JP2012514285A - ビット単位ホログラフィックストレージのディスク構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】
【解決手段】マイクロホログラフィックデータ記憶用光ディスクであって、ホログラフィックデータを格納するように構成された光学有効化材料と、複数のガイド溝と、ガイド溝の上に配設され、追跡ビームを反射し読取りビーム又は記録ビームを透過するように構成された第１のコーティングと、ガイド溝を覆うように配設され且つ第１のコーティングの上に配設された第２のコーティングとを含むディスク。
【選択図】図１
【解決手段】マイクロホログラフィックデータ記憶用光ディスクであって、ホログラフィックデータを格納するように構成された光学有効化材料と、複数のガイド溝と、ガイド溝の上に配設され、追跡ビームを反射し読取りビーム又は記録ビームを透過するように構成された第１のコーティングと、ガイド溝を覆うように配設され且つ第１のコーティングの上に配設された第２のコーティングとを含むディスク。
【選択図】図１
Description
本発明は、一般にビット単位ホログラフィックストレージに関し、特に、リアルタイム記録及びリアルタイム読取りのための埋込みトラックを有する新規なホログラフィックディスク構造に関する。
演算能力が向上するにつれて、演算技術は、特にコンシューマビデオ、データアーカイビング、文書ストレージ、撮影及び映画制作などの新たな領域に適用されるようになってきた。このような適用分野の拡大は絶えることなくデータストレージ技術を進歩させ、それに伴って記憶容量も増加している。更に、記憶容量の増加は、特にゲームなどの分野において開発者の当初の予想をはるかに越える技術の発展を可能にし助長してきた。
光学ストレージシステムの記憶容量が徐々に増加していることは、データストレージ技術の発展のよい例である。１９８０年代初頭に開発されたコンパクトディスクフォーマット、すなわちＣＤフォーマットは、約６５０〜７００ＭＢのデータ、すなわち約７４〜８０分の長さに相当する２チャネル音声プログラムのデータを格納可能な容量を有する。これに対し、１９９０年代初頭に開発されたデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）フォーマットは約４．７ＧＢ（単層）又は８．５ＧＢ（２層）の容量を有する。ＤＶＤはこのように大容量であるので、旧作ビデオの解像度（例えば約７２０（ｈ）×５７６（ｖ）画素のＰＡＬ又は約７２０（ｈ）×４８０（ｖ）画素のＮＴＳＣ）のノーカット版長編映画フィルムを十分に格納できる。
しかし、ハイビジョンテレビ（ＨＤＴＶ）（１０８０ｐの場合で約１９２０（ｈ）×１０８０（ｖ）画素）のような高解像度ビデオフォーマットが普及するに従って、高解像度で録画された長編映画フィルムを格納可能な記憶フォーマットが望まれるようになっている。このような要望は、単層ディスクの場合で約２５ＧＢ、２層ディスクの場合は５０ＧＢを格納可能なＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）のような大容量録画フォーマットの開発を急がせた。ビデオディスプレイの解像度は向上し続け且つ他の技術も開発されているので、更に大きな容量を有する記憶媒体が重要性を増すだろう。いずれ実現すると考えられるこの容量条件に適合する開発中の格納技術の１つはホログラフィックストレージを基礎とする。
ホログラフィックストレージは、感光性記憶媒体において２本の光線が交差することにより形成される３次元干渉パターンの像であるホログラムの形式でデータを格納する装置である。ページ単位ホログラフィック技術及びビット単位ホログラフィック技術が研究されている。ページ単位ホログラフィックデータストレージの場合、記憶媒体のボリューム中でデジタル符号化されたデータを含むデータビームが基準ビームに重ね合わされ、その結果、化学反応が起こる。この化学反応は例えばボリューム中の媒体の屈折率を変化又は変調させる。この変調によって信号からの輝度情報及び位相情報の双方が記録される。従って、各ビットは干渉パターンの一部として一般に格納される。後に記憶媒体を基準ビームのみに暴露することによりホログラムを検索できる。基準ビームは、格納されているホログラフィックデータと相互に作用することにより、ホログラフィック画像を格納するために使用された初期データビームに比例する再構成データビームを発生する。
ビット単位ホログラフィ又はマイクロホログラフィックデータストレージの場合、逆方向に伝播する２本の集束記録ビームにより通常発生されるマイクロホログラム、すなわち反射格子として各ビットは書き込まれる。その後、記録ビームを再構成するためにマイクロホログラムを回折させるように読取りビームを使用することによりデータは検索される。従って、マイクロホログラフィックデータストレージはページ単位ホログラフィックストレージより現在の技術に近い。しかし、ＤＶＤフォーマット及びＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）で使用可能な２層のデータストレージとは異なり、ホログラフィックディスクは５０又は１００のデータストレージ層を有してもよく、そのデータ記憶容量はテラバイト（ＴＢ）単位で測定される。
ホログラフィックストレージシステムは従来の光学ストレージシステムよりはるかに大きな記憶容量を提供できるが、光メディアプレイヤーにおけるホログラフィックディスクの振動及びウォブルは典型的なマイクロホログラムの大きさを超えてしまう。そのため、回転中のディスクの振動及びウォブルによる変位は光ディスクの記録及び読取りに問題を発生させる可能性がある。
本発明の１つの態様は、マイクロホログラフィックデータ記憶用光ディスクであって、ホログラフィックデータを格納するように構成された光学有効化材料と、複数のガイド溝と、ガイド溝の上に配設され、追跡ビームを反射し読取りビーム又は記録ビームを透過するように構成された第１のコーティングと、ガイド溝を覆うように配設され且つ第１のコーティングの上に配設された第２のコーティングとを含むディスクを含む。
本発明の１つの態様は、ホログラフィックデータストレージディスクの製造方法であって、ホログラフィック有効化材料を複数のガイド溝を有するディスクの形状に成形する段階と、追跡ビームを反射し読取りビーム又は記録ビームを透過するように構成された第１のコーティングをガイド溝に塗工する段階と、ガイド溝を覆い第１のコーティングの上に配設されるように第２のコーティングを塗工する段階とを含む方法に関する。
本発明の１つの態様は、マイクロホログラフィックデータ記憶用多層光ディスクであって、基板層と、光学有効化材料を含む１以上の層と、複数のガイド溝と、ガイド溝の上に配設され、追跡ビームを反射し読取りビーム又は記録ビームを透過するように構成されたコーティングと、カバー層とを含むディスクを含む。
本発明の１つの態様は、ホログラフィックデータストレージディスクに対して記録、読取り及び追跡を実行する方法であって、５０μｍ以上の幅を有するホログラフィックデータストレージディスクのデータ領域にマイクロホログラムを格納するか又はデータ領域からマイクロホログラムを読み取るためにホログラフィックデータストレージディスクに記録ビームを入射させる段階と、記録ビーム及び読取りビームの波長とは異なる波長を有する追跡ビームをホログラフィックデータストレージディスクのガイド溝に入射させ且つ追跡ビームを反射させる段階と、ホログラフィックデータストレージディスクにおける記録ビーム又は読取りビームの位置を制御するために反射された追跡ビームを検出し解析する段階とを含む方法に関する。
本発明の上記の特徴、態様及び利点並びに他の特徴、態様及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより更によく理解されるだろう。図面中、同じ図中符号は一貫して同じ部分を示す。
図１は本発明の実施形態に係る光学ドライブを示す概略図である。
図２は本発明の実施形態に係る光ディスクを示す平面図である。
図３は本発明の実施形態に係る検出ヘッドを示す概略図である。
図４は本発明の実施形態に係る光ディスクの層の断面を示す概略図である。
図５は図２の光ディスクの製造方法を示すブロック図である。
図６は図２の光ディスクに対して記録及び／又は読取りを実行する方法を示すブロック図である。
図７は本発明の実施形態に係る複数のデータ領域を有する光ディスクの断面を示す概略図である。
図８は本発明の実施形態に係る異なる場所に配設された複数の溝を有する光ディスクの断面を示す概略図である。
図９は異なる方向からレーザービームを受け取る光ディスクの断面を示す概略図である。
本発明は、一般にビット単位ホログラフィックストレージに関し、特に、リアルタイム記録及びリアルタイム読取りのための埋込みトラックを有するホログラフィックディスク構造に関する。ビット単位ホログラフィックデータストレージの種々の態様の説明に関しては、米国特許第７３８８６９５号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）を参照されたい。
図面を参照すると、図１は、光ストレージディスク１２にデータを記録するため／光ストレージディスク１２からデータを読み取るために使用可能な光学ドライブシステム１０を示す。光ディスク１２に格納されたデータは、光データディスク１２のデータに読取りビーム１６を集束することにより読み取られる。データから反射されたビーム１８は光学素子１４により光データディスク１２からピックアップされる。光学素子１４は、励起ビームを発生し、光データディスク１２に励起ビームを集束し光データディスク１２のデータから射出される反射ビーム１８を検出するように構成された任意の数の異なる素子を含んでもよい。光学素子１４は光学ドライブエレクトロニクスパッケージ２２により制御される。光学ドライブエレクトロニクスパッケージ２２は、１つ以上のレーザーシステムを駆動するための電源、検出器からの電子信号を検出するための検出回路及び検出された信号をデジタル信号に変換するためのアナログ／デジタル変換器などのユニット並びに検出器信号が光データディスク１２に格納されたビット値を実際に登録している時点を予測するためのビット予測器などの他のユニットを含んでもよい。
光データディスク１２に沿った光学素子１４のうちいくつかの素子の場所は、光データディスク１２の面に沿って光学素子１４を往復運動させるように構成された機械式アクチュエータ２６を介して追跡サーボ２４により制御される。光学ドライブエレクトロニクスパッケージ２２及び追跡サーボ２４はプロセッサ２８により制御される。いくつかの実施形態では、追跡サーボ２４又は光学ドライブエレクトロニクスパッケージ２２は、光学素子１４により受信されるサンプリング情報に基づいて光学素子１４の位置を判定可能であってもよい。
プロセッサ２８は、スピンドルモータ３４に動力３２を供給するモータコントローラ３０を更に制御する。スピンドルモータ３４は、光データディスク１２の回転速度を制御するスピンドル３６に結合される。光学素子１４が光データディスク１２の外側縁部から離れてスピンドル３６に接近するにつれて、プロセッサ２８により光データディスク１２の回転速度を増大させてもよい。この速度上昇は、光学素子１４が光データディスク１２の外側縁部に位置している場合及び内側縁部に位置している場合の双方で光データディスク１２からのデータのデータ速度をほぼ同一に保持するために実行してもよい。ディスクの最大回転速度は毎分約５００回転（約５００ｒｐｍ）、１０００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、５０００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ又は１００００ｒｐｍを超える速度であってもよい。
プロセッサ２８はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３８又は読取り専用メモリ（ＲＯＭ）４０に接続される。ＲＯＭ４０は、追跡サーボ２４、光学ドライブエレクトロニクスパッケージ２２及びモータコントローラ３０をプロセッサ２８により制御させるプログラムを格納する。更に、ＲＯＭ４０は、特にＲＡＭ３８に格納されている光学ドライブエレクトロニクスパッケージ２２からのデータをプロセッサ２８により解析させるプログラムを格納する。以下に更に詳細に説明されるように、ＲＡＭ３８に格納されたデータの解析は、例えば光データディスク１２からの情報を他のユニットが使用可能なデータストリームに変換するために必要な復調、復号又は他の機能を含んでもよい。
光学ドライブシステム１０がコンシューマ機器などの市販の装置である場合、システムは、ユーザによるプロセッサ２８のアクセス及び制御を可能にするための制御要素を有してもよい。そのような制御要素はキーボード、プログラム選択スイッチなどを含む制御パネル４２の形態をとってもよい。更に、プロセッサ２８の制御は遠隔受信機４４により実行してもよい。遠隔受信機４４は遠隔制御装置４８からの制御信号４６を受信するように構成してもよい。制御信号４６は特に赤外線ビーム、音声信号又は無線信号の形態をとってもよい。
データストリームを発生するためにＲＡＭ３８に格納されたデータをプロセッサ２８が解析した後、データストリームはプロセッサ２８により他の装置に提供してもよい。例えば、外部ネットワークに配置されたコンピュータ又は他の装置にネットワークインタフェース５０を介してデジタルデータストリームとしてデータは提供してもよい。或いは、プロセッサ２８は、高解像度マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）などのコンシューマエレクトロニクスデジタルインタフェース５２又は特にＵＳＢポートなどの他の高速インタフェースにデジタルデータストリームを提供してもよい。デジタル／アナログ信号プロセッサ５４などの他のインタフェースユニットがプロセッサ２８に接続していてもよい。デジタル／アナログ信号プロセッサ５４は、テレビのアナログ信号入力端子又は増幅システムの音声信号入力端子などの他の種類の装置に対する出力としてアナログ信号をプロセッサ２８から供給させてもよい。
図２に示すようなデータを格納する光データディスク１２からデータを読み取るために光学ドライブシステム１０を使用してもよい。一般に、光データディスク１２は、透明保護コーティングに１つ以上のデータストレージ材料層が埋め込まれた平坦な円形のディスクである。保護コーティングはポリカーボネート、ポリアクリレートなどの透明プラスチックであってもよい。各データストレージ材料層は光を反射可能な任意の数のデータ層を含んでもよい。マイクロホログラフィックデータストレージの場合、１つのデータ層は複数のマイクロホログラムを含む。スピンドル穴５６は、ディスク１２の回転速度を制御するスピンドル（例えば図１のスピンドル３６）に結合する。各層のデータは、光データディスク１２の外側縁部から内側限界に向かって連続螺旋トラック５８に沿って一般に書き込まれてもよいが、円形トラック又は他の構成を使用してもよい。
マイクロホログラフィックデータ記憶用ディスクでは、射出成形可能な熱可塑性ディスク材料を利用してもよい。リアルタイム記録／読取りシステムの場合、従来のＣＤ／ＤＶＤと同様に、ディスクは光メディアプレイヤーにおいて毎分１００〜１０００回転（１００〜１０００ｒｐｍ）の相対的に速い速度で回転してもよい。ディスクの振動及びウォブルは通常１００μｍまで大きくなることもあるが、これは典型的なマイクロホログラムのサイズ（例えば＜１０μｍ）より大きい。従って、リアルタイム追跡及び集束を有効化するためにデータのトラックは使用してもよい。本発明は、リアルタイム記録及びリアルタイム読取りのための埋込みトラックを有するディスク構造に関する。一般に、多層マイクロホログラフィックストレージに使用される材料から閾値応答が得られることが望ましい。閾値材料は、染料添加熱可塑性材料、ブロックコポリマー、エネルギー移動材料などを含んでもよい。ビット単位ホログラフィックデータストレージの閾値材料の説明に関しては、米国特許第７３８８６９５号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）を参照されたい。
図３及び図３Ａは、二重ビーム検出ヘッドシステム６０の一実施例を示す。光源６２は第１の波長の読取りビーム６４を発射し、読取りビーム６４は偏光ビームスプリッタ６６及び深度選択光学系６８を通過する。読取りビーム６４はダイクロイックミラー７０から反射され、四分の一波長板７２及びレンズ７４を通過してディスク１２のマイクロホログラム７６に入射する。マイクロホログラム７６から反射されたデータビーム７８は、レンズ７８、四分の一波長板７２、ダイクロイックミラー７０及び深度選択光学系６８を介して戻される。その後、反射ビーム７８は、偏光ビームスプリッタ６６、集光光学系８０及び検出器８２を通過し、検出器８２においてマイクロホログラム７６のデータが読み取られる。
更に、光源８４は第２の波長の追跡ビーム８６を発射し、追跡ビーム８６はビームスプリッタ８８及び深度選択光学系９０を通過する。追跡ビーム８６は、ダイクロイックミラー７０、四分の一波長板７２及びレンズ７４を通過してディスク１２に入射する。図示される実施形態では、追跡ビーム８６は、反射層、トラック、溝などを有してもよいディスク１２（例えばディスクの底面又はその付近）から反射される。反射された追跡ビーム９２は、レンズ７４、四分の一波長板７２、ダイクロイックミラー７０、集光光学系９０、ビームスプリッタ８８及び集光光学系９４を通過して検出器９６に入射する。
マイクロホログラフィックシステムにおいて、ビットサイズは通常１μ未満である。しかし、リアルタイムに記録中又はリアルタイムに読取り中、ディスクは通常１００μｍにもなる著しく大きな振動及びウォブルを受ける。ディスクがそのような幅で振動／ウォブルするにつれてディスクのビーム条件は大きく変化するので、ディスクは適正な記録及び読取りを実行できない。本発明の方法は、適切な光学系と組み合わされることにより集束及び追跡を実行でき且つ多層マイクロホログラム記録／読取りをリアルタイムで実現できるように複数のトラックが埋め込まれたディスク構造を使用してもよい。
図４は、図２の光ディスク１２の層を示す図である。光ディスク１２はモノリシック構造であってもよく且つ光学有効化又はホログラフィック有効化成形可能熱可塑性材料中に複数のデータ層１００を有してもよい。一実施形態では、光ディスク１２は射出成形される。光ディスク１２にモノリシック構造の一部として複数のトラック又はガイド溝１０２が直接スタンピング又は成形してもよい。トラック１０２は追跡及び集束を誘導するために使用してもよい。トラックは、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒの溝に類似した溝であってもよく且つ例えば７８０ｎｍ又は６５０ｎｍのトラック波長に合わせて構成してもよい。トラック１０２は、種々のトラックピッチ、螺旋溝、異なる形状（例えば台形）、ウォブル構造、同期化マークなどを有してもよい。
ある特定の実施形態では、標準的なダイクロイックコーティングなどのコーティング１０４がトラック１０２の上に配設される。コーティング１０４は、サーボ（追跡及び集束）信号を増強するために溝からのサーボビームの反射を向上してもよい。コーティング１０４は、追跡ビームの波長とは異なる波長の記録ビーム及び読取りビームに対する影響（溝の）を低減又は排除するように一般に構成される。コーティング１０４は記録ビーム及び読取りビームの透過を向上する働きをしてもよい。コーティング１０４は、二酸化チタン、二酸化シリカ、窒化物などの無機材料を含む層を含んでもよい。コーティング１０４は、気相堆積、蒸着又はスパッタリングなどの方法で溝１０２の上に堆積してもよい。
溝側のダイクロイックコーティング１０４の上に第２のコーティング１０６を配置してもよい。第２のコーティング１０６は、トラック１０２が記録／読取りビームに与える影響による波面歪み／回折を減少してもよい。コーティング１０６は平坦化され且つ保護層として作用してもよい。コーティング１０６の材料は、例えば紫外線（ＵＶ）硬化性アクリレート（例えばスポットオン及びＵＶ硬化）などを含んでもよく且つ記録可能材料と同一の又は同様の屈折率を有してもよい。
図５は、複数のデータ層１００を有するホログラフィックディスク１２の製造方法１２０の一実施例を示す。基本材料である光学有効化及び／又はホログラフィック有効化熱可塑性材料は、ディスク１２の形に成形（例えば射出成形）してもよい（ブロック１２２）。マイクロホログラムの記録に対応するために、熱可塑性材料は相変化材料を有してもよい。熱可塑性材料は染料添加熱可塑性材料であってもよい。ある特定の実施形態では、光ディスク１２の構造は従来のＣＤ／ＤＶＤディスクに類似してもよく、従って、例えばＣＤ／ＤＶＤ／Ｂｌｕ−ｒａｙディスクの製造設備に類似する設備を使用して製造してもよい。更に、適切な溝構造を有するスタンパを使用して、熱可塑性材料の成形時にディスク１２に複数のガイド溝又はトラック１０２を成形してもよい。場合によっては、溝は、２つ以上のステップではなく１つのステップでディスクと共に成形してもよい。尚、本発明に関して、ホログラフィック有効化材料はホログラフィックデータ又はマイクロホログラムを格納するように構成された光学有効化材料として定義してもよい。
トラック１０２は、光メディアプレイヤーにおいて回転するディスク１２の望ましくない変位（ウォブル、軸方向の振れなど）に対応するために追跡ビームを受け取るように構成される。また、光学系の構造が適正であれば、トラック１０２の１つの層で多層のデータを記録及び読取り可能である。一般に、追跡ビームの波長は記録／読取りビームの波長とは異なっていてもよい。追跡ビームの波長が変更された場合、溝構造も変形してよい。染料添加熱可塑性材料、ブロックコポリマーなどから製造されたディスクのような異なる材料のディスクに対しても類似の構造を使用してもよい。
ダイクロイックコーティングなどの反射コーティング１０４（追跡ビームの波長を反射する）が溝１０２の上に堆積してもよい（ブロック１２４）。前述のように、反射コーティング１０４は例えば蒸着により溝及びトラック１０２に塗工してもよい。コーティング１０４は、異なる誘電体材料が交互に積層された多層誘電体であってもよい。反射コーティング１０４は、記録／読取りビーム波長（例えば４０５ｎｍ）を透過し追跡ビーム波長（例えば７８０ｎｍ又は６５０ｎｍ）を反射するように構成してもよい。更に、溝を覆うように第２のコーティング１０６（例えばアクリレート）が反射コーティング１０４を有するトラック１０２に塗工してもよい（ブロック１２６）。第２のコーティング１０６は平坦化され且つ読取りビーム又は記録ビームに対する妨害を減少するように構成してもよい。ディスク１２は全体としてほぼモノリシックの構造であってもよい。
一般に、互いに異なる記録／読取り波長及び追跡波長並びに他の実際のディスク製造条件及び光学設計条件に対応するために、ディスクの厚さ、ディスクの大きさ、トラックの特徴、トラックの場所、コーティングの特性、カバー層、追加保護層などを含む光ディスク１２のパラメータを変更してもよい。ディスク１２は追跡／集束のためのトラック及びディスク層構造の双方を含んでもよい。関連する光学系構造は、単一のトラック層を使用する多層ストレージを実現してもよい。ディスク１２のボリューム全体でリアルタイム多層マルチトラックマイクロホログラフィックストレージを実現してもよい。光学有効化材料及びホログラフィックデータストレージディスクの説明に関しては、米国特許第７３８８６９５号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）を参照されたい。
図６は、光学ドライブにおけるホログラフィックストレージディスク１２の追跡制御１４２及び読取り１４４の方法１４０を示す図である。ディスク１２のガイド溝に追跡ビーム又はサーボビームが入射する（ブロック１４６）。サーボビームは反射され、検出され且つ解析される（ブロック１４８）。反射追跡ビームの解析の結果、例えば光学ドライブのアクチュエータにフィードバックが提供され且つデータビームがデータトラックに対して適切に集束される状態を維持するために光学素子の位置が調整される（ブロック１５０）。ディスク１２のデータ層の１つのデータトラックの多数のマイクロホログラムに、サーボビームの波長とは異なる波長を有するデータレーザーブームが入射する（ブロック１５２）。データビームは反射され且つデータを読み取るために（例えばビットの有無を読み取るために）反射データビーム（又は信号ビーム）は検出される（ブロック１５４）。
図７は、複数のデータ領域１６４を有する２つの光ディスク１６０及び１６２（例えば合わせて約１．２ｍｍの厚さ）の断面を示す図である。図示される実施形態では、第１の光ディスク１６０は２つのデータ領域１６４を有し第２の光ディスク１２は３つのデータ領域１６４を有する。各データ領域１６４（例えば５０μｍより厚い層）は複数のマイクロホログラム層（例えば約１μｍ）を有してもよい。追跡実行のために、基板１６８に複数のガイド溝１６６が形成される。本実施例において、基板１６８とは反対の側にカバー層１７０（例えば平坦化保護カバー層）が配設される。光ディスクの構成要素、すなわち層は、一体に成形されるか、互いに接合されるか、堆積されるか又はスピンコーティングしてもよい。接合は感圧接着剤、紫外線（ＵＶ）硬化性接着剤などの使用を含んでもよい。尚、光ディスク１６０及び１６２に２組以上のガイド溝１６６を形成してもよい。例えば、各データ領域１６４と関連してそれぞれ１組の溝１６４を形成してもよい。
図８は、４つの光ディスク１８０、１８２、１８４及び１８６の断面を示す概略図である。光ディスク１８０、１８２、１８４及び１８６は、ディスクの他の構成要素に対してディスク内部の異なる場所に配設された追跡溝１８８Ａ、１８８Ｂ、１８８Ｃ及び１８８Ｄを有する。更に、ディスク１８０、１８２、１８４及び１８６は一般に基板１０６及び保護層１７０を含む。また、例えばデータ領域１６４の配列及び数並びに溝１８８Ａ、１８８Ｂ、１８８Ｃ及び１８８Ｄの位置に応じて、ディスク１８０、１８２、１８４及び１８６はデータ領域１６４の間に中間領域又は中間層１７２を含んでもよい。図９は、異なる場所からのレーザービームを受け取る光ディスク２００の断面を示す図である。光ディスク２００は保護層１７０を介して追跡ビーム２０２Ａ及び／又は読取り／記録ビーム２０４Ａを受け取ってもよい。他方で、光ディスク２００は例えば基板１６８を介して追跡ビーム２０２Ｂ及び読取り／記録ビーム２０４Ｂを受け取ってもよい。
要するに、本発明はマイクロホログラフィックデータ記憶用光ディスクに関してもよい。ディスクは、ホログラフィックデータを格納するように構成された光学有効化材料と、複数のガイド溝とを含んでもよい。ディスクは、ガイド溝の上に配設され、追跡ビームを反射し読取りビーム又は記録ビームを透過するように構成された第１のコーティングと、ガイド溝を覆うように配設され且つ第１のコーティングの上に配設された第２のコーティングとを含んでもよい。ある特定の実施形態では、ディスクの大部分はモノリシック構造であってもよい。光学有効化材料は複数のマイクロホログラムのデータ層を有してもよい。光学有効化材料は、光によって有効化される閾値材料（例えば相変化材料、エネルギー移動材料、サーモクロミック材料など）を含んでもよい。ガイド溝は、光学有効化材料の一部として成形してもよく且つ螺旋トラック、ウォブル構造又は同期化マーク、或いはそれらの組合せを含んでもよい。
ディスクはホログラフィックデータストレージディスクとして製造してもよい。ディスクはホログラフィック有効化材料から複数のガイド溝を有するディスクの形状に成形（例えば射出成形）してもよい。追跡ビームを反射し読取りビーム又は記録ビームを透過するように構成された第１のコーティングがガイド溝に塗工してもよい。第１のコーティングの塗工は、ガイド溝にコーティング（例えばダイクロイックコーティング）を堆積させるか、蒸着するか又はスパッタリングするか、或いはそれらを任意に組合せた処理を実行することを含んでもよい。ガイド溝を覆い第１のコーティングの上に配設されるように第１のコーティングの上に第２のコーティングが配設（例えばスピンコーティング）してもよい。
別の実施例において、マイクロホログラフィックデータ記憶用多層光ディスクは、基板層と、光学有効化材料を含む１以上の層（例えば約０．１ｍｍ〜約１．２ｍｍの厚さ）と、複数のガイド溝とを含む。ガイド溝の上に、追跡ビームを反射し読取りビーム又は記録ビームを透過するように構成されたコーティングが配設される。ディスクはカバー層（例えばアクリレート）を更に有してもよい。更に、ディスクは、ディスクの他の層の間、例えば光学有効化材料の２つの層の間に配設された中間層（例えば非活性）を有してもよい。最後に、ガイド溝は異なる場所に配設してもよい。例えば、ガイド溝は基板層に隣接して又はカバー層に隣接して配設してもよいが、光学有効化材料の層の間に配設してもよい。
ホログラフィックデータストレージディスクに対して記録、読取り及び追跡を実行する方法は、５０μｍ以上の幅を有するホログラフィックデータストレージディスクのデータ領域にマイクロホログラムを格納するか又はデータ領域からマイクロホログラムを読み取るためにホログラフィックデータストレージディスクに記録ビームを入射させる段階と、記録ビーム及び読取りビームの波長とは異なる波長を有する追跡ビームをホログラフィックデータストレージディスクのガイド溝に入射させ且つ追跡ビームを反射させる段階と、ホログラフィックデータストレージディスクにおける記録ビーム又は読取りビームの位置を制御するために反射された追跡ビームを解析する段階とを含む。
本発明のある特定の特徴のみを例示し説明したが、当業者には多くの変形及び変更が考えられるだろう。従って、添付の特許請求の範囲は本発明の真の精神の範囲内に入るそのような変形及び変更をすべて含むことを意図すると理解されるべきである。
１０ 光学ドライブシステム
１２ 光ストレージディスク
１４ 光学素子
１６、６４ 読取りビーム
１８、７８ 反射ビーム
２２ 光学ドライブエレクトロニクスパッケージ
２４ 追跡サーボ
２６ 機械式アクチュエータ
２８ プロセッサ
３２ 動力
３４ スピンドルモータ
３６ スピンドル
３８ ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
４０ 読取り専用メモリ（ＲＯＭ）
４２ 制御パネル
４４ 遠隔受信機
４６ 制御信号
４８ 遠隔制御装置
５０ ネットワークインタフェース
５２ コンシューマエレクトロニクスデジタルインタフェース
５４ デジタル／アナログ信号プロセッサ
５６ スピンドル穴
５８ 連続螺旋トラック
６０ 二重ビーム検出ヘッドシステム
６２、８４ 光源
６６ 偏光ビームスプリッタ
６８、９０ 深度選択光学系
７０ ダイクロイックミラー
７２ 四分の一波長板
７４ レンズ
７６ マイクロホログラム
８０、９４ 集光光学系
８２、９６ 検出器
８６、２０２Ａ、２０２Ｂ 追跡ビーム
８８ ビームスプリッタ
９２ 反射された追跡ビーム
１００ データ層
１０２ トラック（ガイド溝）
１０４ コーティング
１０６ 第２のコーティング
１２２、１２４、１２６、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４ ブロック
１４０ 方法
１４２ 追跡制御
１４４ 読取り
１６０、１６２、１８０、１８２、１８４、１８６、２００ 光ディスク
１６４ データ領域
１６６ ガイド溝
１６８ 基板
１７０ カバー層
１７２ 中間層
１８８Ａ、１８８Ｂ、１８８Ｃ、１８８Ｄ 追跡溝
２０４Ａ、２０４Ｂ 読取り／記録ビーム
１２ 光ストレージディスク
１４ 光学素子
１６、６４ 読取りビーム
１８、７８ 反射ビーム
２２ 光学ドライブエレクトロニクスパッケージ
２４ 追跡サーボ
２６ 機械式アクチュエータ
２８ プロセッサ
３２ 動力
３４ スピンドルモータ
３６ スピンドル
３８ ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
４０ 読取り専用メモリ（ＲＯＭ）
４２ 制御パネル
４４ 遠隔受信機
４６ 制御信号
４８ 遠隔制御装置
５０ ネットワークインタフェース
５２ コンシューマエレクトロニクスデジタルインタフェース
５４ デジタル／アナログ信号プロセッサ
５６ スピンドル穴
５８ 連続螺旋トラック
６０ 二重ビーム検出ヘッドシステム
６２、８４ 光源
６６ 偏光ビームスプリッタ
６８、９０ 深度選択光学系
７０ ダイクロイックミラー
７２ 四分の一波長板
７４ レンズ
７６ マイクロホログラム
８０、９４ 集光光学系
８２、９６ 検出器
８６、２０２Ａ、２０２Ｂ 追跡ビーム
８８ ビームスプリッタ
９２ 反射された追跡ビーム
１００ データ層
１０２ トラック（ガイド溝）
１０４ コーティング
１０６ 第２のコーティング
１２２、１２４、１２６、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４ ブロック
１４０ 方法
１４２ 追跡制御
１４４ 読取り
１６０、１６２、１８０、１８２、１８４、１８６、２００ 光ディスク
１６４ データ領域
１６６ ガイド溝
１６８ 基板
１７０ カバー層
１７２ 中間層
１８８Ａ、１８８Ｂ、１８８Ｃ、１８８Ｄ 追跡溝
２０４Ａ、２０４Ｂ 読取り／記録ビーム
Claims (24)
- マイクロホログラフィックデータ記憶用光ディスクであって、
ホログラフィックデータを格納するように構成された光学有効化材料と、
複数のガイド溝と、
前記ガイド溝の上に配設され、追跡ビームを反射し読取りビーム又は記録ビームを透過するように構成された第１のコーティングと、
前記ガイド溝を覆うように配設され且つ第１のコーティングの上に配設された第２のコーティングとを備えるディスク。 - 前記光ディスクの大部分がモノリシック構造である、請求項１記載のディスク。
- 前記光学有効化材料が、マイクロホログラムを含む複数のデータ層を含む、請求項１記載のディスク。
- 前記光学有効化材料が熱可塑性材料である、請求項１記載のディスク。
- 前記光学有効化材料が光学有効化閾値材料を含む、請求項１記載のディスク。
- 前記閾値材料が、相変化材料、エネルギー移動材料又はサーモクロミック材料、或いはそれらの組合せを含む、請求項５記載のディスク。
- 前記ガイド溝が前記光学有効化材料の一部として成形される、請求項１記載のディスク。
- 前記ガイド溝が、螺旋トラック、ウォブル構造又は同期化マーク、或いはそれらの組合せを含む、請求項１記載のディスク。
- 第１のコーティングがダイクロイックコーティングである、請求項１記載のディスク。
- 第２のコーティングが実質的に平坦化されている、請求項１記載のディスク。
- 第２のコーティングがアクリレートを含む、請求項１記載のディスク。
- 第２のコーティングが、前記ガイド溝による記録／読取りビームの妨害を低減させる、請求項１記載のディスク。
- 第２のコーティングが前記ディスクの保護層をもたらす、請求項１記載のディスク。
- ホログラフィックデータストレージディスクの製造方法であって、
ホログラフィック有効化材料を複数のガイド溝を有するディスクの形状に成形する段階と、
追跡ビームを反射し読取りビーム又は記録ビームを透過するように構成された第１のコーティングを前記ガイド溝に塗工する段階と、
前記ガイド溝を覆い第１のコーティングの上に配設されるように第２のコーティングを塗工する段階と
を含む方法。 - 前記成形する段階は射出成形することを含む、請求項１４記載の方法。
- 第１のコーティングを塗工する段階が、前記ガイド溝へのダイクロイックコーティングの堆積、蒸着又はスパッタリング或いはそれらの組合せを含む、請求項１４記載の方法。
- 第２のコーティングを塗工する段階がスピンコーティングを含む、請求項１４記載の方法。
- マイクロホログラフィックデータ記憶用多層光ディスクであって、
基板層と、
光学有効化材料を含む１以上の層と、
複数のガイド溝と、
前記ガイド溝の上に配設され、追跡ビームを反射し読取りビーム又は記録ビームを透過するように構成されたコーティングと、
カバー層と
を備えるディスク。 - 光学有効化材料の２以上の層を備えていて、前記光学有効化材料の２つの層の間に中間層が配設される、請求項１８記載のディスク。
- 前記ガイド溝が前記基板層に隣接して配設される、請求項１８記載のディスク。
- 前記ガイド溝が前記カバー層に隣接して配設される、請求項１８記載のディスク。
- 前記ガイド溝が光学有効化材料の２つの層の間に配設される、請求項１８記載のディスク。
- 前記光学有効化材料の１以上の層が、約０．１ｍｍ〜約１．２ｍｍの厚さを有する、請求項１８記載のディスク。
- ホログラフィックデータストレージディスクで記録、読取り及び追跡を行う方法であって、
前記ホログラフィックデータストレージディスクの５０μｍ以上の幅を有するデータ領域にマイクロホログラムを格納するか又は前記データ領域からマイクロホログラムを読み取るために前記ホログラフィックデータストレージディスクに記録ビームを入射させる段階と、
前記記録ビーム及び読取りビームの波長とは異なる波長を有する追跡ビームを前記ホログラフィックデータストレージディスクのガイド溝に入射させ且つ前記追跡ビームを反射させる段階と、
前記ホログラフィックデータストレージディスクにおける前記記録ビーム又は前記読取りビームの位置を制御するために反射された前記追跡ビームを検出し解析する段階と
を含む方法。
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