高画質を手軽に楽しめる、大容量光ディスク／ブルーレイディスクの開発

世界標準となった3つの基本パラメーターを見つけ出すことに成功

現在普及しているBDの記録密度は約20ギガビット／平方インチですが、同プロジェクトが目標設定した記録密度は、なんとその5倍の100ギガビット／平方インチでした。当時、光ディスクとしては、最も大容量だったDVDの記録密度が約3ギガビット／平方インチですから、100ギガビット／平方インチを実現するには、30倍以上のデータの高密度化を行う必要があったのです。

100ギガビット／平方インチを実現するには、1つのピットの長さを70～170ナノメートル、トラックピッチを134ナノメートルにしなければなりませんでした。そしてそのためには、ピットの長さを10ナノメートル単位で刻み、ピットの位置もナノメートル単位で制御する必要があったのです。それが、同プロジェクトが「ナノメータ制御光ディスクシステムの研究開発」と命名されている所以です。

しかしここで、光に関するある物理的な制約が立ちはだかりました。すなわち、狙ったレーザー光の大きさまで絞り込みたい反面、そのために操作するパラメーターがほとんど変更できない状態になっていたのです。

スポットの直径を短くすればするほど、小さいピットを読み取ることができ、記録密度を上げることができます。そして、記録密度を上げれば上げるほど記録容量は上がります。そこで、スポットの直径を短くしようと思うと、R＝1.22λ／NAの関係から、波長を短く、NA（角度θ）を大きくすればよいということになります。波長については、ようやく400nmと波長の短いブルーレーザーが実用レベルに達したところで、NAを上げる必要がありました。

ところが、NAを上げると、いくつかの不都合が生じてしまうのです。まず、スポットがピンボケしやすくなります。そして、光ディスクの厚みのムラと、光ディスクの傾きに対する許容度が、急速に下がってしまうのです。要するに、スポットを小さくすればするほど、光ディスクの厚みのムラをなくし、記録／再生中の光ディスクの傾きを厳密にコントロールしなければならなくなるのです。しかし、光ディスクの厚みのムラや傾きを全くなくすことは、製品化や実用性からは、非常に困難な条件です。

そこで、同プロジェクトでは、λおよびNAの値を固定し、これにより決定されるスポットの直径で機能できるよう、記録するデータの位置を決めることで、問題を解決しました。まず、レンズの大きさや、光ディスクの傾きに関する許容範囲を考慮し、「NA＝0.85」と設定しました。その結果、厚さ1.2ミリメートルの光ディスク中、深さ0.1ミリメートルの位置に、データを記録する層を持ってくることがベストであるという結論に達しました。それを、統一規格として定めたのです。

そうして決まったのが、BDにおける標準規格として最も重要な「3つの基本パラメーター」、すなわち、ブルーレーザーの波長（λ）＝405ナノメートル、レンズの開口数（NA）＝0.85、カバー層（記録する層の深さ）＝0.1ミリメートルです。この規格をNEDOプロジェクト参加各者共通の'軸'として、求められる機能を発揮できるよう課題解決を進めました。

プロジェクトで、ナノメータ制御光メモリ技術グループのリーダーを務めていた元ソニーの金子正彦さんは、「当初、カバー層をどの位置に持ってくるか、議論が分かれました。しかし、NEDOのプロジェクトによって、最初の段階で3つの基本パラメーターがきちんと定められたお陰で、業界全体としての軸足がずれることなく、確信を持って研究開発を進めることができました」と振り返ります。

それが、早期にBDを製品化できた最大の要因であると西谷さんも口を揃えます。この3つの基本パラメーターは、今やBDにおける世界標準となっています。かくして、この3つの基本パラメーターをベースに、プロジェクトが推進されていきました。

当時、この基本パラメーターで用いるのに適したレンズを製造できたのは、ソニーだけでした。そこで、ソニーが同プロジェクトの参加企業にレンズを提供し、各社はそれを使って、基本パラメーターの検証や光ディスクに関する様々な技術の開発を行いました。

金子さんは言います。「非常にチャレンジングな目標設定で、最初は、とても出来ないと思いました」しかしこう続けます。「最初から『必ずできる』という目標であれば、ナショナルプロジェクトとして色々な企業が参加する必要はありません。お互いの強みを活かし、知恵や技術を出し合い、参加企業が総力を結集すればどうにかなるのではないかと思えたからこそ頑張ることができ、BDという成果を出すことができたのだと思います。」