に相当する位置における記録前の反射率をＲ０とし、同位置の記録後の反射率をＲとするときの変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０が、該情報記録マークの再生検出信号の変調度より小とされ、上記他の情報記録層は、情報記録マークの同様の変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０が、該情報記録マークの再生検出信号の変調度以上とされたことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光記録媒体。
【請求項６】
上記複数の情報記録層のうち、少なくとも１層以上の情報記録層は、光吸収により光学定数の変化を起こす記録膜により形成されていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光記録媒体。
【請求項７】
上記記録膜が、光吸収により物性変化を起こして光学定数の変化を起こす有機材料を含有することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の光記録媒体。
【請求項８】
上記有機材料として有機色素が用いられていることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の光記録媒体。
【請求項９】
上記第１の情報記録層の上記他の主面側に反射層が設けられていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、少なくとも情報の再生又は記録を行う光記録再生方法及び光記録媒体に係わる。
背景技術
光記録媒体、例えば光ディスクにおける高記録密度化は、通常、照射光の短波長化及び対物レンズの開口数を上げる方法によって実現しているが、更にこの方法と情報保持層即ち情報記録層の多層化とを組み合わせることにより、飛躍的な高密度化の実現が可能となる。
しかし、光記録媒体において、情報記録層の多層化即ち複数の情報記録層の積層がなされると、各情報記録層における光吸収によって、光記録媒体に対する光入射側の主面（入射面）から見て遠い位置にある情報記録層ほど光の到達量が低下するという問題がある。
これは、複数の情報記録層に対して単一光源を使用する場合には避けられない問題である。
また、情報記録層からの戻り光、即ち再生検出光についても同様であり、入射面から遠い位置にある情報記録層に対する戻り光は、その光検出がなされる途上で、光記録媒体の光入射面側に位置する他の情報記録層を透過して戻されることから、その光量が低下する。
従って、入射面から遠い情報記録層ほど、その反射率を高く設定する必要がある。また同時に、その変調度も同程度に高い必要がある。
ところで、光記録媒体例えば光ディスクの検出原理は、２通りに大別することができる。
１つは、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）ディスクや、追記型のＣＤ或いはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）の、いわゆるＣＤ−Ｒ或いはＤＶＤ−Ｒ等に代表される、位相変調方式である。
この位相変調方式では、情報記録マーク中の反射率とその周辺の反射率とを同一として反射率を一定とする一方で、情報記録マークにおける光路長とその周辺における光路長とを異ならせることにより、反射光の位相を変化させて光スポット内で干渉を起こし、結果として戻り光量を変化させるものである。
他の１つは、書き換え可能型のＣＤ或いはＤＶＤである、いわゆるＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷ等における相変化材料を用いた光ディスクに代表される、反射率変調方式である。この反射率変調方式では、情報記録マーク中の反射率がその周囲の反射率よりも低いことを利用して、反射率の違いによる戻り光の光量変化を直接検出するものである。
ところで、上述したＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒに代表される位相変調方式における情報保持層即ち情報記録層は、有機色素から成る記録膜によって構成することが一般的である。そして、このように、記録膜が有機色素材料によって構成される光記録媒体は、その製造が容易で、また材料の取り扱いが簡便であり、廉価であるなどの利点を有する。
この位相変調方式にあっては、記録前と後とで反射率が変化することなく、ほぼ一定に保持されることが、情報記録マークとその周辺とで効果的に干渉を起こさせる上で必要になる。
このために、実際にＣＤ−Ｒ等においては、その有機色素から成る記録膜によって構成される情報記録層に対して、厚いＡｕもしくはＡｇ等による金属膜が積層された構造として、記録の前後で反射率変化を来たすことがないように構成されている。
ところが、このように、膜厚を大きくした金属膜を情報記録層に積層させる構造を、情報記録層の多層化に適用することは、入射面から遠い位置にある情報記録層に対して入射光が届かなくなるという問題が生じる。
従って、このような従来の有機色素から成る記録膜の設計を、そのまま情報記録層の多層化に適用することはできない。
発明の開示
本発明は、光記録媒体に対して少なくとも情報の再生又は記録を行う光記録再生方法とその記録媒体にあって、その光記録媒体の構成を、２層以上の情報記録層が積層された多層構造の光記録媒体とし、光記録媒体の入射側から遠い位置にある情報記録層に対して、高効率をもって光入射及び戻り光の検出を行うことができるようにする。
また、本発明においては、光記録媒体の多層の情報記録層を、共に有機色素から成る記録膜によって構成することを可能にして、製造の簡易化、価格の低廉化を図り、しかも各情報記録層に関して良好な記録再生特性が得られるようにした光記録媒体及び光記録再生方法を提供するものである。
本発明の光記録再生方法は、光記録媒体に対して少なくとも情報の再生又は記録を行う方法であって、光記録媒体として、光記録媒体に対する光入射側の一の主面と、これとは反対側の他の主面との間に複数の情報記録層とを有し、他の主面に最も近い第１の情報記録層が位相変調型情報記録層とされ、他の情報記録層が反射率変調型情報記録層とされた光記録媒体を用い、一の主面側からの光入射により、第１の情報記録層に対しては位相変調方式により情報の再生又は記録を行い、他、の情報記録層に対しては反射率変調方式により情報の再生又は記録を行うものである。
本発明の光記録媒体は、光を入射させることが可能な一の主面と、この一の主面とは反対側の他の主面との間に複数の情報記録層とを有し、他の主面に最も近い第１の情報記録層が位相変調型情報記録層とされ、他の情報記録層が反射率変調型情報記録層とされたものである。
また、上述の本発明の光記録再生方法に用いる光記録媒体、並びに上述の本発明の光記録媒体において、複数の情報記録層の少なくとも１層以上の情報記録層を光吸収により物性変化を起こして光学定数の変化を起こす有機材料を含有する構成とすることができ、この有機材料として有機色素を用いることができる。
上述の本発明の光記録再生方法によれば、光入射側の一の主面とその反対側の他の主面との間に複数の情報記録層とを有し、他の主面に最も近い第１の情報記録層が位相変調型情報記録層とされ、他の情報記録層が反射率変調型情報記録層とされた光記録媒体を用い、一の主面側からの光入射により、第１の情報記録層に対しては位相変調方式により情報の再生又は記録を行い、他の情報記録層に対しては反射率変調方式により情報の再生又は記録を行うことにより、光記録媒体の一の主面側から光を入射させて、光記録媒体の複数の情報記録層に対して情報の再生や記録を行うことが可能になる。
上述の本発明の光記録媒体の構成によれば、他の主面に最も近い第１の情報記録層が位相変調型情報記録層とされているので、第１の情報記録層に対して位相変調方式により信号検出を行うことができる。また、他の情報記録層は反射率変調型情報記録層とされているので、反射率変調方式により信号検出を行うことができる。
尚、本発明による光記録再生方法に用いる光記録媒体において、第１の情報記録層と更に他の情報記録層を有機色素膜によって構成する場合、記録の前後で屈折率の変化を起こすことを記録原理とするものである。つまり、例えば記録前の有機色素膜の屈折率を、隣接する層例えば基板の屈折率と大きく異なるように設定して、有機色素膜とこれに接する他の材料層との界面において反射が生じるようにすると共に、記録後の有機色素膜の屈折率を、上述の界面を形成する他の材料層の屈折率に近くなるように設定して、有機色素膜と基板との界面における反射率を低下させることにより、記録情報信号の検出を反射率を直接検出するいわゆる反射率変調型情報記録層とすることができる。
一方、このような屈折率変化による記録によって光路長を変化させ位相変調型情報記録層をも構成することができるものである。
発明を実施するための最良の形態
本発明は、光記録媒体に対して少なくとも情報の再生又は記録を行う方法であって、光記録媒体として、光記録媒体に対する光入射側の一の主面と、これとは反対側の他の主面との間に複数の情報記録層とを有し、他の主面に最も近い第１の情報記録層が位相変調型情報記録層とされ、他の情報記録層が反射率変調型情報記録層とされた光記録媒体を用い、一の主面側からの光入射により、第１の情報記録層に対しては位相変調方式により情報の再生又は記録を行い、他の情報記録層に対しては反射率変調方式により情報の再生又は記録を行う光記録再生方法である。
また本発明は、上記光記録再生方法において、光記録媒体の第１の情報記録層では情報記録マーク中に相当する位置における記録前の反射率をＲ０として同位置の記録後の反射率をＲとするときの変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０を情報記録マークの再生検出信号の変調度より小とし、他の情報記録層では情報記録マークの同様の変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０を情報記録マークの再生検出信号の変調度以上とする。
本発明は、光を入射させることが可能な一の主面と、この一の主面とは反対側の他の主面との間に複数の情報記録層とを有し、他の主面に最も近い第１の情報記録層が位相変調型情報記録層とされ、他の情報記録層が反射率変調型情報記録層とされた光記録媒体である。
また本発明は、上記光記録媒体において、反射率変調型情報記録層の記録エリアの幅を、位相変調型情報記録層の記録エリアの幅よりも広くした構成とする。
また本発明は、上記光記録媒体において、第１の情報記録層は情報記録マーク中に相当する位置における記録前の反射率をＲ０として同位置の記録後の反射率をＲとするときの変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０が情報記録マークの再生検出信号の変調度より小とされ、他の情報記録層は情報記録マークの同様の変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０が情報記録マークの再生検出信号の変調度以上とされた構成とする。
また本発明は、上記光記録媒体において、複数の情報記録層のうち少なくとも１層以上の情報記録層が、光吸収により光学定数の変化を起こす記録膜により形成されている構成とする。
また本発明は、上記光記録媒体において、さらに記録膜が光吸収により物性変化を起こして光学定数の変化を起こす有機材料を含有する構成とする。
また本発明は、上記光記録媒体において、さらに有機材料として有機色素を用いる構成とする。
また本発明は、上記光記録媒体において、第１の情報記録層の他の主面側に反射層が設けられている構成とする。
図１は、本発明の一実施の形態として、光ディスクの概略構成図（断面図）を示す。
この光ディスク１０は、基板１１上に、反射層１２、第１の情報記録層２１、中間層１３、第２の情報記録層２２、表面保護層（光透過層）１４とを積層して構成されている。
即ち情報記録層を第１の情報記録層２１及び第２の情報記録層２２の２層としている。
また、本実施の形態の光ディスク１０では、基板１１側からではなく、基板１１とは反対の側即ち表面保護層１４側から光Ｌを入射させる構成となっている。
基板１１上及び中間層１３上には、図示しないが案内溝を設けて、それぞれ第１の情報記録層２１と第２の情報記録層２２のトラッキングができるようにする。
第１の情報記録層２１又は第２の情報記録層２２には、光吸収により光学定数の変化を起こす膜を用いることができる。
尚、第１の情報記録層２１又は第２の情報記録層２２のうち、一方のみを光吸収により光学定数の変化を起こす膜としてもよい。
光吸収により光学定数が変化することにより、情報記録層の屈折率が変化する。
そして、これら第１の情報記録層２１及び第２の情報記録層２２は、有機材料膜例えば有機色素膜により構成することができる。
この有機色素膜は、光吸収により物性変化（例えば熱分解を起こし分子構造が変化する、又は分子はそのままで分子配列が変化する、或いはこれらの複合）する材料により構成する。
このような有機色素膜としては、従来公知の材料、例えばトリフェニルアミン４量体等を用いることができる。
このように情報記録層を構成する記録膜を有機色素膜により形成したときには、製造の簡易化、価格の低廉化を図ることができる利点を有する。
反射層１２としては、入射光Ｌに対する反射率の大きい膜を形成する。
この反射層１２には、金属膜例えばＡｇ合金スパッタ膜等を用いることができる。
中間層１３及び表面保護層１４には、入射光Ｌに対する透過率の大きい材料を用いる。例えばＵＶ硬化性樹脂を用いることができる。
中間層１３の厚さは、好ましくは５〜５０μｍとする。
さらに、第１の情報記録層２１を、位相変調方式により情報の再生又は記録が可能な位相変調型情報記録層とする。
そのために、情報記録マーク中に相当する位置における記録前の反射率をＲ０とし、同位置の記録後の反射率をＲとしたときの変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０が、情報記録マークの再生検出信号の変調度より小となるように形成する。
これにより、記録前後の反射率の変化が非常に小さくなるため、位相変調方式により変調された信号を検出することが可能になり、第１の情報記録層２１を位相変調型情報記録層とすることができる。
このように記録前後の反射率の変化が非常に小さくなるようにするために、第１の情報記録層２１では、光の入射面とは反対側に反射層１２を設けている。また、充分な変調度の信号が得られかつＳ／Ｎを高くするように、読み出し光学系の光源の波長λと集光レンズの開口数ＮＡに対応して記録エリアの幅を規定する。
このように、第１の情報記録層２１に対して、比較的反射率の大きい材料が用いられる反射層１２が光の入射面とは反対側に設けられていることにより、第１の情報記録層２１における記録前の反射率も記録後の反射率も、共に反射層１２の反射率に近くなる。
そして、情報記録マークと記録前の情報記録層２１とでは光学定数が異なり屈折率が異なるので、反射層１２まで往復する間の光路長が異なってくる。
これにより、位相変調方式により変調された信号を検出することが可能になる。
一方、第２の情報記録層２２を、反射率変調方式により情報の再生又は記録が可能な反射率変調型情報記録層とする。
そのために、情報記録マーク中に相当する位置における記録前の反射率をＲ０とし、同位置の記録後の反射率をＲとしたときの変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０が情報記録マークの再生検出信号の変調度以上となるように形成する。
これにより、記録前後の反射率の変化が大きくなるため、反射率変調方式により変調された信号を検出することが可能になり、第２の情報記録層２２を反射率変調型情報記録層とすることができる。
そして、充分な変調度の信号が得られかつＳ／Ｎが高くなるように、第２の情報記録層２２では、読み出し光学系の光源の波長λと集光レンズの開口数ＮＡに対応して記録エリアの幅を規定する。
従って、第１の情報記録層２１と同じ材料を使用して構成していても、記録エリアの幅が異なることがある。
さらに、２層の情報記録層２１，２２を構成する記録膜を有機色素膜により形成したときには次のように作用する。
この場合には、記録の前後で屈折率の変化を起こすため、記録膜に対して反射膜を設けなくても信号検出することも可能である。
つまり、記録前の有機色素膜の屈折率を、隣接する層例えば基板の屈折率と大きく異なるように設定して、有機色素膜と基板の界面において反射が生じるようにすると共に、記録後の有機色素膜の屈折率を基板の屈折率に近くなるように設定して、有機色素膜と基板の界面における反射率を低下させる。これにより、信号を検出することが可能になる。
この場合は、反射率を直接検出するので、反射率変調方式により情報の再生又は記録が行われる。
一方、記録膜に対して反射層１２を設けると、記録の前後で反射率の変化が小さくなり、上述の屈折率の変化により記録膜内の光路長が変化するため、反射した戻り光の位相を記録の前後で変化させる。これにより、位相の異なる戻り光の干渉を利用して信号を検出することが可能になる。
この場合は、位相変調方式により情報の再生又は記録が行われる。
従って、情報記録層２１，２２を構成する記録膜を有機色素膜により形成したときには、反射層１２の有無によって、位相変調方式或いは反射率変調方式のいずれにより情報の再生又は記録を行う構成ともすることができる。
尚、第１の情報記録層２１と第２の情報記録層２２において、記録エリアは、案内溝による段差を間に有する２つの面、即ち光の入射側に近い面（ランド部）と、光の入射側から遠い面（グルーブ部）とのうち、どちらの面に設けてもよい。
ランド部とグルーブ部のいずれに記録エリアを設ける場合でも、入射光Ｌのスポットの大きさ（光源の波長λ及び対物レンズの開口数ＮＡに応じて決まる）に対応して、反射率変調方式或いは位相変調方式によって充分な変調度が得られ、情報記録層２１，２２の情報の再生又は記録が可能となるように、記録エリアの幅を設定する。
例えば、光源の波長λが４０５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡが０．８５のときには、反射率変調方式を採用するためには記録エリアの幅を０．１２〜０．２５μｍとすることが望ましく、位相変調方式を採用するためには記録エリアの幅を０．０９〜０．２２μｍとすることが望ましい。
光源の波長λは、例えば３６０〜４６０ｎｍの範囲内とすれば、ＣＤ−Ｒ等の通常の光ディスクより短い波長となるので、光スポットの大きさを小さくすることができ、光記録媒体の記録密度を向上することができる。
第１の情報記録層２１及び第２の情報記録層２２は、同一の光ヘッドにより再生や記録を行うことが可能である。
有機色素膜から成る情報記録層を１層有する光ディスクに再生や記録を行うための光ヘッドを有する光学ピックアップを用いて、例えばフォーカシング（フォーカス合わせ）のための光ディスクの主面に略垂直な方向の移動により、入射光Ｌによる光スポットを第１の情報記録層２１と第２の情報記録層２２との間で移動させて、それぞれの情報記録層２１又は２２に対して情報の再生や記録を行うことができる。
ここで、上述の本実施の形態の構成の光ディスク１０に対して、情報の再生や記録を行う光学ピックアップの一形態の概略構成図を図３に示す。
この光学ピックアップは、光源５１と、グレーティング５２と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５３と、λ／４板５４と、対物レンズ５５と、ウォラストンプリズム５６と、集光レンズ及びシリンドリカルレンズとなるレンズ群５７と、光検出部５８とを備えて成る。光源５１は、図示しないが例えば波長４０５ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザと、コリメータと、アナモプリズムを備えたユニットとして構成されている。対物レンズ５５は２枚の光学レンズにより構成されている。光検出部５８は、サーボディテクタ及びＲＦディテクタとして作用するものである。
このような構成の光学ピックアップにより、光ディスク４０が、上述の本実施の形態の光ディスク１０であっても、有機色素から成る情報記録層が１層のみの光ディスクであっても、情報の再生や記録を行うことが可能である。
上述の本実施の形態によれば、第１の情報記録層２１に隣接して反射層１２を設けたことにより、反射層１２により反射率を高めて第１の情報記録層２１からの信号強度を大きくすることが可能になり、記録前後の反射率の変化を小さくすることができる。
そして、情報記録マーク中に相当する位置における記録前後の反射率の変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０を情報記録マークの再生検出信号の変調度より小としているため、第１の情報記録層２１に対する情報の再生や記録に位相変調方式を採用することが可能になる。
一方、第２の情報記録層２２は、反射層を設けていないため、第２の情報記録層２２における透過率を高めて、充分な光量を第１の情報記録層２１に到達させることができる。
また、情報記録マーク中に相当する位置における記録前後の反射率の変化率（Ｒ０−Ｒ）／Ｒ０を情報記録マークの再生検出信号の変調度よりも大きくしているため、第２の情報記録層２２に対する情報の再生や記録に反射率変調方式を採用することが可能になる。
これにより、例えば有機色素を情報記録層の材料として用いながら、２層以上の情報記録層２１，２２を有する光ディスク１０を実現することができる。
そして、このように情報記録層２１，２２が多層になることにより、光ディスク１０の記録密度が飛躍的に上昇する。
また、このように有機色素を情報記録層の材料として用いたとき、即ち情報記録層を構成する記録膜を有機色素膜により形成したときには、さらに製造の簡易化や、価格の低廉化を図ることができる。
尚、各情報記録層２１，２２と中間層１３の間や、第２の情報記録層２２と表面保護層１４との間に誘電体保護膜を形成してもよい。
次に、実際に上述の実施の形態の構成を有する光ディスクを作製して特性を調べた。
（実施例１）
光源としてブルーＬＤ即ち発光色がブルーである半導体レーザダイオード（発振波長４０５ｎｍ）を用い、開口数（ＮＡ）が０．８５の対物レンズを用いて光学系を構成した。
そして、光ディスク１０の各層の構成をこの光学系に最適化した。
即ち光ディスク１０の各層を下記の構成とした。
基板１１：ポリカーボネート樹脂
反射層１２：Ａｇ合金スパッタ膜  ３０ｎｍ
第１の情報記録層２１：有機色素膜（トリフェニルアミン４量体）  ４０ｎｍ
中間層１３：ＵＶ硬化樹脂  ３０μｍ
第２の情報記録層２２：有機色素膜（トリフェニルアミン４量体）  ４０ｎｍ
表面保護層１４：ＵＶ硬化樹脂  ８０μｍ
中間層１３の膜厚は、第１の情報記録層２１及び第２の情報記録層２２の間のクロストークを抑制するためには１５μｍ以上が望ましいため、３０μｍとした。
第１の情報記録層２１及び第２の情報記録層２２には、トリフェニルアミン４量体、より詳細にはＮ，Ｎ’−ビス（４−ジフェニルアミノ−４−ビフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン、英語名称はＮ，Ｎ’−Ｂｉｓ（４−ｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ−４−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ（ＣａｓＮｏ．７２１８−４６−４）を用いた。以下トリフェニルアミンと略記する。
光源の波長４０５ｎｍにおけるトリフェニルアミンの屈折率は２．３１、吸収係数は０．１３である。また、記録後の屈折率は２．１となる。
このトリフェニルアミンは、蒸着により成膜することができる。
尚、中間層１３及び表面保護層１４には、商品名ＳＤ−３０１のＵＶ硬化樹脂を使用したが、他の材料や、ＵＶ硬化性粘着材を用いる方法や、ポリカーボネートシートと粘着材の組み合わせで形成することも可能である。
また、反射層１２の材料については、読み出し光学系の光源波長での反射率が充分に高いものであればよいので、上述したブルーＬＤを光源とする場合には、例えばＡｌをベースとした材料を用いることも可能である。
さらに、第１及び第２の情報記録層２１及び２２について、ブルーＬＤを光源とする場合に最適化された他の有機色素材料を用いることも可能である。他の材料でスピンコートやスパッタが可能なものがあれば、スピンコートやスパッタにより情報記録層を成膜してもよい。
上述した各材料を使用して、次のように図１に示した構成の光ディスク１０を作製した。
まず、インジェクション法により（第１の情報記録層２１用の）案内溝が形成されたポリカーボネート材料から成る基板１１を用意した。
次に、基板１１上に、スパッタによりＡｇ合金膜を成膜して反射層１２を形成した。
続いて、反射層１２上に、蒸着によりトリフェニルアミンを成膜して第１の情報記録層２１を形成した。
次に、第１の情報記録層２１上に、ＵＶ硬化樹脂から成る中間層１３を形成した。
さらに、この中間層１３に対して、（第２の情報記録層２２用の）案内溝の形状を有するスタンパを押し付けて、ＵＶ硬化させて案内溝を転写した。
尚、第１の情報記録層２１用の案内溝及び第２の情報記録層２２用の案内溝において、案内溝のトラックピッチは共に０．３２μｍとした。また、案内溝の深さも共に２０ｎｍとした。
また、第１の情報記録層２１及び第２の情報記録層２２において、案内溝による段差のうち、光の入射側に近い面即ちランド部を記録エリアとした。
そして、基板１１上に形成する第１の情報記録層２１用の案内溝は、位相変調方式による検出信号を充分得るために、記録エリア即ちランド部の幅が０．１２μｍとなるようにした。
中間層１３上に形成する第２の情報記録層２２用の案内溝は、第２の情報記録層２２に対して反射率変調方式により再生又は記録を行うために、記録エリア即ちランド部の幅を０．１６μｍと第１の情報記録層２１用の案内溝より広くした。
続いて、中間層１３上に、蒸着によりトリフェニルアミンを成膜して第２の情報記録層２２を形成した。
そして、第２の情報記録層２２上に、ＵＶ硬化樹脂から成る表面保護層１４を形成して、図１に示した構成の光ディスク１０を作製した。これを、実施例１の光ディスク１０とした。
（評価）
実施例１の光ディスク１０に対して、まず入射光量を一定にして反射光量を測定した。
その結果、第２の情報記録層２２からの戻り光量は１３％であり、第１の情報記録層２１からの戻り光量は１４％であった。
これは、情報記録層を第１の情報記録層２１の単層とした場合の反射率が２５％であり、第２の情報記録層２２における光透過率が７４％であることと矛盾しない。
尚、第２の情報記録層２２の記録後の情報記録マーク中の透過率は７８％だが、記録エリア全体では平均化されて透過率７６％となるので、記録後は第１の情報記録層２１からの戻り光量が増加することになるが、これは戻り光により得られる信号の特性に影響を与えない程度の差であるので問題はない。
続いて、この実施例１の光ディスク１０に対して記録再生実験を行った。
まず、第２の情報記録層２２に記録を行った。記録の条件は次の通りである。記録時の線速度を５．７２ｍ／ｓ、記録パターンをマーク長及びスペース長が０．６９μｍである搬送波のパターンとした。また、記録時の光強度を５．０ｍＷとし、０．６９μｍのマークをＤｕｔｙ５０％の７つのパルスで照射して記録した。
その結果、変調度が４０％の矩形の信号が得られた。
ここで、前述したように第２の情報記録層２２の透過率は７４％であり、第１の情報記録層２１への記録の際には、第２の情報記録層２２における損失を考慮して入射光量をその分増加させる必要がある。しかしながら、この入射光量以外には、記録特性には影響を与えないため問題はない。
また、この光ディスク１０は、ライトワンス型（追記型）であることから、記録は第１の情報記録層２１から先に行われるため、第１の情報記録層２１の記録の際には第２の情報記録層２２は全く記録がなされていない状態であるため、透過率が一定であり、必要な記録パワーにも変動がほとんど無い。
続いて、実施例１の光ディスク１０に対して、第１の情報記録層２１に記録を行い、第２の情報記録層２２には全く記録が行われていない状態で第１の情報記録層２１を再生した。
その結果、第２の情報記録層２２のみを記録・再生した場合とほとんど同じ信号が得られた。変調度は５０％であった。
即ち第１の情報記録層２１と第２の情報記録層２２とから同様の信号が得られることが示された。
さらに、実施例１の光ディスク１０に対して、第１の情報記録層２１、第２の情報記録層２２の順に記録を行い、全記録エリアに対して記録を行った後に、第１の情報記録層２１の読み出しを行った。
その結果、第２の情報記録層２２の透過率が先の場合より大きくなったが、第１の情報記録層２１からの戻り光量は１５％程度であり、また第１の情報記録層２１と第２の情報記録層２２の間隔が充分に空いているために、層間の符号間干渉もほとんど観察されず、上述した第１の情報記録層２１のみに記録を行った場合とほぼ同じ信号波形が得られた。
これにより、実施例１の光ディスク１０では、２層の情報記録層２１及び２２に対して、記録・再生が正しく行われることがわかる。
従って、２層の情報記録層２１及び２２により、情報記録層が単層である光ディスクよりも記録密度を向上させることができることが示された。
（比較例）
一方、比較対照の構成として、本発明を適用せず、第１の情報記録層２１と基板１１との間に金属膜から成る反射層１２を設けないで、かつ第１の情報記録層２１を第２の情報記録層２２と同様の膜構成及び案内溝形状（記録エリアの幅０．１６μｍ）とし、その他は実施例１の光ディスク１０と同一の構成として、比較例の光ディスクを作製した。
この比較例の光ディスクでは、第１の情報記録層２１からの検出光量は１０％に低下してしまい、Ｓ／Ｎが低下し、フォーカスサーボも不安定になり、実用にならないレベルとなっていた。
また、他の比較対照の構成として、第２の情報記録層２２にも反射層を設けて、第１の情報記録層２１と同じ検出原理を用いる構成とした場合には、第１の情報記録層２１からの信号が全く得られないことは言うまでも無い。
（実施例２）
次に、反射膜の膜厚を厚くして、第１の情報記録層２１からの反射光量を更に上げた例を示す。このようにすることにより、より多層の場合にも第１の情報記録層２１からの検出が容易になる。
ここでは、図２に示すように、第２の情報記録層２２に加えて、入射面側にさらに第３の情報記録層２３を設けて、合計３層の情報記録層２１，２２，２３を形成した光ディスク２０を作製し、実施例２の光ディスク２０とした。
尚、この実施例２では、反射層１２を構成するＡｇ金属膜の膜厚を５０ｎｍとした。また、第２の情報記録層２２及び第３の情報記録層２３には、実施例１の光ディスク１０の第２の情報記録層２２と同等な構成（材料・膜厚・記録エリアの幅）の有機色素膜を用いた。また、この場合には、中間層１３が２層形成される。
このとき、第１の情報記録層２１における反射率は３５％であった。
この実施例２の光ディスク２０に対して、第１の情報記録層２１からの戻り光量を観測した。
その結果、記録前の戻り光量は入射光量に対し１０％となり、変調度３０％の信号が検出された。
即ちこの実施例２の構成を用いれば、情報記録層が３層である光ディスクでも実用可能なレベルを達成できることが示された。
これに対して、比較対照として、図２に示す光ディスク２０において、Ａｇ金属膜から成る反射層１２を形成しない場合や、反射層１２の膜厚が３０ｎｍ程度しかない場合には、第１の情報記録層２１からの戻り光量が小さ過ぎて検出できず、フォーカスサーボがかからなくなった。
ここで、上述の実施例において第１の情報記録層２１と第２の情報記録層２２の記録エリアの幅をそれぞれ０．１２μｍ、０．１６μｍとした理由を実験結果に基づいて説明する。ここでは、記録エリアの幅を変えて同様の実験を行った結果を示す。
まず、第２の情報記録層２２の記録エリアの幅を、０．０６〜０．２６μｍの範囲で変えて、再生検出信号の変調度を測定した結果を図４Ａに示す。
記録エリアの幅を０．１６μｍとした場合は、前述のように変調度が４０％であったが、図４Ａより記録エリアの幅をさらに狭くすると、変調度が低下することがわかる。
これは、反射率変調方式では、情報記録マークの幅が狭くなると単純に検出信号の振幅が小さくなるからであり、記録エリアが狭くなった分だけ変調度が低下したためと考えられる。
また、この反射率変調方式では、情報記録マークの幅が広いほど変調度は上昇するが、その一方でその幅がトラックピッチに近づくほどクロストークが増大するため高密度記録には向かなくなる。上述の実施例ではトラックピッチを０．３２μｍとしているので、情報記録マークの幅を０．２５μｍとするとクロストークが−２０ｄＢ（記録トラックのキャリアレベルと隣接トラックのキャリアレベルの比）まで上昇し、それ以上の幅では実用にならなかった。変調度については、ノイズレベルとの比との兼ね合いで、経験上３０％以上であることが好ましく、３０％未満ではＳ／Ｎが不足して実用的ではない。
これらのことから、反射率変調方式の場合は、記録エリアの幅を０．１２〜０．２５μｍの範囲内とすることが望ましいことがわかる。そして、上述の実施例で採用した記録エリアの幅０．１６μｍにおいては良好な特性が得られる。
また、記録エリアの幅Ｐは、光スポット径に応じて最適値が異なる。光スポット径は入射光の波長λと対物レンズの開口数ＮＡの関数であり、λ／ＮＡ＝αとすると、本実施例ではλ＝０．４０５μｍ、ＮＡ＝０．８５であることから、
０．２５α＜Ｐ＜０．５２５α
が好ましいことがわかる。なお、この式では単位はすべてμｍを用いた。
尚、入射光Ｌの光スポットは、エアリーディスクと呼ばれる裾野の広い光分布を有するために、通常情報記録マークは光スポットよりも小さくなる。そのため、反射率変調方式により信号の検出を行う場合には、情報記録マーク中の反射率の記録前の反射率に対する比が検出信号の変調度より大きくなる。
次に、第１の情報記録層２１の記録エリアの幅を０．０４〜０．２８μｍの範囲で変えて、再生検出信号の変調度を測定した結果を図４Ｂに示す。
記録エリアの幅が０．１２μｍであった場合は、前述のように変調度が５０％であったが、図４Ｂより記録エリアの幅がこれよりも狭くなると変調度が低下することがわかる。
さらに、案内溝はマスタリングプロセスにおいてフォトレジストに電子ビームで露光を行って形成したが、幅が狭すぎると壁面の乱れが目立つようになり、ノイズレベルの上昇を招いた。
従って、変調度がある程度あっても、ノイズレベルが上昇しＳ／Ｎが低下するため、記録エリアの幅が０．０９μｍ以下では実用的ではなかった。また、０．２２μｍでは変調度が３０％程度まで低下し、Ｓ／Ｎがやはり低下し、実用的ではなかった。
これらのことから、位相変調方式で情報の再生又は記録を行う場合には、記録エリアの幅を０．０９μｍ以上０．２２μｍ以下の範囲内とすることが望ましいことがわかる。そして、上述の実施例で採用した記録エリアの幅０．１２μｍにおいては良好な特性が得られる。
また、位相変調方式の場合の記録エリアの幅Ｐの最適値は、光波長λ、対物レンズの開口数ＮＡの関数として、λ／ＮＡ＝αとすると、
０．１９α＜Ｐ＜０．４６α
が好ましいことがわかる。なお、この式では単位はすべてμｍを用いた。
そして、図４Ａ及び図４Ｂより、記録エリアの幅への依存性は、第１の情報記録層２１と第２の情報記録層２２でそれぞれ全く異なる特性を示すことがわかる。これは、記録後の情報記録マーク中の反射率が第１の情報記録層２１と第２の情報記録層２２では大きく異なることによると考えられる。
上述の実施の形態及び実施例では、有機色素から成る情報記録層２１，２２，２３を２層又は３層有し、基板１１とは反対の側から光を入射させる光記録媒体１０に本発明を適用した場合であるが、その他の構成にも本発明を適用することができる。
例えば光記録媒体の基板側から光を入射させる構成も可能であり、その場合には、基板を透明基板とすると共に、基板から最も遠い情報記録層の基板とは反対側に反射層を設ける。
このように構成すれば、基板側から光を入射させ情報記録層を１層有する光記録媒体との互換性を確保して、同一の光ヘッドにより、いずれの光記録媒体に対しても再生や記録を行うことが可能になる。
また、情報記録層の材料は有機色素に限らず、その他の材料を用いることが可能である。光ディスクのタイプも追記型に限らず、書き換え型や、再生専用型も可能である。
さらに、複数の情報記録層を設けて、この複数の情報記録層に光を入射させることが可能であれば、光記録媒体の形状はディスク状には限定されない。
そして、本発明では、光記録媒体をいずれの構成とする場合でも、光の入射面となる一の主面から最も遠い第１の情報記録層が位相変調型情報記録層となり、他の情報記録層が反射率変調型情報記録層となるように構成する。
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
上述の本発明によれば、第１の情報記録層に対しては位相変調方式により信号を検出し、他の情報記録層に対しては反射率変調方式により信号を検出して、いずれも充分な変調度で信号を検出することが可能になる。
これにより、複数の情報記録層において良好な記録再生特性が得られる。
従って、２層以上の情報記録層を有する高密度の光記録媒体を実現することが可能になる。
特に、第１の情報記録層の他の主面側に反射層を設ける構成としたときには、反射層により反射率を高めることができるので、第１の情報記録層からの信号を充分に検出できるようにすることができる。
また、特に情報記録層を構成する記録膜を有機色素膜により形成したときには、さらに製造の簡易化、価格の低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施の形態の光ディスクの概略構成図（断面図）であり、図２は、情報記録層を３層とした光ディスクの断面図であり、図３は、図１の光ディスクに対して、情報の再生や記録を行う光学ピックアップの一形態の概略構成図であり、図４Ａ及び図４Ｂは、情報記録層の案内溝の幅を変えて変調度を測定した結果を示す図である。
符号の説明
１０，２０  光ディスク
１１  基板
１２  反射層
１３  中間層
１４  表面保護層
２１  第１の情報記録層
２２  第２の情報記録層
２３  第３の情報記録層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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