光ディスク装置および多層光ディスク
【課題】ＳＩＬを用いた光ディスク装置において、多層光ディスクの記録容量を可能な限りおおきくする。
【解決手段】多層光ディスクの光ビームの入射側に近い情報層ほど集光する光ビームのスポットサイズを小さくして記録再生をおこなう。
【解決手段】多層光ディスクの光ビームの入射側に近い情報層ほど集光する光ビームのスポットサイズを小さくして記録再生をおこなう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報層に対する光ビームの集光が、ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）を有する光学ヘッドによってなされる、多層光ディスクを駆動する光ディスク装置および多層光ディスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクの高密度化へのアプローチとして、対物レンズとソリッドイマージョンレンズ（以下ＳＩＬと記す）を組合せて、高い開口数を得る集光系が構成された光ヘッドを用いるものが提案されている。
【０００３】
この方式（以下ＳＩＬ方式）は、ＳＩＬおよび光ディスクの保護層に高屈折率（１．８から２．０程度）の材料を用い、ギャップ制御をおこなってＳＩＬと光ディスク保護層のギャップを２５ｎｍ程度の微小な値に近接させることによって得られるＳＩＬからの出射光により、記録再生をおこなうものであって、図８はＳＩＬ方式による記録再生をおこなうための光ディスクを含めた光学系の基本的な構成を示したものである。
【０００４】
図８において、光ディスク１０１は基板３００、カバー層１１１、情報層１１２で構成されており、固定具１０４で連結されているＳＩＬ１０２と対物レンズ１０３により、光ビーム１５０を前記光ディスク１０１の情報層１１２に集光させている。
【０００５】
また１０５は、光ディスク１０１の樹脂材料からなるカバー層１１１の表面とＳＩＬ１０２の光出射面とのギャップであり、２５ｎｍ程度の大きさに制御されているものである。
【０００６】
なお、ギャップ１０５の制御方法またはその制御装置の構成については特許文献１にその一例が詳細に記されているため、ここでの説明は省略する。
【０００７】
一方、１２０は光源であり、その出射光はコリーメートレンズ２０１により平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ２０２を介することにより、前述した光ビーム１５０となる。
【０００８】
なお、偏光ビームスプリッタ２０２は光ディスク１０１からの反射光を、レンズ１８１を介して再生信号を得るための光電変換部（ディテクタ）１２１に入射させる。また図８に示すように偏光ビームスプリッタ２０２をλ／４板１８０と光源１２０で挟んで配置することにより、光源への戻り光を遮断することができる。
【０００９】
なお、光電変換部（ディテクタ）１２１は、トラッキング誤差信号、ＲＦ信号、および前述したギャップ制御のためのギャップ誤差信号を生成するために設けられたものであり、必要なトラッキング誤差信号を合成するため、適宜分割されて構成されている場合もあり、あるいは複数の独立したディテクタより構成されている場合もある。
【００１０】
以上のように構成された光学系により、ＳＩＬ１０２によって光ビームが集光され、光ディスクの情報層に照射された光ビームのスポットサイズの一例について、本件発明者らが検討した結果を述べると、図８における対物レンズ１０３の開口数を０．４２、ＳＩＬ１０２の屈折率を２．００としたとき、対物レンズ１０３とＳＩＬ１０２とを組合せて算出される実効的な開口数は、１．７０となってそのときのスポットサイズは０．１４μｍとなる。一方、ＢＤ（Ｂｌｕ-Ｒａｙ Ｄｉｓｃ）におけるスポットサイズをＢＤ規格に規定されている緒元より算出すると０．２８０μｍとなって、前述したＳＩＬ方式におけるスポットサイズはＢＤの場合の２分の１となり、従って、単位面積あたりの記録容量、即ち、記録密度は４倍に向上させることができる。
【００１１】
また、さらに記録容量を向上させるための手立てとしては、ＤＶＤやＢＤ（Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ）ですでに商品化がなされている情報層の２層化が施された２層ディスクがあり、最近では３層以上の情報層を有する多層構造の光ディスクも提案されている。
【００１２】
従って、前述したＳＩＬを備えた光学系と光ディスクの情報層の多層化の手立てを組合せることにより、光ディスクの有する記録容量を飛躍的に増大させることが可能となる。
【特許文献１】特開２００２−３１９１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述したようにＳＩＬを用いた集光系により記録密度を増加させ、加えて多層化による更なる記録容量の増大を図るとすると以下の課題が生じる。
【００１４】
図９は、入射ビーム１５２が光ディスク１０１に対する入射角βで入射し、入射ビーム１５２の入射側に最も近い情報層（以下最上情報層）１１２-１に集光させたしたときの状況を示していて、光の波長をλ、ＳＩＬ１０２と光ディスク１０１のカバー層１００の屈折率をｎで等しいとすれば、そのスポットサイズΦ１は［式１］となる。
【００１５】
［式１］Φ１＝０．６ｘλ／（ｎｘｓｉｎβ）
また、［式１］より入射ビーム１５２が光ディスク１０１に対する入射角βが大きいほど、スポットサイズが小さくなることは明らかであり、最上情報層１１２-１に集光させるために必要な入射角βは、光ディスク１０１が有する情報層に集光させるための入射角のうち最大の入射角である。
【００１６】
つまり、［式１］で示したスポットサイズΦ１は、光ディスク１０１が有する情報層に集光するスポットサイズのなかで、最小のスポットサイズとなる。
【００１７】
従って、［式１］に示したスポットサイズΦ１が、最下情報層１１２-２に光ビームを集光させた場合においても得られれば、光ディスク１０１が有するすべての情報層に対して、最小のスポットサイズΦ１に適合する記録容量を得ることができ、当該光ディスク１枚の記録容量を最大とすることが可能となる。
【００１８】
しかしながら、その場合は、図１０に示すように、図９と同様の入射角βで入射ビーム１５２を入射させ、最下情報層１１２−２に集光させることになり、入射ビーム１５２は最下情報層１１２−２にて反射し、反射ビーム１５１となるが、図９に示す状況とは異なり、光ディスク１０１のカバー層１１１を出た後の反射ビーム１５１は、ＳＩＬ１０２に戻らなくなる状況が発生する。
【００１９】
この事実は、光学的な説明は省略するが、最下情報層１１２−２に対して記録再生を試みるとき、トラッキング誤差信号やＲＦ信号等の記録再生に必要な信号の検出が不可能となることを示しており、光ディスク１０１の有するすべての情報層に対して、最小のスポットサイズを適用することが不可能なことを示している。
【００２０】
この状況を回避するための手段として、ＳＩＬ１０２の光出射面、即ち、ＳＩＬ１０２が光ディスク１０１のカバー層１１１とギャップ１０５を介して向かい合う面の径を大きくすることが考えられる。しかし、図９、図１０に示すＳＩＬ１０２の光出射面の径を４０μｍとしたとき、光ディスク１０１とＳＩＬ１０２との衝突を考慮したときのディスク傾きの許容値は、ギャップ１０５を前述したように２５ｎｍ程度と仮定して算出すると０．０７度と極めて小さい値となるため、ＳＩＬ１０２の光出射面の径をさらに大きくすることは、ディスク傾きの許容値はさらに小さくする方向となって好ましくない。
【００２１】
一方、図１１は、入射ビーム１５１が、先に説明した光ディスク１０１に対する入射角βより小さい入射角β´で光ディスク１０１に入射し、入射ビーム１５１の入射側に最も遠い情報層（以下最下情報層）１１２-２に集光させたときの状況を示していて、光の波長をλとし、ＳＩＬ１０２と光ディスク１０１のカバー層１１１の屈折率をｎで等しいとすれば、そのスポットサイズΦ２は［式２］となって、β＞β´であるのでスポットサイズの大小関係がΦ１＜Φ２となる。
【００２２】
［式２］Φ２＝０．６ｘλ／（ｎｘｓｉｎβ´）
また、図１２は入射ビーム１５１が光ディスク１０１に対する入射角β´で入射し、最上情報層１１２-１に集光させたときの状況を示していて、そのときに最上情報層１１２-１において得られるスポットサイズは上述したΦ２に等しい。
【００２３】
もちろん、この場合には、図１０に示すように、最上情報層１１２-１で反射した反射ビーム１５１が、ＳＩＬ１０２に戻らないという状況は発生せず、記録再生時には、トラッキング誤差信号やＲＦ信号等の記録再生に必要な信号の検出が正しく行なわれることとなる。
【００２４】
しかしながら、先に説明したように、最上情報層１１２−１ではスポットサイズを最小とすることが可能であるにもかかわらず、それより大きいΦ２としているため最上情報層１１２−１での記録容量はスポットサイズΦ２で制限されることになり、その記録容量を十分に大きくとることができなくなって、ＳＩＬ方式を用いた光ディスクの多層化による大容量化の効果としては不十分と言わざるを得ない。
【００２５】
以上説明したように、光ディスクの記録容量の増大を図るため、より小さいスポットサイズを光ディスクの有するすべての情報層に適用すれば、光ビームの入射側より遠い情報層の記録再生に支障をきたす状況が発生し、より大きいスポットサイズの適用は、光ディスクの多層化による大容量化の効果を十分に得ることができないこととなる。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決するため、本発明の光ディスク装置は少なくとも光源とソリッドイマージョンレンズを含む集光系と、多層光ディスクに設けられた情報層によって反射された光を電気信号に変換するための光電変換部と、前記光源より出射された光ビームが前記多層光ディスクの有する情報層に集光したときのスポットサイズを可変とするためのスポットサイズ調整部を有する光ヘッドを有し、前記多層光ディスクの、前記光ビームの入射側に近い情報層ほど、集光される前記光ビームの前記スポットサイズを小さくして記録再生を行うことを特徴とした光ディスク装置である。
【００２７】
また、本発明の光ディスクは前記光ディスク装置によって記録再生がなされる多層光ディスクであって、前記光ビームの入射側に近い情報層ほどトラックピッチが小さいことを特徴とした多層光ディスクである。
【００２８】
また、本発明の光ディスクは前記光ディスク装置によって再生される多層光ディスクであって、前記光ビームの入射側に近い情報層ほど前記光ビームの走査方向に形成されるマークの長さ及び幅が短いことを特徴とした多層光ディスクである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の光ディスクおよび光ディスク装置によれば、多層化された光ディスクの各々の情報層毎に記録密度が最大となるように記録再生が行われるため、光ディスク一枚あたりの記録容量を最大とすることができる。
【００３０】
また、一枚あたりの記録容量が最大となるような多層構造を有する多層光ディスクの提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ディスク装置の構成を示している。
【００３３】
図１では光ディスク１０１を多層構造化して図示し、最上情報層と最下情報層をそれぞれ１１２−１、１１２-２とし、最上情報層１１２−１と最下情報層１１２-２の間にカバー層１００と同様の材料で充填された中間層２０３を記している。
【００３４】
なお、基板３００は図８に示したものと同様である。
【００３５】
また、図１の光ディスク１０１では簡単のため、情報層としては最上情報層１１２−１と最下情報層１１２-２のみで構成された２層構造の光ディスクとしている。
【００３６】
図１において１０１は光ディスク、１０２はＳＩＬ、１０３は対物レンズであり、ＳＩＬ１０２と対物レンズ１０３は固定具１０４で連結されている。
【００３７】
また、１０５は光ディスク１０１とＳＩＬ１０２のギャップであり、１０７はトラッキング制御用アクチュエータ、１０８はギャップ制御用アクチュエータであり、ＳＩＬ１０２と対物レンズ１０３は、固定具１０４と一体となって構成されている。
【００３８】
次に凸レンズ１０９と凹レンズ１１０の作用について図２および図３を用いて説明する。
【００３９】
図２は、光ディスク１０１の最下情報層１１２−２に集光する光ビーム１５０が適切なスポットサイズとなるように図１に示す凸レンズ１０９、凹レンズ１１０、Ｓ１Ｌ１０２、対物レンズ１０３が配置されている状況を示している。
【００４０】
なお、詳細は後述するが、凹レンズ１１０は紙面上下方向に移動可能である。
【００４１】
この状況下での光ディスク１０１に対する光ビーム１５０の入射角は図１１および図１２で説明したβ´であり、そのときのスポットサイズは［式２］で示したΦ２である。
【００４２】
図２に示す状況下では、本件発明者らが検討したところによると、ＳＩＬ１０２の屈折率を２．０７、光ディスク１０１のカバー層１１１および中間層２０３の屈折率を１．９０、光ディスク１０１のカバー層１１１の厚みを１０μｍ、中間層２０３の厚みを５μｍ、即ち、光ディスク１０１の表面より最下情報層１１２-２までの距離を１５μｍとしたとき、最下情報層１１２-２上でのスポットサイズΦは略０．１６０μｍとなる。
【００４３】
また図３は図２に示す状況から、凹レンズ１１０を光軸方向に凸レンズ１０９に適宜近づけたときの状況を示したものであり、図２と比較して光ビーム１５０の幅は凹レンズ１１０より光ディスク１０１側で拡大され、最上情報層１１２-１に集光する光ビーム１５０が適切なスポットサイズとなっている。
【００４４】
この状況下での光ディスク１００に対する光ビーム１０５の入射角は図９および図１０で説明したβであり、そのときのスポットサイズは［式１］で示したΦ１である。
【００４５】
本件発明者らが検討したところによると、図３に示す状況下では、ＳＩＬ１０２の屈折率、光ディスク１０１のカバー層１１１の屈折率、光ディスク１の表面より最上情報層１１２-１までの距離、即ち光ディスク１０１のカバー層１１１の厚みを図２の場合と同様としたとき、最上情報層１１２-１上でのスポットサイズΦ１は略０．１４０μｍとなって、前述した最下情報層１１２-２でのスポットサイズΦ２の略０．８７５倍となる。
【００４６】
つまり、凸レンズ１０９と凹レンズ１１０の両者の距離の増減は、光ビーム１５０のビーム幅を拡大、縮小し、光ビーム１５０が集光する各々の情報層でのスポットサイズの大きさを可変とすることができることを意味する。
【００４７】
また、図１に示すように凹レンズ１１０は可動ステージ１１３に固定され、可動ステージ１１３は送りねじ１１４を介してステッピングモータ１１５に連結されていて、ＣＰＵ２００より供給される駆動パルス１１８により駆動される。
【００４８】
従って、最下情報層１１２-２あるいは最上情報層１１２-１に光ビーム１５０を集光させ、各々の情報層で所定のスポットサイズを得るためには、上述したようにＣＰＵ２００よりステッピングモータ１１４に対して必要な数の駆動パルス１１８供給し、凸レンズ１０９と凹レンズ１１０を適切な位置関係に設定すればよい。
【００４９】
以上より、凸レンズ１０９とＣＰＵ２００より供給される駆動パルス１１８により駆動されるステッピングモータ１１５、および送りねじ、可動ステージ１１３、凹レンズ１１０はスポットサイズ調整部を構成していることになる。
【００５０】
以上、説明したように、実施の形態１では、上述したスポットサイズ調整部を作用させることにより、光ディスク１０１の最上情報層１１２-１に照射する光ビームのスポットサイズを最下情報層１１２-２のそれより小さくすることが可能となり、記録再生もそれらのスポットサイズ用いておこなわれることになる。
【００５１】
従って、実施の形態１においては、光ディスク１０１の最下情報層１１２−２より最上情報層１１２−１の記録密度を高めることが可能となり、前述した最下情報層１１２−２でのスポットサイズ０．１６０μｍから計算した最下情報層１１２−２が有する記録容量は略７８ＧＢとなり、最上情報層１１２−１でのスポットサイズ０．１４０μｍから計算した最上情報層１１２−１が有する記録容量は略１０１ＧＢとなって、実施の形態１における２層構造の多層光ディスク１枚あたりの記録容量は１７９ＧＢとなって、二つの情報層でのスポットサイズを最下情報層１１２−２でのスポットサイズ０．１６０μｍに統一して記録再生を行う場合の多層光ディスク１枚あたりの記録容量１５６ＧＢに対し、略１．１５倍の記録容量とすることができる。
【００５２】
また、図２、図３に示す状況から明らかなように、最下情報層１１２−２からの反射光はＳＩＬ１０２の光出射面に戻っており、先に課題として説明したようなトラッキング誤差信号やＲＦ信号等の記録再生に必要な信号の検出が不可能となることはない。
【００５３】
なお、上述した記録容量は、光ディスク１０１と光ビーム１５０の相対走査速度と記録信号の有する周波数を適宜設定し、各々の情報層でのスポットサイズに適合したマーク長を有するマークを各々の情報層に形成することにより得られる。
【００５４】
なお、図１によれば、前述した記録信号は記録パルス列１６３として示されており、データ化された記録情報１６０、記録信号の周波数を含む記録条件データ１６１、記録制御指令、即ち記録ＯＮ／ＯＦＦ指令１６２がＣＰＵ２００より記録制御回路１３６に供給されており、さらに記録パルス列１６３は光源１２０に対して供給され、強度変調された光ビーム１５０が光源１２０より出力される。
【００５５】
本件発明者らが検討したところによると、最下情報層１１２−２のスポットサイズ０．１６０μｍに適合した最短マーク長は略０．０８５μｍであり、最上情報層１１２−１のスポットサイズ０．１４０μｍに適合した最短マーク長は略０．０７４μｍであって、そのような各々のマーク長が得られるように前述した光ディスク１０１と光ビーム１５０の相対走査速度を決定し、記録信号の有する周波数を選択して記録条件設定データ１６１に設定した。
【００５６】
なお、光ディスク１０１と光ビーム１５０の所望の相対走査速度を得るには、図１に示すように、所定の相対走査速度データ１４２をＣＰＵ２００よりスピンドルモータ制御回路１４０に対して設定し、光ディスク１０１に連結したスピンドルモータ１４１を駆動する。
【００５７】
また、凹レンズ１１０を移動し、記録再生の対象となる情報層上で所望のスポットサイズに集光したか否かは、実施の形態１では、図４に示すように、図１におけるディテクタ１２１の出力信号１２２よりトラッキング誤差信号生成回路１２５で合成されたトラッキング誤差信号１３０を観測し、その振幅が実線で示すような低レベル状態から、破線で示すような最大レベルとなることをもって記録再生の対象となる情報層上で所望のスポットサイズに集光したと判定した。
【００５８】
なお、図１に示すようにトラッキング誤差信号１３０をＣＰＵ２００に入力し、その観測機能をＣＰＵ２００に包含させることにより、トラッキング誤差信号１３０最適な状態をＣＰＵ２００に判定させることも可能である。
【００５９】
なお、図１におけるギャップ誤差信号生成回路１２４は、光電変換部１２１の出力信号１２２を受け、所定の手順によりギャップ誤差信号１２９を生成し、ギャップ制御回路１３４により適宜処理されることによって、ギャップ制御用アクチュエータ１０８の駆動電流１３８を生成してギャップ制御を成立させる。
【００６０】
なお、ギャップ制御のＯＮ−ＯＦＦ指令１４３はＣＰＵ２００よりギャップ制御回路１３４に供給される。
【００６１】
また、図１におけるトラッキング誤差信号生成回路１２５は、光電変換部１２１の出力信号１２２を受け、所定の手順によりトラッキング誤差信号１３０を生成し、トラッキング制御回路１３５により適宜処理されることによって、トラッキング制御用アクチュエータ１０７の駆動電流１３９を生成してトラッキング制御を成立させる。
【００６２】
なお、トラッキング制御のＯＮ−ＯＦＦ指令１４４はＣＰＵ２００よりトラッキング制御回路１３５に供給される。
【００６３】
また、図１におけるＲＦ信号生成回路１２７は光電変換部１２１の出力信号１２２を受け、所定の手順によりＲＦ信号１３２を生成し、再生信号処理回路２０４により再生データ２０５の生成と再生クロック２０６の抽出を行う。
【００６４】
なお、再生データ２０５の生成と再生クロック２０６は、たとえば再生データ２０５が画像データであれば、ＣＰＵ２００に画像処理機能を設けることにより適切な画像処理が施されることになる。
【００６５】
また、本件発明者らが検討したところによると、最下情報層１１２−２のスポットサイズ０．１６０μｍに適合したトラックピッチは０．１８３μｍであり、最上情報層１１２−１でのスポットサイズ０．１４０μｍに適合したトラックピッチは０．１６０μｍである。
【００６６】
従って、本発明の実施の形態１における光ディスクは、最上情報層１１２−１のトラックピッチを最下情報層１１２−２より小さくした、即ち、光ビーム１５０の入射側に近い情報層ほどトラックピッチを小さくした多層光ディスクであり、その光ディスク１０１を図５に示す。
【００６７】
また、図６は、図５に示した光ディスク１０１のＡ−Ｂ間の断面図を示したものであって、先に説明したように、図６における最下情報層のトラックピッチ２５０は最下情報層１１２−２でのスポットサイズ０．１６０μｍに適合したトラックピッチの０．１８３μｍであり、最上情報層のトラックピッチ２５１は、最上情報層１１２−１のスポットサイズ０．１４０μｍに適合したトラックピッチの０．１６０μｍである。
【００６８】
また、本発明の実施の形態１における光ディスクは、図５に示す光ディスク１０１の最上情報層１１２−１に形成された最短マークのマーク長が最下情報層１１２−２に形成された最短マークのマーク長より短い多層光ディスクであり、最上情報層１１２−１と最下情報層１１２−２に形成された各々の情報層における最短マークのマーク列を図７に示す。
【００６９】
図７において、２５２は最下情報層１１２−２における最短マークのマーク列を示しており、２５３は最上情報層１１２−１における最短マークのマーク列を示していて、先に説明したように、最下情報層の最短マーク長２５４は最下情報層１１２−２でのスポットサイズ０．１６０μｍに適合した長さの０．０８５μｍであり、最上情報層の最短マーク長２５５は、最上情報層１１２−１でのスポットサイズ０．１４０μｍに適合した長さの０．０７４μｍである。
【００７０】
なお、実施の形態１では、光ディスク１０１の有する情報層に相変化型の材料を用い、レーザ光の照射による結晶状態の変化させることによる「マーク」を形成するものとしたが、再生専用型の光ディスクにおけるピットであっても、最上情報層１１２−１における最短ピット長は最下情報層１１２−２における最短ピット長より短くすることができる。
【００７１】
以上、説明したように、本発明の実施の形態１による光ディスク装置は、多層光ディスクの光ビームの入射側に近い情報層ほど集光させる光ビームのスポットサイズを小さくすることにより、記録密度を高める、即ち当該光ディスク１枚当たりの記録容量を大きくすることを可能とし、また本発明の実施の形態１による光ディスクは、光ビームの入射側に近い情報層ほど小さいスポットサイズに適合したディスク構造により、より大きな記録容量を実現することが可能な光ディスクである。
【００７２】
また、実施の形態１では、多層光ディスクとして２層構造の光ディスクを用いたが、３層以上の情報層を有する多層光ディスクの場合にも、前述したスポットサイズ調整部を適用し、最下情報層および最上情報層以外の中間の情報層にも、最下情報層より大きいスポットサイズ（最上情報層より小さいスポットサイズ）で光ビームを集光させることが可能であり、従って、その中間の情報層の記録容量も最下情報層の記録容量より大きくとることが可能となって、結果として３層以上の情報層を有する多層光ディスクの場合にもその多層光ディスク一枚当たりの記録容量を大きくすることができる。
【００７３】
また、実施の形態１における光ディスクは、最上情報層１１２−１と最下情報層１１２−２でマーク長あるいはピット長が異なって記録されているため、この両者の情報層の再生時における光ディスク１０１と光ビーム１５０の相対走査速度を同一にして再生処理を実行するという再生方法をとれば、以下に記す効果を得ることができる。
【００７４】
それは、図１における再生信号処理回路で適宜処理されて抽出された再生クロック２０６の有する周波数が、マーク長あるいはピット長が異なって記録されている最上情報層１１２−１と最下情報層１１２−２の再生時では異なるという事実に基づくものであり、実施の形態１の例では、最短マーク長が長い最下情報層１１２−２の再生時では周波数の低い再生クロック２０６が得られ、短マーク長が短い最上情報層１１２−１の再生時では周波数の高い再生クロック２０６が得られる。
【００７５】
従って、図１に示すように、再生クロック２０６をＣＰＵ２００に入力し、その周波数の計数機能をＣＰＵ２００に設けておけば、当該光ディスク装置の初期の起動時において、情報層の判別に特別な処理あるいは専用のハードウェアの増設を必要とすることなく、実際に再生している情報層が所望の情報層であるかどうかを即座に判定することができ、光ディスク装置が当該情報層に対してあらかじめ定められた処理、例えば当該情報層に対する記録条件データ（図１に１６１として示す）等の設定処理をすばやく実行することが可能となって、光ディスク装置の起動時間の短縮に貢献するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は多層光ディスクの光ビームの入射側に近い情報層ほど集光させる光ビームのスポットサイズを小さくすることにより、多層光ディスクの記録容量を大きくすることが可能な光ディスク装置と多層光ディスクを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態１の構成図
【図２】本発明のスポットサイズ調整部の作用を示す図
【図３】本発明のスポットサイズ調整部の作用を示す図
【図４】本発明のスポットサイズ調整部の調整指標を示すトラッキング誤差信号を示す図
【図５】本発明の光ディスクの説明図
【図６】本発明の光ディスクの説明図
【図７】本発明の光ディスクの説明図
【図８】従来の光ディスク装置（光学系）の構成図
【図９】従来の光ディスク装置の課題説明図
【図１０】従来の光ディスク装置の課題説明図
【図１１】従来の光ディスク装置の課題説明図
【図１２】従来の光ディスク装置の課題説明図
【符号の説明】
【００７８】
１０１ 光ディスク
１０２ ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）
１０３ 対物レンズ
１０５ ギャップ
１０９ 凸レンズ
１１０ 凹レンズ
１１１ カバー層
１１２−１ 最上情報層
１１２−２ 最下情報層
１１３ 可動ステージ
１１４ 送りねじ
１１５ ステッピングモータ
１２０ 光源
１２１ 光電変換部
１３０ トラッキング誤差信号
１５０ 光ビーム
１８０ λ／４板
１８１ レンズ
２００ ＣＰＵ
２０１ コリメートレンズ
２０２ 偏光ビームスプリッタ
２０３ 中間層
２５０ 最下情報層のトラックピッチ
２５１ 最上情報層のトラックピッチ
２５２ 最下情報層のマーク列
２５３ 最上情報層のマーク列
２５４ 最下情報層の最短マーク長
２５５ 最上情報層の最短マーク長
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報層に対する光ビームの集光が、ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）を有する光学ヘッドによってなされる、多層光ディスクを駆動する光ディスク装置および多層光ディスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクの高密度化へのアプローチとして、対物レンズとソリッドイマージョンレンズ（以下ＳＩＬと記す）を組合せて、高い開口数を得る集光系が構成された光ヘッドを用いるものが提案されている。
【０００３】
この方式（以下ＳＩＬ方式）は、ＳＩＬおよび光ディスクの保護層に高屈折率（１．８から２．０程度）の材料を用い、ギャップ制御をおこなってＳＩＬと光ディスク保護層のギャップを２５ｎｍ程度の微小な値に近接させることによって得られるＳＩＬからの出射光により、記録再生をおこなうものであって、図８はＳＩＬ方式による記録再生をおこなうための光ディスクを含めた光学系の基本的な構成を示したものである。
【０００４】
図８において、光ディスク１０１は基板３００、カバー層１１１、情報層１１２で構成されており、固定具１０４で連結されているＳＩＬ１０２と対物レンズ１０３により、光ビーム１５０を前記光ディスク１０１の情報層１１２に集光させている。
【０００５】
また１０５は、光ディスク１０１の樹脂材料からなるカバー層１１１の表面とＳＩＬ１０２の光出射面とのギャップであり、２５ｎｍ程度の大きさに制御されているものである。
【０００６】
なお、ギャップ１０５の制御方法またはその制御装置の構成については特許文献１にその一例が詳細に記されているため、ここでの説明は省略する。
【０００７】
一方、１２０は光源であり、その出射光はコリーメートレンズ２０１により平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ２０２を介することにより、前述した光ビーム１５０となる。
【０００８】
なお、偏光ビームスプリッタ２０２は光ディスク１０１からの反射光を、レンズ１８１を介して再生信号を得るための光電変換部（ディテクタ）１２１に入射させる。また図８に示すように偏光ビームスプリッタ２０２をλ／４板１８０と光源１２０で挟んで配置することにより、光源への戻り光を遮断することができる。
【０００９】
なお、光電変換部（ディテクタ）１２１は、トラッキング誤差信号、ＲＦ信号、および前述したギャップ制御のためのギャップ誤差信号を生成するために設けられたものであり、必要なトラッキング誤差信号を合成するため、適宜分割されて構成されている場合もあり、あるいは複数の独立したディテクタより構成されている場合もある。
【００１０】
以上のように構成された光学系により、ＳＩＬ１０２によって光ビームが集光され、光ディスクの情報層に照射された光ビームのスポットサイズの一例について、本件発明者らが検討した結果を述べると、図８における対物レンズ１０３の開口数を０．４２、ＳＩＬ１０２の屈折率を２．００としたとき、対物レンズ１０３とＳＩＬ１０２とを組合せて算出される実効的な開口数は、１．７０となってそのときのスポットサイズは０．１４μｍとなる。一方、ＢＤ（Ｂｌｕ-Ｒａｙ Ｄｉｓｃ）におけるスポットサイズをＢＤ規格に規定されている緒元より算出すると０．２８０μｍとなって、前述したＳＩＬ方式におけるスポットサイズはＢＤの場合の２分の１となり、従って、単位面積あたりの記録容量、即ち、記録密度は４倍に向上させることができる。
【００１１】
また、さらに記録容量を向上させるための手立てとしては、ＤＶＤやＢＤ（Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ）ですでに商品化がなされている情報層の２層化が施された２層ディスクがあり、最近では３層以上の情報層を有する多層構造の光ディスクも提案されている。
【００１２】
従って、前述したＳＩＬを備えた光学系と光ディスクの情報層の多層化の手立てを組合せることにより、光ディスクの有する記録容量を飛躍的に増大させることが可能となる。
【特許文献１】特開２００２−３１９１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述したようにＳＩＬを用いた集光系により記録密度を増加させ、加えて多層化による更なる記録容量の増大を図るとすると以下の課題が生じる。
【００１４】
図９は、入射ビーム１５２が光ディスク１０１に対する入射角βで入射し、入射ビーム１５２の入射側に最も近い情報層（以下最上情報層）１１２-１に集光させたしたときの状況を示していて、光の波長をλ、ＳＩＬ１０２と光ディスク１０１のカバー層１００の屈折率をｎで等しいとすれば、そのスポットサイズΦ１は［式１］となる。
【００１５】
［式１］Φ１＝０．６ｘλ／（ｎｘｓｉｎβ）
また、［式１］より入射ビーム１５２が光ディスク１０１に対する入射角βが大きいほど、スポットサイズが小さくなることは明らかであり、最上情報層１１２-１に集光させるために必要な入射角βは、光ディスク１０１が有する情報層に集光させるための入射角のうち最大の入射角である。
【００１６】
つまり、［式１］で示したスポットサイズΦ１は、光ディスク１０１が有する情報層に集光するスポットサイズのなかで、最小のスポットサイズとなる。
【００１７】
従って、［式１］に示したスポットサイズΦ１が、最下情報層１１２-２に光ビームを集光させた場合においても得られれば、光ディスク１０１が有するすべての情報層に対して、最小のスポットサイズΦ１に適合する記録容量を得ることができ、当該光ディスク１枚の記録容量を最大とすることが可能となる。
【００１８】
しかしながら、その場合は、図１０に示すように、図９と同様の入射角βで入射ビーム１５２を入射させ、最下情報層１１２−２に集光させることになり、入射ビーム１５２は最下情報層１１２−２にて反射し、反射ビーム１５１となるが、図９に示す状況とは異なり、光ディスク１０１のカバー層１１１を出た後の反射ビーム１５１は、ＳＩＬ１０２に戻らなくなる状況が発生する。
【００１９】
この事実は、光学的な説明は省略するが、最下情報層１１２−２に対して記録再生を試みるとき、トラッキング誤差信号やＲＦ信号等の記録再生に必要な信号の検出が不可能となることを示しており、光ディスク１０１の有するすべての情報層に対して、最小のスポットサイズを適用することが不可能なことを示している。
【００２０】
この状況を回避するための手段として、ＳＩＬ１０２の光出射面、即ち、ＳＩＬ１０２が光ディスク１０１のカバー層１１１とギャップ１０５を介して向かい合う面の径を大きくすることが考えられる。しかし、図９、図１０に示すＳＩＬ１０２の光出射面の径を４０μｍとしたとき、光ディスク１０１とＳＩＬ１０２との衝突を考慮したときのディスク傾きの許容値は、ギャップ１０５を前述したように２５ｎｍ程度と仮定して算出すると０．０７度と極めて小さい値となるため、ＳＩＬ１０２の光出射面の径をさらに大きくすることは、ディスク傾きの許容値はさらに小さくする方向となって好ましくない。
【００２１】
一方、図１１は、入射ビーム１５１が、先に説明した光ディスク１０１に対する入射角βより小さい入射角β´で光ディスク１０１に入射し、入射ビーム１５１の入射側に最も遠い情報層（以下最下情報層）１１２-２に集光させたときの状況を示していて、光の波長をλとし、ＳＩＬ１０２と光ディスク１０１のカバー層１１１の屈折率をｎで等しいとすれば、そのスポットサイズΦ２は［式２］となって、β＞β´であるのでスポットサイズの大小関係がΦ１＜Φ２となる。
【００２２】
［式２］Φ２＝０．６ｘλ／（ｎｘｓｉｎβ´）
また、図１２は入射ビーム１５１が光ディスク１０１に対する入射角β´で入射し、最上情報層１１２-１に集光させたときの状況を示していて、そのときに最上情報層１１２-１において得られるスポットサイズは上述したΦ２に等しい。
【００２３】
もちろん、この場合には、図１０に示すように、最上情報層１１２-１で反射した反射ビーム１５１が、ＳＩＬ１０２に戻らないという状況は発生せず、記録再生時には、トラッキング誤差信号やＲＦ信号等の記録再生に必要な信号の検出が正しく行なわれることとなる。
【００２４】
しかしながら、先に説明したように、最上情報層１１２−１ではスポットサイズを最小とすることが可能であるにもかかわらず、それより大きいΦ２としているため最上情報層１１２−１での記録容量はスポットサイズΦ２で制限されることになり、その記録容量を十分に大きくとることができなくなって、ＳＩＬ方式を用いた光ディスクの多層化による大容量化の効果としては不十分と言わざるを得ない。
【００２５】
以上説明したように、光ディスクの記録容量の増大を図るため、より小さいスポットサイズを光ディスクの有するすべての情報層に適用すれば、光ビームの入射側より遠い情報層の記録再生に支障をきたす状況が発生し、より大きいスポットサイズの適用は、光ディスクの多層化による大容量化の効果を十分に得ることができないこととなる。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決するため、本発明の光ディスク装置は少なくとも光源とソリッドイマージョンレンズを含む集光系と、多層光ディスクに設けられた情報層によって反射された光を電気信号に変換するための光電変換部と、前記光源より出射された光ビームが前記多層光ディスクの有する情報層に集光したときのスポットサイズを可変とするためのスポットサイズ調整部を有する光ヘッドを有し、前記多層光ディスクの、前記光ビームの入射側に近い情報層ほど、集光される前記光ビームの前記スポットサイズを小さくして記録再生を行うことを特徴とした光ディスク装置である。
【００２７】
また、本発明の光ディスクは前記光ディスク装置によって記録再生がなされる多層光ディスクであって、前記光ビームの入射側に近い情報層ほどトラックピッチが小さいことを特徴とした多層光ディスクである。
【００２８】
また、本発明の光ディスクは前記光ディスク装置によって再生される多層光ディスクであって、前記光ビームの入射側に近い情報層ほど前記光ビームの走査方向に形成されるマークの長さ及び幅が短いことを特徴とした多層光ディスクである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の光ディスクおよび光ディスク装置によれば、多層化された光ディスクの各々の情報層毎に記録密度が最大となるように記録再生が行われるため、光ディスク一枚あたりの記録容量を最大とすることができる。
【００３０】
また、一枚あたりの記録容量が最大となるような多層構造を有する多層光ディスクの提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ディスク装置の構成を示している。
【００３３】
図１では光ディスク１０１を多層構造化して図示し、最上情報層と最下情報層をそれぞれ１１２−１、１１２-２とし、最上情報層１１２−１と最下情報層１１２-２の間にカバー層１００と同様の材料で充填された中間層２０３を記している。
【００３４】
なお、基板３００は図８に示したものと同様である。
【００３５】
また、図１の光ディスク１０１では簡単のため、情報層としては最上情報層１１２−１と最下情報層１１２-２のみで構成された２層構造の光ディスクとしている。
【００３６】
図１において１０１は光ディスク、１０２はＳＩＬ、１０３は対物レンズであり、ＳＩＬ１０２と対物レンズ１０３は固定具１０４で連結されている。
【００３７】
また、１０５は光ディスク１０１とＳＩＬ１０２のギャップであり、１０７はトラッキング制御用アクチュエータ、１０８はギャップ制御用アクチュエータであり、ＳＩＬ１０２と対物レンズ１０３は、固定具１０４と一体となって構成されている。
【００３８】
次に凸レンズ１０９と凹レンズ１１０の作用について図２および図３を用いて説明する。
【００３９】
図２は、光ディスク１０１の最下情報層１１２−２に集光する光ビーム１５０が適切なスポットサイズとなるように図１に示す凸レンズ１０９、凹レンズ１１０、Ｓ１Ｌ１０２、対物レンズ１０３が配置されている状況を示している。
【００４０】
なお、詳細は後述するが、凹レンズ１１０は紙面上下方向に移動可能である。
【００４１】
この状況下での光ディスク１０１に対する光ビーム１５０の入射角は図１１および図１２で説明したβ´であり、そのときのスポットサイズは［式２］で示したΦ２である。
【００４２】
図２に示す状況下では、本件発明者らが検討したところによると、ＳＩＬ１０２の屈折率を２．０７、光ディスク１０１のカバー層１１１および中間層２０３の屈折率を１．９０、光ディスク１０１のカバー層１１１の厚みを１０μｍ、中間層２０３の厚みを５μｍ、即ち、光ディスク１０１の表面より最下情報層１１２-２までの距離を１５μｍとしたとき、最下情報層１１２-２上でのスポットサイズΦは略０．１６０μｍとなる。
【００４３】
また図３は図２に示す状況から、凹レンズ１１０を光軸方向に凸レンズ１０９に適宜近づけたときの状況を示したものであり、図２と比較して光ビーム１５０の幅は凹レンズ１１０より光ディスク１０１側で拡大され、最上情報層１１２-１に集光する光ビーム１５０が適切なスポットサイズとなっている。
【００４４】
この状況下での光ディスク１００に対する光ビーム１０５の入射角は図９および図１０で説明したβであり、そのときのスポットサイズは［式１］で示したΦ１である。
【００４５】
本件発明者らが検討したところによると、図３に示す状況下では、ＳＩＬ１０２の屈折率、光ディスク１０１のカバー層１１１の屈折率、光ディスク１の表面より最上情報層１１２-１までの距離、即ち光ディスク１０１のカバー層１１１の厚みを図２の場合と同様としたとき、最上情報層１１２-１上でのスポットサイズΦ１は略０．１４０μｍとなって、前述した最下情報層１１２-２でのスポットサイズΦ２の略０．８７５倍となる。
【００４６】
つまり、凸レンズ１０９と凹レンズ１１０の両者の距離の増減は、光ビーム１５０のビーム幅を拡大、縮小し、光ビーム１５０が集光する各々の情報層でのスポットサイズの大きさを可変とすることができることを意味する。
【００４７】
また、図１に示すように凹レンズ１１０は可動ステージ１１３に固定され、可動ステージ１１３は送りねじ１１４を介してステッピングモータ１１５に連結されていて、ＣＰＵ２００より供給される駆動パルス１１８により駆動される。
【００４８】
従って、最下情報層１１２-２あるいは最上情報層１１２-１に光ビーム１５０を集光させ、各々の情報層で所定のスポットサイズを得るためには、上述したようにＣＰＵ２００よりステッピングモータ１１４に対して必要な数の駆動パルス１１８供給し、凸レンズ１０９と凹レンズ１１０を適切な位置関係に設定すればよい。
【００４９】
以上より、凸レンズ１０９とＣＰＵ２００より供給される駆動パルス１１８により駆動されるステッピングモータ１１５、および送りねじ、可動ステージ１１３、凹レンズ１１０はスポットサイズ調整部を構成していることになる。
【００５０】
以上、説明したように、実施の形態１では、上述したスポットサイズ調整部を作用させることにより、光ディスク１０１の最上情報層１１２-１に照射する光ビームのスポットサイズを最下情報層１１２-２のそれより小さくすることが可能となり、記録再生もそれらのスポットサイズ用いておこなわれることになる。
【００５１】
従って、実施の形態１においては、光ディスク１０１の最下情報層１１２−２より最上情報層１１２−１の記録密度を高めることが可能となり、前述した最下情報層１１２−２でのスポットサイズ０．１６０μｍから計算した最下情報層１１２−２が有する記録容量は略７８ＧＢとなり、最上情報層１１２−１でのスポットサイズ０．１４０μｍから計算した最上情報層１１２−１が有する記録容量は略１０１ＧＢとなって、実施の形態１における２層構造の多層光ディスク１枚あたりの記録容量は１７９ＧＢとなって、二つの情報層でのスポットサイズを最下情報層１１２−２でのスポットサイズ０．１６０μｍに統一して記録再生を行う場合の多層光ディスク１枚あたりの記録容量１５６ＧＢに対し、略１．１５倍の記録容量とすることができる。
【００５２】
また、図２、図３に示す状況から明らかなように、最下情報層１１２−２からの反射光はＳＩＬ１０２の光出射面に戻っており、先に課題として説明したようなトラッキング誤差信号やＲＦ信号等の記録再生に必要な信号の検出が不可能となることはない。
【００５３】
なお、上述した記録容量は、光ディスク１０１と光ビーム１５０の相対走査速度と記録信号の有する周波数を適宜設定し、各々の情報層でのスポットサイズに適合したマーク長を有するマークを各々の情報層に形成することにより得られる。
【００５４】
なお、図１によれば、前述した記録信号は記録パルス列１６３として示されており、データ化された記録情報１６０、記録信号の周波数を含む記録条件データ１６１、記録制御指令、即ち記録ＯＮ／ＯＦＦ指令１６２がＣＰＵ２００より記録制御回路１３６に供給されており、さらに記録パルス列１６３は光源１２０に対して供給され、強度変調された光ビーム１５０が光源１２０より出力される。
【００５５】
本件発明者らが検討したところによると、最下情報層１１２−２のスポットサイズ０．１６０μｍに適合した最短マーク長は略０．０８５μｍであり、最上情報層１１２−１のスポットサイズ０．１４０μｍに適合した最短マーク長は略０．０７４μｍであって、そのような各々のマーク長が得られるように前述した光ディスク１０１と光ビーム１５０の相対走査速度を決定し、記録信号の有する周波数を選択して記録条件設定データ１６１に設定した。
【００５６】
なお、光ディスク１０１と光ビーム１５０の所望の相対走査速度を得るには、図１に示すように、所定の相対走査速度データ１４２をＣＰＵ２００よりスピンドルモータ制御回路１４０に対して設定し、光ディスク１０１に連結したスピンドルモータ１４１を駆動する。
【００５７】
また、凹レンズ１１０を移動し、記録再生の対象となる情報層上で所望のスポットサイズに集光したか否かは、実施の形態１では、図４に示すように、図１におけるディテクタ１２１の出力信号１２２よりトラッキング誤差信号生成回路１２５で合成されたトラッキング誤差信号１３０を観測し、その振幅が実線で示すような低レベル状態から、破線で示すような最大レベルとなることをもって記録再生の対象となる情報層上で所望のスポットサイズに集光したと判定した。
【００５８】
なお、図１に示すようにトラッキング誤差信号１３０をＣＰＵ２００に入力し、その観測機能をＣＰＵ２００に包含させることにより、トラッキング誤差信号１３０最適な状態をＣＰＵ２００に判定させることも可能である。
【００５９】
なお、図１におけるギャップ誤差信号生成回路１２４は、光電変換部１２１の出力信号１２２を受け、所定の手順によりギャップ誤差信号１２９を生成し、ギャップ制御回路１３４により適宜処理されることによって、ギャップ制御用アクチュエータ１０８の駆動電流１３８を生成してギャップ制御を成立させる。
【００６０】
なお、ギャップ制御のＯＮ−ＯＦＦ指令１４３はＣＰＵ２００よりギャップ制御回路１３４に供給される。
【００６１】
また、図１におけるトラッキング誤差信号生成回路１２５は、光電変換部１２１の出力信号１２２を受け、所定の手順によりトラッキング誤差信号１３０を生成し、トラッキング制御回路１３５により適宜処理されることによって、トラッキング制御用アクチュエータ１０７の駆動電流１３９を生成してトラッキング制御を成立させる。
【００６２】
なお、トラッキング制御のＯＮ−ＯＦＦ指令１４４はＣＰＵ２００よりトラッキング制御回路１３５に供給される。
【００６３】
また、図１におけるＲＦ信号生成回路１２７は光電変換部１２１の出力信号１２２を受け、所定の手順によりＲＦ信号１３２を生成し、再生信号処理回路２０４により再生データ２０５の生成と再生クロック２０６の抽出を行う。
【００６４】
なお、再生データ２０５の生成と再生クロック２０６は、たとえば再生データ２０５が画像データであれば、ＣＰＵ２００に画像処理機能を設けることにより適切な画像処理が施されることになる。
【００６５】
また、本件発明者らが検討したところによると、最下情報層１１２−２のスポットサイズ０．１６０μｍに適合したトラックピッチは０．１８３μｍであり、最上情報層１１２−１でのスポットサイズ０．１４０μｍに適合したトラックピッチは０．１６０μｍである。
【００６６】
従って、本発明の実施の形態１における光ディスクは、最上情報層１１２−１のトラックピッチを最下情報層１１２−２より小さくした、即ち、光ビーム１５０の入射側に近い情報層ほどトラックピッチを小さくした多層光ディスクであり、その光ディスク１０１を図５に示す。
【００６７】
また、図６は、図５に示した光ディスク１０１のＡ−Ｂ間の断面図を示したものであって、先に説明したように、図６における最下情報層のトラックピッチ２５０は最下情報層１１２−２でのスポットサイズ０．１６０μｍに適合したトラックピッチの０．１８３μｍであり、最上情報層のトラックピッチ２５１は、最上情報層１１２−１のスポットサイズ０．１４０μｍに適合したトラックピッチの０．１６０μｍである。
【００６８】
また、本発明の実施の形態１における光ディスクは、図５に示す光ディスク１０１の最上情報層１１２−１に形成された最短マークのマーク長が最下情報層１１２−２に形成された最短マークのマーク長より短い多層光ディスクであり、最上情報層１１２−１と最下情報層１１２−２に形成された各々の情報層における最短マークのマーク列を図７に示す。
【００６９】
図７において、２５２は最下情報層１１２−２における最短マークのマーク列を示しており、２５３は最上情報層１１２−１における最短マークのマーク列を示していて、先に説明したように、最下情報層の最短マーク長２５４は最下情報層１１２−２でのスポットサイズ０．１６０μｍに適合した長さの０．０８５μｍであり、最上情報層の最短マーク長２５５は、最上情報層１１２−１でのスポットサイズ０．１４０μｍに適合した長さの０．０７４μｍである。
【００７０】
なお、実施の形態１では、光ディスク１０１の有する情報層に相変化型の材料を用い、レーザ光の照射による結晶状態の変化させることによる「マーク」を形成するものとしたが、再生専用型の光ディスクにおけるピットであっても、最上情報層１１２−１における最短ピット長は最下情報層１１２−２における最短ピット長より短くすることができる。
【００７１】
以上、説明したように、本発明の実施の形態１による光ディスク装置は、多層光ディスクの光ビームの入射側に近い情報層ほど集光させる光ビームのスポットサイズを小さくすることにより、記録密度を高める、即ち当該光ディスク１枚当たりの記録容量を大きくすることを可能とし、また本発明の実施の形態１による光ディスクは、光ビームの入射側に近い情報層ほど小さいスポットサイズに適合したディスク構造により、より大きな記録容量を実現することが可能な光ディスクである。
【００７２】
また、実施の形態１では、多層光ディスクとして２層構造の光ディスクを用いたが、３層以上の情報層を有する多層光ディスクの場合にも、前述したスポットサイズ調整部を適用し、最下情報層および最上情報層以外の中間の情報層にも、最下情報層より大きいスポットサイズ（最上情報層より小さいスポットサイズ）で光ビームを集光させることが可能であり、従って、その中間の情報層の記録容量も最下情報層の記録容量より大きくとることが可能となって、結果として３層以上の情報層を有する多層光ディスクの場合にもその多層光ディスク一枚当たりの記録容量を大きくすることができる。
【００７３】
また、実施の形態１における光ディスクは、最上情報層１１２−１と最下情報層１１２−２でマーク長あるいはピット長が異なって記録されているため、この両者の情報層の再生時における光ディスク１０１と光ビーム１５０の相対走査速度を同一にして再生処理を実行するという再生方法をとれば、以下に記す効果を得ることができる。
【００７４】
それは、図１における再生信号処理回路で適宜処理されて抽出された再生クロック２０６の有する周波数が、マーク長あるいはピット長が異なって記録されている最上情報層１１２−１と最下情報層１１２−２の再生時では異なるという事実に基づくものであり、実施の形態１の例では、最短マーク長が長い最下情報層１１２−２の再生時では周波数の低い再生クロック２０６が得られ、短マーク長が短い最上情報層１１２−１の再生時では周波数の高い再生クロック２０６が得られる。
【００７５】
従って、図１に示すように、再生クロック２０６をＣＰＵ２００に入力し、その周波数の計数機能をＣＰＵ２００に設けておけば、当該光ディスク装置の初期の起動時において、情報層の判別に特別な処理あるいは専用のハードウェアの増設を必要とすることなく、実際に再生している情報層が所望の情報層であるかどうかを即座に判定することができ、光ディスク装置が当該情報層に対してあらかじめ定められた処理、例えば当該情報層に対する記録条件データ（図１に１６１として示す）等の設定処理をすばやく実行することが可能となって、光ディスク装置の起動時間の短縮に貢献するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は多層光ディスクの光ビームの入射側に近い情報層ほど集光させる光ビームのスポットサイズを小さくすることにより、多層光ディスクの記録容量を大きくすることが可能な光ディスク装置と多層光ディスクを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態１の構成図
【図２】本発明のスポットサイズ調整部の作用を示す図
【図３】本発明のスポットサイズ調整部の作用を示す図
【図４】本発明のスポットサイズ調整部の調整指標を示すトラッキング誤差信号を示す図
【図５】本発明の光ディスクの説明図
【図６】本発明の光ディスクの説明図
【図７】本発明の光ディスクの説明図
【図８】従来の光ディスク装置（光学系）の構成図
【図９】従来の光ディスク装置の課題説明図
【図１０】従来の光ディスク装置の課題説明図
【図１１】従来の光ディスク装置の課題説明図
【図１２】従来の光ディスク装置の課題説明図
【符号の説明】
【００７８】
１０１ 光ディスク
１０２ ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）
１０３ 対物レンズ
１０５ ギャップ
１０９ 凸レンズ
１１０ 凹レンズ
１１１ カバー層
１１２−１ 最上情報層
１１２−２ 最下情報層
１１３ 可動ステージ
１１４ 送りねじ
１１５ ステッピングモータ
１２０ 光源
１２１ 光電変換部
１３０ トラッキング誤差信号
１５０ 光ビーム
１８０ λ／４板
１８１ レンズ
２００ ＣＰＵ
２０１ コリメートレンズ
２０２ 偏光ビームスプリッタ
２０３ 中間層
２５０ 最下情報層のトラックピッチ
２５１ 最上情報層のトラックピッチ
２５２ 最下情報層のマーク列
２５３ 最上情報層のマーク列
２５４ 最下情報層の最短マーク長
２５５ 最上情報層の最短マーク長
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一フォーマットの情報層から構成される多層構造を有する多層光ディスクを駆動する光ディスク装置であって、少なくとも光源とソリッドイマージョンレンズを含む集光系と、前記多層光ディスクに設けられた前記情報層によって反射された光を電気信号に変換するための光電変換部と、前記光源より出射された光ビームが前記多層光ディスクの有する前記情報層に集光したときのスポットサイズを可変とするためのスポットサイズ調整部を有する光ヘッドを有し、前記多層光ディスクの、前記光ビームの入射側に近い情報層ほど、集光される前記光ビームの前記スポットサイズを小さくして記録再生を行うことを特徴とした光ディスク装置。
【請求項２】
前記光ディスク装置によって記録再生がなされる多層光ディスクであって、前記光ビームの入射側に近い情報層ほどトラックピッチが小さいことを特徴とした多層光ディスク。
【請求項３】
前記光ディスク装置によって再生される多層光ディスクであって、前記光ビームの入射側に近い情報層ほど、前記光ビームの走査方向に形成される最短マークのマーク長が短いことを特徴とした多層光ディスク。
【請求項４】
請求項３記載の多層光ディスクの再生方法であって、あらかじめ最短マーク長が所定の長さで形成された各々の情報層に対して再生をおこなうための、前記光ビームの前記マークに対する走査速度を等しくすることを特徴とした光ディスクの再生方法。
【請求項１】
同一フォーマットの情報層から構成される多層構造を有する多層光ディスクを駆動する光ディスク装置であって、少なくとも光源とソリッドイマージョンレンズを含む集光系と、前記多層光ディスクに設けられた前記情報層によって反射された光を電気信号に変換するための光電変換部と、前記光源より出射された光ビームが前記多層光ディスクの有する前記情報層に集光したときのスポットサイズを可変とするためのスポットサイズ調整部を有する光ヘッドを有し、前記多層光ディスクの、前記光ビームの入射側に近い情報層ほど、集光される前記光ビームの前記スポットサイズを小さくして記録再生を行うことを特徴とした光ディスク装置。
【請求項２】
前記光ディスク装置によって記録再生がなされる多層光ディスクであって、前記光ビームの入射側に近い情報層ほどトラックピッチが小さいことを特徴とした多層光ディスク。
【請求項３】
前記光ディスク装置によって再生される多層光ディスクであって、前記光ビームの入射側に近い情報層ほど、前記光ビームの走査方向に形成される最短マークのマーク長が短いことを特徴とした多層光ディスク。
【請求項４】
請求項３記載の多層光ディスクの再生方法であって、あらかじめ最短マーク長が所定の長さで形成された各々の情報層に対して再生をおこなうための、前記光ビームの前記マークに対する走査速度を等しくすることを特徴とした光ディスクの再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１２３８５１（Ｐ２０１２−１２３８５１Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８９９０５（Ｐ２００９−８９９０５）
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]