(57)【要約】  ３次元半透明光媒体に情報を記録し、そこから情報を取り出すことができるように、この媒体上にマークを記載するフォーマッタは、媒体を保持するクランプ機構と、少なくとも１つの回折限界スポットを、媒体中のそれぞれの深さのところに合焦させるように較正された少なくとも１つの光学ユニットとを備える。少なくとも１つの光源は、マークを記載するように最適化され、少なくとも１つのアクチュエータは、スポットを媒体に対して相対的に移動させる。
2007501484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元半透明光媒体に情報を記録し、前記媒体から情報を取り出すことができるように、前記媒体上にマークを記載するフォーマッタであって、
前記媒体を保持するクランプ機構と、
少なくとも１つの回折限界スポットを、前記媒体中のそれぞれの深さのところに合焦させるように較正された少なくとも１つの光学ユニットと、
マークを記載するように最適化された少なくとも１つの光源と、
前記少なくとも１つのスポットを前記媒体に対して相対的に移動させる少なくとも１つのアクチュエータとを備える、フォーマッタ。
【請求項２】
周囲の状態の変動を制御して、前記周囲の状態の変動によって生じるフォーマッティングの変化を小さくするコントローラをさらに備える、請求項１に記載のフォーマッタ。
【請求項３】
前記媒体がディスクの形状をしており、前記媒体に対する相対的な前記スポットの移動が、前記ディスクの回転および前記１つの光学ユニットの移動によって行われる、請求項１または２に記載のフォーマッタ。
【請求項４】
前記光学ユニットが、前記ビームを分割するビーム分割機構を含み、そのため、複数のマークが同時に記載される、請求項１から３のいずれか一項に記載のフォーマッタ。
【請求項５】
前記光学ユニットが、それぞれ異なる深さのところで合焦を行う正確に較正された複数の光学ユニットを含むアセンブリであり、前記アセンブリが、多数のトラックが同時に記載されるように前記媒体に対して相対的に移動するように適合される、請求項１に記載のフォーマッタ。
【請求項６】
空間的に相互に精確に配置されたディスクのスタックを保持するクランプ・ユニットをさらに備える前記ディスクが、多数の光学ユニットによってアクセスされ、多数のアクチュエータによって作動される、請求項１から５のいずれか一項に記載のフォーマッタ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のフォーマッタによって生成されるフォーマッティング・パターンを有するフォーマットされた３次元半透明光媒体。
【請求項８】
前記フォーマッティング・パターンが、前記光媒体中の所望の場所にデータを書き込み、前記所望の場所から前記データを読み取ることができるように、制御されたサイズおよび長さの位置合わせマークを含む、請求項７に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項９】
前記位置合わせマークが、相互に既知の量だけ分離したベース層に配置される、請求項７または８に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１０】
前記フォーマットされた光媒体が、厚さ６ｍｍの両面ディスクであり、
前記ベース層の分離量が１６０ミクロンであり、
データを含まない中間ボリュームの深さが８０ミクロンであり、
ベース層と前記ディスクの表面の最小間隔が２００ミクロンである、請求項９に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１１】
前記位置合わせマークは、前記データ・トラックの軸に対して径方向または軸方向にオフセットされるか、または角度が傾いたサーボ・マークである、請求項７から１０のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１２】
複数の離散３次元サーボ・オフセット、またはある連続した範囲の３次元サーボ・オフセットを用いて３次元トラッキング誤差信号を取得する、請求項７から１１のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１３】
前記サーボ・オフセットが、公称トラック中心からの空間的なオフセットのそれぞれの大きさであるか、あるいは、公称トラック軸に対する異なるそれぞれの角度の傾きである、請求項７から１２のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１４】
前記フォーマッティング・パターンが、各データ・トラックに沿った区間を含み、前記各区間が、前記区間に関連するデータの特性を示すそれぞれのタイプを有する、請求項７から１２のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１５】
前記フォーマッティング・パターンが、前記トラックに対してオフセットされた連続サーボ・パターンを含み、それによってデータを連続的に記録することができる、請求項７から１２のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１６】
前記フォーマッティング・パターンが、ゾーン化されたらせんまたは円を含み、その中でセクタおよびヘッダが符号化される、請求項７から１５のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１７】
片面または両面のディスクである、請求項７から１６のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１８】
サーボ・マークの配置が、３重または４重のサーボ示度に等価であり、示度の計数がトラック区間の数に等しくなるように、隣接する仮想層内のトラックを規定する交番サーボ・マークを配置する、請求項７から１７のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１９】
請求項７から１８のいずれかに記載のフォーマットされた３次元光媒体中に記憶されたデータをトラッキングするトラッキング／フォーマッティング・システムであって、
前記フォーマットされた３次元光媒体中の前記フォーマッティング・パターンに適合するトラッキング信号を生成して、前記フォーマッティング・パターンに従って読取りスポットの精確な場所を制御するサーボ機構用のフィードバックとして使用するトラッキング誤差信号を計算することができるトラッキング・ユニットと、
前記トラッキング・ユニットに結合された非位置感知型検出ユニットとを備え、前記検出ユニットが、前記トラッキング・ユニットによって生成された前記トラッキング信号に応答して、前記検出ユニットの空間的な構造に無関係に、前記光媒体のデータ層内に記憶されたデータ信号を読み取る、トラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２０】
前記フォーマッティング・パターンが、前記光媒体中の所望の場所にデータを書き込み、前記所望の場所から前記データを読み取ることができるように相互に既知の量だけ分離したベース層内に配置された位置合わせおよび／またはサーボ用のマークを含み、
前記トラッキング／フォーマッティング・システムがさらに、波長が相互に異なっていてもよい少なくとも２本のレーザ・ビームを、前記光媒体中の相互に変位するように制御されたそれぞれのポイントで合焦させて、前記光媒体から読取り信号を取得するのに使用する読取りスポットおよび前記光媒体中にマークを記録するのに使用する書込みスポットを形成するように適合された光学ユニットを備え、
前記トラッキング・ユニットが前記読取りスポットに応答して、少なくとも部分的に記録され、かつ／またはサーボ・マーキングされた層内の情報トラックをトラッキングし、それによって前記書込みスポットが、前記光媒体の隣接した層内にデータを記録すること
ができる、請求項１９に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２１】
前記ベース層が、前記ベース層の上書きがないことを検証するテスト区域を含む、請求項２０に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２２】
すべてのデータ層が、高精度であらかじめフォーマットされ、データ・トラックの軸に対して径方向、軸方向、または角度的にオフセットされるように各データ・トラックの両側に沿って配設された複数のサーボ変調マークを含み、
光学ユニットが、波長が相互に異なっていてもよい２本のレーザ・ビームを、制御されてわずかにオフセットされた前記光媒体中のそれぞれのポイントで合焦させて、前記光媒体から読取り信号を取得するのに使用する読取りスポットおよび前記光媒体中にマークを記録するのに使用する書込みスポットを形成するように適合される、請求項１９に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２３】
前記サーボ・マークが、複数の離散オフセットまたはある連続した範囲の径方向、軸方向、または角度的なオフセットで配置される、請求項２１または２２に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２４】
サーボ・マークおよび前記データ・マークが、異なるサイズおよび長さのものである、請求項２１または２３に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２５】
前記読取りスポットと書込みスポットの間の一定のオフセットの変動が、
（数１）
2007501484.tif 000006
の形式のトラッキング誤差信号によって補正され、ただし、Ｓ１およびＳ２は、２つのオフセット・マーク列からのそれぞれの信号の振幅であり、ＡおよびＢは対称性破れ係数、Ｄ・（Ｅ・Ｓ１＋Ｓ２）は一般正規化係数である、請求項１９から２４のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２６】
各軸で２対のサーボ・オフセット・マークを使用してサーボ示度を取得する、請求項１９から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記サーボ・オフセットが、２つの異なる大きさのサーボ・オフセットを含み、前記読取りスポットと書込みスポットの間の一定のオフセットの変動が、
（数２）
2007501484.tif 000007
の形式のトラッキング誤差信号によって補正され、ただし、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４は、４つのオフセット・マーク列のそれぞれの信号の振幅であり、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは対称性破れ係数、Ｉ・（Ｅ・（Ｓ１＋Ｆ・Ｓ２）＋Ｇ（Ｓ１＋Ｈ・Ｓ２））は一般正規化係数である、請求項２６に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２８】
前記フォーマッティング・パターンが、各データ・トラックに沿った多数の区間を含み、前記各区間が、前記区間に関連するデータの特性を示すそれぞれのタイプを有する、請求項１９から２４のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム
。
【請求項２９】
前記区間が、それぞれユーザ・データならびにサーボおよびシステムの情報に関係する２つのタイプを含む、請求項２８に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３０】
前記区間が、それぞれのゾーン化一定線長を有する２つのタイプの区間を含み、第１のタイプは主にユーザ・データ専用であり、第２のタイプは主にサーボおよびシステムの情報専用である、請求項２８に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３１】
前記間隔が、それぞれのゾーン化一定角度長を有する２つのタイプの間隔を含み、第１のタイプが主にユーザ・データ専用であり、第２のタイプが主にサーボおよびシステム情報専用である、請求項２８に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３２】
前記区間の長さが疑似ランダムに変化する、請求項２９から３１のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３３】
前記フォーマッティング・パターンが、ゾーン化されたらせんまたは円を含み、その中でセクタおよびヘッダが符号化される、請求項１９から３２のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３４】
サーボ・マークの配置が、３重または４重のサーボ示度に等価になり、示度の計数がトラック区間の数に等しくなるように、隣接する仮想層内のトラックを規定する交番サーボ・マークを配置する、請求項１９から３３のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３５】
前記フォーマッティング・パターンが、公称トラック中心に加えて補助情報を符号化する、請求項１９から３４のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３６】
内容を記録するように適合される、請求項１９から３５のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３７】
複数の合焦要素を有する光学系の球面収差を補正する方法であって、補正要素を配設することを含み、前記補正要素は、いくつかの前記合焦要素に共通な光学要素を備え、前記補正要素の主要寸法は、前記合焦要素のそれぞれの主要寸法よりも大きく、前記補正要素の回折限界に合焦させる目標は、主に球面収差を補正する第１部分と、主に合焦させ、他の収差を補正する第２部分とに分離される、方法。
【請求項３８】
前記補正要素が、光学オイルの層によって分離された２つのガラス表面を含み、前記方法がさらに、前記ガラスを作動させ、前記オイルを加圧することによって前記補正要素の厚さを制御することを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記補正要素が、公称上平行な表面を有する１対の光学要素を含み、前記方法がさらに、前記平行表面を傾けることによって収差を低減することを含む、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元記憶媒体をフォーマットしトラッキングする方法および機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
当技術分野では、３次元光記憶機器に情報を記憶させることが提案されている。このようなシステムにおいて解決すべき問題の１つは、光ビームが特定のポイントから情報を読み取る際に、読取り用光源とこの特定のポイントの間に位置する記憶媒体によって読取り光ビームがそれることがないようにする方法である。別の問題は、媒体に記憶される情報をフォーマットして、安定してこの媒体に情報を書き込み、この媒体から情報を取り出すことができるようにする方法である。
【０００３】
２００１年１０月４日に本譲渡人の名義で公開された「Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｅｍｏｒｙ」という名称の国際公開ＷＯ  ０１／７３７７９号に対応する米国特許出願第１０／２４０４２０号は、２光子吸収によって情報を読み取ることを提案している。この方法では、特定のポイントに記憶された情報は、ある種の周波数νにおける吸収係数によって特徴づけられ、読取りは、ν１＋ν２＝ν（ν１−ν２＝νも可能）になるν１およびν２の周波数の２本の光ビームで実施される。これら２本の光ビームが交差するときにのみ、光が吸収され、読取りが行われる。これら２本のビームが交差しないポイントではどこも、周波数νの光は存在せず、したがって読取りは行われない。この記憶媒体は、周波数ν１の光に対して、かつ周波数ν２の光に対しても透明とすべきである。
【０００４】
フォーマッティング
データ記憶媒体のフォーマッティングとは、ブランク媒体を製作した後で、それを日常的に使用してファイルを読み取り記録する前のステップであり、フォーマッティング側（工場にある装置、または記録を行うおそらくは多くの装置のうちの１つである独立した装置）とエンド・ユーザ側（日常的にこの媒体を使用する装置）との間で合意したフォーマットの方法および特別な規格を指す。まず、標準のランダム・アクセス追記型記憶装置の現況を概観する。
【０００５】
光記憶媒体では一般に、特にＤＶＤでは、データは、光ディスクの１つまたは２つの物理的な層上に形成されたトラックに沿って記憶させ、半導体ダイオードによって生成されたレーザ・ビームをこれらのトラック上に合焦させ、ディスクをその軸の周りで回転させ、反射光を収集することによって読み取る。これらのトラックは通常、らせん状のトラックを含み、これらのトラック上にデータを書き込み、これらのトラックからデータを読み取る。
【０００６】
光学式ＷＯＲＭ、ならびにＤＶＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ、およびＤＶＤ−ＲＡＭなどの書換え型媒体では、フォーマッティング情報が、情報用の表面上に印刷（エンボス加工）されている。より高レベルのフォーマッティングでは、例えば、２つ以上のデータ・フォーマットが存在し、それによって、データＣＤまたは音楽ＣＤとしてＷＯＲＭ  ＣＤに読書きを行うことができる。
【０００７】
２次元光媒体をフォーマットする別の方法が、（Ｍｏｎｅｎの）米国特許第５４５２２８５号に開示されている。この特許は、均一に分布したピットの２次元アレイを使用する
ことを交換可能に採用して、光学式情報記憶媒体において、タイミング、精密トラッキング、およびアドレスの情報を提供し得ることを論じている。（Ｇｅｔｒｅｕｅｒの）米国特許第４９１４６４５号は、光反射型の光ディスク記録システムを論じている。このシステムは、記録媒体のヘッダ内に配置された偏心ウォブル区域を利用して、正確なトラック交差回数および正確なトラック追従信号を提供する。第１信号の高周波数成分が、このウォブル区域を利用して生成された第２信号の低周波数成分と合成される。サーボ専用区域にサーボ用ピットが設けられる。３つのピットのうち２つがウォブル・ピットであり、第３ピットは、クロック制御に使用する。
【０００８】
磁気および光磁気による記憶装置の多くは、サンプル・サーボサンプル・サーボ・フォーマッティングまたはトラック位置変調（トラック・ウォブリング）と称するフォーマッティングおよびトラッキングの方式を利用する。（Ｎａｚａｒｉａｎ他の）米国特許第６１２２１３３号は、磁気記憶装置にサンプル・サーボ法を応用することを論じている。本質的に、層内データの２次元構造に対する変調であるサーボ信号方式により、物理層内のトラックに追従することができる。前記特許の例では、これらのトラックは本質的に円形である。この媒体のフォーマッティングの性質により、トラッキング情報、ならびにセクタ番号およびゾーンなどの追加のトラック・データをともに抽出することができる。前記サーボ信号は、径方向部分トラッキング誤差信号を取り出し、部分的なトラック追従を較正し制御することができるマルチ・バースト・パターンで記録される。
【０００９】
磁気媒体では、エンド・ユーザのところで、磁気記憶装置を使用するコンピュータ・システムの制御の下、より高レベルの装置フォーマッティングを実施することが慣行になっている。これにより、コンピュータ・システム固有の要件に応じて、フォーマッティングを最適化するための多くの余地がこのコンピュータ・システムに与えられる。一例は、１つの磁気ハード・ディスクをいくつかのパーティションに分割し得ることである。これらいくつかのパーティションの一部は、１つのオペレーティング・システム（ＯＳ）が使用し、他の部分は、別のＯＳが使用する。これら異なる部分は通常、適切なＯＳによってしか読み取ることができない。ディスクのフォーマッティングは、異なるフォーマット層に分割することができる。ディスクの低レベルのフォーマッティングは、この例のいずれのＯＳにも共通のものであるが、高レベルのフォーマッティングを行って整然としたファイル・システムにすることは、各ＯＳに固有の部分である。
【００１０】
フォーマッティングにより、とりわけ、以下のことが可能になる。
【００１１】
・媒体内でデータを取決めに従って整理すること
・基本データ・ユニット（データのブロック、セクタ、ブロック・クラスタ）の論理位置および物理位置を見つけ、読み取ること
・正確にドキュメント化された取出し可能な位置にデータを記録すること
・データをトラッキングし、データを記憶する定義位置に合わせてデータを取り出すこと、トラッキング（例えば、２００２年３月１３日に本譲渡人の名義で出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｄａｔａ  ｉｎ  ａｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｍｅｄｉｕｍ」という名称の米国特許出願第１０／０９６３６９号を参照されたい）、適応利得制御および同期ヘッダの記載など
・媒体中に、例えばディスクのタイプおよびモデル、感度、記録密度、製造情報、ならびに個別ＩＤおよびタグなどのシステム情報を含めること
・読取りおよび／または書込み用のデバイス・パラメータを媒体に合わせること、例えば、ＤＶＤ−Ｒにおいて、異なる媒体に応じてレーザ出力を変更すること
・ファイル・システムおよびファイルを、（異なるユーザに対して）異なるセキュリティおよび可視性のレベルに含めること
・相互に可視または不可視な異なるユーザおよびシステムが単一の記憶装置を使用する
こと
・セクタの一部が損傷を受けたときに、媒体中のデータの完全性を回復して、データ媒体の堅固さおよび残存能力を保証すること
・フォーマッティング・プロセス中に内容（例えば、ビデオ）を記録すること
トラッキング
データを正しく取り出すには、読取りヘッドが所望のトラックに置かれ、それに追従することが不可欠である。このため実際には、１つのトラックから別のトラックに飛ぶこと、および１つのトラックに忠実に追従することの２つの異なる種類のトラッキング上の問題が生じる。ここでの考察では、これら２つの異なるトラッキング上の問題が、異なる解決策を必要とすることを認識すれば十分であろう。このトラッキング方法が本発明に関係する範囲内では、本発明は、これら２つの問題の第２の問題にのみ関わる。
【００１２】
ＣＤおよびＤＶＤの読取りヘッドが目的トラックをトラッキングするやり方は、そのトラック上に読取りスポットを合焦させ、位置感知検出器によって反射スポットの強度を測定することに基づいている。これにより、誤差測定値に基づいて読取りスポットの位置を計算し、読取りヘッド位置の後続の調整を行うことができる。
【００１３】
（Ｓａｔｏ他の）２００１年１１月１５日に公開された「Ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｓｅｒｖｏ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｏｆ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｒｅｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ａｐｐａｒａｔｕｓ」という名称の米国特許出願第２００１００４０８４４号は、この技術を利用したトラッキング・サーボ機器を開示している。これにより、光ディスクの記録表面にレーザ・ビームを照射したときに得られる反射光が光電変換され、それによって光電変換信号が得られる。この光電変換信号によって、あるトラックについてのレーザ・ビームの照射位置の、記録表面上のディスク径方向の偏差量を示すトラッキング誤差信号が生成される。光学系で生じる球面収差が検出され、この検出結果に基づいて、トラッキング誤差信号のレベルが補正され、レーザ・ビームの照射位置が、レベル補正されたトラッキング誤差信号に従ってディスクの径方向に移動する。
【００１４】
同様に、（Ｓｃｈｅｌｌ、Ｄａｖｉｄ  Ｌ．の）２００１年５月１５日公開の「Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｒｉｖｅ  ｅｒｒｏｒ  ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ」という名称の米国特許第６２３３２１０号は、ＣＤオーディオ・ディスクおよびＤＶＤで見られる様々なデータ・フォーマットの中で一般的なものである光ディスク・プレーヤ用のトラッキング誤差信号を得る方法および機器を開示している。少なくとも４つの活動区域を有する光検出器を使用して、反射レーザ・ビームを感知する。異なる活動区域内での信号の大きさを比較することによって、差動振幅トラッキング誤差信号が生成される。
【００１５】
これらの参照文献は、位置感知検出器として働く複数の区域を有する光検出器を使用して、光ディスクの表面から反射した読取り／書込みレーザ・ビームの成分を検出し、それによって、所望のトラックとやり取りする読取り／書込みヘッドを維持する周知の解決策の典型的なものである。
【００１６】
ＣＤおよびＤＶＤではともに、軸方向の補償が、読取り／書込みビームの焦点調節に変換される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、指定かつ制約された３次元スペース内の任意のボクセル／ポイントにアクセスし得る任意の均質な光記憶媒体に適用可能である。そのため、この光媒体は例えば、中
心の周りで回転するディスク、または３次元で直線的に作動させることができる立方体とし得る。本発明は特に、２００１年１０月４日公開の「Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｅｍｏｒｙ」という名称の国際公開ＷＯ  ０１／７３７７９号に対応する本出願人の同時係属米国特許出願第１０／２４０４２０号に記載されているように、単に光媒体または光ディスクと称する３次元光記憶媒体をフォーマットすることを目的とする。ＷＯ  ０１／７３７７９号は、無色半透明ポリマーの単一の一体片から製作された光ディスクを記載している。この文献中に記載されている特定の実施形態では、何百ものスタックされた仮想層データを書き込むことによってディスク内に情報を記憶させる。機能的かつ空間的に、これらの層はそれぞれ、らせんまたは円形のトラック上に情報が記憶される単一のＣＤまたは光磁気情報層と比較することができる。これらのトラックは、環状のゾーンおよびセクタに分割され、これらはそれぞれ、セクタの制御された取出し可能な場所（例えば、先頭）に記載されたそれぞれのヘッダを利用して標識される。これらの実施形態によれば、読取りスポットとデータ・トラックの相対移動は、ディスクを回転させ、かつ、回折限界スポットを軸方向および径方向に移動させることによって実現される。このような媒体中に回折限界スポットを合焦させることができる光学機械式アセンブリが、２００２年１０月７日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ
ｔｉｇｈｔ  ｆｏｃｕｓｉｎｇ  ｏｆ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｒｅａｄｉｎｇ  ｏｒ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｂｅａｍ  ｉｎｓｉｄｅ  ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ」という名称の本譲受人が所有する同時係属の米国特許出願第６０／４１６２７４号に開示されている。この文献を参照により本明細書に含める。
【００１８】
光媒体が読取りスポットに対して相対的に移動するとき、トラックは、限られた量の振れを受けると仮定する。記憶媒体がディスクである場合、この振れは、ｒ（径方向の振れ）およびｚ（軸方向の振れ）の両方向に存在する。このような歪みは、回転軸が、ディスクの中心からわずかにずれており、ディスク面の法線に対してわずかに傾いており、そのため、データ・トラックが、ディスクの回転中、読取りスポットに対して相対的に移動する場合に生じ得る。
【００１９】
本発明の第１の目的は、物理的に階層化された構造にデータを限定することなく、３次元スペース内の所望かつ所定の場所またはトラックにデータを記録し得るように光媒体をフォーマッティング可能にすることである。
【００２０】
本発明の第２の目的は、３次元光媒体からデータを取り出し、任意選択でこの光媒体にデータを記録することができるようにこの光媒体をフォーマットした後で、その中に記憶されたデータをトラッキングする機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の第１の態様によれば、３次元半透明光媒体に情報を記録し、それから情報を取り出すことができるように、この媒体上にマークを記載するフォーマッタが提供される。このフォーマッタは、
媒体を保持するクランプ機構と、
少なくとも１つの回折限界スポットを、媒体中のそれぞれの深さのところに合焦させるように較正された少なくとも１つの光学ユニットと、
マークを記載するように最適化された少なくとも１つの光源と、
媒体に対して相対的に前記少なくとも１つのスポットを移動させる少なくとも１つのアクチュエータとを備える。
【００２２】
本発明の第２の態様によれば、フォーマットされた３次元光媒体中に記憶されたデータをトラッキングするトラッキング／フォーマッティング・システムが提供される。前記トラッキング／フォーマッティング・システムは、
前記フォーマットされた３次元光媒体中のフォーマッティング・パターンに適合するトラッキング信号を生成して、前記フォーマッティング・パターンに従って読取りスポットの精確な場所を制御するサーボ機構用のフィードバックとして使用するトラッキング誤差信号を計算することができるトラッキング・ユニットと、
このトラッキング・ユニットに結合された検出ユニットとを備え、この検出ユニットは、トラッキング・ユニットによって生成されたトラッキング信号に応答して、この検出ユニットの空間的な構造に無関係に、前記光媒体中に記憶されたデータ信号を読み取る。
【００２３】
本発明は特に、単一の光検出器を使用して、媒体中に記憶された情報を安定に取り出す（すなわち、トラッキングし復号する）ことができる３次元光媒体をフォーマットしトラッキングすることを対象とする。
【００２４】
当技術分野で周知の３次元光記憶に適した能動的な媒体はいずれも、本発明に従って使用するのに適している。能動的な媒体の非限定的な例が、参照により本明細書に組み込む上記米国特許出願第１０／２４０４２０号、ならびに１９９９年１２月７日に（Ｒｅｎｔｚｅｐｉｓに）発行された「Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｅｍｏｒｙ」という名称の米国特許第５２６８８６２号に記載されており、スチルベン誘導体およびアゾベンゼン誘導体である。
【００２５】
以下に説明する実施形態は特に、ディスク形状媒体に関するものであるが、ここで説明するフォーマッティングおよびトラッキングの方法は、ディスク形状媒体に限定されず、任意の形状の媒体および情報トラック（例えば、らせん形状トラック）に適用されることが明らかなはずである。
【００２６】
本発明の第２の態様に関して、トラッキングしフォーマットすることは、様々な手法を利用して実現し得る。そのため、第１の手法によれば、複数のベース層が、ディスク内部に記載される。「工場」であらかじめフォーマットされるこれらのベース層には、極めて高いレベルの精度で書き込みが行われる。このような実施形態では、光媒体は、光媒体内の所望の場所にデータを書き込み、そこからデータを読み取ることができるように相互に既知の量だけ分離したベース層内に配置された位置合わせマークを含むフォーマッティング・パターンでフォーマットされる。読取りおよび書込み用のレーザはともに、必要とされる層間隔に等しい焦点間垂直距離で同時に合焦する。連続した新しい各層には、その前の層を読み取り、トラッキングしている間に書込みが行われ、そのため、確実に新しい各層が正しくフォーマッティングされ、一定間隔で配置される。
【００２７】
フォーマッティングおよびトラッキングを実現する第１の手法によれば、トラッキング／フォーマット・システムは、波長が相互に異なっていてもよい少なくとも２本のレーザ・ビームを、光媒体中の相互に変位するように制御されたそれぞれのポイントで合焦させて、光媒体から読取り信号を取得するのに使用する読取りスポットおよび光媒体にマークを記録するのに使用する書込みスポットを形成するように適合された光学ユニットを備え、
トラッキング・ユニットは読取りスポットに応答して、少なくとも部分的に記録された層内の情報トラックをトラッキングし、それによって書込みスポットが、光媒体の隣接した層内にデータを記録することができる。
【００２８】
詳細な説明で説明する第１の手法の好ましい実施形態は非限定的なものであり、層間距離、ベース層の数、ベース層間の層の暗黙の数などのパラメータ、および他の任意のパラメータは、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく変更し得ることを理解されたい。
【００２９】
トラッキング・ユニットの一実施形態では、書込みレーザは、一定の焦点距離のところで維持され、読取りレーザは、円錐走査を利用したトラッキングが確実に行われるように前の層付近で揺動する。このトラッキング方法は、米国特許出願第１０／０９６３６９号、および２００３年９月１８日に（すなわち、本出願の優先日の後で）本譲受人の名義で公開され出願された国際公開第０３／０７７２４０号に開示されている。例えば、当技術分野では周知の径方向トラッキング用の３スポット機構およびオートフォーカス機構など、他のトラッキング機構が可能である。このようなトラッキング方法は、位置感知検出器を使用することに依存しており、それ自体周知のものである。３次元光記憶を行うためのこのような複数検出器による方法の一例が、Ｈａｉｃｈｕａｎ  Ｚｈａｎｇ他、「Ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｔａ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｔｗｏ−ｐｈｏｔｏｎ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｓｋ  Ｍｅｄｉａ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｉｇｈｔｅｅｎｔｈ  ＩＥＥＥ  ｓｙｍ．  ｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、２００１年４月１７〜２０日に記載されている。別のトラッキング方法は、以下で論じる第２の手法に基づくものである。
【００３０】
フォーマッティングおよびトラッキングを実現する第２の手法によれば、トラッキング／フォーマット・システムは、波長が相互に異なっていてもよい少なくとも２本のレーザ・ビームを、光媒体中の相互に変位するように制御されたそれぞれのポイントで合焦させて、光媒体から読取り信号を取得するのに使用する読取りスポットおよび光媒体にマークを記録するのに使用する書込みスポットを形成するように適合された光学ユニットを備え、
トラッキング・ユニットは読取りスポットに応答し、それによって、少なくとも部分的に記録された層内の情報トラックをトラッキングして、光媒体内で書込みスポットがデータを記録することができる。
このようなフォーマッティング／トラッキング・システムの動作は、データ区間およびサーボ区間に分割された線によって表される単一直線トラックに関する簡略化した２次元の例によって説明することができる。サーボ・システムは、例えばデータ区間の終了を指し示す特別な同期ワードによって、これらのデータ区間およびサーボ区間に同期する。サーボ区間内では、トラックの第１の側にわずかにオフセットされた前縁マークがまず現れ、システムが解像可能な遅延後、トラックの他方の側にわずかにオフセットされた第２の後続の後縁サーボ・マークが現れる。このシステムは、前記２つのマークからの信号の振幅を比較し、これら２つの振幅の差に（線形または非線形に）比例した誤差信号を生成する。
【００３１】
読取りスポットと書込みスポットの間の既知の較正済みオフセットに対応するために、バイアスされた部分トラッキング誤差信号が生成される。対称にオフセットされた２組のサンプル・サーボ・バーストの関数としてバイアスされた誤差信号を計算する第１の方法は、この誤差信号の計算に、読取りスポットからの距離の関数としてのサーボ・マークからの信号の線形または非線形な空間的性質ならびにマークおよびスポットのそれぞれの形状を考慮に入れた対称性破れ係数を追加することによるものである。
【００３２】
トラッキング誤差信号の１次式は、以下に示す形式のものである。
【００３３】
（数３）
2007501484.tif 000003
【００３４】
ただし、Ｓ１およびＳ２は、２つのオフセット・マーク列からのそれぞれの信号の振幅であり、ＡおよびＢは対称性破れ係数、Ｄ・（Ｅ・Ｓ１＋Ｓ２）は、一般正規化係数である。
【００３５】
読取りスポットと書込みスポットの間の既知のオフセットに対応する第２のファミリの方法は、より高密度のサーボ信号を使用することに基づくものである。ここで、簡略化した２次元の例の場合、このより高い密度は、トラックから外れた軸で行い、サーボ・マークは、多数の離散的または連続したオフセット値でオフセットすることができ、これらの様々なサーボ信号は、特別な符号化によって、またはこれらのタイミングによって識別される。これらより高密度のサーボ・マークを用いて、１対の適切なオフセット・サーボ列を選択することによって、２オフセット信号方式に類似したやり方でトラッキング誤差信号が取得される。トラッキング誤差信号の対称性の破れは、ここでも適用することができる。オフセット・サーボ・マークの組を複合して使用すると、ロックイン範囲をより広くし、より高次のトラッキング誤差信号を抽出することができる。
【００３６】
図９に、対称な２次信号を使用した場合の結果を示す。ここでは、４つのサーボ・マーク列が、対向する２対のトラック・オフセット＋Ｘ、＋Ｙ、−Ｘ、および−Ｙ（│Ｙ│＞│Ｘ│）でそれぞれ記録される。このように、これらのサーボ・オフセット値は、２つの異なる大きさのサーボ・オフセット値を含み、読取りスポットと書込みスポットの間の一定のオフセットの変動は、以下の形式のトラッキング誤差信号によって補正される。
【００３７】
（数４）
2007501484.tif 000004
【００３８】
ただし、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４は、４つのオフセット・マーク列のそれぞれの信号の振幅であり、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは対称性破れ係数、Ｉ・（Ｅ・（Ｓ１＋Ｆ・Ｓ２）＋Ｇ（Ｓ１＋Ｈ・Ｓ２））は、一般正規化係数である。
【００３９】
得られたトラッキング誤差信号により、読取りスポットと書込みスポットの間の一定のオフセットを自動追尾することができる。これは、オフセットがトラック・ピッチの約半分である図９に示す場合がそうであるが、読取りスポットと書込みスポットの間にオフセットがある場合に必要になることがある。この特定の実施形態では、２次トラッキング誤差信号により、より広い範囲を自動追尾し得ることにも留意されたい。このファミリの２次信号では、対称性破れ２次トラッキング誤差信号を抽出することもできる。これらの方法を複合して用いると、現在の読取りスポット−書込みスポットのオフセットおよび現在の読取りスポット−トラックのオフセットについて最良の方法を動的に選択することが可能である。必要とされるトラッキング誤差信号に応じて、様々にオフセットされたサーボ・マークからの信号を適切に操作することによって非線形性を組み込むこともできるし、取り除くこともできる。
【００４０】
本発明の最も広い応用例では、本発明により、所定の層内にデータを配置するように制約されることなく、かつ、特定の向きでサーボ・マークを配置するように制約されることなく、３次元光媒体中の任意の場所へのデータ記録を定義するためのフォーマッティングの自由度が提供される。これは、指定かつ制約された３次元スペース内の任意のボクセル／ポイントにアクセスし得る均質な光記憶媒体を使用することによって可能になる。より限定されたサンプル・サーボ技術の応用例では、サーボ区間に沿って、トラックの上下にわずかにオフセットされた軸方向トラッキング・マークが追加される。この軸方向トラッ
キング誤差は、径方向トラッキング情報と並列に抽出される。
【００４１】
機械的なサブ・システムの応答周波数よりも高いサーボ信号方式周波数を使用すると、サンプル・サーボ信号のローパス・フィルタリングを利用することができ、これらの信号中のノイズを抑制することができる。
【００４２】
上記で考察した孤立トラックの例は、第２のトラッキング方法の基礎となる考え方を明確にするためにのみ用いられるものである。実際には、トラック・ピッチは、１つの層内にできるだけ多くのデータを詰め込むために最小限に抑えるべきである。サーボ信号方式の技術分野で周知の方法の１つは、「交番サーボ」の名称で知られているものである。この方式では、前縁マークおよび後続のマークの役割は、トラックらせんまたは同心データ円のある一巻きと別の一巻きとの間で交互に代わる。以下、図面のうち図６ｂを特に参照して、３次元での実施形態を説明する。
【００４３】
この実施形態によれば、トラッキング／フォーマッティング・システムはさらに、光媒体中の公称トラック上に合焦された読取りスポットのトラッキング誤差を補正する誤差補正ユニットを備える。前記誤差補正ユニットは、
サーボ変調マークから、公称トラック中心からのそれぞれのサーボ変調マークのサーボ・オフセットの大きさに応じて変化するそれぞれのサーボ変調マークの振幅、または、公称トラック軸に対する相対的な異なるそれぞれのサーボ変調マークの角度の傾き、あるいはこれらの任意の組合せを有する信号を受け取るフィードバック・ユニットと、
このフィードバック・ユニットに結合され、受け取った信号に応答して、読取りスポットの、トラックからの径方向および軸方向のそれぞれの部分オフセットの方向および相対振幅を決定するオフセット決定ユニットと、
このオフセット決定ユニットに応答可能に結合され、それに従って読取りスポットの位置を調整するスポット調整ユニットとを含む。
【００４４】
第２のフォーマッティング／トラッキング方法の第２のファミリの実施形態は、光ビームの焦点および位置を制御する光学ユニット内の光学要素の一部を操作することによって、ビーム・プロフィールを操作することに基づくものである。反射型光媒体装置で利用し、「光学的超解像」として知られていることがある操作に関係する一例では、より小さなスポットを生成するために、不透明リングにより対物レンズの一部が遮蔽される。これは、特定の面内で、すなわち焦点面内で、ビーム・プロフィールの対称性は変化させずにビーム・プロフィールを変更することを目的とした操作の例であるが、サーボ・サンプリング方法は、方向情報を抽出することを必要とし、したがって、対称性が減じたビーム・プロフィールを必要とする。光軸に対して斜めの向きのビーム・プロフィールとすることにより、斜めの向きのマークを生成することができる。これは、３次元の性質を有する媒体特有の特徴である。図１２に、傾いたマークを使用して、径方向にスポットを誘導するところを絵画的に示す。傾いたマークを生成する操作の特定の実施形態は、記録ビームを合焦させる光学ユニットの透明開口の半分の約２／３を遮蔽する液晶パネルを追加することである。図１１では、トラックは、接線方向から見て描いたものである（トラックは紙面内に入る）。２つの部分的に重なり合う楕円は、このトラックに対して相対的に傾いたサーボ・マークの２つの向きを示している。読取りスポット１１１０が、これらのマークの向きに沿った２つの斜め方向の一方に沿って、動く場合、一方のサーボ・マーク列からの信号は、他方のサーボ・マーク列からの信号よりもはるかに速く弱くなる。この情報は、このマークに沿ったいずれの方向がスポットの相対移動であるかを示さないので完全ではない。変形のしかたが異なるサーボ・マークを追加するか、あるいは、これらの方法を、トラッキングおよびフォーマッティングを実現する第２の手法の第１のファミリなどの他のトラッキング方法と組み合わせることによって、欠けている情報を追加する。図１０に、完全な情報を伴うトラッキングの実施形態を示す。この実施形態では、接線方向に傾い
た１対の追加のサーボ・マーク（１０３０、１０４０）を使用する。これらのマークにより、軸方向の誤差信号を導出することができ、それによって実質的に、どのサーボ・マークも２つの軸方向サーボ・マーク、すなわち、フォーマッティングおよびトラッキングを行う第２の手法の第１のファミリの傾いていないサーボ・マークの役割を果たすことになり、そのため、情報が完全になる。接線方向に傾いたマークを使用すると、１つの簡単な配置ですべてのサーボ・マークが得られるという利益が得られるが、トラックの下側（または上側）のマークの第１部分と、反対側の第２部分とを確かに比較するようにするために、接線方向に傾いたマークをより正確なタイミングでサンプリングする必要がある。本発明の詳細な説明では、ビーム・プロフィールを生成する方法を論じる。これらの方法は、対物レンズを部分的かつ非対称に遮蔽すること、または、光学要素の１つを傾けることによって、例えばコマ収差などの収差の生成することを含む。
【００４５】
詳細な説明で説明する第２の手法の好ましい実施形態も非限定的なものであり、そのサンプル・サーボ信号方式は、専用のトラック区間をもつこともできるし、もたなくてもよいことを理解されたい。このサンプル・サーボが専用の区間を有する場合、これらの区間は、一定の線長または一定の角度長とすることもできるし、あるいは、可変長とすることさえできる。径方向および軸方向の隣接するサーボ・トラックからの連続したサーボ情報を用いて連続したデータ列を記録し得る。これらのサーボ信号方式マークは、トラックに沿って場所を変えるか、あるいは、トラックからのオフセットを変えることにより、これらのマークの場所または密度を変化させることによってさらに符号化することができる。符号化は、例えば、これらのサーボ・マークを記載する書込みパルスの振幅または継続時間を変化させることにより、これらのマークからの読取りプロセスによって得られる信号の長さを変え、信号の振幅を変えることによっても実現し得る。サーボ信号マークは、可変サイズのものとすることもできる。この場合、時間領域、周波数領域（異なる周波数成分の異なるサーボ・マーク）、または複合的な方法（例えば、ウェーブレット領域フィルタリング）であろうと、任意の独特な特徴および任意の独特な信号処理方法によって異なるサーボ・パターンを識別し得る。以下の詳細な説明で説明する実施形態の１つは、サーボ・マークがシステムの最小マーク・サイズよりも大きい場合に関係する例であり、これは、情報トラックの詰込みに影響を及ぼすものである。これらのトラックを効率よく詰め込むことは、例えば、円形のトラックを使用し、交互に記載されたサーボ・マークを使用することによって実現される。交番サーボ・マークは、径方向または軸方向のいずれかのみに用いることもできるし、その両方に用いることもできる。サンプル・サーボのこれら追加の変形形態はどれも、サンプル・サーボ・マークからのトラッキング誤差信号の抽出を改善し、これらのマークによる追加の情報を符号化することができる。このような追加の情報の符号化の非限定的な例は、セクタまたは層の識別情報の符号化、あるいは、ディスクのバージョンおよび生産バッチなどのシステム情報の符号化である。
【００４６】
このフォーマッタは、両方のフォーマッティング方法に対して極めて類似したものである。このフォーマッタは、極めて強力なクランプ機構でディスクを保持する極めて安定なスピンドルと、高レベルの再現性で異なる深さのところで回折限界に合焦させることができる、ディスクの上に配置された極めて安定な光学ユニット（ＯＰＵ）と、異なる径方向位置にＯＰＵを配置して、らせん状のサンプル・サーボ・マークを連続して記載するか、あるいは、サンプル・サーボ・マークを円単位で不連続に記載することができる、ＯＰＵに固定された極めて安定なアクチュエータからなる。
【００４７】
国際公開ＷＯ  ０１／７３７７９号およびその中で引用されている参照文献に記載されているものなど、非線形現象に基づく３次元記憶は、低エネルギー高ピーク出力の短いパルスを使用して、媒体中にマークを記載することができる。そのため、このフォーマッタは、（比較的低エネルギー高ピーク出力の）短パルス・レーザを活用して、１つのパルスで複数のマークを同時に記載することができる。（通常、合焦要素の前に置かれる）回折
要素を使用して、複数のマークからなる固定または可変のパターンに合焦ビームを分割し得る。このパターンは、サーボ同期パターンの一部または完全なサーボ同期パターンとすることもできるし、並列に記録されるサーボ同期パターンの２つ以上の部分または２つ以上の完全なサーボ同期パターンとすることもできる。ここで述べるように、このフォーマッティング・プロセスで記録されるマークは、サーボおよび同期用のパターンに限定されるものではなく、他の機能を備えることもできる。適切なレーザの例は、必要とされるサーボ・マーキング周波数よりもはるかに高いパルス発生周波数をも示すチタン−サファイア・レーザである。特定の実施形態では、複数の同期したフォーマッタ間でチタン−サファイア・レーザ（または他の任意の適切なレーザ）を切り替える。
【００４８】
別の実施形態では、例えば電気光学変調器を使用してビーム合焦位置を高速に変調することによって、レーザ周波数とサーボ周波数の間の見かけの冗長性を活用し、ビームの向きをわずかに変調することによって焦点の位置をわずかにずらして、複数のパターンを並列に記録し得る。この見かけの冗長性を利用して内容を記録することもできる。
【００４９】
このフォーマッタの別の実施形態では、シングル・ビーム用ＯＰＵの代わりに、マルチ・ビーム用ＯＰＵを使用する。多数のビームを伴うＯＰＵを生成する方法の非限定的な例には、いくつかの簡単な光学ユニットを並列に使用すること、複合レンズまたはグレーティングを使用すること、あるいは、ダイオード・レーザ・アレイを使用することが含まれる。光ファイバまたは自由空間伝播を利用し、ビーム・スプリッタ、スイッチ、ミラー、および／またはファイバ・バンドルの任意の組合せを使用して、１つまたは複数の光源を合焦要素に方向づけることができる。多数の満足な品質のビームを生成する当技術分野で周知の任意の方法が適用可能である。これら多数のビームを使用して、層から層へと記載する（逐次記載）こともできるし、いくつかの層に並列に記載することもできる。以下、このような実施形態の細部を説明する。
【００５０】
本発明の別の目的は、光媒体のユーザが必要とし得るセクタ、ゾーン、および層のヘッダ情報、同期情報、および補助的な情報の生成など、他のフォーマッティング要件を満足することである。ゾーン化したらせんを使用すると、ゾーン化角速度（または線速度）一定など、異なるサーボ符号化が可能になる。これらはそれぞれ、ゾーン化一定角度（または直線）サーボ・マーク方式を意味する。異なる理由で、サーボ・レートも疑似ランダムに変えることができる。
【００５１】
さらに、一実施形態では、光媒体は、ディスク中央の両面にトラックを有する両面ディスクになるように設計される。これらのトラックは、ミラー・キラリティを有し、相互に逆回転する。ここでは、キラリティは化学からの借用語であり、最も簡単には「掌性」、すなわち、左右の反対性が存在することを意味することに留意されたい。例えば、人の左手および右手は鏡像であり、したがって「キラル」である。ディスクの両面のトラックは、読取り機構が片面を読み取るときに、反対側のトラックに誤ってアクセスできないように重なり合わないことが重要である。このことは、２つの中央層間のボリュームをデータが空の状態のままにして、読取りヘッドが、ディスクのこの反対方向に回転する片方の部分に誤って入り込まないようにすることによって実現し得る。この両面ディスクのキラリティは、フォーマッティング／記録プロセスおよび読取りプロセスの両方で現れ、空間的かつ時間的なキラリティである。フォーマット中のキラリティは単に、一度に１つの面をフォーマットすることによって解決することができる。
【００５２】
らせんをフォーマットしている間の空間的なキラリティは、一方の側をフォーマットする直線ステージをディスクの内径から外径に移動させ、他方の側の直線ステージを反対方向に移動させることによって制御することもできる。時間的なキラリティは、サーボ・マーク処理の順序を適切に逆にすることによって制御し得る。
【００５３】
トラッキング機構の周波数応答は、サーボ・マークの数が増えることに伴ってトラックの情報容量が必然的に減少する代償を払って、トラックとスポットの相対位置の変化に応答し得るように十分に高くなければならない。トラッキング情報周波数が必要とされるフィードバック周波数よりもはるかに高い場合、ローパス技術を利用して、フィードバック信号の質を高めることができる。
【００５４】
トラックの自動追尾は、当技術分野で周知の、１つまたは２つの層状媒体を自動追尾する方法を拡張することによって、例えば、スポット位置のゆっくりとした制御された変調を行い、それによって徐々に、トラッキング誤差信号がサーボ・ループを制御することよって実現し得る。
【００５５】
本発明を理解し、実際に本発明を実施する方法がわかるように、次に、添付の図面を参照して、単なる非限定的な例として特定の実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
図１を参照すると、３次元光記憶媒体１０１用のフォーマッティング・システム１００が機能的に示されている。フォーマット・システム１００は、（図示しない）適当な駆動モータによって駆動される回転シャフト１０２を備え、それによって、その上に置かれた光記憶媒体１０１が回転する。フォーマッティング・システム１００はさらに、光記憶媒体１０１中のトラックの１つに情報を書き込み、それから情報を読み取る光学ヘッド１０３を備える。特定の実施形態では、光学ユニット１０３は、半導体レーザ、レーザ駆動回路、および合焦スポットを生成する光学系を含む。本発明を実際に実施する一実施形態では、これらのコンポーネントは、市販のコンポーネントによって実現することができ、そのため、この図には示さない。スポットの位置は、アクチュエータ１０４によって制御される。
【００５７】
図２ａおよび図２ｂに、スポットを多数の焦点に分割して、複数スポットフォーマッタを実現する光学ユニットの側面図および平面図を概略的に示す。複数スポット光学ユニット２０１は多数のスポットを生成し、それによっていくつかの層に同時に記載し、フォーマッティングをより高速にすることができ、そのためコストが低くなる。この目的で、光学ユニット２０１は、図２ｂに示すように複数の対物レンズを含むことがある。これらの対物レンズは、各対物レンズを通して光源をディスク内の１つまたは複数のスポットに合焦する分割機構として動作する。２１０および２１１に、合焦要素の２つの異なる可能な構成を概略的に示す。各合焦要素は、ディスク内で限定された深度範囲について補正されるようにあらかじめ設計し得る。この場合には、１つの合焦レンズで十分であろう。別の実施形態では、各合焦要素を使用して、ディスク内のより広い深度範囲をフォーマットすることができる。この場合、合焦要素は、２つ以上の簡単な光学要素からなる。これらの合焦要素は協働することが求められる。第１実施形態では、これは、この系内の各レンズをすべて極めて正確に協働して作動させることによって実現される。この協働は、テスト・ディスク、またはフォーマット済みのディスクのテスト区域に較正パターンを記録し、この較正パターンに較正される合焦要素を順次合焦させることによって実現し得る。較正後、これらの合焦要素は、協働して移動するように剛体的に固定される。第２実施形態では、米国特許出願第６０／４１６２７４号に記載されているように、主レンズおよび補助レンズは、射出成型されて２つの要素に形成されるか、その他の方法で剛体的に２つの要素に取り付けられる。いずれの場合でも、次いで、これら２つの要素を作動させて、合焦系全体を協働して移動させる。図２ｂには、ディスクの上下に多数の直線ステージを収容して、より多くの光ビームをディスク内で合焦させ、フォーマッティングをより高速かつより低コストにする方法も示す。
【００５８】
接線方向に３つ以上の合焦スポットを配置する場合（２１０）、異なる対の合焦要素（例えば、２１０１および２１０２）は、異なる密度のトラックを生成することに留意されたい。これは、異なる層が異なる密度を有するように設計する場合に組み込むことができる。
【００５９】
図２ｄは、多数の合焦要素について球面収差を協働して補正する別の実施形態を概略的に表現したものである。この球面収差補正は、いくつかの合焦要素に共通な１つの比較的大型の光学補正要素によって実現され、以下、これを「球面収差補正用共通光学要素」または略してＳＡＣＣＯＥと称する。その要件は、ビームを完全に（回折限界に）合焦させ、あらゆる収差を補正することである。この要件は、主に球面収差補正に使用される第１光学要素によって扱われる第１の部分と、主に合焦およびコマなどの他の収差の補正をつかさどるこの光学系の他の要素によって扱われる第２の部分に分かれる。この特定の実施形態では、ＳＡＣＣＯＥは、媒体と同じ屈折率を有する様々な厚さの光学材料のスラブを含む光学要素である。ＳＡＣＣＯＥの動作原理は、特定な深度について合焦要素の球面収差が補正されると、（媒体の屈折率を有する）光学材料内の光路長を一定に保つことによって、球面収差が生じないようにし得ることである。ＳＡＣＣＯＥの第１実施形態では、２つのプリズム２４０、２４１を使用する。これらのプリズムの間には、光学オイル２４２を配置し得る。これらのプリズムは、全体配置２５０に示すように、直線状または円形のいずれかとすることができる。この場合には２つの円形プリズム要素であるＳＡＣＣＯＥ  ２５１は、媒体２５２と１組の合焦要素２５３の間に配置される。主な制約は、ビームが入射するところの媒体の表面に対してＳＡＣＣＯＥの表面を十分に平行にして、他のタイプの収差を最小限に抑えることである。ある限定された量の収差は、この合焦系の他の部分によって補償することができる。プリズム間の容積が十分に狭い場合には、そこにオイルを充填する必要はなく、ＳＡＣＣＯＥの平行表面をわずかに傾けることによって、生じる収差を補正することができる。
【００６０】
断面で示すＳＡＣＣＯＥの第２実施形態２４３は、２枚の平行ガラス表面２４５と２４６の間で可変量の光学オイル２４４を使用することによるものである。この図に示す特定の実施形態では、これらのガラス表面は、概略的に２４７で示す１組のアクチュエータによって平行に保たれる。この光学オイルは、不均一さが生じないように加圧される。環状の可撓性材料２４８として、加圧要素およびオイル溜めを概略的に示す。ＳＡＣＣＯＥとディスクの間隔は、収差が生じないように狭く保つべきである。
【００６１】
図２ｃは、単一の対物レンズによってスポットを多数の焦点に分割する光学ユニットを概略的に表現したものである。
【００６２】
図２ｅに、空間的に相互に精確に配置されたディスクのスタックを同時にフォーマットすることができるマルチ・アーム・フォーマッタ２６０を概略的に示す。これらのディスクは、多数の光学ユニットによってアクセスされ、かつ多数のアクチュエータによって作動される。これらのディスクは、図２ｆに概略的に示すピン２６１上に配置される。ピン２６１は、２つの空気スピンドル２６２の間に設置される。各直線ステージ２６３は、複数のアームで構築されたそれぞれのブラケット２６４を担持する。これらのアームは、互いに重ねて装着され、それぞれ（図示しない）結合された合焦要素のユニットを担持し得る。これらのディスクを両面からフォーマットするために、これらの直線ステージは、単一ディスク・フォーマッタ型の直線ステージが行うのと同じように出入りする。各直線ステージは複数のアームを有し、これらのアームは、ディスクの上を移動する群、またはディスクの下を移動する群のいずれかに属する。
【００６３】
図２ｆに、複数のディスクの装着およびスピンドル・ピン（２６５）の動作を示す。このスピンドル・ピンは、簡単な手順によって機械から取り外される。ディスク２６６は、
このフォーマッタの外でこのスピンドル・ピンに載せられる。各ディスクの垂直方向の位置は、機械に対して相対的にディスクの位置を極めてきつい公差（おそらくは数ミクロン）内に保証するスペーサ・リング２６７によって決まる。各ディスクは、ばね２６８によってスペーサ・リングに固定される。
【００６４】
図３は、第１のフォーマッティング方法によるベース層の位置を示す側面図であり、この方法で使用されるディスクの実際のフォーマットを示す。図３ａに、３次元光ディスクの切片を示す。図３ａに（ｂ）および（ｃ）によって示す表示は、それぞれの副図で拡大していることを示す。図３ｂに、ディスク２０１の表面に隣接した数百ミクロン以内のフォーマットされたディスクの構造を示す。この特定の実施形態では、ディスク２０１の表面とｄ１で示す第１ベース層との距離は１００ミクロンであり、ｄ２で示す連続したベース層間の距離は１６０ミクロンである。図３ｃに、フォーマットされたディスクの構造を示す。図３ｃに示す構造は、このディスクの中央部を見たものである。このディスク中央部において、ディスクの最初の半分の第１らせんベース層と、その逆回転対との距離をｄ３で示す。この図に示す実施形態では、ｄ３は４０ミクロンであり、ディスクの厚さの合計は６ｍｍである。好ましい実施形態では、これらのベース層は、ベース層の上書きがないことを検証するテスト区域を含む。
【００６５】
図４に、第１の手法に従って、トラッキングを行い、フォーマットされたディスクに新しい層を書き込むところを概略的に示す。単に説明するために、合焦レンズとしてモデル化された光学ユニットは、異なる波長の２本のビームを、ｄ４だけ分離したディスクの異なる深さのところで合焦させる。読取りスポット４０１は、一点鎖線４０２で面を示す層内のある深さのところにすでに記載されているらせんをトラッキングする。このらせんトラックは、マスタとして働く。同時に、書込みスポット４０３は、他の軸に沿ってマスタと同じ位置にあるが、読取りスポットから垂直方向にｄ４だけ分離した新しいらせんを記載する。
【００６６】
図５ａおよび図５ｂは、第２のフォーマッティング方法のサンプル・サーボ技術の簡略化した２次元図を概略的に表現したものである。図５ａに、単一トラックからトラッキング誤差信号を抽出する方法を示す。データ用に割り当てられたトラックの場所を一点鎖線区間によって示し、点線区間は、サーボ・マーク用に割り当てられた場所を示す。フォーマッティング・ステップで記載されるマークであるサーボ・マークは、公称トラック位置に対してオフセットされ、そのため、読取りスポットがこの公称トラックに沿って通過するときに、これらのサーボ・マークからトラッキング信号が収集される。この信号は、読取りスポットとサーボ・マークが重なる部分に線形または非線形に比例する。読取りスポットが、公称トラック位置の厳密に中心にある場合、トラックの両側にオフセットされたサーボ・マークとの重なり合いは同じであり、一続きのサーボ・マークから得られる信号の差はゼロである。読取りスポットが、トラックに対して公称上オフセットしている場合、第１の一続きのマークからのフィルタリングされた信号は、トラックの反対側に配置された第２の一続きのマークからの信号と異なり、この差が、読取りスポットが移動すべき方向を示すトラッキング誤差信号として働くことになる。
【００６７】
図５ｂに、１０本のトラックｔ１、．．．、ｔ１０の区域上での簡略化した２次元配置において交番サーボを用いているところを示す。読取りスポットの走査方向は、紙面に沿って左から右であり、奇数トラックのサーボ・マークは、最初に左を示すサーボ・マークを有し、２番目に右を示すサーボ・マークを有する。後者のマークは、偶数トラックについては左を示すマークとして働き、そのため、左を示す信号と右を示す信号の順序が変えられている。
【００６８】
図６ａは、第２の手法の第１のファミリによる単一トラックの３次元サンプル・サーボ
を示す概略図である。このトラックは、専用の区間に配置されるサーボ・マークによって規定され、これらのサーボ・マークは、公称トラック６００に対して径方向および垂直方向にオフセットされる。この図に示す実施形態では、径方向にオフセットされたマーク６０１および６０２は、軸方向にオフセットされたマーク６０３および６０４に先行する。
【００６９】
図６ｂに、サンプル・サーボ示度を提供するのに使用する２対のサンプル・サーボの交番サーボの実施形態を示すが、この交番方式を使用することによって、サーボ・マークのサーボ計数は、各サーボ区間ごとに記録される１つのサーボ・マークのみになる（エッジの影響は無視する）。この図では、６２１は、（線で示す）トラックおよび（楕円面で示す）サーボ・マークの概略斜視図である。これらのサーボ・マークにより仮想層が規定され、その中にトラックが記録される。数字１および２で示すサーボ・マークはこの層の下にあり、数字３および４で示すサーボ・マークはこの層の上にある。この仮想層を丸で囲み、６２３で示す。この仮想層を６２２でも示す。６２２は、同じサーボ配置のいくつかの仮想層を、トラックに沿った断面で示す概略図であり、そのため、前と同様に楕円面で示されるサーボ・マークを伴った点で示される。概略図６２２から、これらのサーボ・マークは交番機能を有することが明らかである。これらの、奇数仮想層に対してトラックの上の示度として働くサーボ・マークは、偶数仮想層についてはトラックの下の示度として働く。
【００７０】
図６ｃに、より複雑な交番配置を利用して、ディスク容量を増やし、必要とされるサーボ・マークの数を減らす方法を示す。６３１から、サーボ計数は、各トラック区間ごとに１つのサーボ・マークであることが明らかである（この場合も、エッジの影響は無視する）。互い違いのサーボ・マークがどのようにトラッキング用に使用されるかに留意されたい。このことを、配置６３１では６３３で示す、丸で囲まれた仮想層と、それぞれのサーボ・マークとの斜視図である６３２で詳細に示す。数字１および２で示すサーボ・マークはトラックのすぐ下にあり（接線軸に沿って１は２に先行する）、数字３および４で示すマークはトラックの上にあり、かつそれぞれのトラックとトラックの間にある。６３１から、層６３３に関して層の偶奇が入れ替わると、これらの役割は入れ替わることが明らかである。すなわち、これらの仮想層に順に番号を付けると、奇数層内のトラック間にあるサーボ・マークは、偶数層内のトラックのすぐ上にあり、偶数層内のトラック間にあるサーボ・マークは、奇数層内のトラックのすぐ上にある。こうすると、隣接する仮想層内のトラックを規定する互い違いのサーボ・マークの配置が得られ、それによって各トラックが、２つのサーボ・マークが１つの層内のトラックにまたがり、第３のサーボ・マークが隣接する層内のトラックに整列するように３重のサーボ・マークによって拘束される。（サーボ・マークによって規定される）トラック間距離および層間距離を変えずに、交互に並んだ層内のトラック間距離が大きくなり、その結果、生じ得る記号間干渉が減るので、データ容量が増える。これが、サンプル・サーボと真の３次元記憶媒体との組合せによる利点の顕在化の別の例である。
【００７１】
区間単位で配置されるサンプル・サーボの特定の実施形態について、図６ｂおよび図６ｃに示す交番サーボ配置を説明した。この特定の実施形態は、このような交番サーボ配置の使用を、例示したサーボ計数とともに利用することに限定されず、これらの配置を、区間ごとの何回かの繰返し、いくつかのオフセット、連続サーボ、または本発明の説明から示唆される任意の実施形態に等価に適用し得ることが明らかなはずである。そのため、本発明では、サーボ・マーク配置が３重または４重のサーボ示度に等価になるように、また、示度の計数がトラック区間の数に等しくなるように、隣接する仮想層内のトラックを規定する交番サーボ・マークを任意に配置することが企図されていることを理解されたい。
【００７２】
図７は、データ・マークよりも大きいサーボ・マークを使用するサンプル・サーボを概略的に表現したものである。より高密度を実現するためには、トラック・ピッチはデータ
・マークにより決定されるので、これらのサーボ・マークは、単純な交番方法では詰め込むことができない。単純な交番サーボを利用しようとすると、実質的に公称トラック上にサーボ・マークを配置することとなり、読取りスポットがわずかにオフセットしても、このようなマークからの信号は大きく変化しないことを意味する。このような制約に対応するために、異なるトラックのサーボ・マークをサーボ区間に沿ってそれぞれ異なるように配置する。これらのトラックは、次々に周期的に繰り返されるａ、ｂ、ｃ、およびｄで示す４つの群に分割され、各トラックには、データ区間の終わりとサーボ・マークの出現との間に特定の遅延が存在する。そのため、単純な交番サーボ・マークに関連する重なり合いの問題がなくなる。
【００７３】
図８ａ、図８ｂ、および図８ｃに、３次元光記憶媒体における対応する側面投影図、接線投影図、および上面投影図をそれぞれ示す。図８ａは、トラック区域の側面図であり、図に示す４つの層、異なる層内のサーボ・マーク間の時間／空間順序が強調されている。これらのサーボ・マークの相対位置およびそれらの交番特徴は、図８ｂの接線図によりよく示されている。軸方向サーボ・マーク列、例えば８１０は、例えば８２０と８３０のトラック層間にあり、径方向サーボ列は、例えば８４０のデータ面内、８５０の面内、および８６０の面内にある。これらのサーボ・マークの交番特徴に留意すべきであり、軸方向および径方向の２つのトラック間には、各隣接データ・トラックごとに共通のトラック示度として働くサーボ・マーク列は１つしかない。図８ｃで、異なる信号の分離を可能にする異なるサーボ・マーク間の時間的な遅延がわかる。
【００７４】
図８ａ、図８ｂ、および図８ｃでは、トラックおよびサーボ・マークは、実質的に原寸に比例して描かれている。各楕円面は、マークのサイズを示し、そのサイズは、接線方向および径方向に直径２ミクロン未満であり、軸方向に１０ミクロン未満であるはずである。これらの図に示す特定の実施形態では、これらのマークは、径方向および接線方向に直径１ミクロンであり、軸方向に６ミクロンである。データ区間内のデータを符号化する多くの方法が当技術分野で知られており、したがって、これらの図面には示さない。データ・マークによる情報の符号化を過大に簡略化したものは、ある位置におけるマークの見かけによって符号化／復号の２つの状態が定義される単純２値符号化である。他のはるかに効率的な符号化方式が知られている。ヘッダおよびサーボ・バーストとしてサーボ・マークを配置し得ることにも留意されたい。１つの区間の終了と、次のサーボまたはデータ区間の開始とを示す多くの同期方法が当技術分野で知られており、したがって、これらの図面には示さない。
【００７５】
層間隔は１０ミクロンであり、トラック間隔は２ミクロンであり、トラックに沿ったマークの最小間隔は２ミクロン未満である。この特定の実施形態での読取りスポットの直径は１．５ミクロンである。
【００７６】
図９は、公称トラック中心からの偏差の関数としてのトラッキング誤差信号をグラフで表現したものであり、異なるフォーマッティング／トラッキング・システムに固有のものである。最初のＳ曲線９０１（青の一点鎖線）は、公称トラックに対して均等にオフセットされた１対のサンプル・サーボ・マーク列について計算したものである。このＳ曲線は、対称差Ｓ１−Ｓ２を表している。第２のＳ曲線は、以下の形式の２次式を用いて計算したものである。
【００７７】
（数５）
2007501484.tif 000005
【００７８】
ただし、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４は、４つのオフセット・マーク列のそれぞれの信号振幅であり、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、対称性破れ係数、Ｉ・（Ｅ・（Ｓ１＋Ｆ・Ｓ２）＋Ｇ（Ｓ１＋Ｈ・Ｓ２））は、一般正規化係数である。
【００７９】
図１３は、サーボ区間によって分離されたデータ区間を有するインターリーブしたトラックを示す概略図である。
【００８０】
フォーマッティングおよびトラッキングの第２の方法のサーボ・マークの第２のファミリを考慮して、このフォーマッティングおよびトラッキングの仕組みをより詳細に示す。図１０〜図１２に示し、図１０に要約した実施形態を参照すると、サーボ区間は、径方向−軸方向面内で径方向に傾いた１対のマーク１０１０、１０２０および接線方向−軸方向面内で傾いた１対のマーク１０３０、１０４０の４つのタイプのマークを有する。
【００８１】
サーボ誤差信号を抽出するために、各サーボ・マーク列からの各信号の位相を自動追尾し、ローパス・フィルタにかける。２つのトラッキング誤差信号を計算する。第１のトラッキング誤差信号は、２つの径方向マークから得られた信号間の差であり、それによって、傾いた向きの一方に沿った示度が与えられる。これを、図１１に詳細に示す。図１１は、トラック軸から見た、径方向−軸方向面内で傾いたマーク１０１０、１０２０の投影図である。読取りスポット１１１０もこの方向から見たものである。図１１の場合のように、読取りスポットが軸から外れている場合、マーク１０２０からの信号は、マーク１０１０からの信号よりもかなり大きくなる。このスポットが１１１１で示すように反転しても、この信号は等しくなり、この場合、曖昧さをなくすために第２の示度が必要とされることに留意されたい。
【００８２】
読取りスポットのオフセット方向、すなわち、公称トラックの上または下を示す第２信号は、接線方向に傾いたトラックから抽出される。各マークは、連続した時間ｔ１およびｔ２で２回サンプリングされ、（フェーズ・ロックおよびローパス・フィルタリングの後の）それぞれの信号をＳ１ｔ１、Ｓ１ｔ２、Ｓ２ｔ１、Ｓ２ｔ２と示す。オフセット方向を計算する式は、（Ｓ１ｔ１＋Ｓ２ｔ２）−（Ｓ１ｔ２＋Ｓ２ｔ１）で与えられる。
【００８３】
原理的には、１つの接線方向に傾いたマークしか必要とされないが、２つの反対方向に傾いたマークからの応答を平均することにより、大部分がジッタ・ノイズであるノイズが減少することに留意されたい。スポットが傾くことにより生じる収差の特徴のために、これらのスポットは回折限界ではないことにも留意されたい。サンプリング・レートは、接線方向に傾いたマークの異なる区域からサンプルを得るのに十分に高くすべきである。
【００８４】
図１２に、傾いたマークを使用して、径方向にスポットを誘導するところを絵画的に示す。傾いたマークを生成する操作の特定の実施形態は、記録ビームを合焦させる光学ユニットの透明開口の半分の約２／３を遮蔽する液晶パネルを追加することである。
【００８５】
好ましい実施形態では、傾いたビームのプロフィールは、対物レンズを部分的かつ非対称に遮蔽するか、あるいは、光学要素の１つを傾けることによって、例えばコマ収差などの収差を生成することによって生成される。フィールドの各点ごとに開口区域全体にわたって２次元積分値を求めることによって計算されるビーム・プロフィールをより詳細に考察する。この積分は、波源として波面上のすべての点を考慮するホイヘンスの原理の数学的な表現である。この例では、開口内のフィールドは、レンズの焦点に中心をもつ同心球に適合する一定の強度（大きめに満たされている）および位相を有する（これは、収差のないレンズの定義である）。この２次元積分は、焦点ゾーン内の各点、すなわち、ｒ、ｚグリッド点ごとに実施される（軸対称性により、焦点ゾーン内で３次元グリッドを使用す
る必要はない）。（Ｇｏｏｄｍａｎ，Ｊｏｓｅｐｈ  Ｗ．，「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｔｏ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｏｐｔｉｃｓ」、１９６８年を参照されたい。）
この計算結果を考慮するために、図１４、図１５、および図１６を図の組とする。それぞれの組は、（図１４に示す）対称ビーム・プロフィールから、（図１５および図１６に示す）非対称ビーム・プロフィールを生成するところを示す３つの図を含む。図１４ａ〜図１４ｃに、遮蔽しない対物レンズの対物レンズおよびそのビーム・プロフィールを示す。これらの図は、次の組の図と比較して見るべきである。
【００８６】
図１４ａに、遮蔽しない対物レンズを示す。図１４ｂに、得られた径方向面内の焦点のビーム・プロフィールを示す。これは、直径１．５ミクロン未満の小さく対称な焦点であることに留意されたい。図１４ｃに、光軸（ｚ）に沿って切り取った面内のビーム・プロフィールを示す。この焦点も小さく対称であり、深度は５ミクロン未満であることに留意されたい。
【００８７】
図１５は、この対物レンズを非対称に遮蔽した第１の例である。図１５ａに、この遮蔽の幾何学的な性質を示す。図１５ｂに、焦点面内のスポットのプロフィールが、わずかな劣化以外は大きく変わっていないことを示す。図１５ｃに、光軸に沿ったプロフィールの大きな変化を示す。１５１０および１５２０で示すボリュームからの信号が大きく変化していることが明確に表現されている。
【００８８】
図１６ａ〜図１６ｃに、ビーム・プロフィールと、それぞれのスポットによって生成されたマークとがさらに極端に傾く対物レンズの別の遮蔽の別の例を示す。記録マークまたは読取り部、あるいはその両方に非対称ビーム整形技法を適用し得ることに留意されたい。
【００８９】
特に、バルク材料内に書き込まれるボクセルとしてデータが記憶される３次元光記憶媒体とともに使用するフォーマッティング／トラッキング・システムに関して本発明を説明してきたが、本発明の原理は、幾何学的な示度を必要とする他の種類の３次元技術、あるいは非光学またはハイブリッドの記憶媒体に等しく応用可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】単一スポットのみを使用するフォーマッタの概略図である。
【図２ａ】複数のスポットを使用するフォーマッタの概略側面図である。
【図２ｂ】複数のスポットを使用するフォーマッタの概略上面図である。
【図２ｃ】スポットを多数の焦点に分割する光学ユニットの概略図である。
【図２ｄ】多数の合焦要素について、協働して球面収差を補正するところを示す概略図である。
【図２ｅ】複数のディスクを同時にフォーマットすることができるマルチ・アーム・フォーマッタを示す図である。
【図３】第１のフォーマッティング方法によるベース層の位置を示す側面図である。
【図４】第１の手法によるトラッキングおよび新しい層の記録を示す図である。
【図５ａ】単一トラック用のサンプル・サーボの概略図である。
【図５ｂ】交番サンプル・サーボを伴う一群の隣接するトラックを示す概略図である。
【図６ａ】第２の手法の第１のファミリによる単一トラックの３次元サンプル・サーボを示す概略図である。
【図６ｂ】３次元記憶において、少数のサンプル・サーボ・マークを使用する可能なサンプル・サーボの実施形態を示す詳細図である。
【図６ｃ】３次元記憶において、少数のサンプル・サーボ・マークを使用する可能なサンプル・サーボの実施形態を示す詳細図である。
【図７】データ・マークよりも大きいサーボ・マークを使用するサンプル・サーボの概略図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、データ・トラックと、データ・マークよりも大きい交番サンプル・サーボ・マークをともに含む区域を３次元スペースから投影した概略側面図である。
【図９】公称トラック中心からの偏差の関数としてトラッキング誤差信号を示すグラフである。
【図１０】第２の手法の第２のファミリによる単一トラックの３次元サンプル・サーボを示す概略図である。
【図１１】図１０に示す３次元サンプル・サーボの接線軸に沿った投影図である。
【図１２】接線軸に沿って傾いたマークと、２つの軸方向にオフセットされたマークの等価性を示す概略図である。
【図１３】データ区間がサーボ区間によって分離されたインターリーブしたトラックを示す概略図である。
【図１４】遮蔽がスポット・プロフィールに及ぼす影響を示す図である。
【図１５】遮蔽がスポット・プロフィールに及ぼす影響を示す図である。
【図１６】遮蔽がスポット・プロフィールに及ぼす影響を示す図である。
【図１】
2007501484.tif 000008
【図２ａ】
2007501484.tif 000009
【図２ｂ】
2007501484.tif 000010
【図２ｃ】
2007501484.tif 000011
【図２ｄ】
2007501484.tif 000012
【図２ｆ】
2007501484.tif 000013
【図３】
2007501484.tif 000014
【図４】
2007501484.tif 000015
【図５】
2007501484.tif 000016
【図６ａ】
2007501484.tif 000017
【図６ｂ】
2007501484.tif 000018
【図６ｃ】
2007501484.tif 000019
【図７】
2007501484.tif 000020
【図９】
2007501484.tif 000021
【図１０】
2007501484.tif 000022
【図１１】
2007501484.tif 000023
【図１２】
2007501484.tif 000024
【図１３】
2007501484.tif 000025
【図２ｅ】
2007501484.tif 000026
【図８】
2007501484.tif 000027
【図１４ａ】
2007501484.tif 000028
【図１４ｂ】
2007501484.tif 000029
【図１４ｃ】
2007501484.tif 000030
【図１５ａ】
2007501484.tif 000031
【図１５ｂ】
2007501484.tif 000032
【図１５ｃ】
2007501484.tif 000033
【図１６ａ】
2007501484.tif 000034
【図１６ｂ】
2007501484.tif 000035
【図１６ｃ】
2007501484.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成17年6月5日(2005.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
第２のフォーマッティング／トラッキング方法の第２のファミリの実施形態は、光ビームの焦点および位置を制御する光学ユニット内の光学要素の一部を操作することによって、ビーム・プロフィールを操作することに基づくものである。反射型光媒体装置で利用し、「光学的超解像」として知られていることがある操作に関係する一例では、より小さなスポットを生成するために、不透明リングにより対物レンズの一部が遮蔽される。これは、特定の面内で、すなわち焦点面内で、ビーム・プロフィールの対称性は変化させずにビーム・プロフィールを変更することを目的とした操作の例であるが、サーボ・サンプリング方法は、方向情報を抽出することを必要とし、したがって、対称性が減じたビーム・プロフィールを必要とする。光軸に対して斜めの向きのビーム・プロフィールとすることにより、斜めの向きのマークを生成することができる。これは、３次元の性質を有する媒体特有の特徴である。図１２に、傾いたマークを使用して、径方向にスポットを誘導するところを絵画的に示す。傾いたマークを生成する操作の特定の実施形態は、記録ビームを合焦させる光学ユニットの透明開口の半分の約２／３を遮蔽する液晶パネルを追加することである。図１１では、トラックは、接線方向から見て描いたものである（トラックは紙面内に入る）。２つの部分的に重なり合う楕円は、このトラックに対して相対的に傾いたサーボ・マークの２つの向きを示している。読取りスポット１１１０が、これらのマークの向きに沿った２つの斜め方向の一方に沿って、動く場合、一方のサーボ・マーク列からの信号は、他方のサーボ・マーク列からの信号よりもはるかに速く弱くなる。この情報は、このマークに沿ったいずれの方向がスポットの相対移動であるかを示さないので完全ではない。変形のしかたが異なるサーボ・マークを追加するか、あるいは、これらの方法を、トラッキングおよびフォーマッティングを実現する第２の手法の第１のファミリなどの他のトラッキング方法と組み合わせることによって、欠けている情報を追加する。図１０に、完全な情報を伴うトラッキングの実施形態を示す。この実施形態では、接線方向に傾いた１対の追加のサーボ・マーク（１０３０、１０４０）を使用する。これらのマークにより、軸方向の誤差信号を導出することができ、それによって実質的に、どのサーボ・マークも２つの軸方向サーボ・マーク、すなわち、フォーマッティングおよびトラッキングを行う第２の手法の第１のファミリの傾いていないサーボ・マークの役割を果たすことになり、そのため、情報が完全になる。接線方向に傾いたマークを使用すると、１つの簡単な配置ですべてのサーボ・マークが得られるという利益が得られるが、トラックの下側（または上側）のマークの第１部分と、反対側の第２部分とを確かに比較するようにするために、接線方向に傾いたマークをより正確なタイミングでサンプリングする必要がある。本発明の詳細な説明では、ビーム・プロフィールを生成する方法を論じる。これらの方法は、対物レンズを部分的かつ非対称に遮蔽すること、または、光学要素の１つを傾けることによって、例えばコマ収差などの収差の生成することを含む。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
詳細な説明で説明する第２の手法の好ましい実施形態も非限定的なものであり、そのサンプルサーボ信号方式は、専用のトラック区間をもつこともできるし、もたなくてもよいことを理解されたい。このサンプルサーボが専用の区間を有する場合、これらの区間は、一定の線長または一定の角度長とすることもできるし、あるいは、可変長とすることさえできる。径方向および軸方向の隣接するサーボ・トラックからの連続したサーボ情報を用いて連続したデータ列を記録し得る。これらのサーボ信号方式マークは、トラックに沿って場所を変えるか、あるいは、トラックからのオフセットを変えることにより、これらのマークの場所または密度を変化させることによってさらに符号化することができる。符号化は、例えば、これらのサーボ・マークを記載する書込みパルスの振幅または継続時間を変化させることにより、これらのマークからの読取りプロセスによって得られる信号の長さを変え、信号の振幅を変えることによっても実現し得る。サーボ信号マークは、可変サイズのものとすることもできる。この場合、時間領域、周波数領域（異なる周波数成分の異なるサーボ・マーク）、または複合的な方法（例えば、ウェーブレット領域フィルタリング）であろうと、任意の独特な特徴および任意の独特な信号処理方法によって異なるサーボ・パターンを識別し得る。以下の詳細な説明で説明する実施形態の１つは、サーボ・マークがシステムの最小マーク・サイズよりも大きい場合に関係する例であり、これは、情報トラックの詰込みに影響を及ぼすものである。これらのトラックを効率よく詰め込むことは、例えば、円形のトラックを使用し、交互に記載されたサーボ・マークを使用することによって実現される。交番サーボ・マークは、径方向または軸方向のいずれかのみに用いることもできるし、その両方に用いることもできる。サンプルサーボのこれら追加の変形形態はどれも、サンプルサーボ・マークからのトラッキング誤差信号の抽出を改善し、これらのマークによる追加の情報を符号化することができる。このような追加の情報の符号化の非限定的な例は、セクタまたは層の識別情報の符号化、あるいは、ディスクのバージョンおよび生産バッチなどのシステム情報の符号化である。
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月26日(2005.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置合わせマークを含むフォーマッティング・パターンを有するフォーマットされた光媒体であって、前記位置合わせマークにより、前記光媒体の一体構造バルク中の所望の場所にデータを書き込み、前記所望の場所から前記データを読み取ることができ、前記位置合わせマークは、少なくとも１つのベース層内に配置されるフォーマットされた光媒体において、
前記少なくとも１つのベース層が、前記光媒体の外面から変位した前記光媒体のバルク内に形成されることを特徴とする、フォーマットされた光媒体。
【請求項２】
使用に際して、前記少なくとも１つのベース層が、データ層をあらかじめフォーマットすることを必要とせずに、前記少なくとも１つのベース層に関連する前記媒体中のそれぞれのデータ層にデータを書き込む案内として働く、請求項１に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項３】
それぞれの位置合わせマークが、複数のベース層内に含まれ、前記複数のベース層がすべて、隣接するベース層が相互に既知の量だけ分離するように、前記光媒体の外面から変位した前記光媒体のバルク内に形成され、使用に際して、各ベース層が、前記それぞれのベース層に関連する前記媒体中の複数のそれぞれのデータ層にデータを書き込む案内として働く、請求項１または２に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項４】
前記位置合わせマークは角度が傾いている、請求項１から３のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項５】
前前記位置合わせマークが、サイズおよび長さが制御されたものである、請求項１から４のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体中で、読取りスポットから、制御されたオフセット量だけ空間的にオフセットされた書込みスポットを使用して、すべて共通のベース層に関連するＭ個の複数の層にデータを書き込む方法であって、
前記共通のベース層から前記一定のオフセットだけ変位するように、前記共通のベース層と位置が合うように制御された状態で読取りヘッドを合焦させ、前記データ層の第１データ層（Ｌ＝１）にデータを書き込むことと、
後続の各データ層Ｌ（２≦Ｌ≦Ｍ）ごとに、前のデータ層（Ｌ−１）から前記制御されたオフセットだけ変位するように、前のデータ層（Ｌ−１）に対して制御された位置合わせの状態で前記読取りヘッドを合焦させ、前記データ層（Ｌ）にデータを書き込むこととを含む、方法。
【請求項７】
３次元一体構造半透明光媒体に情報を記録し、前記媒体から情報を取り出すことができるように、前記媒体上にマークを記載するフォーマッタであって、
少なくとも１つの回折限界スポットを、前記媒体中の、前記媒体の外面から変位したそれぞれの深さのところに合焦させるように較正された少なくとも１つの光学ユニットと、
位置合わせマークを含むマークを記載するように最適化された少なくとも１つの光源とを備え、前記位置合わせマークにより、前記光媒体中の所望の場所にデータを書き込み、前記所望の場所から前記データを読み取ることができ、前記位置合わせマークは、前記光媒体の外面から変位した前記光媒体のバルク内に形成された少なくとも１つのベース層内に配置され、前記フォーマッタはさらに、
前記少なくとも１つの回折限界スポットを前記媒体に対して相対的に移動させる少なくとも１つのアクチュエータと、
周囲の状態の変動を制御して、前記周囲の状態の変動によって生じるフォーマッティングの変化を小さくするコントローラとを備える、フォーマッタ。
【請求項８】
前記媒体はディスクの形状をしており、前記媒体に対する相対的な前記スポットの移動が、前記ディスクの回転および前記光学ユニットの移動によって行われる、請求項７に記載のフォーマッタ。
【請求項９】
前記光学ユニットが、前記ビームを分割するビーム分割機構を含み、そのため、複数の長円マークが同時に記載される、請求項７から８のいずれか一項に記載のフォーマッタ。
【請求項１０】
前記光学ユニットが、それぞれ異なる深さのところで合焦を行う複数の正確に較正された光学ユニットを含むアセンブリであり、前記アセンブリと前記媒体との間の相対移動により、多数のトラックが同時に記載される、請求項７に記載のフォーマッタ。
【請求項１１】
前記ディスクが、多数の光学ユニットによってアクセスされ、多数のアクチュエータによって作動されるように、空間的に相互に精確に配置されたディスクのスタックを保持するクランプ・ユニットをさらに備える、請求項７から１０のいずれか一項に記載のフォーマッタ。
【請求項１２】
前記位置合わせマークは角度が傾いている、請求項７から１１のいずれか一項に記載のフォーマッタ。
【請求項１３】
前前記位置合わせマークは、サイズおよび長さが制御されたものである、請求項７から１２のいずれか一項に記載のフォーマッタ。
【請求項１４】
フォーマットされた３次元一体構造半透明光媒体であって、請求項７から１３のいずれか一項に記載のフォーマッタによって生成されるフォーマッティング・パターンを有し、それによって、前記媒体が物理的な層構造を有することを必要とせずに、情報を記録し読み取ることができる、フォーマットされた光媒体。
【請求項１５】
３次元離散サーボ・オフセット、またはある連続した範囲の３次元サーボ・オフセットを用いて３次元トラッキング誤差信号を取得する、請求項１４に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１６】
前記フォーマッティング・パターンが、その中でセクタおよびヘッダが符号化されるゾーン化されたらせんまたは円を含む、請求項１４または１５に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１７】
サーボ・マークの配置が、３重または４重のサーボ示度に等価であり、示度の計数がトラック区間の数に等しくなるように、隣接する仮想層内のトラックを規定する交番長円サーボ・マークを配置する、請求項１４から１６のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１８】
前記位置合わせマークは角度が傾いている、請求項１４から１７のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項１９】
前前記位置合わせマークは、サイズおよび長さが制御されたものである、請求項１４から１８のいずれか一項に記載のフォーマットされた光媒体。
【請求項２０】
フォーマットした３次元一体構造光媒体に記憶されたデータをトラッキングするトラッキング／フォーマッティング・システムであって、前記トラッキングおよびフォーマッティング・システムが、
光媒体から読取り信号を取得するための読取りスポットと、データを光媒体中の所望の位置に書き込み、そこから読み出すことを可能にし、その外表面から離れた光学的媒体のバルク内に形成された少なくとも一つの基材層中に配置された、位置合わせマークを記録するのに使用することの可能な書き込みスポットとを形成するようにし、調節された相互距離を有する前記光学的媒体中の各ポイントに相互に波長が異なっていてもよい少なくとも二つのレーザ・ビームを合焦するのに使用する光学的ユニット、
トラッキング・ユニットに結合しており、検出ユニットの空間的構造とは独立した前記光学的媒体のデータ層中に貯蔵されたデータ・マークを読み取るために生成されるトラッキング信号に感応性の、非位置感知型検出ユニットおよび、
フォーマッティング・パターンに従って読み取りスポットの精確な位置を調整するサーボ機構へのフィードバックとして使用されるトラッキング誤差信号の計算を可能にするために、少なくとも一部に記録され、かつ／またはサーボ・マーキングされた層における情報トラックをトラッキングするための読み取りスポットに応答する、前記３次元フォーマットした光媒体中の前記フォーマッティング・パターンに適合するトラッキング信号を生成するトラッキング・ユニット
を含むシステム。
【請求項２１】
少なくとも部分的に記録され、相互に既知の量だけ分離した複数のベース層と、
１つの波長でデータを読み取り、別の波長でデータを記録することができる光学ユニットとをさらに備える、請求項２０に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２２】
前記ベース層が、前記ベース層の上書きがないことを検証するテスト区域を含む、請求項２１に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２３】
前記位置合わせマークが、複数の離散オフセットまたはある連続した範囲の径方向、軸方向、または角度的なオフセットで配置される、請求項２０に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２４】
前記位置合わせマークおよび前記データ・マークが、異なるサイズおよび長さのものである、請求項２０に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２５】
前記フォーマッティング・パターンが、各データ・トラックに沿った多数の区間を含み、前記各区間は、前記区間に関連するデータの特性を示すそれぞれのタイプを有する、請求項２０から２４のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２６】
前記読取りスポットと書込みスポットの間の一定のオフセットの変動が、
（数１）
2007501484.tif 000037
の形式のトラッキング誤差信号によって補正され、ただし、Ｓ１およびＳ２は、２つのオフセット・マーク列からのそれぞれの信号の振幅であり、ＡおよびＢは対称性破れ係数、Ｄ・（Ｅ・Ｓ１＋Ｓ２）は一般正規化係数である、請求項２０から２４のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２７】
各軸で２対のサーボ・オフセット・マークを使用してサーボ示度を取得する、請求項２０から２６のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２８】
前記サーボ・オフセットが、２つの異なる大きさのサーボ・オフセットを含み、前記読取りスポットと書込みスポットの間の一定のオフセットの変動が、
（数２）
2007501484.tif 000038
の形式のトラッキング誤差信号によって補正され、ただし、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４は、４つのオフセット・マーク列のそれぞれの信号の振幅であり、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは対称性破れ係数、Ｉ・（Ｅ・（Ｓ１＋Ｆ・Ｓ２）＋Ｇ（Ｓ１＋Ｈ・Ｓ２））は一般正規化係数である、請求項２７に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項２９】
前記区間が、それぞれユーザ・データならびにサーボおよびシステムの情報に関係する２つのタイプを含む、請求項２５に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３０】
前記区間が、それぞれのゾーン化一定線長を有する２つのタイプの区間を含み、第１のタイプは主にユーザ・データ専用であり、第２のタイプは主にサーボおよびシステムの情報専用である、請求項２５に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３１】
前記間隔が、それぞれのゾーン化一定角度長を有する２つのタイプの間隔を含み、第１のタイプは主にユーザ・データ専用であり、第２のタイプは主にサーボおよびシステム情報専用である、請求項２５に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３２】
前記区間の長さが疑似ランダムに変化する、請求項２９から３１のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３３】
前記フォーマッティング・パターンが、ゾーン化されたらせんまたは円を含み、その中でセクタおよびヘッダが符号化される、請求項２０から３２のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３４】
位置合わせマークの配置が、３重または４重のサーボ示度に等価になり、示度の計数がデータ・トラック区間の数に等しくなるように、隣接する仮想層内のデータ・トラックを規定する交番位置合わせマークを配置する、請求項２０から３３のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３５】
前記フォーマッティング・パターンが、公称トラック中心に加えて補助情報を符号化する、請求項２０から３４のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３６】
フォーマッティング・プロセス中に内容を記録するように適合される、請求項２０から３５のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３７】
前記位置合わせマークは角度が傾いている、請求項２０から３６のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【請求項３８】
前記位置合わせマークが、サイズおよび長さが制御されたものである、請求項２０から３７のいずれか一項に記載のトラッキング／フォーマッティング・システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
磁気および光磁気による記憶装置の多くは、サンプルサーボ・フォーマッティングまたはトラック位置変調（トラック・ウォブリング）と称するフォーマッティングおよびトラッキングの方式を利用する。（Ｎａｚａｒｉａｎ他の）米国特許第６１２２１３３号は、磁気記憶装置にサンプルサーボ法を応用することを論じている。本質的に、層内データの２次元構造に対する変調であるサーボ信号方式により、物理層内のトラックに追従することができる。前記特許の例では、これらのトラックは本質的に円形である。この媒体のフォーマッティングの性質により、トラッキング情報、ならびにセクタ番号およびゾーンなどの追加のトラック・データをともに抽出することができる。前記サーボ信号は、径方向部分トラッキング誤差信号を取り出し、部分的なトラック追従を較正し制御することができるマルチ・バースト・パターンで記録される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
Ｔｈｏｍｓｏｎ  ＣＳＦに譲渡された国際公開ＷＯ  ９７／２３８７２号に対応する（Ｌｅ  Ｃａｒｖｅｎｎｅｃ他の）「Ｏｐｔｉｃａｌ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｍｅｄｉｕｍ  ｈａｖｉｎｇ  ａ  ｐｌｕｒａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｌａｙｅｒｓ」という名称の米国特許第６０９１６９７号は、媒体の厚さに沿って分散した様々な階層内に情報を記録し、また読み取るための少なくとも１つの透明な層を含む光情報記録／読取り媒体を開示している。この媒体に含まれる、主面内に記録されたこの少なくとも透明な層は、トラッキング、合焦、同期、またはアドレス指定、あるいはこれらの任意の組合せを実施するための１つまたは複数の情報項目を有する。各階層内には、もう１つの案内情報項目も含まれる。この記録媒体の外面には、位置合わせ層が形成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
やはりＴｈｏｍｓｏｎ  ＣＳＦに譲渡された「Ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｏｎ  ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ  ｌａｙｅｒｓ」という名称の欧州特許第０４６１９５６号は、情報を光学的に記憶するシステムを開示している。この情報は、表面に記憶されるのではなく、透明な層のボリューム内に記憶される。この層の異なる階層内には、異なる一続きの情報が記憶される。書込み手段および読取り手段は、指定された階層の面内で光ビームを合焦させ、他の階層では合焦させないように設計される。光検出器により、それぞれの個々の階層によって生じたビームの乱れを選択的に検出することができる。好ましくは、この透明な層の材料は、光誘起により屈折率が変化する材料である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
（Ａｍｂｌｅ他の）「Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄａｔａ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｌａｙｅｒ  ｍｅｄｉａ」という名称の米国特許第６５７４１７４号は、複数のデータの層またはスタックを含む光記憶媒体を使用する光情報記憶システムを開示している。これら複数のデータ・スタックはそれぞれ、従来の単層型光ディスクに匹敵する記憶密度を有する。この光データ記憶システムは、単一の専用サーボ層およびそれぞれ埋込サーボ・フォーマットを含む複数のデータ・スタックを有する光媒体と、この専用サーボ基準層上で第１焦点を維持するように位置決めされたサーボ・レーザ・ビームと、データ・スタックの１つの上で第２焦点を維持するように位置決めされた読取り−書込みレーザ・ビームと、専用サーボ層から生成される誤差信号に従って合焦およびトラッキング誤差補正を実現する第１の専用サーボ系と、データ・スタックから生成される誤差信号に従って合焦およびトラッキング誤差補正を提供する第２の埋込サーボ系とを備える。この発明の異なる実施形態では、専用サーボ層は、光媒体内で、データ・スタックの下または上に位置決めすることもできるし、データ・スタック間にはさむこともできる。これらのデータ・スタックは、フォーマット・ホログラムによって規定される離散的な物理データ層または「仮想」データ層を含み得る。サーボおよび読取り−書込み用のレーザは、それぞれ波長および／または偏光状態が異なるものとし得る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（Ｇｌｕｓｈｋｏの）「Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｅｍｏｒｙ」という名称の国際公開ＷＯ  ９８／２５２６８号は、高情報密度で情報を記憶し得る能動的な媒体を実装する蛍光３次元光メモリ装置を製作する方法、ならびにこの方法によって製作された光メモリ装置を開示している。この目的のため、媒体が一体型にならないように、適切な蛍光層が適用される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
磁気媒体では、エンド・ユーザのところで、磁気記憶装置を使用するコンピュータ・システムの制御の下、より高レベルの装置フォーマッティングを実施することが慣行になっている。これにより、コンピュータ・システム固有の要件に応じて、フォーマッティングを最適化するための多くの余地がこのコンピュータ・システムに与えられる。一例は、１つの磁気ハード・ディスクをいくつかのパーティションに分割し得ることである。これらいくつかのパーティションの一部は、１つのオペレーティング・システム（ＯＳ）が使用し、他の部分は、別のＯＳが使用する。これら異なる部分は通常、適切なＯＳによってしか読み取ることができない。ディスクのフォーマッティングは、異なるフォーマット層に分割することができる。ディスクの低レベルのフォーマッティングは、この例のいずれのＯＳにも共通のものであるが、高レベルのフォーマッティングを行って整然としたファイル・システムにすることは、各ＯＳに固有の部分である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
フォーマッティングにより、とりわけ、以下のことが可能になる。
・媒体内でデータを取決めに従って整理すること
・基本データ・ユニット（データのブロック、セクタ、ブロック・クラスタ）の論理位置および物理位置を見つけ、読み取ること
・正確にドキュメント化された取出し可能な位置にデータを記録すること
・データをトラッキングし、データを記憶する定義位置に合わせてデータを取り出すこと、トラッキング（例えば、２００２年３月１３日に本譲渡人の名義で出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｄａｔａ  ｉｎ  ａｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｍｅｄｉｕｍ」という名称の米国特許出願第１０／０９６３６９号を参照されたい）、適応利得制御および同期ヘッダの記載など
・媒体中に、例えばディスクのタイプおよびモデル、感度、記録密度、製造情報、ならびに個別ＩＤおよびタグなどのシステム情報を含めること
・読取りおよび／または書込み用のデバイス・パラメータを媒体に合わせること、例えば、ＤＶＤ−Ｒにおいて、異なる媒体に応じてレーザ出力を変更すること
・ファイル・システムおよびファイルを、（異なるユーザに対して）異なるセキュリティおよび可視性のレベルに含めること
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
図３は、第１のフォーマッティング方法によるベース層の位置を示す側面図であり、この方法で使用されるディスクの実際のフォーマットを示す。図３ａに、３次元光ディスクの切片を示す。図３ａに（ｂ）および（ｃ）によって示す表示は、それぞれの副図で拡大していることを示す。図３ｂに、ディスク２０１の表面に隣接した数百ミクロン以内のフォーマットされたディスクの構造を示す。この特定の実施形態では、ディスク２０１の表面とｄ１で示す第１ベース層との距離は１００ミクロンであり、ｄ２で示す連続したベース層間の距離は１６０ミクロンである。図３ｃに、フォーマットされたディスクの構造を示す。図３ｃに示す構造は、このディスクの中央部を見たものである。このディスク中央部において、ディスクの最初の半分の第１らせんベース層と、その逆回転対との距離をｄ３で示す。この図に示す実施形態では、ｄ３は４０ミクロンであり、ディスクの厚さの合計は６ｍｍである。好ましい実施形態では、これらのベース層は、ベース層の上書きがないことを検証するテスト区域を含む。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
図４に、第１の手法に従って、トラッキングを行い、フォーマットされたディスクに新しい層を書き込むところを概略的に示す。単に説明するために、合焦レンズとしてモデル化された光学ユニットは、異なる波長の２本のビームを、ｄ４だけ分離したディスクの異なる深さのところで合焦させる。読取りスポット４０１は、一点鎖線４０２で面を示す層内のある深さのところにすでに記載されているらせんをトラッキングする。このらせんトラックは、マスタとして働く。同時に、書込みスポット４０３は、他の軸に沿ってマスタと同じ位置にあるが、読取りスポットから垂直方向にｄ４だけ分離した新しいらせんを記載する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
図５ａおよび図５ｂは、第２のフォーマッティング方法のサンプルサーボ技術の簡略化した２次元図を概略的に表現したものである。図５ａに、単一トラックからトラッキング誤差信号を抽出する方法を示す。データ用に割り当てられたトラックの場所を一点鎖線区間によって示し、点線区間は、サーボ・マーク用に割り当てられた場所を示す。フォーマッティング・ステップで記載されるマークであるサーボ・マークは、公称トラック位置に対してオフセットされ、そのため、読取りスポットがこの公称トラックに沿って通過するときに、これらのサーボ・マークからトラッキング信号が収集される。この信号は、読取りスポットとサーボ・マークが重なる部分に線形または非線形に比例する。読取りスポットが、公称トラック位置の厳密に中心にある場合、トラックの両側にオフセットされたサーボ・マークとの重なり合いは同じであり、一続きのサーボ・マークから得られる信号の差はゼロである。読取りスポットが、トラックに対して公称上オフセットしている場合、第１の一続きのマークからのフィルタリングされた信号は、トラックの反対側に配置された第２の一続きのマークからの信号と異なり、この差が、読取りスポットが移動すべき方向を示すトラッキング誤差信号として働くことになる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
図５ｂに、１０本のトラックｔ１、．．．、ｔ１０の区域上での簡略化した２次元配置において交番サーボを用いているところを示す。読取りスポットの走査方向は、紙面に沿って左から右であり、奇数トラックのサーボ・マークは、最初に左を示すサーボ・マークを有し、２番目に右を示すサーボ・マークを有する。後者のマークは、偶数トラックについては左を示すマークとして働き、そのため、左を示す信号と右を示す信号の順序が変えられている。
【国際調査報告】
2007501484.tif 000039
2007501484.tif 000040
2007501484.tif 000041
2007501484.tif 000042
2007501484.tif 000043