(57)【要約】  基板厚さが同じであって、異なる２つの波長のレーザ光に対応した記録層を有する、互換性に優れた光学的情報記録媒体を提供する。  基板を介して片面から記録又は再生を行うタイプの光ディスクであって、記録層が２層あり、１層目と２層目の記録密度が異なる。ディスク基板１上に第１の記録層１０１、第２の記録層１０２が積層されている。記録又は再生のためのレーザ光は基板１をとおして入射される。ディスクの形態としては、レーザ光入射面側とは反対側の面に、２層の記録層を積層して形成する。１層目と２層目の間には、第２のレーザ光に対して透過性のある中間層１０３が形成されている。１層目と２層目に対して異なる波長のレーザ光で記録又は再生する。１層目に対しては、波長λ１の第１のレーザ光２１と開口数がＮＡ１の集光レンズ２１１を有する光学系で記録又は再生する。２層目に対しては、波長λ２の第２のレーザ光２２と開口数がＮＡ２の集光レンズ２２１を有する光学系で記録又は再生する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状もしくは同心円状の記録トラックに沿って基板上に記録データが形成される記録層を少なくとも２層備え、基板を通してデータの記録又は再生をおこなう光学的情報記録媒体において、
第１の記録層は、開口数ＮＡ１なる集光レンズにより集光された波長がλ１である第１のレーザ光を用いて記録又は再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ１が、λ１とＮＡ１で定まる所定範囲内の値を有し、
第２の記録層は、開口数がＮＡ１と同じかそれよりも小さいＮＡ２なる集光レンズにより集光された、波長が第１のレーザ光の波長λ１よりも長いλ２である第２のレーザ光を用いて記録または再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ２が、λ２とＮＡ２で定まる値よりも大きい値を有し、
かつ、第１の記録層のトラックピッチは第２の記録層のトラックピッチよりも狭いことを特徴とする光学的情報記録媒体。
【請求項２】
螺旋状もしくは同心円状の記録トラックに沿って基板上に記録データが形成される記録層を２層具備し、基板を通してデータの記録又は再生を行う光学的情報記録媒体において、
第１の記録層は、開口数ＮＡ１なる集光レンズにより集光された波長がλ１である第１のレーザ光を用いて記録又は再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ１が、０．１６７×λ１／ＮＡ１＜Ｐ１＜０．３５×λ１／ＮＡ１なる関係を満足し、
第２の記録層は、開口数がＮＡ１と同じかそれよりも小さいＮＡ２なる集光レンズにより集光された、波長が第１のレーザ光の波長λ１よりも長いλ２である第２のレーザ光を用いて記録または再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ２が、Ｐ２＞０．３５×λ２／ＮＡ２なる関係を満足し、
かつ、第１の記録層のトラックピッチは第２の記録層のトラックピッチよりも狭いことを特徴とする光学的情報記録媒体。
【請求項３】
前記第１の記録層と、前記第２の記録層との間には、前記第１のレーザ光あるいは第２のレーザ光の少なくとも一方に対して透過性を有する中間層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項４】
前記２層の記録層上に、少なくとも第２の基板を有し、前記第２の基板上に印刷面を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項５】
前記第１の記録層と、前記第２の記録層との間に形成された、屈折率がｎである前記中間層の厚さｄが、λ１とNA１で定まる第１の値と、λ１、ｎ、ＮＡ１、λ２及びＮＡ２で定まる第２の値の間の値に設定されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項６】
前記第１の記録層と、前記第２の記録層との間に形成された、屈折率がｎである中間層の厚さｄが
λ１／｛π×（ＮＡ１)２  ｝＜ｄ＜
λ１×２ｎ３／｛（ｎ２−１）×（ＮＡ１）４｝＋λ２×２ｎ３／｛（ｎ２−１）×（ＮＡ２）４｝
の関係を満たすことを特徴とする請求項３又は４に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項７】
基板に形成された少なくとも２層の記録層の対応する記録層に対してデータの記録又は再生をおこなう光学的情報記録媒体であって、所定部に形成されたシステム情報記録エリアに前記光学的情報記録媒体を駆動するドライブ装置の動作に関する特有な情報が記録されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項８】
前記システム情報記録エリアには、記録層の層数に関する情報、各記録層の記録または再生に用いる波長に関する情報が記録されていることを特徴とする請求項７に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項９】
前記システム情報記録エリアには、記録層の層数に関する情報、各記録層が再生専用型、追加記録型、書換型の３種類のいずれであるかに関する情報が記録されていることを特徴とする請求項７に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１０】
前記システム情報記録エリアは、特定の半径領域に形成されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１１】
前記第１の記録層には誘電体材料の薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１２】
前記誘電体材料は、Ｓｉ、Ｇｅ、窒化シリコン（ＳｉＮx）、窒化ゲルマニウム(GeNx)、水素化シリコン（SiH）、水素化ゲルマニウム(SiH)、酸窒化シリコンまたは酸窒化ゲルマニウムであることを特徴とする請求項１１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項１３】
螺旋状もしくは同心円状の記録トラックに沿って基板上に記録データが形成される記録層を少なくとも２層備え、基板を通してデータの記録又は再生を行う光学的情報記録媒体であって、
第１の記録層は、開口数ＮＡ１なる集光レンズにより集光された波長がλ１である第１のレーザ光を用いて記録又は再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ１が、λ１とＮＡ１で定まる所定範囲内の値を有し、
第２の記録層は、開口数がＮＡ１と同じかそれよりも小さいＮＡ２なる集光レンズにより集光された、波長が第１のレーザ光の波長λ１よりも長いλ２である第２のレーザ光を用いて記録または再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ２が、λ２とＮＡ２で定まる値よりも大きい値を有する記録層を有する光学的情報記録媒体に記録または再生をおこなう光学的情報記録再生装置または光学的情報記録／再生装置において、
基板を通してデータの記録又は再生を行い、
第１のレーザ光によって読み取られた第１の記録層のデータはパーシャルレスポンス等化によって再生され、第２のレーザ光によって読み取られた第２の記録層のデータは２値等化によって再生されることを特徴とする光学的情報記録／再生装置。
【請求項１４】
螺旋状もしくは同心円状の記録トラックに沿って基板上に記録データが形成される記録層を２層具備し、基板を通してデータの記録又は再生を行う光学的情報記録媒体であって、
第１の記録層は、開口数ＮＡ１なる集光レンズにより集光された波長がλ１である第１のレーザ光を用いて記録又は再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ１が、０．１６７×λ１／ＮＡ１＜Ｐ１＜０．３５×λ１／ＮＡ１なる関係を満足し、
第２の記録層は、開口数がＮＡ１と同じかそれよりも小さいＮＡ２なる集光レンズにより集光された、波長が第１のレーザ光の波長λ１よりも長いλ２である第２のレーザ光を用いて記録または再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ２が、Ｐ２＞０．３５×λ２／ＮＡ２なる関係を満足する記録層を有する光学的情報記録媒体に記録または再生をおこなう光学的情報記録再生装置または／及び光学的情報再生装置において、
基板を通してデータの記録又は再生を行い、
第１のレーザ光の波長λ１が390nmから430nmの範囲であり、かつ、第２のレーザ光の波長λ２が630nmから690nmの範囲であり、
第１の記録層のデータをパーシャルレスポンス等化によって再生し、第２の記録層の記録データを２値等化によって再生することを特徴とする光学的情報記録再生装置または／及び光学的情報再生装置。
【請求項１５】
波長の異なるレーザ光を発光する２つのレーザダイオードと、
前記２つのレーザダイオード光を集光レンズに導く光路と、
前記集光レンズ直前に配設され、波長によって位相特性が異なる位相補償板と、
前記集光レンズが搭載されているレンズアクチュエータをフォーカス方向に駆動させる駆動手段と、
を備えて成ることを特徴とする光学的情報記録／再生装置。
【請求項１６】
表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により形成するステップと、
前記凹凸ピット上にスパッタ法によりAg膜を形成して第１の記録層を形成するステップと、
表面に、凹凸ピットが前記第１の基板とは逆の螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により形成するステップと、
スパッタ法により前記第２の基板の凹凸ピット上にAl-Ti合金薄膜を形成して第２の記録層を形成するステップと、
紫外線硬化樹脂を前記第１の基板の前記Ag膜上にスピン塗布法によって塗布して中間層を形成するステップと、
前記第２の基板の前記Al-Ti膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた後、前記硬化用紫外線を第１の基板側から照射して樹脂を硬化させるステップと、
を備えることを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１７】
表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により形成するステップと、
前記凹凸ピット上にスパッタ法によりAg膜を形成して第１の記録層を形成するステップと、
表面にグルーブ溝が前記第１の基板とは逆の螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により形成するステップと、
スパッタ法により、前記第２の基板の前記グルーブ溝上にAgとAl-Tiの積層反射膜、ZnS-SiO2保護膜、GeSbTe相変化記録膜、ZnS-SiO2保護膜を順次積層して第２の記録層を形成するステップと、
紫外線硬化樹脂を前記第１の基板の前記Ag膜上にスピン塗布法によって塗布して中間層を形成するステップと、
前記第２の基板の保護膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた後、前記硬化用紫外線を第１の基板側から照射して紫外線硬化樹脂を硬化させるステップと、
を備えることを特徴とする光学的情報記録媒の製造方法。
【請求項１８】
表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により形成するステップと、
前記凹凸ピット上にスパッタ法によりAg膜を形成して第１の記録層を形成するステップと、
表面に、グルーブ溝が前記第１の基板とは逆の螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により形成するステップと、
スパッタ法により前記グルーブ溝上に追記型記録層としてAl-Ti反射膜、ZnS-SiO2保護膜、GeTe記録膜、ZnS-SiO2保護膜を順次積層して第２の記録層を形成するステップと、
紫外線硬化樹脂を前記第１の基板の前記Ag膜上にスピン塗布法によって塗布して中間層を形成するステップと、
前記第２の基板の記録層形成側を重ねる形で両基板を貼り合わせた後、硬化用紫外線を前記第１の基板側から照射して紫外線硬化樹脂を硬化させるステップと、
を備えることを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。
【請求項１９】
表面にグルーブ溝が螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により形成するステップと、
スパッタ法により前記グルーブ溝上に第１の記録層として、ZnS-SiO2下部保護膜、GeSbTe相変化記録膜、ZnS-SiO2上部保護膜、Ag反射膜、TiO2干渉膜を順次積層するステップと、
表面に、凹凸ピットが前記第１の基板とは逆の螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により形成するステップと、
スパッタ法により、前記凹凸ピット上にAl-Ti合金薄膜を形成して第２の記録層を形成するステップと、
紫外線硬化樹脂を前記第１の基板の前記TiO2干渉膜上にスピン塗布法に塗布して中間層を形成するステップと、
前記第２の基板の前記Al-Ti薄膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた後、硬化用紫外線を前記第１の基板側から照射して紫外線硬化樹脂を硬化させるステップと、
を備えることを特徴とする光学的情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的情報記録媒体、光学的情報記録／再生装置及び光学的情報記録媒体の製造方法に関し、特に大容量性を有し、互換性の点で扱いやすい光学的情報記録媒体、光学的情報記録／再生装置及び光学的情報記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のファイル機器技術の発展に伴い、情報記録媒体の一つである光ディスクは急激に大容量化を実現している。再生専用型では、音楽用ＣＤならびにデータ頒布用としてのＣＤ−ＲＯＭが一般に普及し、６５０ＭＢから８００ＭＢの容量を容易に扱えるようになった。さらには、近赤外の波長７８０ｎｍ近傍のレーザを光源としたＣＤに代わり、波長６５０ｎｍ近傍の赤色レーザ光を光源としたＤＶＤが登場した。このＤＶＤの登場により、ＣＤの７倍以上の情報の蓄積が可能となり、４．７ＧＢの容量により２時間以上の動画が記録できるようになった。【０００３】
これらの再生専用ディスクは、予めポリカーボネート樹脂基板上に微小な凹凸ピットを形成することで情報を記録したものであるが、同等の再生性能を持つ追記型光ディスクも近年急速に普及している。この追記型光ディスクは、スパイラル状の案内溝が形成されたポリカーボネート樹脂基板に、その波長の光に対して吸収のある有機系色素などを塗布して多層化したものであり、集光させたレーザ光により、記録層にピット等を形成することで情報を記録することが可能である。ピット等が形成された後は、再生専用型光ディスクと同等の再生特性、サーボ特性を示すので、再生専用型ドライブでもデータ再生が可能である。追記型光ディスクの代表的なものに、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒなどがある。【０００４】
また、記録系光ディスクにおいては、ユーザ自らがデータを書き換えることが出来る書換型光ディスクも普及しており、ＣＤ系ではＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ系ではＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、＋ＲＷが市場に出回っている。これらはいずれも相変化型の記録膜を使っている。例えば、記録膜としては、ＧｅＳｂＴｅ、ＩｎＳｂＴｅ、ＧｅＴｅ、ＳｂＴｅやこれらに添加物を加えた金属薄膜が用いられている。記録時には、あらかじめ結晶化した記録膜をレーザ光によって融点以上に昇温し、その後、急速に冷却してアモルファス記録マークを形成する。一方、消去時には、結晶化温度以上に保持して徐々に冷却することによって、記録膜を結晶化させる。書換回数は１０００回以上である。【０００５】
上記の書換型光ディスクのうち、ＤＶＤ−ＲＡＭ以外は、いずれも追記型であるＣＤ−ＲあるいはＤＶＤ−Ｒと同様の物理フォーマットを有しており、反射率は低いものの市販の再生専用ドライブでの再生が可能になっている。【０００６】
一方、光ディスクの一層の高密度化に向けた研究開発では、青色レーザダイオード（ＬＤ）を用いたドライブ装置開発が盛んに行われており、一部は次世代光ディスクとして市販され始めている。光ディスクにおいては、記録又は再生に用いるレーザ波長が短くなるほど集光スポットが微小化できるので、より高密度の記録又は再生が可能となる。波長４０５ｎｍのＬＤを用いることによって、ＣＤと同じサイズに１５−２５ＧＢの記録が可能である。ＤＶＤとの互換性を確保しつつ高密度化を図っているＨＤ−ＤＶＤでは、ＤＶＤと同様の０．６ｍｍ厚基板を使い、基板側からのレーザ入射方式により、再生専用型、記録型それぞれで、片面１層あたり１５ＧＢ、２０ＧＢの容量を実現している。また、０．１ｍｍ厚のカバー層からの入射型となっているＢｒＤディスクでは、記録系において２２ＧＢから２５ＧＢの容量を実現している。【０００７】
大容量化への別のアプローチとして多層化がある。ＤＶＤ系では２層化が既に採用されており、再生専用型では、０．６ｍｍ厚の基板上に数１０ミクロン厚の中間層を介して凹凸ピットが２層化されている。ディスク１枚当たりの容量は８．５ＧＢに達する。最近では、ＤＶＤ−Ｒ系においても数１０ミクロン厚の中間層を介して記録層を２層化した大容量ディスクが開発されている。また、青色ＬＤを使ったシステムにおいても、２層化の試みが進展しており、ＢｒＤ系では２層で５０ＧＢの容量を有するディスクが開発されている。【０００８】
このように、光ディスクの大容量化に向けた開発は着実に進んでいるが、その一方で光ディスクの世代間をつなぐこと、すなわち、ＣＤとＤＶＤ、ＤＶＤとＨＤ−ＤＶＤなど使用するレーザ波長や記録密度が異なるディスク間での互換性を確保することも重要なテーマとなっている。ＣＤ等に記録されている過去の資産（テキスト情報や画像情報など）を、現在使っているドライブでも再生したいというニーズがあり、また、場合によっては、過去に購入した未使用ＣＤ−Ｒへの記録が必要な場合もあり、このため世代を超えて記録又は再生が出来るドライブが求められている。これに応える形で、ＣＤとＤＶＤ両方が記録又は再生出来るドライブなどが市販されている。例えば、ＣＤ系とＤＶＤ系の互換ドライブでは、波長７８０ｎｍと６５０ｎｍの２つのＬＤを搭載した光ヘッドを用いている。ＣＤ系では波長７８０ｎｍのＬＤによって記録又は再生し、ＤＶＤ系では波長６５０ｎｍのＬＤを用いて記録又は再生する仕組みとなっている。また、最近では、ＤＶＤとＨＤ−ＤＶＤの間でのドライブ互換がとりやすいように、両者ともレーザ入射面から記録面までの基板厚さを０．６ｍｍに統一した取り組みもある。【０００９】
ドライブでのこうした互換性確保の取り組みとは別に、ディスクとして世代間をつなぐ試みがある。例えば、最近、オーディオ用ＣＤならびにＤＶＤディスクの一形態として、ディスクの片面から再生した場合には、オーディオＣＤとして、逆の面から再生した場合には、ＤＶＤとして機能するディスクが開発されている。これは、既存のＣＤユーザに対しては、オーディオＣＤでの音楽を提供し、より高音質を追求するユーザに対しては、ＤＶＤオーディオでの高音質の音楽、あるいはＤＶＤに録画した音楽ビデオを提供できるようにしたものである。ディスクの形態としては、１．２ｍｍ厚のＣＤと０．６ｍｍ厚のＤＶＤを貼り合わせた構成であり、用途に応じて両方の再生面を使い分ける仕様になっている。【００１０】
一方、赤色ＬＤと青色ＬＤの２つの波長に対応した２層構成となっているディスクの形態については、従来例がいくつかある。【００１１】
例えば、従来例である特許文献１(特開２００２−１０００７２号公報）には、青色光源のレーザ光を照射すると格納されている情報に応じた反射波を放射する第１記憶領域を有する第１基板と、この基板に張り合わされて設けられた赤色光源のレーザ光を照射すると格納されている情報に応じた反射波を放射する第２記憶領域を有する第２基板とを具備する光ディスクが開示されている。【００１２】
また、他の従来例である特許文献２（特開２００２−２１６３９１号公報）には、両面にピットまたはグルーブ等が形成された基板と、この基板の片面に形成された表面カバー層とを有し、表面カバー層の側から基板の一方の側の面と反対側の面にそれぞれ別々の波長のレーザビームを集光してそれぞれの面の情報を再生または記録と再生もしくは記録と再生と消去が可能な片面２層ディスクが開示されている。【００１３】
書換型の相変化光ディスクについては、特許文献３（特開２００１−１９５７７７号公報）に、２波長を使って記録又は再生を行うディスク構成例が開示されている。このディスク構成例によれば、基板上に接着層を介して第１の記録媒体と第２の記録媒体を形成し、第１の記録媒体には第１のレーザ光を用いて記録又は再生を行い、第２の記録媒体には第２のレーザ光を用いて記録又は再生を行う。ただし、使用する２つのレーザ光の波長の差は１２０ｎｍ以下とする限定がある。これは、使用する波長条件を狭い範囲に制限することによってディスクの光学設計が容易となるからであり、結果として所望の吸収率条件や透過率条件が得やすくなっている。【００１４】
また、他の従来例である特許文献４（特開平１０−４０５７４号公報）には、段落[００２１]に、片面２層ディスクで、ディスクの一方の面から２層に記録した情報を読み出すものが示されている。【００１５】
更に、非特許文献１（H.A.Wierenga, “Phase change recording : Options for 10-20GB (dual layer, high NA, and blue)”, Proceedings of SPIE, Optical Data Storage ’98, 3401, 64-70(1998)）には、大容量化へのアプローチ手法として、２層化での容量アップ計算が開示されている。
【発明の開示】
【００１６】
しかしながら、従来例にはいくつかの問題点がある。赤色レーザ光と青色レーザ光の両方での記録又は再生を考えたとき、いずれの従来例も、ＤＶＤとＨＤ−ＤＶＤのように同じ厚さの基板を使用できる２種のディスクでの互換性に優れた形態を提供するようにはなっていない。
【００１７】
特許文献１に記載の光ディスクは、図１３に示すように、表面に第１の記録層１０１を備える基板１と、表面に第２の記録層１０２を備える基板２とからなり、基板１の第１の記録層１０１が設けられた面とは反対の面と、基板２の第２の記録層１０２が設けられた面とを接着層１０５を介して貼り合わせた構造になっている。基板１の第１の記録層１０１が設けられた面上には、別の接着層１０５を介して０．１ｍｍ厚のカバー層１０４が設けられている。カバー層１０４側から、集光レンズ２１１で集光されたレーザ光２１で第１の記録層１０１を照射し、集光レンズ２１２で集光されたレーザ光２２で第２の記録層１０２を照射し、各記録層１０１、１０２からの反射光を検出することで、情報の読み出しが行われる。このような光ディスクにおいては、カバー層１０４を、第１の記録層１０１を備える基板１面上に形成する必要があるため、既存のＤＶＤ製造等のプロセスとは異なったカバー層貼り合わせ工程が必要となり、製造上の困難性を伴う。また、情報を形成した基板１の裏面に、情報が形成された基板２を貼り合わせる構造のため、光ヘッドから見た第１の記録層１０１の記録面と第２の記録層１０２の記録面の光学的距離が離れすぎており、一つの集光レンズのみを具備するヘッドで記録又は再生を行なう場合に、収差を補正するのが非常に困難である。また、基板２に蓄積された情報にアクセスする際には、０．１ｍｍ厚のカバー層１０４を接着している一つ目の接着層と、基板１と基板２を貼り合わせている２つ目の接着層の計２層を往復で４回通過することになる。これは、光学的なノイズ増加を引き起す要因となる。
【００１８】
特許文献２に開示されている構成は、前述したように、両面にピットまたはグルーブ等が形成された基板があり、この基板の片面には表面カバー層が形成されている。つまり、一方の情報記録面は0.1mm厚のカバー層をとおして記録又は再生される構成となっており、他の情報記録面は、カバー層と基板の両方を介して記録又は再生される。よって、２つの情報記録面にアクセスするには、異なった厚さの基板あるいはカバー層を介する必要がある。
【００１９】
更には、特許文献３においては、２つのレーザ間の波長差が１２０ｎｍ以下であるという制約条件があるために、ここで開示されている内容は、例えば波長差が２００ｎｍ以上あるＤＶＤとＨＤ−ＤＶＤ（使用されるレーザ波長はそれぞれ６５０ｎｍと４０５ｎｍ）に対応した２層の書換型ディスクの設計には適用できないという課題がある。
【００２０】
特許文献４においては、片面２層ディスクで、ディスクの一方の面から２つの層に記録した情報をそれぞれ読み出すものが示されているが、これは、ＤＶＤにおけるディスク形態を例示したものであり、あくまでも単一波長のレーザ光を用いて２つの記録層の情報にアクセスすることを前提にしているものである。
【００２１】
非特許文献１においては、４１０ｎｍと６５０ｎｍの２つの波長それぞれに対して記録又は再生を行う相変化型の２層媒体構成での容量アップ推定計算例が開示されているが、あくまでも各波長での単層構成での容量を比較してそれを積み上げたのみの結果が示されているだけであって、赤色ＬＤと青色ＬＤ両方での使用を想定した、例えばＤＶＤとＨＤ−ＤＶＤ媒体を積層した構成に関する具体的な内容は全く示されていない。
【００２２】
本発明の目的は、簡単な構成であるにも関わらず、例えば赤色ＬＤと青色ＬＤのように、異なった少なくとも２つの波長にそれぞれ対応した少なくとも２層の記録層を有する光ディスクである光学的情報記録媒体、光学的情報記録／再生装置及び光学的情報記録媒体の製造方法を提供することにある。ここで、「記録／再生」は、記録と再生それぞれ単独の機能及び記録と再生両機能を有することを意味する。
【００２３】
前述の課題を解決するため本発明は次のような特徴的な構成を採用している。
【００２４】
（１）螺旋状もしくは同心円状の記録トラックに沿って基板上に記録データが形成される記録層を少なくとも２層備え、基板を通してデータの記録又は再生をおこなう光学的情報記録媒体において、
第１の記録層は、開口数ＮＡ１なる集光レンズにより集光された波長がλ１である第１のレーザ光を用いて記録又は再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ１が、λ１とＮＡ１で定まる所定範囲内の値を有し、
第２の記録層は、開口数がＮＡ１と同じかそれよりも小さいＮＡ２なる集光レンズにより集光された、波長が第１のレーザ光の波長λ１よりも長いλ２である第２のレーザ光を用いて記録または再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ２が、λ２とＮＡ２で定まる値よりも大きい値を有し、
かつ、第１の記録層のトラックピッチは第２の記録層のトラックピッチよりも狭い光学的情報記録媒体。
【００２５】
（２）螺旋状もしくは同心円状の記録トラックに沿って基板上に記録データが形成される記録層を２層具備し、基板を通してデータの記録又は再生をおこなう光学的情報記録媒体において、
第１の記録層は、開口数ＮＡ１なる集光レンズにより集光された波長がλ１である第１のレーザ光を用いて記録又は再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ１が、０．１６７×λ１／ＮＡ１＜Ｐ１＜０．３５×λ１／ＮＡ１なる関係を満足し、
第２の記録層は、開口数がＮＡ１と同じかそれよりも小さいＮＡ２なる集光レンズにより集光された、波長が第１のレーザ光の波長λ１よりも長いλ２である第２のレーザ光を用いて記録または再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ２が、Ｐ２＞０．３５×λ２／ＮＡ２なる関係を満足し、
かつ、第１の記録層のトラックピッチは第２の記録層のトラックピッチよりも狭い光学的情報記録媒体。
【００２６】
（３）前記第１の記録層と、前記第２の記録層との間には、前記第１のレーザ光あるいは第２のレーザ光の少なくとも一方に対して透過性を有する中間層が形成されている上記（１）または（２）の光学的情報記録媒体。
【００２７】
（４）前記２層の記録層上に、少なくとも第２の基板を有し、前記第２の基板上に印刷面を設けた上記（１）〜（３）のいずれかの光学的情報記録媒体。
【００２８】
（５）前記第１の記録層と、前記第２の記録層との間に形成された、屈折率がｎである前記中間層の厚さｄが、λ１とNA１で定まる第１の値と、λ１、ｎ、ＮＡ１、λ２及びＮＡ２で定まる第２の値の間の値に設定されている上記（３）又は（４）の光学的情報記録媒体。
【００２９】
（６）前記第１の記録層と、前記第２の記録層との間に形成された、屈折率がｎである中間層の厚さｄが
λ１／｛π×（ＮＡ１）２｝＜ｄ＜
λ１×２ｎ３／｛（ｎ２−１）×（ＮＡ１）４｝＋λ２×２ｎ３／｛（ｎ２−１）×（ＮＡ２）４｝
の関係を満たす上記（３）又は（４）の光学的情報記録媒体。
【００３０】
（７）基板に形成された少なくとも２層の記録層の対応する記録層に対してデータの記録又は再生をおこなう光学的情報記録媒体であって、所定部に形成されたシステム情報記録エリアに前記光学的情報記録媒体を駆動するドライブ装置の動作に関する特有な情報が記録されている上記（１）〜（６）のいずれかの光学的情報記録媒体。
【００３１】
（８）前記システム情報記録エリアには、記録層の層数に関する情報、各記録層の記録または再生に用いる波長に関する情報が記録されている上記（７）の光学的情報記録媒体。
【００３２】
（９）前記システム情報記録エリアには、記録層の層数に関する情報、各記録層が再生専用型、追加記録型、書換型の３種類のいずれであるかに関する情報が記録されている上記（７）の光学的情報記録媒体。
【００３３】
（１０）前記システム情報記録エリアは、特定の半径領域に形成されている上記（７）〜（９）のいずれかの光学的情報記録媒体。
【００３４】
（１１）前記第１の記録層には誘電体材料の薄膜が形成されている上記（１）〜（１０）のいずれかの光学的情報記録媒体。
【００３５】
（１２）前記誘電体材料は、Ｓｉ、Ｇｅ、窒化シリコン（ＳｉＮx）、窒化ゲルマニ
ウム(GeNx)、水素化シリコン（SiH）、水素化ゲルマニウム(SiH)、酸窒化シリコンまたは酸窒化ゲルマニウムである上記（１１）の光学的情報記録媒体。
【００３６】
（１３）螺旋状もしくは同心円状の記録トラックに沿って基板上に記録データが形成される記録層を少なくとも２層備え、基板を通してデータの記録又は再生をおこなう光学的情報記録媒体であって、
第１の記録層は、開口数ＮＡ１なる集光レンズにより集光された波長がλ１である第１のレーザ光を用いて記録又は再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ１が、λ１とＮＡ１で定まる所定範囲内の値を有し、
第２の記録層は、開口数がＮＡ１と同じかそれよりも小さいＮＡ２なる集光レンズにより集光された、波長が第１のレーザ光の波長λ１よりも長いλ２である第２のレーザ光を用いて記録または再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ２が、λ２とＮＡ２で定まる値よりも大きい値を有する記録層を有する光学的情報記録媒体に記録または再生をおこなう光学的情報記録再生装置または光学的情報記録／再生装置において、
基板を通してデータの記録又は再生を行い、
第１のレーザ光によって読み取られた第１の記録層のデータはパーシャルレスポンス等化によって再生され、第２のレーザ光によって読み取られた第２の記録層のデータは２値等化によって再生される光学的情報記録／再生装置。
【００３７】
（１４）螺旋状もしくは同心円状の記録トラックに沿って基板上に記録データが形成される記録層を２層具備し、基板を通してデータの記録又は再生をおこなう光学的情報記録媒体であって、
第１の記録層は、開口数ＮＡ１なる集光レンズにより集光された波長がλ１である第１のレーザ光を用いて記録又は再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ１が、０．１６７×λ１／ＮＡ１＜Ｐ１＜０．３５×λ１／ＮＡ１なる関係を満足し、
第２の記録層は、開口数がＮＡ１と同じかそれよりも小さいＮＡ２なる集光レンズにより集光された、波長が第１のレーザ光の波長λ１よりも長いλ２である第２のレーザ光を用いて記録または再生されるとともに、記録又は再生されるデータの最短ピット長Ｐ２が、Ｐ２＞０．３５×λ２／ＮＡ２なる関係を満足する記録層を有する光学的情報記録媒体に記録または再生をおこなう光学的情報記録再生装置または／及び光学的情報再生装置において、
基板を通してデータの記録又は再生を行い、
第１のレーザ光の波長λ１が390nmから430nmの範囲であり、かつ、第２のレーザ光の波長λ２が630nmから690nmの範囲であり、
第１の記録層のデータをパーシャルレスポンス等化によって再生し、第２の記録層の記録データを２値等化によって再生する光学的情報記録再生装置または／及び光学的情報再生装置。
【００３８】
（１５）波長の異なるレーザ光を発光する２つのレーザダイオードと、
前記２つのレーザダイオード光を集光レンズに導く光路と、
前記集光レンズ直前に配設され、波長によって位相特性が異なる位相補償板と、
前記集光レンズが搭載されているレンズアクチュエータをフォーカス方向に駆動させる駆動手段と、
を備えて成る光学的情報記録／再生装置。
【００３９】
（１６）表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により形成するステップと、
前記凹凸ピット上にスパッタ法によりAg膜を形成して第１の記録層を形成するステップと、
表面に、凹凸ピットが前記第１の基板とは逆の螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により形成するステップと、
スパッタ法により前記第２の基板の凹凸ピット上にAl-Ti合金薄膜を形成して第２の記録層を形成するステップと、
紫外線硬化樹脂を前記第１の基板の前記Ag膜上にスピン塗布法によって塗布して中間層を形成するステップと、
前記第２の基板の前記Al-Ti膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた後、前記硬化用紫外線を第１の基板側から照射して樹脂を硬化させるステップと、
を備える光学的情報記録媒体の製造方法。
【００４０】
（１７）表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により形成するステップと、
前記凹凸ピット上にスパッタ法によりAg膜を形成して第１の記録層を形成するステップと、
表面にグルーブ溝が前記第１の基板とは逆の螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により形成するステップと、
スパッタ法により、前記第２の基板の前記グルーブ溝上にAgとAl-Tiの積層反射膜、ZnS-SiO2保護膜、GeSbTe相変化記録膜、ZnS-SiO2保護膜を順次積層して第２の記録層を形成するステップと、
紫外線硬化樹脂を前記第１の基板の前記Ag膜上にスピン塗布法によって塗布して中間層を形成するステップと、
前記第２の基板の保護膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた後、前記硬化用紫外線を第１の基板側から照射して紫外線硬化樹脂を硬化させるステップと、
を備える光学的情報記録媒体の製造方法。
【００４１】
（１８）表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により形成するステップと、
前記凹凸ピット上にスパッタ法によりAg膜を形成して第１の記録層を形成するステップと、
表面に、グルーブ溝が前記第１の基板とは逆の螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により形成するステップと、
スパッタ法により前記グルーブ溝上に追記型記録層としてAl-Ti反射膜、ZnS-SiO2保護膜、GeTe記録膜、ZnS-SiO2保護膜を順次積層して第２の記録層を形成するステップと、
紫外線硬化樹脂を前記第１の基板の前記Ag膜上にスピン塗布法によって塗布して中間層を形成するステップと、
前記第２の基板の記録層形成側を重ねる形で両基板を貼り合わせた後、硬化用紫外線を前記第１の基板側から照射して紫外線硬化樹脂を硬化させるステップと、
を備える光学的情報記録媒体の製造方法。
【００４２】
（１９）表面にグルーブ溝が螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により形成するステップと、
スパッタ法により前記グルーブ溝上に第１の記録層として、ZnS-SiO2下部保護膜、GeSbTe相変化記録膜、ZnS-SiO2上部保護膜、Ag反射膜、TiO2干渉膜を順次積層するステップと、
表面に、凹凸ピットが前記第１の基板とは逆の螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により形成するステップと、
スパッタ法により、前記凹凸ピット上にAl-Ti合金薄膜を形成して第２の記録層を形成するステップと、
紫外線硬化樹脂を前記第１の基板の前記TiO2干渉膜上にスピン塗布法に塗布して中間層を形成するステップと、
前記第２の基板の前記Al-Ti薄膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた後、硬化用紫外線を前記第１の基板側から照射して紫外線硬化樹脂を硬化させるステップと、
を備える光学的情報記録媒体の製造方法。
【００４３】
本発明は、基板厚さが同じであって、異なる２つの波長のレーザ光に対応した記録層を有する、互換性に優れた光学的情報記録媒体と光学的情報記録／再生装置を提供するものである。
【００４４】
本発明に係る光学的情報記録媒体である光ディスクは、基板上に２層の記録層を持ち、そのうちの１層は第１の波長のレーザ光で記録又は再生するものであり、他の１層は第２の波長のレーザ光で記録又は再生するものである。いずれも基板側から記録又は再生を行う。そのうちの１つの層は、短波長レーザを微小スポットに集光して記録又は再生され、更にはＰＲＭＬ手法を使って波形干渉を積極的に利用した多値等化の再生処理を行うので、線密度方向には微小スポットでの検出限界に近い密度にまで高密度化されたピットが形成でき、また、こういった高密度ピットから情報を再生できる。他方、他の１層は、例えば従来の比較的低密度のディスクとの互換性を重視し、前述した短波長レーザよりも長波長のレーザ光を使用することを前提として記録又は再生され、更には再生信号波形を２値等化する再生処理を行うので、線密度方向には集光スポットの検出限界よりは緩くした密度でピットが形成され、また、これらのピットから良好に情報再生できる。
【００４５】
この２つの層の間には、透過性のある樹脂などで形成した中間層を設けて層間のクロストークを極力抑える形態とする。この中間層は基板側から入射するレーザ光のうち、第２の記録層をアクセスする際に通過する層であるので、第２のレーザ光に対して透過性があればよい。また、ディスクの形態としては、レーザ光入射面とは反対の面に同等厚さの基板を形成し、その表面を印刷面とする構成も有効である。レーベルや内容を示す目次等の表示に使用でき、利便性が向上する。更には、ドライブ動作時に他のディスクとの識別を容易にする目的で、ディスク識別フラグをディスクの一部に形成しておくことが有効である。また、各層には、凹凸ピットを形成した再生専用型、色素等を記録膜に用いる追加記録型、相変化記録膜等を採用した書換型の記録層が形成できるが、これらの組み合わせとして実現できる各層の機能的な情報や各層に合致したレーザ波長条件等も、識別フラグに記載しておくことができるので、ディスクへの迅速な記録又は再生動作スタートが実現できる。
【００４６】
本発明の第１の効果は、同一のコンテンツでありながら、高精細版と通常モードの２種類を同じディスクに格納できることである。例えば、同一の映画等の画像コンテンツを１層目にはＨＤＴＶモード（高画質放送モード）で格納し、２層目にはＳＤＴＶモード（通常の画質放送モード）で格納する方法をとることができる。２層の記録層の記録密度、すなわち記録容量が異なることを活かして、１枚のディスクで記録又は再生に使用する機器を選ばず、ＨＤＴＶ対応機種であってもＳＤＴＶ対応機種であっても同一のコンテンツを楽しむことが出来る。また、再生専用ＲＯＭディスクを供給する側にとっても、同じソフトコンテンツを２つの形態（つまり、ＨＤＴＶ仕様ディスクとＳＤＴＶ仕様ディスク）で販売する必要がなく、本発明の構成を有するディスク１種類を販売するだけでよいというメリットがある。
【００４７】
第２の効果は、ディスク互換機能が無い複数のドライブ間での情報のやりとりをする場合に複数のディスクを用意する必要が無いことである。例えば、ドライブ装置ＡがＤＶＤとＨＤ−ＤＶＤ両方に対して記録又は再生可能なドライブ装置であり、ドライブ装置ＢがＤＶＤディスクのみに対応したドライブ装置である場合である。この場合、この両ドライブ装置間で情報のやりとりを行う場合、本発明に係る追記あるいは書換型の記録層を具備したディスク媒体として、２層のうちの１層をＨＤ−ＤＶＤ相当の高密度版とし他の１層をＤＶＤ相当の密度版としたディスクを１つ用意しておくだけで、両ドライブ装置間での情報のやりとりを行うことができるとともに、通常のドライブ装置ＡでのＨＤ−ＤＶＤモードでの記録又は再生用に別途ディスク媒体を用意する必要がないというメリットがある。
【００４８】
第３の効果は、レーザ光入射面とは反対の面には、目視でディスクに記録された情報のタイトルなどを確認するための印刷面を基板上に形成することが可能であるので、ユーザにとっては使いやすく、ディスクの管理に優れているというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１Ａ】本発明の一実施形態である光学的情報記録媒体の構成図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態である光学的情報記録媒体の構成図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態である光学的情報記録媒体の構成図である。
【図２】本発明に係る光学的情報記録再生装置の光学系におけるカットオフ特性を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態である光学的情報記録媒体の光学特性を示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態である光学的情報記録媒体の他の光学特性を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態である光学的情報記録媒体の他の光学特性を示す図である。
【図５】本発明に係る光学的情報記録媒体の情報記録領域の配置を示す模式図である。
【図６Ａ】本発明に係る光学的情報記録再生装置の構成を示す図である。
【図６Ｂ】本発明に係る光学的情報記録再生装置の構成を示す図である。
【図７Ａ】本発明に係る光学的情報記録再生装置の他の構成を示す図である。
【図７Ｂ】本発明に係る光学的情報記録再生装置の他の構成を示す図である。
【図８Ａ】本発明の他の実施形態である光学的情報記録媒体の構成図である。
【図８Ｂ】本発明の他の実施形態である光学的情報記録媒体の構成図である。
【図８Ｃ】本発明の他の実施形態である光学的情報記録媒体の構成図である。
【図９】本発明の他の実施形態である光学的情報記録媒体の光学特性を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の他の実施形態である光学的情報記録媒体の他の光学特性を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の他の実施形態である光学的情報記録媒体の他の光学特性を示す図である。
【図１１】本発明に係る光学的情報記録媒体の他の光学特性を示す図である。
【図１２】本発明に係る光学的情報記録媒体の他の構成を示す図である。
【図１３】従来の光学的情報記録媒体の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１、２  基板
３  印刷面
１０  光ディスク
１１  Lead-In領域
１２  ディスク識別領域
２１、２２  レーザ光
１０１  第１の記録層
１０２  第２の記録層
１０３  中間層
１０４  カバー層
１０５  接着層
１５１、１５２、１５３  光ヘッド
２０１、２０２  レーザダイオード（ＬＤ）
２１１、２２１、２３１  集光レンズ
２３２  位相補償板
３０１  記録再生回路
３０２  ＰＲＭＬ等化回路
３０３  ２値等化回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。【００５２】
本発明の光学的情報記録媒体である光ディスクは、基板を介して片面から記録又は再生を行うタイプであって、記録層が２層あり、１層目と２層目の記録密度が異なる。【００５３】
図１Ａは、本発明に係る光ディスクの代表的な構成を示した断面図である。図１Ａを参照すると、この光ディスクは、ディスク基板１上に第１の記録層１０１、第２の記録層１０２を積層した構造を有する。記録又は再生のためのレーザ光は、基板１をとおして入射される。ディスクの形態としては、レーザ光入射面側と反対側の面に、２層の記録層を積層して形成する形態である。１層目と２層目の間には、後述する第２のレーザ光に対して透過性のある中間層１０３が形成されている。【００５４】
１層目と２層目に対して異なる波長のレーザ光で記録又は再生する点も、この発明の特徴である。すなわち、１層目に対しては、波長λ１の第１のレーザ光２１と開口数がＮＡ１の集光レンズ２１１を有する光学系を用いて記録又は再生する。２層目に対しては、波長λ２の第２のレーザ光２２と開口数がＮＡ２の集光レンズ２２１を有する光学系を用いて記録又は再生する。【００５５】
記録又は再生に用いる集光レンズのＮＡが異なり、また、再生系での信号処理方法が異なるために、１層目と２層目の記録密度は異なる。１層目の記録密度は、最短ピットの長さをＰ１としたとき、Ｐ１＜０．３５×λ１／ＮＡ１の関係を満たすようになっている。２層目の記録密度は、最短ピットの長さをＰ２としたとき、Ｐ２＞０．３５×λ２／ＮＡ２の関係を満たすようになっている。１層目は、２層目よりも記録最短ピットが小さくなっているが、これは、１層目の再生には後述するＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｙｆｏｏｄ）信号処理を用いることを前提としているからである。これにより、高密度で記録された情報であっても良好に再生できる。また、波長が異なることから集光スポットサイズも異なるので、２層目のトラックピッチは１層目よりも広い。【００５６】
既に良く知られているように、光ディスクに代表される光記録においては、レーザ光を集光レンズにより微小スポットに集光し、このスポットを用いて、記録媒体にデータを記録し、また、記録されたデータを再生する。一般に、記録密度は、この微小スポットサイズに依存する。微小スポットサイズは波長λに比例し、集光レンズのＮＡに反比例する。記録媒体に形成されるピットサイズは、この微小スポットを用いて十分な再生特性が得られる範囲で決定される。記録ピットサイズを小さくすると、記録ピットから得られる再生信号の振幅は小さくなる。図２に示すように、記録ピットからの再生信号振幅がゼロとなるカットオフ周波数ｆcoは、
ｆco＝２×ＮＡ／λ
で規定される。このことは、再生信号振幅がゼロとなる記録ピットの周期が０．５×λ／ＮＡとなることを示している。【００５７】
記録情報を記録ピットのエッジ部分に持たせる、いわゆるマークエッジ記録を想定した場合、再生信号振幅がゼロとなるピット長は０．２５×λ／ＮＡとなる。マークエッジ記録では、マークエッジに相当する再生信号の遷移領域をスライスして２値化して所望のデータを再生する。こういったマークエッジ記録での２値化再生方法の場合は、最短ピット長を０．２５×λ／ＮＡまで短くすると再生信号が得られないため、その最短ピット長は０．３７×λ／ＮＡ近傍あるいはそれ以上に設定される。例えば、ＣＤでは、波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．４５、最短ピット長０．８３μｍであるので、最短ピット長は０．４８×λ／ＮＡの関係にある。また、ＤＶＤでは、波長６５０ｎｍ、ＮＡ０．６０、最短ピット長０．４０μｍであるので、最短ピット長は０．３７×λ／ＮＡの関係にある。【００５８】
一方、より高密度な記録又は再生を行うために再生波形干渉を積極的に利用するＰＲＭＬ信号処理方法の適用が進んでいる。この方式は、再生時に前後の記録ピット間で発生する波形干渉を積極的に利用して、干渉があることを前提に多値の波形等化を行うものである。この場合は、最短ピット長を前述したカットオフ周波数ｆcoにより近い値に設定可能である。例えば、青色レーザダイオードを光源とするＨＤ−ＤＶＤでは、信号再生にＰＲＭＬが使用されるが、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５、最短ピット長０．１７３μｍであるので、最短ピット長は０．２８×λ／ＮＡの関係にあり、線密度方向に高密度化を図っている。【００５９】
前述したＰＲＭＬ信号処理方法においては、必ずしも最短ピットの信号が十分な出力信号として再生されなければならないというわけではない。最も高密度化されたケースを想定すると、最短ピットと、最短ピットより１つ長いピットが識別できれば良いことになる。例えば、クロックをＴとして、最短ピット長が２Ｔ相当、最短ピットより１つ長いピットを３Ｔ相当とすると、３Ｔ相当のピットが０．２５×λ／ＮＡであれば良いことになる。このケースでは、最短ピットの下限は０．１６７×λ／ＮＡまで許容できることになる。【００６０】
本発明では、ディスク基板に約０．６ｍｍ厚のものを使用する。記録又は再生のためのレーザ光は基板を通して入射される。基板自体は、使用されるレーザ光波長に対して透過性のあるものであれば良いが、通常は、ポリカーボネートに代表される樹脂が基板に使用される。基板自体の剛性が要求される場合には、ガラス基板も使用可能である。【００６１】
ディスクの形態としては、図１Ａに示すように、レーザ光入射面側とは反対側の面に、２層の記録層１０１、１０２を積層した構造である。１層目と２層目の間には、少なくとも２層目の記録層にアクセスするレーザ光に対して十分な透過性がある中間層１０３が形成されている。中間層１０３は、透過性の樹脂を展開することで形成しても良く、また、フィルム状の透過性薄膜シートを均一に貼ることで形成しても良い。【００６２】
この中間層１０３は、少なくとも１層目と２層目の記録層のフォーカス位置を区別するために必要であり、その厚みは少なくとも集光レンズの開口数ＮＡとレーザ光波長λにより決定される焦点深度Δｚより厚いことが求められる。合焦点位置から集光スポットのピーク強度が５０％となる距離としてΔｚを定義すると、
Δz＝λ／｛π×（ＮＡ）2｝                          （１）
と近似できる。例えば、λ＝６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６０のときには、Δｚ＝０．５８μｍとなるので、中間層を最も薄く形成したとしても１μｍ以上の厚さが必要である。【００６３】
一方、中間層に許容される厚さの最大値は、集光レンズの収差条件から決まる。集光レンズ設計時の基板厚さに対して、屈折率ｎの中間層がΔｄの厚さで付加されることによって基板厚さがΔｄだけ変動した場合を考える。集光レンズに許容される球面収差Ｗ40をλ／４とすると、
Ｗ40＝｛（ｎ2−１）（ＮＡ）4／８ｎ3｝×Δｄ          （２）
であるので、
Δｄ＜λ×２ｎ3／｛（ｎ2−１）×ＮＡ4｝              （３）
となる。例えば、λ＝６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６０、ｎ＝１．５６のときには、Δｄ＜２６．６μｍとなる。よって、許容される球面収差Ｗ40を±λ／４とすれば、±２６．６μｍ内に２つの記録層が配置されていれば、この波長では、両方の記録層を許容の収差内の条件で記録または再生できることになる。また、例えば、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５、ｎ＝１．５６のときには、Δｄ＜１２．０μｍとなる。【００６４】
本発明は、２波長のレーザ光を用い、それぞれ異なったＮＡの集光レンズを使って記録または再生を行うので、中間層の厚さｄは２つの波長とＮＡを考慮して許容される範囲を設定する必要がある。通常、記録再生装置に搭載される光ヘッドの集光レンズは、記録層が１層のみの構成から成る光ディスク媒体への記録又は再生動作を想定して設計されているケースが一般的である。本発明に係る２層構成の光ディスク媒体は、こうした記録層が１層のみの構成から成る光ディスク媒体への記録又は再生動作を想定して設計されている記録再生装置においても良好に記録又は再生できることが求められることから、２層構成の光ディスク媒体の層構成、特に各層の配置と中間層厚さの設定に際しては、この点を考慮しておかねばならない。【００６５】
具体的には、１層のみの記録層を有する単層媒体が厚さｈの基板上に形成されるように設定されている場合、２層構成においては、各層は、球面収差が一定の許容値以下に収まるように、厚さｈに対して、±Δｄの範囲内に形成すればよい。但し、このΔｄは、前述したように、波長とＮＡによって異なるので、本発明のように、２波長を使い、更に異なったＮＡの集光レンズによって集光する場合には、両方の波長とＮＡから決まる厚さズレの許容値内に各層が形成されるように、中間層の厚さを決める必要がある。【００６６】
例えば、波長λ１とＮＡ１の集光レンズ条件から決まる基板厚さズレの許容値がΔｄ１であり、波長λ２とＮＡ２の集光レンズ条件から決まる基板厚さズレの許容値がΔｄ２である場合、波長λ１とＮＡ１の集光レンズ条件で使用する第１の記録層を、入射側の基板表面から見て厚さ（ｈ−Δｄ１）から厚さｈまでの範囲内に位置するように形成し、波長λ２とＮＡ２の集光レンズ条件で使用する第２の記録層を、入射側の基板表面から見て厚さｈから厚さ（ｈ＋Δｄ２）までの範囲内に位置するように形成すれば、収差条件を満たすことになる。また、逆に、波長λ１とＮＡ１の集光レンズ条件で使用する第１の記録層を、入射側の基板表面から見て厚さｈから厚さ（ｈ＋Δｄ１）までの範囲内に位置するように形成し、波長λ２とＮＡ２の集光レンズ条件で使用する第２の記録層を、入射側の基板表面から見て厚さ（ｈ−Δｄ２）から厚さｈまでの範囲内に位置するように形成すれば、同様の収差条件を満たすことになる。【００６７】
波長λ１のほうが波長λ２より短く、また、ＮＡ１はＮＡ２と同等あるいはＮＡ１のほうがＮＡ２より大きいので、中間層に許容される厚さの最小値は、式（１）とλ１ならびにＮＡ１から決まる。【００６８】
λ１／｛π×（ＮＡ１）2｝＜ｄ                        （４）
また、中間層に許容される厚さの最大値は、球面収差を±λ／４まで許容するとして、式（３）を用いて次のように決まる。【００６９】
ｄ＝Δｄ１＋Δｄ２
＜λ１×２ｎ3／｛（ｎ2−１）×（ＮＡ１）4｝＋λ２×２ｎ3／｛（ｎ2−１）×（ＮＡ２）4｝        （５）
このように、中間層の厚さｄの最大値は、集光レンズの収差条件から決定することができる。【００７０】
例えば、波長λ１用のＮＡ１なる集光レンズと、波長λ２用のＮＡ２なる集光レンズが共に単層媒体の基板厚さを０．６ｍｍとして設計されたものである場合には、λ１＝４０５ｎｍ、ＮＡ２＝０．６５、λ２＝６５０ｎｍ、ＮＡ２＝０．６０、ｎ＝１．５６とすると、Δｄ１は１２μｍ、Δｄ２は２６μｍ厚程度となるので、第１の基板厚さを０．５８８ｍｍ、中間層を３８μｍとして、第１の基板上に波長λ１用の第１の記録層を形成し、中間層形成後に中間層上に波長λ２用の第２の記録層を形成すれば、所望の収差条件を満たす媒体とすることができる。【００７１】
第１の記録層１０１と第２の記録層１０２は、凹凸ピットが形成されたＲＯＭタイプでもよく、記録膜をグルーブ上に形成した追記型あるいは書換型であってもよい。２層とも同じタイプとしても良いし、ＲＯＭと追記型、ＲＯＭと書換型、あるいは追記型と書換型といった具合に各層を異なったタイプとしてもよい。【００７２】
本発明では、１層目を波長λ１のレーザ光２１とＮＡ１の集光レンズ２１１を有する光学系で記録又は再生し、２層目を波長λ２のレーザ光２２とＮＡ２の集光レンズ２２１を有する光学系で記録又は再生するので、１層目に形成する記録層１０１は波長λ２のレーザ光２２に対して、所望の透過率を有する必要がある。【００７３】
例えば、第１の記録層１０１が再生専用のＲＯＭの場合、ディスクの凹凸ピット部分には金属反射膜を形成するが、本発明の２層構成ではλ１に対しては所望の反射率を持たせ、それとともにλ２に対して一定の透過率を持たせるように金属反射膜材料を選定し、その膜厚も調整する必要がある。図３は、第１のレーザ光２１の波長λ１が４０５ｎｍ、第２のレーザ光２２の波長λ２が６５０ｎｍである場合、金属反射膜としてＡｇを選定したときのλ１に対する反射率とλ２に対する透過率の膜厚依存性を示す特性図である。膜厚を５ｎｍより薄くするとλ２の透過率は８０％以上になるが、λ１の反射率が１２％以下となってしまう。膜厚を１２ｎｍ程度とすれば、λ１の反射率が２５％程度確保できる。このとき、λ２の透過率は５０％程度となるので、支障なく第２の記録層１０２に対してデータの記録又は再生ができる。【００７４】
例えば、第１の記録層１０１が書換型の場合、相変化型記録膜を選定し、記録膜自体を薄膜化するとともに、放熱効果を持たせるために、形成する金属反射膜も薄膜化して透過率を高めた構成とすることにより、λ１に対しては所望の反射率を持たせ、それとともにλ２に対して一定の透過率を持たせるようにできる。図４は、基板／ＺｎＳ−ＳｉＯ2下部保護膜／ＧｅＳｂＴｅ相変化記録膜／ＺｎＳ−ＳｉＯ2上部保護膜／Ａｇ反射膜／ＴｉＯ2干渉膜を順次積層した構成において、下部保護膜を７０ｎｍ厚、ＧｅＳｂＴｅ相変化記録膜を５ｎｍ厚、Ａｇ反射膜を１０ｎｍ厚、干渉膜を２０ｎｍ厚としたときの、波長４０５ｎｍに対する反射率（図４Ｂ）と、波長６５０ｎｍに対する透過率（図４Ａ）を示している。上部保護膜の厚さによって両者は変化するが、上部保護膜を３５ｎｍ厚さに設定すれば、波長４０５ｎｍに対して記録膜の結晶部反射率１８％、記録膜のアモルファス部反射率１２％となり、波長６５０ｎｍにおける平均透過率は５２％となる。このように、第１の記録層１０１を書換型とした場合も、第２の記録層１０２への透過率を５０％以上に出来るので、支障なく第２の記録層１０２に対してデータの記録又は再生を行うことができる。【００７５】
同様に、有機系の色素材料や無機系の金属材料などを用いた追記型記録膜を第１の記録層１０１に形成する場合も、第１の記録層１０１として、第１の波長に対して吸収はあるが、第２の波長に対して一定の透過率を有する材料を選定することにより、また、記録層を薄膜化することにより、支障なく第２の記録層１０２に対してデータの記録又は再生を行うことができる。【００７６】
一方、第２の記録層１０２は、従来の基板入射型単層の場合と同様であるので、層構成や使用する材料系に関して、考慮する点は少ない。但し、単層構成に比べて、記録層までの透過率が低いために、第２の記録層１０２は反射率を高く設定した方がより好ましい。【００７７】
本発明では、波長λ１とλ２は異なった波長とするが、第１層をより高密度化した記録層とするので、λ１は青色波長である３９０ｎｍから４５０ｎｍの範囲、好ましくは４０５ｎｍに設定する。また、λ２は既存のＤＶＤとの互換性を考慮して赤色波長の使用が好ましく、６３０ｎｍから６９０ｎｍの範囲に、より好ましくは６５０ｎｍに設定する。また、集光レンズ２１１あるいは２２１については、より高密度となる波長λ１用にＮＡの大きいものを用いる。例えば、波長λ１用をＮＡ＝０．６５、波長λ２用をＮＡ＝０．６０とすることができる。【００７８】
ディスクの形態は、０．６ｍｍ厚単板に記録層を２層形成した形でもよいが、図１Ｂに示すように、第２の基板２に第２の記録層１０２をあらかじめ形成後、接着層である中間層１０３を介して第１の基板１と第２の基板２を、記録層同士が対向するように貼り合わせてバランスをとった構成としても良い。この場合は、図１Ｃに示すように、レーザ光入射面とは反対の面（基板面）を、目視でディスクに記録された情報のタイトルなどを表示して内容を確認しやくするために印刷面３として使用してもよい。印刷面３には、例えばレーベルやタイトル、内容を示す目次を印刷することが可能である。また、フィルム状に印刷したレーベルやタイトル、内容を示す目次などを基板面上に貼っても良い。ユーザ自らが、レーベルやタイトルなどの情報を記入できるように、基板表面に印刷処理あるいはフィルム処理などを施した形態でも良い。このような形態を採用することで、ユーザにとって使いやすいディスク構成を提供することができる。【００７９】
ディスクには、ドライブ装置を用いて情報が記録又は再生されるが、ドライブ装置においてディスク種類を識別するためには、ディスク自体にディスクを識別するためのフラグ情報を形成しておくことが有用である。本発明では、ディスクの一部にシステム制御情報エリアを設け、そこにディスク識別フラグを記録する形態をとる。例えば、図５に示すように、ディスク１０の最内周領域に、「Ｌｅａｄ−Ｉｎ」と呼ばれるシステム制御情報エリア１１を形成する。このシステム制御情報エリア１１には、各記録層が再生専用型、追加記録型、書換型の３種類のいずれであるかに関する情報や、記録層の層数、使用する波長など、ディスクタイプを識別するフラグを記録しておく。また、更に内周側に、ストライプ状に段階的に反射率を変化させて情報を記録する形態のディスク識別領域１２を設け、ここにディスク識別フラグ情報を格納してもよい。このように、システム制御情報エリアやディスク識別領域をシステム情報記録エリアとして用いることができる。【００８０】
より具体的には、バーコード状に反射率が異なる領域を設けて、ここにディスク識別フラグ情報を格納しても良い。例えば、ディスク識別フラグとして４ビットを割り当て、最下位ビットから順に、「１層のみの記録層を持つ単層ディスクであるか、２層ディスクであるか。」の情報を記録するビット、「１層目の波長がλ１であるか、λ２か。」の情報を記録するビット、「２層目の波長がλ１であるか、λ２か。」の情報を記録するビット、予備ビットとして使用する。例えば、割り当てられた４ビットが「００１１」の場合は、２層ディスクであって、１層目はλ２、２層目はλ１であることを表す。割り当てられた４ビットが「０１０１」の場合は、２層ディスクであって、１層目はλ１、２層目はλ２であることを表す。割り当てられた４ビットが「００００」の場合は、単層ディスクであって、１層目はλ２であることを表す。【００８１】
この領域には、各記録層が再生専用型、追加記録型、書換型の３種類のいずれであるかに関する情報に代表されるディスク種類を識別するための情報だけでなく、記録層の層数に関する情報、各記録層の記録または再生に用いる波長はどう設計されているかに関連した使用波長に関する情報を含む識別情報が記録されていてもよい。【００８２】
ドライブ装置では、まず、このシステム領域の情報を読み込み、その読み込んだデータをもとに、サーボ引き込み動作や光ヘッドに搭載されたレーザ光源の選択などを行う。このように、システム領域の情報に基づいて、ドライブ動作を容易に設定することが可能であるので、その利用価値は高い。【００８３】
なお、システム領域は、第１の記録層が形成される面および第２の記録層が形成される面のいずれか一方または両方に設けても良い。また、記録層が２層以上の場合は、システム領域は、各層に設けても良く、選択された１層以上の記録層の複数の面に設けても良い。【００８４】
本発明に係る光ディスクの記録又は再生について説明する。第１の記録層１０１に対する記録又は再生には、波長λ１のレーザ光２１と開口数ＮＡ１なる集光レンズ２１１を搭載した第１の光学系が必要であり、第２の記録層１０２に対する記録又は再生には波長λ２のレーザ光２２と開口数ＮＡ２なる集光レンズ２２１を搭載した第２の光学系が必要である。各層への記録又は再生にあたっては、第１、第２の光学系を別々に備える２台の記録又は再生装置を使用しても構わないが、一つの記録又は再生装置に第１、第２の光学系を具備した形態とすれば、各層への記録又は再生を一つの記録又は再生装置で実現できる。この形態の場合は、第１の記録層に記録されたデータ（記録済みデータ）を第２の記録層に転写するなどの操作を容易に行うことができる。このように、本発明に係る光ディスクの記録又は再生を行う装置は、独立に２つの集光レンズを設けた構成としても良く、また、２つの波長に対して集光特性を異ならせる形態とした共用の１つのレンズを用いた構成としても良い。【００８５】
例えば、図６Ａに示すように、ディスク回転用のスピンドルモータを挟んで、２つの光ヘッドを搭載した記録又は再生装置構成が有用である。光ヘッド１５１は、例えば波長λ１として４０５ｎｍのＬＤを搭載しており、ＮＡ＝０．６５の集光レンズを備える。光ヘッド１５２は、例えば波長λ２として６５０ｎｍのＬＤを搭載しており、ＮＡ＝０．６０の集光レンズを備える。光ヘッド１５１、１５２のいずれも、０．６ｍｍ厚の基板を有するディスクに対して十分な集光性能を有する。光ヘッド１５１と光ヘッド１５２を個別に動作させて記録又は再生を行ってもよい。また、必要に応じて、光ヘッド１５１、１５２を動作させて、一枚のディスクに光ヘッド１５１、１５２を通じて同時にアクセスすることも可能である。【００８６】
また、別の構成として、一つの筐体に２つのレーザ光源を搭載した光ヘッドを使用することもできる。例えば、図６Ｂに示すように、波長の異なる２つのＬＤ２０１、２０２を搭載し、各ＬＤ２０１、２０２からのレーザ光を集光レンズ２３１に導く光路を構成する。ここで、ＬＤ２０１は、波長λ１に相当するレーザ光を出射するものであって、例えば、波長４０５ｎｍのＬＤを使用する。ＬＤ２０２は、波長λ２に相当するレーザ光を出射するものであって、例えば、波長６５０ｎｍであるＬＤを使用する。集光レンズ２３１の直前には、波長によって位相特性が異なる位相補償板２３２が設けられており、これにより、λ１に対しては集光レンズ２３１の開口数をＮＡ１に、λ２に対しては集光レンズ２３１の開口数をＮＡ２となるように機能する。また、集光レンズ２３１が搭載されているレンズアクチュエータをフォーカス方向に駆動させることにより、光ディスクの各層にレーザ光を集光させることができる。【００８７】
十分な記録又は再生特性を確保するために、高密度記録となっている第１の記録層１０１の再生にはＰＲＭＬ信号処理を用いるので、本発明に係る記録再生装置においては、図７Ａや図７Ｂに示すように、第１の記録層１０１の信号再生用には、記録再生回路３０１の後段にＰＲＭＬ等化回路３０２を設けた構成が採用される。一方、第２の記録層１０２の信号再生用には、記録再生回路３０１の後段に、２値等化回路３０３を設けた構成が採用される。図７Ａに示すように、２つの光ヘッド１５１、１５２を具備する装置構成の場合には、光ヘッド１５１を通じて記録再生を行う記録再生回路３０１の後段にＰＲＭＬ等化回路３０２が、光ヘッド１５２を通じて記録再生を行う記録再生回路３０１の後段に２値等化回路３０３が配置される。また、図７Ｂに示すように、２つのＬＤを具備した光ヘッド１５３を用いる装置構成の場合は、各層へのアクセス状況に応じて記録再生回路３０１の出力を切り替えることで、ＰＲＭＬ等化回路３０２および２値等化回路３０３へ信号を供給する。【００８８】
また、記録再生装置においては、光ディスクがセットされて起動されると、起動開始時点で、まず、光ヘッドがディスクの所定位置に記録されたディスク識別フラグを再生し、その再生情報からディスク種別と各層の機能、対応するレーザ波長を認識する。この時点の再生信号は、制御回路に送られる。制御回路にて、その再生情報を用いて初期起動ルーチンが選択される。【００８９】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。【００９０】
本発明の光学的情報記録媒体である光ディスクは、基板を介して片面から記録又は再生を行うタイプであって、記録層が２層あり、１層目と２層目の記録密度が異なる。【００９１】
図８Ａは、本発明の他の実施の形態に係る光ディスクの代表的な構成を示した断面図である。図１Ａとは逆に、ディスク基板１上に第２の記録層１０２、第１の記録層１０１を積層して形成した構成である。記録又は再生のためのレーザ光は基板１をとおして入射される。ディスクの形態としては、レーザ光入射面側と反対側の面に、２層の記録層を積層した形態である。１層目と２層目の間には、第１のレーザ光に対して透過性のある中間層１０４が形成されている。【００９２】
前述したように、１層目と２層目に対して異なる波長のレーザ光で記録又は再生する点が、この発明の特徴である。すなわち、１層目に対しては、波長λ２の第２のレーザ光２２と開口数がＮＡ２の集光レンズ２２１を有する光学系で記録又は再生する。２層目に対しては、波長λ１の第１のレーザ光２１と開口数がＮＡ１の集光レンズ２１１を有する光学系で記録又は再生する。【００９３】
また、記録又は再生に用いる集光レンズのＮＡが異なり、また、再生系での信号処理方法が異なるために、各層の記録密度が異なっている。２層目の記録密度は、最短ピットの長さをＰ１としたとき、Ｐ１＜０．３５×λ１／ＮＡ１である。１層目の記録密度は、最短ピットの長さをＰ２としたとき、Ｐ２＞０．３５×λ２／ＮＡ２である。２層目は、１層目よりも記録最短ピットが小さくなっているが、これは、２層目の再生には、前述したように、ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｙｆｏｏｄ）信号処理を用いることを前提としているからである。これにより、高密度で記録された情報であっても良好に再生できる。また、波長が異なって集光スポットサイズも異なるので、１層目のトラックピッチは２層目よりも広い。【００９４】
ここに示す本発明に係る他の実施の形態では、ディスク基板には約０．６ｍｍ厚のものを使用する。記録又は再生のためのレーザ光は基板を通して入射される。基板自体は使用されるレーザ光波長に対して透過性のあるものであれば良いが、通常はポリカーボネートに代表される樹脂が使用される。基板自体の剛性が要求される場合には、ガラス基板も使用可能である。【００９５】
ディスクの形態としては、図８Ａに示すように、レーザ光入射面側と反対側の面に、２層の記録層１０２、１０１を積層して形成する。１層目と２層目の間には少なくとも２層目の記録層にアクセスするレーザ光に対しては十分な透過性がある中間層１０４が形成されている。中間層１０４は、透過性の樹脂を展開して形成しても良く、また、フィルム状の透過性薄膜シートを均一に貼ることも可能である。【００９６】
この中間層１０４は、少なくとも１層目と２層目の記録層のフォーカス位置を区別するために必要であり、その厚みは少なくとも集光レンズの開口数ＮＡとレーザ光波長λにより決定される焦点深度Δｚより厚いことが求められる。例えば、式（１）から、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５のときには、Δｚ＝０．３１μｍとなるので、中間層を薄く形成したとしても０．５μｍ以上の厚さが必要である。【００９７】
一方、中間層に許容される厚さの最大値は、前述した式（２）、（３）、（４）、（５）から求まる。屈折率ｎの中間層がΔｄの厚さで付加されることによって基板厚さがΔｄだけ変動した場合、例えば、λ＝６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６０、ｎ＝１．５６のときには、Δｄ＜２６．６μｍとなる。よって、許容される球面収差Ｗ40を±λ／４とすれば、±２６．６μｍ内に２つの記録層が配置されていれば、この波長では、両方の記録層を許容の収差内の条件で記録または再生できることになる。また、例えば、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．６５、ｎ＝１．５６のときには、Δｄ＜１２．０μｍとなる。【００９８】
第１の基板厚さを０．５７４ｍｍ、中間層を３８μｍとして、第１の基板上に波長λ２用の第２の記録層を形成し、中間層形成後に中間層上に波長λ１用の第１の記録層を形成すれば、所望の収差条件を満たす媒体とすることができる。【００９９】
第１の記録層１０１と第２の記録層１０２は凹凸ピットが形成されたＲＯＭタイプでもよく、記録膜をグルーブ上に形成した追記型あるいは書換型であってもよい。２層とも同じタイプとしても良いし、ＲＯＭと追記型、ＲＯＭと書換型、あるいは追記型と書換型とする各層を異なったタイプとしてもよい。【０１００】
ここで示す本発明に係る他の実施の形態では、１層目を波長λ２のレーザ光２２とＮＡ２の集光レンズ２２１を有する光学系で記録又は再生し、２層目を波長λ１のレーザ光２１とＮＡ１の集光レンズ２１１を有する光学系で記録又は再生するので、１層目に形成する第２の記録層１０２は波長λ１のレーザ光２１に対して、所望の透過率を有する必要がある。【０１０１】
例えば、第２の記録層１０２が再生専用のＲＯＭの場合、ディスクの凹凸ピット部分には金属反射膜を形成するが、本発明に係る他の実施の形態における２層構成では、λ２に対しては所望の反射率を持たせ、それとともにλ１に対して一定の透過率を持たせるように金属反射膜材料等を選定し、その膜厚も調整する必要がある。図９は、第１のレーザ光２１の波長λ１が４０５ｎｍ、第２のレーザ光２２の波長λ２が６５０ｎｍである場合、金属反射膜としてＡｇを選定したときのλ２に対する反射率とλ１に対する透過率の膜厚依存性である。膜厚を５ｎｍより薄くするとλ１の透過率は８５％以上、λ２の反射率が２０％以下となる。膜厚を１１ｎｍとすれば、λ２の反射率が４５％程度確保できる。このとき、λ１の透過率は７３％程度となるので、支障なく第１の記録層１０１に対してデータの記録又は再生ができる。【０１０２】
例えば、第２の記録層１０２が書換型の場合、相変化型記録膜を選定し、記録膜自体を薄膜化するとともに、放熱効果を持たせるためにも形成する金属反射膜も薄膜化して透過率を高めた構成とすることにより、λ２に対しては所望の反射率を持たせ、それとともにλ１に対して一定の透過率を持たせるようにできる。図１０Ａおよび図１０Ｂは、基板／ＺｎＳ−ＳｉＯ2下部保護膜／ＧｅＳｂＴｅ相変化記録膜／ＺｎＳ−ＳｉＯ2上部保護膜／Ａｇ反射膜／ＴｉＯ2干渉膜を順次積層した構成において、下部保護膜を７０ｎｍ厚、ＧｅＳｂＴｅ相変化記録膜を５ｎｍ厚、Ａｇ反射膜を１０ｎｍ厚、干渉膜を２０ｎｍ厚としたときの４０５ｎｍに対する透過率と、波長６５０ｎｍに対する反射率を示している。上部保護膜の厚さによって両者は変化するが、上部保護膜を４０ｎｍ厚さに設定すれば、波長６５０ｎｍに対して記録膜の結晶部反射率６％、記録膜のアモルファス部反射率１１％となり、波長４０５ｎｍにおける平均透過率は５４％となる。このように、第２の記録層１０２を書換型とした場合も、第１の記録層１０１への透過率を５０％以上に出来るので、支障なく第１の記録層１０１に対してデータの記録又は再生ができる。【０１０３】
同様に、有機系の色素材料や無機系の金属材料などを用いた追記型記録膜を第２の記録層１０２に形成する場合も、第２の記録層１０２には、第２の波長に対して吸収はあるが、第１の波長に対して一定の透過率を有する材料を選定することにより、また、記録層を薄膜化することにより、支障なく第１の記録層１０１に対してデータの記録又は再生ができる。【０１０４】
一方、第１の記録層１０１は、従来の基板入射型単層の場合と同様であるので、層構成や使用する材料系に関して、考慮する点は少ない。但し、単層構成に比べて、記録層までの透過率が低いために、第１の記録層１０１としては反射率を高く設定した方がより好ましい。【０１０５】
ディスクの形態は、０．６ｍｍ厚単板に記録層を２層形成した形でもよいが、図８Ｂのように、第２の基板２に第１の記録層１０１をあらかじめ形成後、接着層ともなる中間層１０４を介して第１の基板１と第２の基板２を、記録層同士が対向するように貼り合わせてバランスをとった構成としても良い。この場合は、図８Ｃのように、レーザ光入射面とは反対の面には、目視でディスクに記録された情報のタイトルなどを表示して内容を確認しやくするために基板面を印刷面３として使用し、例えばレーベルやタイトル、内容を示す目次を印刷することも可能である。また、前述した実施の形態と同様、この実施の形態においてもフィルム状に印刷したレーベルやタイトル、内容を示す目次などを基板上に貼っても良く、ユーザ自らが基板上に記入できるように基板表面を印刷処理あるいはフィルム処理などした形態でも良い。これらによりユーザにとっては使いやすいディスク構成となる。【０１０６】
ディスクにはドライブ装置を用いて情報が記録又は再生されるが、ドライブ装置においてディスク種類を識別するためには、ディスク自体にディスクを識別するためのフラグ情報を形成しておくことが有用である。ここで示した本発明の係る他の実施の形態においても、ディスクの一部にシステム制御情報エリアを設け、そこにディスク識別フラグを記録する形態をとる。【０１０７】
光ディスクの記録又は再生については、前述した実施の形態と同様に、例えば、図６Ａに示すように、２つの光ヘッドを搭載した記録又は再生装置構成が有用である。【０１０８】
また、別の構成として、図６Ｂに示すように、一つの筐体に２つのレーザ光源を搭載した光ヘッドを使用することも出来る。【０１０９】
十分な記録又は再生特性を確保するために、高密度記録となっている第１の記録層１０１の再生にはＰＲＭＬ信号処理を用いるので、本発明の他の実施の形態に係る記録再生装置においては、前述した実施の形態と同様に、図７に示すように、第１の記録層１０１の信号再生用には記録再生回路３０１の後段に、ＰＲＭＬ等化回路３０２を設けた構成が採用される。一方、第２の記録層１０２の信号再生用には記録再生回路３０１の後段に、２値等化回路３０３を設けた構成が採用され、図７Ａのように、２つの光ヘッド１５１、１５２を具備する装置構成の場合には、各記録再生回路３０１の後段に各等化回路３０２、３０３を配置する。また、前述した実施の形態と同様に、図７Ｂのように、２つのＬＤを具備した光ヘッド１５３を用いる構成では、各層へのアクセス状況に応じて再生記録再生回路３０１の出力を切り替えてそれぞれの等化回路３０２、３０３に信号を供給する。
【実施例１】
【０１１０】
波長λ１を４０５ｎｍ、ＮＡ１を０．６５、波長λ２を６５０ｎｍ、ＮＡ２を０．６０として、図１Ｂに示した構成に相当する２層構成ＲＯＭディスクを作製した。この作製工程では、まず、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍのポリカーボネート基板を用いて、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により作製した。トラックピッチは０．４０μｍ、最短ピット長は０．２０μｍとした。次に、スパッタ法により、この凹凸ピット上に第１の記録層となる１２ｎｍ厚のＡｇ膜を成膜した。【０１１１】
次に、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍのポリカーボネート基板を用いて、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により作製した。この第２の基板では、トラックピッチを０．７４μｍ、最短ピット長を０．４０μｍとし、第１の基板とは逆の螺旋状トラックとした。次に、スパッタ法により、この凹凸ピット上に第２の記録層となる１００ｎｍ厚のＡｌ−Ｔｉ合金薄膜を成膜した。次に、中間層として紫外線硬化樹脂を第１の基板のＡｇ薄膜上に展開して、スピン塗布法によって２０μｍ厚の樹脂膜を形成した。次に、樹脂膜が形成された第１の基板に、第２の基板のＡｌ−Ｔｉ薄膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた。この後、硬化用紫外線を第１の基板側から照射して中間層となる樹脂膜を硬化させた。【０１１２】
次に、レーザ波長が４０５ｎｍ、集光レンズのＮＡが０．６５の仕様である光ヘッドＡと、レーザ波長が６５０ｎｍ、集光レンズのＮＡが０．６０の仕様である光ヘッドＢを用いて、上記のようにして作製した光ディスクの再生性能を評価した。【０１１３】
まず、作製した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＡを用いて第１の記録層の再生を試みた。第１の記録層に形成したＡｇ反射膜からの反射率は、凹凸ピットのない平坦部で２４％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、サーボ動作を安定して行うことができた。ディスクの凹凸ピットからの再生信号は良好であり、ＰＲＭＬ信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。【０１１４】
引き続き、作成した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＢを用いて第２の記録層の再生を試みた。第２の記録層からの反射率は凹凸ピットのない平坦部で１９％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、サーボ動作を安定して行うことができた。ディスクの凹凸ピットからの再生信号は良好であり、２値化信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。
【実施例２】
【０１１５】
波長λ１を４０５ｎｍ、ＮＡ１を０．６５、波長λ２を６５０ｎｍ、ＮＡ２を０．６０として、図１Ｂに示した構成に相当する２層構成のディスクを作製した。この作製工程では、まず、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍのポリカーボネート基板を用いて、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により作製した。トラックピッチは０．４０μｍ、最短ピット長は０．２０μｍとした。次に、スパッタ法により、この凹凸ピット上に第１の記録層となる１２ｎｍ厚のＡｇ膜を成膜した。【０１１６】
次に、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍのポリカーボネート基板を用いて、表面にグルーブが螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により作製した。この第２の基板では、トラックピッチは０．７４μｍとし、第１の基板とは逆の螺旋状トラックとした。次に、スパッタ法により、このグルーブ上にＡｇとＡｌ−Ｔｉの積層反射膜（１００ｎｍ厚）、ＺｎＳ−ＳｉＯ2保護膜（２５ｎｍ厚）、ＧｅＳｂＴｅ相変化記録膜（１２ｎｍ厚）、ＺｎＳ−ＳｉＯ2保護膜（１６０ｎｍ厚）を順次積層することで第２の記録層を形成した。次に、中間層として紫外線硬化樹脂を第１の基板のＡｇ薄膜上に展開して、スピン塗布法により２０μｍ厚の樹脂膜を形成した。次に、第２の基板の保護膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた。この後、硬化用紫外線を第１の基板側から照射して中間層となる樹脂膜を硬化させた。【０１１７】
次に、レーザ波長が４０５ｎｍ、集光レンズのＮＡが０．６５の仕様である光ヘッドＡと、レーザ波長が６５０ｎｍ、集光レンズのＮＡが０．６０の仕様である光ヘッドＢを用いて、上記のようにして作製した光ディスクの再生性能を評価した。【０１１８】
まず、作製した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＡを用いて第１の記録層の再生を試みた。第１の記録層に形成したＡｇ反射膜からの反射率は凹凸ピットのない平坦部で２４％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、サーボ動作を安定して行うことができた。ディスクの凹凸ピットからの再生信号は良好であり、ＰＲＭＬ信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。【０１１９】
引き続き、作製した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＢを用いて第２の記録層への記録再生を試みた。第２の記録層からの反射率はグルーブ部で７％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、サーボ動作を安定して行うことができた。また、データを記録したトラックからの再生信号は良好であり、２値化信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。
【実施例３】
【０１２０】
波長λ１を４０５ｎｍ、ＮＡ１を０．６５、波長λ２を６５０ｎｍ、ＮＡ２を０．６０として、図１Ｂに示した構成に相当する２層構成ディスクを作製した。この作製工程では、まず、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍのポリカーボネート基板を用いて、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により作製した。トラックピッチは０．４０μｍ、最短ピット長は０．２０μｍとした。次に、スパッタ法により、この凹凸ピット上に第１の記録層となる１２ｎｍ厚のＡｇ膜を成膜した。【０１２１】
次に、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍのポリカーボネート基板を用いて、表面にグルーブが螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により作製した。この第２の基板では、トラックピッチは０．７４μｍとし、第１の基板とは逆の螺旋状トラックとした。次に、スパッタ法により、このグルーブ上に追記型記録層としてＡｌ−Ｔｉ反射膜、ＺｎＳ−ＳｉＯ2保護膜、ＧｅＴｅ記録膜、ＺｎＳ−ＳｉＯ2保護膜を順次積層して第２の記録層を形成した。次に、中間層として紫外線硬化樹脂を第１の基板のＡｇ薄膜上に展開して、スピン塗布法により、２０μｍ厚の樹脂膜を形成した。次に、樹脂膜が形成された第１の基板に第２の基板の記録層形成側を重ねる形で両基板を貼り合わせた。この後、硬化用紫外線を第１の基板側から照射して中間層となる樹脂膜を硬化させた。【０１２２】
次に、レーザ波長が４０５ｎｍ、集光レンズのＮＡが０．６５の仕様である光ヘッドＡと、レーザ波長が６５０ｎｍ、集光レンズのNAが０．６０の仕様である光ヘッドＢを用いて、上記のようにして作製した光ディスクの再生性能を評価した。【０１２３】
まず、作製した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＡを用いて第１の記録層の再生を試みた。第１の記録層に形成したＡｇ反射膜からの反射率は凹凸ピットのない平坦部で２４％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、サーボ動作を安定して行うことができた。ディスクの凹凸ピットからの再生信号は良好であり、ＰＲＭＬ信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。【０１２４】
引き続き、作製した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＢを用いて第２の記録層への記録再生を試みた。第２の記録層からの反射率はグルーブ部で１０％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、サーボ動作を安定して行うことができた。また、情報を記録したトラックからの再生信号は良好であり、２値化信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。
【実施例４】
【０１２５】
波長λ１を４０５ｎｍ、ＮＡ１を０．６５、波長λ２を６５０ｎｍ、ＮＡ２を０．６０として、図１Ｂに示した構成に相当する２層構成ディスクを作製した。この作製工程では、まず、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍのポリカーボネート基板を用いて、表面にグルーブが螺旋状に形成された第１の基板を射出成形により作製した。トラックピッチは０．４０μｍとした。次に、スパッタ法によりこのグルーブ上に、ＺｎＳ−ＳｉＯ2下部保護膜(７０ｎｍ厚)、ＧｅＳｂＴｅ相変化記録膜（５ｎｍ厚）、ＺｎＳ−ＳｉＯ2上部保護膜（３５ｎｍ厚）、Ａｇ反射膜（１０ｎｍ厚）、ＴｉＯ2干渉膜（２０ｎｍ厚）を順次積層して第１の記録層を形成した。【０１２６】
次に、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍのポリカーボネート基板を用いて、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された第２の基板を射出成形により作製した。この第２の基板では、トラックピッチは０．７４μｍ、最短ピット長は０．４０μｍとし、第１の基板とは逆の螺旋状トラックとした。次に、スパッタ法により、この凹凸ピット上に第２の記録層となる２００ｎｍ厚のＡｌ−Ｔｉ合金薄膜を成膜した。次に、中間層として紫外線硬化樹脂を第１の基板のＴｉＯ2干渉膜上に展開して、スピン塗布法により２０μｍ厚の樹脂膜を形成した。次に、樹脂膜が形成された第１の基板に第２の基板のＡｌ−Ｔｉ薄膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた。この後、硬化用紫外線を第１の基板側から照射して中間層となる樹脂膜を硬化させた。【０１２７】
次に、レーザ波長が４０５ｎｍ、集光レンズのＮＡが０．６５の仕様である光ヘッドＡと、レーザ波長が６５０ｎｍ、集光レンズのＮＡが０．６０の仕様である光ヘッドＢを用いて、上記のようにして作製した光ディスクの再生性能を評価した。【０１２８】
まず、作製した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＡを用いて第１の記録層の再生を試みた。第１の記録層からの反射率はグルーブ部で１７％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、サーボ動作を安定して行うことができた。引き続き、情報をトラックに記録したが、そのトラックから得た再生信号は良好であり、ＰＲＭＬ信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。【０１２９】
引き続き、作製した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＢを用いて第２の記録層の再生を試みた。第２の記録層からの反射率は凹凸ピットのない平坦部で１９％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、サーボ動作を安定して行うことができた。ディスクの凹凸ピットからの再生信号は良好であり、２値化信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。【０１３０】
他の実施例として、例えば、第１の記録層が再生専用のＲＯＭの場合、ディスクの凹凸ピット部分に誘電体材料の薄膜を形成することも可能である。本発明の２層構成では、波長λ１に対して所望の反射率を持たせるとともに、波長λ２に対して一定の透過率を持たせるように誘電体材料を選定し、その膜厚も調整する。図１１は、第１のレーザ光の波長λ１が４０５ｎｍ、第２のレーザ光の波長λ２が６５０ｎｍである場合、誘電体としてスパッタ法により形成したＳｉ膜を選定したときの波長λ１に対する反射率と波長λ２に対する透過率の膜厚依存性を示す特性図である。形成したＳｉ膜は、波長λ２における光学定数が（４．５２，０．１５）であり、ほとんど吸収がないので、透過率を比較的大きくすることができ、逆に波長λ１における光学定数が（４．０，１．５）であるので、一定の反射率を確保することができる。例えば、膜厚を１３ｎｍ程度とすれば、波長λ１の反射率が３０％程度となり、波長λ２の透過率は５０％程度となるので、支障なく第２の記録層に対してデータの記録又は再生を行うことができる。この他の実施例の構成において、Ｓｉ膜に替わる膜として、Ｇｅ、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、窒化ゲルマニウム(ＧｅＮｘ)、水素化シリコン（ＳｉＨ）、水素化ゲルマニウム(ＧｅＨ）、酸窒化シリコン、酸窒化ゲルマニウムなど、屈折率が比較的大きく、かつ、波長λ１とλ２において、吸収係数に差がある誘電体を使用できる。【０１３１】
上述の実施例では、各波長用に形成した記録層はそれぞれ単層であるが、各波長において、より大容量化を図るためには、各波長用に形成した記録層を更に複数の記録層からなる形態とすることも可能である。例えば、図１２に示すように、波長λ１のレーザ光を用いて記録又は再生する第１の記録層１０１は単層構成とし、波長λ２のレーザ光で記録又は再生する第２の記録層１０２を中間層１０３−１および新たな中間層１０３−２を介して２層構成とすることもできる。【０１３２】
なお、本発明の上記実施例では、レーザ光入射させる基板側から第１の記録層、第２の記録層を積層する構成を示したが、以下に示すように、この積層の形態は基板側から第２の記録層、第１の記録層を順次積層する構成であってもよい。また、２層以上の層を形成する場合であっても本発明は適用できることは勿論である。
【実施例５】
【０１３３】
波長λ１を４０５ｎｍ、ＮＡ１を０．６５、波長λ２を６５０ｎｍ、ＮＡ２を０．６０として、図８Ｂに示した構成に相当する２層構成ＲＯＭディスクを作成した。まず、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍの第１のポリカーボネート基板、つまり、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された基板を射出成形により作成した。トラックピッチは０．７４μｍ、最短ピット長は０．４０μｍとした。次に、スパッタ法によりこの凹凸ピット上にＡｇを１１ｎｍ厚成膜して第２の記録層とした。次に、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍの第２のポリカーボネート基板、つまり、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された基板を射出成形により作成した。この基板ではトラックピッチは０．４０μｍ、最短ピット長は０．２０μｍとし、第１の基板とは逆の螺旋状トラックとした。次に、スパッタ法によりこの凹凸ピット上にＡｌ-Ｔｉ合金薄膜を１００ｎｍ厚成膜して第１の記録層とした。この後、中間層として紫外線硬化樹脂を第１の基板のＡｇ薄膜上に展開し、２０μｍ厚となるようスピン塗布法によって形成し、第２の基板のＡｌ-Ｔｉ薄膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた。この後、硬化用紫外線を第１の基板側から照射して樹脂を硬化させた。【０１３４】
次に、レーザ波長４０５ｎｍ、集光レンズＮＡ０．６５の仕様である光ヘッドＡと、レーザ波長６５０ｎｍ、集光レンズＮＡ０．６０の仕様である光ヘッドＢを用いて、作成した光ディスクの再生性能を評価した。【０１３５】
まず、作成した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＢを用いて第２の記録層の再生を試みた。第２の記録層に形成したＡｇ反射膜からの反射率は、凹凸ピットのない平坦部で４２％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、安定したサーボ動作が可能であった。ディスクの凹凸ピットからの再生信号は良好であり、ＰＲＭＬ信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。【０１３６】
引き続き、作成した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＡを用いて第１の記録層の再生を試みた。第１の記録層からの反射率は凹凸ピットのない平坦部で３９％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、安定したサーボ動作が可能であった。ディスクの凹凸ピットからの再生信号は良好であり、２値化信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。
【実施例６】
【０１３７】
波長λ１を４０５ｎｍ、ＮＡ１を０．６５、波長λ２を６５０ｎｍ、ＮＡ２を０．６０として、図８Ｂに示した構成に相当する２層構成ディスクを作成した。まず、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍの第１のポリカーボネート基板、つまり、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された基板を射出成形により作成した。トラックピッチは０．７４μｍ、最短ピット長は０．４０μｍとした。次に、スパッタ法によりこの凹凸ピット上にＡｇを１１ｎｍ厚成膜して第２の記録層とした。次に、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍの第２のポリカーボネート基板、つまり、表面にグルーブ溝が螺旋状に形成された基板を射出成形により作成した。この基板ではトラックピッチは０．４０μｍとし、第１の基板とは逆の螺旋状トラックとした。次に、スパッタ法により、このグルーブ溝上にＡｌ-Ｔｉの積層反射膜（１００ｎｍ厚）、ＺｎＳ-ＳｉＯ2保護膜（20nm厚）、ＧｅＳｂＴｅ相変化記録膜（15nm厚）、ＺｎＳ-ＳｉＯ2保護膜（５５ｎｍ厚）を順次積層して第１の記録層とした。この後、中間層として紫外線硬化樹脂を第１の基板のＡｇ薄膜上に展開し、２０μｍ厚となるようスピン塗布法によって形成し、第２の基板の保護膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた。この後、硬化用紫外線を第１の基板側から照射して樹脂を硬化させた。【０１３８】
次に、レーザ波長４０５ｎｍ、集光レンズＮＡ０．６５の仕様である光ヘッドＡと、レーザ波長６５０ｎｍ、集光レンズＮＡ０．６０の仕様である光ヘッドＢを用いて、作成した光ディスクの再生性能を評価した。【０１３９】
まず、作成した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＢを用いて第２の記録層の再生を試みた。第２の記録層に形成したAg反射膜からの反射率は凹凸ピットのない平坦部で４２％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、安定したサーボ動作が可能であった。ディスクの凹凸ピットからの再生信号は良好であり、ＰＲＭＬ信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。【０１４０】
引き続き、作成した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＡを用いて第１の記録層への記録再生を試みた。第１の記録層からの反射率はグルーブ溝部で５％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、安定したサーボ動作が可能であった。また、データを記録したトラックからの再生信号は良好であり、２値化信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。
【実施例７】
【０１４１】
波長λ１を４０５ｎｍ、ＮＡ１を０．６５、波長λ２を６５０ｎｍ、ＮＡ２を０．６０として、図８Ｂに示した構成に相当する２層構成ディスクを作成した。まず、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍの第１のポリカーボネート基板、つまり、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された基板を射出成形により作成した。トラックピッチは０．７４μｍ、最短ピット長は０．４０μｍとした。次に、スパッタ法によりこの凹凸ピット上にAgを11nm厚成膜して第２の記録層とした。次に、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍの第２のポリカーボネート基板、つまり、表面にグルーブ溝が螺旋状に形成された基板を射出成形により作成した。この基板ではトラックピッチは０．４０μｍとし、第１の基板とは逆の螺旋状トラックとした。次に、スパッタ法によりこのグルーブ溝上に追記型記録層としてＡｌ-Ｔｉ反射膜、ＺｎＳ-ＳｉＯ2保護膜、ＧｅＴｅ記録膜、ＺｎＳ-ＳｉＯ2保護膜を順次積層して第１の記録層とした。この後、中間層として紫外線硬化樹脂を第１の基板のＡｇ薄膜上に展開し、２０μｍ厚となるようスピン塗布法によって形成し、第２の基板の記録層形成側を重ねる形で両基板を貼り合わせた。この後、硬化用紫外線を第１の基板側から照射して樹脂を硬化させた。【０１４２】
次に、レーザ波長４０５ｎｍ、集光レンズＮＡ０．６５の仕様である光ヘッドＡと、レーザ波長６５０ｎｍ、集光レンズＮＡ０．６０の仕様である光ヘッドＢを用いて、作成した光ディスクの再生性能を評価した。【０１４３】
まず、作成した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＢを用いて第２の記録層の再生を試みた。第２の記録層に形成したＡｇ反射膜からの反射率は凹凸ピットのない平坦部で４２％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、安定したサーボ動作が可能であった。ディスクの凹凸ピットからの再生信号は良好であり、ＰＲＭＬ信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。【０１４４】
引き続き、作成した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＡを用いて第１の記録層への記録再生を試みた。第１の記録層からの反射率はグルーブ溝部で８％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、安定したサーボ動作が可能であった。また、情報を記録したトラックからの再生信号は良好であり、２値化信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。
【実施例８】
【０１４５】
波長λ１を４０５ｎｍ、ＮＡ１を０．６５、波長λ２を６５０ｎｍ、ＮＡ２を０．６０として、図８Ｂに示した構成に相当する２層構成ディスクを作成した。まず、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍの第１のポリカーボネート基板、つまり、表面にグルーブ溝が螺旋状に形成された基板を射出成形により作成した。トラックピッチは０．７４μｍとした。次に、スパッタ法によりこのグルーブ溝上に第２の記録層として、ＺｎＳ-ＳｉＯ2下部保護膜(７０ｎｍ厚)、ＧｅＳｂＴｅ相変化記録膜（５ｎｍ厚）、ＺｎＳ-ＳｉＯ2上部保護膜（４０ｎｍ厚）、Ａｇ反射膜（１０ｎｍ厚）、ＴｉＯ2干渉膜（２０ｎｍ厚）を順次積層した。【０１４６】
次に、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍの第２のポリカーボネート基板、つまり、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された基板を射出成形により作成した。この基板ではトラックピッチは０．４０μｍ、最短ピット長は０．２０μｍとし、第１の基板とは逆の螺旋状トラックとした。次に、スパッタ法により、この凹凸ピット上にＡｌ-Ｔｉ合金薄膜を２００ｎｍ厚成膜して第１の記録層とした。この後、中間層として紫外線硬化樹脂を第１の基板のＴｉＯ2干渉膜上に展開し、２０μｍ厚となるようスピン塗布法によって形成し、第２の基板のＡｌ-Ｔｉ薄膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた。この後、硬化用紫外線を第１の基板側から照射して樹脂を硬化させた。【０１４７】
次に、レーザ波長４０５ｎｍ、集光レンズＮＡ０．６５の仕様である光ヘッドＡと、レーザ波長６５０ｎｍ、集光レンズＮＡ０．６０の仕様である光ヘッドＢを用いて、作成した光ディスクの再生性能を評価した。【０１４８】
まず、作成した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＢを用いて第２の記録層の再生を試みた。第１の記録層からの反射率はグルーブ溝部で８％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、安定したサーボ動作が可能であった。引き続き、情報をトラックに記録したが、そのトラックから得た再生信号は良好であり、ＰＲＭＬ信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。【０１４９】
引き続き、作成した光ディスクの第１の基板側から光ヘッドＡを用いて第１の記録層の再生を試みた。第１の記録層からの反射率は凹凸ピットのない平坦部で２１％であり、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、安定したサーボ動作が可能であった。ディスクの凹凸ピットからの再生信号は良好であり、２値化信号処理を行うことにより、十分低い誤り率での再生が確認できた。【０１５０】
他の実施例として、例えば、第２の記録層が再生専用のＲＯＭの場合、ディスクの凹凸ピット部分に誘電体材料の薄膜を形成することも可能である。誘電体材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、窒化シリコン（ＳｉＮx）、窒化ゲルマニウム(GeNx)、水素化シリコン（SiH）、水素化ゲルマニウム、酸窒化シリコン、酸窒化ゲルマニウムなど、比較的屈折率が大きく、かつ、波長λ１とλ２において、吸収係数に差がある誘電体が使用できる。
【実施例９】
【０１５１】
実施例５に相当する図８Ｂの構成において、製造容易性の検討の一環として、中間層１０３の厚さ許容値を評価した。【０１５２】
前述したように、中間層に許容される厚さの最大値は、集光レンズの収差条件から決まる。集光レンズに許容される球面収差Ｗ４０をλ／４とすると、
Ｗ４０＝｛（ｎ２−１）（ＮＡ）４／８ｎ3｝×Δｄ            （２）
であるので、
Δｄ＜λ×２ｎ３／｛（ｎ２−１）×ＮＡ４｝              （３）
となる。例えば、λ＝６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６０、ｎ＝１．５６のときには、Δｄ＜２６．６μｍとなる。【０１５３】
しかしながら、記録密度が緩い第２の記録層への記録再生においては、この収差条件を多少緩和させても良好な記録再生が実現できる可能性があり、その場合は中間層厚さの上限を厚めに設定でき、ディスク製造上のマージンが拡がる。【０１５４】
例えば、集光レンズに許容される球面収差Ｗ４０をλ／３とすると、
Δｄ＜λ×（８／３）×ｎ３／｛（ｎ２−１）×ＮＡ４｝      （６）
となり、λ＝６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６０、ｎ＝１．５６のときには、Δｄ＜３５．５μｍとなる。【０１５５】
そこで、波長λ１を４０５ｎｍ、ＮＡ１を０．６５、波長λ２を６５０ｎｍ、ＮＡ２を０．６０として、中間層の厚さを変えた図８Ｂに示した構成に相当する２層構成ＲＯＭディスクを複数枚作成し、評価した。【０１５６】
まず、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５５ｍｍ、０．５６ｍｍ、０．５７ｍｍ、０．５８ｍｍの４種類の厚さの第１のポリカーボネート基板、つまり、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された基板を射出成形により作成した。トラックピッチは０．７４μｍ、最短ピット長は０．４０μｍとした。【０１５７】
次に、スパッタ法によりこの凹凸ピット上にＡｇを１１ｎｍ厚成膜して第２の記録層とした。次に、外径１２０ｍｍ、基板厚さ０．５９ｍｍの第２のポリカーボネート基板、つまり、表面に凹凸ピットが螺旋状に形成された基板を射出成形により作成した。この基板ではトラックピッチは０．４０μｍ、最短ピット長は０．２０μｍとし、第１の基板とは逆の螺旋状トラックとした。次に、スパッタ法によりこの凹凸ピット上にＡｌ−Ｔｉ合金薄膜を１００ｎｍ厚成膜して第１の記録層とした。【０１５８】
この後、中間層として紫外線硬化樹脂を第１の基板のＡｇ薄膜上に展開し、各第１のポリカーボネート基板に対して、表１に示す厚さとなるようスピン塗布法によって形成し、第２の基板のＡｌ−Ｔｉ薄膜側を重ねる形で両基板を貼り合わせた。この後、硬化用紫外線を第１の基板側から照射して樹脂を硬化させた。これらのディスクにおいては、第１の記録層までの（基板＋中間層）合計の厚さはいずれも０．６１ｍｍとしたので、第１の記録層の記録再生に係る収差の影響はほぼ一定であると見なせる。【０１５９】
【表１】
2006062036.tif 000002
次に、レーザ波長６５０ｎｍ、集光レンズＮＡ０．６０の仕様である光ヘッドＢを用いて、作成した光ディスクの第１の基板上に形成されている第２の記録層について再生性能を評価した。【０１６０】
いずれのディスクにおいても、十分なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が得られ、安定したサーボ動作が可能であった。ディスクの凹凸ピットからの再生信号ジッタは、表１に示すように、中間層厚さが60μmであるディスク以外は許容値である８％以下であり、十分低い誤り率での再生が確認できた。しかしながら、中間層厚さが６０μｍのディスクではジッタが高く、良好な再生には至らなかった。【０１６１】
以上の測定評価から、記録密度が緩い記録層の記録再生については、収差条件を多少緩和させて中間層を厚めに設定しても、良好な記録再生が実現できることが確認できた。
【図１Ａ】
2006062036.tif 000003
【図１Ｂ】
2006062036.tif 000004
【図１Ｃ】
2006062036.tif 000005
【図２】
2006062036.tif 000006
【図３】
2006062036.tif 000007
【図４Ａ】
2006062036.tif 000008
【図４Ｂ】
2006062036.tif 000009
【図５】
2006062036.tif 000010
【図６Ａ】
2006062036.tif 000011
【図６Ｂ】
2006062036.tif 000012
【図７Ａ】
2006062036.tif 000013
【図７Ｂ】
2006062036.tif 000014
【図８Ａ】
2006062036.tif 000015
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
2006062036.tif 000018
【図１０Ａ】
2006062036.tif 000019
【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2006062036.tif 000023
【国際調査報告】
2006062036.tif 000024
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