JP4980353B2

JP4980353B2 - 光記録媒体及び再生装置

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Publication number: JP4980353B2
Application number: JP2008527727A
Authority: JP
Inventors: 貴之永田; 穣児安西; 秀樹愛甲
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-07-27
Also published as: WO2008015974A1; JPWO2008015974A1; US20090303864A1; US8156515B2

Description

本発明は、多層の情報記録層を備える光記録媒体に関し、特に、５層以上の情報記録層、又はカバー層及び４層以上の情報記録層を備える多層光ディスクの層間隔の構造に関する。

近年、光ディスクは多量の情報信号を高密度で記録することができるため、オーディオ、ビデオ、コンピュータ等の多くの分野において利用が進められている。このような光ディスクに要求される記録容量は年々増大し、これを達成するために様々な方法が提案されている。その一つとして、光ディスクの情報記録層（以後、記録層）を２層構造とする方法が提案されており、すでに実用化されている。

このような光ディスクは、透明な中間層を介して記録層が積層された構造を有しており、３層以上の記録層を有するものも提案されている。しかしながら、多層化された光ディスクには再生を行う所望の記録層（以後、再生層）からの反射光に、再生層以外の記録層（以後、他層）からの反射光が混入する課題があり、その中には各記録層の間隔に起因して影響が増大するものがある。

図２４及び図２５は、この課題を示した説明図であり、図２４は、光ディスクの外観を示す切り欠き斜視図、図２５は、図２４に示すＰＡ部を拡大した部分断面図である。

これらの図において、１００は複数の記録層を有する光ディスク、１０１〜１０３は記録層、１０４は支持基板、１０５、１０６は等しい厚みの中間層、１０７はカバー層、１０７ａは光入射面、１０８は光学ヘッドからの照射光を示している。

以上のような構造を有する光ディスク１００から記録層１０１の信号を再生する場合を考える。このとき、光学ヘッドから照射された光１０８は記録層１０１に集光するが、中間層１０５の厚みと中間層１０６との厚みが等しいと、記録層１０２で反射した一部の光が記録層１０３にも集光してしまう。この記録層１０３に集光した光の一部は記録層１０３で反射され、再び記録層１０２で反射されて、記録層１０１で反射した光とほぼ同じ光路で光学ヘッドに戻るため、再生信号に記録層１０３の信号が混入する課題が発生する。以後本明細書では、これを裏焦点課題と呼ぶ。

このような裏焦点課題を考慮し、光ディスクの記録層の間隔を提案しているものに特許文献１に示すものがある。この文献では、任意の記録層から支持基板側の全ての記録層までの間隔と、その記録層からカバー層側の全ての記録層までの間隔がそれぞれ一致しないように構成することにより、上記課題の発生を防いでいる。この実施の形態として、中間層の厚みが支持基板側からカバー層側に向かって順に厚くなる、あるいは、順に薄くなる構造が提案されている。
特開２００１−１５５３８０号公報

しかしながら、特許文献１に示されるディスク構造で考慮されているのは、再生時に光学ヘッドからの照射光が他層に集光し、この集光された光が再生光に混入して層間クロストークを増大させる場合のみであり、再生層からの反射光と他層からの反射光との干渉について考慮されていない。

例えば、図２５に示したようなディスク構造では、他層からの反射光の一部が再生層からの反射光と同一の光路を通り、ほぼ等しい波面で光学ヘッドに戻る。このような光は、その干渉性が高く、受光素子上で干渉による明暗分布を形成する。さらに、この明暗分布は、光ディスク面内の中間層の厚みばらつきによる他層からの反射光との位相差変化に応じて変動するため、サーボ信号及び再生信号の品質を著しく低下させる重大な課題となる。

本発明の目的は、他層からの反射光が再生層からの反射光と同一光路を通って光学ヘッドに戻ることを防止し、光学ヘッドでのサーボ信号及び再生信号への干渉の影響を低減できる光記録媒体を提供することである。

本発明の一局面に従う光記録媒体は、複数の記録層を備え、前記複数の記録層の中から選択された２つの記録層のすべての組合せにおいて、前記２つの記録層間のすべての間隔は、互いに一致しない。

上記の構成によれば、再生時に他層で反射した光が、再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることを避けられるので、再生装置のサーボ信号及び再生信号が受光素子上の干渉縞の変動により悪化することを抑制し、良好な再生信号の得られる光記録媒体を提供できる。

上記した従来の課題を解決するために、本願発明者らは、多層の情報記録層を備える光記録媒体の再生層からの反射光と他層からの反射光との干渉について鋭意検討を行い、干渉の課題が生じるのは、特許文献１で考慮されている裏焦点課題を引き起こすディスク構造の場合だけに限られず、記録層の層数が増加すると、他層に集光することなく他層から反射された光による干渉が大きな影響を与えるという干渉課題を見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下に説明する知見に基づくものである。

図１は、特許文献１で考慮している裏焦点課題が生じないように、ディスク構造を設定した４層ディスクの断面図を示している。この図において、１１１〜１１４は記録層、１１５〜１１７は中間層を示しており、図２５と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。ここで、中間層１１５と中間層１１７との厚みは等しく、中間層１１６の厚みは他の中間層より厚くなるように構成してあり、隣接する中間層の厚みが異なるので裏焦点課題は生じない。

このディスク構造において、記録層１１１から信号を再生する場合、光ディスクから照射された光１０８は記録層１１１に集光するが、中間層１１５の厚みが中間層１１７の厚みと等しいと、記録層１１３、記録層１１４、記録層１１２の順で反射した光（破線）、及び、図示していないが記録層１１２、記録層１１４、記録層１１３の順で反射した光は、記録層１１１で反射した光と同じ光路で光学ヘッドに戻ってしまう。この波線で示した光路の光は他層で集光しないが、再生光と同一光路で光学ヘッドに戻るため、干渉課題を引き起こす。

この干渉課題を引き起こすディスク構造について一般化して考える。例えば、図１の記録層１１１と記録層１１２との間、あるいは記録層１１３と記録層１１４との間に複数の記録層がある場合を考えると、この場合も記録層１１１と記録層１１２との間隔と記録層１１３と記録層１１４との間隔とが等しければ、同様に干渉課題が生じる事が分かる。

また、４層ディスクの場合、記録層だけでなく、カバー層１０７の光入射側の表面となる光入射面３ａによる反射の影響も、上記と同程度になり、同様に干渉課題が生じる。例えば、記録層１１１から信号を再生する場合、光ディスクから照射された光１０８は記録層１１１に集光するが、カバー層１０７の厚みが中間層１１５の厚みと等しいと、記録層１１４、カバー層１０７の光入射面３ａ、記録層１１２の順で反射した光（一点鎖線）は、記録層１１１で反射した光と同じ光路で光学ヘッドに戻ってしまう。この一点鎖線で示した光路の光も、他層で集光しないが、再生光と同一光路で光学ヘッドに戻るため、上記と同様に、干渉課題を引き起こす。

上記の現象を一般化すると、２つの任意の記録層（一方がカバー層の光入射面である場合を含む）の間隔が、他の２つの任意の記録層（一方がカバー層の光入射面である場合を含む）の間隔と等しいことが、前述の干渉課題を引き起こす条件であると言える。以後、本明細書では、２つの記録層の間隔（一方がカバー層の光入射面である場合を含む）を層間隔、一の層間隔と他の層間隔との差を層間隔差と呼ぶことにする。

したがって、隣接する２つの記録層の層間隔は、この２つの記録層間に配置される中間層の厚みとなり、また、中間層の厚みに比べて記録層の厚みは非常に薄いため、１つ以上の記録層を挟む２つの記録層（一方がカバー層の光入射面である場合を含む）の層間隔は、この２つの記録層間に配置されるすべての中間層（カバー層を含む）の厚みの和に等しいものとして取り扱う。また、実際には、中間層及びカバー層の表面に細かな凹凸が存在するため、中間層及びカバー層の厚みは、面内平均厚みを意味するものとする。

前述の干渉課題について厳密に言えば、ある層間隔が別の層間隔とほぼ一致した場合に発生する。この層間隔差を大きくしていくと、受光素子上での再生層からの反射光と他層からの反射光の波面がずれていくので、次第に干渉縞が細かくなり、干渉縞が変動しても平均化されて信号への影響は小さくなる。

この層間隔差と干渉の影響とについて、光ディスクの屈折率１．６、光の波長４０５ｎｍの条件でシミュレーションしたところ、図２に示すように層間隔差が１μｍ以下の時、光量変動が顕著に現れることが確認された。つまり、前記条件では、光ディスク内のすべての組合せの層間隔差が１μｍ以上であれば、干渉課題を回避できることになる。

ただし、実際の光ディスクにおいては、中間層の厚み誤差及びばらつきを考慮する必要があり、例えば、中間層の厚み誤差が±２μｍの場合では、最悪でも層間隔差１μｍ以上を確保するため、各層間隔差の設計値が５μｍ以上となるようにディスク構造を決めればよい。

このようなディスク構造は各中間層の厚さを増大させることにより、容易に構成できるが、現在実用化されている光ディスクとの互換性を確保するためには、中間層を無制限に厚くすることは出来ない。中間層の厚みを抑えつつ、すべての層間隔の差が一定値以上となる様に構成するためには、ディスク構造に工夫が必要となる。

以下、一例を挙げると、４層ディスクにおいて、記録層を支持基板側から順にＬ０層、Ｌ１層、Ｌ２層、Ｌ３層、中間層の厚みを支持基板側から順にＴ１、Ｔ２、Ｔ３とし、特許文献１において提案されているようにＴ１＜Ｔ２＜Ｔ３であるとする。このディスクにおいて、すべての層間隔差が５μｍ以上となるディスク構造を考える。

ここで考慮している層間隔とは、Ｌ０層とＬ１層、Ｌ１層とＬ２層、Ｌ２層とＬ３層、Ｌ０層とＬ２層、Ｌ１層とＬ３層、Ｌ０層とＬ３層の６つの層間隔である。このとき、Ｔ１を５μｍ、Ｔ２を１０μｍ、Ｔ３を１５μｍのように薄い順に構成すると、Ｌ０層とＬ２層との間隔がＬ２層とＬ３層との間隔とが等しくなり、これを回避するためには、例えば、Ｔ１を５μｍ、Ｔ２を１０μｍ、Ｔ３を２０μｍとする等、中間層を厚くする必要がある。

一方、例えば、Ｔ１を５μｍ、Ｔ２を１５μｍ、Ｔ３を１０μｍのように中間層厚みの順序を変えると、Ｌ０層とＬ３層との層間隔はそのままで、すべての層間隔差が５μｍ以上となるように構成できる。このように、最小層間隔差が一定値以上になるように構成する場合、中間層の厚みの順序を工夫しないと中間層の厚みは厚くなってしまう。

このように、本発明の他の目的は、上記目的に加えて、中間層の厚みが必要以上に厚くなることを防ぎ、現在実用化されている光ディスクとの互換性を確保し易い光記録媒体を提供することである。

以下、上記の知見に基づいて完成された本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１における光ディスクの部分断面図である。図３において、１は、複数の記録層を有する光ディスク、２は、光ディスク１に求められる厚み（約１．２ｍｍ）を確保するための支持基板、３は、高い光透過性を有するカバー層、３ａは、カバー層３の光入射面を示している。

１０〜１４は、それぞれデータを保持するための情報記録層（以後、記録層という）であり、各記録層の一部又は全部がそれぞれ再生専用の記録層若しくは、ユーザーによる書き込みが可能な追記型又は書き換え型の記録層を構成しており、以後、記録層１０をＬ０層、記録層１１をＬ１層、記録層１２をＬ２層、記録層１３をＬ３層、記録層１４をＬ４層と呼ぶことにする。１５〜１８は、高い光透過性を有し、各記録層を物理的及び光学的に離間させる役割を持つ中間層を示している。

ここで本実施の形態にかかる光ディスク１においては、中間層１５の厚みをＴ１、中間層１６の厚みをＴ２、中間層１７の厚みをＴ３、中間層１８の厚みをＴ４としたとき、各中間層１５〜１８の厚みは式（１）〜（４）を満たすように設定されている。

Ｔ１＝ａ＋２ｂ・・・（１）
Ｔ２＝ａ・・・（２）
Ｔ３＝ａ＋３ｂ・・・（３）
Ｔ４＝ａ＋ｂ・・・（４）

ここで、ａは最小層間隔、ｂは最小層間隔差であり、ａ≧２ｂを満たすように設定されている。また、最小層間隔差ｂの値は、各中間層１５〜１８の厚み誤差よりも大きな値に設定されている。

図４は、図３に示す光ディスク１を記録あるいは再生する記録再生装置の構成図である。この図において、８０は、光学ヘッド、８１は、光源である半導体レーザ、８２は、半導体レーザからの光を光ディスクの所望の記録層に集光する対物レンズ、８３は、光ディスクの表面と各記録層までの厚みの違いにより発生する球面収差を補正する球面収差補正部材であるコリメートレンズ、８４は、光ディスクからの反射光を受光し信号検出を行う受光素子、８５は、受光素子で得られた信号をもとにトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成して帰還し、対物レンズ８２の位置を制御するサーボ制御回路を示している。サーボ制御回路８５は、コリメートレンズ８３を矢印方向に移動させることにより、各層での球面収差を補正するとともに、対物レンズ８２をフォーカス駆動、トラッキング駆動させて各層での記録再生を実現するように構成されている。

以上のような構造を有する記録再生装置を用いて光ディスク１からデータを再生する場合、光学ヘッド８０から出射したレーザビームは、光ディスク１の光入射面３ａ側から入射し、その焦点がＬ０層〜Ｌ４層のうちの所望の記録層に合わせられる。この記録層で反射した光は再び光学ヘッド８０に戻り、受光素子８４で信号が検出される。このとき、再生している記録層以外の記録層で反射した光の一部も光学ヘッドに戻る。なお、上記の説明では、記録再生装置を例に説明したが、情報の再生のみを行う再生装置でも、上記と同様に動作し、本発明を同様に適用することができ、同様の効果を得ることができるので、再生装置は、再生専用の装置及び記録及び再生を行う装置のいずれであってもよい。

しかしながら、本実施の形態における光ディスク１では、Ｌ０層〜Ｌ４層の内のどの記録層にレーザビームを集光しても、他層で反射した光が再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることはない。以下、この理由を説明する。

光ディスク１において、再生層からの反射光と他層からの反射光とが同一の光路で光学ヘッドに戻らないための条件は、すべての層間隔が一致しないことである。

光ディスク１におけるすべての層間隔を中間層１５〜１８の厚みＴ１〜Ｔ４を用いて表すと、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ１＋Ｔ２、Ｔ２＋Ｔ３、Ｔ３＋Ｔ４、Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３、Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４、Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４の１０通りとなる。このとき、各層間隔は図５に示すようになり、大小関係を考えると以下の不等式が成り立つ。なお、図５において、Ｌ０〜Ｌ１に対応付けられているａ＋２ｂは、Ｌ０層（記録層１０）とＬ１層（記録層１１）との間の層間隔、すなわち、中間層１５の厚みＴ１を意味し、他の欄も同様である。

Ｔ２＜Ｔ４＜Ｔ１＜Ｔ３・・・（５）
Ｔ１＋Ｔ２＜Ｔ２＋Ｔ３＜Ｔ３＋Ｔ４・・・（６）
Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４・・・（７）

ここで、本実施の形態ではａ≧２ｂとなるように構成されているため、最も厚い中間層１７の厚みＴ３と、隣接する２つの中間層の厚みの和のうちの最小厚みＴ１＋Ｔ２との間には、下式が成り立ち、Ｔ３とＴ１＋Ｔ２との差は最小層間隔差ｂより大きい。

Ｔ３＜Ｔ１＋Ｔ２・・・（８）

したがって、式（５）〜（８）より、すべての層間隔の間に不等式が成り立つ。ここで、最小層間隔差ｂの値は中間層１５〜１８の厚み誤差よりも大きな値に設定しているため、これらの不等式は常に成り立つ。

このようにして、本実施の形態の光ディスク１では、すべての層間隔が一致しないため、再生時に他層で反射した光が、再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることを避けられる。

次に、比較例として、支持基板２側からカバー層３側に向かって順に中間層１５〜１８が厚くなるように設計した場合を考える。このとき、中間層の厚みを抑えるため、図５に示した構造の順序の入れ替えで構成すると、各層間隔は図６に示すようになる。

ここで、すべての層間隔差がｂ以上とすると、Ｔ１＋Ｔ２の厚みはＴ４より厚くなる。なぜなら、Ｔ１＋Ｔ２の厚みがＴ２とＴ３との間、あるいはＴ３とＴ４との間とすると、層間隔差がｂ以上にならないためである。このことから、この設計条件ではａ≧３ｂでなければならない。

最小層間隔差ｂは、干渉課題を回避出来る条件（例えば、シミュレーションで求めた１μｍ）と、中間層１５〜１８の厚み誤差との和よりも大きくする必要があり、自由に設定できる値ではない。したがって、同じ条件で比べると、比較例の設計よりも本実施の形態の方が中間層１５〜１８全体の厚みを抑えることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、他層からの反射光が再生層からの反射光とほぼ同一の光路で光学ヘッドに戻ることを防止した５層ディスク及びそれを用いた記録再生装置を提供できる。これにより、光学ヘッドの受光素子上で他層からの反射光と再生層からの反射光とが干渉することにより生じる光量変動を低減することができ、良好な再生信号が得られる。また、Ｌ０層〜Ｌ４層までの間隔を比較的短くできるので、既存のディスクに対する互換性の確保に対しても有利である。

なお、各中間層１５〜１８の厚みＴ１〜Ｔ４を式（９）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２＜Ｔ４・・・（９）

また、各中間層１５〜１８の厚みＴ１〜Ｔ４を式（１０）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ３＜Ｔ１＜Ｔ４＜Ｔ２・・・（１０）

また、各中間層１５〜１８の厚みＴ１〜Ｔ４を式（１１）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ４＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ１・・・（１１）

次に、本実施の形態の他の設計例を図７に示す。図７に示す例では、光入射面３ａ側からみて最も手前の中間層１８を除く中間層１５〜１７に対して、奇数層（中間層１５、１７）の厚みＴ１、Ｔ３より偶数層（中間層１６）の厚みＴ２を大きく構成しており、中間層１８の厚みを最小層間隔としている。この場合も、ａ≧２ｂを満たすように構成すれば、すべての層間隔は一致しないため、同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における光ディスクの部分断面図であり、図９は、図８に示す光ディスクの記録層の間隔を示している。本実施の形態において、実施の形態１と異なるのは、ディスク断面の構造のみであり、図３と同じ構成要素は同じ符号を付して説明を省略する。また、本実施の形態に用いられる記録再生装置の構成も図４に示した実施の形態１と同じであり、詳細な説明を省略する。

図８において、２０〜２５は、それぞれデータを保持するための情報記録層を示し、以後、記録層２０をＬ０層、記録層２１をＬ１層、記録層２２をＬ２層、記録層２３をＬ３層、記録層２４をＬ４層、記録層２５をＬ５層と呼ぶことにする。２６〜３０は、高い光透過性を有し、各記録層を物理的及び光学的に離間させる役割を持つ中間層を示している。

ここで本実施の形態にかかる光ディスク１ａにおいては、中間層２６の厚みをＴ１、中間層２７の厚みをＴ２、中間層２８の厚みをＴ３、中間層２９の厚みをＴ４、中間層３０の厚みをＴ５としたとき、各中間層の厚みは式（１２）〜（１６）を満たすように設定されている。

Ｔ１＝ａ＋２ｂ・・・（１２）
Ｔ２＝ａ・・・（１３）
Ｔ３＝ａ＋３ｂ・・・（１４）
Ｔ４＝ａ＋ｂ・・・（１５）
Ｔ５＝ａ＋４ｂ・・・（１６）

ここで、ａは最小層間隔、ｂは最小層間隔差であり、ａ≧３ｂを満たすように設定されている。また、最小層間隔差ｂの値は、各中間層２６〜３０の厚み誤差よりも大きな値に設定されている。

以上のような構造を有する光ディスク１ａからデータを再生する場合、光学ヘッドから出射したレーザビームは、光ディスク１ａの光入射面３ａ側から入射し、その焦点がＬ０層〜Ｌ５層のうちの所望の記録層に合わせられる。この記録層で反射した光は再び光学ヘッドに戻り、受光素子で信号が検出される。このとき、再生している記録層以外の記録層で反射した光の一部も光学ヘッドに戻る。

しかしながら、本実施の形態における光ディスク１ａでは、Ｌ０層〜Ｌ５層の内のどの記録層にレーザビームを集光しても、他層で反射した光が再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることはない。以下、この理由を説明する。

光ディスク１ａにおいて、再生層からの反射光と他層からの反射光とが同一の光路で光学ヘッドに戻らないための条件は、すべての層間隔が一致しないことである。このとき、光ディスク１ａにおけるすべての層間隔（１５通り）は、図９に示すようになり、大小関係を考えると以下の不等式が成り立つ。

Ｔ２＜Ｔ４＜Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ５・・・（１７）
Ｔ１＋Ｔ２＜Ｔ２＋Ｔ３＜Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ４＋Ｔ５・・・（１８）
Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＜Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５・・・（１９）
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５・・・（２０）

ここで、本実施の形態ではａ≧３ｂとなるように構成されているため、下式が成り立つ。

Ｔ５＜Ｔ１＋Ｔ２・・・（２１）
Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４・・・（２２）
Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４・・・（２３）

したがって、式（１７）〜（２３）より、すべての層間隔の間に不等式が成り立つ。ここで、最小層間隔差ｂの値は中間層２６〜３０の厚み誤差よりも大きな値に設定しているため、これらの不等式は常に成り立つ。

このようにして、本実施の形態の光ディスクではすべての層間隔が一致しないため、再生時に他層で反射した光が、再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることを避けられる。

次に、比較例として、支持基板２側からカバー層３側に向かって順に中間層２６〜３０が厚くなるように設計した場合を考える。このとき、中間層の厚みを抑えるため、図９に示した構造の順序の入れ替えで構成すると、各層間隔は図１０に示すようになる。

ここで、すべての層間隔差がｂ以上とすると、Ｔ１＋Ｔ２の厚みはＴ５より厚くなる。なぜなら、Ｔ１＋Ｔ２の厚みがＴ５以下であるとすると、Ｔ１＋Ｔ２の厚みと、Ｔ２あるいは、Ｔ３あるいは、Ｔ４あるいはＴ５との層間隔差がｂ以上にならないためである。このことから、この設計条件ではａ≧４ｂでなければならない。したがって、同じ条件で比べると、比較例の設計よりも本実施の形態の方が中間層２６〜３０全体の厚みを抑えることができる。

以上のように本発明の実施の形態によれば、他層からの反射光が再生層からの反射光とほぼ同一の光路で光学ヘッドに戻ることを防止した６層ディスク及びそれを用いた記録再生装置を提供できる。これにより、光学ヘッドの受光素子上で他層からの反射光と再生層からの反射光とが干渉することにより生じる光量変動を低減することができ、良好な再生信号が得られる。また、Ｌ０層〜Ｌ５層までの間隔を比較的短くできるので、既存のディスクに対する互換性の確保に対しても有利である。

なお、各中間層２６〜３０の厚みＴ１〜Ｔ５を式（２４）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ５＜Ｔ２＜Ｔ４・・・（２４）

また、各中間層２６〜３０の厚みＴ１〜Ｔ５を式（２５）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ５＜Ｔ３＜Ｔ１＜Ｔ４＜Ｔ２・・・（２５）

また、各中間層２６〜３０の厚みＴ１〜Ｔ５を式（２６）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ４＜Ｔ２＜Ｔ５＜Ｔ３＜Ｔ１・・・（２６）

次に、本実施の形態の他の設計例を図１１に示す。図１１に示す例では、光入射面３ａ側からみて最も手前の中間層３０を除く中間層２６〜２９に対して、奇数層（中間層２６、２８）の厚みＴ１、Ｔ３より偶数層（中間層２７、２９）の厚みＴ２、Ｔ４を小さく構成しており、中間層３０の厚みを最小層間隔としている。この場合も、ａ≧３ｂを満たすように構成すれば、すべての層間隔は一致しないため、同様の効果が得られる。

（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３における光ディスクの部分断面図であり、図１３は、図１２に示す光ディスクの記録層の間隔を示している。本実施の形態において、実施の形態１と異なるのは、ディスク断面の構造のみであり、図３と同じ構成要素は同じ符号を付して説明を省略する。また、本実施の形態に用いられる記録再生装置の構成も図４に示した実施の形態１と同じであり、詳細な説明を省略する。

図１２において、４０〜４６は、それぞれデータを保持するための情報記録層を示し、以後、記録層４０をＬ０層、記録層４１をＬ１層、記録層４２をＬ２層、記録層４３をＬ３層、記録層４４をＬ４層、記録層４５をＬ５層、記録層４６をＬ６層と呼ぶことにする。４７〜５２は、高い光透過性を有し、各記録層を物理的及び光学的に離間させる役割を持つ中間層を示している。

ここで本実施の形態にかかる光ディスク１ｂにおいては、中間層４７の厚みをＴ１、中間層４８の厚みをＴ２、中間層４９の厚みをＴ３、中間層５０の厚みをＴ４、中間層５１の厚みをＴ５、中間層５２の厚みをＴ６としたとき、各中間層の厚みは式（２７）〜式（３２）を満たすように設定されている。

Ｔ１＝ａ＋３ｂ・・・（２７）
Ｔ２＝ａ・・・（２８）
Ｔ３＝ａ＋４ｂ・・・（２９）
Ｔ４＝ａ＋ｂ・・・（３０）
Ｔ５＝ａ＋５ｂ・・・（３１）
Ｔ６＝ａ＋２ｂ・・・（３２）

ここで、ａは最小層間隔、ｂは最小層間隔差であり、ａ≧３ｂを満たすように設定されている。また、最小層間隔差ｂの値は各中間層４７〜５２の厚み誤差よりも大きな値に設定されている。

以上のような構造を有する光ディスク１ｂからデータを再生する場合、光学ヘッドから出射したレーザビームは、光ディスク１ｂの光入射面３ａ側から入射し、その焦点がＬ０層〜Ｌ６層のうちの所望の記録層に合わせられる。この記録層で反射した光は再び光学ヘッドに戻り、受光素子で信号が検出される。このとき、再生している記録層以外の記録層で反射した光の一部も光学ヘッドに戻る。

しかしながら、本実施の形態における光ディスク１ｂでは、Ｌ０層〜Ｌ６層の内のどの記録層にレーザビームを集光しても、他層で反射した光が再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることはない。以下、この理由を説明する。

光ディスク１ｂにおいて、再生層からの反射光と他層からの反射光とが同一の光路で光学ヘッドに戻らないための条件は、すべての層間隔が一致しないことである。このとき、光ディスク１ｂにおけるすべての層間隔（２１通り）は、図１３に示すようになり、大小関係を考えると以下の不等式が成り立つ。

Ｔ２＜Ｔ４＜Ｔ６＜Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ５・・・（３３）
Ｔ１＋Ｔ２＜Ｔ２＋Ｔ３＜Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ５＋Ｔ６・・・（３４）
Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＜Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＜Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５・・・（３５）
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６・・・（３６）
Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６・・・（３７）

Ｔ５＜Ｔ１＋Ｔ２・・・（３８）
Ｔ５＋Ｔ６＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４・・・（３９）
Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４・・・（４０）
Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６・・・（４１）

したがって、式（３３）〜（４１）より、すべての層間隔の間に不等式が成り立つ。ここで、最小層間隔差ｂの値は中間層４７〜５２の厚み誤差よりも大きな値に設定しているため、これらの不等式は常に成り立つ。

次に、比較例として、支持基板２側からカバー層３側に向かって順に中間層４７〜５２が厚くなるように設計した場合を考える。このとき、中間層の厚みを抑えるため、図１３に示した構造の順序の入れ替えで構成すると、各層間隔は図１４に示すようになる。

ここで、すべての層間隔差がｂ以上とすると、Ｔ１＋Ｔ２の厚みはＴ６より厚くなる。なぜなら、Ｔ１＋Ｔ２の厚みがＴ６以下であるとすると、Ｔ１＋Ｔ２の厚みと、Ｔ２あるいは、Ｔ３あるいは、Ｔ４あるいは、Ｔ５あるいは、Ｔ６との層間隔差がｂ以上にならないためである。このことから、この設計条件ではａ≧５ｂでなければならない。したがって、同じ条件で比べると、比較例の設計よりも本実施の形態の方が中間層４７〜５２全体の厚みを抑えることができる。

以上のように本発明の実施の形態によれば、他層からの反射光が再生層からの反射光とほぼ同一の光路で光学ヘッドに戻ることを防止した７層ディスク及びそれを用いた記録再生装置を提供できる。これにより、光学ヘッドの受光素子上で他層からの反射光と再生層からの反射光とが干渉することにより生じる光量変動を低減することができ、良好な再生信号が得られる。また、Ｌ０層〜Ｌ６層までの間隔を比較的短くできるので、既存のディスクに対する互換性の確保に対しても有利である。

なお、各中間層４７〜５２の厚みＴ１〜Ｔ６を式（４２）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ５＜Ｔ２＜Ｔ４＜Ｔ６・・・（４２）

また、各中間層４７〜５２の厚みＴ１〜Ｔ６を式（４３）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ５＜Ｔ３＜Ｔ１＜Ｔ６＜Ｔ４＜Ｔ２・・・（４３）

また、各中間層４７〜５２の厚みＴ１〜Ｔ６を式（４４）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ６＜Ｔ４＜Ｔ２＜Ｔ５＜Ｔ３＜Ｔ１・・・（４４）

次に、本実施の形態の他の設計例を図１５に示す。図１５に示す例では、光入射面３ａ側からみて最も手前の中間層５２を除く中間層４７〜５１に対して、奇数層（中間層４７、４８、５１）の厚みＴ１、Ｔ３、Ｔ５より偶数層（中間層４８、５０）の厚みＴ２、Ｔ４を大きく構成しており、中間層５２の厚みを最小層間隔としている。この場合も、ａ≧３ｂを満たすように構成すれば、すべての層間隔は一致しないため、同様の効果が得られる。

（実施の形態４）
図１６は、本発明の実施の形態４における光ディスクの部分断面図であり、図１７は、図１６に示す光ディスクの記録層の間隔を示している。本実施の形態において、実施の形態１と異なるのは、ディスク断面の構造のみであり、図３と同じ構成要素は同じ符号を付して説明を省略する。また、本実施の形態に用いられる記録再生装置の構成も図４に示した実施の形態１と同じであり、詳細な説明を省略する。

図１６において、６０〜６７は、それぞれデータを保持するための情報記録層を示し、以後、記録層６０をＬ０層、記録層６１をＬ１層、記録層６２をＬ２層、記録層６３をＬ３層、記録層６４をＬ４層、記録層６５をＬ５層、記録層６６をＬ６層、記録層６７をＬ７層と呼ぶことにする。６８〜７４は、高い光透過性を有し、各記録層を物理的及び光学的に離間させる役割を持つ中間層を示している。

ここで本実施の形態にかかる光ディスク１ｃにおいては、中間層６８の厚みをＴ１、中間層６９の厚みをＴ２、中間層７０の厚みをＴ３、中間層７１の厚みをＴ４、中間層７２の厚みをＴ５、中間層７３の厚みをＴ６、中間層７４の厚みをＴ７としたとき、各中間層の厚みは式（４５）〜（５１）を満たすように設定されている。

Ｔ１＝ａ＋３ｂ・・・（４５）
Ｔ２＝ａ・・・（４６）
Ｔ３＝ａ＋４ｂ・・・（４７）
Ｔ４＝ａ＋ｂ・・・（４８）
Ｔ５＝ａ＋５ｂ・・・（４９）
Ｔ６＝ａ＋２ｂ・・・（５０）
Ｔ７＝ａ＋６ｂ・・・（５１）

ここで、ａは最小層間隔、ｂは最小層間隔差であり、ａ≧４ｂを満たすように設定されている。また、最小層間隔差ｂの値は各中間層６８〜７４の厚み誤差よりも大きな値に設定されている。

以上のような構造を有する光ディスク１ｃからデータを再生する場合、光学ヘッドから出射したレーザビームは、光ディスク１ｃの光入射面３ａ側から入射し、その焦点がＬ０層〜Ｌ７層のうちの所望の記録層に合わせられる。この記録層で反射した光は再び光学ヘッドに戻り、受光素子で信号が検出される。このとき、再生している記録層以外の記録層で反射した光の一部も光学ヘッドに戻る。

しかしながら、本実施の形態における光ディスク１ｃでは、Ｌ０層〜Ｌ７層の内のどの記録層にレーザビームを集光しても、他層で反射した光が再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることはない。以下、この理由を説明する。

光ディスク１ｃにおいて、再生層からの反射光と他層からの反射光が同一の光路で光学ヘッドに戻らないための条件は、すべての層間隔が一致しないことである。このとき、光ディスク１ｃにおけるすべての層間隔（２８通り）は、図１７に示すようになり、大小関係を考えると以下の不等式が成り立つ。

Ｔ２＜Ｔ４＜Ｔ６＜Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ５＜Ｔ７・・・（５２）
Ｔ１＋Ｔ２＜Ｔ２＋Ｔ３＜Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ５＋Ｔ６＜Ｔ６＋Ｔ７・・・（５３）
Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＜Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＜Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７・・・（５４）
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＜Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７・・・（５５）
Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７・・・（５６）
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７・・・（５７）

ここで、本実施の形態ではａ≧４ｂとなるように構成されているため、下式が成り立つ。

Ｔ７＜Ｔ１＋Ｔ２・・・（５８）
Ｔ６＋Ｔ７＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４・・・（５９）
Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６・・・（６０）
Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６・・・（６１）

ここで、ａ＝５ｂとすると、Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＝Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７となってしまうので、本実施の形態では、ａ＝４ｂとすると、下式が成り立つ。

Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７＜Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５・・・（６２）

したがって、式（５２）〜（６２）より、すべての層間隔の間に不等式が成り立つ。ここで、最小層間隔差ｂの値は中間層６８〜７４の厚み誤差よりも大きな値に設定しているため、これらの不等式は常に成り立つ。

このようにして、本実施の形態の光ディスクではすべての層間隔が一致しないため、再生時に他層で反射した光が、再生層反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることを避けられる。

次に、比較例として、支持基板２側からカバー層３側に向かって順に中間層６８〜７４が厚くなるように設計した場合を考える。このとき、中間層の厚みを抑えるため、図１７に示した構造の順序の入れ替えで構成すると、各層間隔は図１８に示すようになる。

ここで、すべての層間隔差がｂ以上とすると、Ｔ１＋Ｔ２の厚みはＴ７より厚くなる。なぜなら、Ｔ１＋Ｔ２の厚みがＴ７以下であるとすると、Ｔ１＋Ｔ２の厚みと、Ｔ２あるいは、Ｔ３あるいは、Ｔ４あるいは、Ｔ５あるいは、Ｔ６あるいは、Ｔ７との層間隔差がｂ以上にならないためである。このことから、この設計条件ではａ≧６ｂでなければならない。したがって、同じ条件で比べると、比較例の設計よりも本実施の形態の方が中間層６８〜７４全体の厚みを抑えることができる。

以上のように本発明の実施の形態によれば、他層からの反射光が再生層からの反射光とほぼ同一の光路で光学ヘッドに戻ることを防止した８層ディスク及びそれを用いた記録再生装置を提供できる。これにより、光学ヘッドの受光素子上で他層からの反射光と再生層からの反射光とが干渉することにより生じる光量変動を低減することができ、良好な再生信号が得られる。また、Ｌ０層〜Ｌ７層までの間隔を比較的短くできるので、既存のディスクに対する互換性の確保に対しても有利である。

なお、各中間層６８〜７４の厚みＴ１〜Ｔ７を式（６３）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ５＜Ｔ７＜Ｔ２＜Ｔ４＜Ｔ６・・・（６３）

また、各中間層６８〜７４の厚みＴ１〜Ｔ７を式（６４）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ７＜Ｔ５＜Ｔ３＜Ｔ１＜Ｔ６＜Ｔ４＜Ｔ２・・・（６４）

また、各中間層６８〜７４の厚みＴ１〜Ｔ７を式（６５）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ６＜Ｔ４＜Ｔ２＜Ｔ７＜Ｔ５＜Ｔ３＜Ｔ１・・・（６５）

次に、本実施の形態の他の設計例を図１９に示す。図１９に示す例では、光入射面３ａ側からみて最も手前の中間層７４を除く中間層６８〜７３に対して、奇数層（中間層６８、７０、７２）の厚みＴ１、Ｔ３、Ｔ５より偶数層（中間層６９、７１、７３）の厚みＴ２、Ｔ４、Ｔ６を小さく構成しており、中間層７４の厚みを最小層間隔としている。この場合も、ａ≧４ｂを満たすように構成すれば、すべての層間隔は一致しないため、同様の効果が得られる。

（実施の形態５）
図２０は、本発明の実施の形態５における光ディスクの部分断面図であり、図２１は、図２０に示す光ディスクの記録層の間隔及び記録層とカバー層の光入射面との間隔を示している。本実施の形態において、実施の形態１と異なるのは、ディスク断面の構造のみであり、図３と同じ構成要素は同じ符号を付して説明を省略する。また、本実施の形態に用いられる記録再生装置の構成も図４に示した実施の形態１と同じであり、詳細な説明を省略する。

図２０において、１０〜１３は、それぞれデータを保持するための情報記録層を示し、以後、記録層１０をＬ０層、記録層１１をＬ１層、記録層１２をＬ２層、記録層１３をＬ３層と呼ぶことにする。１５〜１７は、高い光透過性を有し、各記録層を物理的及び光学的に離間させる役割を持つ中間層を示している。３は、高い光透過性を有するカバー層、３ａは、カバー層３の光入射面を示し、以後、光入射面３ａをＳｆ面と呼ぶことにする。

ここで本実施の形態にかかる光ディスク１ｄにおいては、中間層１５の厚みをＴ１、中間層１６の厚みをＴ２、中間層１７の厚みをＴ３、カバー層３の厚みをＴ４としたとき、各中間層１５〜１７及びカバー層３の厚みは式（６６）〜（６９）を満たすように設定されている。

Ｔ１＝ａ＋２ｂ・・・（６６）
Ｔ２＝ａ・・・（６７）
Ｔ３＝ａ＋３ｂ・・・（６８）
Ｔ４＝ａ＋ｂ・・・（６９）

ここで、ａは最小層間隔、ｂは最小層間隔差であり、ａ≧２ｂを満たすように設定されている。また、最小層間隔差ｂの値は、各中間層１５〜１７及びカバー層３の厚み誤差よりも大きな値に設定されている。

以上のような構造を有する光ディスク１ｄからデータを再生する場合、光学ヘッドから出射したレーザビームは、光ディスク１ｄの光入射面３ａ側から入射し、その焦点がＬ０層〜Ｌ３層のうちの所望の記録層に合わせられる。この記録層で反射した光は再び光学ヘッドに戻り、受光素子で信号が検出される。このとき、再生している記録層以外の記録層で反射した光及びＳｆ面で反射した光の一部も光学ヘッドに戻る。

ここで、Ｓｆ面で反射した光の影響について詳細に説明する。通常、カバー層の厚みは、Ｓｆ面の傷やほこりの影響を低減するため、各記録層の再生時にＳｆ面で反射された光が受光素子上で十分デフォーカスするように設定される。しかし、現在実用化されている光ディスクとの互換性を考慮すると、Ｓｆ面から最も奥の記録層までの厚みは大きく変えられないので、記録層の数が増えるほどカバー層の厚みを薄くせざるを得ない。

例えば、実施の形態１を例に考えると、最小層間隔ａが１０μｍ、最小層間隔差ｂが５μｍの場合、中間層の厚みは、２０μｍ、１０μｍ、２５μｍ、１５μｍとなり、既存の光ディスクとしてＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ）を想定すると、Ｓｆ面から最も奥の記録層までの厚みは１００μｍであるので、このとき、カバー層の厚みは３０μｍとなる。このカバー層の厚みは中間層の厚みと大きな差はなく、反射光量次第では再生層以外の記録層での反射と同様に、光入射面での反射も考慮する必要がある。

次に、Ｓｆ面での反射光量と信号光の反射光量について説明する。各記録層及びカバー層の光入射面から帰ってくる信号光の反射率を積層反射率とすると、例えば、Ｌ０層の積層反射率ＬＲ０は、ＴＳをカバー層の光入射面の単独膜透過率、ＴＬ３をＬ３層の単独膜透過率、ＴＬ２をＬ２層の単独膜透過率、ＴＬ１をＬ１層の単独膜透過率、ＲＬ０をＬ０層の単独膜反射率とすると、下式で表される。

ＬＲ０＝（ＴＳ×ＴＬ３×ＴＬ２×ＴＬ１）^２×ＲＬ０・・・（７０）

したがって、図２５に示すような３層ディスクにおいて、カバー層の光入射面の単独膜反射率が３．０％、単独膜透過率が９７．０％、Ｌ２層の単独膜反射率が５．８％、単独膜透過率が７８．３％、Ｌ１層の単独膜反射率が１０．０％、単独膜透過率が７１．７％、Ｌ０層の単独膜反射率が２２．０％である場合、カバー層の光入射面、Ｌ２層、Ｌ１層及びＬ０層の積層反射率は、それぞれ、３．０％、５．５％、５．８％、６．５％となる。

また、本実施の形態のような４層ディスクにおいて、カバー層の光入射面の単独膜反射率が３．０％、単独膜透過率が９７．０％、Ｌ３層の単独膜反射率が４．０％、単独膜透過率が８０．８％、Ｌ２層の単独膜反射率が５．６％、単独膜透過率が７８．５％、Ｌ１層の単独膜反射率が９．７％、単独膜透過率が７２．０％、Ｌ０層の単独膜反射率が２４．０％である場合、カバー層の光入射面、Ｌ３層、Ｌ２層、Ｌ１層及びＬ０層の積層反射率は、それぞれ、３．０％、３．８％、３．４％、３．７％、４．７％となる。

また、実施の形態１のような５層ディスクにおいて、カバー層の光入射面の単独膜反射率が３．０％、単独膜透過率が９７．０％、Ｌ４層の単独膜反射率が３．０％、単独膜透過率が８１．８％、Ｌ３層の単独膜反射率が４．０％、単独膜透過率が８０．８％、Ｌ２層の単独膜反射率が５．６％、単独膜透過率が７８．５％、Ｌ１層の単独膜反射率が９．７％、単独膜透過率が７２．０％、Ｌ０層の単独膜反射率が２４．０％である場合、カバー層の光入射面、Ｌ４層、Ｌ３層、Ｌ２層、Ｌ１層及びＬ０層の積層反射率は、それぞれ、３．０％、２．８％、２．５％、２．３％、２．５％、３．２％となる。

以上より、３層ディスクでは、各記録層からの信号光は５．５％以上となり、カバー層の光入射面からの反射光の２倍程度の信号光となるが、４層ディスクでは、各記録層からの信号光は３．４％程度のものもあり、カバー層の光入射面からの反射光と同程度となる。また、５層ディスクでは、各記録層からの信号光は２．５％程度となり、カバー層の光入射面からの反射光より小さくなる。

このように、記録層の数が増加するほど、各記録層の積層反射率も低下するので、カバー層が薄くなる影響も含め、Ｓｆ面で反射された光も信号光に大きな影響を与えることとなる。

なお、本発明が解決しようとする干渉課題は、上記のような１回の反射による光ではなく、各記録層及びカバー層の光入射面で反射される多数回の反射による光に起因するものであり、記録層の数が増えると、Ｓｆ面での反射にも注意が必要である。これは、前述のように記録層の数が増えると、カバー層の厚みと中間層の厚みとの差が小さくなり、カバー層の光入射面からの反射光が信号光との干渉条件を満たしやすくなるためである。この多数回反射光（迷光）は非常にわずかであっても、信号光と干渉すると、信号光の光量を大きく変動させる。

例えば、信号光の光量をＰ１、迷光の光量をＰ２とすると、干渉による信号光の変動量ｄは、下記式で表される。

ｄ＝±２√（Ｐ１×Ｐ２）・・・（７１）

上記の３層、４層、５層の光ディスクの記録層の設計例では、信号光の光量に対する迷光の光量はせいぜい０．２％程度であるが、Ｐ２を０．００２×Ｐ１として、式（７１）にあてはめると、信号光の光量Ｐ１は、干渉により±９％も変動することとなる。

したがって、例えば、４層以上の記録層を有する光ディスクにおいては、カバー層の光入射面からの反射光も、再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることを防止する必要がある。

このため、本実施の形態における光ディスク１ｄでは、Ｌ０層〜Ｌ３層の内のどの記録層にレーザビームを集光しても、他層及びＳｆ面で反射した光が再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることがないように、各中間層１５〜１７の厚みだけでなく、カバー層３の厚みをも設定している。以下、この理由を説明する。

光ディスク１ｄにおいて、再生層からの反射光と他層及びＳｆ面からの反射光とが同一の光路で光学ヘッドに戻らないための条件は、すべての層間隔が一致しないことである。

光ディスク１ｄにおけるすべての層間隔を中間層１５〜１７及びカバー層３の厚みＴ１〜Ｔ４を用いて表すと、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ１＋Ｔ２、Ｔ２＋Ｔ３、Ｔ３＋Ｔ４、Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３、Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４、Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４の１０通りとなる。このとき、各層間隔は図２１に示すようになり、大小関係を考えると以下の不等式が成り立つ。なお、図２１において、Ｌ３〜Ｓｆに対応付けられているａ＋ｂは、Ｌ３層（記録層１３）とＳｆ面（カバー層３の光入射面３ａ）との間の層間隔、すなわち、カバー層３の厚みＴ４を意味し、他の欄も同様である。

Ｔ２＜Ｔ４＜Ｔ１＜Ｔ３・・・（７２）
Ｔ１＋Ｔ２＜Ｔ２＋Ｔ３＜Ｔ３＋Ｔ４・・・（７３）
Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＜Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４・・・（７４）

Ｔ３＜Ｔ１＋Ｔ２・・・（７５）

したがって、式（７２）〜（７５）より、すべての層間隔の間に不等式が成り立つ。ここで、最小層間隔差ｂの値は中間層１５〜１７及びカバー層３の厚み誤差よりも大きな値に設定しているため、これらの不等式は常に成り立つ。

このようにして、本実施の形態の光ディスクでは、すべての層間隔が一致しないため、再生時に他層及びＳｆ面で反射した光が、再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることを避けられる。

次に、比較例として、支持基板２側からカバー層３側に向かって順に中間層１５〜１７及びカバー層３が厚くなるように設計した場合を考える。このとき、中間層及びカバー層の厚みを抑えるため、図２１に示した構造の順序の入れ替えで構成すると、各層間隔は図２２に示すようになる。

最小層間隔差ｂは、干渉課題を回避出来る条件（例えば、シミュレーションで求めた１μｍ）と、中間層１５〜１７及びカバー層３の厚み誤差との和よりも大きくする必要があり、自由に設定できる値ではない。したがって、同じ条件で比べると、比較例の設計よりも本実施の形態の方が中間層１５〜１７及びカバー層３全体の厚みを抑えることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、他層及びＳｆ面からの反射光が再生層からの反射光とほぼ同一の光路で光学ヘッドに戻ることを防止した４層ディスク及びそれを用いた記録再生装置を提供できる。これにより、光学ヘッドの受光素子上で他層及びＳｆ面からの反射光と再生層からの反射光とが干渉することにより生じる光量変動を低減することができ、良好な再生信号が得られる。また、Ｌ０層〜Ｓｆ面までの間隔を比較的短くできるので、既存のディスクに対する互換性の確保に対しても有利である。

なお、各中間層１５〜１７及びカバー層３の厚みＴ１〜Ｔ４を式（７６）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２＜Ｔ４・・・（７６）

また、各中間層１５〜１７及びカバー層３の厚みＴ１〜Ｔ４を式（７７）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ３＜Ｔ１＜Ｔ４＜Ｔ２・・・（７７）

また、各中間層１５〜１７及びカバー層３の厚みＴ１〜Ｔ４を式（７８）とした場合にも、同様の効果が得られる。

Ｔ４＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ１・・・（７８）

次に、本実施の形態の他の設計例を図２３に示す。図２３に示す例では、光入射面３ａ側からみて最も手前のカバー層３を除く中間層１５〜１７に対して、奇数層（中間層１５、１７）の厚みＴ１、Ｔ３より偶数層（中間層１６）の厚みＴ２を大きく構成しており、カバー層３の厚みを最小層間隔としている。この場合も、ａ≧２ｂを満たすように構成すれば、すべての層間隔は一致しないため、同様の効果が得られる。

なお、本実施の形態では、４層ディスクにおいて中間層及びカバー層の厚みを説明したが、５層ディスクでは、実施の形態２において、記録層２５及び中間層３０を省略して記録層２４の上にカバー層３を形成し、中間層３０の厚みをカバー層３の厚みとして、中間層及びカバー層３の厚みを同様に設定することにより、カバー層３の光入射面３ａからの反射光を含む干渉課題を解決することができる。また、６層ディスクでは、実施の形態３において、記録層４６及び中間層５２を省略して記録層４５の上にカバー層３を形成し、中間層５２の厚みをカバー層３の厚みとして、中間層及びカバー層の厚みを同様に設定することにより、カバー層３の光入射面３ａからの反射光を含む干渉課題を解決することができる。また、７層ディスクでは、実施の形態４において、記録層６７及び中間層７４を省略して記録層６６の上にカバー層３を形成し、中間層７４の厚みをカバー層３の厚みとして、中間層及びカバー層の厚みを同様に設定することにより、カバー層３の光入射面３ａからの反射光を含む干渉課題を解決することができる。

また、上記の説明では、８層の記録層を有する光ディスク及びカバー層と７層の記録層とを有する光ディスクまでについて説明したが、９層以上の記録層を有する光ディスク及びカバー層と８層以上の記録層とを有する光ディスクについても、本発明を同様に適用することができ、同様の効果を得ることができる。

上記の実施の形態から本発明について要約すると、以下のようになる。すなわち、本発明に係る光記録媒体は、複数の記録層を備え、前記複数の記録層の中から選択された２つの記録層のすべての組合せにおいて、前記２つの記録層間のすべての間隔は、互いに一致しない。

この光記録媒体においては、再生時に他層で反射した光が、再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることを避けられるので、再生装置のサーボ信号及び再生信号が受光素子上の干渉縞の変動により悪化することを防止し、良好な再生信号を得ることができる。

複数の記録層は、５層以上の記録層を含み、前記光記録媒体は、前記記録層の間に配置された４層以上の中間層をさらに備え、前記４層以上の中間層のうち、光の入射側からみて偶数番目の中間層の最小厚みは、奇数番目の中間層の最大厚みより厚く、又は、前記奇数番目の中間層の最小厚みは、前記偶数番目の中間層の最大厚みより厚く、且つ、前記奇数番目の中間層及び前記偶数番目の中間層はそれぞれ、光の入射側から厚い順又は薄い順に配置されていることが好ましい。

また、複数の記録層は、５層以上の記録層を含み、前記光記録媒体は、前記記録層の間に配置された４層以上の中間層をさらに備え、前記４層以上の中間層のうち、光の入射側からみて最も手前又は最も奥側の中間層を除く３層以上の中間層のうち、光の入射側からみて偶数番目の中間層の最小厚みは、奇数番目の中間層の最大厚みより厚く、又は、前記奇数番目の中間層の最小厚みは、前記偶数番目の中間層の最大厚みより厚く、且つ、前記奇数番目の中間層及び前記偶数番目の中間層はそれぞれ、光の入射側から厚い順又は薄い順に配置されるようにしてもよい。

上記の場合、再生時に他層で反射した光が、再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることを避けられるので、再生装置のサーボ信号及び再生信号が受光素子上の干渉縞の変動により悪化することを防止し、良好な再生信号を得ることができるとともに、必要以上に中間層の厚みが厚くなることを防止し、層数が増えても既存の光ディスクとの互換性を確保できる。

１つの記録層がその間に配置された２つの記録層の間隔はすべて、前記中間層の最大厚みより大きくなることが好ましい。この場合、各中間層の厚みを必要最低限に設定することができるので、層数が増えても既存の光ディスクとの互換性をより確実に確保できる。

前記中間層の数をＭ（Ｍは４以上の整数）、前記中間層の最小厚みをａ、前記中間層の厚み差のうち最小の厚み値をｂとしたとき、ａ／ｂ≧Ｍ／２を満たすことが好ましい。この場合、各中間層の厚みを必要最低限に設定することができるので、層数が増えても既存の光ディスクとの互換性をより確実に確保できる。

前記中間層は、厚みの薄い順に並べたとき、ほぼ一定の厚み差で順に並ぶことが好ましい。この場合、各中間層の厚みを必要最低限に設定することができるので、層数が増えても既存の光ディスクとの互換性をより確実に確保できる。

前記複数の記録層の中から選択された２つの記録層のすべての組合せにおいて、一の記録層間の間隔と他の記録層間の間隔との差を表す層間隔差の最小値は、１μｍ以上であることが好ましく、中間層の厚み誤差及びばらつきを考慮した場合、設定値として５μｍ以上であることが好ましい。

この場合、再生装置のサーボ信号及び再生信号が受光素子上の干渉縞の変動により悪化することを確実に防止し、良好な再生信号を得ることができるとともに、各中間層の厚みを必要最低限に設定することができるので、層数が増えても既存の光ディスクとの互換性をより確実に確保できる。

前記光記録媒体は、光の入射側に配置されたカバー層をさらに備え、前記カバー層の光の入射側の表面と前記複数の記録層の各々との間隔は、前記２つの記録層の間隔と一致しないことが好ましい。

この場合、再生時に他の記録層及びカバー層で反射した光が、再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることを避けられるので、記録層の層数が増加してカバー層からの反射光の影響が大きくなる場合でも、再生装置のサーボ信号及び再生信号が受光素子上の干渉縞の変動により悪化することを防止し、良好な再生信号を得ることができる。

前記複数の記録層は、４層以上の記録層を含み、前記光記録媒体は、前記記録層間に配置された３層以上の中間層と、光の入射側に配置されたカバー層とをさらに備え、前記カバー層及び前記３層以上の中間層のうち、光の入射側からみて偶数番目の層の最小厚みは、奇数番目の中間層の最大厚みより厚く、又は、前記奇数番目の層の最小厚みは、前記偶数番目の層の最大厚みより厚く、且つ、前記奇数番目の層及び前記偶数番目の層はそれぞれ、光の入射側から厚い順又は薄い順に配置されていることが好ましい。

また、前記複数の記録層は、４層以上の記録層を含み、前記光記録媒体は、前記記録層間に配置された３層以上の中間層をさらに備え、前記カバー層及び前記３層以上の中間層のうち、前記カバー層又は光の入射側からみて最も奥側の中間層を除く３層以上の層のうち、光の入射側からみて偶数番目の層の最小厚みは、奇数番目の層の最大厚みより厚く、又は、前記奇数番目の層の最小厚みは、前記偶数番目の層の最大厚みより厚く、且つ、前記奇数番目の層及び前記偶数番目の層はそれぞれ、光の入射側から厚い順又は薄い順に配置されるようにしてもよい。

上記の場合、再生時に他の記録層及びカバー層で反射した光が、再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることを避けられるので、記録層の層数が増加してカバー層からの反射光の影響が大きくなる場合でも、再生装置のサーボ信号及び再生信号が受光素子上の干渉縞の変動により悪化することを防止し、良好な再生信号を得ることができるとともに、必要以上に中間層及びカバー層の厚みが厚くなることを防止し、層数が増えても既存の光ディスクとの互換性を確保できる。

１つの記録層がその間に配置された２つの記録層の間隔はすべて、前記カバー層及び中間層の最大厚みより大きいことが好ましい。この場合、各中間層及びカバー層の厚みを必要最低限に設定することができるので、層数が増えても既存の光ディスクとの互換性をより確実に確保できる。

前記中間層の数をＭ（Ｍは４以上の整数）、前記カバー層及び中間層の最小厚みをａ、前記カバー層及び中間層間の厚み差のうち最小値をｂとしたとき、ａ／ｂ≧Ｍ／２を満たすことが好ましい。この場合、各中間層及びカバー層の厚みを必要最低限に設定することができるので、層数が増えても既存の光ディスクとの互換性をより確実に確保できる。

前記カバー層及び中間層は、厚みの薄い順に並べたとき、ほぼ一定の厚み差で順に並ぶことが好ましい。この場合、各中間層及びカバー層の厚みを必要最低限に設定することができるので、層数が増えても既存の光ディスクとの互換性をより確実に確保できる。

前記カバー層及び中間層の厚み差の最小値は、１μｍ以上であることが好ましく、カバー層及び中間層の厚み誤差及びばらつきを考慮した場合、設定値として５μｍ以上であることが好ましい。

この場合、再生装置のサーボ信号及び再生信号が受光素子上の干渉縞の変動により悪化することを確実に防止し、良好な再生信号を得ることができるとともに、各中間層及びカバー層の厚みを必要最低限に設定することができるので、層数が増えても既存の光ディスクとの互換性をより確実に確保できる。

本発明に係る再生装置は、複数の記録層を有する光記録媒体から情報を再生する再生装置であって、光源と、前記光源からの光を前記光記録媒体の所望の記録層に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの光を受光して信号を検出する受光素子と、前記受光素子により検出された信号を基にトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成し、前記対物レンズの位置を制御する制御部とを備え、前記光記録媒体は、上記いずれかの光記録媒体から構成され、前記光記録媒体の少なくとも１つの記録層を再生する。

この再生装置においては、再生時に他層で反射した光が、再生層からの反射光と同一の光路で光学ヘッドに戻ることを避けられるので、サーボ信号及び再生信号が受光素子上の干渉縞の変動により悪化することを防止し、良好な再生信号を得ることができる。

前記光記録媒体の各記録層における球面収差を補正する球面収差補正部をさらに備えることが好ましい。この場合、各記録層の厚みの違いにより発生する球面収差を補正することができるので、良好なサーボ信号及び再生信号を得ることができる。

本発明にかかる多層光ディスクは、任意の層の再生時に他の層で反射した光が再生層からの反射光と同じ光路で光学ヘッドに戻ることを防止することにより、光学ヘッドでのサーボ信号及び再生信号への干渉の影響を低減できる。これにより、品質の良い再生信号が得られる大容量の光ディスクが提供できる。同時に中間層の厚みが必要以上に厚くなるのを防ぐことができるため、既存ディスクとの互換性を確保しやすい。

ディスク構造の課題を説明するための模式図である。層間隔差と干渉による光量変動とを示すシミュレーション結果を示す図である。本発明の実施の形態１による光ディスクの部分断面図である。図３に示す光ディスクを記録あるいは再生する記録再生装置の構成図である。図３に示す光ディスクの記録層の間隔の一設計例を示す図である。比較例となる光ディスクの記録層の間隔の一例を示す図である。本発明の実施の形態１における他の設計例を示す図である。本発明の実施の形態２における光ディスクの部分断面図である。図８に示す光ディスクの記録層の間隔の一設計例を示す図である。比較例となる光ディスクの記録層の間隔の一例を示す図である。本発明の実施の形態２における他の設計例を示す図である。本発明の実施の形態３における光ディスクの部分断面図である。図１２に示す光ディスクの記録層の間隔の一設計例を示す図である。比較例となる光ディスクの記録層の間隔の一例を示す図である。本発明の実施の形態３における他の設計例を示す図である。本発明の実施の形態４における光ディスクの部分断面図である。図１６に示す光ディスクの記録層の間隔の一設計例を示す図である。比較例となる光ディスクの記録層の間隔の一例を示す図である。本発明の実施の形態４における他の設計例を示す図である。本発明の実施の形態５における光ディスクの部分断面図である。図２０に示す光ディスクの記録層の間隔及び記録層とカバー層の光入射面との間隔の一設計例を示す図である。比較例となる光ディスクのカバー層及び中間層の厚みの一例を示す図である。本発明の実施の形態５における他の設計例を示す図である。光ディスクの外観を示す切り欠き斜視図である。図２４に示す光ディスクの部分断面図である。

Claims

複数の記録層を備え、前記複数の記録層の中から選択された２つの記録層のすべての組合せにおいて、前記２つの記録層間のすべての間隔は、互いに一致せず、
複数の記録層は、５層以上の記録層を含み、
前記記録層の間に配置された４層以上の中間層をさらに備え、
前記４層以上の中間層のうち、光の入射側からみて最も手前又は最も奥側の中間層を除く３層以上の中間層において、光の入射側からみて偶数番目の中間層の最小厚みは、奇数番目の中間層の最大厚みより厚く、又は、前記奇数番目の中間層の最小厚みは、前記偶数番目の中間層の最大厚みより厚く、且つ、
前記奇数番目の中間層及び前記偶数番目の中間層はそれぞれ、光の入射側から厚い順又は薄い順に配置されていることを特徴とする光記録媒体。
前記中間層のすべてにおいて、光の入射側からみて偶数番目の中間層の最小厚みは、奇数番目の中間層の最大厚みより厚く、又は、前記奇数番目の中間層の最小厚みは、前記偶数番目の中間層の最大厚みより厚く、且つ、
前記奇数番目の中間層及び前記偶数番目の中間層はそれぞれ、光の入射側から厚い順又は薄い順に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
１つの記録層がその間に配置された２つの記録層の間隔はすべて、前記中間層の最大厚みより大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体。
前記中間層の数をＭ（Ｍは４以上の整数）、前記中間層の最小厚みをａ、前記中間層の厚み差のうち最小値をｂとしたとき、ａ／ｂ≧Ｍ／２を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体。
前記中間層は、厚みの薄い順に並べたとき、ほぼ一定の厚み差で順に並ぶことを特徴とする請求項１又は２記載の光記録媒体。
前記複数の記録層の中から選択された２つの記録層のすべての組合せにおいて、一の記録層間の間隔と他の記録層間の間隔との差を表す層間隔差の最小値は、１μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光記録媒体。
複数の記録層を備え、前記複数の記録層の中から選択された２つの記録層のすべての組合せにおいて、前記２つの記録層間のすべての間隔は、互いに一致せず、
光の入射側に配置されたカバー層をさらに備え、
前記カバー層の光の入射側の表面と前記複数の記録層の各々との間隔は、前記２つの記録層の間隔と一致せず、
前記複数の記録層は、４層以上の記録層を含み、
前記記録層間に配置された３層以上の中間層をさらに備え、
前記カバー層及び前記中間層のうち、前記カバー層又は光の入射側からみて最も奥側の中間層を除く３層以上の層において、光の入射側からみて偶数番目の層の最小厚みは、奇数番目の層の最大厚みより厚く、又は、前記奇数番目の層の最小厚みは、前記偶数番目の層の最大厚みより厚く、且つ、
前記奇数番目の層及び前記偶数番目の層はそれぞれ、光の入射側から厚い順又は薄い順に配置されていることを特徴とする光記録媒体。
前記カバー層及び前記中間層からなる、すべての層において、光の入射側からみて偶数番目の層の最小厚みは、奇数番目の中間層の最大厚みより厚く、又は、前記奇数番目の層の最小厚みは、前記偶数番目の層の最大厚みより厚く、且つ、
前記奇数番目の層及び前記偶数番目の層はそれぞれ、光の入射側から厚い順又は薄い順に配置されていることを特徴とする請求項７記載の光記録媒体。
１つの記録層がその間に配置された２つの記録層の間隔はすべて、前記カバー層及び中間層の最大厚みより大きいことを特徴とする請求項７又は８記載の光記録媒体。
前記中間層の数をＭ（Ｍは４以上の整数）、前記カバー層及び中間層の最小厚みをａ、前記カバー層及び中間層の厚み差のうち最小値をｂとしたとき、ａ／ｂ≧Ｍ／２を満たすことを特徴とする請求項７又は８記載の光記録媒体。
前記カバー層及び中間層は、厚みの薄い順に並べたとき、ほぼ一定の厚み差で順に並ぶことを特徴とする請求項７又は８記載の光記録媒体。
前記カバー層及び中間層の厚み差の最小値は、１μｍ以上であることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の光記録媒体。
複数の記録層を有する光記録媒体から情報を再生する再生装置であって、
光源と、
前記光源からの光を前記光記録媒体の所望の記録層に集光する対物レンズと、
前記光記録媒体からの光を受光して信号を検出する受光素子と、
前記受光素子により検出された信号を基にトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成し、前記対物レンズの位置を制御する制御部とを備え、
前記光記録媒体は、請求項１〜１２のいずれかに記載の光記録媒体から構成され、前記光記録媒体の少なくとも１つの記録層を再生することを特徴とする再生装置。
前記光記録媒体の各記録層における球面収差を補正する球面収差補正部をさらに備える請求項１３記載の再生装置。