"光学ストレージ集束サーボシステムであって、非点収差集束レンズと、光学媒体に対する前記レンズの位置を制御する集束アクチュエータと、前記媒体からの反射光ビームの強度および形状を検出するように構成された複数の検出器とを含む光学ピックアップユニットと、前記反射光ビームの前記強度および前記形状に基づいて、前記集束アクチュエータを制御するように構成されたコントローラとを備える、システム。前記コントローラは、前記反射光ビームの前記強度および前記形状に基づいて、焦点誤差信号を生成するようにさらに構成され、前記焦点誤差信号の非線形部分は、前記集束アクチュエータを制御するための入力として用いられる、請求項1に記載のシステム。前記コントローラは、前記反射光ビームの前記強度に基づいて和曲線信号を生成するとともに、前記反射光ビームの前記形状に基づいてS曲線信号を生成するように構成され、前記焦点誤差信号は、所定の閾値よりも大きい和曲線信号の値について、前記S曲線信号を辿る、請求項2に記載のシステム。前記焦点誤差信号は、前記所定の閾値よりも小さい前記和曲線信号の値について、一定の大きさを有する、請求項3に記載のシステム。前記一定の大きさの符号は、最後に辿られた前記S曲線信号の符号に依存する、請求項4に記載のシステム。前記一定の大きさの値は、前記光学媒体の表面品質特性に依存する、請求項4に記載のシステム。前記焦点誤差信号は、前記所定の閾値よりも小さい前記和曲線信号の値について、可変の大きさを有する、請求項3に記載のシステム。前記コントローラは、前記焦点誤差信号の非線形挙動をもたらす障害の存在下において、前記集束アクチュエータの連続制御を維持するようにさらに構成される、請求項2に記載のシステム。前記コントローラは、前記焦点誤差信号の非線形挙動をもたらす前記光学媒体上の欠陥の近傍において、前記光学媒体へのデータの書込みまたは前記光学媒体からのデータの読込みを実行するようにさらに構成される、請求項2に記載のシステム。前記コントローラは、前記反射光ビームの前記形状に基づいてS曲線信号を生成するとともに、前記S曲線信号の非線形挙動をもたらす前記光学媒体上の欠陥の近傍において、前記光学媒体へのデータの書込みまたは前記光学媒体からのデータの読込みを実行するようにさらに構成される、請求項1に記載のシステム。光学ストレージ集束サーボシステムであって、光学媒体で反射された光ビームの強度および形状を表す情報を受け、前記反射光ビームの前記強度および前記形状を表す前記情報に基づいて焦点誤差信号を生成し、前記焦点誤差信号に基づいて前記光学媒体に対する非点収差集束レンズの位置を制御するように構成されたコントローラを備える、システム。前記コントローラは、前記焦点誤差信号の非線形挙動をもたらす障害の存在下において、前記非点収差集束レンズの連続制御を維持するようにさらに構成される、請求項11に記載のシステム。前記コントローラは、前記焦点誤差信号の非線形挙動をもたらす前記光学媒体上の欠陥の近傍において、前記光学媒体へのデータの書込みまたは前記光学媒体からのデータの読込みを実行するようにさらに構成される、請求項11に記載のシステム。前記コントローラは、前記焦点誤差信号の非線形部分に基づいて、前記光学媒体に対する前記非点収差集束レンズの前記位置を制御するようにさらに構成される、請求項11に記載のシステム。前記コントローラは、前記反射光ビームの前記強度を表す前記情報に基づいて和曲線信号を生成するとともに、前記反射光ビームの前記形状を表す前記情報に基づいてS曲線信号を生成するようにさらに構成され、前記焦点誤差信号は、所定の閾値よりも大きい前記和曲線信号の値について、前記S曲線信号を辿る、請求項11に記載のシステム。前記焦点誤差信号は、前記所定の閾値よりも小さい前記和曲線信号の値について、一定の大きさを有する、請求項15に記載のシステム。光学ピックアップユニットを制御するための方法であって、前記光学ピックアップユニットの近傍において光学媒体から反射された光ビームの形状を検出するステップと、前記反射光ビームの前記形状に基づいてS曲線信号を生成するステップと、前記反射光ビームの強度を検出するステップと、前記反射光ビームの前記強度に基づいて和曲線信号を生成するステップと、所定の閾値よりも大きい前記和曲線信号の値について前記S曲線信号を辿る一方で、前記所定の閾値よりも小さい前記和曲線信号の値について一定の大きさを有する焦点誤差信号を生成するステップと、前記焦点誤差信号の非線形挙動をもたらす前記光学媒体上の欠陥の近傍において、前記光学媒体へのデータの書込みまたは前記光学媒体からのデータの読込みを実行するステップとを備える、方法。前記焦点誤差信号の非線形挙動をもたらす障害の存在下において、前記光学ピックアップユニットの連続制御を維持するステップをさらに備える、請求項17に記載の方法。前記一定の大きさの符号は、最後に辿られた前記S曲線信号の符号に依存する、請求項17に記載の方法。前記一定の大きさの値は、前記光学媒体の表面品質特性に依存する、請求項19に記載の方法。この制限運転範囲は、媒体の欠陥およびその他の外部障害によって影響を受けやすい。媒体の欠陥およびその他の外部障害は、特定の制限を破り、貴重なデータの消失を引起し得る、すなわち光学ストレージ装置の性能を低下させる。概要光学ストレージ集束サーボシステムは、光学媒体から反射された光ビームの強度および形状を表わす情報を受けるコントローラを含み得る。また、コントローラは、反射光ビームの強度および形状が表わす情報に基づいて、焦点誤差信号を生成し得る。コントローラは、焦点誤差信号に基づいて、光学媒体に対する非点収差集束レンズの位置を制御する。詳細な説明たとえば光学ディスクおよび光学テープドライブのような光学記録装置は、一般に、装置サーボおよびチャンネルサブシステムのための焦点誤差信号を生成するために、光学ピックアップユニットOpticalPickupUnit:OPU内に非点収差レンズ要素を用いる。そして、この焦点誤差信号は、最適なデータ記録運転およびデータ読込運転のために記録光ビームが記録媒体に適切かつ連続的に集束されることが確保されるように、OPUのレンズ集束アクチュエータ要素の制御に用いられる。図1は、上記方法によって、典型的なOPUの対物レンズの実際の焦点距離に対する、典型的な焦点誤差信号の感度プロットを示す図である。この非線形信号は、一般にS曲線と称され、光学媒体から反射された光ビームの形状に基づく。この信号は、±A長さ約1ミクロンの間に制限された線形範囲を表わす。この範囲は、現在の集束サーボシステムによって、OPUの適切な運転のための最適点Nにおいて、焦点誤差信号をゼロにするために用いられる。この線形領域を超えるいかなる媒体欠陥または外部障害も、焦点の喪失それゆえにデータの消失を引き起こし、焦点が合った状態へと復帰するために、多大な時間を要し複雑な運転初期化モードに入ることをOPUに強いる可能性がある。図2は、ブロック図形式で典型的な集束サーボシステム10を表わす図である。システム10は、非線形S曲線ブロック12と、ゲインブロック14と、サーボ電子補償ブロック16と、OPU対物レンズ集束電気機械アクチュエータブロック18とを備える。媒体障害ブロック20の出力とアクチュエータブロック18の出力との差分は、S曲線ブロック12に入力される。S曲線ブロック12の出力は、ゲインブロック14に入力される。ゲインブロック14の出力は、補償ブロック16に入力される。補償ブロック16の出力は、アクチュエータブロック18に入力される。アクチュエータブロック18と媒体障害ブロック20の出力とは、表示装置22への入力として多重化される。図3は、±Aの範囲内たとえば±0.5μm未満における媒体集束障害に対するOPU集束アクチュエータの応答を示す図である。サーボシステム10図2は、障害がOPUを通過した直後に、ゼロ集束領域±0.1μmにOPUが緩やかに落着くことを確保する。図4は、±Aの範囲外たとえば±0.5μmよりも大きいの媒体集束障害に対するOPU集束アクチュエータの応答を示す図である。S曲線の線形領域を超えて2秒から2.5秒までの間に生じる障害は、焦点の完全な消失を引き起こす。この時点におけるサーボシステム10図2は、再調整してゼロ集束領域を再び見つけるために、再初期化するとともに校正しなければならない。障害に対する上記感度は、媒体の表面品質および装置の電気機械性能に厳格な要件を課す。特に光学テープドライブにおけるデータ復旧の場合には仮に復旧が可能であれば、欠陥領域周辺の直近のデータを回復するために、テープは停止されて巻戻されなければならない。S曲線の詳細な研究は、線形領域を超えてこの信号の拡張された特性を明らかにした。図1を再び参照して、AからBまでおよび-Aから-Bまでによって区切られた部分もまた、光学レンズの焦点に対する媒体表面の実距離に関して高い感度を示す。しかしながら、これらの領域は線形でもなく、Aから-Aまでの領域と同一の傾き極性を有するわけでもない。それにも拘らず、これらの領域は、信号処理を経て集束サーボシステムの捕捉範囲を拡張するために用いられ得る。特定の実施の形態は、典型的な光学ストレージ装置について、集束サーボシステムの運転範囲を拡張および/または強化するための信号処理方法およびシステムを与え得る。この光学ストレージ装置は、光学ビーム経路に、焦点誤差信号を生成するための非点収差レンズ要素を備える。しかしながら、適切な信号処理なしに、線形領域を超えて生のS曲線信号を適用することは、集束サーボシステムに問題を生じさせ得る。第1に、集束サーボループに正の傾きを与える可能性がある。第2に、非線形のシステム挙動をもたらす可能性がある。第1の現象の効果を理解するためには、システムの基本状態の動的挙動すなわち、特定境界条件下における焦点位置、誤差、および速度の議論が有益であり得る。図5は、-BからBまでの境界条件下において、振幅を1,2,3,4ミクロンなどのステップで変化させた場合に、媒体からの焦点距離に対するアクチュエータ速度の状態軌跡を示す図である。このプロット図は、システムの条件安定性を表わすとともに、安定な±Aの負のフィードバック領域に向かう状態の動きを表わす。もし、初期状態の境界条件が満たされて±Bの範囲内であれば、状態は最終的に所望の焦点ゼロ位置すなわちNに至る。しかしながら、所定の境界条件を超えた場合には、システムは応答が遅くなるか、または不安定になり得る。上述の第2の現象の効果もまた図5において明らかにされる。つまり、誤差信号の非線形性は、障害に対して信号が落着くまでの応答時間の残留増加に影響を与える。この効果は無視できないと考えられる。その結果、境界条件の順守を確保するために適切な信号処理およびサーボ設計を適用することによって、集束サーボシステムの運転能力を拡大するためにS曲線の拡張部分を加えることが許容される。これは、OPUの光学検出要素から得られる他の信号を応用することで実現され得る。この信号は一般に和曲線信号と称される。和曲線信号は、光学媒体から反射された光の強度に基づく。S曲線感度の挙動と和曲線感度の挙動との間の関係は、対物レンズの焦点と記録媒体との間の距離の関数として図6に示される。図7A、図7B、および図8を参照して、サーボ構造の特定の実施の形態は、S曲線26および和曲線28の双方の関数として生成される焦点誤差推定量FocusErrorEstimator:FEE信号24を与える。FEE信号24は、C点と-C点との間でS曲線26を正確に辿るか、そうでなければスイッチ30によって±Hの一定値に切換えられる。Hの値の符号は、最後に辿ったS曲線の値の符号と同じである。Hの値は、媒体の障害特性により決まり、実験的に設定される。この例において、Hは閾値Aの2倍の値に設定される。リアルタイム信号処理を適用することで、FEE信号は、S曲線レベル検出器の出力論理回路32に基づいて、これら3つの状態-H、S曲線、Hの間で切換えられる。他の実施の形態において、Hの値は、感度曲線または複数の感度曲線の挙動に基づく関数から生成され得る。つまり、Hの値が一定である必要はない。FEE信号は上記分析によって示された境界条件が破られないことを確保するので、FEE信号は、S曲線の拡張された非線形部分の使用を許容する。意図的に、図7Aの±C点の範囲外では、S曲線はFEEの構成に用いられていない。したがって、制御信号は図1の±Bの境界値の範囲内に留まる。±Cの境界外では、適切な符号および値を有する制御信号すなわち±Hが、より大きな初期条件または障害に対して安定性および制御されたシステム応答を確保するために用いられる。図9は、提案された構造に関し、振幅を1,2,3,4ミクロンなどのステップで変化させた場合に、媒体からの焦点距離に対するアクチュエータ速度の状態軌跡を示す図である。サーボシステムは、±Bの境界外においても異なる初期条件について堅固な動的挙動を示す図8。図10は、ブロック図形式で他の集束サーボシステム34を表わす図である。システム34は、FEE信号生成部分36と、非線形S曲線ブロック38と、ゲインブロック40と、サーボ電気補償ブロック42と、OPU対物レンズ集束電気機械アクチュエータブロック44とを含む。媒体障害ブロック46の出力とアクチュエータブロック44の出力との差分は、FEE信号生成部分36とS曲線ブロック38とに入力される。S曲線ブロック38の出力は、FEE信号生成部分36に入力される。FEE信号生成部分36およびS曲線ブロック38の出力は、スコープ48への入力として多重化される。FEE信号生成部分36の出力は、ゲインブロック40にも入力される。ゲインブロック40の出力は、補償ブロック42に入力される。アクチュエータブロック44および媒体障害ブロック46の出力は、表示装置50への入力として多重化される。FEE信号生成部分36は、和曲線ブロック52と、S曲線の符号ブロック54と、スイッチ56,58と、ディレイブロック60と、定数ブロック62と、乗算ブロック64とを含む。媒体障害ブロック46の出力とアクチュエータブロック44の出力との差分は、和曲線ブロック52に入力される。S曲線ブロック38の出力は、S曲線の符号ブロック54に入力される。S曲線ブロック38の出力と、和曲線ブロック52の出力と、乗算ブロック64の出力とは、スイッチ56に入力される。スイッチ56の出力は、ゲインブロック40とスコープ48とに入力される。和曲線ブロック52の出力と、S曲線の符号ブロック54の出力と、ディレイブロック60の出力とは、スイッチ58に入力される。スイッチ58の出力は、ディレイブロック60とドット積ブロック64とに入力される。定数ブロック62の出力もまた、ドット積ブロック64に入力される。当然ながら、他の配置および構成も可能である。図11および図12は、±Aの範囲内図11および±Aの範囲外図12の障害に対する集束サーボシステム34図10の応答を表わす図である。集束サーボシステム34は、図11に示されるように、大きな障害の存在下で緩やかにかつタイミングよく対物レンズを最適な焦点位置に移動させることが可能である。図13は、集束サーボシステム66のある実施の形態のいくつかの要素を概略的に示す図である。集束サーボシステム66は、光学ピックアップユニット68とコントローラ70とを含む。光学ピックアップユニット68は、非点収差集束レンズ72と、レーザ要素73と、集束アクチュエータ74と、複数の検出器76とを含む。レーザ要素73は、レンズ72を経由して光学媒体78上に集束される光ビームを発生させる。検出器76は、光学媒体78からの反射光ビームの強度および形状を検出する。上述のように、コントローラは、反射光ビームの強度および形状に基づいてFEE信号を生成する。FEE信号は、集束アクチュエータ74によって、光学媒体78に対するレンズ72の位置を制御するために用いられる。本発明の実施の形態が解説および説明されたが、これら実施の形態が本発明の可能なすべての形態を解説および説明するものではない。本明細書において用いられる用語は、制限ではなくむしろ説明するための用語である。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変形がなし得ることが理解される。"