(57)【要約】3次元光学情報担体が示される。情報担体は、担体のボディにおける所定の3次元グリッドのノードに置かれたフォーマットマークを含む。2008542954.tif 000003
2008542954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体のボディにおいて作られ、3次元グリッドのノードの近くに置かれるフォーマットマークおよびシンボルを含む、3次元光学情報担体。
【請求項２】
フォーマットマークが、サーボパターンを形成する制御されたサイズおよび形態の規則的、長方形、長方形および傾斜マークのタイプの少なくとも一つを含む、請求項1記載の担体。
【請求項３】
担体のボディにおけるグリッドのノードが、等角度に置かれたラジアル平面、等距離に置かれた円筒状螺旋状トラック、および仮想記録平面の交差に形成された、請求項1記載の担体。
【請求項４】
担体のボディが、モノリシックボディおよびモノリシック板のアセンブリの少なくとも一つを含む、請求項1記載の担体。
【請求項５】
担体のボディが、電磁放射に応答する活性部分を含む、請求項1記載の担体。
【請求項６】
フォーマットマークが、電磁放射に応答する、請求項1記載の担体。
【請求項７】
担体のボディが、モノリシック板のアセンブリを含み、フォーマットマークおよびシンボルの少なくとも一つの層が、板の少なくとも一つの平面に刻印されたマイクロリリーフの形をしている、請求項2記載の担体。
【請求項８】
マークおよびシンボルの各々が、グリッドにおける座標を定義し、各マークおよびシンボルが、2次元記録平面における座標を定義している、請求項1記載の担体。
【請求項９】
マイクロリリーフが、板の集合体のためのガイドおよび位置決定機能として役立つために構成される、請求項7記載の担体。
【請求項１０】
フォーマットマークおよびシンボルが、情報マークより実質的に大きい、請求項1記載の担体。
【請求項１１】
担体のボディが、モノリシック板の集合体を含み、板が、板に含まれるものと異なるある割合の活性部分を含む接着剤によって互いに貼り付けられる、請求項1記載の担体。
【請求項１２】
高分子材料で作られ、およびボディを支持する強化胴体を含むボディを有し、該胴体が、ボディ材料と異なる材料で作られ、担体の必須部分である、請求項1記載の担体。
【請求項１３】
強化胴体が、金属、プラスチック、複合材料および金属コートプラスチックの材料の少なくとも一つで作られる、請求項12記載の担体。
【請求項１４】
強化胴体が、磁気コード化サーボマークを有するコーティングを有する、請求項12記載の担体。
【請求項１５】
担体のボディが、モノリシック板のアセンブリを含み、フォーマットマークおよびシンボルの少なくとも一つの層が、板の少なくとも一つの平面に刻印されたマイクロリリーフの形をしている、請求項12記載の担体。
【請求項１６】
高分子材料で作られ、および担体のボディと異なる材料で作られ、担体の必須部分であり、担体搭載機構として役立つ中心ハブを含むボディを有する、請求項1記載の担体。
【請求項１７】
ハブが、金属、プラスチックおよび複合材料の材料の少なくとも一つで作られている、請求項16記載の担体。
【請求項１８】
担体のボディに作られ、3次元グリッドのノードの近くに置かれるフォーマットマークおよびシンボルを含み、フォーマットマークおよびシンボルが、サーボパターンを形成する制御されたサイズおよび形態の規則的、長方形、長方形および傾斜マークのタイプの少なくとも一つを含む、3次元光学情報担体。
【請求項１９】
高分子材料で作られ、および担体のボディを支持する強化胴体を含むボディを有し、該胴体が、担体のボディと異なる材料で作られおよび担体の必須部分である、3次元光学情報担体。
【請求項２０】
胴体の少なくとも一つの平面に刻印されたマイクロリリーフを含み、該マイクロリリーフが、フォーマットマークおよびシンボルの参照層を生成する、請求項19記載の担体。
【請求項２１】
胴体が、磁気コード化マークを有するコーティングを含む、請求項19記載の担体。
【請求項２２】
担体のボディが、モノリシックボディおよびモノリシック板のアセンブリの少なくとも一つを含む、請求項19記載の担体。
【請求項２３】
担体のボディが、電磁放射に応答する活性部分を含む、請求項19記載の担体。
【請求項２４】
担体に形成されたフォーマットマークが、担体のボディにおいて3次元グリッドのノードの近くに置かれる、請求項19記載の担体。
【請求項２５】
グリッドのノードが、等角度に置かれたラジアル平面、等間隔に置かれた円筒状螺旋状トラックおよび仮想記録平面の交差によって形成される、請求項24記載の担体。
【請求項２６】
マークが、制御されたサイズおよび形態の規則的、長方形ならびに長方形および傾斜マークのタイプの少なくとも一つを含む、請求項19記載の担体。
【請求項２７】
マークが、電磁放射に応答する、請求項19記載の担体。
【請求項２８】
フォーマットマークが、情報マークより実質的に大きい、請求項19記載のマーク。
【請求項２９】
強化胴体が、金属、プラスチック、複合材料および金属コートプラスチックの材料の少なくとも一つで作られている、請求項19記載の担体。
【請求項３０】
マイクロリリーフが、板のアセンブリのためのガイドおよび位置決定機能として役立つ、請求項20記載の担体。
【請求項３１】
高分子材料で作られたボディを有し、担体のボディを支持する強化胴体を含む3次元光学情報担体であって、該胴体が、担体のボディと異なる材料で作られておりかつ担体の必須部分であり、胴体が、胴体の少なくとも一つの平面に刻印されたマイクロリリーフで作られており、該マイクロリリーフが、フォーマットマークおよびシンボルの参照層を生成する、3次元光学情報担体。
【請求項３２】
高分子材料で作られたボディを有し、担体のボディを支持する強化胴体を含む3次元光学情報担体であって、該胴体が、担体のボディと異なる材料で作られており、ならびに担体のボディ中に作られかつ所定の3次元グリッドのノードの近くに置かれるフォーマットマークを含む、3次元光学情報担体。
【請求項３３】
担体のボディが、モノリシックボディおよびモノリシック板のアセンブリの少なくとも一つを含む、請求項32記載の担体。
【請求項３４】
担体のボディが、レーザー放射に応答する活性部分を含む、請求項32記載の担体。
【請求項３５】
マークが、規則的、長方形、長方形および傾斜マークのタイプの少なくとも一つを含む、請求項32記載の担体。
【請求項３６】
マークが、電磁放射に応答する、請求項32記載の担体。
【請求項３７】
フォーマットマークが、情報マークより実質的に大きい、請求項32記載のマーク。
【請求項３８】
強化胴体が、金属、プラスチック、複合材料および金属コートプラスチックの材料の少なくとも一つで作られている、請求項32記載の担体。
【請求項３９】
胴体の少なくとも一つの平面に刻印されたマイクロリリーフを含み、該マイクロリリーフが、フォーマットマークおよびシンボルの参照層を生成する、請求項32記載の担体。
【請求項４０】
マイクロリリーフが、板のアセンブリのためのガイドおよび位置決定機能として役立つ、請求項39記載の担体。
【請求項４１】
高分子材料で作られたボディを有し、担体のボディと異なる材料で作られており、担体の必須部分であり、ならびに担体搭載機構として役立つ中心ハブを含む、3次元光学情報担体。
【請求項４２】
担体のボディ中に作られおよび所定の3次元グリッドのノードの近くに置かれるフォーマットマークを含む、請求項41記載の担体。
【請求項４３】
グリッドのノードが、等角度に置かれたラジアル平面、等間隔に置かれた円筒状螺旋状トラックおよび仮想記録平面の交差によって形成される、請求項42記載の担体。
【請求項４４】
ハブが、金属、プラスチックおよび複合材料の材料の少なくとも一つで作られている、請求項41記載の担体。
【請求項４５】
活性部分を含む板のアセンブリを含む3次元多層光学情報担体であって、板が、板に含まれているものと異なるある割合の活性部分を含む接着剤によって互いに貼り付けられる、3次元多層光学情報担体。
【請求項４６】
板がその表面の少なくとも一つにマイクロリリーフを有する、請求項45記載の担体。
【請求項４７】
接着剤が、マイクロリリーフを満たす板に含まれるものと異なるある割合の活性部分を含む、請求項45記載の担体。
【請求項４８】
マイクロリリーフが、フォーマットマークとして役立つマークおよびシンボルを含む、請求項45記載の担体。
【請求項４９】
マークおよびシンボルが、一定のサーボパターンに役立つ制御されたサイズおよび形態の規則的、長方形ならびに長方形および傾斜マークの少なくとも一つを含む、請求項48記載の担体。
【請求項５０】
フォーマットマークが、情報マークより実質的に大きい、請求項48記載の担体。
【請求項５１】
胴体の少なくとも一つの平面に刻印されたマイクロリリーフを含み、マイクロリリーフが、フォーマットマークおよびシンボルの参照層を生成する、請求項45記載の担体。
【請求項５２】
活性部分を含む板のアセンブリを含む3次元多層光学情報担体であって、板が板に含まれているものと異なるある割合の活性部分を含む接着剤によって互いに貼り付けられ、ならびに担体のボディと異なる材料で作られおよび担体搭載機構として役立つ中心ハブを含む、3次元多層光学情報担体。
【請求項５３】
ハブが、金属、プラスチックおよび複合材料の材料の少なくとも一つで作られている、請求項52記載の担体。
【請求項５４】
板が、それらの表面の少なくとも一つにマイクロリリーフを有する、請求項52記載の担体。
【請求項５５】
接着剤が、マイクロリリーフを満たす板に含まれるものと異なるある割合の活性部分を含む、請求項54記載の担体。
【請求項５６】
マイクロリリーフが、フォーマットマークとして役立つマークおよびシンボルを含む、請求項54記載の担体。
【請求項５７】
マークが、制御されたサイズおよび形態の規則的、長方形および長方形、ならびに傾斜マークのタイプの少なくとも一つを含む、請求項56記載の担体。
【請求項５８】
フォーマットマークが、情報マークより実質的に大きい、請求項57記載の担体。
【請求項５９】
胴体の少なくとも一つの平面に刻印されたマイクロリリーフが、フォーマットマークおよびシンボルの参照層を生成する、請求項54記載の担体。
【請求項６０】
活性部分を含む板のアセンブリを含む3次元多層光学情報担体であって、板が、板に含まれるものと異なるある割合の活性部分を含む接着剤によって互いに貼り付けられ、ならびに担体のボディ中に作られかつ3次元グリッドのノードの近くに置かれるフォーマットマークを含む、3次元多層光学情報担体。
【請求項６１】
板が、表面の少なくとも一つにマイクロリリーフを有する、請求項60記載の担体。
【請求項６２】
接着剤が、マイクロリリーフを満たす板に含まれるものと異なるある割合の活性部分を含む、請求項61記載の担体。
【請求項６３】
マイクロリリーフが、フォーマットマークとして役立つマークおよびシンボルを含む、請求項61記載の担体。
【請求項６４】
マークが、規則的、長方形、長方形および傾斜マークのタイプの少なくとも一つを含む、請求項63記載の担体。
【請求項６５】
フォーマットマークが、情報マークより実質的に大きい、請求項63記載の担体。
【請求項６６】
活性部分を含み、板に含まれたものと異なるある割合の活性部分を含む接着剤によって互いに貼り付けられる板のアセンブリによって形成されたボディを含み；板を支持しかつ板と異なる材料で作られている強化胴体と；担体のボディ中に作られかつ3次元グリッドのノードの近くに置かれるフォーマットマークとを含む、3次元多層光学情報担体。
【請求項６７】
回転軸およびその境界に活性部分を備えた重合体ボディを含み、ボディを少なくとも部分的に支持する強化胴体を含み、ボディおよび胴体が、該回転軸に中心におく、3次元光学情報担体。
【請求項６８】
ボディが、試験およびガイドシンボルを含むマイクロリリーフをさらに含み、シンボルが、光学的に記録されたフォーマットマークのために参照フォーマット層として役立ち、すべてのマークおよびシンボルが3次元格子に置かれたシンボルの各々が、格子において定義された座標を有し、各シンボルが、2次元記録平面において定義された座標を有することをさらに特徴とする、請求項67記載の担体。
【請求項６９】
ボディが、ボディが有するものと異なるある割合の活性材料を有する活性部分を含む透明接着剤によって互いに接着された板によって形成される、請求項67記載の担体。
【請求項７０】
シンボルが、接着剤によって満たされる、請求項69記載の担体。
【請求項７１】
少なくとも一つのエンボス加工された層、および3次元グリッドを形成する複数の光学的に記録された層を含む、情報記録のための3次元情報担体であって、エンボス加工された層が、格子の必須部分である、3次元情報担体。
【請求項７２】
エンボス加工されたあるいは光学的に記録されたマークを有する高分子材料で作られ、および磁気コード化マークを有するコーティングを備えた強化胴体を含む、3次元担体。
【請求項７３】
3次元光学情報担体を鋳造する方法であって、鋳物型に挿入された補強胴体および胴体において接続されたスルーホールである胴体の両側に鋳造されたポリマー層で鋳造を実行し、ディスク状担体を束状構造へ変換し、それによって屈曲およびウォブル（wobble）に対する担体抵抗を有意に増加させることを含む、方法。
【請求項７４】
3次元情報担体のアセンブリ方法であって、担体の必須部分として胴体またはハブを提供することを含み、該胴体またはハブがアセンブリツールとして役立つ、方法。
【請求項７５】
マイクロリリーフが、板の少なくとも一つの板の表面に刻印され、担体のボディを形成し、ガイドおよび位置決定機能として役立つ、請求項74記載のアセンブリ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、一般に光学メモリー装置の分野にあり、情報を記録し、読み取り、かつ消去するための3次元担体およびその担体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
光学記憶は、最も有名な情報記憶方法の一つである。情報は、通常ディスクの形式を有する3次元記憶媒体上に記録され、格納され、読み取り、および消去される。担体は、透明または半透明の高分子材料で作られ、あるいは同じ材料で作られた複数の板に積層されたモノリシックディスク状ボディでありうる。情報は、本出願と同じ譲受人の国際公開公報第2005/015552号（特許文献1）に開示されたような一連の3次元(3D)規則的マーク、あるいは長方形および傾斜データマークとして担体上に記録される。3Dマークあるいはボクセルの各記録は、個別の0または1であることができる情報を表わす。
【０００３】
3次元記憶媒体は、従来のディスクの容量をはるかに超過する何百ギガバイトの容量を有する。そのような媒体の適切な利用のために、高い記録および読み取り速度が肝要である。しかしながら、高い回転速度は、特に遠心力によって引き起こされた機械的変形に関連したトラッキング障害を取り込む。
【０００４】
いくつかの光学ディスクは、それらに書き込まれた情報マークに加えて、いわゆるサーボまたはフォーマットマークを有する。サーボマークは、名目上のトラックに関連する光学ピックアップヘッドの座標を表示する所定のパターンを有するエンボス加工されたあるいは光学的に記録されたマークまたはシンボルである。座標についての知識は、同期またはガイドされた情報記録、読み取りおよび消去を可能にする。
【０００５】
非線形媒体および特に2光子媒体において、異なる波長および電力のレーザー光線が、3次元記憶媒体記録、読み取りおよび消去プロセスを行なう。ガイドまたはサーボビームは、読み取りビーム波長と同様なまたは異なる波長を有する。適切な情報記録、読み取りおよび消去は、レーザー光線位置の正確な決定および適切なレーザー電力設定を要求する。
【０００６】
指定された種類の公知技術は、例えば米国特許第5,408,453号（特許文献2）および米国特許第6,873,586号（特許文献3）において開示される。追加の参照は、ECMA 317規格でもよい。
【０００７】
【特許文献１】国際公開公報第2005/015552号
【特許文献２】米国特許第5,408,453号
【特許文献３】米国特許第6,873,586号
【発明の開示】
【０００８】
発明の概要
本発明は、その一つの広い1局面において、所定の3次元グリッドのノードの近くに担体のボディに置かれたフォーマットマークおよびシンボルを含む3次元光学情報担体を提供する。
【０００９】
グリッドは、等角度に置かれたラジアル平面、等間隔に置かれた円筒状螺旋状トラックおよび仮想記録平面の交差によって形成することができる。
【００１０】
本発明の別の広い局面によれば、高分子材料で作られたボディを有し、および担体のボディを支持する強化胴体を含む3次元光学情報担体が提供され、該胴体が、担体のボディと異なる材料で作られておりかつ担体の必須部分である。
【００１１】
本発明のさらに別の広い局面によれば、高分子材料で作られたボディを有し、かつ以下：担体のボディを支持し、担体のボディと異なる材料で作られている強化胴体と；担体のボディ中に作られ、等角度に置かれたラジアル平面、等間隔に置かれた円筒状螺旋トラックおよび仮想記録平面の交差によって形成された3次元グリッドのノードに置かれるフォーマットマークとを含む、3次元光学情報担体が提供される。概して言えば、フォーマットマークは、フォーマットマークの配置がノードの配置に対応するように、例えばそれぞれのノード上または下に対応するように、ノードの近くに置かれる。各ノードは、複数(少数)のフォーマットマークに関連してもよい。ノードのグリッドの格子構造は、フォーマットマークの格子構造に同等に明確である。格子構造は、そのサイズがフォーマット精度に比例する場所において維持される。
【００１２】
本発明のさらに別の広い局面によれば、高分子材料で作られたボディを有し、かつ以下：担体のボディと異なる材料で作られ、担体の必須部分であり、担体搭載機構として役立つ中心ハブと；担体のボディに作られ、等角度に置かれたラジアル平面、等間隔に置かれた円筒状螺旋状トラックおよび仮想記録平面の交差によって形成された3次元グリッドのノードの周辺に置かれるフォーマットマークとを含む3次元光学情報担体が提供される。
【００１３】
さらに、本発明のさらに広い局面において、活性部分を含み、板に含まれるものと異なるある割合の活性部分を含む接着剤によって互いに貼り付けられる板のアセンブリを含む3次元多層光学情報担体が提供される。
【００１４】
さらに、本発明のさらなる局面によれば、活性部分を含み、板に含まれるものと異なるある割合の活性部分を含む接着剤によって互いに貼り付けられる板のアセンブリを含み、担体のボディと異なる材料で作られ、担体搭載機構として役立つ中心ハブを含む3次元多層光学情報担体が提供される。
【００１５】
本発明のさらに別の局面によれば、活性部分を含み、板に含まれるものと異なるある割合の活性部分を含む接着剤によって互いに貼り付けられる板のアセンブリを含み、および担体のボディに作られ、等角度に置かれたラジアル平面、等間隔に置かれた円筒状螺旋状トラックおよび仮想記録平面の交差によって形成された3次元格子のノードに置かれるフォーマットマークを含む3次元多層光学情報担体が提供される。
【００１６】
本発明のさらに別の局面によれば：活性部分を含み、板に含まれたものと異なるある割合の活性部分を含む接着剤によって互いに貼り付けられる板のアセンブリによって形成されたボディを含み；および板を支持し、板と異なる材料で作られている強化胴体と；担体のボディに作られ、等角度に置かれたラジアル平面、等間隔に置かれた円筒状の螺旋状トラックおよび仮想記録平面の交差によって形成された3次元グリッドのノードに置かれたフォーマットマークとを含む3次元多層光学情報担体が提供される。
【００１７】
本発明は、そのさらに別の広い局面において、回転軸およびその活性部分に接合される重合体ボディを含み、ボディを少なくとも部分的に支持する実施胴体を含み、ボディおよび胴体は前記回転軸に中心に置かれる、3次元光学情報担体を提供する。
【００１８】
さらに、本発明のさらなる局面によれば、3次元グリッドノードに置かれた制御されたサイズおよび形態の長方形および傾斜する光学的に記録されたフォーマットマークを含む情報記録のための3次元情報担体が提供され、ノードは、等間隔に置かれた螺旋状トラック、等角度に置かれたラジアル平面、およびラジアル平面に直角な複数の記録平面間の交差に存在する。
【００１９】
本発明のさらに別の広い局面は、少なくとも一つのエンボス加工された層および3次元格子を形成する複数の光学的記録層を含み、エンボス加工された層は、格子の必須部分である、情報記録のための3次元情報担体を提供する。
【００２０】
さらに、本発明のさらなる局面は、エンボス加工されたあるいは光学的に記録されたマークを有する高分子材料で作られた、担体は、コード化データまたはサーボデータマークを有するコーティングを備えた強化胴体を含む3次元担体を提供する。
【００２１】
また、本発明は、3次元光学情報担体を鋳造する方法を提供する。方法は、鋳物型に挿入された補強胴体および胴体において接続されたスルーホールである胴体の両側に鋳造されたポリマー層で鋳造を実行する段階、ディスク状担体を束状構造へ変換する段階、それによって曲がりおよびウォブル（wobble）に対する担体抵抗を有意に増加させる段階を含む。
【００２２】
本発明のさらに別の局面によれば、3次元情報担体のアセンブリの方法が提供され、方法は、担体の必須部分として胴体またはハブを提供することを含み、該胴体またはハブはアセンブリツールとして役立つ。
【００２３】
発明の詳細な説明
記述された担体の構造および原理ならびにアセンブリ方法は、図面を参照して理解され、同じ参照数字は、非限定的例示的な態様のいくつかの図および添付する記述を通して同じ要素を表示する。図面は必ずしも縮尺どおりではなく、この方法の原理を図示する際に強調される。
【００２４】
3次元情報担体
図1Aおよび1Bは、本発明の3次元光学情報担体の第一の例示的な態様を図示する。担体100は、透明または半透明材料102、例えばポリエチルメタクリレート(PMMA)およびアクリレートおよびメタクリレートモノマーを含む合成物のような高分子材料で作られたモノリシックディスクボディである。レーザー放射のような電磁エネルギーとの相互作用で一つの異性体フォームから別のものにその状態を変更することができる活性部分が、ポリマー102に接合される。活性部分は、2光子吸収を示す。例えば同じ譲受人の国際公開公報第03/070689号に開示されたような活性部分は、3次元光学情報担体として使用することができる。情報は、同じ譲受人の国際公開公報第2005/015552号に開示されたような一連の3次元(3D)規則的あるいは長方形または長方形および傾斜データマークとして担体100に記録される。3Dマークまたはボクセルの各記録は、個別の0または1である情報を表わす。
【００２５】
情報は、担体100の実際上任意の位置に光学的に記録されるが、複数の「仮想」層106上にそれを記録することが便利である。層106間の距離は10〜15μmでよい。担体100の厚さtは、1〜6mmの間で変化してもよい。情報を表わす光学的に記録される規則的あるいは長方形または長方形および傾斜データマークに加えて、サーボまたはフォーマットマークのパターンが、光学的に担体100に記録される。フォーマットマークは、担体100の異なる深さに位置する複数の層108上に記録され、フォーマットマーク含有層108の構造はデータマーク含有層106の構造と異なっているが、フォーマットマークはデータマークに類似あるいはしばしば同一であってもよい。一つのフォーマットまたはサーボ層は、十分に複数のデータ含有層106に同じ情報を提供することができる。したがって、各フォーマットまたはサーボ層108は、少なくとも一つのデータ含有層106によって満たされる。
【００２６】
担体100は、外部直径124；周辺環状部分128、および内部環状部分130をさらに特徴とする。典型的に、部分128および130は、データまたはサーボマークを記録するために用いられないが、補助情報を記録するために使用することができる。取り付け穴126は、光学記録／読み取り装置のスピンドル上で取り付け担体100のために提供される。
【００２７】
ほとんどの規格に従って、フォーマットマークは、担体回転方向に依存して外側または内側へ案内された螺旋状トラックに位置する、光学情報担体の最大記録可能寸法で始まり、最小記録可能寸法で終了するか、またはその逆である。
【００２８】
隣接したトラック120は、半径方向で測定されたペアの隣接したトラックのセンターライン間の距離である所定のトラックピッチT1で配置され、約800nm程度である。本実施例において、フォーマットマーク114は、螺旋状トラック120と等角度に置かれた半径122との間の交差の近くに間隔を置かれた位置で配置される。2つの連続したフォーマットマーク114間の距離Tは、外部トラック上で約600μmであり、内部トラックでより小さい。
【００２９】
トラック120は、環状周辺部分128で始まり、内部環状部分130で終了する。螺旋状トラック120は、螺旋状ラインの名目上の中心の周辺で記録された一連のあらかじめ書き込まれたマークによって実現された螺旋の360度ターンを表わす。担体100、取り付け穴126、および螺旋状トラック120は、ディスク状の情報担体ボディ100の幾何学的中心および担体の回転軸である本質的な共通軸136を有する。等間隔、等角度に置かれた半径122の中心交差ポイントは、幾何学的な回転軸136と一致する。
【００３０】
分析は、規則的または長方形あるいは長方形および傾斜マークであるフォーマットマーク114の数が、光学情報担体100の螺旋状トラック120 (図1B)の各々の上でn1=πD/Tに等しいことを示す。ここでDはトラック直径で、Tは2つの連続するマーク間の距離である。マーク114は、螺旋状トラック120が始まる(例えばポイント140)最大螺旋状トラック直径D最大、および螺旋状トラック120が終了する(例えばポイント146)最小螺旋状トラック直径D最小によって規定される光学情報担体100のアクティブ領域に記録される。アクティブ領域の幅Lは、L = (D最大−D最小)/2になる。そのような担体のための螺旋状トラックの数は、n = L/T1になる。ここでT1は螺旋状トラックの平均ピッチ(約1μmである)である。120ミリメートルの外部直径担体のために、D最大が約117mmになり、D最小が約44mmになり、それは約40,000螺旋状トラックおよび約25×l06フォーマットマークを生成する。
【００３１】
半径122が、担体100の回転および幾何学的軸であるポイント136から螺旋状トラックの最大直径D最大にトレースされる場合、それは担体100上に存在するすべての螺旋状トラックと交差する。半径と螺旋状トラックとの交差の数は、トラックの数と等しく、n = L/T1になる。ポイント136から出る複数の半径122は、D最大上に存在するフォーマットマーク114の各々と交差するように、トレースされ間隔を置かれる。半径122の角度インクリメントωは、フォーマットマーク114が一定の角速度サーボパターンを形成することを保証するように選択されることができる。半径と螺旋状トラック間のノードまたは交差ポイントの数は、担体100上にあるフォーマットマークの数に等しい。等間隔に置かれた螺旋状トラック120および等角度に置かれた半径122によって生成された交差ポイントまたはノードは、明確なグリッドパターンを形成する。したがって、フォーマットマーク114は、一定の角速度サーボパターンを形成するために、ノードの各々の名目上の位置の周辺に記録される。一定の線形速度あるいは一定の帯状速度サーボパターンの要求を満たす他のグリッドパターンが提供されてもよい。
【００３２】
一般に、半径の代わりに、中心交差ポイントを通過できない弧の使用は可能であるが、位置誤差が半径または放射状円弧のための誤差より大きくなり、マークのパターンがより複雑になる。
【００３３】
図1Bに示されるように、フォーマットマーク114はグリッドに置かれ、ノード116は、等間隔に置かれた螺旋状トラック120と等角度に置かれた半径122あるいはラジアル平面との間の交差によって生成される。前述のように、制御されたサイズおよび形態の規則的あるいは長方形または長方形および傾斜フォーマットマークは、光学的に担体100上の任意の位置に記録され、複数の層108にそれを記録することが便利である。層108の各々の上で、フォーマットマーク114はグリッドに置かれ、ノード116は、等間隔に置かれた螺旋状トラック120と等角度に置かれた半径122との間の交差によって生成される。フォーマットマークは、正確に交差ポイント(ノード)に配置できないが、その近くに、例えばそのような交差ポイントの上または下に配置できないことが理解されるに違いない。
【００３４】
記録されたフォーマットマーク114は、担体100上に、半径マーク位置、角度マーク位置、および深さあるいは担体100の軸方向と呼ばれるマークの位置である軸を備えた3次元格子を形成する。図2は、ノード116を備えた3次元格子を図示する。フォーマットマーク114は、ノード116の名目上の位置の周辺に位置する。したがって、本発明のこの態様において、本発明の情報担体100は、3次元格子ノードの近くに置かれたフォーマットマークを含み、すなわちフォーマットマークの配置は格子ノードの配置に対応し、格子のノード116は、等間隔に置かれた(円筒状)螺旋状トラック120、等角度に置かれたラジアル平面(半径)122、およびラジアル平面に直角な複数の記録平面106または108(仮想層)間の交差に存在する。グリッド(ノードまたはフォーマットマークのいずれか)が格子構造相関性を保存する範囲は、フォーマット品質に依存する。
【００３５】
一つのフォーマット層を備えた「ブランク」光学情報担体を提供する産業において周知の手段が存在する。図3は、3次元情報担体の第二の例示的な態様の概要図である。担体160は、エンボス加工されたサーボパターン164を有する。典型的に、そのような層/パターン164は、一つの担体面上で当業者に公知の方法によってエンボス加工されるか印刷される。このエンボス加工されたサーボパターンは、光学的に記録されたマーク172が配置されるノード168の周辺の部分または参照、あるいは3次元格子の基礎層になる。エンボス加工されたパターンのフォームおよび2つの隣接したマーク間の距離は、螺旋状トラックのフォームおよび2つの隣接した光学記録マークの間の距離を定義する。
【００３６】
3次元情報担体の他のいくつかの例示的な態様を図示する図4Aおよび4Bを参照する。図4Aの担体180において、上に記述の担体100のモノリシックボディは、透明または半透明の高分子材料(図1Aの102)で作られた複数の互いに貼り付けられた記録可能な本質的モノリシック板182と取り替えられる。板182は、処理に便利な約200μmの厚さまたは任意の他の厚さのブロックとして、あるいは互いに接着して適切な厚さのグループを形成するより薄い層の集合体として別々に生成される。各々の板182は、前に説明したように、フォーマットまたはサーボマークの少なくとも一つのサーボパターン114を有する。あるいは、各々の板182は、当業者に公知の方法によって生成されたエンボス加工または印刷されたサーボパターンを有してもよい。板をアセンブリするための本発明の方法は、下に説明される。
【００３７】
活性部分を含む透明接着剤184が、板182を互いに貼り付ける。接着剤184は、サーボパターン(図3の164)のエンボス加工されたマークを満たす。活性部分は、電気磁気またはレーザー放射に応答して、電磁気(レーザー)エネルギーとの相互作用によって、一つの異性体フォームから別のものにその状態を変更する。接着剤184における活性部分の割合は、板182の材料におけるものと異なっていてもよいので、パターン164のマークは、板182のボリュームに記録された情報マークと異なる方法において適切なレーザー光線に応答する。これは、サーボマークと記録された情報マークとの間の簡単な識別を可能にする。サーボマークは、先に述べたいずれのフォームおよびサイズでもよい。
【００３８】
図4Bの実施例において、ディスク状の板182は、平らな表面186または188の一つの上に刻印されたマイクロリリーフ194を有してもよい。マイクロリリーフ194は、サーボシンボルまたはマークとして役立つガイドまたはフォーマットシンボル200を含む。また、マイクロリリーフは、板182のアセンブリのためのガイドおよび固定機能として役立つことができる。板182が担体ボディへアセンブリされる場合、マイクロリリーフシンボルは3次元格子上に配置され、各々のシンボルは格子に座標を定義し、各シンボルは記録平面でもある2次元平面において座標を定義する。板182を互いに貼り付ける透明接着剤184は、マイクロリリーフおよびしたがってシンボル200を満たし、サーボシンボルと記録された情報マークとの間の簡単な識別を可能にする。典型的にサーボマークであるシンボル200は、規則的データまたはフォーマットマークのそれと異なるサイズであってもよい。
【００３９】
担体ボディの高分子材料(図1Aの102)が光学情報担体に対する物理的支持および耐久性を定義することに注意するべきである。高分子102は、高回転速度のために要求される適切な機械的強さを有さない場合がある。高回転速度は、光学ディスクに回復不能な機械的な破損をもたらす場合がある。しかしながら、高容量の情報担体には回転速度の増加が肝要である。
【００４０】
また、図5A〜5Lは、本発明の3次元光学情報担体の他の実施例を図示する。これらの担体は、強化胴体を有している。図5A〜5Fの実施例において、胴体210a〜210fは対称な内部胴体であり；図5G〜5Lの実施例において、これらは非対称な外部胴体220g〜220lである。金属、プラスチックまたは複合材料は、強化胴体210a〜210fおよび220g〜220lが生成される高分子102とは異なるより強い材料である。例えば、胴体は、優れた強度を有しかつ45,000回転数のような高回転速度でさえ曲げられないベリリウムで作られることができる。
【００４１】
記録可能な層が作られるポリマーより高い強度を有する材料で作られた任意のタイプの強化胴体の使用は、そのような強化胴体を有さない担体より実質的により高い速度で情報担体の回転をサポートする。強化胴体は、回転する担体に作用する遠心力によって引き起こされた担体の機械的変形を減少または除去する。10,000回転数を超える回転速度が得られる。
【００４２】
したがって、図5A〜5Fは、胴体の両側に配置された(それぞれ210a〜210fで表示される)記録可能な媒体102を有する対称な胴体を備えた3次元情報担体を例示する。実施例において、胴体の両側212および214は、モノリシック重合体ボディ216および218、あるいはディスク状板182にアセンブリされたボディ(図5D〜5F)に接している。図5A〜5Cの胴体210a〜210cは、図6A〜6Cにおいてより明確に図示されるように、胴体の表面に配置された複数のスルーホール230を有する。担体ボディあるいは少なくとも一つの板182を形成するモノリシック高分子材料102は、胴体を含む形状に同時に鋳造される。高分子材料102は、スルーホール230に浸透し、胴体の両側に配置された板を接続する。この生産方法は、図6Bおよび6Cに図示されるように、ディスク状担体を束状構造へ変換し、屈曲、ウォブルおよび割れに対する3次元担体抵抗を有意に増加させる。説明の単純化のために、図6Bおよび6Cにおける束状構造は、胴体なしで示される。
【００４３】
また、エンボス加工されたまたは印刷されたフォーマット層は、板182が別々に鋳造あるいはプレスされ、透明接着剤または粘着性材料184がそれらを胴体に貼り付けるために使用されるケースに使用されてもよい。
【００４４】
胴体210a〜210eは、重合体ボディ216および218 (図5A〜5C)あるいは板182 (図5D〜5E)に接しているそれらの平らな表面212および214上で、エンボス加工されたサーボマークまたは試験およびガイドシンボルを有してもよい。これらのエンボス加工されたサーボマークまたは試験およびガイドシンボルは、サーボシンボルまたはマークとして役立つシンボル200(図4B)に類似している。シンボル200に類似しているシンボルは、胴体210a〜210eの表面に刻印されたマイクロリリーフを表わす。マイクロリリーフは、板182のアセンブリのためにガイドおよび位置決定機能として役立つことができる。重合体ボディ216および218の一つと異なる割合の活性部分を含む透明接着剤(図4Aの184)は、マイクロリリーフを満たし、重合体ボディ216〜218を胴体210a〜210eに接着してもよい。これらのシンボルの操作原理は、上に記述された態様に類似している。シンボル200は、ガイドまたはサーボレーザー光線の軸および半径位置を表示してもよい。これは、3D担体内で置かれた異なる層に位置した追加のサーボ層を光学的に書き込むために用いてもよい少なくとも一つの参照サーボ層を提供する。
【００４５】
前に記述された態様に類似して、エンボス加工されたサーボパターンは、光学的に記録されたマーク172(図3)が配置されるノード168の周辺で3次元格子の部分または第一または基礎層になる。エンボス加工されたパターンは、2つの隣接したマーク間で螺旋状トラックのフォームおよびピッチを定義する。同様の方法において、担体210e〜210fのエンボス加工されたパターンのマークは、モノリシックボディの材料102における活性部分の割合と異なるある割合の活性成分を有する活性部分を含む透明接着剤184によって満たされてもよい。
【００４６】
図5G〜5Lは、モノリシック重合体ボディが、異なる手段によって貼り付けられるそれぞれ220g〜220lで表示される非対称胴体を備えた3次元担体を図示する。図5I、5Jおよび5Lの実施例において、ディスク状板182にアセンブリされた重合体ボディは、それぞれの非対称胴体に貼り付けられる。胴体220j〜220lは、円錐内部表面240および246を備えたリムを有する。これらの表面にエンボス加工または化学食刻を施された異なるシンボルは、レーザー光線の軸位置の決定のために使用できる。
【００４７】
胴体210d〜210fおよび220i〜220lは、外部円錐表面246を備えたハブ状内部部分を有する。これらの円錐表面は、ディスク状板182のアセンブリのためのセンタリング機能として役立つことができる。胴体210a〜210fおよび220i〜220lは、モノリシック重合体ボディまたはディスク状板182のアセンブリのためのベースとして役立つ。担体のすべての上に記述された特性は、3次元グリッド、透明接着剤184および他のもののノードの周辺におけるマークの位置のように、ここに記述されたすべての態様に適用可能な必要な変更を加えてある。
【００４８】
3次元情報担体の胴体210a〜210fおよび220g〜220lの外部直径表面224および226は、例えばメーカー、バッチ番号などを識別するマーク、シンボルまたは英数字をそれらの上に配置するために使用することができる。あるいはまたはさらに、マークは、情報担体などの上で角度回転速度、特定位置の座標を読み取るために使用されてもよい。
【００４９】
強化胴体は、例えばMPIメタルパウダーインダストリーズ株式会社(MPI Metal Powder Industries Ltd., Beer-Sheba, Israel)から市販されているものを、磁気核を有する金属ナノ球体から成る複合材料に生成されてもよい。そのような胴体は、光学記録手段と結合した磁気コード化サーボを作る便利な方法を提供する。あるいは、磁気的に記録可能なコーティングは、胴体あるいは光学情報担体が作られる高分子材料上の適切な面に堆積されてもよい。胴体上のコード化マークは、サーボのほかに追加のデータコード化目的のために使用することができる。
【００５０】
図7は、階段状表面278を備えた胴体274を有する担体270を図示する。したがって、モノリシック材料282またはディスク状板(示されない)からアセンブリされたボディのどちらかのコンタクト表面280は、マッチングコンタクト表面を有する。階段状表面の使用は、より簡単な粗いレーザー光線位置決定を可能にする。
【００５１】
図8は、図7の胴体の3次元例である。階段状表面278の階段の各々に刻印されたシンボル282は、異なるピッチを有してもよく、先行の表面シンボルに対して変化してもよい。これは、ガイド、記録、読み取りまたは消去レーザー光線に関係するいずれかの位置の決定を単純化する。上に記述されたシンボル200の特性および機能のすべては、シンボル282に必要な変更を加えて適用可能である。
【００５２】
上に記述されたすべての胴体は、ハブ状フォームにおいて実装されたそれらの中心部分を有する。ハブは、便利で非常に正確な担体搭載手段を提供する。3次元担体は、複数および長期使用のために平らにされる。ハブは、担体ボディ材料より強い材料で作られ、担体の取り付け要素の耐久性を改善する。ハブの円錐表面は、担体が生成される板のアセンブリのために、アセンブリ治具またはツールとして使用できる。胴体210a〜210fおよび220g〜220lの外部直径、取り付け穴236の内部直径、および螺旋状トラックは、ディスク状情報担体の幾何学的中心である共通回転軸240を有する。
【００５３】
図9A〜9Fは、外部対称強化胴体を備えた本発明の3次元情報担体のいくつかの例示的な態様を図示する。胴体300、302 (図9A〜9E)および胴体306(図9F)は、ディスク状形態であり、ここで310、400、314に指定されたモノリシックボディの高分子材料より強い透明材料、例えばポリカーボネートで作られる。マイクロリリーフは、上に開示されたものと同様に、胴体300、302および306の側面の一つの上で刻印／エンボス加工される。図9A〜9Cの担体は、鋳物型に挿入された胴体300および302で鋳造することによって生成される。あるいは、接着剤184のような一般的な接着剤が、胴体300および302を図9D〜9Fの担体に接着する。対称な胴体の使用は、3次元情報担体の強い束状屈曲およびウォブル抵抗構造を作製し、担体の両側からのガイド、記録、読み取りおよび消去プロセスの実行をサポートする。
【００５４】
接着剤184によって満たされたシンボル200のすべての特性および機能は、胴体300、302および306の表面で刻印されたマイクロリリーフ／シンボルに必要な変更を加えて適用可能である。シンボル200は、前に開示された格子に類似している3次元格子／グリッドのノード (の近くの)周辺に置かれるフォーマットマークを備えた光学的に記録されたフォーマット層のために参照層として役立つことができる。
【００５５】
図9Fは、一つの透明胴体306が使用される態様を図示する。胴体306は、モノリシックボディ314に直接あるいは中間ディスク状板320の支援により貼り付けられてもよい。マイクロリリーフを搭載するフォーマットシンボルは、胴体306上あるいはディスク状板320上でエンボス加工することができる。接着剤184は、胴体をモノリシックボディアタッチメントへ取り付ける。図9A〜9Fのすべての胴体およびそれらに関連する重合体ボディは、3次元担体の回転軸334に中心化される。
【００５６】
図10A〜10Iは、本発明の3次元情報担体のさらに例示的な態様の概要図である。図10A〜10Cの実施例において、板350は、それぞれハブ360a〜360c上でアセンブリされる。ハブ360a〜360cの円錐表面364は、内部周囲のマッチング表面と噛み合い、3次元担体330の回転軸である共通軸370上でディスク状板を中心化する。ハブ360a〜360cは、アセンブリ治具／ツールとして役立つ。これに加えて、円錐表面364は、前に説明したように、粗いレーザー光線位置フィードバックおよび方位のために使用できる。
【００５７】
ディスク状板350は、それらの表面の少なくとも一つの上に、サーボシンボルまたはマークとして役立つ試験およびガイドシンボル200を含むマイクロリリーフを有することができる。マイクロリリーフは、板350のアセンブリのためにガイドおよびディスク位置決定機能として役立つことができる。板350が担体ボディへアセンブリされる場合に、マイクロリリーフシンボル200は、3次元格子／グリッドに置かれるようになり、シンボル200の各々は、格子の座標を定義し、記録平面である2次元平面の座標を定義する。
【００５８】
板350を貼り付ける透明接着剤(上に記述の接着剤184のような)は、マイクロリリーフおよびしたがってシンボル200を満たす。シンボル220は、ガイドまたはサーボレーザー光線の軸および半径位置を表示してもよい。ガイドシンボル200は、光学的に記録された情報マークより実質的に大きくてもよい。同じ3次元格子上にあっても、各々の層におけるシンボル200の数が異なっていてもよく、欠けているシンボルが特別の層上で軸位置を表示してもよい。図10A〜10Iのすべてのハブ360a〜360i、それらの取り付け穴368、およびそれらに関連する重合体ボディは、3次元担体回転軸370に中心におく。
【００５９】
図10H〜10Iの担体は、鋳物型に挿入されたハブ360h〜360iで鋳造されてもよい。高分子材料より安定している材料(例えば金属)で作られたハブは、鋳物精度を改善し、ウォブルおよび外部表面変動が少ない担体を生成する。すべてのハブ360は、それらの両側面上に円錐トラフ374または376を有する。これらのトラフは、鋳物型アセンブリ／分解を単純化し、鋳物プロセスにおいてハブ360の使用を促進する。
【００６０】
記録可能材料の板の取り扱いおよびアセンブリ方法
先に述べたように、高分子材料102で作られた板182は、別々に生成される。図5A〜5Lに示されたような胴体210a〜210lおよびハブ360a〜360i(図10A〜10I)は、ジグとして役立ち、アセンブリプロセスを促進できる。IR回復可能材料およびIR回復ソースのための適切な機構が提供されるべきである。
【００６１】
板182または同種のものの担体へのアセンブリは、図11に示されるもののような特別のジグを要求する。板182のアセンブリのためのジグ400は、取り付け穴126内部直径に一致する正確な外部直径を有するポスト404が搭載されるベースプレート402を含む。ディスペンサー406は、それが均等層によって前の板182の表面を覆うように、規則的IR回復可能接着剤(すなわち接着剤184)を分配する。次の板182は覆われ、IR放射線408あるいはセラミックヒーターのソースによって提供された熱放射によって回復される。IRソース408によって提供されたフラックスは、均等に分配された放射線によって回復可能な表面を照射するために適切に制御される。IRフラックスは、アセンブリの一方または両側から提供されてもよい。
【００６２】
高分子材料(前に102で参照された)は繊細なものであり、材料102の板182の接触取り扱いはその上に掻き傷を残し、ピットおよび他のシンボルは、記録または読み取りプロセスを複雑にする可能性がある。非接触オブジェクト取り扱いのためにピックアップヘッドまたはグリッパを使用することは、当技術において公知である。そのようなピックアップヘッドまたはグリッパの一つの実施例は、Livshitsによる米国特許第5,871,814号に開示される。しかしながら、グリッパは、それらの中心領域に穴を有する部品の取り扱いに適応されない。本発明において使用されることが適切な上記グリッパの改良版の構造および操作を図示する図12および13について述べる。通路434へ導入された流体流れ430、例えば空気は、グリッパ444の出力部分440 (図13)で大気圧より低い圧力を作製する。改良版は、流体流れの形態を中心ポイントから外向き半径方向に流れる平らな流体流れへ変更するために、入口と流動的に接続された通路に置かれた改善された円錐流体形成手段450と、および流れ均質化器具454を有する改善されたディスク452とを含む。これらの改善は、ディスク表面に隣接している良好な真空を作製し、中心穴を有するオブジェクトをより信頼できる方法で保持する。
【００６３】
図13は、グリッパ444によって取り扱う板182あるいは同様のアイテムを図示する。流体流れ430が活性化される場合、グリッパ444は、それの出力部分434で大気圧より低い圧力を生成する。グリッパ444は、板生産ラインから板182をピックアップし、それをジグ400(図11)あるいは胴体210a〜210fまたはハブ360a〜360iのようなステーションでもよいアセンブリステーションに配達する。必要ならば、板182の方向は、第二グリッパ444-Iの助けを借りて変更できる。各々のグリッパ444および444-Iを通る流体流れの調整は、それらが生成する真空、したがって板182を保持する力を調整する。
【００６４】
本方法の例示的な態様が図示され記述されたが、方法の精神および範囲への影響なしでその中に様々な変形を行なうことができることが認識されると思われる。したがって、方法の範囲は、添付の特許請求項への参照によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
本発明を理解し、それがどのように実際上実行されるかを確かめるために、好ましい態様が、非限定的な例としてのみ、添付する図面を参照して記述される。
【図１Ａ−Ｂ】3次元情報担体の第一の例示的な態様の実例である。
【図２】フォーマットマークおよびシンボルが位置する近くにおいてノードを定義する3次元グリッドを例示する。
【図３】3次元情報担体の第二の例示的な態様の概要図である。
【図４Ａ−Ｂ】複数のモノリシック板を含むボディを有する3次元情報担体の第三の例示的な態様の2つの実施例の概要図である。
【図５Ａ−Ｌ】胴体を有する3次元情報担体の追加の例示的な態様の実例である。
【図６Ａ−Ｃ】スルーホールを備えた胴体およびそのような胴体を用いて生成された束状3次元担体構造の一つの概要図である。
【図７】強化胴体を備えた担体のさらなる態様の概要図である。
【図８】図7の胴体の3次元の実例である。
【図９Ａ−Ｆ】胴体を有する3次元情報担体の第五の例示的な態様の概要図である。
【図１０Ａ−Ｉ】3次元情報担体の第六の例示的な態様の概要図である。
【図１１】3次元情報担体のアセンブリのためのジグの概要図である。
【図１２】3次元情報担体の板の非接触取り扱いのための改善されたグリッパの概要図である。
【図１３】改善されたグリッパによる3次元情報担体板の取り扱いプロセスの概要図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図５Ｋ】
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【図５Ｌ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１０Ｈ】
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【図１０Ｉ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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