JP2011512607A - 光記憶媒体並びに各データを読み取るためのマスタリング方法及び装置 - Google Patents

Abstract

光記憶媒体は、基板層と、当該基板層上のトラック（Ｔ１〜Ｔ４）に配置されたデータを備えるマーク／データ構造を有するデータ層と、を含み、隣接するトラック間において交互にグルーブ部（１０）又はグルーブ無しのランド部（１１）が配置される。当該トラック、グルーブ部及びランド部は、当該光記憶媒体時上で、１本のスパイラル（Ｓ１）、２本のスパイラル又は４本のスパイラルを提供することによって配置されてもよい。当該光記憶媒体は、特に、当該データ層より上に配置された超分解能構造を備える非線形層を含む光ディスクである。

Description

本発明は、基板層と、当該基板層上のトラックに配置されたデータを備えるマーク／スペースデータ構造を有するデータ層と、を含む光記憶媒体に関する。本発明は、更に当該光記憶媒体の製造のための原盤（master）を製造するため方法、並びに当該光記憶媒体のデータを読み取るための装置に関する。

光記憶媒体は、データが光学的に読み取り可能な形で記憶される媒体であり、レーザ及びフォトディテクタの如き光検出器の手段が用いられ、かかる手段は例えばピックアップ内に一体化されている。当該検出器は当該記憶媒体のデータを読み取るときに当該レーザビームの反射光を検出するのに用いられる。一方で、多くの多様な光記憶媒体が周知であり、これらは異なるレーザ波長によって作動され、１ギガバイト（ＧＢ）以下から５０ギガバイトに至る記憶容量を提供する異なるサイズを有する。当該フォーマットには、オーディオＣＤ及びビデオＤＶＤの如き読取専用フォーマット、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ―Ｒ及びＤＶＤ＋Ｒの如きライトワンス光学媒体、同様にＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ及びＤＶＤ＋ＲＷの如き及び書換可能なフォーマットを含む。デジタルデータはこれら媒体上で当該媒体の１つ以上の層におけるトラックに沿って記憶される。

現在最も高いデータ容量を有する記憶媒体はブルーレイディスク（ＢＤ）であり、これは二層ディスク上に約５０ＧＢに至る記憶を可能とる。ブルーレイディスクを読み書きする場合に、４０５ｎｍのレーザ波長及び０．８５の開口数を有する光学のピックアップが用いられる。当該ブルーレイディスク上において３２０ｎｍのトラックピッチ及び２Ｔ乃至８Ｔ又は９Ｔに至るマーク長が用いられ、ここでＴはチャネルピット長であり、２Ｔは１３８〜１６０ｎｍの最小マーク長に対応する。

超分解能構造を備える新しい光記憶媒体は、当該ブルーレイディスクと比較して、一次元において２〜４の倍数でデータ密度を増やすという可能性を提供する。これは当該光記憶媒体のデータ層より上に置かれる非線形層を含むことによって可能であり、当該光記憶媒体からの読み取り及びこれへの書き込みのために用いられる光スポットの有効サイズを大きく低減する。当該非線形層はマスク層として理解することができるが、その理由は当該非線形層が当該データ層より上に配置され、幾つかの特定の材料の場合に、レーザビームの高強度中心部分だけが当該マスク層を通過することができるからである。更に、例えばＩｎＳｂなど、半導体材料が非線形層として用いることができ、かかる非線形層は焦点が合わせられたレーザの中心部分でより高い反射率を示し、その場合、当該中心反射率は当該対応するデータ層のピット構造に依存する。

従って、当該超分解能効果は光ディスクのマークに記憶されたデータの記録及び読取を可能とし、当該光ディスクは対応する光学ピックアップの回折制限を下回るサイズを有する。レーザ波長λ＝４０５ｎｍ及び開口数ＮＡ＝０．８５を有するブルーレイタイプピックアップの回折制限は略λ／２ＮＡ＝２３８ｎｍある。当該非線形層はしばしば超分解能ニアフィールド構造（スーパレンズ）層とも称されるが、その理由は、幾つかの特定の材料の場合に、当該レーザビームの有効スポットサイズを低減する光学効果が当該データ層のマーク及びスペースと当該非線形層との間のニアフィールド相互作用に基づくと想定されるからである。データ記録及びデータ複製のための金属酸化物、重合体合成物又はＧｅＳｂＴｅ若しくはＡｇＩｎＳｂＴｅ構造を含む相変化層とから形成される超分解能ニアフィールド構造を含むスーパレンズ光ディスクは、特許文献ＷＯ２００５／０８１２４２及びＵＳ２００４／０２５７９６８から公知である。超分解能光学式媒体の更なる実施形態は、特許文献ＷＯ２００４／０３２１２３に記載されている。

当該光記憶媒体は、基板層と、当該基板層上のトラックに配置されたデータを備えるマーク／スペースデータ構造を有するデータ層と、を含み、隣接しているトラック間において交互にグルーブ部又はランド部が配置される。当該光記憶媒体は特に光ディスクであり、当該トラック、グルーブ部及びランド部が配置されて、当該ディスクの半径方向（radial direction）において交互に、トラック、グルーブ部、トラック、ランド部、トラック、以降同様の連続シーケンスを提供する。データを備える隣接しているトラックは、従って、グルーブ部又はランド部の何れかによって分離される。当該グルーブ部は所定の深さ及び幅を備えるグルーブを含み、当該ランド部は隣接しているトラック間のまさに平らなエリアであり、何らグルーブを備えない。当該光記憶媒体は、当該データ層上に配置された超分解能ニアフィールド構造を備える非線形層を更に備えてもよい。

当該光記憶媒体は、本発明の１つの態様においてＲＯＭディスクであり、これはマーク及びスペースとしてピット及びランドを含み、当該ピットは当該基板の表面上にモールド成形又はエンボス加工されている。低減されたピットサイズに加えて、当該超分解能効果がデータ読取のために要求され、優位的には低減されたトラックピッチが用いられて高データ密度を備えるＲＯＭディスクが提供される。隣接しているトラック間の低減されたトラックピッチは対応する光学ピックアップの光学回折制限を下回る。２つの隣接しているグルーブ部間の距離は当該ピックアップの光学分解能制限を上回るように保たれることによって、各トラックのデータの読取時に、当該隣接しているグルーブ及びランド部の回析光を用いることよって作動プッシュプルトラッキング信号が生成され得る。

本発明の第１実施形態に従って、当該光記憶媒体は、トラック部、グルーブ部、及びランド部を備える１本のスパイラルを含む光ディスクであり、当該ディスクの半径方向において交互に、トラック、グルーブ、トラック、及びランド部の連続シーケンスを提供する。各トラック、グルーブ部及びランド部は特に当該光ディスクの３６０度全周に対応する長さを有する。

第２の実施形態において、当該光ディスクは、連続するデータの１本のスパイラルと、グルーブ部及びランド部を交互に含む第２のスパイラルとを含み、当該２本のスパイラルは互いに交互配置（interleave）されて、当該ディスクの半径方向に交互に、トラック、グルーブ部、トラック、及びランド部の連続シーケンスを提供する。各グルーブ及びランド部は特に当該光ディスクの３６０度全周に対応する。

第３の実施形態において、当該トラックは連続するデータの２本のスパイラルとして配置され、当該グルーブ部は第３のスパイラルとして配置され、当該ランド部は第４のスパイラルとして配置され、当該４つのスパイラルは互いに交互配置されて、当該ディスクの半径方向において交互に、トラック、グルーブ部、トラック、及びランド部の連続シーケンスを提供する。

第１の実施形態に従った光ディスクの製造のためのスタンパのマスタリング処理は、マスタリング用のビームとして電子ビーム又はレーザビームが用いられ、連続するデータを備えるトラック、グルーブ部、及びランド部を交互に含む１本のスパイラルを作成する。データを備えるトラックは、当該マスタリング用ビームの強度をオン及びオフにスイッチすることよって対応するマーク及びスペースを書き込み、当該グルーブ部はスイッチオンされたマスタリング用ビームの強度を保つことによってマスタリング処理され、当該ランド部はスイッチオフされたマスタリング用ビームの強度を保つことによってマスタリング処理される。当該トラック及びグルーブ部を書き込み且つ当該ランド部を提供するために、一定の半径方向送りが用いられる。第２及び第３の実施形態のスパイラルは然るべくマスタリング処理されるが、しかし第２の実施形態のためには２ビームのマスタリング処理システムが要求され、第３の実施形態のためには３ビームのマスタリング処理システムが要求される。

当該光記憶媒体上のデータを読み取るための装置は、レーザと検出器ユニットと対物レンズとを備えるピックアップを含み、当該ピックアップは、データを読み取るためのセンタビームを生成し、トラッキング信号を提供するための２つのサテライトビームを生成する。当該３つのビームは当該対物レンズによって当該光記憶媒体上に焦点が当てられ、当該光記憶媒体からの反射光は当該ピックアップ内の検出器ユニット上に導かれる。当該検出器ユニットは、当該光記憶媒体から反射される如く、当該センタビームの反射光を検出するためのセンタ検出器と、当該サテライトビームの反射光を検出するための２台のサテライト検出器と、を含む。

当該２つのサテライトビームは特に調整されて、当該センタビームがトラック部に調整されたとき、一方のサテライトビームは実際にグルーブ部上に中心が置かれ、他方のサテライトビームは実際にランド部上に中心が置かれる。当該検出器ユニットは、トラッキング制御のために当該２つのサテライト検出器による差動プッシュプルトラッキング信号を提供する。グルーブ部からランド部に変わるか又はランド部からグルーブ部に変わるとき、これに従って当該トラッキング信号の符号が変更される。

当該２つのサテライトビームの場合、当該ランド部及びグルーブ部からの差動プッシュプル信号を取得するのに何ら超分解能効果が要求されないことから、当該２つのサテライトビームの光強度は、当該センタビームの光強度をかなり下回る光強度で優位的に用いられる。λ＝４０５ｎｍ及び開口数０．８５を備えるブルーレイタイプ光学系を有するピックアップを用いるとき、最小限可能なトラックピッチは１６０ｎｍ乃至２００ｎｍの範囲内にある。従って、現在のブルーレイディスクに用いられるような３２０ｎｍのトラックピッチに較べて、１．５乃至２の倍数のデータ密度の増加が得られ得る。本発明は、本発明による光記憶媒体の読取のために、ブルーレイタイプピックアップに対する軽微な改変だけがなされればよいという更なる優位性がある。

本発明の好ましい実施形態は、図式的な図面を参照する例示の形で以降で更に詳細に説明される。
基板、データ層及び非線形層を含む層スタックを備える光記憶媒体の断面図である 図１の光記憶媒体の第１の実施形態に従ったトラック構造を示す図である。 図２のトラック構造について最適化された寸法の表を示す図である。 図２のトラック構造の２つの異なるトラックへのピックアップのトラッキングを示す図である。 図２のトラック構造の２つの異なるトラックへのピックアップのトラッキングを示す図である。 第２のトラックから第３のトラックへのトラック移行を示す図である。 ピックアップの光検出器配置を示す図である。 ピックアップのトラック移行前後のプッシュプル信号を示す図である。 図１の光記憶媒体の第２の実施形態に従った変形トラック構造を示す図である。 図１の光記憶媒体の第２の実施形態に従った変形トラック構造を示す図である。 図１の光記憶媒体の第３の実施形態に従った変形トラック構造を示す図である。 図１の光記憶媒体の第３の実施形態に従った変形トラック構造を示す図である。

図１において光記憶媒体１の横断面が単純化された形で示されている。光記憶媒体１は例えば読取専用光学（ＲＯＭ）記憶ディスクである。基板２上に例えばアルミニウム層である反射性金属層を含むデータ層３が配置されている。データ層３は、基本的に平行なトラック上に配置されたマーク及びスペースからなるデータ構造を有する。ＲＯＭディスクの場合、当該マーク及びスペースはピット及びランドからなり、当該ピットはデータ層３を現出している基板２の表面上にモールド成形又はエンボス加工されている。データ層３上に第１の誘電層５が配置され、そして誘電層５上に非線形層４が配置され、超分解能効果を利用するためのマスク層の機能を提供している。非線形層４は、例えば、超分解能ニアフィールド構造（スーパレンズ）を含むマスク層である。光記憶媒体１は、特に、ＤＶＤ及びＣＤと同様のサイズを有する光ディスクである。

非線形層４より上に第２の誘電層６が配置される。更なる層として、被覆層（cover layer）７が保護層として第２の誘電層５上に配置されている。データ層３のデータを読み取る場合、本実施形態においてレーザビームが記憶媒体１の上部に印加され、最初に被覆層７を通過する。第１及び第２の誘電層５及び６は例えばＺｎＳ−Ｓ_iＯ₂材料を含む。ＤＶＤ及びＣＤから周知であるように基板２及び被覆層７はプラスチック材料から成ってもよい。他の実施形態において、超分解能ニアフィールド構造が用いられるとき反射性金属層は省略されてもよく、かかる構造は、加熱効果に起因して透過率の増加を提供しないものの、他の非線形効果によって働き、例えば、レーザビームによって照射された際の非線形層４の増加する反射率を提供する効果を利用する。記憶媒体１の複数層は特に層スタックとして配置される。

当該超分解能効果によって、ピックアップの分解能はトラック方向においてかなりの量、例えば、略２〜４倍にまで増加し得る。これは、トラック方向において当該光ディスク上のトラックのマーク及びスペースのサイズ低減を可能とする。しかし、かかる超分解能効果は、当該データ読取のための対応するピックアップの光学分解能制限を下回るようなトラックピッチの低減を可能とはしない。もしプッシュプル効果が当該ピックアップのトラッキング制御のために用いられる場合、当該トラックピッチの低減は、１次反射ビームが当該ピックアップの対物レンズによって集光されなければならないという事実によって制限される。もしそうではない場合何らプッシュプル信号は存在せず、その理由は、この信号が当該光記憶媒体から反射される０次ビームと１次ビームとの干渉によって生成されるからである。ブルーレイピックアップの場合、これは略２８０ｎｍのトラックピッチで発生する。ブルーレイディスクの標準トラックピッチは３２０ｎｍである。

この課題を克服するために、隣接しているトラック間において交互にグルーブ部又はグルーブ無しのランド部が光記憶媒体１上に配置される。当該トラックは、特に、当該光ディスク上の１つの又は幾つかのスパイラルとして配置され、結果として隣接しているトラック間でグルーブ部又はランド部の何れかが常に配置される。当該記憶媒体は、従って半径方向において交互に、トラック、グルーブ部、トラック、ランド部、トラック、グルーブ部、及び以降同様の連続シーケンスを有する。

当該トラックに記憶されたデータ読取のためのピックアップの光学分解能制限を上回るグルーブ部間距離をなお維持することよって、隣接しているトラック間のトラックピッチは光学分解能制限を下回って低減され得る。グルーブ部及びランド部は何らデジタルデータを含まない。そして、当該ピックアップのトラッキングのためのプッシュプル方法が用いられることができ、かかるトラッキングは当該グルーブ部から来る反射光だけに基づいている。当該トラックのマーク又はピットから来る反射光は当該トラッキング誤差信号に寄与しない。

この種類のトラック配置の第１実施形態は図２に示され、図２は簡略化された形で、データ、当該グルーブ部及び当該ランド部を光記憶媒体１上に含んでいるトラックの配置を示している。当該光記憶媒体は、特に光ディスクであり、図２の実施形態における１本のスパイラルＳ１を含み、これは当該スパイラルの方向、すなわち当該ディスクの接戦方向において、トラック部、グルーブ部、トラック部、ランド部、以降同様の連続的シーケンスを含む。スパイラルＳ１は、当該光ディスクの内側領域において、第１のトラックＴ１から始まり、３６０度回転後にグルーブ部１０が続き、次の１回転後に第２のトラックＴ２が続き、そして第１のランド部１１が続く。

図２に示されるように、トラック、グルーブ及びランド部のこのシーケンスは連続して繰り返され、第１のランド部１１後に、次のトラックＴ３が３６０度の全周に従った長さを有して続き、その後更なるグルーブ部１０が続き、それは１回転後に更なるトラックＴ４によって置き換わり、そしてこれは更なる回転後にランド部に置き換わる如く以降同様に置き替わる。スパイラルＳ１は、従って、データを含んでいる隣接しているトラック間において交互にグルーブ部１０又はランド部１１が配置されるように構成される。

図２に示しているように、スパイラルＳ１は、当該光ディスクの内側領域において第１のトラックＴ１で始まる。変形例において、スパイラルＳ１は、当該光ディスクの内側領域において、第１のグルーブ部で始まり、それは３６０度回転後にトラックＴ１が続き、１回転後に第１のランド部が続き、そして第２のトラックＴ２が続き、以降同様に続く（図示せず）。

光記憶媒体１は、例えば、波長λ＝４０５ｎｍのレーザビームを提供し且つ開口数ＮＡ＝０．８５を有するブルーレイタイプ光学系を備えるピックアップを含む装置による動作のために設計されてもよい。隣接しているトラック間のトラックピッチＴＰは、例えば、当該ピックアップの回折制限を下回る２４０ｎｍであり、隣接しているグルーブ間の距離２ＴＰは当該回折制限を上回る４８０ｎｍである。そして、当該プッシュプル振幅は、当該グルーブ深さと当該グルーブ間の距離２ＴＰとに主に依存し、当該ＨＦデータ信号はそれぞれのトラックのピット幅及び深さに本質的に依存する。当該プッシュプル信号は、従って、当該トラックピッチＴＰが当該回折制限を優位に下回ることから、当該ピット構造よって影響を受けない。当該ＨＦ信号及び当該トラッキング誤差信号は、従って、互いに独立して最適化され得る。

図１及び図２に関して示されて説明されたように光記憶媒体は、特に読取専用記憶媒体であり、当該トラックＴ１〜Ｔ４に沿ったピット１２及びランド１３として提供されているマーク／スペースデータ構造、更に引き続くスパイラルＳ１のトラックを有する。当該ピットの深さ及び幅は十分に大きいＨＦ信号を提供するように最適化され、グルーブ部１０は十分に高い振幅を備えるトラッキング信号を提供するように最適化された深さ及び幅を有する。当該読取専用記憶媒体は、また、交互に反転されたピット構造及びグルーブ構造を備えていてもよく、従来技術から周知であるように、当該ピットは隆起として配置され、対応して当該グルーブも壁として配置されてもよい。隣接している２つのグルーブ１０間の距離２ＴＰは、例えばトラックＴ３及びＴ４である隣接している２本のトラック間の距離、すなわちトラックピッチＴＰの２倍である。

当該装置のピックアップは好ましい実施形態において、トラックのデータを読み取るためのセンタビームと２つのサテライトビームとを提供するように設計され、当該センタビームがトラック上にあるとき、一方のサテライトビームは当該隣接しているグルーブ部に向けて調整され、他方のサテライトビームは当該トラックの隣接しているランド部に向けて調整される。そして、当該トラッキング誤差信号は当該サテライトビームよる新規な差動プッシュプルトラッキング方法を用いることより以下に説明されるように提供される。当該センタビームは、当該ＨＦデータ信号、並びに当該ピックアップの焦点調整のための焦点誤差信号を提供するだけに用いられる。

図３においてテーブルが示され、図２に示されたようなトラック構造、グルーブ部及びランド部のための３つの実施形態を例示している。第１の実施形態の場合、ピット間のトラックピッチＴＰは２００ｎｍであり、グルーブ乃至グルーブのトラックピッチ２ＴＰは４００ｎｍである。当該半径方向において、６０ｎｍ幅のピットと、６０ｎｍ幅のグルーブ部と、６０ｎｍ幅のピットとからなり、これらが互いに４０ｎｍ幅のランドによって分離された連続シーケンスが配置されている。次いで、１４０ｎｍのランド部が続き、その後に各々６０ｎｍ幅の複数ピットを備えるトラック、グルーブ部、及びピット備えるトラックと続き、これら各々が４０ｎｍのランドで分離され、以降同様である。

第２の実施形態の場合、当該ピット間のトラックピッチは２４０ｎｍであり、当該グルーブ乃至グルーブのトラックピッチは４８０ｎｍである。そして、ピット及びグルーブは、より大きい幅、本実施形態において７２ｎｍである幅を備え、各々が４８ｎｍのランドによって分離されるように設計され得る。当該残りのランド部は結果として１６８ｎｍ幅となる。第３の実施形態の場合、ピット間のトラックピッチは２８０ｎｍであり、グルーブ乃至グルーブのトラックピッチは５６０ｎｍである。この場合、８４ｎｍのピット幅及びグルーブ幅が用いられ、ピットと隣接しているグルーブとは５６ｎｍのランドによって分離され、さらに１９６ｎｍ幅のランド部が含まれる。各実施形態の場合、従って、ピット間のトラックピッチは、略２８０ｎｍであるブルーレイタイプのピックアップの回折制限を下回るか又は少なくともこの値にある。

図２で示された実施形態に従った光ディスクのためのスタンパが以下の連続するステップを用いてマスタリング処理されることができ、かかるステップは、例えばピット及びランドであるデータを備える１つのトラックをマスタリング処理するステップと、グルーブを備える１つのトラックをマスタリング処理するステップと、データを備える１つのトラックをマスタリング処理し、ランド部を生成するためにスイッチオフされているビームを伴って当該ディスク１回転廻すステップと、を含む。当該マスタリング処理のためにレーザビーム又は電子ビームが用いられてもよい。各回転毎に０．５ＴＰの一定の半径方向送り（radial feed）が用いられて、図２に示されているように、データトラック、グルーブ部、データトラック、そしてランド部を備える連続シーケンスを含む１本のスパイラルが提供される。例えば、２４０ｎｍのトラックピッチＴＰが隣接しているデータトラック間距離に用いられた場合、当該マスタリング用ビームのための半径方向送りは１２０ｎｍ／回転である。

当該ピット及び当該グルーブのためのマスタリング処理パラメータは同一の値を有してもよい。変形例として、当該ピットのためのマスタリング用パラメータ、特に当該幅及び当該深さ、並びに当該グルーブのためのマスタリング用パラメータが独立して調整されて、当該プッシュプル信号を最適化し且つＨＦ信号を最適化してもよい。マスタリング用ビームとして電子ビームを用いる場合、この最適化は当該ビームの幅及び強度を制御することによって容易に提供され得る。

当該ピット及びグルーブの幅並びにピット間及びグルーブ間のそれぞれの距離は、図３の表に示されるように調整され得る。当該ＨＦ信号及び当該プッシュプル信号を十分に大きい振幅で生成する上で、当該ピット及び当該グルーブは十分な幅を必要とする。これはトラックピッチＴＰの減少を制限する。ブルーレイピックアップと共に用いる上で有用な最小トラックピッチは対応して１６０ｎｍと２００ｎｍとの間にある。加えて、表に示されたように、隣接しているピットとグルーブとの間に十分に大きいランド領域が要求される。

図２に従った光ディスクのデータの読取のための装置は、特に、３つのビームの光学ピックアップを用い、当該データトラックの読取のために１つのセンタビームを提供し、前に説明されたように２つのサテライトビームを提供する。当該サテライトビームの場合、何ら超分解能効果がトラッキング信号を生成するのに要求されないことから、当該センタビームのレーザ出力についてより低いレーザ出力が選択され得る。従って、従来の差動プッシュプル・グレーティングが当該ピックアップ内で用いられて当該３つのビームを生成し、当該サテライトビームは当該センタビームより低い出力を有し、当該第１のサテライトビームと当該センタビームとの間の半径方向距離及び当該センタビームと当該第２のサテライトビームとの半径方向距離はそれぞれ０．５ＴＰである。

かかるピックアップのトラッキングは、図２に従った光ディスクについて図４及び図５に関してここで説明される。図４ａに示されるように、センタビームＣＢはトラックＴ２に向けて調整され、サテライトビームＳＢ１はランド部１１に向けて、そしてサテライトビームＳＢ２はグルーブ部１０に向けて調整される。当該トラックＴ２のデータ読取のとき、１回転について当該ピックアップの半径方向送りは０．５ＴＰである。センタビームＣＢがトラックＴ３のデータ読取のためにトラックＴ３に向けて調整される状況は図４ｂに示されている。

トラックＴ２の終わりで、次のトラックＴ３のデータ読取を続けるために、半径方向ジャンプが当該ピックアップに要求され、図５における矢印Ａｌ、Ａ２、Ａ３よって示されている。加えて、当該プッシュプル信号の極性はトラックＴ３について反転されるが、その理由は図４ｂに示されるように、ここで左のサテライトビームＳＢ２がランド部１１に追従し、右のサテライトビームＳＢ１がグルーブ部１０に追従するからである。当該プッシュプル信号の符号は、従って、ピックアップをトラックＴ３上にトラッキングするために反転されなければならない。各回転後、当該ピックアップの半径方向ジャンプは実行されなければならず、当該プッシュプル極性が対応して反転されなければならない。当該プッシュプル信号を生成す場合、サテライトビームＳＢ１及びＳＢ２の信号だけが利用される。

３ビームトラッキング方法が優位に用いられ得る検出器ユニットが図６に示され、上記したような差動プッシュプル信号を提供すると共にデータ信号及び焦点誤差信号を提供する。当該検出器ユニットは、セグメントＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを備え、当該光記憶媒体から反射されたセンタビームＣＢからの光を検出する４分割の検出器２０を含む。サテライトビームＳＢ１のために第２の検出器２１が備えられ、サテライトビームＳＢ２のために第３の検出器２２が備えられ、各サテライトビームは当該光記憶媒体の半径方向に関して２つの半体に分岐される。検出器２１は２つの等しいセグメントＦｌ、Ｆ２に分かれ、検出器２２は等しいセグメントＥｌ、Ｅ２に分かれ、当該ピックアップ内部において検出器２０〜２２の幾何学的配置は、当該センタビームがデータトラック上に実際に位置決めされるとき、当該センタビームからの反射光が検出器２０に中心合わせされ、サテライトビームＳＢ１からの反射光が検出器２１に中心合わせされ、サテライトビームＳＢ２からの反射光が検出器２２に中心合わせされる。

セグメントＥ１〜Ｆ２は従来技術から周知の感光性エレメントである。セグメントＥｌ、Ｅ２、Ｆｌ、Ｆ２は対応する電気信号ｅｌ、ｅ２、ｆｌ、ｆ２を提供し、これらから当該ピックアップのトラッキング誤差信号を修正するための差動プッシュプル信号ＴＥが以下の式に従って算出され得る。

ＴＥ＝（ｅ２−ｅｌ）−（ｆ２−ｆｌ）
ここで、信号ｅ２がｅｌで減算され、信号ｆｌがｆ２で減算され、当該センタビームをトラック上に維持する。最初に、各検出器（２１，２２）毎に、差信号（ｅ２−ｅｌ）及び（ｆ２−ｆｌ）が算出されるべきである。次いで、検出器２２の差信号ｅ２−ｅｌから検出器２１の差信号ｆ２−ｆｌが減算されるべきであり、その理由は、サテライトビームＳＢ１がグルーブ部上に位置決めされるか又はサテライトビームＳＢ２がランド部上に位置決めされるかに依存して、検出器２１及び２２が異なる極性の信号を出力するからである。４つのセグメントＡ〜Ｄが用いられて、当該ＨＦデータ信号及び焦点制御のための焦点誤差信号が提供される。セグメントＥｌ、Ｅ２、Ｆｌ、Ｆ２が同一のサイズ及び同一の光効率を有し、且つ当該強度が双方のサテライトビームＳＢ１、ＳＢ２について同一である場合、当該トラッキング信号ＴＥの算出に何ら修正ファクタは要求されない。

１つのトラックから次のトラックにシフトするとき、例えば、図４、図５に関して説明されるようにトラックＴ２からトラックＴ３にシフトするとき、当該トラッキング信号の極性切替は当該センタビームが当該正しい経路に追従するのに十分である。この態様は、センタビームＣＢがトラックＴ２からトラックＴ３に移動するのを示している図７に関して説明され得る。プッシュプル信号ＰＰｌは、センタビームＣＢがトラックＴ２に沿って移動しているときのトラッキング信号である。センタビームＣＢがトラックＴ２上に中心合わせされたとき、サテライトビームＳＢ１はランド部上に位置決めされ、サテライトビームＳＢ２はグルーブ部上に位置決めされ、検出器２１及び２２の各々のプッシュプル信号は零である。

サテライトビームＳＢ１がセンタビームＣＢより前方に移動し、センタビームＣＢがトラックＴ２の端に達したとき、当該サテライトビームＳＢ１は既にトラックＴ３上に位置決めされる。この態様は、トラックＴ２からトラックＴ３への移行に際して当該プッシュプル信号が０．２５ＴＰだけシフトすることから、−０．２５ＴＰのトラックオフセットを提供する。センタビームＣＢがトラックＴ３に沿って移動しているとのトラッキング信号であるプッシュプル信号ＰＰ２は、図７の上部に示されている。このように、ビームＣＢがトラックＴ２の端に達する少し前に、サテライトビームＳＢ１のプッシュプル信号は当該ピックアップを次のトラックＴ３方向に既に動かしている。

当該トラックＴ２からＴ３への移行において、当該トラッキング信号は０．２５トラックピッチ、例えば１２０ｎｍだけ右にシフトし、プッシュプル信号ＰＰ２の符号は信号ＰＰｌに対して反転される。プッシュプル信号ＰＰ２の１２０ｎｍトラックオフセットにおいて負傾斜の零交差点にサテライトビームＳＢ１が達する迄、サテライトビームＳＢ１は当該右に押される。サテライトビームＳＢ２及びセンタビームＣＢもまた、図７における矢印よって示されるように、当該右へ移動する。センタビームＣＢがトラックＴ３に到達した後、サテライトビームＳＢ１はグルーブ部上に位置決めされ、サテライトビームＳＢ２はランド部上に位置決めされ、サテライトビームＳＢ１及びＳＢ２の各々のプッシュプル信号が零になる迄、当該トラックサーボ回路はそのアクチュエータを制御し、センタビームＣＢは従ってトラックＴ３上に中心合わせされる新しい位置に向けて制御される。

トラックＴ２の端が当該装置のトラッキング制御に対して予め指示されていてもよく、例えば、トラックＴ２の端におけるピットの特別情報パターンによって当該次のトラックへの移行が要求されていることが指示されてもよい。また、トラックＴ３の最初のピットを用いられることはできず、これは当該ピックアップを当該新しいトラックに向けて調整するのに若干の時間を当該トラッキング制御が必要とするからである。当該プッシュプル信号の極性も、例えば当該情報パターンに応答して反転にされ得る。

もし当該移行前にトラックＴ２がトラックＴ３の方向に僅かに曲げられ、且つトラックＴ３がトラックＴ３の初めでトラックＴ２の方向に僅かに曲げられる場合、当該トラックＴ２からＴ３への移行が改良され得る。この態様は、当該ピックアップを当該トラックジャンプの少し前にトラックＴ３の方向に既に移動せしめ、当該ピックアップがトラックＴ３のデータの読取のための新しい位置をより速く調整することになる。代替的に又は付加的に、当該トラック移行の少し前、トラックＴ２の端において正しい符号の小電圧パルスがアクチュエータコイルに印加されて、当該ピックアップがトラックＴ３の方向にシフトされる。

第２の実施形態による光記憶媒体は図８ａに示されるように２つのスパイラルＳ２、Ｓ３を含む。スパイラルＳ２は、マーク及びスペースからなる、すなわち読取専用光ディスクの場合には例えばピット及びランドからなる連続シーケンスを含むように設計される。第２のスパイラルＳ３は、グルーブ部１０及びランド部１１が交互する連続シーケンスを含み、各グルーブ部及び各ランド部は当該ディスクの３６０度全周に対応する長さを有し、各グルーブ部１０には交互にランド部１１が続き、各ランド部１１には当該ディスクの１回転後にグルーブ部１０が続く。スパイラルＳ２及びＳ３は互いに交互配置され、当該ディスクの半径方向に交互に、トラック、グルーブ部、トラック、及びランド部からなる連続シーケンスが提供され、例えば、トラックＴ１、ランド部１１、トラックＴ２、グルーブ部１０、トラックＴ３、ランド部１１、トラックＴ４、以降同様からなる連続シーケンスが提供される。２つの隣接しているグルーブ部１０間の距離２ＴＰは、特に、図２の実施形態に対応して、２本の隣接しているトラック間のトラックピッチＴＰの２倍である。

第２の実施形態に従った光ディスクからのデータ読取の場合、当該光学ピックアップのセンタビームは、スパイラルＳ２に追従するのに必要な半径方向送りに従って、何らジャンプすることなくトラックに沿って連続的に移動する。スパイラルＳ２は、例えば、当該ディスクの中心から始まり当該ディスクの外側で終わる。当該トラッキング制御の場合、スパイラルＳ３がグルーブ部１０からランド部１１に変わり、対応してランド部１１からグルーブ部１０に変わるとき、当該トラッキング信号の極性が各回転後に切替えられなければならない。

図８ａで示されるような光ディスク上において、最も奥のスパイラルはスパイラルＳ３であり、グルーブ部１０から始める。変形例として、当該最も奥のスパイラルは図８ｂに示されるようなスパイラルＳ２であり、トラック部Ｔ１から始める。

図９ａで示される第３の実施形態は４つのスパイラルＳ４〜Ｓ７を含む。スパイラルＳ４及びＳ５は、トラックピッチＴＰで分離され、マーク及びスペースを各々備える、例えば読取専用光ディスクの場合にはピット及びランドを各々備えるデータの連続シーケンスを含む。第３のスパイラルＳ６は連続するグルーブ部を含み、第４のスパイラルＳ７は連続するランド部１１を含む。４つのスパイラルＳ４〜Ｓ７が互いに交互配置されることによって、当該記憶媒体は、半径方向に、トラック、ランド部、トラック、及びグルーブ部を含み、例えば、トラック部Ｔ１、ランド部１１、トラックＴ２、グルーブ部１０、トラックＴ３、ランド部１１、以降同様に含む。

図９ａの実施形態の場合、スパイラルＳ４又はＳ５のどれからデータ読取がなされるべきかを装置は決定しなければならず、当該光学ピックアップのセンタビームは対応してスパイラルＳ４又はスパイラルＳ５の何れかに向けて調整されなければならない。双方のスパイラルＳ４及びＳ５は半径方向において何らシフトのないマーク及びスペースの連続シーケンスを含むことから、当該ピックアップに対して何らジャンプは要求されない。スパイラルＳ４又はＳ５は、例えば、スパイラルＳ４及びＳ５の各々の初めに特定ヘッダを含むことよって、又は当該トラッキング信号の極性を評価することよって、選択され得る。スパイラルＳ６が連続するグルーブ部からなり、スパイラルＳ７が連続するランド部からなることから、スパイラルＳ４又はＳ５のデータの読取時に、何ら極性切替は要求されない。

図９ａで示されるような光ディスク上において、最も奥のスパイラルはスパイラルＳ６であり、グルーブ部１０を構成する。変形例として、当該最も奥のスパイラルはスパイラルＳ５であり、図９ｂに示されるようにトラック部Ｔ１から始める。

図８の第２の実施形態に従った光ディスクの製造のためのスタンパは２つのマスタリング用ビームを平行して用いることによってマスタリング処理されることができ、一方のビームはマーク及びスペース或いはピット及びランドを含むスパイラルＳ２のトラックを書くために配置され、他方のビームはスパイラルＳ３の交互するグルーブ部１０又はランド部１１を書くために配置される。当該２つのマスタリング用ビーム間の半径方向距離は０．５ＴＰでなければならない。当該トラック及びグルーブ部を書き込むと共に当該ランド部を提供する場合、同じ一定の半径方向送りが双方のマスタリング用ビームに対して用いられる。当該半径方向送りは回転当たりＴＰでなければならない。

図９ａ及び図９ｂの第３の実施形態に従った光ディスク製造のためのスタンパは、２つのデータトラック、スパイラルＳ４、Ｓ５を提供するために２つのマスタリング用ビームを平行して用いると共に、スパイラルＳ６のグルーブ部を提供するために第３のマスタリング用ビームを用いることよって、然るべくマスタリング処理され得る。スパイラルＳ７は、ランド部を提供するために当該第１及び第２のマスタリング用ビーム間のトラックピッチＴＰを選択することよって得られる。当該半径方向送りは回転当たり２ＴＰでなければならない。

当該トラックピッチを低減するために、図２、８及び９で示されたようなトラック構造が、超分解能ニアフィールド構造を有する被覆層を含んで、スーパレンズ光ディスクに対して優位に適用され得る。例えば、波長略４０５ｎｍの半導体レーザ放出光を有する光学ピックアップによる使用の場合、当該トラックピッチは特に２８０ｎｍを下回る。しかしまた、他の実施形態が本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく当業者よって用いられてもよい。図２、８及び９で示されたトラック構造は、特にまた、当該トラックピッチ減少のために、超分解能構造を備える非線形層を利用しない他の何らかの光ディスクに対して適用されてもよい。本発明が、読取専用（ＲＯＭ）光記憶媒体に用いられるだけでなく、書込及び再書込可能な光記憶媒体に用いられてもよい。本発明は本明細書に添付される特許請求の範囲にある。

Claims (20)

1. 光記憶媒体であって、
   基板層（２）と、
   前記基板層（２）上のトラック（Ｔ１〜Ｔ４）に配置されたデータを備えるマーク／スペースデータ構造を有するデータ層（３）と、
   を含み、隣接しているトラック間にグルーブ部（１０）又はグルーブ無しのランド部（１１）が交互に配置されていることを特徴とする光記憶媒体。
2. 請求項１に記載の光記憶媒体であって、前記光記憶媒体は、前記データ層（３）上に配置された超分解能構造を備える非線形層（４）を含む光ディスクであり、及び／又は、前記トラック（Ｔ１〜Ｔ４）が前記基板（２）上に１つ又は複数のスパイラル（Ｓ１〜Ｓ７）として配置されていることを特徴とする光記憶媒体。
3. 請求項２に記載の光記憶媒体であって、前記ディスクの半径方向において交互に、トラック（Ｔ１）、グルーブ部（１０）、トラック（Ｔ２）、ランド部(１１)、トラック（Ｔ３）、及びグルーブ部（１０）の連続シーケンスが配置されている領域を含むことを特徴とする光記憶媒体。
4. 請求項２又は３に記載の光記憶媒体であって、トラック部（Ｔ１〜Ｔ４）、グルーブ部（１０）、トラック部（Ｔ１〜Ｔ４）、及びランド部（１１）の連続シーケンスを備える１本のスパイラル（Ｓ１）を含むことを特徴とする光記憶媒体。
5. 請求項４に記載の光記憶媒体であって、トラック部、グルーブ部及びランド部の各々の長さは、同一であり、特に３６０度の全周に対応していることを特徴とする光記憶媒体。
6. 請求項２又は３に記載の光記憶媒体であって、前記トラック（Ｔ１〜Ｔ４）は、連続するデータからなる第１のスパイラル（Ｓ２）として配置され、前記グルーブ部（１０）及び前記ランド部（１１）は接線方向に交互にグルーブ部及びランド部を含む第２のスパイラル（Ｓ３）として配置され、前記２つのスパイラルは（Ｓ２、Ｓ３）は互いに交互配置されて、前記ディスクの半径方向において交互に、トラック、グルーブ、トラック、及びランド部が提供されていることを特徴とする光記憶媒体。
7. 請求項６に記載の光記憶媒体であって、前記第２のスパイラル（Ｓ３）の各グルーブ部（１０）の長さ及び各ランド部（１１）の長さは、同一であり、特に３６０度の全周に対応していることを特徴とする光記憶媒体。
8. 請求項２又は３に記載の光記憶媒体であって、前記トラック（Ｔ１〜Ｔ４）は連続するデータの２つのスパイラル（Ｓ４、Ｓ５）として配置され、前記グルーブ部は第３のスパイラル（Ｓ６）として配置され、前記ランド部は第４のスパイラル（Ｓ７）として配置され、前記４つのスパイラル（Ｓ４〜Ｓ７）は互いに交互配置されて、前記ディスクの半径方向において交互に、トラック、グルーブ、トラック、及びランド部が提供されていることを特徴とする光記憶媒体。
9. 先行する請求項の何れか１に記載の光記憶媒体であって、隣接しているトラック（Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４）のマーク間の距離（ＴＰ）は前記光記憶媒体のデータ読取のためのピックアップの回折制限を下回り、グルーブ部（１０）間の距離（２ＴＰ）は前記ピックアップの回折制限を上回ることを特徴とする光記憶媒体。
10. 先行する請求項の何れか１に記載の光記憶媒体であって、隣接しているトラック（Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４）のマーク間の距離（ＴＰ）は２９０ｎｍを下回り、グルーブ部（１０）間の距離（２ＴＰ）は３８０ｎｍを上回ることを特徴とする光記憶媒体。
11. 先行する請求項の何れか１に記載の光記憶媒体であって、隣接しているグルーブ部（１０）間の距離（２ＴＰ）は、隣接しているトラック（Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４）間の距離（ＴＰ）の２倍であることを特徴とする光記憶媒体。
12. 先行する請求項の何れか１に記載の光記憶媒体であって、前記光学的媒体は読取専用ディスクであり、前記マーク／スペースデータ構造はピット／ランド構造（１２、１３）として提供されていることを特徴とする光記憶媒体。
13. 請求項４に記載の光記憶媒体のためのスタンパをマスタリング処理する方法であって、
    １つの電子ビーム又は１つのレーザビームによるマスタリングビームが用いられ、
    １つのデータトラックをマスタリング処理するステップと、ピットを表現するステップと、１回転後に前記電子又はレーザビームを定常的にスイッチオンしてグルーブを備える１つのトラックをマスタリング処理するステップと、更なる回転後にピットを備える１つのデータトラックをマスタリング処理するステップと、更なる回転後に前記レーザ又は電子ビームをスイッチオフに維持してランド部を提供するステップと、更なる回転後にピットを備える１つのデータトラックをマスタリング処理するステップと、以降同様のステップとを含み、これにより、データトラック、グルーブ、データトラック、及びランド部をスパイラル内で交互に有する１本のスパイラル（Ｓ１）を書き込むことを特徴とする光記憶媒体。
14. 請求項６に記載の光記憶媒体のためのスタンパをマスタリング処理する方法であって、マスタリング処理には２つの電子ビーム又は２つのレーザビームが用いられ、前記ビームのうちの第１のビームは前記第１のスパイラル（Ｓ２）のマーク／スペースデータ構造を書き込むために用いられ、同時に前記第２のビームは前記第２のスパイラル（Ｓ３）のランド／グルーブ構造を書き込むために用いられることを特徴とする方法。
15. 請求項８に記載の光記憶媒体のためのスタンパをマスタリング処理する方法であって、マスタリング処理には３つの電子ビーム又は３つのレーザビームが用いられ、前記ビームのうちの２つのビームは前記第１及び前記第２のスパイラル（Ｓ４、Ｓ５）のマーク／スペースデータ構造を書き込むために用いられ、同時に前記第２のビームは前記第３のスパイラル（Ｓ６）のランド／グルーブ構造を書き込むために用いられることを特徴とする方法。
16. 請求項１乃至１２の何れか１に記載の光記憶媒体からデータを読み取るために、レーザと検出器ユニットと対物レンズとを備えるピックアップを含む装置であって、
    前記ピックアップはデータを読み取るためのセンタビーム（ＣＢ）とトラッキング信号を提供するための２つのサテライトビーム（ＳＢ１、ＳＢ２）とを提供し、前記３つのビームは前記対物レンズによって前記光記憶媒体上に焦点が当てられ、前記光記憶媒体からの反射光は前記検出器ユニット上に導かれることを特徴とする装置。
17. 請求項１６に記載の装置であって、前記２つのサテライトビーム（ＳＢ１、ＳＢ２）の各々の強度は前記センタビーム（ＣＢ）の強度よりも５０％下回ることを特徴とする装置。
18. 請求項１６又は１７に記載の装置であって、前記検出器ユニットは、前記センタビーム（ＣＢ）からの反射光を検出するセンタ検出器(２０)と、前記サテライトビーム（ＳＢ１、ＳＢ２）からの反射光を検出する２つのサテライト検出器（２１、２２）と、を含み、前記２つのサテライト検出器（２１、２２）はそれぞれ２つの部分（Ｅｌ、Ｅ２、Ｆｌ、Ｆ２）に分割され、前記ピックアップは前記２つのサテライト検出器（２１、２２）に従った差動プッシュプルトラッキング信号をトラッキング制御のために提供することを特徴とする装置。
19. 請求項１８に記載の装置であって、前記トラッキング信号（ＴＥ）は、前記４つの部分（Ｅ１、Ｅ２、Ｆ１、Ｆ２）からの電気信号であるｅ１、ｅ２、ｆ１、ｆ２についての関係式ＴＥ＝（ｅ１−ｅ２）−（ｆ１−ｆ２）に基づいて算出されること特徴とする装置。
20. 請求項１６乃至１９の何れか１つに記載の装置であって、前記検出器ユニットは、前記２つのサテライトビームが前記センタビームに対して略１／２トラックピッチのトラックオフセットを有するように構成されていることを特徴とする装置。

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