JP2008542960A - ガードバンド間の多数のトラックをピックアップする光データ記録／再生システム - Google Patents

Abstract

本発明は、光記録キャリア１００でラジアルトラッキングを実行する光学システムに関する。光学システムは、キャリアに読取り可能なマークとして情報を読取り及び／又は記録するためのメインビーム５２と、ラジアルトラッキングのために適用可能な複数の補助ビーム５２ａ，５２ｂとに、光ビームを分離するための、たとえばグレーティングでる光分割手段を含む。キャリアは、１以上の螺旋で多数のトラックに配置される読取り可能なマークを含み、１以上の螺旋は、２つのガードバンドが多数のトラックを囲む点で１以上のガードバンド５，１５により分離される。光学システムは、第一のガードバンド５，１５に位置される第一の補助ビーム５２ａの反射された光からラジアルトラッキングを実行するために調整され、光学システムは、第二のガードバンドに位置される第二の補助ビーム５２ｂの反射された光からラジアルトラッキングを実行することで、メインビームのトラック位置を変えるため、第二の補助ビームを選択するために調整される。

Description

本発明は、光学的に読取り可能なマークを関連する光記録キャリアから再生し、及び／又は光学的に読取り可能なマークを関連する光記録キャリアに記録し、ラジアルトラッキングを光記録キャリアに行う光学システムに関する。

さらに、本発明は、光学的に読取り可能なマークを関連する光記録キャリアから再生し、及び／又は光学的に読取り可能なマークを関連する光記録キャリアに記録する方法に関する。

増加する情報記憶容量の要求に合致するため、利用可能な光メディアすなわちコンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサティルディスク（ＤＶＤ）及びＢｌｕ−ｒａｙディスク（ＢＤ）は、記憶容量における一定の改善を示している。これらの光メディアでは、再生解像度は、再生光の波長λ及び光再生装置の開口数（ＮＡ）により大部分支配されている。しかし、再生光の波長を短くすること、又は対応するレンズシステムの開口数を増加することは容易ではないので、記録密度を増加する試みは、記録媒体及び／又は記録／再生方法を改善することに焦点が当てられてきている。

特に、情報を記録するために調節される光メディアについて、情報がトラックの溝、及び溝の隣に記録されるランド−グルーブフォーマット、並びに、たとえばＢＤディスクフォーマットである、情報が溝にのみ記録されるグルーブオンリフォーマットといった、２つの異なるアプローチが提案されている。これらのフォーマットの両者は、特に、ラジアルトラッキング、及び、トラック間／シンボル間のクロスライト／クロスイレーズの問題に関して、利点及び問題点を有する。

現在、２４０ｎｍのトラックピッチを５０ｎｍのチャネルビット長と結合することで到達される密度制限により、ＢＤタイプディスクのキャパシティが、メディアの情報のレイヤ当たり現在の２３−２５−２７ＧＢから５０ＧＢまで潜在的に増加されることを示している。

しかし、トラックピッチの更なるダウンスケーリングと、安定なラジアルトラッキングの必要及び制限されたクロスライト／クロスイレーズの問題との間での固有のコンフリクトに、現在の最新技術のディスクは遭遇される。特に、安定なラジアルトラッキングに関するランド−グルーブフォーマットの利点と制限されたクロスライト／クロスイレーズ問題に関するグルーブオンリフォーマットの利点の両者をもつ光記憶方法が望まれる。

最近、２次元光記録（Ｔｗｏ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｔｏｒａｇｅ）の出現が示されており、たとえばＡｌｅｘａｎｄｅｒ ｖａｎ ｄｅｒ Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ． ｉｎ Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ， ｖｏｌ．４３， Ｎｏ７Ｂ， ｐ．４９１２−４９１４を参照されたい。２次元ＤＯＳでは、キャリアの幅の広い螺旋に沿って並列にある多数のデータ行として情報が書き込まれ、データは、レーザスポットのアレイを使用して螺旋から並列に読み取られる。しかし、このことは、ライトワンス及びリライタブルメディアについて便利ではない。それは、それぞれのレーザスポットが独立して制御される必要があり、したがって多数のレーザ又はレーザキャビティが必要とされるためである。これは、対応する光学装置を複雑にし、そのコストを増加させる。同様に、かかる光学装置の熱の消散は、レーザ又はレーザキャビティの数に比例して増加する。

したがって、改善される光記憶方法が望まれ、特に、光学的に読取り可能なマークを関連する光記録キャリアから再生し、及び／又は、光学的に読取り可能なマークを関連する光記録キャリアに記録する、より効率的及び／又は信頼できる光学システムが望まれている。

したがって、本発明は、上述された問題のうちの１以上を単一に又は組み合わせで軽減又は除去することが好ましい。特に、本発明の目的は、信頼性の高い、光学的に読取り可能なマークの関連する光記録キャリアからの再生、及び／又は、光学的に読取り可能なマークの関連する光記録キャリアへの記録による、従来技術の上述された問題点を解決する光学システムを提供することにある。

上記目的及び幾つかの他の目的は、光学的に読取り可能なマークの関連する光記録キャリアからの再生、及び／又は、光学的に読取り可能なマークの関連する光記録キャリアへの記録のための光学システムを提供することによる、本発明の第一の態様で得られる。当該システムは、以下を有する。光記録キャリアを固定して回転する保持手段。光ビームを放出可能な光源。キャリにおける読取り可能なマーク（ｒｅａｄａｂｌｅ ｅｆｆｅｃｔ）として情報を読取り、及び／又はキャリアに読取り可能なマークとして情報を記録するメインビームと、ラジアルトラッキングのために適用可能な複数の補助ビームであり、第一及び第二の補助ビームを含む複数の補助ビームとに、光ビームを分離する光分割手段。光記録キャリアから反射された光を検出可能な光検出手段。１以上にガードバンドにより分離される１以上の螺旋におけるトラックで配列される読取り可能なマークを含むか、又は読取り可能なマークを記録するために調整される関連する光記録キャリア。光学システムは、第一の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行するために調整され、第一の補助ビームは、第一のガードバンドで位置合わせされる。光学システムは、第二の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行することで、メインビームのトラック位置を変えるために第二の補助ビームを選択するために更に調整される。第二の補助ビームは、第二のガードバンドに位置合わせされる。

第一の態様に係る発明は、排他するものではないが、特に、低いトラックピッチ、すなわちトラック幅でのキャリアへの情報の記録、該キャリアからの情報の再生が可能な光学システムが実現される点で有利である。ラジアルトラッキングはガードバンドで実行されることになるので、低くされたトラックピッチの可能性は、ラジアルトラッキングを危険にさらさない。単一の螺旋キャリアフォーマットをもつ一般に使用される単一の光記憶システムは、溝により提供されるラジアルトラッキングとトラッキングを最小にする希望との間に固有のコンフリクトを有し、このコンフリクトは、本発明の光学システムにより解決される。

さらに、本発明は、複数の補助スポットがキャリアに向けられるとしても、典型的に１又は２の補助スポットである制限された量の補助スポット、及びそれらそれぞれの反射された光ビームは、ラジアルトラッキングの制御信号の検出及び発生のために必要である、という利点を有する。これは、反射された光ビームの全ての光検出及び後続する分析のためのむしろ集約的な手段を必要とする分野における公知のマルチスポットのトラッキング方法とは異なる。たとえばＥＰ０４２３３６４Ａ１を参照されたい。有利なことに、本発明は、補助ビームから反射された光の分析のために必要な電子回路を制限及び／又は増幅する場合がある。

本発明は、ラジアルトラッキングのために適切な補助ビームを選択することによる、螺旋におけるメインビームのトラック切換えを提供する場合がある。すなわち、トラック番号１からトラック番号２へのトラック位置の変化が行われる。第一の補助ビームから第二の補助ビームへの半径方向のトラッキングを行うことで行われる。

なお、本発明は、半径方向の移動が始動される方向の示唆との組み合わせで適用される場合がある。さもなければ、たとえば２つの補助スポット間のスイッチは、誤った方向で、すなわち意図された半径方向の位置及び／又はメインビームのトラックから離れて半径方向の移動を生じる場合がある。

特定の実施の形態では、第一の補助ビームは、たとえば、メインビームが現在位置される螺旋の第一の隣接するガードバンドに位置され、螺旋内のメインビームのトラック位置を変えるため、ラジアルトラッキングのために第二の補助ビームが適用され、第二のガードバンドに位置されて終了する。しばしば、第一及び第二のガードバンドは、同一のガードバンドである場合があるが、メインビームが螺旋内の中央の位置の周りに位置されるとき、ガードバンドの切換えの手順が更に行われる場合がある。このことは、本発明の詳細な説明で以下に説明される。

第一及び第二のガードバンドは、典型的に、メインビームが位置される螺旋に最も近いガードバンドである場合があるが、問題となる１以上の補助ビームの反射された光の十分な強度が検出可能である場合、更に遠くに位置するガードバンドが同様に本発明に従ってラジアルトラッキングのために適用される場合がある。

本発明の特有の利点は、ラジアルトラッキングに適用されない補助ビームから反射された光の検出に関連する１以上の光検出器をスイッチオフされ、好ましくは、たとえば増幅及び／又は前処理といった電子回路もオフにすることができる点である。これは、動作の間に低減された電力消費量という本発明の利点を提供し、電力及び／又はクーリングが低減されるのでシステムのコストを更に低下する。

本発明の環境では、以下に更に説明されるように、幾つかのトラック変化手順の間にガードバンドにおけるラジアルトラッキングのためにメインビームが使用される場合があるので、メインビームは、所定の条件下で、補助ビームであるとみなされる場合がある。

特に、光検出手段は、それぞれ補助ビームに対応する少なくとも１つの光検出器を有する場合がある。有利なことに、光学システムは、ラジアルトラッキングにおける適用のために第一又は第二の補助ビームに対応する少なくとも１つの光検出器を選択するスイッチング手段を有する場合がある。スイッチング手段は、トランジスタ又は類似のコンポーネントである場合がある。代替的に、小型の電気機械システム（ＭＥＭＳ）が適用される場合がある。

有利なことに、複数の補助ビームは、関連する光記録キャリアにメインビームに関して実質的に対称に配置されるように調整される場合がある。さらに、複数の補助ビームは、関連する光記録キャリアに実質的に等間隔に配置されるように調整される。したがって、メインビームの両方のサイドで、補助ビームは、固定された距離により分離される。代替的に、メインビームは、補助ビームであると考えられる。これは、光分割手段としてグレーティングにより達成される。グレーティングは、非対称な回折を提供する。最近、回折されたスポットにおいて実質的に等しい強度をもつグレーティングが現れている。かかるグレーティングは、本発明のコンテクストで適用される場合がある。

有利なことに、複数の補助ビーム間の半径方向における分離距離は、キャリアと容易なラジアルトラッキングのためにフィットするため、関連する光記録キャリアのトラックピッチの整数倍に実質的に等しい。

典型的に、補助ビームの数は、１以上の螺旋におけるトラック数に少なくとも等しい場合がある。
第一の実施の形態では、それぞれの補助ビームは、少なくとも２つの対応する光検出器を有し、光学システムは、公知のプッシュプル（ＰＰ）方法によるラジアルトラッキングを実行するために調整される場合がある。

第二の実施の形態では、それぞれの補助ビームは、少なくとも４つの対応する光検出器を有し、光学システムは、差位相検出器（ＤＰＤ： Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方法によりラジアルトラッキングを実行するために調整される場合がある。しかし、ガードバンドは、このケースでは、ＤＰＤ信号を取得するためにデータを含む。

有利なことに、ラジアルトラッキングは、たとえばＰＰ及びＰＤＰ方法により、ガードバンドに位置される単一の補助ビームから実行される。

特定の実施の形態では、光学システムは、第一の補助ビーム及び更なる第三の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行するために調整され、第一及び第三の補助ビームは、第一及び第三のガードバンドにそれぞれ位置され、光学システムは、第二及び第四の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行することで、メインビームのトラック位置を変えるため、第二の補助ビームと更なる第四の補助ビームを選択するために調節される。第二及び第四の補助ビームは、第二及び第四のガードバンドのそれぞれに位置される。したがって、この実施の形態では、スポットのペアは、ラジアルトラッキングについて適用される。これは、特に、ディファレンシャルセントラルアパーチャ（ＤＣＡ）方法によりラジアルトラッキングを実行するために適している。

別の実施の形態では、関連する光記録キャリアは、それぞれのレイヤで１つの螺旋をもつ光記録キャリアの同心の連続するレイヤに配置される複数の螺旋を有する。前記レイヤは、ガードバンドにより分離され、複数の螺旋は、それぞれのトラックについて開始ポイント及びそれぞれのトラックの終了ポイントを有し、トラックのそれぞれの終了ポイントは、隣接する連続する螺旋の開始ポイントに関して、相対的な角度の分離により位置される。光学システムは、第一の螺旋から第二の螺旋への読取り可能なマークの読取り及び／又は記録の変化に応じて、第一の螺旋と第二の螺旋との間のガードバンドにおいてメインビームを一時的に位置するために調整される。これは、第二の螺旋における読取り／書込みの前に光学システムのセトリングタイムを低減するために特に有利である。さらに、ガードバンドにおけるメインビームの位置が第二の螺旋のトラックの開始ポイントの半径方向の位置に実質的に等しい場合、半径方向の位置は、光記録キャリアの実質的に中央の位置から測定され、セトリングタイムが更に低減される。

第二の態様では、本発明は、関連する光記録キャリアからの光学的に記録可能なマークの再生、関連する光記録キャリアへの光学的に記録可能なマークの記録のために調整される光学システムを動作させるための方法に関する。当該方法は、以下を有する。光記録キャリアを固定して回転する保持手段を設けるステップ。光ビームを放出可能な光源を設けるステップ。キャリにおける読取り可能なマークとして情報を読取り、及び／又はキャリアに読取り可能なマークとして情報を記録するメインビームと、ラジアルトラッキングのために適用可能な複数の補助ビームであり、第一及び第二の補助ビームを含む複数の補助ビームとに、光ビームを分離する光分割手段を設けるステップ。光記録キャリアから反射された光を検出可能な光検出手段を設けるステップ。１以上にガードバンドにより分離される１以上の螺旋におけるトラックで配列される読取り可能なマークを含むか、又は読取り可能なマークを記録するために調整される関連する光記録キャリア。

当該方法は、更に以下を含む。第一の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行するステップ。第一の補助ビームは、第一のガードバンドで位置合わせされる。第二の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行するために第二の補助ビームを選択するステップ。第二の補助ビームは、メインビームのトラック位置を変えるため、第二のガードバンドに位置される。

第三の態様では、本発明は、これに関連されるデータ記憶手段を有する少なくとも１つのコンピュータを有するコンピュータシステムが、本発明の第二の態様に係る光学システムを制御するのを可能にするために調整されるコンピュータプログラムに関する。

本発明のこの態様は、排他するものではないが、本発明が、本発明の第二の態様の動作をコンピュータシステムに実行するのを可能にするコンピュータプログラムにより実現される点で有利である。したがって、前記光学システムを制御するコンピュータシステムでコンピュータプログラムをインストールすることで、幾つかの公知の光学システムは、本発明に従って動作するために変形される場合がある。かかるコンピュータプログラムは、たとえば磁気的又は光学的に基づいた媒体といった、任意の種類のコンピュータ読取り可能な媒体で提供されるか、たとえばインターネットのようなコンピュータベースのネットワークを通して提供される。

本発明の第一、第二及び第三の態様は、それぞれ他の態様と組み合わされる場合がある。本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に記載される実施の形態を参照して明らかにされるであろう。本発明は、添付図面を参照して以下に説明される。

図１は、本発明に係る光学システム及び関連する光キャリア１００を概念的に示す。キャリア１００は、保持手段３０により固定され、回転される。キャリア１００は、放射線ビーム５２により情報を記録するために適した材料を有する。この記録の材料は、たとえば、磁気−光タイプ、相変化タイプ、ダイタイプ、Ｃｕ／Ｓｉのような合金タイプ、若しくは他の適切な材料からなる場合がある。情報は、リライタブルメディアのためのマーク及びライトワンスメディアのためのピットとも呼ばれる、光学的に検出可能な領域の形式でキャリア１００に記録される場合がある。

装置は、光ピックアップ（ＯＰＵ）と呼ばれることがある光学ヘッド２０を有し、この光学ヘッド２０は、たとえば電気ステッピングモータといったアクチュエーション手段２１により移動可能である。光学ヘッド２０は、光検出システム１０１、放射線源４、ビームスプリッタ６、対物レンズ７、及びレンズ移動手段９を有する。光学ヘッド２０は、放射線ビーム５２を少なくとも３つのコンポーネント５２、５２ａ及び５２ｂに分離可能なグレーティング又はホログラフィックパターンのような光分割手段２２を有し、参照符号５２ａ及び５２ｂは、メインビーム５２のそれぞれのサイドでの第一次の回折を示す。明確さのため、放射線ビーム５２、５２ａ、５２ｂは、ビームスプリット手段２２を通して通過した後、トリプレットシングルビームとして示されるが、たとえば光分割手段２２がグレーティングである場合に、更に補助のスポットが典型的に存在する場合がある。同様に、反射される放射線８は、たとえば３つのスポット５２，５２ａ及び５２ｂの反射及びその回折といった１を超えるコンポーネントを含むが、明確さのために図１には、１つのみのビーム８が示されている。

本発明の代替的な実施の形態では、放射線ビーム５２を放出可能な光源４、光ビームをメインビーム５２、並びに複数の補助ビーム５２ａ及び５２ｂに分離する光分割手段２２は、複数の光源により置き換えられる場合がある。前記光源のうちの１つは、メインビームを提供し、他の光源は補助ビームを提供する。おそらく、複数の光源と、たとえばグレーティングといった１以上の光分割手段の組み合わせは、本発明の原理に沿って適用される場合がある。本発明の環境では、光源は、赤外線（ＩＲ）、可視光、紫外線（ＵＶ）、Ｘ線等のような情報の光記憶に適した放射線を放出可能な任意の種類の放射線源を含むことが理解される。

光検出システム１０１の機能は、キャリア１００から反射された放射線８を電気信号に変換することである。したがって、光検出システム１０１は、たとえばフォトダイオード、電荷結合素子（ＣＣＤ）等といった、プリプロセッサ１１に送信される１以上の電気出力信号を発生可能な幾つかの光検出器を有する。光検出器は、プロプロセッサ１１におけるフォーカスエラー（ＦＥ）及びラジアルトラッキングエラー（ＲＴＥ）の検出を可能にするように十分な時間解像度で、互いに空間的に配置される。したがって、プリプロセッサ１１は、フォーカスエラー（ＦＥ）及びラジアルトラッキングエラー（ＲＴＥ）信号をプロセッサ５０に送出する。光検出システム１０１は、キャリア１００から読まれた情報を表す読取り信号又はＲＦ信号を、プリプロセッサ５０を通してプロセッサ５０に送出する。読取り信号は、プロセッサ５０におけるＲＦ信号のロウパスフィルタリングによりセントラルアパーチャ（ＣＡ）信号に変換される場合がある。

放射線ビーム５２を放出する放射線源４は、たとえば、可変電力で、おそらく可変の放射線の波長により半導体レーザである。代替的に、放射線源４は、１を超えるレーザを有する場合がある。

光学ヘッド２０は、放射線ビーム５２がビームスプリッタ６及び対物レンズ７を介して光キャリア１００に向けられるように光学的に構成される。さらに、コリメータレンズ（図示せず）は、対物レンズ７の前に存在する。キャリア１００から反射された放射線８は、対物レンズ７により収集され、ブームスプリッタ６を通過した後、光検出システム１０１に入力し、光検出システムは、先に記載したように、入射する放射線８を電気的な出力信号に変換する。

プロセッサ５０は、プリプロセッサ１１からの出力信号を受け、分析する。また、プロセッサ５０は、図１に例示されるように、アクチュエーション手段２１、放射線源４、レンズ移動手段９、プリプロセッサ１１、及び保持手段３０に制御信号を出力する。同様に、プロセッサ５０は、参照符号６１で示されるデータを受け、プロセッサ５０は、参照符号６０で示される読み取りプロセスからデータを出力する。

図２は、本発明の第一の態様に係る光検出手段１０１の概念図である。３つの光検出器のセクション１１０，１２０，１３０が示される。それぞれの光検出器のセクション１１０，１２０，１３０で、対応するスポットＡ，Ｂ及びＣのそれぞれが示される。スポットＡ，Ｂ及びＣの相対的なサイズにより示されるように、スポットＡは、メインスポットから発生する反射された光を示し、スポットＢ及びＣは、２つの補助スポットからの反射された光を示す。図２に示される実施の形態では、光検出器のセクション１１０，１２０，１３０は、２つの光検出器ａ及びｂに分割される。これは、プッシュプル（ＰＰ）方法によるトラッキングを実行する通常の光学的なコンフィギュレーションであり、２つの検出器ａ及びｂ間の相対的な重みは、意図される半径方向の位置と実際の位置からのエラー又は変位を示すラジアルエラー信号を発生するために使用される。本発明の応用は、プリプロセッサ１１及びプロセッサ５０に光検出セクション１２０からの対応する信号を更に送出することによるラジアルトラッキングのために、図２におけるスポットＢである、適切な補助スポットを選択するために調整されるスイッチ又はセレクタ１４０をイネーブルにする。スイッチ１４０は、好ましくは、たとえば、適切なトランジスタ回路、ＭＥＭＳコンポーネント等による電子的なスイッチである。

しかし、光検出器のセクション１１０，１２０，１３０は、４つのフォトダイオードから構成される、差位相検出（ＤＰＤ）方法を適用する場合がある。なお、この実施の形態は、データがガードバンドで提供されることを必要とする。同様に、光検出器のセクション１１０，１２０，１３０は、補助スポットのペアからロウパスフィルタリングされた信号を使用することによるラジアルトラッキングのための単一の光検出器から構成される。後者のケースでは、本発明は、第一の補助スポットのペアを選択し、本発明に従うラジアルトラッキングのために補助スポットの別の第二のペアを選択することで実現される場合がある。

図３及び図４では、本発明に従う光学システムにより使用されるのに良好に適した光キャリアのフォーマットの２つの特定のフォーマットが例示される。しかし、本発明の原理はこれら２つのフォーマットに限定されないことが強調されるべきである。特に、本発明は、パラレルな読取り／書込み、及びブロードトラックチェンジングのために幾つかのメインビームを使用することで、いわゆる２次元のＤＯＳとの環境で同様に使用される場合があり、すなわち一方の半径方向の位置から別の単一のブロードトラックの螺旋への切換えが本発明に従って実行される場合がある。

図３は、本発明の第一の態様に係る光学システムとの動作に特に適したキャリアフォーマットの概念図である。複数のトラック２は、キャリアの中央位置２に関して、実質的に螺旋状に及び実質的に同心円状に配置される。それぞれのトラック２は、溝（図示せず）において実質的に位置される光学的に読取り可能なマークを記録及び／又は再生するために調整される。

複数のトラック２は、光記録キャリアにマルチトラックの螺旋１で隣接して配置され、図３におけるトラック数は８である。ブロードスパイラル１におけるトラック２の数は、ガードバンド５がデータを含まない事実、又はガードバンド５におけるデータ密度がブロードスパイラルの溝におけるよりも低い可能性のため、ラジアルサーボシステムの複雑さと記憶容量の減少との間の妥協により決定される。幾分小さいか幾分大きい数のトラックをもつブロードスパイラル１も実施可能であるが、８つのトラックをもつマルチスパイラル１は最も実用的な螺旋であることが期待される。したがって、トラック２の数は、２，３，４，５，６，７，８、９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９及び２０である場合がある。マルチトラックスパイラル１の巻き線間のトラッキングエリア５は、光キャリア１００からのラジアルトラッキングエラー信号を提供するために調整される。

図４は、本発明の第一の態様に係る光学システムとの動作の特に適した別のキャリアフォーマットの概念図である。複数の１２は、キャリアの中央の位置１３に関して実質的に螺旋状に及び実質的に同心円状に配置される。それぞれのトラック１２は、溝（図示せず）において実質的に位置される光学的に読取り可能なマークを記録及び／又は再生するために調整される。複数の螺旋１０は、光記録キャリアの同心円状の連続するレイヤ１２で配置され、それぞれのレイヤにおける１つの螺旋はオニオンの構造に類似している。図４では、明確さのため、ちょうど３つの連続する螺旋１２が示されるが、実際のキャリアについて、螺旋１２の数又は“オニオンシェルフ”は、２と１．０００．０００．の間で変動する場合がある。螺旋１２間のトラッキングエリア１５は、図５で更に説明されるように、光記録キャリアからのラジアルトラッキングエラー信号を提供するために調整される。

図５は、１つのスポットのプッシュプルラジアルトラッキングエラー方法により得られる、対応するラジアルトラッキングエラー信号２０と重ね合わせられるキャリア１００の垂直−半径断面を示す。プロットのスケールは任意である。図５は、トラッキング信号が、本発明の第一の態様に係る光学システムにより光キャリア１００からどのように得られるかを示す。図５では、キャリア１００の半径方向の位置は、水平スケールでプロットされる。垂直方向のスケールで、補助スポット５２ａ又は５２ｂの反射された光８からのプッシュプルのラジアルトラッキング信号２０がプロットされ、これは、半径方向に沿ってスキャンされている補助スポットに対応する。溝の物理的な構造は、垂直方向のスケールで示される。１の振幅は溝の下に対応し、キャリアフェースは、０の振幅に位置される。したがって、トラッキングエリア５及び１５において溝が存在しない。

溝は、キャリアフォーマット１０において、トラック２によるマルチスパイラル１又は連続するスパイラル１２の何れかにグループ化される。両者は１０トラックの幅であり、内部螺旋の分離、すなわちトラッキングエリア又はガードバンド５又は１５である。これは、図４に示されるフォーマットのための１１番目の溝毎にマスタリングすることで達成されない。光スポットの解像度は有限であり、チャネル応答の低域通過特性に本質的につながるので、ブロードグループ２又は１２内のトラックの非常に高い周波数は、捕捉されない。所与の実施の形態では、以下のデータが使用される。開口数（ＮＡ）＝０．８５、光の波長＝４０５ｎｍ、及びデューティサイクル５０％によるトラックピッチ＝２２０ｎｍ。

図５で見られるように、マルチスパイラル１のトラック２内、又は連続する螺旋１２内のトラッキングに適していない大部分がゼロのプッシュプル信号２０が存在する。ガードバンドで、溝の構造は、そこでの大きなトラック配置のために著しく低い周波数成分を有し、補助スポット５２ａ又は５２ｂからのプッシュプルトラッキング信号２０は強く、ガードバンド５及び１５の中央の周りで明らかな“Ｓ曲線”を提供する。これは、補助スポット５２ａ又は５２ｂは、得られた半径方向のトラッキング信号からガードバンド５及び１５の真中を確実に追跡することができるが、マルチスパイラル１又は連続する螺旋１２の個々のトラック２は有効なラジアルトラッキングエラー信号を生じないことを意味する。所与の例では、ガードバンド幅は３×１２０ｎｍ＝３６０ｎｍであり、プッシュプル信号２０は、光スポットの所与の特性について２×１２０ｎｍ＝２４０ｎｍ以下の螺旋トラックの間隔でのみ消える。これは、ガードバンド５及び１５が近似的に２８０ｎｍ／２＝１４０ｎｍにまで狭くなることを意味する。

図６は、ある螺旋内の様々なトラック位置に向けられるメインビーム５２、並びに対応する異なる補助ビーム５２ａ及び５２ｂを例示する一連の図である。例示のため、トラック１及び１２の小さなカットアウトセクションのみが示されている。図６では、メインビーム５２は、補助ビーム５２ａ及び５２ｂからメインビーム５２を区別するため、リングにより囲まれている。図６に示される実施の形態では、補助ビーム５２ａ及び５２ｂは、メインビーム５２に関して対称に配置され、５３でマークされる例示的なライン上に等間隔にある。これは、光分割手段２２についてグレーティングを使用することにより得られる場合がある。ラジアルトラッキングについて選択されるパートＡにおける、たとえば５２ａといった補助スポットは、スポット５２ａを囲む正方形で示されている。図６の実施の形態では、メインスポット５２及び補助スポット５２ａ及び５２ｂの半径方向の内部距離（図６における垂直方向）は、ラジアルトラッキングの間にメインビーム５２にトラックポジションの簡単な切換えを容易にするため、トラック２及び１２のトラックピッチに実質的に等しい。さらに、ガードバンド幅は、１００％のデューティサイクルについてトラックピッチ（Ｔ_ｐ）に実質的に等しい。しかし、５０％のデューティサイクルが適用される場合、ガードバンド幅は、トラックピッチ（Ｔ_ｐ）の１．５倍となる。光学システム及びキャリアフォーマット１及び１０が、ガードバンド、トラックピッチ（Ｔ_ｐ）、及びスポット５２，５２ａ及び５２ｂの半径方向の分離に関して互いにフィットする、かかる対称なコンフィギュレーションは、本発明と共に特定の利点を提供する。

図６Ａでは、メインビーム５２は、螺旋において下からカウントされる最初のトラックに位置される。最も近くの補助ビーム５２ａは、ガードバンド５及び１５に位置され、上述されたようにラジアルトラッキングのために使用される。ガードバンド５及び１５に位置されない他の補助スポット５２ａ及び５２ｂから光が反射され、これら補助スポット５２ａ及び５２ｂから反射された光は、ラジアルトラッキングの目的で検出される必要がない。

図６Ｂでは、メインビーム５２は、螺旋において下からカウントされた第四のトラックに位置される。ここで、第四の補助ビーム（メインビーム５２からカウントされる）は、ガードバンド５及び１５に位置される。この実施の形態の光学システムについて、これは、一番外側の補助スポット５２ａである。したがって、ガードバンド５及び１５におけるラジアルトラッキングのために使用される補助スポット５２ａは、螺旋における下からカウントされる第五のトラックのラジアルトラッキングについて使用することができない。

図６Ｃでは、（図６Ｂで示されるような）第四のトラックから第五のトラックに位置を変えるメインビーム５２の結果として、トラッキング補助スポット５２ｂにより使用されるガードバンド５及び１５における変化がなされている。図６Ｃに見られるように、メインビーム５２が位置される螺旋に関して上のガードバンドに下のガードバンドからの変化がある。

図６Ｄでは、メインビーム５２が螺旋における下からカウントされる８番目のトラックで読取り／書込みしている状況が示されている。同様に、図６Ａに示される状況に対して、メインビーム５２に最も近くにある補助ビーム５２ｂは、ガードバンド５及び１５におけるラジアルトラッキングのために使用される。図６から明らかなように、補助ビーム５２ａ及び５２ｂの数は、トラック２及び１２の数に少なくとも等しい。

図７は、いわゆるシフトされたエッジによる図４のフォーマットの螺旋間のメインビームのトラック切り換え手順のために実施の形態を概念的に示す。特に、光学システムは、一定の線形速度（ＣＬＶ）モードで動作する場合がある。この実施の形態は、一定の線形速度（ＣＬＶ）モードで動作するキャリア１００について特に有利である。螺旋Ｉについて終了ポイント４０は、図７に示されるように隣接する連続的な螺旋ＩＩの開始ポイント４１に関して正接の線形の分離（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ ｌｉｎｅａｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）で位置される。隣接して位置される螺旋Ｉ及びＩＩ間の正接の線形の分離は、光記録キャリア１００で実質的に一定である。光学システムは、第一の螺旋Ｉから第二の螺旋ＩＩへの変化に応じて、第一の螺旋Ｉと第二の螺旋ＩＩとの間にガードバンド１５においてメインビーム５２を一時的に位置合わせするために調整される。これは、２つのステップで行われる。最初の変化は、螺旋Ｉから螺旋ＩＩへの太い矢印で示され、次いで、光学ヘッド２０したがってメインビーム５２の小さな後方の移動（小さな太い矢印）で示される。最初の変化は、予め決定されたデータ系列により終了ポイント４０で示される場合がある。

小さな後方の移動の後、メインビーム５２は、ガードバンド１５におけるメインビーム５２の位置が第二の螺旋ＩＩのトラックの開始ポイント４１の半径方向の位置に実質的に等しいように、位置されることが好ましく、半径方向の位置は、図４に示されるように、光記録キャリア１００の実質的に中央の位置１３から測定される。アラインメントは、メインビーム５２及び／又は１以上の補助スポット５２ａにより開始ポイント４１の前に、ガードバンド１５におけるラジアルトラッキングにより行われる場合がある。代替的に、後方の移動は、ラジアルトラッキングサーボループの一時的な変位と結合される。メインビームが開始ポイント４１で読取り／書込みをひとたび開始すると、ガードバンド１５における補助スポット５２ａを介したラジアルトラッキングが再開される場合がある。先の手順は、いわゆるプリジャンプ手順であり、メインビーム５２が螺旋ＩＩの開始ポイント４１での記録／書込みのために正しく位置される前に、光学ヘッド２０のランニング・インタイム（ｒｕｎｎｉｎｇ−ｉｎ ｔｉｍｅ）及び／又はメカニカルな再ポジショニングを低減及び／又は除去するために実行される。先のプリジャンプの手順は、１〜５％によりキャリア１００の記憶容量を増加することが期待される。

図８は、図７の実施の形態が適用されない場合の問題点を概念的に示す。通常のラジアルトラッキング手順は、螺旋Ｉから螺旋ＩＩへの類似の最初の移動で開始する。しかし、ガードバンド１５における補助スポット５２ａを介して実行されるラジアルトラッキングのため、メインビームは、螺旋ＩＩのトラックについて開始ポイント４１で揃えられない。メインビーム５２は、スポット５２ａが開始ポイント４１に到達したとき、補助スポット５２ａが再びポジショニングされるとき、（小さな太い矢印）後方にのみ移動される。このようにして、螺旋ＩＩの開始ポイント４１で又は開始ポイント前後での記憶容量は、十分に利用されない場合がある。

図９は、本発明の第二の態様に係る方法を説明するフローチャートである。この方法は、関連する記録キャリア１００から光学的に読取り可能なマークを再生、及び／又は、関連する記録キャリア１００への光学的に読取り可能なマークの記録のために調整される光学システムの動作に関する。

当該方法は、以下のステップを含む。光記録キャリア１００を固定して回転する保持手段を設けるステップＳ１。光ビームを放出可能な光源を設けるステップＳ２。キャリアにおける読取り可能なマークとして情報を読取り、及び／又はキャリアに読取り可能なマークとして情報を記録するメインビームと、ラジアルトラッキングのために使用可能な複数の補助ビームであり、第一及び第二の補助ビームを含む複数の補助ビームとに、光ビーム５２を分離する光分割手段２２を設けるステップＳ３。光記録キャリア１００から反射された光８を検出可能な光検出手段１０１を設けるステップＳ４。関連する光記録キャリアは、１以上のガードバンド５及び１５により分離される１以上の螺旋２及び１２におけるトラックで配列される読取り可能なマークを含むか、又は読取り可能なマークを記録するために調整される。当該方法は、更に以下を含む。第一の補助ビーム５２ａの反射された光からラジアルトラッキングを実行するステップＳ５。第一の補助ビームは、第一のガードバンド５及び１５で位置合わせされる。第二の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行することで、メインビーム５２のトラック位置を変えるため、第二の補助ビーム５２ｂを選択するステップ。第二の補助ビームは、第二のガードバンド５及び１５に位置される。

本発明は、特定の実施の形態と共に記載されたが、本実施の形態で述べた特定の構成に限定されることが意図されない。むしろ、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものではない。請求項では、用語「有する“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”」は、他のエレメント又はステップの存在を排除するものではない。さらに、個々の特徴は異なる請求項に含まれる場合があるが、これらは有利に組み合わされる場合があり、異なる請求項における包含は、特徴の組み合わせが実施可能ではないこと及び／又は有利ではないことを意味しない。

本発明の第一の態様に係る光学システムの概念図である。 本発明の第一の態様に係る光検出手段の概念図である。 本発明の第一の態様に係る光学システムとの動作に特に適したキャリアフォーマットの概念図である。 本発明の第一の態様に係る光学システムとの動作に特に適した別のキャリアフォーマットの概念図である。 対応するラジアルトラッキングエラー信号と重ね合わされるキャリアの垂直−半径方向の断面図である。 ある螺旋内の様々なトラック位置に向けられるメインビームと対応する異なる補助ビームとを説明する一連の図である。 いわゆるシフトされたエッジによる、図４のフォーマットの螺旋間のメインビームトラックの切り換え手順のための実施の形態を示す概念図である。 図７の実施の形態が適用されない場合の問題点を概念的に示す図である。 本発明の第二の態様に係る方法を例示するフローチャートである。

Claims (16)

1. 関連する光記録キャリアからの光学的に読取り可能なマークの再生、及び／又は、関連する光記録キャリアへの光学的に読取り可能なマークの記録のための光学システムであって、
   当該システムは、
   光記録キャリアを固定して回転する保持手段と、
   光ビームを放出可能な光源と、
   キャリアにおける読取り可能なマークとして情報を読取り、及び／又はキャリアに読取り可能なマークとして情報を記録するメインビームと、ラジアルトラッキングのために使用可能な複数の補助ビームであり、第一及び第二の補助ビームを含む複数の補助ビームとに、光ビームを分離する光分割手段と、
   光記録キャリアから反射された光を検出可能な光検出手段と、
   １以上のガードバンドにより分離される１以上の螺旋におけるトラックで配列される読取り可能なマークを含むか、又は読取り可能なマークを記録するために構成される関連する光記録キャリアとを有し、
   当該光学システムは、第一のガードバンドで位置合わせされる第一の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行するために構成され、
   当該光学システムは、第二のガードバンドに位置合わせされる第二の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行することで、メインビームのトラック位置を変えるために第二の補助ビームを選択するために更に構成される、
   ことを特徴とする光学システム。
2. 前記光検出手段は、それぞれの補助ビームに対応する少なくとも１つの光検出器を有する、
   請求項１記載の光学システム。
3. ラジアルトラッキングにおける適用のために前記第一又は第二の補助ビームに対応する少なくとも１つの光検出器を選択するスイッチング手段を有する、
   請求項２記載の光学システム。
4. 前記複数の補助ビームは、前記関連する光記録キャリアでメインビームに関して実質的に対称に配置されるように構成される、
   請求項１記載の光学システム。
5. 前記複数の補助ビームは、関連する光記録キャリアに実質的に等間隔に位置されるように構成される、
   請求項４記載の光学システム。
6. 前記複数の補助ビーム間の半径方向における分離の距離は、前記関連する光記録キャリアのトラックピッチの整数倍に実質的に等しい、
   請求項５記載の光学システム。
7. 前記補助ビームの数は、１以上の螺旋におけるトラック数に少なくとも等しい、
   請求項１記載の光学システム。
8. それぞれの補助ビームは、少なくとも２つの対応する光検出器を有し、
   当該光学システムは、プッシュプル方法によるラジアルトラッキングを実行するために構成される、
   請求項２記載の光学システム。
9. それぞれの補助ビームは、少なくとも４つの対応する光検出器を有し、
   当該光学システムは、差位相検出（ＤＰＤ）方法によりラジアルトラッキングを実行するために構成される、
   請求項２記載の光学システム。
10. ラジアルトラッキングは、ガードバンドに位置される単一の補助ビームから実行される、
    請求項１記載の光学システム。
11. 当該光学システムは、第一の補助ビームと更なる第三の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行するために構成され、
    前記第一及び第三の補助ビームは、第一及び第三のガードバンドのそれぞれで位置され、
    当該光学システムは、第二の補助ビームと更なる第四の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行することで、メインビームのトラック位置を変えるために前記第二及び第四の補助ビームを選択するために構成され、前記第二及び第四の補助ビームは、第二及び第四のガードバンドのそれぞれで位置される、
    請求項１記載の光学システム。
12. 当該光学システムは、ディファレンシャルセントラルアパーチャ（ＤＣＡ）方法によりラジアルトラッキングを実行するために構成される、
    請求項１１記載の光学システム。
13. 前記関連する光記録キャリアは、それぞれのレイヤに１つの螺旋をもつ前記光記録キャリアで同心円状の連続するレイヤで配置される複数の螺旋を有し、前記レイヤは、ガードバンドにより分離され、前記複数の螺旋は、それぞれのトラックについて開始ポイント及びそれぞれのトラックについて終了ポイントを有し、
    トラックのそれぞれの終了ポイントは、隣接する連続する螺旋の開始ポイントに関して相対的な角度の分離で位置され、
    当該光学システムは、第一の螺旋から第二の螺旋への読取り可能なマークの読取り及び／又は記録の切り換えに応じて、第一の螺旋と第二の螺旋の間のガードバンドでメインビームを一時的に位置合わせするために構成される、
    請求項１記載の光学システム。
14. 前記ガードバンドにおけるメインビームの位置は、第二の螺旋のトラックの開始ポイントの半径方向の位置に実質的に等しく、
    前記半径方向の位置は、前記光記録キャリアの実質的に中央の位置から測定される、
    請求項１３記載の光学システム。
15. 関連する光記録キャリアからの光学的に読取り可能なマークの再生、及び／又は、関連する光記録キャリアへの光学的に読取り可能なマークの記録のために構成される光学システムの動作方法であって、
    当該方法は、
    光記録キャリアを固定して回転する保持手段を設けるステップと、
    光ビームを放出可能な光源を設けるステップと、
    キャリアの読取り可能なマークとして情報を読取り、及び／又はキャリアに読取り可能なマークとして情報を記録するメインビームと、ラジアルトラッキングのために適用可能な複数の補助ビームであり、第一及び第二の補助ビームを含む複数の補助ビームとに、光ビームを分離する光分割手段を設けるステップと、
    光記録キャリアから反射された光を検出可能な光検出手段を設けるステップとを含み、
    関連する光記録キャリアは、１以上のガードバンドにより分離される１以上の螺旋におけるトラックで配列される読取り可能なマークを含むか、又は読取り可能なマークを記録するために構成され、
    当該方法は、
    第一のガードバンドで位置合わせされる第一の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行するステップと、
    第二のガードバンドに位置合わせされる第二の補助ビームの反射された光からラジアルトラッキングを実行することで、メインビームのトラック位置を変えるために第二の補助ビームを選択するステップと、
    を更に含むことを特徴とする方法。
16. データ記憶手段を有する少なくとも１つのコンピュータを有するコンピュータシステムに、請求項１５記載の方法に従って光学システムを制御させるために構成されるコンピュータプログラム。

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