JPH0896406A - 多層記録ディスク及びこれを用いた記録／再生システム - Google Patents

多層記録ディスク及びこれを用いた記録／再生システム

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JPH0896406A
JPH0896406A JP7148907A JP14890795A JPH0896406A JP H0896406 A JPH0896406 A JP H0896406A JP 7148907 A JP7148907 A JP 7148907A JP 14890795 A JP14890795 A JP 14890795A JP H0896406 A JPH0896406 A JP H0896406A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 情報記録密度の向上を図り、しかも良好に信
号を記録しかつその記録された信号を読み取り再生する
ことのできる多層ディスク及びこれを用いた記録システ
ム並びに再生システムを提供する。 【構成】 複数の情報記録面が積層されている多層記録
ディスク。読取光が情報記録面のうちの１つにオンフォ
ーカスしているときに得られるＭＴＦレベルに対し読取
光が他の情報記録面にデフォーカスしているときに得ら
れるＭＴＦレベルが１／Ｎ（Ｎは１より大きい実数）と
なる帯域で、情報記録面の各々に情報信号が記録され
る。情報記録面各々の間の距離ｔ、読取光を情報記録面
のいずれかに導く対物レンズの開口数ＮＡ、読取光の波
長λ、情報記録面各々の間の等価屈折率ｎ、及び情報記
録面の積層数ｉが、 1.4nλ／（NA）2 ≦ ｔ ≦ 7.5n3λ／｛（n2-1）（NA）
4（i-1）｝ を充足する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディスク状記録媒体
に関し、特に複数の情報記録層が積層されて形成される
多層ディスクに関する。また、本発明は、かかる情報記
録層の各々に信号を記録するシステム、及び当該情報記
録層の各々に記録された信号を再生するシステムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ディスク記録情報の高密度化
は、当該ディスク記録面における記録密度を上げること
を主眼にしてきた。記録ビームを発射する光源の短波長
化や再生系の信号処理と組み合わせて、トラックピッチ
を詰めたり、記録及び読み取り走査における線速方向に
記録密度を上げる試みがなされてきた。
【０００３】しかしながら、光源の短波長化にしても、
紫外領域までであるし、ピットにしてもカッティングの
際にディスクに転写できるサイズまでにしか縮小するこ
とができないので、こうした記録密度向上のための試み
は、ディスクの２次元の領域ではいずれ限界がくるもの
である。３次元へ、すなわちディスクの厚さ方向へ記録
情報の高密度化を進めるために情報記録層を積層して形
成された多層ディスクが、特開平２−２２３０３０号公
報（特願平１−２０９９９号）等に開示されている。
【０００４】しかしながら、さらに情報記録密度の向上
を図り、しかも良好に信号を記録しかつその記録された
信号を読み取り再生するためには、不十分であることが
判明した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した点
に鑑みてなされたものであり、さらなる情報記録密度の
向上を図り、しかも良好に信号を記録しかつその記録さ
れた信号を読み取り再生することのできる多層ディスク
及びこれを用いた記録システム並びに再生システムを提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による多層記録デ
ィスクは、複数の情報記録面が積層されている多層記録
ディスクであって、読取光が前記情報記録面のうちの１
つにオンフォーカスしているときに得られる再生レベル
に対し前記読取光が前記情報記録面のうちの他の情報記
録面にデフォーカスしているときに得られる再生レベル
が１／Ｎ（Ｎは１より大きい実数）となる帯域で、前記
情報記録面の各々に情報信号が記録され、前記情報記録
面各々の間の距離ｔ、前記読取光を前記情報記録面のい
ずれかに導く対物レンズの開口数ＮＡ、前記読取光の波
長λ、前記情報記録面各々の間の等価屈折率ｎ、及び前
記情報記録面の積層数ｉは、
【０００７】
【数３】1.4nλ／（NA）2 ≦ ｔ ≦ 7.5n3λ／｛（n2-
1）（NA）4（i-1）｝ を充足することを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明の多層記録ディスクによれば、読取光が
情報記録面のうちの１つにオンフォーカスしているとき
に得られる再生レベルに対し読取光が情報記録面のうち
の他の情報記録面にデフォーカスしているときに得られ
る再生レベルが１／Ｎ（Ｎは１より大きい実数）とな
り、情報記録面各々の間の距離ｔ、当該読取光を情報記
録面のいずれかに導く対物レンズの開口数ＮＡ、読取光
の波長λ、情報記録面各々の間の等価屈折率ｎ、及び情
報記録面の積層数ｉが
【０００９】
【数４】1.4nλ／（NA）2 ≦ ｔ ≦ 7.5n3λ／｛（n2-
1）（NA）4（i-1）｝ を充足することにより、所定値以上のデフォーカス収差
及び所定値以下の球面収差を維持する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図に基づいて詳細に説明す
る。図１に示されるような、情報記録層として２つの光
反射層を有するＲＯＭ型光ディスクは、次のように作製
される。先ず、図２（ａ）に示す如く、第１の記録ピッ
トＰ１を担持した透明基板１１を用意する。透明基板１
１は、その表面に螺旋又は同心円状に第１の記録ピット
Ｐ１が配列されたニッケルスタンパ（図示せず）を成形
型として、ＰＭＭＡ（ポリメタアクリレート）、ＰＣ
（ポリカーボネート）等の透明樹脂を射出成形すること
により得られた透明基板である。射出成形により、ニッ
ケルスタンパの配列ピットがエンボスピットすなわち第
１ピットＰ１として基板１１上に転写される。また別の
方法としては、ガラス基板を、エッチングによりエンボ
スピットを持たせるようにして透明基板１１を作製して
も良い。
【００１１】次に、図２（ｂ）に示す如く、真空蒸着装
置を用いてこの基板１１のピットＰ１を担持した表面上
に、珪素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）または後述さ
れる種々の材料を蒸着して、光反射層１２を形成する。
このようにして透明基板１１上に第１反射層１２を形成
する。次に、透明スタンパ１３を用意してこれを転写装
置に装着する。透明スタンパ１３は、次行程で塗布され
る放射線硬化型樹脂（紫外線硬化型樹脂）１４を硬化さ
せるに必要な波長帯の光を透過する放射線透過性のガラ
ス又はプラスチックからなる。透明スタンパ１３の表面
に螺旋または同心円状に第２の記録ピットが配列されて
おり、図２（ｃ）に示す如く、そのピット面を上方に向
けて転写装置に装着する。
【００１２】次に、図２（ｃ）に示す如く、透明スタン
パ１３のピット面上に、液状の放射線硬化型樹脂１４を
供給する。次に、透明基板１１を、第１反射層１２を下
方に向けて液状の放射線硬化型樹脂１４を介して透明ス
タンパ１３のピット面上に載置する。このように、第１
反射層１２及び透明スタンパ１３間に放射線硬化型樹脂
１４を保持させる（図２（ｄ））。
【００１３】次に、図２（ｄ）に示す状態のままで、透
明スタンパ１３側すなわち図面下方から放射線を照射し
て、第１反射層１２上の放射線硬化型樹脂１４を硬化さ
せる。このようにして、透明スタンパ１３の配列ピット
を第２ピットＰ２として担持した硬化した放射線硬化型
樹脂１４上に転写する。次に、図２（ｅ）に示す如く、
放射線硬化型樹脂の硬化後、この放射線硬化型樹脂１４
の層から透明スタンパ１３を剥離する。かかる樹脂層１
４は、数１０μｍの厚みで形成できる。また、必ずしも
紫外線硬化樹脂でなくても同様の層を形成するものなら
ば、他の材料でも良い。
【００１４】次に、図２（ｆ）に示す如く、真空蒸着装
置を用いて、この基板１１上の放射線硬化型樹脂１４の
エンボスピットすなわちピットＰ２を担持した表面上
に、珪素、アルミニウムまたは後述される種々の材料を
蒸着し、光反射層１５を形成する。このように、放射線
硬化型樹脂１４上に第２反射層１５を積層形成する。
【００１５】次に、図２（ｇ）に示す如く、第２反射層
１５を保護する放射線硬化型樹脂からなる保護層１６を
積層して、所要の特性を有する第１及び第２反射層１
２，１５を積層した光ディスクを得る。反射層１２（ま
たは１５）と透明樹脂層１４との間、もしくは反射層１
５と保護層１６との間には、光を透過する他の保護膜が
あっても良い。また、（ｆ）の工程から（ｃ），
（ｄ），（ｅ）の工程と同様に、透明スタンパ，放射線
硬化型樹脂及び光反射材を繰り返し使用することによ
り、３つ以上の反射層（記録面）を形成することができ
る。
【００１６】このような作製方法では、第１ピットを形
成するのに透明基板にエンボスピットを持たせるように
しているが、図３の如く、平坦なガラス基板１１Ａを用
い、１０μｍ程度の薄い２Ｐ層（紫外線硬化樹脂層）１
４においてエンボスピットを持たせるようにしても良
い。この場合、反射層１２Ａと樹脂層１４の界面が第１
情報記録面となる。
【００１７】上述の如きディスクは、情報記録層の積層
数が多いほどディスクの記録密度が向上することとなる
が、以降では説明の簡略化のために、情報記録面が２つ
存在するＲＯＭ型光ディスクを一例として、本発明光デ
ィスクの所要の事項を述べる。図１のように、透明基板
１１の外面側から情報記録面へ向けて記録情報としての
ピットを検出するための読取光が照射され、反射層１５
すなわち第２の情報記録面の記録情報を読み取る場合を
想定する。また、透明基板１１，第１の光反射層１２，
透明樹脂層１４，第２の光反射層１５の各々は、実際に
は屈折率が異なるが、ここでは先ず、簡単に説明するた
めに、全て同一の屈折率ｎであると仮定する。
【００１８】読取光は、記録情報を読み取るために、対
物レンズを介して第１または第２の情報記録面のいずれ
かに合焦させられる。例えば、読取光源として赤の半導
体レーザを用い、該レーザビームを対物レンズを介して
１μｍ程度のビームスポットに絞る。第２の情報記録面
に合焦させるためには、例えば一度対物レンズをディス
クから充分遠ざけてから、徐々にディスクに近づける動
作を行う。かかる動作において、当該読取光の反射光に
基づいて得られるフォーカスエラー信号（かかるフォー
カスエラー検出系は周知のもの、ここでは詳述しない）
は、図４のように、対物レンズとディスクとの間の距離
の変位量に応じて基板の表面１１、第１情報記録面、第
２情報記録面の各々に対応したＳ字カーブを示す。故に
当該フォーカシング動作の開始から３番目のＳ字カーブ
で、フォーカスサーボのインフォーカス（引き込み動
作）をかけることにより、第２情報記録面に読取光の焦
点を合わせることができる。
【００１９】参考までに、第２情報記録面に読取光が合
焦しているときの、第１情報記録面での読取光（レーザ
光ビーム）スポットの大きさａは、図５のような幾何学
的模式図を用いて求めることができる。これは、図６か
ら分かるように、読取光が第１情報記録面に合焦してい
る場合の第２情報記録面における光ビームのスポットサ
イズと同じである。
【００２０】ビームスポット径ａと第１，第２情報記録
面間の距離ｔは、
【００２１】
【数５】 ２ｔ・tanθ´＝ａ …（１．１） の関係がある。一方、スネルの法則により、
【００２２】
【数６】 sinθ／sinθ´＝ＮＡ／sinθ´＝１／ｎ …（１．２） となる。なお、ｎは、第１，第２情報記録面間の材質す
なわち透明樹脂層１４の等価屈折率である（第１，第２
情報記録面間に複数層が存在する場合、ｔはこれら情報
記録面の間のトータルの厚みとし、ｎは、複数層を光学
的に１つのものに置き換えたときの等価屈折率とす
る）。
【００２３】なお、図５及び図６では、透明基板１１と
第１及び第２情報記録面間の材質の屈折率を同じとした
が、図７から分かるように、
【００２４】
【数７】 sinθ／sinθ´＝１／ｎ1 …（１．３）
【００２５】
【数８】 sinθ´／sinθ´´＝ｎ1／ｎ2 …（１．４） により、
【００２６】
【数９】 sinθ／sinθ´´＝１／ｎ2 …（１．５） となり、必ずしも透明基板１１の屈折率と同一である必
要はない。（１．２）式より、
【００２７】
【数１０】 sinθ´＝ＮＡ×ｎ …（１．６） であるから、
【００２８】
【数１１】 θ´＝sin-1（ＮＡ×ｎ） …（１．７） である。（１．７）式を（１．１）式に代入すれば、
【００２９】
【数１２】 ａ＝２ｔ×tan｛sin-1（ＮＡ×ｎ）｝ …（１．８） となる。本発明の主要な特徴事項としては、ある情報記
録層に読取光の焦点を当てて信号を読み取る際に他の情
報記録層はデフォーカス状態となるが、各デフォーカス
状態の読取特性（ＭＴＦ特性）と情報記録層間の距離と
の関係から、他の情報記録層の記録信号の読取成分がノ
イズにならないように、その情報記録層間距離及び記録
する信号の帯域を定めることが挙げられる（事項１）。
さらに、この事項１を前提に、デフォーカス時の再生レ
ベルが高域で急激に落ちることに鑑み、低域成分を抑圧
した方式により各記録面に信号を記録すること（事項
２）、各情報記録面による読取信号の変調度に鑑み、読
取光の入射側に近いほうの情報記録面の反射率を遠いほ
うの情報記録面よりも小さくすること（事項３）、さら
なるＳ／Ｎの向上を図るべく、各情報記録面の反射光帯
域を異ならしめること（事項４）、材料選定の容易性を
考慮して、読取光の入射側に近いほうの情報記録面に、
２種の波長光を同時に照射したときにのみ大きな反射率
を示す材料を採用すること（事項５）、光反射層の材質
に頼ることなくＳ／Ｎの向上を図るべく、情報記録面間
に液晶層を配して読取光の入射側に近いほうの情報記録
面を読み取る際に他の情報記録面への当該読取光の入射
を遮断すること（事項６）、再生系におけるフォーカス
制御及びトラッキング制御を含む読取動作の円滑な遂行
に鑑み、各記録面における記録トラックのスパイラル方
向を定めること（事項７）、再生系におけるランダムア
クセスを考慮し、全ての情報記録面に関するＴＯＣ情報
を記録すること（事項８）が挙げられる。さらに本発明
は、読取光のエネルギー密度が情報記録層によって異な
ることに着目し、読取光のエネルギー密度に応じた光量
または波長にて戻り光を生成させる光反射材により情報
記録層を形成すること（事項９）を提示する。
【００３０】以下、順にこれら各事項を説明する。先ず
事項１及び２について説明する。図５及び図６のよう
に、積層された２の情報記録面のうちの１つに焦点を当
て読取光を照射しているときには、当該読取光は、デフ
ォーカスした状態で他の情報記録面の記録情報を読み取
っている（すなわち読取光による全ての反射光は当該他
の情報記録面の記録情報に応じたデフォーカス時の反射
成分を有する）ことになる。このデフォーカスした状態
でのＭＴＦ特性及びオンフォーカス状態のＭＴＦ特性
が、図８に示される。かかるＭＴＦ特性は、読取光が入
射されそれを反射せしめる光学的伝達特性を有するディ
スクを対象として、結像理論によるＯＴＦ特性に基づく
ものである。
【００３１】図８において、記録情報を読み取るべく読
取光が合焦された情報記録面の読取信号（反射光）は、
オンフォーカスの曲線（太線）に従い、読み取りの対象
としていない他の情報記録面の読取信号（反射光）は、
それに相当するデフォーカスでの曲線（細線）に従う。
かかる細線による特性曲線によれば、デフォーカス収差
Ｗ20 rms ＝０．１λ，０．２λ，０．３λ…をもってデ
フォーカスしても空間周波数の低域において再生レベル
（反射光レベル）があまり落ちず、また高域で少し持ち
上がる。これらデフォーカス時における再生レベルは、
読み取るべき情報記録面（オンフォーカス状態にある情
報記録面）以外の情報記録面（デフォーカス状態にある
情報記録面）についてのものであるので、オンフォーカ
ス時における再生レベルと比べて小さいほど良い。
【００３２】デフォーカス時の再生レベルをオンフォー
カス時の再生レベルの例えば１／１０以下とするため
に、デフォーカス収差量に対応して、規格化空間周波数
すなわち記録信号の周波数帯域を限定すると、図９のグ
ラフの如くなる。すなわち、グラフ中の曲線ｆmax が示
す規格化空間周波数を上限とし曲線ｆmin が示す規格化
空間周波数を下限とする帯域（限定帯域）に絞り込んで
情報記録面に信号（ピット）を記録すれば良い。デフォ
ーカス収差の０．２〜１．２ｒｍｓλの全てに亘ってオ
ンフォーカスでの再生レベルに対しデフォーカスでの再
生レベルを１／１０以下とするためには、規格化空間周
波数の帯域が０．７〜１．７であることが要求される。
【００３３】このような絞り込みは、かかる限定帯域と
すべく、直流成分を抑圧するランレングスリミテッド
（ＲＬＬ）コードにより記録信号を形成したり、伝達特
性を制限するパーシャルレスポンスを用いて記録信号帯
域のシェーピングをしたり、ＦＭやＰＭ、ＱＡＭ、ＱＰ
ＳＫ、ＶＳＢといったキャリア変調による記録信号を形
成したりする方法によって実現することができる。
【００３４】かくして、デフォーカス収差を０．２ｒｍ
ｓλ以上にすれば、使用可能な記録信号の帯域を設定で
きることが分かる。次に、デフォーカス収差を０．２ｒ
ｍｓλ以上としたときの第１情報記録層と第２情報記録
層との間の距離の上限及び下限値を求める。 ・下限値 読取信号中のデフォーカス情報記録面による反射光成分
は、オンフォーカス情報記録面から第１及び第２情報記
録層間距離ｔ（図５及び図６参照）に相当する分だけデ
フォーカスしたときのＯＴＦにほぼ従う。このときのデ
フォーカス収差Ｗ20 rms は、
【００３５】
【数１３】
【００３６】
【数１４】
【００３７】である。デフォーカス情報記録面の反射光
成分がオンフォーカス情報記録面の反射光成分に対し十
分抑圧されるためには、上述の如く少なくともＷ20 rms
＞０．２λが不可欠であるので、
【００３８】
【数１５】
【００３９】
【数１６】
【００４０】
【数１７】 ∴ ｔ＞１．３９ｎλ／ＮＡ2 …（１．１３） となる。ｎ＝１．５とすれば、
【００４１】
【数１８】 ｔ＞２λ／ＮＡ2 …（１．１４） である。例えば、記録信号が７個以上０が連続しない
０，１符号化による（１，７）変調符号で、最短反転間
隔２Ｔ（Ｔはサンプル周期）が例えば規格化空間周波数
で１．２、最大反転間隔８Ｔがその１／４の０．３であ
ったとすると、図９より、デフォーカス収差量が０．６
ｒｍｓλ以上あれば、１．２〜０．３の規格化空間周波
数帯域において、オンフォーカスでの再生レベルに対し
デフォーカスでの再生レベルが１／１０以下となること
を充足する。Ｗ20 rms ＝０．６λとし、ｎ＝１．５，λ
＝６８０ｎｍ，ＮＡ＝０．５５とすると、上式（１．１
０）より、第１及び第２情報記録層間の厚みｔは、１４
μｍ以上あれば良いことが分かる。
【００４２】また、Ｗ20 rms ＝０．２λとし、同じくｎ
＝１．５，λ＝６８０ｎｍ，ＮＡ＝０．５５とすると、
上式（１．１０）より、第１及び第２情報記録層間の厚
みｔには４．６７μｍの下限値が導かれるが、フォーカ
スサーボにおけるインフォーカスのキャプチャレンジを
考慮すると、厚みｔは１０μｍよりも大きくさせること
が望ましい。
【００４３】すなわち、デフォーカス情報記録面からの
反射光により、フォーカスエラー信号に誤信号を有する
こととなるが、これを十分小さくするには、図４に示さ
れる如きキャプチャーレンジＣＲの３倍程度必要であ
る。通常キャプチャーレンジは、少なくとも３〜４μｍ
以上は必要であるから、
【００４４】
【数１９】 ∴ ｔ≧１０μｍ …（１．１５） となる。この式（１．１５）によって定められる下限値
及び先の式（１．１０）に基づいて定められる下限値の
うち値の大きい方を採用することが好ましい。
【００４５】・上限値 情報記録面間の距離ｔが大きくなりすぎると、球面収差
が増えて記録信号を読み取れなくなるため、厚さｔの上
限値が導かれる。すなわち、図１０の如きｉ（ｉは２以
上の整数）個の情報記録面を有するディスクにおいて、
第１情報記録面Ｓ1 を読む場合と第ｉ情報記録面Ｓi を
読む場合では、光に対する厚みが（ｉ−１）ｔだけ異な
る（ｔは記録面間距離、各記録面間は等距離）。このと
き、球面収差が発生してしまう。
【００４６】いま、第１情報記録面Ｓ1 と第ｉ情報記録
面Ｓi との間の中間点に対して球面収差の補正されたレ
ンズを用いて、第１情報記録面Ｓ1 または第ｉ情報記録
面Ｓ i を読む時ｉ個の各層の記録層内で発生する球面収
差は、
【００４７】
【数２０】
【００４８】となる。通常光ディスクの再生において、
波面収差値はマレシャルクライラリオン（０．０７ｒｍ
ｓλ）より小さくする必要があることが経験上知られて
いる。波面収差には対物レンズの収差やディスク傾きに
よる収差も含めて考える必要があるので、Ｗ40 rmsの許
容量は約０．０７ｒｍｓλの１／２以下にする必要があ
るので、
【００４９】
【数２１】
【００５０】
【数２２】 ∴ ｔ ≦ 7.5ｎ3λ／｛（ｎ2−1）ＮＡ4（ｉ−1）｝ …（１．１８） である。
【００５１】いま、ｎ≒１．５とすると、
【００５２】
【数２３】 ｔ ≦（２０／ＮＡ4）｛λ／（ｉ−１）｝ …（１．１９） となり、さらにｉ＝２とすれば、
【００５３】
【数２４】 ｔ≦２０λ／ＮＡ4 …（１．２０） となる。故に（１．１４）式及び（１．２０）式によっ
てｎ＝１．５，ｉ＝２の場合の情報記録面間の距離ｔ
は、
【００５４】
【数２５】 ２λ／ＮＡ2 ≦ ｔ ≦ ２０λ／ＮＡ4 …（１．２１） と定められる。この式に基づき、比較的採用しやすい実
際上の値にてＮＡ及びλを変えてｔの下限及び上限値を
求めたものが図１１の表に示される。さらにこの条件に
（１．１５）式を加え、
【００５５】
【数２６】 １０μｍ ≦ ｔ ≦ ２０λ／ＮＡ4 …（１．２２） を充足することが好ましい。かくして事項１をまとめる
と、既述の式（１．１３），（１．１８）の如く、
【００５６】
【数２７】 1.39nλ／（NA）2≦ｔ≦7.5n3λ／｛（n2-1）（NA）4（i-1）｝ …（Ｉ） を満たす多層構造ディスクを作製することにより、デフ
ォーカス情報記録面による影響を受けることなくフォー
カス情報記録面の記録情報を読み取ることができる。そ
してさらに好ましくは、上式に加えて、
【００５７】
【数２８】 10μｍ≦ｔ≦7.5n3λ／｛（n2-1）（NA）4（i-1）｝ …（ＩＩ） を満たすことにより、フォーカスサーボにおける引き込
み動作可能幅であるキャプチャレンジに基づくフォーカ
スエラー信号の保全をなすことができるのである。
【００５８】なお、事項１及び２では、情報記録面の各
々が異なる反射光帯域を有することが要求されない。次
に、上記事項３について説明する。これは、入射する読
取光の波長により反射率や透過率が変化しない膜を各情
報記録面の反射膜として用いる場合に適用される。
【００５９】例えば、図１において、第２情報記録面
（反射層１５）の読み取りにおいては、第１情報記録面
（反射層１２）を透過してきた光が第２情報記録面で反
射し、この反射した光がさらに第１情報記録面を透過し
て、ディスクの反射光として光源側に戻ってきた光が受
光され、その受光量に応じた読取信号が得られる。各反
射層は、光を吸収しないものとして、第１情報記録面の
反射率をα，透過率を（１−α）、第２情報記録面の反
射率をβ，透過率を（１−β）とし、読取光量をＰと
し、第２情報記録面を透過した光はほぼディスクの反射
光として戻ってこないと仮定し、各情報記録面のピット
による変調度をｋとすると、第１情報記録面を読む際に
得られる読取信号の変調度Ｍ１は、
【００６０】
【数２９】 Ｍ１＝Ｐαｋ／｛α＋（１−α）2β｝ ＝Ｐαｋ／（α＋β−２αβ＋α2β） ≒Ｐαｋ／（α＋β） …（３．１） 第２情報記録面を読む際に得られる読取信号の変調度Ｍ
２は、
【００６１】
【数３０】 Ｍ２＝Ｐ（１−α）2βｋ／｛α＋（１−α）2β｝ ≒Ｐ（１−α）2βｋ／（α＋β） …（３．２） α，βともに１より小さい数であり、従って（１−α）
2は、１より小さい数の２乗値である。従って（３．
１）式と（３．２）式が同じような値になるためには、
βはαより十分大きな必要がある。すなわち、読取光が
入射する側から見て、遠い情報記録面の反射率は、近い
情報記録面の反射率より大きく設定する必要がある。
【００６２】例えば、α＝０．３６，β＝０．９とする
と、
【００６３】
【数３１】 Ｍ１≒０．３６Ｐｋ／１．２６ …（３．３）
【００６４】
【数３２】 Ｍ２≒０．３７Ｐｋ／１．２６ …（３．４） というように、Ｍ１とＭ２はほぼ等しくなる。この場合
の各情報記録面における反射率特性を示したものが図１
２であり、横軸λが読取光の波長を表しており、縦軸Ｒ
はその読取光による反射率を表している。
【００６５】なお、事項３でも、情報記録面の各々が異
なる反射光帯域を有することが要求されない。次に、上
記事項４について説明する。ここでは、情報記録面の各
々が異なる反射光帯域を有することが要求される。上記
図１２とともに説明した実施例では、単一波長の読み取
り光源を用いて複数の情報記録面を読み取るときの反射
膜の条件を示したが、理想的には、１つの情報記録面を
読み取るときには、他の情報記録面は無色透明であるこ
とが望ましい。読み取り光源の波長を複数にし、各反射
膜にこれら波長にそれぞれ対応して反射するようなもの
を採用すると、これに近い状態とすることができる。し
かし、完全に無色透明というわけにはいかないので、こ
の場合でも、上記式（Ｉ）を、好ましくは（ＩＩ）を満
たすことが望ましい。
【００６６】従って、当該式（Ｉ）または（ＩＩ）を満
たした上で、図１３に示されるように、第１情報記録面
Ｓ1 は、波長λ1 の読取光で、第２情報記録面Ｓ2 は波
長λ 2 の読取光で、第３情報面Ｓ3 は、波長λ3 の読取
光で読み取るものとする。すなわち、図１４に示される
ように、第１情報記録面の反射膜は、波長λ1 で大きな
反射率を示し、λ2，λ3では、反射率は落ちて、透過率
が上がり、第２情報記録面の反射膜は、波長λ2 で大き
な反射率を示し、λ1，λ3では、反射率は落ちて、透過
率が上がり、第３情報記録面の反射膜は、波長λ3 で大
きな反射率を示し、λ1，λ2では、反射率は落ちて、透
過率が上がるような特性に設定するのである。これによ
り、Ｓ／Ｎの良好な読取信号が得られる。なお、このよ
うな反射膜には、例えば、色素材料等を用いて、波長選
択性の有る光反射材が採用される。
【００６７】次に、上記事項５について説明する。ここ
では、複数の情報記録面のうち読取光の入射側に近いほ
うの情報記録面が所定の反射率特性を有することが要求
される。上記図１３及び図１４とともに説明した実施例
では、読み取り光が、複数の波長を有する場合を示した
が、読取光の波長を１種類とし、当該読取光以外の光源
を用いて情報記録面の反射膜の反射率特性を変えつつ記
録情報を読み取るようにしても良い。
【００６８】例えば、フォトクロミック材料の中には、
図１５のように、波長λ2 の単独の入射光では、反射率
に変化がないが、波長λ2 の入射光に加えて波長λ1 の
光を照射すると、波長λ2 及びこの前後の波長において
反射率が上がるものがある。そこで、図１６に示すよう
に、透明基板１１に近い方の情報記録面の反射膜１２Ｂ
を、フォトクロミック材料とする。例えば、読み取り光
源を赤色レーザダイオードとし、付加光として緑色の光
源を照射した時には、情報記録面であるフォトクロミッ
ク層が反応して、赤色での反射率が上がるようなディス
クを作製する。
【００６９】かかるディスクの記録情報再生システムと
しては、図１７のように、赤色のレーザービーム読取光
をディスクに照射して情報検出をなすピックアップ３１
は１個だけ設けられ、このピックアップとは別に緑色光
を発射するランプ３２が設けられる。ランプ３２は、第
１情報記録面（１２Ｂ）を読むときは、上述の如く作製
されたディスク３３（少なくともピックアップ３１の情
報検出点及びその近傍）を照射すべく点灯され、第２情
報記録面（１５）を読むときは緑色ランプ３２を消灯す
る。
【００７０】また、図１８のように、ピックアップ３１
Ａ内部に緑色の発光ダイオード３１０を有し、このダイ
オード出力光と情報検出出力を得るための赤色のレーザ
ーダイオード３１１により発射された赤色の読取光とを
合成してディスク３３に照射するようにしても良い。図
１８において、情報検出用赤色レーザ３１１の発射光
は、緑色反射板３１２を透過してハーフミラー３１３及
び対物レンズ３１４を介してディスク３３に入射する。
ディスク３３から反射した赤色光は、ハーフミラー３１
３を反射して赤色フィルタ３１５及び光学系３１６を介
しフォトディテクタ３１７に導かれる。かかる光学系３
１６は、例えば平行平板及びレンズからなり、フィルタ
３１５を透過した光をフォトディテクタ３１７へ導き集
光する。一方、付加光源たる緑色発光ダイオード３１０
の発射光は、レンズ３１８を介して緑色反射板３１２に
入射しかつここで反射され、反射板３１２を透過したレ
ーザ３１１からの赤色光とともにディスク３３へ入射す
る。
【００７１】第１情報記録面を読み取るときは、駆動回
路により緑色ダイオード３１０を発光させ、ディスク３
３に赤色及び緑色の両波長光を照射して図１５の点線の
特性の状態で読取動作をなす。第２情報記録面を読み取
るときには、緑色ダイオード３１０を消灯させ、ディス
ク３３に赤色の波長光のみを照射して図１５の実線の特
性の状態で読取動作をなす。従って、緑色ダイオード３
１０は、読み取るべき情報記録面に対応してオンオフ駆
動される。
【００７２】さらに、かかるピックアップ３１Ａの如き
構成のピックアップを複数用いて高読取転送レートの再
生システムとしても良い。例えば当該ピックアップを２
つ用意し、一方のピックアップを第１情報記録面の読み
取り用に、他方のピックアップを第２情報記録面の読み
取り用に、それぞれの赤色レーザ及び緑色ダイオードを
動作させる。これにより、両情報記録面を同時に読み取
ることができ、単位時間当たり沢山の情報を読み出すこ
とができるので、大量の記録情報を扱うシステムに好適
である。かかる構成では、必要に応じて一方と他方のピ
ックアップの読み取る情報記録面を反対にすることも可
能である。
【００７３】なお、読取光及び付加光は赤色光及び緑色
光であるとして説明したが、可視光でなくても、赤外や
紫外光であっても良いし、場合によっては、電磁波やＸ
線等で特性の変わるものであっても良い。また、付加光
源としてはフォトダイオードやランプに限られることな
く、レーザダイオードであっても良い。なお、図１８に
おけるダイオード３１０の発射光は、レーザほど絞って
ディスク３３の情報記録面に照射する必要はないので、
レンズ等の光学部品には負荷とならない。また、フォト
ディテクタ３１７には、記録情報の読み取り光成分だけ
を入射した方が望ましいので、赤色光のみを透過するフ
ィルタ３１５がその前段に介挿され、読取効率の向上が
図られている。
【００７４】次に、上記事項６について説明する。ここ
では、情報記録面の各々が異なる反射光帯域を有するこ
とを要求しない。上記図１５ないし図１８とともに説明
した実施例では、読取光に付加光を照射することにより
反射率特性の変わる反射層を用いたが、図１９のよう
に、透面電極に挟まれた液晶層により各情報記録層にお
ける反射率を変えるようにしても良い。
【００７５】図１９において、透明基板１１には第１の
情報記録層として透明かつ導電性の反射層５１が積層さ
れるとともに、この反射層５１は、ディスク５０の外表
面に例えば最外周近傍に配された導体リング５１ｒと電
気的に導通するよう接続される。保護層１６に積層され
た第２の情報記録層としての反射層１５及び透明樹脂層
１４上には透明電極層５２が形成される。かかる一対の
透明電極層５１，５２の間にはスペース部５３に囲繞さ
れた液晶層５４が形成される。導体リング５２ｒは、導
体リング５１ｒよりも内周側に離間して配され、各リン
グは、露出している。
【００７６】このディスク５０を読取再生するときに
は、各リングの露出面にブラシを接触させつつ当該ディ
スクを回転させる。そうして、第１情報記録面を読み取
るときには、駆動回路５７によって、一方の導体リング
５１ｒに接触するブラシ５５と、他方のリング５２ｒに
接触するブラシ５６との間に液晶層５４を暗とすべき駆
動電圧を印加しながら読取光を入射する。これにより、
暗となった液晶層５４によって第２情報記録層１５への
読取光の入射が遮断されるので、第１情報記録面のみが
読み取られることとなる。第２情報記録面を読み取ると
きには、駆動回路５７がオフとされ液晶層５４が明とな
るので、読取光が第２情報記録層に到達し、第２情報記
録面が読み取れる。
【００７７】かかる構成によって、第１情報記録面の読
み取り時に、第２情報記録面へ入射する読み取り光がな
くなるので、第２情報記録面の記録信号による不要な反
射光成分を生じることなく第１情報記録面を読み取るこ
とができ、さらなるＳ／Ｎの向上が達成される。次に、
事項７について説明する。
【００７８】単一のピックアップで複数の情報記録面の
読み取りをする場合は特に、次の点に鑑みるべきであ
る。ディスクの１の情報記録面において、例えばスパイ
ラルトラック状に内周から外周へと信号が記録され、当
該情報記録面に記録された最後の信号が別の記録情報記
録面に続くものとすると、各情報記録面におけるスパイ
ラルの向きが同じであり、ディスクの回転方向を変えな
いならば、図２０に示されるように、当該最後の信号に
続くべく別の情報記録面の読取動作に移行するときに、
内周に戻って、フォーカスを取り直す必要がある。ま
た、ＣＬＶであるならば、ディスクの回転数を極端に変
えなければならない。これに対し当該最後の信号の読取
後、そのまま外周でフォーカスを取り直して、別の情報
記録面の読取動作を外周から行うためには、ディスクを
逆回転にしなければならない。
【００７９】かかる不具合に鑑みれば、図２１に示され
るように、例えば、第１情報記録面と第２情報記録面と
で記録トラックのスパイラル方向を逆とし、第１情報記
録面で内周から外周へと信号を読み取り、最後の信号を
読み取った後は、ディスクの回転方向も回転数も変えず
にフォーカスを取り直し、そのまま第２情報記録面の読
取動作に移行して外周から内周へと読み取ることが好ま
しい。こうすることにより、多層構造ディスクの読取動
作の円滑な連続性を保つことができる。情報記録層が３
層あるディスクであれば、少なくとも１層が逆スパイラ
ルになっていれば、かかる連続性が保てることになる。
【００８０】なお、情報記録層が２つある場合、フォー
カスの取りやすさを考慮すれば、第１情報記録面におけ
る読み取りは、外周スタートで、内周に進み、当該情報
記録面の最後の信号を読み取った後は、フォーカスを取
り直して、第２情報記録面の読み取りを内周から外周に
進ませるのが良い。また、スパイラルトラックに限らず
同心円トラックにも本事項は適用可能である。
【００８１】次に、上記事項８について説明する。ここ
では、再生系のランダムアクセスの容易性を考慮してい
る。
【００８２】複数の情報記録面のうちの１つをイニシャ
ル面とし、このイニシャル面の所定の記録領域にディス
クの全記録情報についてのアロケーション情報（通常の
ＣＤで使用されているようなＴＯＣ情報に等価な情報，
以下、ＴＯＣ情報と呼ぶ）を記録する。これを示したの
が図２２であり、例えば第１情報記録層をイニシャル面
に定め、その記録領域の先頭部にＴＯＣ情報を記録す
る。かかるＴＯＣエリアには、第１から第ｍまでの当該
ディスクの全ての情報記録層についてのＴＯＣ情報が個
別に記録される。
【００８３】このように記録されたＴＯＣ情報を読取動
作の立ち上げの際に予め読み取っておくことにより、後
に指示されるランダムアクセスに機敏に応答することが
できる。他の方法としては、図２３に示されるように、
情報記録層の各々にＴＯＣエリアを設け、このエリアに
第１から第ｍまでの当該ディスクの全ての情報記録層に
ついてのＴＯＣ情報を記録するようにしても良い。これ
によれば、イニシャル面を特に定めなくとも、どの情報
記録面からでもディスク全体についてのＴＯＣ情報を読
み取ることができる。
【００８４】事項９の説明の前に、先の図１０を参照
し、情報記録面Ｓi を読み取るべく基板１１及び情報記
録面Ｓ1 〜Ｓi-1 を読取光が透過し情報記録面Ｓi に焦
点制御された場合（Ａ）を考える。この場合、情報記録
面Ｓi で反射した戻り光は、再び情報記録面Ｓ1 〜Ｓ
i-1 を透過し基板１１を経て図示せぬ受光系に導かれ
る。ここで、最下層の情報記録面Ｓi の反射率が１００
％、基板１１と情報記録面Ｓ 1 との間の透過率及び各情
報記録面間の透過率をそれぞれαとすると、基板１１か
ら出る戻り光の光量は、α2iで表される。例えば当該透
過率が９０％で情報記録面の積層数が１０である場合は
α＝０．９、ｉ＝１０であるので、ディスクへ入射する
読取光量１００％に対し僅か１２％の戻り光量しか得ら
れない。この試算においては情報記録面Ｓi の反射率を
１００％にしたが、情報記録面Ｓi が他の情報記録面と
同様の光反射及び透過特性を有する場合、基板１１から
出る戻り光の光量は、αi-1（α−１）αi-1で表され
る。この場合にα＝０．９、ｉ＝１０とすると、ディス
クへ入射する読取光量１００％に対しさらに少ない１．
５％の戻り光量しか得られないことになる。このよう
に、記録面の多層構造においては、最下層の情報記録面
まで読取光を通過させるために中間の各情報記録層の透
過率を高くする必要がある一方、情報記録層の透過率を
高くすると読み取るべき情報記録面において読取光を十
分に反射できず十分な光量の戻り光が得られないという
矛盾がある。
【００８５】そこで読み取るべき情報記録面すなわち読
取光の焦点制御がなされている情報記録面についてのみ
十分な戻り光量を得る方法を模索した結果、読取光のエ
ネルギー密度が情報記録面でそれぞれ異なり、しかも読
取光の焦点制御がなされている情報記録面では読取光の
エネルギー密度が最大であることに着目した。例えば、
情報記録面間距離ｔ＝２００μｍ，対物レンズの開口数
ＮＡ＝０．５，情報記録面間の屈折率ｎ＝１．５とする
と、情報記録面Ｓ3 に読取光の焦点が合わせられている
場合（Ｂ）に、情報記録面Ｓ2 での読取光スポットの直
径は、近似計算で２００÷１．５×０．５×２＝１３２
［μｍ］となる。合焦点での読取光スポットは約１μｍ
であるので、情報記録面Ｓ2 における読取光のエネルギ
ー密度は情報記録面Ｓ3 の１／１００以下となり、結
局、隣合う情報記録面において読取光のエネルギー密度
に相当な差があることが分かる。
【００８６】本事項においては、かかる情報記録面間に
おける読取光のエネルギー密度の相違を利用し、情報記
録面Ｓ1 〜Ｓi を形成する反射層に、光エネルギー密度
に応じた反射率を示す材料を採用する。つまり、読取光
が合焦し光エネルギー密度が最大となった場合に反射率
が著しく上昇しこれ以外の場合では比較的高い透過率を
持つような性質の光反射材にて情報記録膜を形成するの
である。このような情報記録膜としては、フォトクロミ
ック膜、サーモクロミック膜、もしくは相変化膜等が挙
げられる。かかる情報記録膜にて各情報記録面が形成さ
れた多層記録ディスクに対しては、単一の読取光で所望
の情報記録面の読み取りを行うことができる。読取光の
合焦位置にある情報記録面では、上記の性質により入射
した読取光を高い反射率で反射させる一方、読取光の合
焦位置にない情報記録面では入射した読取光を高い透過
率で透過させるので、ディスクの戻り光には合焦位置に
ある情報記録面により変調された成分が多分に含まれ、
合焦位置にない情報記録面により変調された成分は極め
て少ない。従ってこのような戻り光から読み取るべき情
報記録面の読取信号を良好に得ることができるのであ
る。
【００８７】また、本事項においては、かかる情報記録
面間における読取光のエネルギー密度の相違を利用し、
情報記録面Ｓ1 〜Ｓi を形成する反射層に、光エネルギ
ー密度に応じた反射帯域を示す材料を採用する。つま
り、読取光が合焦し光エネルギー密度が最大となった場
合に読取光とは異なる波長成分を反射しこれ以外の場合
では読取光と同等の波長成分を反射するような波長変換
をなす性質の光反射材にて情報記録膜を形成するのであ
る。このような情報記録膜としては、フォトルミネッセ
ンス膜、蛍光色素膜、光半導体膜等が挙げられる。かか
る情報記録膜にて各情報記録面が形成された多層記録デ
ィスクに対しても、単一の読取光で所望の情報記録面の
読み取りを行うことができる。読取光の合焦位置にある
情報記録面では、上記の性質により入射した読取光とは
異なる第２波長の光を反射させる一方、読取光の合焦位
置にない情報記録面では入射した読取光と同じ第１波長
の光を反射させるので、ディスクの戻り光には合焦位置
にある情報記録面により変調された第２波長光と、合焦
位置にない情報記録面により変調された第１波長光とが
含まれる。従ってこのような戻り光から第２波長光を抽
出しこれを読み取るべき情報記録面の読取信号として得
ることができるのである。
【００８８】第２波長光を抽出する手段を含む再生シス
テムの一例は、図２４に示されており、図１８と同等の
部分には同一の符号が付されている。図２４において、
上述の如き情報記録面Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 を形成する反射
層に光エネルギー密度に応じた反射帯域を示す材料が採
用された光ディスク３３´には、光源３１１´からの波
長λ1 のレーザビームが読取光としてハーフミラー３１
３及び対物レンズ３１４を介して照射される。この光デ
ィスク３３´への読取光が真ん中の情報記録面Ｓ2 に合
焦するようフォーカス制御されると、情報記録面Ｓ2 に
おける光エネルギー密度が増大し、情報記録面Ｓ2 に入
射した波長λ1の読取光の一部成分はここで波長λ2 の
反射光に変換される。同時にこの波長λ1 の読取光の他
の成分は情報記録面Ｓ1 ，Ｓ3 に達するが、ここでは光
エネルギー密度が極めて低いので波長λ1 のまま読取光
が反射する。かくしてディスク３３´からは波長λ1 の
戻り光と波長λ2 の戻り光が得られ、これらが対物レン
ズ３１４及びハーフミラー３１３を経て光学フィルタ３
２０に導かれる。フィルタ３２０は、波長λ2 の光成分
のみを透過する抽出手段を担い、ハーフミラー３１３か
らの波長λ1 の戻り光を遮断し、波長λ2 の戻り光のみ
をフォトディテクタ３１７へ供給する。従って、ディテ
クタ３１７は、読み取るべき情報記録面Ｓ2の記録信号
によって変調された戻り光だけを受光することができ
る。ディテクタ３１７は、その受光量に応じた電気信号
を読取信号として図示せぬ信号処理系に供給する。
【００８９】なお図２４では波長の変化の様子を明瞭に
表すために実際とは異なる形で模式的に光路が描かれて
いる。また、対物レンズ３１４やハーフミラー３１３に
は、波長λ1 及び波長λ2 の双方について同等の光学特
性を有するものを採用するのが好ましい。さらに、光エ
ネルギー密度に応じた波長変換をなす情報記録層を有す
るディスクとしては、上述した如き反射型に限らず透過
型のものにも適用することができる。
【００９０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の多層記録
ディスクによれば、読取光が情報記録面のうちの１つに
オンフォーカスしているときに得られる再生レベルに対
し読取光が情報記録面のうちの他の情報記録面にデフォ
ーカスしているときに得られる再生レベルが１／Ｎ（Ｎ
は１より大きい実数）となり、情報記録面各々の間の距
離ｔ、当該読取光を情報記録面のいずれかに導く対物レ
ンズの開口数ＮＡ、読取光の波長λ、情報記録面各々の
間の等価屈折率ｎ、及び情報記録面の積層数ｉが
【００９１】
【数３３】1.4nλ／（NA）2 ≦ ｔ ≦ 7.5n3λ／｛（n2
-1）（NA）4（i-1）｝ を充足することにより、所定値以上のデフォーカス収差
及び所定値以下の球面収差を維持するので、さらなる情
報記録密度の向上を図り、しかも良好に信号を記録しか
つその記録された信号を読み取り再生することのできる
多層ディスク及びこれを用いた記録システム並びに再生
システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例における、情報記録層とし
て２つの光反射層を有するＲＯＭ型光ディスクの構造を
示す断面図。
【図２】図１における光ディスクの作製方法を説明する
ための各工程におけるディスク断面図。
【図３】図１における光ディスクと等価な構造を有する
ＲＯＭ型光ディスクの構造を示す断面図。
【図４】図１及び図３の光ディスクに対するフォーカシ
ング動作において、対物レンズとディスクとの間の距離
の変位量に対するフォーカスエラーレベルを示すグラ
フ。
【図５】図１及び図３の光ディスクにおいて光ビームが
第２情報記録面に合焦しているときの、第１情報記録面
での光ビームの大きさを示す幾何学図。
【図６】図１及び図３の光ディスクにおいて光ビームが
第１情報記録面に合焦しているときの、第２情報記録面
での光ビームの大きさを示す幾何学図。
【図７】図１及び図３の光ディスクにおいて、透明基板
と第１及び第２情報記録面間の層との屈折率が同一でな
い場合の、光ビームの第２情報記録面合焦時における第
１情報記録面上光ビームの大きさを示す幾何学図。
【図８】図１及び図３の光ディスクにおいて、光ビーム
のデフォーカス及びオンフォーカス状態のＭＴＦ特性を
示すグラフ。
【図９】デフォーカス時の再生レベルをオンフォーカス
時の再生レベルの１／１０以下とした場合の、デフォー
カス収差量に対する規格化空間周波数の最大値及び最小
値を示すグラフ。
【図１０】本発明による光ディスクにおける情報記録面
間の距離の上限値を導く説明及び読取光の各情報記録面
における光エネルギー密度の相違の説明をするための、
ｉ個の情報記録面を有するディスクの簡略的断面図。
【図１１】本発明による光ディスクにおける情報記録面
間の距離の上限及び下限値の計算例を示す図表。
【図１２】本発明による光ディスクの、読取光の入射す
る側に近い一方の情報記録面、及び他方の情報記録面の
反射率特性を示すグラフ。
【図１３】第１ないし第３情報記録面をそれぞれ異なる
波長の読取光で読み取る様子を示すディスクの簡略的断
面図。
【図１４】図１３における光ディスクの各情報記録面の
反射率特性を示すグラフ。
【図１５】フォトクロミック材料の反射率特性を示すグ
ラフ。
【図１６】本発明による実施例の多層記録ディスクを示
す断面図。
【図１７】図１６におけるディスクの記録情報を再生す
る本発明一実施例の再生システムの構成を示すブロック
図。
【図１８】図１６におけるディスクの記録情報を再生す
る本発明他の実施例の再生システムの構成を示すブロッ
ク図。
【図１９】本発明による実施例の、液晶層を有する多層
記録ディスクの断面図及び外観図。
【図２０】多層記録ディスクにおける各情報記録面の記
録トラックのスパイラル方向の不具合を説明するための
模式図。
【図２１】本発明による多層記録ディスクにおける各情
報記録面の記録トラックのスパイラル方向を説明するた
めの模式図。
【図２２】本発明による多層記録ディスクにおけるＴＯ
Ｃ情報の記録形態の一例を示す模式図。
【図２３】本発明による多層記録ディスクにおけるＴＯ
Ｃ情報の記録形態の他の例を示す模式図。
【図２４】本発明による多層ディスクの記録信号を読み
取る再生システムの構成を示すブロック図。
【主要部分の符号の説明】
１１，１１Ａ 透明基板 １２，１２Ａ 第１反射層 １３ 放射線透過性透明スタンパ １４ 紫外線硬化型樹脂層 １５ 第２反射層 １６ 保護層 Ｓ1 〜Ｓi 情報記録面 １２Ｂ フォトクロミック反射膜 ３１，３１Ａ，３１Ａ´ ピックアップ ３１０ 緑色光ＬＥＤ ３１１ 赤色レーザ ３１２ 緑色反射板 ３１３ ハーフミラー ３１４ 対物レンズ ３１５ 赤色フィルタ ３１６ 光学系 ３１７ フォトディテクタ ３１８ レンズ ５０ 多層記録ディスク ５１，５２ 透明電極層 ５１ｒ，５２ｒ 導体リング ５３ スペース部 ５５，５６ ブラシ ５７ 駆動回路 ３１１´ 読取光源 ３２０ 光学フィルタ

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の情報記録面が積層されている多層
    記録ディスクであって、 読取光が前記情報記録面のうちの１つにオンフォーカス
    しているときに得られる再生レベルに対し前記読取光が
    前記情報記録面のうちの他の情報記録面にデフォーカス
    しているときに得られる再生レベルが１／Ｎ（Ｎは１よ
    り大きい実数）となる帯域で、前記情報記録面の各々に
    情報信号が記録され、 前記情報記録面各々の間の距離ｔ、前記読取光を前記情
    報記録面のいずれかに導く対物レンズの開口数ＮＡ、前
    記読取光の波長λ、前記情報記録面各々の間の等価屈折
    率ｎ、及び前記情報記録面の積層数ｉは、 【数１】1.4nλ／（NA）2 ≦ ｔ ≦ 7.5n3λ／｛（n2-
    1）（NA）4（i-1）｝ を充足することを特徴とする多層記録ディスク。
  2. 【請求項２】 前記情報記録面各々の間の距離ｔはさら
    に、 【数２】10μｍ ≦ ｔ ≦ 7.5n3λ／｛（n2-1）（NA）4
    （i-1）｝ を充足することを特徴とする請求項１記載の多層記録デ
    ィスク。
  3. 【請求項３】 前記Ｎは、１０であることを特徴とする
    請求項１記載の多層記録ディスク。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の多層記録ディスクに情報
    信号を記録する記録システムであって、 ランレングスリミテッドコードにより形成された情報信
    号によって前記帯域内における前記情報記録面への記録
    を行うことを特徴とする記録システム。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の多層記録ディスクに情報
    信号を記録する記録システムであって、 パーシャルレスポンス方式により形成された情報信号に
    よって前記帯域内における前記情報記録面への記録を行
    うことを特徴とする記録システム。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の多層記録ディスクに情報
    信号を記録する記録システムであって、 キャリア変調方式により形成された情報信号によって前
    記帯域内における前記情報記録面への記録を行うことを
    特徴とする記録システム。
  7. 【請求項７】 前記キャリア変調方式は、ＦＭ変調方式
    であることを特徴とする請求項６記載の記録システム。
  8. 【請求項８】 前記情報記録面は、光反射層により形成
    され、前記読取光の入射する側に近いほど反射率が低い
    ことを特徴としている請求項１記載の多層記録ディス
    ク。
  9. 【請求項９】 前記情報記録面は、光反射層により形成
    され、反射光帯域が互いに異なることを特徴とする請求
    項１記載の多層記録ディスク。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載の多層記録ディスクの記
    録信号を再生する再生システムであって、 前記反射光帯域に合致する波長の読取光を再生すべき情
    報記録面に合わせて照射することを特徴とする再生シス
    テム。
  11. 【請求項１１】 前記情報記録面は、少なくとも２つの
    情報記録面を含み、前記情報記録面のうち前記読取光の
    入射する側に近いほうの情報記録面の前記読取光に対す
    る反射率は、第１波長を有する読取光のみが照射された
    場合よりも、前記読取光と前記第１波長とは異なる第２
    波長を有する付加光とを同時に照射された場合の方が大
    となることを特徴とする請求項１記載の多層記録ディス
    ク。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の多層記録ディスクを
    単一の波長の読取光で読み取る再生システムであって、 前記情報記録面のうち前記読取光の入射する側に近いほ
    うの情報記録面を読み取る際に少なくとも読取点におい
    て前記付加光を照射する付加光照射手段を有することを
    特徴とする再生システム。
  13. 【請求項１３】 前記読取光を照射するピックアップを
    有し、前記ピックアップは、前記付加光照射手段を内蔵
    することを特徴とする請求項１２記載の再生システム。
  14. 【請求項１４】 前記付加光照射手段は、読み取るべき
    情報記録面に応じて前記読取点への照射をオンオフ制御
    されることを特徴とする請求項１２または１３記載の再
    生システム。
  15. 【請求項１５】 前記情報記録面は、少なくとも２つの
    情報記録面を含み、 前記情報記録面のうち前記読取光の入射する側に近いほ
    うの情報記録面と他の情報記録面との間に一対の透明電
    極層に挟まれた液晶層を有することを特徴とする請求項
    １記載の多層記録ディスク。
  16. 【請求項１６】 ディスクの前記読取光の入射する側の
    外面に露出する２つのリング状導体を有し、前記一対の
    透明電極層は、前記リング状導体にそれぞれ個別に接続
    されていることを特徴とする請求項１５記載の多層記録
    ディスク。
  17. 【請求項１７】 請求項１６記載の多層記録ディスクを
    読み取る再生システムであって、 前記リング状導体の各々に接触する２つのブラシと、前
    記情報記録面のうち前記読取光の入射する側に近いほう
    の情報記録面を読み取る際に前記液晶層を暗とすべく前
    記ブラシを介して前記リング状導体に電圧を印加する電
    圧駆動回路とを有することを特徴とする再生システム。
  18. 【請求項１８】 前記情報記録面のうち少なくとも１つ
    の情報記録面において記録トラックの記録または読取方
    向が他の情報記録面と逆であることを特徴とする請求項
    １記載の多層記録ディスク。
  19. 【請求項１９】 請求項１８記載の多層記録ディスクを
    読み取る再生システムであって、 起動指令に応答して一方の情報記録面の内周及び外周位
    置のいずれか一方の位置から読み取りを開始し、前記一
    方の情報記録面の最後の信号を読み取った後は、他方の
    位置において他方の情報記録面に対する読取光のフォー
    カス動作を行い、前記他方の情報記録面の他方の位置か
    ら読み取りを再開することを特徴とする再生システム。
  20. 【請求項２０】 前記情報記録面のうち少なくとも１つ
    の情報記録面には前記情報記録面のうちの他の情報記録
    面に関するＴＯＣ情報が記録されていることを特徴とす
    る請求項１記載の多層記録ディスク。
  21. 【請求項２１】 前記情報記録面の各々は、光反射層に
    より形成され、前記光反射層は、前記読取光のエネルギ
    ー密度に応じた反射率を示す光反射材からなることを特
    徴とする請求項１記載の多層記録ディスク。
  22. 【請求項２２】 前記情報記録面の各々は、前記読取光
    のエネルギー密度に応じて前記読取光の波長変換をなす
    材料により形成されていることを特徴とする請求項１記
    載の多層記録ディスク。
  23. 【請求項２３】 請求項２２記載の多層記録ディスクの
    記録信号を再生する再生システムであって、 所定の波長を有する読取光を発射する読取光発生手段
    と、前記読取光を前記多層記録ディスクに入射して得ら
    れる反射または透過光のうち前記情報記録面によって波
    長変換の施された光成分を抽出する抽出手段と、前記抽
    出手段により抽出された光成分を受光しこれに応じた読
    取信号を生成する受光手段とを有することを特徴とする
    再生システム。
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