JP3221654B2 - 光学的データ記憶システム - Google Patents
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- G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
- G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
- G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
- G11B7/2433—Metals or elements of Groups 13, 14, 15 or 16 of the Periodic Table, e.g. B, Si, Ge, As, Sb, Bi, Se or Te
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- G11B7/253—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates
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- G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
- G11B7/2578—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
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- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
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- G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
- G11B2007/0009—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage
- G11B2007/0013—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage for carriers having multiple discrete layers
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- G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
- G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
- G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
- G11B2007/25705—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
- G11B2007/25706—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing transition metal elements (Zn, Fe, Co, Ni, Pt)
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- G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
- G11B2007/25705—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
- G11B2007/2571—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing group 14 elements except carbon (Si, Ge, Sn, Pb)
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- G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
- G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
- G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
- G11B2007/25705—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
- G11B2007/25713—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing nitrogen
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- G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
- G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
- G11B2007/25705—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
- G11B2007/25715—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing oxygen
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- G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
- G11B2007/25705—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
- G11B2007/25716—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing sulfur
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- G11B7/257—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers
- G11B2007/25705—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials
- G11B2007/25718—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of layers having properties involved in recording or reproduction, e.g. optical interference layers or sensitising layers or dielectric layers, which are protecting the recording layers consisting essentially of inorganic materials containing halides (F, Cl, Br, l)
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/002—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier
- G11B7/0037—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with discs
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- G—PHYSICS
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
- G11B7/00718—Groove and land recording, i.e. user data recorded both in the grooves and on the lands
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- G—PHYSICS
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
- G11B7/00736—Auxiliary data, e.g. lead-in, lead-out, Power Calibration Area [PCA], Burst Cutting Area [BCA], control information
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0945—Methods for initialising servos, start-up sequences
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
- G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
- G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
- G11B7/253—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates
- G11B7/2531—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising glass
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- G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
- G11B7/253—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates
- G11B7/2533—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising resins
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- G11B7/2533—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising resins
- G11B7/2534—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of substrates comprising resins polycarbonates [PC]
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Description
に関し、より具体的には、複数のデータ記憶面を有する
記憶媒体に関する。
大量のデータを記憶する手段を提供する。このデータ
は、レーザ光線をこのディスクのデータ層上に合焦さ
せ、反射された光線を検出することによってアクセスさ
れる。各種のシステムが知られている。ROM(読取り
専用メモリ)においては、データはディスクの製造時に
ディスク内にマークとして永久的に埋め込まれる。この
データは、レーザ光線がこれらのデータ・マークを横切
るとき反射率の変化として検出される。WORM(追記
型)システムは、ピットなどのマークをブランクの光デ
ィスク面上に記入することによってデータを書き込むこ
とができる。いったんデータがディスク上に記録される
と、データを消去することはできない。WORMシステ
ム内のデータも反射率の変化として検出される。
このようなシステムでは、データの書込み及び消去を行
うために、レーザを使ってデータ層を臨界温度以上に加
熱する。光磁気記録システムは、スポットの磁区を上向
きまたは下向きにすることによってデータを記録する。
このデータは、低出力レーザをデータ層に当てることに
よって読み取られる。磁区方向の違いによって、光線の
偏光面がどちらかの方向、時計回りまたは反時計回りに
回転する。この偏光の向きの変化を検出する。相変化記
録法では、データ層自体の構造変化(非晶質/結晶質が
一般的なタイプの2つの相である)を使ってデータを記
録する。光線が異なる2つの相を横切るとき、データが
反射率の変化として検出される。
に、多重データ層システムが提案されている。複数のデ
ータ層をもつ光ディスクは、理論上、レンズの焦点位置
を変化させることによって異なる複数の層でアクセス可
能である。この方法の例としては、米国特許第3946
367号、米国特許第4219704号、米国特許第4
450553号、米国特許第4905215号、日本の
特公昭63−276732号、及びアーター(Arter)
らの IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol.30, N
o.2, p.667(July 1987)に所載の論文がある。
2つ以上のデータ層がある場合、記録されたデータをは
っきり読み取ることがきわめて困難なことであった。他
のデータ層からのクロストーク信号が読み取り能力を大
きく低下させる。また、異なる深さで合焦させる点、及
びトラッキング信号を発生する点で問題がある。これら
の問題を克服する光学的データ記憶装置が求められてい
る。
記憶装置は光ディスク・ドライブ及び多重データ面光媒
体を含む。この媒体は、空気ギャップで分離された複数
の基板部材をもつ。空気ギャップに隣接する基板部材の
表面がデータ面である。これらのデータ面は、反射層を
含むこともある最後のデータ層を除き、高度に透過性で
ある。各データ面はトラッキング・マークを有する。
生するためのレーザを含む。光伝送チャネルが光を媒体
に向ける。この伝送チャネルは、光を異なるデータ面上
に合焦させるための合焦要素と、有効基板厚さの変動に
よる収差を補正するための収差補償要素を含む。受光チ
ャネルは媒体からの反射光を受け取る。受光チャネル
は、読み取るべきデータ面以外のデータ面から反射され
た望ましくない光を排除するフィルタ要素を含む。受光
チャネルは、反射光線を受け取るための検出器と、それ
に応答してデータ及びサーボ信号を発生するための回路
を有する。
す。このシステムを一般的に参照番号10で示す。シス
テム10は、光学的データ記憶媒体12を含む。これは
円盤形状であることが好ましい。媒体12は当技術分野
で知られたように締付け用スピンドル14上に着脱可能
に装着される。スピンドル14は、スピンドル・モータ
16に取り付けられ、モータ16はシステム・シャーシ
20に取り付けられる。モータ16はスピンドル14及
び媒体12を回転させる。
ヘッド22は、アーム24に取り付けられ、アーム24
はボイス・コイル・モータ26などのアクチュエータ装
置に接続される。ボイス・コイル・モータ26はシャー
シ20に取り付けられる。モータ26は媒体12の下で
アーム24及びヘッド22を半径方向に移動させる。
有する。基板50は面板またはカバー・プレートとも呼
ばれ、レーザ光線がそこから媒体12に入る。外径(O
D)リム52及び内径(ID)リム54が、面板50と
基板56の間に取り付けられる。外径リム58及び内径
リム60が、基板56と基板62の間に取り付けられ
る。外径リム64及び内径リム66が、基板62と基板
68の間に取り付けられる。外径リム70及び内径リム
72が、基板68と基板74の間に取り付けられる。面
板50及び基板56、62、68、74は、ガラス、ポ
リカーボネートまたはその他の高分子物質などの光透過
性材料でできている。好ましい実施例では、面板50は
厚さ1.2mmであり、基板56、62、68、74は
厚さ0.4mmである。別法として、基板の厚さを0.
2−0.8mmとすることもできる。内径リム及び外径
リムはプラスティック材料製とすることが好ましく、約
500μmの厚さである。別法として、これらのリムの
厚さを50−500μmとすることもできる。
他の接着法によって面板及び基板に取り付けることがで
きる。別法として、これらのリムを基板内に一体式に形
成することもできる。これらのリムは、配置されたと
き、基板と面板の間に複数の環状空間78を形成する。
スピンドル・アパーチャ80は、内径リムの内側で媒体
12を貫通してスピンドル14を受ける。複数の通路8
2が内径リム内に設けられ、アパーチャと空間78を接
続して、空間78とディスク・ファイルの周囲環境(通
常、空気である)の間の圧力を均衡させる。空気中の粒
子状物質による空間78の汚染を防止するために、複数
の低インピーダンス・フィルタ84が通路82に取り付
けられる。フィルタ84は水晶またはガラス・ファイバ
とすることができる。別法として、通路82及びフィル
タ84を外径リム上に配置することもできる。
0、102、104はデータ面であり、空間78に隣接
する。これらのデータ面は、基板面内に直接形成された
ROMデータを含むことができる。あるいは別法とし
て、これらのデータ面を、WORMなど各種の書込み可
能な光学的記憶薄膜の1つ、または相変化薄膜や光磁気
薄膜など各種の消去可能な光学的記憶薄膜の1つで被覆
することもできる。光学的記憶薄膜自体以外のデータ面
は、米国特許第4450553号などの従来技術で知ら
れた別個の金属反射層構造(反射率30−100%)な
しで作成される。言い替えると、データ面は、ROM面
の場合は面自体、またWORM、相変化薄膜または光磁
気薄膜の場合は表面と光学的記憶薄膜を含み、それらか
らなり、または基本的にそれらからなる。追加の非デー
タ記憶性反射層は不要である。その結果、データ面はき
わめて光透過性が高く、かつ多数のデータ面が可能であ
る。中間のデータ面は反射層をもたないが、最後のデー
タ面104からより大きな反射を得るために最後のデー
タ面104の後ろにオプションとして反射層を追加する
こともできる。
である。データは、ディスク製造時に基板に直接形成さ
れるピットとして永久的に記録される。従来技術とは違
って、このROM面は金属反射層をもたない。基板はコ
ーティングをもたない。その結果、各データ面の透過率
は約96%となる。データを検出するには4%の反射率
で十分である。この高い透過率は、多数のデータ面への
アクセスが可能になるという利点をもち、他の面からの
望ましくない信号の影響を最小にする。これらのデータ
面上にはコーティングがないので、製造がより容易であ
り、耐食性がより大きい。
低下させるために反射率を増加させることが望ましいこ
とがある。反射率を約4%以上に増加させる1つの方法
は、基板より大きい屈折率をもつ誘電体の薄膜コーティ
ングを施すことである。誘電体の厚さが約λ/4nのと
き、20%の最大反射率が得られ、誘電体の厚さが約λ
/2nのとき4%の最小反射率にまで単調に変動する。
ここで、λは光の波長であり、nは誘電体の屈折率であ
る。このような誘電体材料の例は、ZrO2、ZnS、
SiNxまたは各種酸化物の混合物である。誘電体は知
られた技術であるスパッタリングによって付着すること
ができる。
せることもできる。こうすると、透過率が増加し、より
多くのディスクを積み重ねることが可能になる。反射率
の減少は、基板より小さい屈折率をもつ誘電体薄膜を使
用すると得られる。このような誘電体の1つは、屈折率
が1.35のMnFである。誘電体の厚さが約λ/4n
のとき、1%の最小反射率が得られ、誘電体の厚さが約
λ/2nのとき4%の最大反射率にまで単調に変動す
る。ここで、λは光の波長であり、nは誘電体の屈折率
である。これ以外の多くの薄膜反射防止材料を使用する
こともできる。これらの反射防止薄膜は、当技術分野で
知られたスパッタリング法によって施すことができる。
含むこともできる。テルル・セレン合金や相変化WOR
M薄膜などのWORM薄膜をデータ面上に被覆すること
ができる。これらの薄膜は、当技術分野で知られたスパ
ッタリングまたは蒸着によって基板上に真空付着され
る。各薄膜の反射、吸収及び透過の量は、その厚さ及び
光学定数に関係する。好ましい実施例では、テルル・セ
レン合金を2−80nmの厚さに付着する。
を含むこともできる。どんなタイプの相変化薄膜も使用
できるが、好ましい組成物は、GeTeとSb2Te3を
結ぶ線上またはその近くに存在する組成物であり、Te
52.5Ge15.3Sb33、Ge2Sb2Te5、GeSb2Te
4、及びGeSb4Te7がある。これらの薄膜は、当技
術分野で知られたスパッタリング法によって基板上に2
−80nmの厚さに真空付着する。オプションとして摩
耗を防止するために、相変化薄膜の上面に厚さ300n
mの誘電体の保護オーバーコートを形成することもでき
る。
こともできる。希土類遷移金属などの光磁気薄膜は、当
技術分野で知られたスパッタリング法によって基板上に
2−80nmの厚さに真空付着する。
WORMまたは消去可能な媒体の組み合わせを含むよう
にするものである。ROMなど透過率が高い方の表面を
光源のより近くに配置し、WORM、相変化媒体、磁気
光学媒体など透過率が低い方の表面を一番遠くに配置す
ることが好ましい。WORM媒体及び消去可能な媒体と
共に、ROM面に関して上述した誘電体及び反射防止薄
膜を使用することもできる。
面図である。媒体を一般的に参照番号120で示す。媒
体12の各要素と類似の媒体120の各要素は、同じ番
号にダッシュをつけて示す。媒体120は媒体12のリ
ム及び空間78をもたない。その代わりに、複数の透明
な中実部材122で各基板を分離する。部材122は、
基板とは屈折率の異なる物質でできている。これは、デ
ータ面で多少の反射を得るために必要である。好ましい
実施例では、部材122は、光学用セメント製であり、
これは基板をまとめて保持する働きもする。部材122
の厚さは、約100−300μmであることが好まし
い。媒体120はシステム10中で媒体12の代わりに
使うことができる。
ーンの誇張した詳細な断面図を示す。このパターンを一
般的に参照番号130で示す。面90は螺旋(または同
心円)状の追跡溝132のパターンを含む。面90の溝
132の間の部分はランド部分134と呼ばれる。面9
2は螺旋状の逆追跡溝(盛り上がったリッジ)136の
パターンを含む。面92の逆溝136の間の部分がラン
ド138である。溝132及び逆溝136はトラッキン
グ・マークとも呼ばれる。好ましい実施例では、トラッ
キング・マークの幅140は0.6μmであり、ランド
部分の幅142は1.0μmである。その結果、ピッチ
は(1.0+0.6)=1.6μmとなる。
中に光線をトラック上に保つために使用される。これに
ついては後でより詳しく説明する。パターン130に関
して、光ヘッド22からの光線144が、どの面に光線
が合焦されるかに応じてランド部分134または138
を追跡する。記録されたデータはランド部分にある。両
面90及び92でトラッキング誤差信号(TES)が同
じ大きさであるためには、ランドから反射された光とト
ラッキング・マークから反射された光の光路差が両面に
ついて同じでなければならない。光線144は基板50
を通って面90上に合焦されるが、光線144は空間7
8を通って面92上に合焦される。好ましい実施例で
は、空間78は空気を含む。ランドとトラッキング・マ
ークの光路長の差が同じであるためには、d1n1がd
2n2に等しく(またはd2/d1がn1/n2に等し
く)なければならない。ただし、d1はマーク132の
深さ(垂直距離)であり、n1は基板50の屈折率であ
り、d2はマーク136の高さ(垂直距離)であり、n
2は空間78の屈折率である。好ましい実施例では、空
間78は屈折率1.0の空気を含み、基板50の屈折率
は(他の基板と同様に)1.5である。したがって、比
d2/d1は1.5に等しい。好ましい実施例では、d
1は70nm、d2は105nmである。媒体12の他
の表面上でもトラッキング・マークの同じパターンが繰
り返される。他の基板入射面94、98、102は面9
0と同様であり、他の空間入射面96、100、104
は面92と同様である。
列することが好ましいが、別法として同心円パターンで
もよい。さらに、螺旋パターンは、各データ面で同じパ
ターンとすることができる。すなわち、すべて時計回
り、または反時計回りの螺旋である。また、連続するデ
ータ層上で時計回りの螺旋パターンと反時計回りの螺旋
パターンが交互になっていてもよい。この交互の螺旋パ
ターンは、データの連続的追跡が望ましい、たとえばビ
デオ・データの記憶、映画などある種の応用例にとって
好ましいことがある。このような場合、光線は、時計回
りの螺旋パターンが内径近くで終わるまで、第1のデー
タ面上で時計回りの螺旋パターンを内側向きに追跡す
る。次に光線はすぐ下の第2のデータ面上に再合焦さ
れ、外径に達するまで、反時計回りの螺旋パターンを外
側向きに追跡する。
張した詳細な断面図を示す。このパターンを一般的に参
照番号150で示す。パターン150は、面92のトラ
ッキング・マークが逆溝ではなく溝152である点を除
き、パターン130と同じである。ピッチ及び比d2/
d1はパターン130の場合と同じである。光線144
は面90上のランド134を追跡するが、この場合は、
面92上に合焦されたとき溝152を追跡する。いくつ
かの状況では溝132の追跡が望ましいことがある。た
だし、後で述べるように、光線144を、面92のラン
ド138を追跡するように電気的に制御することもでき
る。面94、98、102のトラッキング・マークは、
面90と同様であり、面96、100、104は面92
と同様である。
張した詳細な断面図を示す。このパターンを一般的に参
照番号160で示す。パターン160は、面90が溝1
32の代わりに逆溝162をもち、面92が逆溝136
の代わりに溝164をもつ点を除き、パターン130と
同じである。ピッチ及び比d2/d1はパターン130
の場合と同じである。光線144は、(ランドを追跡す
るように電子的に切り替えられない限り)面90上に合
焦されたとき逆溝162を追跡し、面92上に合焦され
たとき溝164を追跡する。面94、98、102のパ
ターンは面90と同様であり、面96、100、104
は面92と同様である。
な断面図を示す。このパターンを一般的に参照番号17
0で示す。パターン170中では、面90はパターン1
60の面90と同様の構造をもつ。面92はパターン1
30の面92と同様の構造をもつ。ピッチ及び比d2/
d1はパターン130の場合と同じである。光線144
は、(ランドを追跡するように電子的に切り替えられな
い限り)面90上に合焦されたとき逆溝162を追跡
し、面92上に合焦されたときランド138を追跡す
る。面94、98、102は面90と同様のパターンを
もち、面96、100、104は面92と同様のパター
ンをもつ。
のすべてについて、トラッキング・マークは、製造時
に、当技術分野で知られた射出成形またはフォトポリマ
・プロセスによって基板内に形成される。上述したよう
に、トラッキング・マークの形成後に光学的薄膜が基板
上に付着されることに留意されたい。
クの他の特徴にも適用できる。たとえば、ある種のRO
Mディスクは基板中にエンボスされたピットを使ってデ
ータを記録し、追跡情報を提供する。他の光媒体はピッ
トを使ってセクタ・ヘッダ情報をエンボスする。ある種
の媒体は、これらのヘッダ・ピットを使って追跡情報を
も提供する。このような媒体を本発明の多重データ面の
形で使用する際、これらのピットは、上で検討したトラ
ッキング・マークに類似の形で対応する様々なデータ面
上のピットまたは逆ピットとして形成される。ランドと
ピットまたは逆ピットの間の光路の長さもトラッキング
・マークと同様である。ピット、逆ピット、溝及び逆溝
はすべてランドから異なる高さ(すなわち、それらとラ
ンドの間の垂直距離)にあり、この考察ではすべてマー
クと呼ぶ。追跡情報を提供するためだけのマークは非デ
ータ・トラッキング・マークと呼ばれる。
ヘッド22はレーザ・ダイオード200を有する。レー
ザ200は、波長約780nmの主光線202を発生す
るガリウム・アルミニウム・ヒ素ダイオードとすること
ができる。光線202はレンズ203によって平行にさ
れ、円形化プリズムなどのサーキュラライザ204によ
って円形にされる。光線202はビームスプリッタ20
5に達する。光線202の一部分はビームスプリッタ2
05によって反射され、合焦レンズ206及び光検出器
207に至る。検出器207は光線202の出力を監視
するために使用される。光線202の残りの部分は通過
し、ミラー208で反射される。光線202はさらに合
焦レンズ210及び多重データ面収差補償器212を通
過し、媒体12のデータ面の1つ(図では面96)に合
焦される。レンズ210はホルダ214内に装着されて
いる。ホルダ214の位置は、ボイス・コイル・モータ
などの合焦用アクチュエータ・モータ216によって媒
体12に対して調節される。
線220として反射される。光線220は収差補償器2
12及びレンズ210を通って戻り、ミラー208で反
射される。ビームスプリッタ205で、光線220は反
射されて、多重データ面フィルタ222に向かう。光線
220はフィルタ222を通過し、ビームスプリッタ2
24に達する。ビームスプリッタ224で、光線220
の第1の部分230は非点レンズ232及びカッド光検
出器234に向かう。ビームスプリッタ224で、光線
220の第2の部分236は半波長板238を通って偏
光ビームスプリッタ240に向かう。ビームスプリッタ
240は、光線236を第1の直交偏光成分242と第
2の直交偏光成分244に分離する。レンズ246は光
242を光検出器248に合焦させ、レンズ250は光
244を光検出器252に合焦させる。
る。検出器234は4つの等しい部分234A、B、
C、Dに分割されている。
す。回路260はデータ回路262、焦点誤差回路26
4及びトラッキング誤差回路266を含む。データ回路
262は検出器248に接続された増幅器270、及び
検出器252に接続された増幅器272を有する。増幅
器270及び272は、双極双投電子スイッチ274に
接続されている。スイッチ274は加算増幅器276及
び差動増幅器278に接続されている。
分234A、B、C、Dに接続された複数の増幅器28
0、282、284、286を有する。加算増幅器28
8は増幅器280及び284に接続され、加算増幅器2
90は増幅器282及び286に接続されている。差動
増幅器292は、加算増幅器288及び290に接続さ
れている。
増幅器294及び296と差動増幅器298を有する。
加算増幅器294は増幅器280及び282に接続さ
れ、加算増幅器296は増幅器284及び286に接続
されている。差動増幅器298は、双極双投電子スイッ
チ297を介して加算増幅器294及び296に接続さ
れている。スイッチ297は増幅器298への入力を反
転させる働きをする。
る。このシステムを一般的に参照番号300で示す。焦
点誤差信号(FES)ピーク検出器310は焦点誤差信
号回路264に接続されている。トラック誤差信号(T
ES)ピーク検出器312はトラッキング誤差信号回路
266に接続されている。制御装置314は検出器31
0、検出器312、検出器207及び回路262、26
4、266に接続されている。制御装置314はマイク
ロプロセッサ・ベースのディスク・ドライブ制御装置で
ある。制御装置314はレーザ200、ヘッド・モータ
26、スピンドル・モータ16、焦点モータ216、ス
イッチ274及び297、及び収差補償器212に接続
され、それらを制御する。収差補償器212の詳細な構
成及び動作は後で説明する。
う。制御装置314は、モータ16にディスク12を回
転させ、モータ26にヘッド22をディスク12の下の
適当な位置に移動させる。図8を参照のこと。レーザ2
00はディスク12からデータを読み取るために付勢さ
れる。光線202はレンズ210によってデータ面96
上に合焦される。反射された光線220は戻って、光線
230、242、244に分割される。光線230は検
出器234によって検出され、合焦/トラッキング・サ
ーボ情報を提供するために使用される。光線242及び
244はそれぞれ検出器248及び252によって検出
され、データ信号を提供するために使用される。
上に正確に合焦されたとき、光線230は検出器234
上で円形断面350をもつことになる。そうすると、焦
点誤差回路264は零焦点誤差信号を出力する。光線2
02が焦点からいずれかの方向にわずかにはずれた場
合、光線230は検出器234上で卵形パターン352
または354を呈する。そうすると、回路264は、正
または負の焦点誤差信号を出力する。制御装置314は
この焦点誤差信号を使用して、零焦点誤差信号が得られ
るまでレンズ210を移動するようモータ216を制御
する。
上に正確に合焦された場合、光線230はセクションA
とB及びセクションDとCの間で等しく円形断面350
を呈する。光線がトラックをはずれた場合、光線はトラ
ッキング・マークとランドの間の境界上に当る。その結
果、光線が回折されて、断面350が上または下に移動
する。セクションA及びBがより多くの光を受け取り、
セクションC及びDがより少ない光を受け取る、あるい
はその逆になる。
生されるTES信号と、ヘッド22の変位との関係を示
すグラフである。制御装置314は、ボイス・コイル・
モータ26に媒体12の表面を横切ってヘッド22を移
動させる。TESピーク検出器312がTES信号のピ
ーク(最大点及び最小点)をカウントする。各トラック
の間には2つのピークがある。ピークの数をカウントす
ることによって、制御装置314は光線を適切なトラッ
ク上に位置決めすることができる。ランドにおけるTE
S信号は正の勾配のTES信号である。制御装置314
はこの正の勾配の信号を用いて光線をトラック上にロッ
クする。たとえば、正のTES信号は、ヘッド22を零
点ランド位置に向かって左に移動させ、負のTES信号
は、ヘッド22を零点ランド位置に向かって右に移動さ
せる。図12は、スイッチ297が図10に示すように
その最初の位置にあるときに媒体12の好ましいパター
ン130から導出された信号である。同じ信号がパター
ン150の表面90、及びパターン170の表面92に
ついても発生される。光線は自動的にそのランド上にロ
ックされる。なぜなら、そのランドが、正の勾配がある
位置だからである。
置にあるときの、TESと、パターン150の表面9
2、パターン160の表面90及び92、パターン17
0の表面90に関するヘッド変位との関係を示すグラフ
である。この場合、正の勾配の信号がトラッキング・マ
ークの位置で生ずるようになっており、したがって、光
線は自動的にトラッキング・マーク上を走り、ランド部
分は走らないことに留意されたい。状況によってはトラ
ッキング・マーク上を走らせることが望ましいこともあ
る。
切り替えてTES信号を反転させたときの、TESと、
パターン150の表面92、パターン160の表面90
及び92、パターン170の表面90に関するヘッド変
位との関係を示すグラフである。この場合、TES信号
はランド位置で正の勾配を有し、光線はトラッキング・
マークの代わりにランド部分上を走る。このように、ス
イッチ297をセットすることによって、制御装置31
4は溝またはランドを追跡することができる。
ータ面を含む。ROMデータを読み出すには、反射率の
検出を用いる。データ回路262では、スイッチ274
は、ROMディスクから読み取るべきとき増幅器276
に接続するように設定される。検出器248及び252
からの信号が追加される。データ・スポットが記録され
ているところでは検出される光が少なくなる。この検出
された光の差がデータ信号である。WORMディスク及
び相変化データ・ディスクを読み取る場合、スイッチ2
74は同じ設定となる。ディスク12が光磁気データ面
をもつ場合、そのデータを読み取るには偏光検出が必要
であり、スイッチ274は増幅器278に接続するよう
に設定される。このとき、検出器248及び252で検
出された直交偏光の差がデータ信号を提供する。
と、レンズ210の変位距離との関係を示すグラフであ
る。媒体12の各データ面について公称正弦波形の焦点
誤差信号が得られることに留意されたい。データ層間で
は、焦点誤差信号は0である。このシステムの起動の
際、制御装置314は、まずモータ216にレンズ21
0をその零変位位置に位置決めさせる。次に制御装置3
14は、モータ216にレンズ210を正の変位方向に
移動させることによって所望のデータ面をシークする。
各データ層で、ピーク検出器310が焦点誤差信号の2
つのピークを検出する。制御装置314は、これらのピ
ーク(データ面ごとに2個)をカウントし、光線202
が合焦される正確なデータ面を決定する。所望のデータ
面に達したとき、制御装置314は、モータ216に、
焦点誤差信号がそのデータ面に関する2つのピークの間
に入るようにレンズ210を位置決めさせる。次いで、
焦点誤差信号を使ってモータ216を制御し、この2つ
のピークの間で零点焦点誤差信号を探す、すなわち正確
な合焦が得られるように正の勾配の信号を追跡する。ま
た制御装置314は、そのデータ面に適切なようにレー
ザ200の出力、スイッチ297、及び収差補償器21
2を調節する。
イプのディスクを読み取っているか決定する。スイッチ
274は、まず反射率を検出するように位置決めされ、
スイッチ297は好ましいパターン130のディスクの
ランド部分を読み取るように設定される。制御装置31
4は第1のデータ面の第1のトラックのヘッダ情報を探
し、それを読み取る。ヘッダは、層の数、各層内にどん
なタイプの光媒体があるか(反射率または偏光の検
出)、及びどんなタイプのトラッキング・マーク・パタ
ーンが使用されているかに関する情報を有する。この情
報を使用して、制御装置314は、各データ面を正しく
読み取るようにスイッチ274及び297を設定するこ
とができる。たとえば、ディスクが4層のROMデータ
面、及び2層のMOデータ面をもつことがある。制御装
置314は、面1−4では反射率検出、面5−6では偏
光検出ができるようにスイッチ274を設定する。
トラックを読み取れない場合(恐らく、第1層が異なる
トラッキング・マーク・パターンをもつ)、スイッチ2
97を別の設定にし、第1データ面の第1トラックを読
み取ろうと再度試みる。それでもうまく行かない場合
(恐らく、第1データ面が光磁気記録面であり、偏光検
出が必要)、制御装置はスイッチ274を偏光検出に設
定し、スイッチ297を一方の設定に、次に他方の設定
にして再度試みる。要するに、制御装置314は、成功
するまでスイッチ274及び297の設定の4つの異な
る組み合わせを試みることによって、第1データ面の第
1トラックのヘッダ情報を読み取る。制御装置314が
このヘッダ情報を得ると、他のそれぞれのデータ面につ
いてスイッチ274及び297を正しく設定することが
できる。
し、ただ1つのタイプの媒体で機能するようにすること
もできる。この場合、制御装置314は、データ面のタ
イプ、層の数、及びトラッキング・マークのタイプに関
する情報を記憶するように予めプログラミングされる。
焦させるように設計されている。これらのレンズが異な
る屈折率をもつ物質を通って光を合焦させるとき、光は
球面収差を受けて、ビーム・スポットが歪み拡大して、
読取り及び記録の性能が低下する。
つのデータ面だけに合焦される。データ面は、通常、厚
さ1.2mmの面板の下に位置する。レンズは、通常、
前記の1.2mmの面板によって光が受ける球面収差を
補正するように特別に設計された、開口数(NA)0.
55のレンズである。その結果、前記の正確な深度では
良好なスポット焦点が得られるが、他の深度では焦点は
ぼける。このため、多重データ層システムでは深刻な問
題が生ずる。
のである。図16は、補償器212として使用できる収
差補償器400の概略図を示す。補償器400は、3つ
の段をもつ階段状ブロック402を含む。第1段404
は0.4mmの厚さをもち、第2段406は厚さ0.8
mm、第3段408は厚さ1.2mmである。ブロック
402は、面板及び媒体12の基板と同じ素材または他
の類似の光学的素材でできている。これらの段によって
基板厚さの光学的厚さが段階的に増すことに留意された
い。ブロック402は、ボイス・コイル・モータ410
(または類似のアクチュエータ装置)に取り付けられ、
モータ410は制御装置314に接続されている。モー
タ410はブロック402を横方向に移動して光線20
2の経路に入れたり出したりする。
面上に合焦するように設計される。言い替えると、レン
ズ210は、面板と介在する基板の合計厚さによって生
ずる球面収差を補償するように設計される。本発明で
は、面102または104上に合焦するために、光線2
02は面板50及び基板56、62、68(基板材料の
合計厚さ2.4mm)を通過しなければならない。空気
のギャップ78は球面収差を増加させないので計算に入
れられないことに留意されたい。このように、レンズ2
10は、厚さ2.4mmのポリカーボネートを通過して
合焦するように設計され、データ面102及び104の
両方の上で等しく良好に焦点を結ぶことができる。
れかに合焦されるとき、ブロック402は完全に引っ込
み、光線202はそれを通過しない。光線202が面9
8または100上に合焦されるときは、ブロック402
は、光線202が段404を通過するように位置決めさ
れる。光線202が面94または96上に合焦されると
きは、ブロック402は、光線202が段406を通過
するように位置決めされる。光線202が面90または
92上に合焦されるときは、ブロック402は、光線2
02が段408を通過するように位置決めされる。その
結果、どの面対上に合焦されようとも、光線202は常
に同じ光学的合計厚さの材料を通過し、球面収差の問題
を生じない。制御装置314は、ブロック402を適切
に移動させるようにモータ410を制御する。
収差補償器430を示す。補償器430は、1対の相補
型三角形ブロック432及び434を有する。ブロック
432及び434は、媒体12の面板及び基板と同じ素
材、または類似の光学的性質をもつ素材でできている。
ブロック432は、光線202がそれを通過するように
固定された位置に位置決めされる。ブロック434は、
ボイス・コイル・モータ436に取り付けられ、ブロッ
ク432の表面に沿ってスライドできる。制御装置31
4はモータ436に接続され、それを制御する。ブロッ
ク434をブロック432に対して移動させることによ
って、光線202が通過する材料の合計厚さが調節でき
る。その結果、どのデータ面に光線202が合焦されよ
うとも光線202は同じ光学的厚さの材料を通過する。
使用できる収差補償器450を示す。補償器450は円
形の階段状要素452を有する。要素452は、4つの
セクション454、456、458、460を有する。
セクション456、458、460は、それぞれ補償器
400の段404、406、408と同様の厚さをも
つ。セクション454は材料をもたず、図19に示すよ
うな円形パターン中の空白スペースを表す。円形要素4
52はステッパ・モータ462に取り付けられ、モータ
462は制御装置314によって制御される。スピンド
ル462は、光線202がどの面に合焦されようとも、
光線202が同じ厚さの材料を通過するように要素45
2を回転させる。
収差補償器570を示す。補償器570は固定した凸レ
ンズ572及び可動の凹レンズ574を含む。レンズ5
74は、ボイス・コイル・モータ576に取り付けられ
る。ボイス・コイル・モータ576は制御装置314に
よって制御され、レンズ574をレンズ572に対して
移動させる。光線202は、レンズ572、レンズ57
4、レンズ210を通過して媒体12に達する。レンズ
574をレンズ572に対して移動させると、光線20
2の球面収差が変化し、光線202は異なるデータ面上
に焦点を結ぶことができる。好ましい実施例では、レン
ズ210、574、572は、可動の中心要素574を
もつクック・トリプレットを含む。クック・トリプレッ
トは、R.キングスレーク(Kingslake)の論文 "Lens
Design Fundamentals", AcademicPress, New York, 197
8, pp.286-295 により詳細に説明されている。レンズ2
74を可動要素として示したが、別法として、レンズ5
74を固定し、レンズ572を可動要素として使用する
こともできる。図8では、収差補償器212は、レンズ
210と媒体12との間に示されている。しかし、補償
器570を使用する場合は、図20に示すように補償器
570をレンズ210とミラー208との間に位置決め
する。
器580は、公称零焦点能力の非球面レンズ要素582
を含む。要素582は球面収差面584及び平面586
を有する。レンズ582はボイス・コイル・モータ58
8に接続されている。ボイス・コイル・モータ588
は、制御装置314によって制御され、レンズ582を
レンズ512に対して移動させる。光線202はレンズ
210及びレンズ582を通過して媒体12に達する。
レンズ582をレンズ210に対して移動させると、光
線202の球面収差が変化し、光線202は異なるデー
タ面上に焦点を結ぶことができる。
の断面図を示す。好ましい実施例では、面584は式 Z=0.00770p4−0.00154p6 に対応するはずである。
す。ヘッド22の各要素に類似するヘッド600の各要
素は、その番号にダッシュをつけて示す。ヘッド600
は、収差補償器212が消去され、ビームスプリッタ2
06'とミラー208'の間に新しい収差補償器602が
追加された点を除き、システム10と同様であることに
留意されたい。補償器602の説明及び動作は後で説明
する。その他の点ではヘッド600の動作はヘッド22
の動作と同じである。システム10中でヘッド600を
ヘッド22の代わりに使用することができる。
きる収差補償器610の概略図を示す。補償器610
は、反射性ホログラフィ・コーティング614を有する
基板612を含む。基板612は、ステッパ・モータ6
16に取り付けられ、このモータ616は制御装置31
4によって制御される。ホログラフィ・コーティング6
14には、いくつかの異なるホログラムが記録されてお
り、各ホログラムは特定の球面収差を光線202'に与
える。これらのホログラムは、特定の角度及び波長で入
射してくる光にだけ感応するブラッグ・タイプのもので
ある。基板612が数度回転すると、光線202'は異
なるホログラムを受ける。記録されているホログラムの
数は、必要な異なる球面収差補正の数に対応する。図の
媒体12では、4つの異なるホログラム記録が必要であ
り、各記録がデータ面対のうちの1対に対応する。
きる収差補償器620の概略図を示す。補償器620
は、基板622、透過性ホログラフィ・コーティング6
24、及びステッパ・モータ626を含む。補償器62
0は、この場合はホログラフィ・コーティング624が
反射性ではなく透過性である点を除き、補償器610と
同様である。ホログラフィ・コーティング624には、
いくつかの異なるホログラムが記録されており、各ホロ
グラムは必要な球面収差補償の量に対応する。光線20
2'は、基板622が回転するとき、これらのホログラ
ムのそれぞれを順に経験する。
14及び624を作成するのに使用する記録システム6
50の概略図を示す。システム650は、レーザ200
と同様の周波数で光線654を発生するレーザ652を
有する。光線654はレンズ656によって平行にさ
れ、ビームスプリッタ658に達する。ビームスプリッ
タ658は光を光線660と光線662に分割する。光
線660はミラー664及び666で反射され、レンズ
668によって平面672内の点670に合焦される。
光線660はブロック402と同様の段付きブロック6
74を通過する。光線660は次にレンズ676によっ
て再び平行にされ、基板682上のホログラフィ・コー
ティング680に当たる。基板682はステッパ・モー
タ684に回転可能に装着されている。また、光線66
2は、光線660から90度の角度でコーティング68
0に当たる。
スポットを形成する。この光は、特定の記録層をアクセ
スする際に出会う基板厚さの合計を表す厚さをもつブロ
ック674の一つの段を通過する。レンズ676は設計
上、光学的記憶ヘッドで使用されるレンズ210と同じ
である。レンズ676は、光を平行にして、特定の厚さ
に対応する特定の量の球面収差を含む光線にする。この
波面が、基準光線662との干渉によってホログラフィ
式に記録される。ホログラムが図のようにほぼ平面69
0内に配向している場合、透過性ホログラムが記録され
る。そのホログラムが破線で示すようにほぼ平面692
内に配向している場合は、反射性ホログラムが記録され
る。異なる記録層の対にアクセスする際に出会う収差を
補正するのに必要な波面は、このホログラムを新しい角
位置まで回転し、ブロック674の対応する厚さの板を
差し込むことによってホログラフィ式に記憶される。多
数の角度分解されたホログラムが記録される。各ホログ
ラムは異なる記録層の対に対応し、その対の補正を行
う。ホログラフィ・コーティングは、二色性ゼラチンま
たはフォトポリマ材料でつくることができる。個々のホ
ログラムは、はっきり認められるクロストークなしに、
1度という小さい角度の増分で記録することができる。
このため、多数のホログラムを記録し、それに対応して
多数のデータ面を使用することが可能となる。
きる別の収差補償器700の概略図を示す。補償器70
0は、偏光ビームスプリッタ702、四分の一波長板7
04、ステッパ・モータ708に取り付けられたカルー
セル706、及びそれぞれ異なる球面収差の補正を行う
複数の球面収差ミラー710を含む。光線202'は、
ビームスプリッタ702及びプレート704を通過して
ミラー710の1つに達するような偏光で配向してい
る。ミラー710は光線202'に適当な球面収差を与
え、光線202'はプレート704を通って戻り、ビー
ムスプリッタ702で反射されてミラー208'に達す
る。モータ708は、制御装置314によってカルーセ
ル706を回転させて適当なミラーを位置決めするよう
に制御される。ミラー710は反射式のシュミット補正
板である。M.ボーン(Born)等の論文 "Principles o
f Optics", Pergamon Press, Oxford, 1975, pp.245-24
9 を参照のこと。
きる収差補償器720の概略図を示す。補償器720
は、偏光ビームスプリッタ722、四分の一波長板72
4、及び電気制御式の変形可能ミラー726を含む。変
形可能ミラー726は、内部の圧電要素によって制御さ
れ、より詳細にはJ.P.ガッファレル(Gaffarel)等
の論文 "Applied Optics", Vol.26, pp.3772-3777, (19
87) に記載されている。補償器720の動作は、ミラー
726が適当な球面収差を行うように電気的に調節され
る点を除き、補償器700の動作と同様である。言い替
えると、ミラー726は、補償器700の異なるシュミ
ット補正板710に対応する反射面を形成するように調
節される。制御装置314がミラー726の調節を適宜
制御する。
を媒体12に関して述べた。層間に空気ギャップがある
ために、1つの収差補償設定でデータ面の各対に対して
うまく機能する。しかし、媒体120を使用する場合に
は、各データ面ごとに収差補償の設定を行う必要があ
る。これは空気ギャップがないからである。
と、反射された光線230がそのデータ面からヘッド2
2に戻る。しかし、光線202の一部分は他のデータ面
でも反射される。正しいデータ信号及びサーボ信号を得
るには、この望ましくない反射光を排除しなければなら
ない。本発明の多重データ面フィルタ222は、この機
能を達成する。
るフィルタ750の概略図を示す。フィルタ750は、
遮光板754及びレンズ756を含む。所望の光線23
0は、レンズ210によって正しく合焦された光なので
平行である。光線230は、レンズ752によって点7
60に合焦される。望ましくない光762は、レンズ2
10によって正しく合焦されないので、平行ではなく、
点760で焦点を結ばない。プレート764は、点76
0に光230を通すアパーチャ764を有する。望まし
くない光762の大部分は、プレート754によって遮
断される。光230は、レンズ756によって再び平行
になる。好ましい実施例では、アパーチャ764は、円
形であり、約λ/(2*(NA))の直径をもつ。ここ
で、λは光の波長であり、NAはレンズ752の開口数
である。正確な直径は、位置合わせ公差と層間信号拒絶
要件の間の所望のトレードオフによって決定される。別
法として、アパーチャ764は、最小ギャップ間隔が約
λ/(2*(NA))のスリットとすることもできる。
この場合、プレート754は、スリットによって分離さ
れた2つの別々の要素とすることもできる。プレート7
54は、金属シート製、または遮光コーティングを有し
アパーチャ764は無被覆の透明基板製とすることがで
きる。
るフィルタ800の概略図を示す。フィルタ800は、
レンズ802、遮光板804、806、及びレンズ80
8を含む。遮光板806は、レンズ802の焦点812
にアパーチャ810を有する。遮光板804は、平行に
された光230はアパーチャ810を通過させ、望まし
くない平行でない光820は遮断する、相補形のアパー
チャ814を有する。アパーチャ814は、1対の平行
スリットまたは環状アパーチャとすることができる。好
ましい実施例では、アパーチャ814のスリット間の距
離がアパーチャ810の直径より大きい。アパーチャ8
10の直径は、ほぼλ/(2*(NA))に等しい。代
替の環状アパーチャでは、環状スリットの内径を、アパ
ーチャ810の直径より大きくなければならない。いず
れの場合も、アパーチャ814の外縁822は、光線2
30の外側に位置する。遮光板804及び806は、金
属シート製、または遮光コーティングを有しアパーチャ
810及び814は無被覆の透明基板製とすることがで
きる。
る代替フィルタ830の概略図を示す。フィルタ830
は、ビームスプリッタ832及びホログラフィ・プレー
ト834を含む。ホログラフィ・プレート834上のコ
ーティングは、平行にされた光線230は効率的に反射
し、平行でない光線840は通過させるように調整され
る。所望の光線230は、ホログラフィ・プレート83
4から反射されて、ビームスプリッタ832に戻り、そ
こで反射されてビームスプリッタ224に向かう。
の作成方法を示す概略図である。レーザ200とほぼ同
じ波長をもつ平行なレーザ光線850が、振幅ビームス
プリッタ856で2本の光線852及び854に分割さ
れる。光線852及び854は、それぞれミラー860
及び862によって反射され、ホログラム・プレート8
34の表面に垂直な向き合った両方向からプレートに当
たる。光線852と光線854の干渉によって反射性ホ
ログラムが記録される。このホログラフィ・コーティン
グは、二色性ゼラチンまたはフォトポリマ物質製とする
ことができる。
の経路内に位置する。しかし、サーボ光線230または
データ光線236の各経路内に1つまたは複数のフィル
タを配置することもできる。
することができる、各データ層が高度に透過性である、
多重積層の光学的データ記憶媒体が提供される。
断面図である。
示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
フである。
ある。
図である。
図である。
ある。
ある。
ある。
示す概略図である。
る。
る。
図である。
Claims (19)
- 【請求項1】少なくとも1つのデータ面を有する光デー
タ記憶媒体であって、第1のデータ面を有する屈折率n
1の光透過性の第1の基板と、第2のデータ面を有する
第2の基板と、第1及び第2の基板の間に配置された屈
折率n2の光透過性の固体部材と、第1の基板と前記光
透過性の固体部材との間に配置された第1のデータ面
と、第2の基板と前記光透過性の固体部材との間に配置
された第2のデータ面とを含み、第1及び第2のデータ
面のそれぞれは、互いに隣接した第1のトラック及び第
2のトラックを有し、第1及び第2のトラック間の相互
の高低差が第1のデータ面ではd1であり、第2のデー
タ面ではd2である、光データ記憶媒体と、 光線を発生させるレーザと、 前記データ面のうちの選択されたデータ面に前記光線の
焦点を合わせる合焦装置と、 前記媒体を前記光線に相
対して移動させる移動装置と、 前記媒体からの戻り光線を受取り、それに応答してデー
タ信号を発生させる、データ信号発生器と、 前記媒体からの戻り光線を受取り、第1及び第2のトラ
ッキング信号を選択的に発生させる、トラッキング信号
発生器と、 第1のトラッキング信号に応答して、前記データ面の各
々の第1のトラック部分に沿って光線を位置決めし、第
2のトラッキング信号に応答して、前記データ面と同一
のデータ面の第2のトラック部分に沿って光線を位置決
めする、前記トラッキング信号発生器に接続された光線
位置決め装置とを備え、前記光学的データ記憶媒体に含まれる固体部材は、当該
光学的データ記憶媒体の第1の側からの同一の光線が、
第1のデータ面に合焦し、又は、第2のデータ面に合焦
するように、屈折率n1とは異なる屈折率n2を有し、
かつd1n1が実質的にd2n2と等しくなる屈折率n
2を有 することを特徴とする、 光学的データ記憶システム。 - 【請求項2】少なくとも1つのデータ面を有する光デー
タ記憶媒体であって、第1のデータ面を有する屈折率n
1の光透過性の第1の基板と、第2のデータ面を有する
第2の基板と、第1及び第2の基板の間に配置された屈
折率n2の光透過性の固体部材と、第1の基板と前記光
透過性の固体部材との間に配置された第1のデータ面
と、第2の基板と前記光透過性の固体部材との間に配置
された第2のデータ面とを含み、第1及び第2のデータ
面のそれぞれは、互いに隣接した第1のトラック及び第
2のトラックを有し、第1及び第2のトラック間の相互
の高低差が第1のデータ面ではd1であり、第2のデー
タ面ではd2である、光データ記憶媒体と、 光線を発生させるレーザと、 前記データ面のうちの選択されたデータ面に前記光線の
焦点を合わせる合焦装置手段と、 前記媒体を前記光線に相対して移動させる移動装置と、 前記媒体からの戻り光線を受取り、それに応答してデー
タ信号を発生させる、データ信号発生器と、 前記媒体からの戻り光線を受取るための第1及び第2の
部分を有する光検出器であって、各部分が各々受け取っ
た光線の量に応答して強度信号を発生させる、前記光検
出器と、 前記強度信号を比較して、それに応答してトラッキング
信号を発生させる、前記光検出器に接続された比較装置
と、 逆トラッキング信号を選択的に発生させる、前記比較装
置に接続された選択的反転装置と、 トラッキング信号及び逆トラッキング信号を受け取り、
トラッキング信号に応答して、前記データ面の各々の第
1のトラック部分に沿って光線を位置決めし、逆トラッ
キング信号に応答して、前記データ面と同一のデータ面
の第2のトラック部分に沿って光線を位置決めする、光
線位置決め装置とを備え、前記光学的データ記憶媒体に含まれる固体部材は、当該
光学的データ記憶媒体の第1の側からの同一の光線が、
第1のデータ面に合焦し、又は、第2のデータ面に合焦
するように、屈折率n1とは異なる屈折率n2を有し、
かつd1n1が実質的にd2n2と等しくなる屈折率n
2を有 することを特徴とする、 光学的データ記憶システム。 - 【請求項3】前記第1のトラック部分が溝を含むことを
特徴とする、請求項1又は2に記載の光学的データ記憶
システム。 - 【請求項4】前記第1のトラック部分が逆溝を含むこと
を特徴とする、請求項1又は2に記載の光学的データ記
憶システム。 - 【請求項5】前記光データ記憶媒体が2より大きい複数
のデータ面を含むことを特徴とする、請求項1又は2に
記載の光学的データ記憶システム。 - 【請求項6】前記第1のデータ面の第1のトラック部分
が溝であり、前記第2のデータ面の第1のトラック部分
が逆溝であることを特徴とする、請求項5に記載の光学
的データ記憶システム。 - 【請求項7】第1のデータ面及び第2のデータ面の第1
のトラック部分が溝を含むことを特徴とする、請求項5
に記載の光学的データ記憶システム。 - 【請求項8】第1のデータ面及び第2のデータ面の第1
のトラック部分が逆溝を含むことを特徴とする、請求項
5に記載の光学的データ記憶システム。 - 【請求項9】前記光データ記憶媒体の第1及び第2のデ
ータ面が空気によって分離されていることを特徴とす
る、請求項5に記載の光学的データ記憶システム。 - 【請求項10】前記光データ記憶媒体の第1及び第2の
データ面が光透過性の固体部材によって分離されている
ことを特徴とする、請求項5に記載の光学的データ記憶
システム。 - 【請求項11】第1のトラック部分の幅と第2のトラッ
ク部分の幅の比が0.6であることを特徴とする、請求
項1又は2に記載の光学的データ記憶システム。 - 【請求項12】少なくとも1つのデータ面がROMデー
タ面を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の
光学的データ記憶システム。 - 【請求項13】少なくとも1つのデータ面がWORM材
料のコーティングを含むことを特徴とする、請求項1又
は2に記載の光学的データ記憶システム。 - 【請求項14】少なくとも1つのデータ面が相変化材料
のコーティングを含むことを特徴とする、請求項1又は
2に記載の光学的データ記憶システム。 - 【請求項15】少なくとも1つのデータ面が光磁気材料
のコーティングを有することを特徴とする、請求項1又
は2に記載の光学的データ記憶システム。 - 【請求項16】前記光データ記憶媒体が、第1及び第2
の基板を離隔関係に支持する支持装置と、前記光透過性
の固体部材の代わりの空間を含むことを特徴とする、請
求項1又は2に記載の光学的データ記憶システム。 - 【請求項17】前記光データ記憶媒体が、第1及び第2
の基板を離隔関係に支持する支持装置を含むことを特徴
とする、請求項1又は2に記載の光学的データ記憶シス
テム。 - 【請求項18】前記光データ記憶媒体がディスクであ
り、前記第1及び第2のトラック部分が前記データ面上
に螺旋パターンに配置されていることを特徴とする、請
求項1又は2に記載の光学的データ記憶システム。 - 【請求項19】前記光データ記憶媒体がディスクであ
り、前記第1及び第2のトラック部分が前記データ面上
に同心円パターンに配置されていることを特徴とする、
請求項1又は2に記載の光学的データ記憶システム。
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