JP4640378B2 - 多層光ディスク - Google Patents

Description

本発明は、３層以上の記録層を有する多層光ディスクに関する。

光ディスクの記録容量増加方法としては、データの記録・再生を行うレーザ光の短波長化および対物レンズの高ＮＡ化によるレーザスポットの微小化や、記録層を複数にする多層化などがある。多層光ディスクとしてはDVDやBlu-ray Disc（以下、BDと記載する）において２層ディスクが実用化されている。
また近年は３層以上の記録層を有する光ディスクが提案されており、例えば非特許文献１においては６層の記録層を有するBDが提案されている。

ODS2006 Technical digest (2006) 041

ここで、多層光ディスクにおいて、最初にフォーカス引き込みを行うべき記録層について考える。

２層BDにおいては、情報の記録・再生を行うレーザ光を入射するディスク面から１００ｕｍの深さにある記録層をＬ０、７５ｕｍの深さにある記録層をＬ１と呼ぶが、ディスクの種別情報などが記録されているDI(Disc Information)を含むBCA(Burst Cutting Area)コードが記録層Ｌ０に配置されている。

図２にBCAを有する光ディスクの模式図を示す。

図２において、光ディスク２０１の中央にはディスク装着のための穴２０２が設けられており、穴の周囲にはBCA２０３が配置されている。光ディスク２０１を回転させてBCAの半径位置で記録層Ｌ０へフォーカシングサーボを行うと、光ディスク２０１からの反射光レベルは強弱を繰り返すバーコードデータとなる。このバーコードデータがすなわちDIを含むBCAコードである。

BCAコードを読み出すためにはフォーカシングサーボのみが行われていればよく、トラッキングサーボは不要である。光ディスク装置は、装着された光ディスクがBD-ROM・BD-Rといった媒体種別のうちどの媒体に相当するかを反射信号のレベルなどを用いて判別するが、最終的な媒体種別の決定は光ディスク２０１に予め記録されているDIを参照して行われる。短時間で媒体の種別を確定させるには、最初に再生されるべき情報が記録されている記録層であるBCA２０３が配置されている記録層へフォーカス引き込みを行う必要があるため、２層BDでは記録層Ｌ０へ最初にフォーカス引き込みを行うことが光ディスク装置としては望ましい。
６層BDに関しては、まだ規格化されていないためBCAまたは、それに相当するものをどの層へ配置するかは決まっていないが、これまでの技術を踏襲すると考えると前記非特許文献１に記載の６層BDにおける一番奥の記録層Ｌ０へ配置することが予想される。その場合、６層BDをサポートする光ディスク装置に対しては、最初に再生されるべき情報が記録されている記録層である一番奥の記録層Ｌ０へ最初にフォーカス引き込みすることが望ましい。

本発明の目的は、３層以上の記録層を有する多層光ディスクであって、最初に再生されるべき情報が記録されている記録層へ容易にフォーカス引き込み可能な多層光ディスクを提供することである。

本発明の目的は、その一例として、最初に再生されるべき情報が記録されている記録層とそれに隣接する他の記録層との層間関係を調整することで達成できる。

本発明によれば、３層以上の記録層を有する多層光ディスクであって、最初に再生されるべき情報が記録されている記録層へ容易にフォーカス引き込み可能となる。

以下に、本発明の実施の形態を説明する。

以下、本発明における実施例１について説明する。

６層BDにおいてフォーカスを引き込む動作と信号波形について図３の模式図を用いて説明する。図３においては、光ディスク装置が備える球面収差補正機構は記録層Ｌ０に対して最適となるように予め調整するものとする。
図３（ａ）は６層BDのディスク断面図であり、図中の矢印はフォーカスを引き込む際に対物レンズを上昇動作させたときのレーザスポットの軌跡を示している。また、図３（ｂ）はフォーカスエラー（以下、ＦＥ）信号の概念図であり、レーザスポットがディスクの表面を横切る時刻T0において０クロスする公知のＳ字信号が現れる。さらに対物レンズの上昇を続けると、レーザスポットが記録層Ｌ５を横切る時刻T1において０クロスするＳ字信号がＦＥ信号に現れ、以下、時刻T2,T3,T4,T5,T6においてそれぞれ記録層Ｌ４,Ｌ３,Ｌ２,Ｌ１,Ｌ０を横切る際にもＦＥ信号にＳ字信号が現れる。
多層光ディスクにおいては、情報の記録・再生を行うレーザを入射するディスク表面から各記録層までの距離が異なることに起因して球面収差が発生し、そのために各記録層におけるＳ字信号の振幅が異なることが知られている。例えば図３においては、球面収差補正量が記録層Ｌ０で最適となるよう設定しているため記録層Ｌ０でのＳ字信号振幅は他のＳ字信号振幅に比べて大きくなる。また、記録層Ｌ１では球面収差補正量が最適値からずれているために、記録層Ｌ１でのＳ字信号振幅は記録層Ｌ０でのＳ字信号振幅よりも小さくなる。以下、同様に記録層Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５と記録層Ｌ０から遠ざかるに従ってＦＥ信号のＳ字信号振幅が小さくなる。

このことより、図３に示すように記録層Ｌ１および記録層Ｌ０での各Ｓ字信号のボトムピークレベルＢ１およびＢ０の間に検出レベルＶｔｈを設けて、ＦＥ信号が検出レベルＶｔｈを超えた後にＦＥ信号が０クロスするタイミングを検出する方法を用いることで記録層Ｌ０へ正確にフォーカス引き込みを行うことができる。

以上の方法を用いるには、BCAが配置されている記録層Ｌ０でのＳ字信号振幅が一番大きい必要がある。しかしながら、各記録層の反射率や球面収差補正の補正誤差によりＳ字信号振幅が変化して、他の記録層でのＳ字信号のボトムレベルが検出レベルＶｔｈを超える、または記録層Ｌ０でのＳ字信号のボトムレベルが検出レベルＶｔｈを超えない、という問題が発生する。そこで、この問題を解決するために、記録層Ｌ０でのＳ字信号振幅が一番大きくなる光ディスクを提供する必要がある。
図１は、本発明の実施例１における６層光ディスクの断面模式図である。

符号１００は厚さ４０μｍのカバー層であり、透明樹脂などで構成される。

符号１０１から１０６は、それぞれ記録層Ｌ５，Ｌ４，Ｌ３，Ｌ２，Ｌ１，Ｌ０である。各記録層の反射率は全て同じとする。また、各記録層は相変化材料や有機材料を用いた積層構造を有しているが、その構造は本実施例の構成を成すものではないので説明を省略する。
符号１０７から１１１はスペース層である。スペース層１０７から１１０の厚さは１５μｍであり、スペース層１１１の厚さは２０μｍである。各スペース層は透明樹脂により構成されている。

符号１１２は基盤であり、ポリカーボネートなどで構成される。
なお、カバー層１００から基盤１１２を全て合わせた光ディスク全体の厚さは１．２ｍｍである。

また、情報の記録・再生を行うレーザ光はカバー層１００側から入射される。
本実施例の光ディスクの特徴は、スペース層１１１の厚さが他のスペース層に比べて大きい点である。以下、その効果について、図４を用いて説明する。
図４は、球面収差補正量とＦＥ信号のＳ字信号振幅の関係を示す模式図である。
図４の曲線(a)は、球面収差補正量を変化させたときの記録層Ｌ５でのＳ字信号振幅をプロットしたものである。ディスク表面から記録層Ｌ５までの距離は４０μｍであるので、球面収差補正量は４０μｍが最適値であり、そのときにＳ字信号振幅が最大となる。同様に、曲線(b)は、球面収差補正量を変化させたときの記録層Ｌ４でのＳ字信号振幅をプロットしたものである。ディスク表面から記録層Ｌ４までの距離は、カバー層１００とスペース層１０７を合わせた５５μｍであるので、球面収差補正量は５５μｍが最適値であり、そのときにＳ字信号振幅が最大となる。以下、同様に曲線(c)、(d)、(e)、(f)は各記録層Ｌ３、Ｌ２、Ｌ１、Ｌ０でのＳ字信号振幅をプロットしたものであり、それぞれ、球面収差補正量がディスク表面から各記録層までの距離と等しくなる７０μｍ、８５μｍ、１００μｍ、１２０μｍのときにＳ字信号振幅が最大となる。
なお、上述した通り各記録層の反射率は同じであり、各Ｓ字信号振幅の最大値は同じとなるので、最大振幅値を１００％とする。
球面収差補正量が記録層Ｌ０に対して最適値である１２０μｍのときに、記録層Ｌ０および記録層Ｌ１でのＳ字信号振幅差は図４のD1に相当する。そのため、図３におけるＳ字信号のボトムレベルＢ１とＢ０のレベル差は前記Ｄ１の略半分に相当する。
ここで、本実施例の効果について本実施例を適用しない場合と比較する。本実施例を適用しない場合の例として、記録面Ｌ１とＬ０との間のスペース層１１１の厚さを他のスペース層と同様の１５μｍとした場合について考える。このときの球面収差補正量とＳ字信号振幅の関係をプロットしたのが、図４に点線で示す曲線(g)である。スペース層１１１の厚さを１５μｍにした場合、ディスク表面から記録層Ｌ０までの厚さは１１５μｍであるので、球面収差補正量が１１５μｍのときに曲線(g)が最大となる。この場合には、記録層Ｌ０および記録層Ｌ１でのＳ字信号振幅差は図４のD2に相当する。
図４から明らかなように、本実施例を適用した場合のＳ字信号の振幅差D1は、本実施例を適用しない場合のＳ字信号の振幅差D2よりも大きくなる。このことは、図３におけるボトムレベルＢ１とＢ０のレベル差が大きくなることを意味するので、各ボトムレベルＢ０、Ｂ１に対する閾値レベルＶｔｈのマージンを大きくすることができる。このため、記録層Ｌ０およびＬ１の反射率誤差やスペース層１１１の厚さ誤差に起因してＦＥ信号のＳ字信号振幅が変化した場合でも、図３のＳ字信号のボトムレベルＢ０が閾値レベルＶｔｈを上回ったり、ボトムレベルＢ１が閾値レベルＶｔｈを下回ったりすることがなくなる。そのため、閾値レベルＶｔｈにより、記録層Ｌ０でのＳ字信号を正確に検出できるため、所望の記録層Ｌ０へ正しくフォーカス引き込みを行うことができるようになる。
以上に述べた本発明の実施例１は、フォーカス引き込みを行う所望の記録層Ｌ０と記録層Ｌ１との間のスペース層１１１の厚さを他のスペース層の厚さよりも大きくすることで、記録層Ｌ０および記録層Ｌ１におけるフォーカスＳ字信号のボトムレベル差を拡大させる。このことにより、光ディスク装置が記録層Ｌ０でのＳ字信号を正確に検出できるようになるので、目的の記録層Ｌ０へ正しくフォーカス引き込みできるようになる。
なお、以上に述べた実施例１では、記録層Ｌ０にBCAが配置された構成として説明したが、BCAを配置する記録層はＬ０に限定する必要は無い。例えば、BCAを記録層Ｌ２に配置する構成とした場合は、フォーカス引き込みの目的層はＬ２となる。この場合は、記録層Ｌ２と記録層Ｌ３との間のスペース層１０９の厚さを他のスペース層の厚さよりも大きくすれば、上述した動作と同様に記録層Ｌ２へ正確にフォーカスを引き込むことができる。

実施例１における６層光ディスクは記録層Ｌ０にBCAを配置する構成としたが、記録層Ｌ５へBCAを配置してもよい。
また、実施例１においては、対物レンズを上昇させてフォーカス引き込みを行う場合について説明したが、フォーカス引き込み失敗時に対物レンズと光ディスク表面が衝突することを回避するために、レーザスポットが全ての記録層を超えるまで一旦対物レンズを上昇させた後に、レンズを下降させてフォーカス引き込みを行う方法が知られている。
そこで、実施例２として、BCAが記録層Ｌ５に配置された６層光ディスクに対して前記の下降フォーカス引き込みを行う場合に、正確に記録層Ｌ５へフォーカス引き込み可能とする多層光ディスクについて説明する。
図５は、本発明の実施例２における６層光ディスクの断面模式図である。図１と同じ構成要素については同一番号を付して説明を省略する。
符号１１３、符号１１４はスペース層である。スペース層１１３の厚さは１５μｍであり、スペース層１１４の厚さは２０μｍである。

なお、実施例１と同様に、カバー層１００から基盤１１２を全て合わせた光ディスク全体の厚さは１．２ｍｍであり、情報の記録・再生を行うレーザ光はカバー層１００側から入射される。
本実施例の光ディスクの特徴は、スペース層１１４の厚さが他のスペース層に比べて大きい点である。以下、その効果について、図６を用いて説明する。図６の各模式図は図３と同様なので説明を省略する。
光ディスク装置は、記録層Ｌ５へフォーカス引き込みを行うため球面収差補正量を記録層Ｌ５に対して最適となるよう予め調整する。この状態において、対物レンズを上昇させると図６の時刻T0においてディスク表面を横切り、以下時刻T1,T2,T3,T4,T5,T6において記録層Ｌ５，Ｌ４，Ｌ３，Ｌ２，Ｌ１，Ｌ０を横切る。そして、光ディスク装置はレーザスポットが記録層Ｌ０を超えた後の時刻T7において、対物レンズを下降動作へ切り替える。その後、降下する対物レンズは時刻T8,T9,T10,T11,T12,T13において記録層Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を横切る。
以上に述べた対物レンズの動作に伴いレーザスポットが各記録層を横切るとＦＥ信号にＳ字信号が現れる。ここで、球面収差補正量はフォーカス引き込みの目標である記録層Ｌ５に最適となるように設定されているので、時刻T1およびT13において記録層Ｌ５を横切る際のＳ字信号振幅が最大となる。
ここで、実施例２においては記録層Ｌ５と記録層Ｌ４との間のスペース層１１４の厚さを他のスペース層の厚さよりも大きくしているので、実施例１において図４を用いて説明したときと同様の効果により、時刻T12付近で現れる記録層Ｌ４でのＳ字信号のトップレベルＢ３と、時刻T13付近で現れる記録層Ｌ５でのＳ字信号のトップレベルＢ２のレベル差が大きくなるので、各トップレベルＢ２、Ｂ３に対する閾値レベルＶｔｈのマージンを大きくすることができる。このため、記録層Ｌ５およびＬ４の反射率誤差やスペース層１１４の厚さ誤差に起因してＦＥ信号のＳ字信号振幅が変化した場合でも、図６のＳ字信号のトップレベルＢ２が閾値レベルＶｔｈを下回ったり、トップレベルＢ３が閾値レベルＶｔｈを上回ったりすることがなくなる。そのため、閾値レベルＶｔｈにより記録層Ｌ５でのＳ字信号を正確に検出できるため、記録層Ｌ５でのＳ字信号を検出した後にＦＥ信号が０クロスする時刻T13でフォーカスサーボループを閉じれば、所望の記録層Ｌ５へ正しくフォーカス引き込みを行うことができる。
以上に述べた本発明の実施例２は、フォーカス引き込みを行う所望の記録層Ｌ５と記録層Ｌ４との間のスペース層１１４の厚さを他のスペース層の厚さよりも大きくすることで、記録層Ｌ５および記録層Ｌ４におけるフォーカスＳ字信号のボトムレベル差を拡大させる。このことにより、光ディスク装置が記録層Ｌ５でのＳ字信号を正確に検出できるようになるので、目的の記録層Ｌ５へ正しくフォーカス引き込みできるようになる。
なお、以上に述べた実施例２では、記録層Ｌ５にBCAが配置された構成として説明したが、BCAを配置する記録層はＬ５に限定する必要は無い。例えば、BCAを記録層Ｌ３に配置する構成とした場合は、フォーカス引き込みの目的層はＬ３となる。この場合は、記録層Ｌ２と記録層Ｌ３との間のスペース層１０９の厚さを他のスペース層の厚さよりも大きくすれば、上述した動作と同様に記録層Ｌ３へ正確にフォーカスを引き込むことができる。
また、実施例１および実施例２においては、カバー層の厚さを４０μｍ、各スペース層の厚さを１５μｍまたは２０μｍとしたがこれらの厚さは前記の数値に限られるものではなく、ディスクの記録・再生特性が所望の特性となるよう適宜設定してもよい。
さらに、実施例１および実施例２においては６層光ディスクを例にして説明したが、３層以上の多層光ディスクに対して本発明を適用しても良いことはいうまでもない。
なお、実施例１および実施例２においては、記録型多層光ディスクについて説明したが、再生専用の多層光ディスクに対しても本発明を適用してもよい。
また、実施例１および実施例２においては、光ディスクの種別情報はBCAコードに含まれている構成としたが、光ディスクの種別情報が含まれていればBCAに限定されるものではない。

本発明の実施例１を示す６層光ディスクの断面図である。 BCAを有する光ディスクの模式図である。 対物レンズを上昇させた際のフォーカスエラー信号波形を示す模式図である。 球面収差補正量とフォーカスＳ字信号振幅の関係を示す模式図である。 本発明の実施例２を示す６層光ディスクの断面図である。 対物レンズを上昇および下降させた際のフォーカスエラー信号波形を示す模式図である。

符号の説明

１００…カバー層、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６…記録層、１０７，１０８，１０９，１１０，１１１，１１３，１１４…スペース層、１１２…基盤

Claims (2)

1. ３層以上の記録層を有する多層光ディスクであって、
   各記録層の反射率は略一定であり、
   情報の記録または再生を行うレーザ光を入射するディスク面から最も遠い第１の記録層と、
   該第１の記録層に隣接する第２の記録層と、
   を有し、
   前記第１の記録層はＢＣＡを備え、
   前記第１の記録層と前記第２の記録層との層間距離が、その他の層間距離に比べて大きい構造を有する、
   多層光ディスク。
2. ３層以上の記録層を有する多層光ディスクに対してレーザー光を照射して情報の記録または再生を行う光ディスク装置のフォーカス引き込み方法において、
   前記多層光ディスクは、各記録層の反射率は略一定であり、情報の記録または再生を行うレーザ光を入射するディスク面から最も遠い第１の記録層と、該第１の記録層に隣接する第２の記録層と、を有し、前記第１の記録層はＢＣＡを備え、前記第１の記録層と前記第２の記録層との層間距離が、その他の層間距離に比べて大きい構造を有する多層光ディスクであり、
   前記第１の記録層での球面収差を補正するステップと、
   対物レンズを前記多層光ディスクの厚さ方向に移動させるステップと、
   前記多層光ディスクの各層のフォーカスエラー信号を検出するステップと、
   前記フォーカスエラー信号に基づいて前記第１の記録層にフォーカスを引き込むステップと、
   を有するフォーカス引き込み方法。

Images