(57)【要約】【課題】光記録媒体の大容量化と記録再生処理の高速化を実現することを目的とする。【解決手段】情報を記録する複数の記録層からなる多層光記録媒体へ光ヘッドから照射される光ビームを該記録層にある案内溝に集光させて、情報の記録、再生を行う光記録再生方法において、前記光ヘッドから照射される複数の光ビームが前記多層光記録媒体の異なる記録層に焦点が合うよう光学系により光ビームの調整を行う光ビーム調整段階と、前記複数の光ビームのうち、少なくとも１つの光ビームを前記記録層の案内溝へ集光させる集光段階とを有することにより、上記課題を解決する。【選択図】        図４
2004241088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を記録する複数の記録層からなる多層光記録媒体へ光ヘッドから照射される光ビームを該記録層にある案内溝に集光させて、情報の記録、再生を行う光記録再生方法において、
前記光ヘッドから照射される複数の光ビームが前記多層光記録媒体の異なる記録層に焦点が合うよう光学系により光ビームの調整を行う光ビーム調整段階と、前記複数の光ビームのうち、少なくとも１つの光ビームを前記記録層の案内溝へ集光させる集光段階とを有することを特徴とする光記録再生方法。
【請求項２】
情報を記録する複数の記録層からなる多層光記録媒体へ光ヘッドから照射される光ビームを該記録層にある案内溝に集光させて、情報の記録、再生を行う光記録再生装置において、
前記光ヘッドから照射される複数の光ビームが前記多層光記録媒体の異なる記録層へ焦点が合うよう光学系により光ビームの調整を行う光ビーム調整部と、
前記複数の光ビームのうち、少なくとも１つの光ビームを前記記録層の案内溝へ集光させる集光部とを有することを特徴とする光記録再生装置。
【請求項３】
前記光ビーム調整部は、
前記複数の記録層の光軸方向距離に対して、前記光学系の縦倍率で割った距離に基づいて、光ビーム光源を光軸に沿って変位させることを特徴とする請求項２に記載の光記録再生装置。
【請求項４】
前記集光部にて集光された光ビームの反射光を検出する光検出部を有し、
前記光検出部は、前記複数の記録層の光軸方向距離に対して前記光学系の縦倍率で割った距離に基づいてピンホールを設置し、該ピンホールを通過した反射光の検出を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の光記録再生装置。
【請求項５】
前記光ビーム調整部は、
前記複数の光ビームの夫々の焦点を、前記多層光記録媒体の中心からの距離が同一となるよう調整することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の光記録再生装置。
【請求項６】
情報を記録する複数の記録層からなる多層光記録媒体において、
前記複数の記録層のうち１つの記録層に案内溝が形成されることを特徴とする光記録媒体。
【請求項７】
前記複数の記録層間の間隔を５μｍ以下とすることを特徴とする請求項６に記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録再生方法、光記録再生装置、及び光記録媒体に係り、特に、高速で大容量な記録、再生を行うことができる光記録再生方法、光記録再生装置、及び光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光記録媒体（光ディスク）の高密度化の進展は著しく、ＣＤの約７倍の容量を有するＤＶＤが製品化されるに至っている。また、光ディスクに記録されたデータの書き換えが可能なＤＶＤも製品化されている。更に、光ディスク１枚あたりの記憶容量を増加させるために複数の記録層を積層してなる多層型の光ディスクがあり、現在では２層の再生専用ＤＶＤが製品化されている。２層の光ディスクでは単層光ディスクの約２倍の記録容量にすることができる。
【０００３】
上述した多層光ディスクは、何度でもユーザーが消去して記録できる書き換え型の実現へと研究開発が進展している（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、多層光ディスクへの記録、再生を行う際の光ビームの照射の様子について、図を用いて説明する。図１は、従来の多層光ディスクへの光ビームの照射の一例を示す図である。なお、図１の多層光ディスク１０は、厚み方向の構造を示す断面図であり、一例として３層（第１層〜第３層）の記録層１２を有している。
【０００５】
多層光ディスク１０は、ポリカードネート等の樹脂材料からなる基板１１と、記録層１２と、各記録層１２−１，１２−２，１２−３を一定間隔を空けて積層させるためのレジン膜１３（スペーサ層）と、多層光ディスク１０に傷が付かないよう保護するためのカバー層１４とを有している。また、記録層１２は、記録膜１５と、記録膜１５の耐湿性の向上や光学特性の向上を図るために記録膜１５を挟み込むように上下に積層される誘電体膜１６と、アルミ等の金属膜からなる反射膜１７とを有し、更に各記録層１２は各々トラッキング用の案内溝１８が形成されている。ここで、反射膜１７−１，１７−２は、第３記録層１２−３に光を伝搬させるために半透明膜となる。また、記録膜１５は、光ビームによって反射膜１７からの反射光に対し、少なくとも屈折率又は吸収係数を変化させることができる材料等からなり、例えば、ＧｅＳｂＴｅ系の相変化型記録材料を用いることができる。
【０００６】
上述に示すような多層光ディスクにおいて、光ヘッドから照射された光ビーム１９が対物レンズ２０により記録層に集光するよう照射されることにより、アモルファスに転移させて反射率を変え、その反射率の違いにより「０」と「１」の情報を記録することができる。また、再生時には、弱い光ビームを照射し、反射膜１７からの反射光を受光し、その反射率から情報を読み取ることができる。
【０００７】
なお、図１に示す多層光ディスクは、各記録層１２に案内溝を有しているため、単層の記録膜で構成される光ディスクを複数枚重なっているのと同等と考えられるため、記録、再生が単層光ディスクと同じように各々独立に行えるという長所を有する。
【０００８】
更に、光ディスクの記録、再生の速度向上を図るために、複数の光ビーム（マルチビーム）を光ディスクに照射して並列的に記録再生を行うマルチビーム記録技術がある（例えば、非特許文献２参照）。
【０００９】
ここで、上述のマルチビームを用いた並列記録処理について図を用いて説明する。図２は、２つの光ビームにおける光ディスクへの並列記録処理の一例を示す図である。なお、図２は、光ディスク上面の中心部付近を拡大したものである。図２に示すように、図２の光ディスクはディスク円盤の中心から渦巻き状に案内溝が２本形成されており、第１の光ビームは、第１の光ビーム用案内溝の記録膜に光スポット（焦点）が合うよう位置調整を行い、第２の光ビームは、第２の光ビーム用案内溝に光スポットが合うよう位置調整を行い、第１、第２の光ビームを同時に照射することにより、２本の案内溝の記録再生を並列的に行うことができ、記録・再生の高速化を実現することができる。
【００１０】
【非特許文献１】
Ｋｅｎｉｃｈｉ  Ｎａｇａｔａ他，「Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ  Ｄｕａｌ−Ｌａｙｅｒ  Ｐｈａｓｅ―Ｃｈａｎｇｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｋ」  Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３８（１９９９）ｐｐ．１６７９−１６８６，Ｐａｒｔ１，Ｎｏ．３Ｂ，Ｍａｒｃｈ  １９９９
【００１１】
【非特許文献２】
徳丸春樹著「並列記録再生技術」光学  ２８巻２号（１９９９），ｐｐ８３−８８
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、多層光ディスクにおいて、記録層の間隔を通常約３０〜４０μｍに設定しているが、マルチビームにおいて、複数の記録層に同時に光ビームを照射して記録再生を行う場合、焦点の位置合わせが広範囲に及ぶため光学収差が増大してしまい、回折限界に光ビームを集光できなくなる。つまり、回折限界等の光学的な理由により２〜３層が多層の限界となる。
【００１３】
この問題を解決するためには、例えば４層の記録層を有する多層光ディスクの場合、２個の光ヘッドを使用して第１層と第２層を第１の光ヘッドから光ビームを照射させ、第３層と第４層を第２の光ヘッドから光ビームを照射させることに記録再生を行うよう制御することで対応することはできる。
【００１４】
しかしながら、光ビームの照射における制御が複雑になるため、記録再生装置全体が複雑化するという欠点を有する。また、各記録層に案内溝が必要となり多層光ディスクの作製は複雑なプロセスが必要になる。
【００１５】
また、マルチビームを使用した記録再生処理については、これまで多くの提案があるが、マルチビームによる記録、再生を行うにはマルチビームに適した特殊な案内溝パターンが必要となり、１本の渦巻き状の案内溝からなる光ディスクの場合は、記録再生は可能であるが、非特許文献２に示すように光ディスクが１周回転する毎にマルチビームのビーム本数と同数のトラック分をジャンプする必要がある。このため装置の制御が複雑になり、またジャンプする時間のロスが発生するため高速な記録再生を実現することができない。
【００１６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、高速な記録、再生が実現可能な光記録再生方法、光記録再生装置、及び光記録媒体を提供することを特徴とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１８】
請求項１に記載された発明は、情報を記録する複数の記録層からなる多層光記録媒体へ光ヘッドから照射される光ビームを該記録層にある案内溝に集光させて、情報の記録、再生を行う光記録再生方法において、前記光ヘッドから照射される複数の光ビームが前記多層光記録媒体の異なる記録層に焦点が合うよう光学系により光ビームの調整を行う光ビーム調整段階と、前記複数の光ビームのうち、少なくとも１つの光ビームを前記記録層の案内溝へ集光させる集光段階とを有することを特徴とする。
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、複数の光ビーム（マルチビーム）のうち１つでトラッキングの位置を調整することで、他の記録層に集光されている夫々の光ビームのトラック位置を調整する必要がなく同時に並列的に処理を行うことができるため、高速な記録、再生を行うことができる。
【００２０】
請求項２に記載された発明は、情報を記録する複数の記録層からなる多層光記録媒体へ光ヘッドから照射される光ビームを該記録層にある案内溝に集光させて、情報の記録、再生を行う光記録再生装置において、前記光ヘッドから照射される複数の光ビームが前記多層光記録媒体の異なる記録層へ焦点が合うよう光学系により光ビームの調整を行う光ビーム調整部と、前記複数の光ビームのうち、少なくとも１つの光ビームを前記記録層の案内溝へ集光させる集光部とを有することを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、複数の光ビーム（マルチビーム）のうち１つでトラッキングの位置を調整することで、他の記録層に集光されている夫々の光ビームのトラック位置を調整する必要がなく同時に並列的に処理を行うことができるため、高速な記録、再生を行うことができる。
【００２２】
請求項３に記載された発明は、前記光ビーム調整部は、前記複数の記録層の光軸方向距離に対して、前記光学系の縦倍率で割った距離に基づいて、光ビーム光源を光軸に沿って変位させることを特徴とする。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、複数のレーザビームの各記録層への焦点合わせを高精度に行うことができる。
【００２４】
請求項４に記載された発明は、前記集光部にて集光された光ビームの反射光を検出する光検出部を有し、前記光検出部は、前記複数の記録層の光軸方向距離に対して前記光学系の縦倍率で割った距離に基づいてピンホールを設置し、該ピンホールを通過した反射光の検出を行うことを特徴とする。
【００２５】
請求項４記載の発明によれば、他の記録層からのクロストークを高精度に除去することができるため、高精度な光検出を行うことができる。
【００２６】
請求項５に記載された発明は、前記光ビーム調整部は、前記複数の光ビームの夫々の焦点を、前記多層光記録媒体の中心からの距離が同一となるよう調整することを特徴とする。
【００２７】
請求項５記載の発明によれば、光ディスクの回転における線速度を同一にすることができ、光ビームの記録、再生に必要な熱量の調整を容易に行い照射させることができる。
【００２８】
請求項６に記載された発明は、情報を記録する複数の記録層からなる多層光記録媒体において、前記複数の記録層のうち１つの記録層に案内溝が形成されることを特徴とする。
【００２９】
請求項６記載の発明によれば、他の記録層に案内溝を有していなくてもトラッキングが可能であるため、より多くの記録層を多層にでき、記録容量を増加させることができる。
【００３０】
請求項７に記載された発明は、前記複数の記録層間の間隔を５μｍ以下とすることを特徴とする。
【００３１】
請求項７記載の発明によれば、膜厚を薄く成膜することができるため、スパッタリング法や蒸着法といった成膜方法により膜厚を正確に制御することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明は、多層光ディスクを記録媒体として、光ヘッドにより照射されるマルチビームにより複数の記録膜に並列的に記録再生を行い、光ディスクの大容量化と記録再生の高速化を実現する。
【００３３】
まず、多層光ディスクについては、光学的な限界から多層化が困難であり、また、各記録層に案内溝が必要でディスク作製プロセスが複雑であったが、本発明における光ディスクは、多層に形成される記憶層のうち、１層のみに案内溝を設けその他の記録層は平面の層を形成する。これにより、多層光ディスク媒体の記録層の間隔を狭くすることができ、記録膜をより多層化させて記録容量を増加させることができる。
【００３４】
なお、上述のような多層光ディスクにすることにより、記録時の光ビームの熱による隣接する層への影響が考えられるが、この熱の伝搬は記録膜間距離を数ミクロン程度取れば影響がないと考えられる。
【００３５】
ここで、本発明における多層光ディスク媒体の構成とマルチビームの照射の様子について図を用いて説明する。図３は、本発明における多層光ディスク媒体の一構成例を示す図である。なお、図３の多層光ディスク媒体３０は、図１で示した多層光ディスク媒体１０と同様に厚み方向の構造を示す断面図であり、一例として３層（第１層〜第３層）の記録層３２を有している。
【００３６】
多層光ディスク３０は、ポリカードネート等の樹脂材料からなる基板３１と、記録層３２と、各記録層３２−１，３２−２，３２−３を一定間隔を空けて積層させるためのレジン膜３３（スペーサ層）と、多層光ディスク３０に傷が付かないよう保護するためのカバー層３４とを有している。また、記録層３２は、記録膜３５と、記録膜３５の耐湿性の向上や光学的効率の向上を図るために記録膜３５を挟み込むように上下に積層される誘電体膜３６と、アルミ等の金属膜からなる反射膜３７とを有する。ここで、反射膜３７−１，３７−２は第３記録層３２−３に光を伝搬させるために半透明膜となる。また、記録膜３５は、光ビームによって反射膜３７からの反射光に対し、少なくとも屈折率又は吸収係数を変化させることができる材料等からなり、例えば、ＧｅＳｂＴｅ系の相変化型記録材料を用いることができる。
【００３７】
ここで、多層光ディスク媒体は、第３の記録層３２−３にのみトラッキング用の案内溝３８が形成されており、第１の記録層３２−１及び第２の記録層３２−３は、平面上に成膜されている。本発明では、光ヘッドから照射されるマルチビームのうち、第１の光ビーム３９−１が対物レンズ４０を介して案内溝３８に集光して位置決めされ、記録層３２−３のトラッキングを行うことにより、同時に照射される第２の光ビーム３９−２が、第２の記録層３２−２でトラッキングされるようにする。これにより、余分な案内溝を形成しておく必要がなく、正確な位置で光ビームを照射することができる。
【００３８】
また、各記録層３２で案内溝を形成する必要がなく記録膜の膜厚を減少させることができる。更に、レジン膜３３は案内溝が形成されないため、５μｍ以下にすることができる。このため、このような厚さであればスパッタリング法や蒸着法といった成膜方法により膜厚を正確に制御することができ、膜厚の誤差を光ヘッドの焦点深度の範囲内に押さえることが可能となる。
【００３９】
なお、レジン膜３３による各記録層３２の間隔は一定にしておくことが好ましい。なぜなら、各記録層３２の深さ間隔を一定にしておくことで複数の光ビームの焦点の深さ位置の調整を容易に行うことができるからである。
【００４０】
なお、上述した方法は、１つの光ビーム（シングルビーム）では実現することができない。なぜなら案内溝がない記録層においては照射位置がわからず、トラッキングができないからである。そこで、本発明は、照射される複数の光ビーム（マルチビーム）を用いて、そのうちの１本の光ビームで案内溝を有する記録層のトラッキングを行う。即ち、全ての記録層への光ビームの照射において、トラッキングを複数の光ビームのうちの１ビームのみで行う。更に詳細に説明すれば、複数ビーム光源を有した光ヘッドにおいて、各ビームをから出射した複数ビームを複数の記録膜に同時に焦点を結ばせるために、複数の記録膜間の光軸方向距離を光ヘッド光学系の縦倍率で割った距離だけ光ビーム光源を光軸に沿って変位させた光ヘッドを用いることで、マルチビームにおける夫々の光ビームの焦点の深さ位置を調整し、複数の光ビームのうち少なくとも１本の光ビームで対応する記録膜に焦点位置合わせを行う。これにより、マルチビームの夫々の光ビームが照射される夫々の記録膜に焦点位置合わせを行うことができ、記録、再生を可能にする。
【００４１】
ところで、一般に光ディスクの再生時には案内溝の隣接する記録層からのクロストークが想定される。そこで、本件発明では、クロストークの影響を除去するため、各記録膜に記録されている信号（情報）を検出するための各記録層の反射膜で反射されてきた各光ビームを光検出器で検出する前に、複数の記録膜間の光軸方向距離を光ヘッドの検出光学系の縦倍率で割った距離に基づいて配置したピンホールを通過させる。これにより、光ディスクの深さ方向の検出分解能が高まり各記録層の信号を選択的に検出することができる。
【００４２】
また、上述に示した本発明における多層光ディスク媒体は、１つの記録層に形成された案内溝を用いて全記録層のトラッキングが可能となる。したがって、例えば、１つの光ビーム（シングルビーム）用の案内溝が螺旋状に形成されたディスクと同一の案内溝パターンであっても使用できることになる。つまり、各記録層は１つの光ビームを照射することにより記録再生を行い、複数の記録層を同時に照射させることにより並列的に処理を行うことができる。これにより、光ディスクが１回転する毎にトラックジャンプを行う必要性がなくなるため、記録再生装置の制御を簡略化でき、更に高速な記録再生を実現することができる。
【００４３】
次に、本発明における実施の形態について図を用いて説明するが、本実施例に用いられる光ヘッドとして、本出願人により提案されている（特願２００２−２０２７５５号「マルチビーム光ヘッド」）光ヘッドを用いることとするが、本発明においてはこの限りではなく、複数の光ビームを光ディスクに同時に照射することができ、各光ビームの焦点調整等を制御可能な構成であればよい。
【００４４】
図４は、本発明における光記録再生装置の一構成例を示す図である。なお、図４では２つの光ビームを使用して、２層の記録層に照射を行う例について説明する。
【００４５】
図４の光記録再生装置は、第１のレーザ光源５１と、第２のレーザ光源５２と、レーザ光源からの発散光を平行光にするためのコリメータレンズ５３，５４と、ビーム合成プリズム５５と、第１のビームスプリッタ５６と、対物レンズ５７と、第２のビームスプリッタ５８と、第１の集光レンズ５９と、第１のピンホール６０と、第１の光検出器６１と、第２の集光レンズ６２と、第２のピンホール６３と、第２の光検出器６４とを有するように構成される。
【００４６】
ここで、対物レンズ５７にて結像され記録層に照射される光ディスク６５は、２層の記録層を有するものとし、カバー層６５−１と、第１の記録層６５−２と、第２の記録層６５−３と、基板６５−４とを有し、第１の記録層６５−２と第２の記録層６５−３との間には、記録層の間隔を空けるためのスペーサ層（レジン膜）を有するよう構成されている。
【００４７】
なお、光ディスク６５は、ディスクの中心を軸として所望する線速度にて回転することができるものとする。また、第２記録層６５−３にのみ案内溝が形成されている。
【００４８】
次に、光ビームの照射の様子について説明する。まず、第１のレーザ光源５１と第２のレーザ光源５２からの出射ビームは、夫々の光源に対応して設置されているコリメータレンズ５３，５４によりほぼ平行光に変換され、ビーム合成プリズム５５で合成され、ビームスプリッタ５６では、ビームプリズム５５側から入射された光ビームをそのまま対物レンズ５７の方向へ出力する。対物レンズ５７は、光ビームを光ディスク６５の２つの記録層６５−２、６５−３に集光させ、第１のレーザ光源の光スポット６６と第２のレーザ光源の光スポット６７が形成されて記録膜を熱することにより信号の記録が行われる。
【００４９】
なお、上述したように、光ディスク６５にはトラッキングのための案内溝が第２の記録層６５−３にしか存在しない。本発明では、１つの案内溝を利用して他の層も同時に並列的に記録、再生を行うため、１度に照射される複数の光ビームのうちの１つの光ビームを使用してトラッキングを行うことにより複数の光ビームのトラッキングを行うことができる。
【００５０】
上述のマルチビーム光ヘッドでは、光ビームはディスク面上から見ると一直線状に等間隔で並んだ状態で照射されるため、他の記録層に案内溝がなくても唯一の案内溝に位置合わせされた光ビームを基準にして、他の光ビームを光ディスクの深さ方向に分布させることにより、他の記録層の記録トラック位置が決まることになり記録、再生を並列的に行うことができる。なお、一直線状に等間隔で並んだ光スポット列は基本的にはどの方向でもよく、例えば、案内溝に沿った方向でも案内溝に直角の方向でもよい。これにより、高速な記録、再生を実現することができる。
【００５１】
ここで、光ディスク６５における第１の光スポット６６と、第２の光スポット６７とを光ディスク６５を対物レンズ５７側から見た様子を図５に示す。図５は、光ディスク面上の案内溝パタンと２つの光ビームを集光した光スポット（焦点）の関係を示す一例の図である。上述したように、第１のレーザ光源の光スポット６６を用いて光ディスクに形成された案内溝にトラッキングを行っている２つの光スポット６６，６７を対物レンズ５７側から見た場合、図５に示すように２つの光スポット６６，６７は案内溝上に配置されている。なお、図５では便宜上、第２の光スポット６７に対しても案内溝があるかのように描いてあるが、実際は第１の光スポット６６、すなわち、第２の記録層６５−３にしか室内溝は存在していない。
【００５２】
また、本実施例では、２ビームの場合を例に挙げたが３ビーム以上の複数ビームでも対物レンズ５７側から見た場合には、マルチビームのスポット位置が一直線状に等間隔で配置することにより同じように実現できる。
【００５３】
次に、多層光ディスクにおけるフォーカス方法について説明する。
【００５４】
光ビームのフォーカス方法としては大別して２つの方法がある。第１の方法は、コリメータレンズ５３，５４を光軸方向にわずかに変位させる方法である。例えば、図４において、第１のレーザ光源５１からの光ビームが対物レンズ５７へ向かう光軸方向に対して、対物レンズ５７を光軸方向へ移動させることにより第２の記録層６５−３へフォーカス合わせを行う。一方、第２のレーザ光源５２も第１のレーザ光源５１と同じくコリメータレンズ５４で並行光となっているため、第２の記録層６５−３付近に焦点を結ぶことになる。そこで、コリメータレンズ５４をわずかに変位させて平行光からずらすことにより第１の記録層６５−２に焦点合わせができる。
【００５５】
上述した第１の方法は、コリメータレンズをアクチュエータで位置制御する必要があり複雑な装置となる。しかしながら、動的に光スポット位置制御が可能なため、記録層間距離が一定である必要はなくなる。したがって、２ビーム程度のビーム数が少ない場合には有効である。
【００５６】
また、動的に動かさないで最初からコリメータレンズの位置を平行光からわずかにずれるように位置調整しておく方法が考えられる。この方法によれば、動的な場合ほど複雑な装置にはならないが、記録層に焦点が合うように位置調整を行う必要がある。
【００５７】
次に、フォーカス合わせの第２の方法について図６を用いて説明する。図６は、レーザ光源の配置による多層光ディスクへのフォーカス方法の一例を示す図である。
【００５８】
図６で第１記録層６５−２と第２記録層６５−３間の距離ｒを発生させるために、第１のレーザ光源５１と第２のレーザ光源５２の光軸方向の光源間距離ｑとの関係は、光学系の縦倍率をαとするとｒ＝αｑの関係がある。そこで、予め光軸方向光源間距離ｑでレーザ光源を配置しておけば、一方のレーザ光源から出力される光ビームが第２の記録層６５−３で焦点が合えば、他方のレーザ光源から出力される光ビームが第１の記録層６５−２で焦点合わせが行われていることになる。したがって、一方の光ビームの位置、例えば第１レーザ光源５１からの光ビームの位置を変位させることにより２つの光ビームの焦点位置の調整を行うことができる。
【００５９】
なお、フォーカス調整については、本発明においてはこの限りではなく、例えば、その他の方法として本出願人により提案されている導波路を用いたマルチビーム光ヘッドがある（特開平１１−１４４２９８号、「マルチビーム光ヘッドおよび光記録再生装置」）。特開平１１−１４４２９８号では、導波路の出射端を加工して段差を設けることにより光軸方向の微妙な位置調整をなくす方法が記載されている。このようにすれば、経時変化がなく調整が簡単で簡素な多層記録用マルチビーム光ヘッドが実現できる。
【００６０】
なお、本発明では３つの理由から多層光ディスクの記録層間距離を５μｍ以下とする。第１の理由は、記録層間距離が従来のように長くとると光学的な収差が増大して多層の記録膜に対して回折限界の光ビームが集光できなくなるからである。また、第２の理由は、記録層間の誘電体層を５μｍ以下とすれば、スパッタリング法や蒸着法といった成膜方法が導入できるために膜厚を正確に制御することができるからである。更に、第３の理由としては、５μｍ以下にすることにより多層数を増加することができ記録容量を増加させることができるからである。
【００６１】
また、多層光ディスクの記録層間距離の最小値については、使用される対物レンズの焦点深度より大きくする必要がある。焦点深度ΔＺはΔＺ≒λ／２ＮＡ２（λ：レーザ波長、ＮＡ：対物レンズ開口数）で求めることができる。例えば、ＤＶＤの場合は、λ＝０．６５、ＮＡ＝０．６とすると、ΔＺ＝０．６５／２×（０．６）２≒０．９となる。したがって、ＤＶＤの場合は、少なくとも０．９の約２倍の２μｍ程度は記録層間距離を離す必要がある。また、光ビームの熱的影響がでないように記録層間距離を設定する。なお、次世代ＤＶＤ等による材質や記録密度の向上により記録層間距離を更に小さく設定することができる。
【００６２】
また、本発明では、再生の場合もトラッキングの場合と同じように複数ビームの中で対応する複数の記録層のうち案内溝を有する１層で焦点合わせを行い、他のビームはフォーカス制御を行わず、機械的な光スポットの配置で自動的に焦点が合うようにする。光ディスクでの焦点合わせ誤差はＤＶＤでは０．２２μｍが許容値であるが、現在、様々な方式が提案されている次世代ディスクでは０．１μｍ以下が要求される。しかしながら、スパッタリング法等ではナノメータ精度で成膜が可能である。
【００６３】
次に、記録された信号の再生方法について図４の光記録再生装置５０に基づいて説明する。再生方法では、第１，第２のレーザ光源５１，５２を直流点灯させ、上述の記録の場合と同様な光学系により光ディスク６５上の記録層に光スポットを形成させ焦点合わせを行い、光ビームを照射した際に発生する反射光を第１のビームスプリッタ５６で光路を直角に曲げて第２のビームスプリッタ５８に入射させ、第２のビームスプリッタ５８により、第１の検出器６１又は第２の検出器６４に偏光されて第１，第２の光検出器６１，６４により反射光が検出される。なお、第２のビームスプリッタ５８は、第１のレーザ光源５１からの光ビームにおける反射光の方向を９０度偏光して第１の光検出器６１へ出力し、第２のレーザ光源５２からの光ビームの反射光は、偏光せずに第２の光検出器６４側へ出力される。
【００６４】
ここで、本発明における光信号の検出方法について説明する。多層光ディスク媒体においては記録層間隔が５μｍ程度にするとお互いの記録層間のクロストークが発生する。これを避けるために光検出器６１，６４の前にピンホール６０，６３を配置する。ピンホールの役割については図を用いて説明する。
【００６５】
図７は、ピンホールの配置による信号検出方法を示す一例の図である。光ディスク６５の第１の記録層６５−２及び第２の記録層６５−３で焦点を結び、記録層の信号成分が含まれた反射光は、対物レンズ５７を通り、集光レンズ５９，６２にてピンホール６０，６３の中心に集光される。このため、ピンホール６０、６３により他の記録層からのクロストークを除去し目的の記録層から信号を読み出すことができ、ピンホール６０、６３を通過した光は、光検出器６１，６４により対応する記録層からの反射光を高精度に検出することができる。これにより、高精度に光ディスクの情報を取得することができる。
【００６６】
上述したように本発明は、案内溝を形成した基板上に複数の記録膜を有する多層光ディスクを記録媒体とした光ディスク装置において、複数の光ビームを、基板上に形成した記録膜上の各記録層に夫々対応させて、並列的に信号の記録あるいは再生を行う。
【００６７】
また、記録層のうちの１層のみに案内溝を形成することで、記録膜間の距離を薄い（狭い）構造とした多層光ディスク記録媒体を用いることができ、より多くの記録層を形成することができるため、記憶容量を増加させることができる。
【００６８】
また、１つの案内溝にマルチビームのうちの１つの光ビームでフォーカス、トラッキングを行い、他のビームについても同時に対応する記録層にフォーカスできるようにし、更に信号検出（再生）時には他の記録層からのクロストークを除去するために光検出器の前方にピンホールを配置した構造の光ヘッドを用いることで、高精度な記録、再生を行うことができる。
【００６９】
また、本発明による装置であれば、従来のシングルビーム対応の光ディスクと同じ案内溝（トラッキング）構造を有する光ディスク媒体であっても記録、再生することが可能となる。
【００７０】
上述したように本発明によれば、光記録媒体の記録容量の増加と記録再生速度の大幅な改善を同時に行うことができる。また、各記録層に案内溝を形成する必要のないため、多層光ディスクの製作が容易に行うことができ、更に記録層間距離を狭くすることができるため、より多くの記録層を多層化させる記録再生が可能となる。
【００７１】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【００７２】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、光ヘッドにより照射されるマルチビームにより複数の記録層に並列的に記録、再生を行い、光ディスクの大容量化と記録再生の高速化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の多層光ディスクへ光ビームの照射の一例を示す図である。
【図２】２つの光ビームにおける光ディスクへの並列記録処理の一例を示す図である。
【図３】本発明における多層光ディスク媒体の一構成例を示す図である。
【図４】本発明における光記録再生装置の一構成例を示す図である。
【図５】光ディスク６５面上の案内溝パタンと２つの光ビームを集光した光スポットの関係を示す一例の図である。
【図６】レーザ光源の配置による多層光ディスクへのフォーカス方法の一例を示す図である。
【図７】ピンホールの配置による信号検出方法を示す一例の図である。
【符号の説明】
１０，３０  光ディスク（光記録媒体）
１１，３１  基板
１２，３２  記録層
１３，３３  レジン膜
１４，３４  カバー層
１５，３５  記録膜
１６，３６  誘電体膜
１７，３７  反射膜
１８，３８  案内溝
１９，３９  光ビーム
２０，４０，５７  対物レンズ
５１  第１のレーザ光源
５２  第２のレーザ光源
５３，５４  コリメータレンズ
５５  ビーム合成プリズム
５６  第１のビームスプリッタ
５８  第２のビームスプリッタ
５９  第１の集光レンズ
６０  第１のピンホール
６１  第１の光検出器
６２  第２の集光レンズ
６３  第２のピンホール
６４  第２の光検出器
６６  第１の光スポット
６７  第２の光スポット
【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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