JPH09120556A - 光学的データ記憶媒体 - Google Patents

光学的データ記憶媒体

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JPH09120556A
JPH09120556A JP8221980A JP22198096A JPH09120556A JP H09120556 A JPH09120556 A JP H09120556A JP 8221980 A JP8221980 A JP 8221980A JP 22198096 A JP22198096 A JP 22198096A JP H09120556 A JPH09120556 A JP H09120556A
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ハル・ジャーヴィス・ローゼン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、空気ギャップ７８によって分離さ
れた複数の基板５０、５６、６２、．．．からなる多重
データ層の光学的記録媒体１２を教示する。データ面９
０、９２、９４、．．．は、空気ギャップに隣接する基
板の面上に位置する。データ面は、光学的データ記録材
料のコーティングを含み、従来技術で知られた反射層を
有さない。 【解決手段】 本発明によれば、光ヘッドからアクセス
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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的データ記憶装置
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。
【０００２】
【従来の技術】光学的データ記憶装置は、ディスク上に
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。
【０００３】消去可能な光学システムも知られている。
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。
【０００４】光ディスクの記憶容量を増加させるため
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。
【０００５】これらの従来技術のシステムの問題点は、
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。
【０００６】
【開示の概要】本発明の好ましい実施例では、光データ
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。
【０００７】光ディスク・ドライブは、レーザ光線を発
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。
【０００８】
【実施例】図１は、光学的データ記憶装置の概略図を示
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。
【０００９】光ヘッド２２は媒体１２の下に位置する。
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。
【００１０】光学媒体 図２は媒体１２の断面図である。媒体１２は基板５０を
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。
【００１１】これらのリムは、糊、セメントまたはその
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。
【００１２】面９０、９２、９４、９６、９８、１０
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。
【００１３】好ましい実施例では、データ面はＲＯＭ面
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。
【００１４】必要条件ではないが、必要なレーザ出力を
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。
【００１５】またデータ層の反射率を４％以下に減少さ
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。
【００１６】別法として、データ面がＷＯＲＭデータを
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。
【００１７】別法として、データ面が可逆的相変化薄膜
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。
【００１８】別法として、データ面が光磁気薄膜を含む
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。
【００１９】もう１つの代替法は、データ面がＲＯＭ、
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。
【００２０】図３は、光学的記録媒体の代替実施例の断
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。
【００２１】図４は、媒体１２の好ましいデータ面パタ
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。
【００２２】トラッキング・マークは、媒体１２の回転
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。
【００２３】トラッキング・マークは螺旋パターンで配
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。
【００２４】図５は、媒体１２の代替表面パターンの誇
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。
【００２５】図６は、媒体１２の代替表面パターンの誇
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。
【００２６】図７は、代替表面パタ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。
【００２７】パターン１３０、１５０、１６０、１７０
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。
【００２８】トラッキング・マークの検討を、光ディス
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。
【００２９】光ヘッド 図８は、光ヘッド２２及び媒体１２の概略図を示す。光
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。
【００３０】光線２０２の一部分は、データ面で反射光
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。
【００３１】図９はカッド検出器２３４の上面図であ
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。
【００３２】図１０はチャネル回路２６０の回路図を示
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。
【００３３】焦点誤差回路２６４は、それぞれ検出器部
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。
【００３４】トラッキング誤差回路２６６は１対の加算
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。
【００３５】図１１は制御装置システムの概略図であ
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。
【００３６】これでシステム１０の動作が理解できよ
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。
【００３７】図９を見ると、光線２０２がデータ面９６
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。
【００３８】光線２０２がデータ面９６のあるトラック
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。
【００３９】図１２は、焦点誤差回路２６４によって発
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。
【００４０】図１３は、スイッチ２９７がその最初の位
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。
【００４１】図１４は、インバータ・スイッチ２９７を
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。
【００４２】好ましい実施例では、媒体１２はＲＯＭデ
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。
【００４３】図１５は、回路２６４からの焦点誤差信号
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。
【００４４】また起動時に、制御装置３１４は、どのタ
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。
【００４５】制御装置３１４は、第１のデータ面の第１
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。
【００４６】別法として、ディスク・ドライブを専用に
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。
【００４７】収差補償器 レンズは、通常、屈折率が１．０の空気を通って光を合
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。
【００４８】通常の光学的データ記憶装置では、ただ１
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。
【００４９】収差補償器２１２はこの問題を解決するも
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。
【００５０】レンズ２１０は媒体１２の一番下のデータ
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。
【００５１】光線２０２が面１０２または１０４のいず
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。
【００５２】図１７は、補償器２１２として使用できる
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。
【００５３】図１８及び図１９は、補償器２１２として
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。
【００５４】図２０は、補償器２１２として使用できる
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。
【００５５】図２１は、収差補償器５８０を示す。補償
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。
【００５６】図２２は軸ｚ及びｐに関するレンズ５８２
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。
【００５７】図２３は、光ヘッド６００の概略図を示
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。
【００５８】図２４は、補償器６０２の代わりに使用で
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。
【００５９】図２５は、補償器６０２の代わりに使用で
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。
【００６０】図２６は、ホログラフィ・コーティング６
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。
【００６１】レンズ６６８は平面６７２上に収差のない
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。
【００６２】図２７は、補償器６０２の代わりに使用で
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。
【００６３】図２８は、補償器６０２の代わりに使用で
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。
【００６４】以上、収差補償器２１２及び６０２の動作
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。
【００６５】多重データ面フィルタ 光線２０２が媒体１２の特定のデータ面に合焦される
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。
【００６６】図２９は、フィルタ２２２として使用でき
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。
【００６７】図３０は、フィルタ２２２として使用でき
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。
【００６８】図３１は、フィルタ２２２として使用でき
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。
【００６９】図３２は、ホログラフィ・プレート８３４
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。
【００７０】フィルタ２２２は、図８では、光線２２０
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。
【００７１】
【発明の効果】本発明によれば、光ヘッドからアクセス
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学的データ記憶装置の概略図である。
【図２】本発明の光媒体の断面図である。
【図３】代替の光媒体の断面図である。
【図４】図２及び図３の媒体のトラッキング・マークの
断面図である。
【図５】代替のトラッキング・マークの断面図である。
【図６】代替のトラッキング・マークの断面図である。
【図７】代替のトラッキング・マークの断面図である。
【図８】光ヘッド及び媒体の概略図である。
【図９】図８の光検出器の上面図である。
【図１０】チャネル回路の回路図である。
【図１１】制御装置回路の概略図である。
【図１２】トラッキング誤差信号とヘッド変位の関係を
示すグラフである。
【図１３】代替例のトラッキング誤差信号とヘッド変位
の関係を示すグラフである。
【図１４】代替例のトラッキング誤差信号とヘッド変位
の関係を示すグラフである。
【図１５】焦点誤差信号とレンズ変位の関係を示すグラ
フである。
【図１６】多重データ面収差補償器の概略図である。
【図１７】多重データ面収差補償器の代替例の概略図で
ある。
【図１８】多重データ面収差補償器の他の代替例の概略
図である。
【図１９】図１８の補償器の上面図である。
【図２０】多重データ面収差補償器の他の代替例の概略
図である。
【図２１】多重データ面収差補償器の代替例の概略図で
ある。
【図２２】図２１のレンズの断面図である。
【図２３】光ヘッド及び媒体の代替例の概略図である。
【図２４】多重データ面収差補償器の代替例の概略図で
ある。
【図２５】多重データ面収差補償器の代替例の概略図で
ある。
【図２６】図２４及び図２５の補償器を製造する方法を
示す概略図である。
【図２７】収差補償器の代替例の概略図である。
【図２８】収差補償器の代替例の概略図である。
【図２９】多重データ面フィルタの概略図である。
【図３０】多重データ面フィルタの代替例の概略図であ
る。
【図３１】多重データ面フィルタの代替例の概略図であ
る。
【図３２】図３１のフィルタを製造する方法を示す概略
図である。
【符号の説明】
１０ 光学的データ記憶装置 １２ 光学的データ記憶媒体 ２２ 光ヘッド ２６ ボイス・コイル・モータ ２００ レーザ・ダイオード ２０３ コリメート・レンズ ２０４ サーキュラライザ ２０５ ビームスプリッタ ２０６ 合焦レンズ ２０７ 光検出器 ２０８ ミラー ２１０ 合焦レンズ ２１２ 収差補償器 ２１６ 合焦用アクチュエータ・モータ ２２２ フィルタ ２２４ ビームスプリッタ ２３２ 非点レンズ ２３４ カッド光検出器 ２３８ 半波長板 ２４０ 偏光ビームスプリッタ ２４６ レンズ ２５０ レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハル・ジャーヴィス・ローゼン アメリカ合衆国95032、カリフォルニア州 ロス・ガトス、パイン・アベニュー 17131番地 (72)発明者 カート・アラン・ルビン アメリカ合衆国95050、カリフォルニア州 サンタ・クララ、スーザン・ドライブ 2377番地 (72)発明者 ティモシー・カール・ストランド アメリカ合衆国95120、カリフォルニア州 サンノゼ、ブレット・ハート・ドライブ 6737番地

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】媒体の異なる深さに配置された複数の分離
    されたデータ面を有する光データ記憶媒体を受け取る、
    媒体レセプタと、 電磁放射線を発生させる電磁放射源と、 前記媒体中に存在するデータ面の型を識別する、識別装
    置と、 前記媒体の複数のデータ面のうちの選択された１つの面
    に放射線の焦点を合わせる、合焦装置と、 媒体からの戻り放射線を受け取り、それに応答してデー
    タ信号を発生させる、光受信器とを含む、 光学的データ記憶システム。
  2. 【請求項２】ディスクの異なる深さに配置された複数の
    分離されたデータ面を有する光データ記憶ディスクを受
    け取る、スピンドル・モータと、 光線を発生させるレーザと、 前記ディスク中に存在するデータ面の型を識別する、識
    別装置と、 前記ディスクの選択された半径位置に光線を向ける、光
    線移動装置と、 前記ディスクの複数のデータ面のうちの選択された１つ
    の面に光線の焦点を合わせる、合焦装置と、 ディスクからの戻り光線を受け取り、それに応答してデ
    ータ信号を発生させる、光受信器とを含む、 光学的データ記憶システム。
  3. 【請求項３】前記データ面の１つが、前記光データ記憶
    媒体に存在するデータ面の型を示す記録された情報を含
    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。
  4. 【請求項４】前記記録された情報が、１つのデータ面の
    ヘッダ領域に記録されていることを特徴とする、請求項
    ３に記載の光学的データ記憶システム。
  5. 【請求項５】前記識別装置が、光媒体型選択装置に電気
    的に接続されている制御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。
  6. 【請求項６】前記制御装置が、前記光媒体型選択装置を
    所望の設定にするように予めプログラムされていること
    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。
  7. 【請求項７】前記データ面の１つが、前記光データ記憶
    媒体に存在するデータ面の型を示す記録された情報を含
    み、前記制御装置が、前記光受信器によって読み取られ
    たヘッダ情報に対応するデータ信号に応答して前記光媒
    体型選択装置を設定す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。
  8. 【請求項８】前記制御装置が、前記光媒体型選択装置を
    スイッチすることにより光データ面の型を決定すること
    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。
  9. 【請求項９】前記データ面の型が、ＲＯＭ、ＷＯＲＭ、
    相変化及び光磁気の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。
  10. 【請求項１０】前記合焦装置が、直線移動モータに接続
    されたレンズ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。
  11. 【請求項１１】前記媒体の異なる深さに配置された複数
    の分離されたデータ面を有する光データ記憶媒体をさら
    に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。
  12. 【請求項１２】前記放射源がレーザであることを特徴と
    する、請求項１に記載の光学的データ記憶システム。
  13. 【請求項１３】前記レーザがダイオード・レーザである
    ことを特徴とする、請求項２に記載の光学的データ記憶
    システム。
  14. 【請求項１４】少なくとも１つが電磁放射透過性であ
    る、複数の部材と、 前記複数の部材上の複数のデータ面であって、各データ
    面は実質的に環状のパターンに記録されたデータを有
    し、該記録されたデータの幾つかは前記媒体のデータ面
    の型の情報を示す、前記複数のデータ面と、 前記データ面が離隔関係になるように複数の部材を互い
    に接続する、接続装置とを含む、 光学的データ記憶媒体。
  15. 【請求項１５】データを記憶するための第１のデータ面
    を有する第１の電磁放射透過性部材であって、前記第１
    のデータ面が、電磁放射線により検出可能な記録データ
    を有し、該データが実質的に環状のトラック・パターン
    に記録され、前記第１のデータ面の幾つかのデータが前
    記媒体内のデータ面の型の情報を示す、第１の電磁放射
    透過性部材と、 データを記憶するための第２のデータ面を有する第２の
    部材であって、前記第２のデータ面が、電磁放射線によ
    り検出可能な記録データを有し、該データが実質的に環
    状のトラック・パターンに記録された、第２の部材と、 前記データ面が離隔関係になるように第１及び第２の部
    材を互いに接続する、接続装置とを含む、 光学的データ記憶媒体。
  16. 【請求項１６】前記媒体内のデータ面の型の情報を示す
    データが、各データ面に記録されていることを特徴とす
    る、請求項１４又は１５に記載の光学的データ記憶媒
    体。
  17. 【請求項１７】２つの部材及び２つのデータ面を有する
    ことを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の光学的
    データ記憶媒体。
  18. 【請求項１８】３つの部材及び４つのデータ面を有する
    ことを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の光学的
    データ記憶媒体。
  19. 【請求項１９】少なくとも１つのデータ面がＲＯＭ面で
    あることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の光
    学的データ記憶媒体。
  20. 【請求項２０】少なくとも１つのデータ面がＷＯＲＭ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
    ４又は１５に記載の光学的データ記憶媒体。
  21. 【請求項２１】少なくとも１つのデータ面が相変化材料
    のコーティングを有することを特徴とする、請求項１４
    又は１５に記載の光学的データ記憶媒体。
  22. 【請求項２２】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１４
    又は１５に記載の光学的データ記憶媒体。
  23. 【請求項２３】前記接続装置が部材間のギャップを提供
    することを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の光
    学的データ記憶媒体。
  24. 【請求項２４】前記接続装置が部材間の固体の電磁放射
    透過材料を提供することを特徴とする、請求項１４又は
    １５に記載の光学的データ記憶媒体。
  25. 【請求項２５】前記媒体内のデータ面の型の情報を示す
    データが、セクタ・ヘッダ・マークを含むことを特徴と
    する、請求項１４又は１５に記載の光学的データ記憶媒
    体。
  26. 【請求項２６】前記マークがピットであることを特徴と
    する、請求項２５に記載の光学的データ記憶媒体。
  27. 【請求項２７】前記マークが逆ピットであることを特徴
    とする、請求項２５に記載の光学的データ記憶媒体。
  28. 【請求項２８】少なくとも１つの部材がガラスを含むこ
    とを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の光学的デ
    ータ記憶媒体。
  29. 【請求項２９】少なくとも１つの部材が高分子材料を含
    むことを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の光学
    的データ記憶媒体。
  30. 【請求項３０】前記媒体が、光ディスク・データ記憶シ
    ステムにおいて回転のためにディスク状であることを特
    徴とする、請求項１４又は１５に記載の光学的データ記
    憶媒体。
  31. 【請求項３１】前記複数のデータ面が、少なくとも２つ
    の異なる型の光データ面を含むことを特徴とする、請求
    項１４又は１５に記載の光学的データ記憶媒体。
  32. 【請求項３２】前記複数のデータ面の各々が、データ面
    の型を識別する情報を示す記録されたデータを含むこと
    を特徴とする、請求項１４又は１５に記載の光学的デー
    タ記憶媒体。
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