格式化三維光信息載體的方法和裝置的制作方法

文檔序號：6776649閱讀：299來源：國知局

專利名稱：格式化三維光信息載體的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明總體屬于光存儲設備領域，并涉及格式化用于記錄、讀取和擦除信息的三維光信息存儲載體的方法及裝置。
背景技術：
光存儲是其中一種最流行的信息存儲方法。一些光盤除了寫在其上的信息以外還具有所謂的"格式化，，或"伺服"標記，該標記用于定位、跟蹤和寫入/擦除用戶數據以及其它系統信息。
常規光盤中，伺服標記為具有某圖案表示光學讀取頭頭坐標的雕刻標記或者符號。這些坐標知識允許使信息記錄或讀取同步。
授予和本發明相同受讓人的WO2005/015552公開了用于將標記刻入 3D透明光學介質以從該介質記錄和檢索信息的格式化裝置。該格式化裝置包括支承介質的鉗制機構，以及至少一個被校準聚焦在介質中相應深度上至少一個衍射限制點的光學單元。至少一個光源最適于刻入標記，并且至少一個致動器相對介質移動該點。
根據某些標準，格式化標記位于螺旋磁道上，該螺旋磁道在光信息載體的最大可記錄尺寸開始在最小可記錄尺寸終止或者相反。通過沿該螺旋磁道掃描光學讀取頭或記錄單元(OPU)記錄格式化標記。格式化的速率決定因素為將待記錄介質相對于記錄元件帶至合適位置所花費的時間。因此，根據常規技術，因為從記錄格式化標記的一個位置移至記錄格式化標記的第二位置花費較長時間，所以格式化是一個耗時過程。

發明內容
在本領域有必要通過縮短所需要的格式化時間而便于格式化三維光信息載體。
本發明的主要思想與下面內容相關。格式化對于多層存儲介質特別重要，例如信息或數據記錄在成百上千層上的雙光子介質。格式化精度不允許對所有數據層采用一個格式化層。因此，這樣的介質應當供應至具有多個格式化層的用戶。如上所述，常規格式化過程耗時。考慮到需要多個格式化層的3D信息載體，采用常規技術將使得格式化過程更為耗時。
雙光子或者其它體(3D)多層存儲介質可以是單片。或者刻由多個相互連接的板組成。單片介質板/體可僅僅具有一個雕刻格式化層。組裝介質的一些板可具有雕刻格式化層。但是，這些格式化層可能不足以進行數據記錄，而必須在介質中制造其它光學記錄格式化層。這種情況下的雕刻層用作隨后光學記錄其它格式化層的參考層。
本發明通過提供用于格式化至少一個三維光信息載體的新穎方法和裝置解決上述問題。本發明用于快速、準確形成格式化標記，而且可同時才各式化多個載體。本發明用于采用多個光記錄單元在相同的載體內順序產生才各式化標記組序列。
根據本發明，以交織順序而非順序地記錄格式化標記。這時，可大大縮短記錄格式化標記的延遲(其固有地為順序記錄)。格式化標記可配置為規則標記、矩形標記、和/或矩形和傾斜標記，并且可以是不同的控制尺寸和形狀。
應當理解，術語"交織順序"表示以和順序次序不同的格式化標記形成順序，其中當在載體中讀取/記錄信息時尋址(掃描)這些標記。表示磁道的標記可以為不同類型，其中每種標記形成表示表示子序列的磁道，該子序列在磁道讀取時按順序(相對于自身)并且和其它子序列并行地被檢索。因此，不采用沿著多條螺旋磁道掃描激光束時順序產生格式化標記，本發明的技術利用各種交織格式化，包括軸向格式化(通過沿光記錄單元的光軸快速重新聚焦記錄激光束而在載體的不同深度產生標記)和/或徑向格式化(通過沿著載體半徑快速往復移動激光束以及逐漸旋轉載體)，或者軸向格式化和掃描點方法的組合。
優選通過橫切等距間隔的螺旋(圓柱)磁道、等角間隔的徑向平面或圓柱截面(通過沿圓弧移動記錄單元形成)和基本上與徑向平面垂直的記錄平面(虛擬層)而在三維網格(晶格)的節點標稱位置附近形成格式化標記。該網格(晶格)的軸對應徑向標記位置、角向標記位置、和載體深度方向(或者軸向)上的位置。可沿每個軸均勻間隔該標記；該軸可具有相同的標記量；在網4^節點附近產生多個標記。
這里，術語"在節點標稱位置附近"表示格式化標記位于所述節點附近，即格式化標記設置對應所述網格的節點設置，但是應當注意每個節點附近可具有單個格式化標記或者數個格式化標記。節點網格的晶格結構在格式化標記的晶格結構中同樣明顯。將晶格結構保持在尺寸與格式化精度成正比的位置。而且，應當注意這里所使用的術語"記錄平面"表示基本上平坦的表面(因為噪聲或者干擾可能造成記錄表面成為輕微變形的平面，所以可能不精確地平坦)。
本發明的技術提供同時或者順序地記錄一組格式化標記，即通過連續記錄多個標記組而記錄整個;f各式化標記集。可采用單個光記錄單元或者多個這樣的記錄單元(通常為單個記錄光束或者多個光束)實現此。
還應當注意，可有意采用組或層子組或者環形區域之間的網格偏差 (間距)而造成相應的網格偏差，從而區分格式化標記組或子組。控制偏差可以預先確定或者為假隨機偏差。可將不同類型的網格交織在相同載體內。這種混合的其中一個優點在于區分層或者環形區域的組或子組。
本發明的技術允許格式化過程具有內在限制例如光記錄單元透鏡系統的有限工作距離、透鏡致動器要求精度的有限移動、或者精確耦合多個光學記錄單元以在晶格節點附近精確記錄的有限能力。任何這樣的限制都可有利地將格式化介質的格式化基礎劃分為多個組，而每個組在格式化和格式化精度上獨立。這使得更有效格式化光存儲介質，并且精度提高。光存儲介質包括劃分為格式化獨立的子組以及跟蹤其中格式化圖案的能力。
因此，根據本發明的一個主要方面，提供一種格式化至少一個光信息載體以產生多個格式化標記的方法，當在載體中讀取記錄信息時順序尋址該格式化標記，該方法包括以交織順序記錄載體中的多個格式化標記，從而縮短局部記錄相鄰格式化標記的延遲，并減少總載體格式化時間。
根據本發明的另一個主要方面，提供了一種格式化至少一個光信息載體以在一個載體單體內產生多個格式化標記的方法，當在載體中讀取記錄信息時順序尋址該格式化標記，該方法包括控制每個載體單體預定子體的格式化精度。
而根據本發明的另一個主要方面，提供一種由一個或多個單片板形成的3D信息載體，該載體具有通過三維網格形成的格式，該網格具有格式化標記之間的局部晶格狀相關性。該網格可具有偏差，并且可交織不同類型的晶格。
根據本發明的另一個主要方面，提供一種由一個或多個單片板形成的 3D信息載體，該載體具有通過將格式化標記某網格劃分為獨立子體而形成的格式。
根據本發明的另一個主要方面，提供了一種格式化至少一個光信息載體以產生多個格式化標記的方法，當在載體中讀取記錄信息時順序尋址該格式化標記，該方法包括在配置為具有具備晶格狀結構相關性的三維網格節點標稱位置附近設置格式化標記。
而根據本發明的另一個主要方面，提供一種格式化至少一個光信息載體的方法，該方法包括在橫截面基本上為圓形的載體內記錄多個格式化標記，所述格式化標記設置在通過橫切等距間隔的圓柱螺旋磁道、等角間隔的徑向平面以及基本上垂直于徑向平面的記錄平面而形成的網格節點標稱位置附近。
在本發明的某些實施例中，可通過三維信息載體的線性往復運動和禱: 轉運動、以及適當同步啟動至少一個光記錄(讀取)單元以將記錄光束聚焦在載體上而記錄格式化標記。
在本發明的其它實施例中，通過沿載體半徑快速往復移動光記錄單元 (同時適當及時地產生記錄光束)以及階梯旋轉載體而記錄格式化標記。
在本發明的其它實施例中，格式化標記記錄包括沿其旋轉軸旋轉載體、沿螺旋磁道移動光束(例如通過移動光學單元和/或通過偏斜)、沿軸向連續重新聚焦光束和以垂直于軸向的方向沿磁道掃描記錄點、以及可控制地激發光源(激光)，從而將標記記錄在載體不同層(深度)上的多個
相鄰磁道上，從而每條激光束沿螺旋磁道段和/或與其它光束不同的深度區域記錄標記。
而在本發明的其它實施例中，通過同步旋轉多個光信息載體和全部圍繞公共旋轉軸旋轉多個光記錄單元、以及圍繞其基本上平行于所述公共旋轉軸的旋轉軸旋轉光信息載體而記錄格式化標記。
根據本發明的另一個主要方面，提供一種格式化光信息載體的方法，該方法包括圍繞其旋轉軸同步旋轉光信息載體、圍繞間隔開并且基本上平行于載體所述旋轉軸的中心軸旋轉光記錄單元、以及圍繞所述中心軸旋轉光信息載體，并控制激發光記錄單元，從而在橫截面基本上為圓形的載體內產生一組格式化標記，該橫截面以恒定角速度格式化模式設置在載體中。
根據本發明的另一個方面，提供一種格式化光信息載體的方法，該方法包括提供至少一個信息載體和至少一個光記錄單元；圍繞其旋轉軸以階梯方式旋轉至少一個載體并沿所述載體半徑移動所述至少一個光記錄單元；沿光記錄單元的軸向方向連續重新聚焦由光記錄單元所產生的光束；以及可控制地激發光源，從而光記錄單元記錄橫截面基本上為圓形的載體內不同層上的一組格式化標記。
根據本發明的另一個方面，提供一種格式化光信息載體的方法，該方法包括提供至少一個信息載體和至少一個光記錄單元；圍繞其旋轉軸i走轉載體并沿螺旋^茲道移動光記錄單元；沿光記錄單元的軸向方向連續重新聚焦由光記錄單元所產生的光束；以及實時激發光源，從而光記錄單元記錄橫截面基本上為圓形的載體內不同層上的一組格式化標記。
根據本發明的另一個方面，提供一種格式化光信息載體的方法，該方法包括提供至少一個信息載體和至少一個光記錄單元；圍繞其旋轉軸旋轉載體并沿螺旋磁道移動光記錄單元；圍繞螺旋^茲道連續地擺動/掃描記錄點；以及可控制地激發產生所述點的光源，從而將格式化標記記錄在載體相同層內的多個相鄰磁道上。
根據本發明的另一個方面，提供一種格式化光信息載體的方法，該方法包括提供至少一個信息載體和至少一個光記錄單元；圍繞其旋轉軸旋
轉載體并沿螺旋^磁道移動光記錄單元；沿軸向連續重新聚焦由光記錄單元產生的光束并沿磁道以橫向(即與磁道方向和光軸成角度)擺動/掃描記錄點；以及可控制地激發產生所述光束的光源，從而將格式化標記記錄在載體不同層內的多個相鄰石茲道上。
根據本發明的另一個方面，提供一種格式化三維光信息載體的方法，該方法包括
一提供多個光信息載體和多個光記錄單元；在基本上平行于所述載體位置平面的平面內圍繞公共中心軸將載體設置在圓形陣列中，以及圍繞所述公共軸將光記錄單元設置在圓形陣列中；
— 運行光記錄單元和載體以圍繞所述公共軸旋轉光記錄單元從而每個光記錄單元光軸軌跡通過載體旋轉軸、圍繞其旋轉軸旋轉每個光信息載體、以及圍繞所述公共軸以小角度旋轉多個光信息記錄載體；以及使多個載體的旋轉和多個光記錄單元的旋轉同步、光記錄單元和實施需合同不旋轉和激發產生至少一個具有預定三維網格結點附近格式化標記的光學紀錄層。
可以以補償通過連續改變螺旋磁道半徑所引起移動的角度旋轉載體，該螺旋^磁道位于記錄在相同螺旋》茲道上的標記上。可以由載體的小線性移動替換圍繞所述公共中心軸旋轉移動載體。
多個光記錄單元可用于同時記錄至少一個三維載體上的一個格式化層。可選4奪地或者另外地，多個光記錄單元可同時記錄至少一個載體上的多個格式化層。
根據本發明的另一個方面，提供一種格式化光信息載體的方法，該方法包括
一提供多個光信息載體和多個光記錄單元；
一設置載體使其旋轉軸處于一個方向，以及設置多個光記錄單元使其光軸與載體旋轉軸平行；
一圍繞其旋轉軸同步旋轉每個信息栽體以及相對于光記錄單元往復運動多個載體；其中合適時序上同步往復和旋轉運動以及
激發光記錄單元產生至少一個具有預定三維網格節點上格式
化標記的光格式化層。
根據其另外一個主要方面，本發明提供一種格式化至少一個三維光信息載體以產生多個格式化標記的裝置，當讀取載體中記錄信息時順序尋址該格式化標記，該裝置包括配置為產生光束并將其聚焦在所述至少一個載體內平面上的至少一個光記錄單元，支承所述至少一個載體的支承單元，以及配置為提供所述至少一個載體和所述至少一個光束之間同步相對位移的控制單元，該單元實時激發光記錄單元以產生記錄光束從而能夠以交織順序記錄載體內的多個才各式化標記，從而縮短局部記錄相鄰格式化標記時的延遲并減少整個載體格式化時間。
根據本發明的另一個主要方面，提供一種格式化至少一個三維光信息載體的裝置，該裝置包括配置為產生光束并將其聚焦在所述至少一個載體內平面上的至少一個光記錄單元，支承所述至少一個載體的支承單元，以及配置為提供所述至少一個載體和所述至少一個光束之間同步相對位移以記錄橫截面基本上為圓形的載體內的多個格式化標記的控制單元，其中將所述格式化標記設置在網格節點標稱位置附近，該網格通過橫切等距間隔的圓柱螺旋磁道、等角間隔的徑向平面以及基本上與徑向平面垂直的記錄平面而形成。
而根據本發明的另一個方面，提供一種格式化多個三維光學信息載體的裝置，該裝置包括
a) 設置為相對于公共中心軸移動的臺，以圍繞所述中心旋轉軸的圓形陣列移動該臺上的多個心軸，每個心軸具有自己的旋轉軸并移動相應的其中一個載體；
b) 平臺，設置為分別圍繞所述中心旋轉軸旋轉以及以圍繞所述中心旋轉軸的圓形陣列移動該平臺上的多個光記錄單元，該光記錄單元具有相互平行的光軸；
c) 同步機構，用于使心軸圍繞其旋轉軸的旋轉和光記錄單元圍繞所述中心軸的旋轉同步，該同步旋轉造成每個光軸的移動軌跡通過每個心軸的旋轉軸。
分別將該信息載體設置在心軸上，從而每個載體和每個心軸的旋轉軸方向與光記錄單元的旋轉軸方向一致，并且光記錄單元的每次旋轉跟蹤每個信息載體上的至少一個徑向圓弧。
該同步機構可利用電機械系統，其用于使具有光信息載體的心軸圍繞其旋轉軸的旋轉、光記錄單元的旋轉以及載體圍繞其中心軸的旋轉(經承載心軸的臺的旋轉)同步。可選擇地，可采用臺致動器的線性運動(而非該臺圍繞中心軸的旋轉運動)。提供適當的控制器以實時激發光記錄單元而產生記錄光束。
根據本發明的另一個方面，提供一種格式化光信息載體的裝置，該裝置包括分別承載多個信息載體并設置在信息往復移動臺上的多個心軸，該心軸設置為使其旋轉軸處于一個平面內；多個光記錄單元，設置為使其光軸與心軸的旋轉軸平行并處于相同的平面內；一個配置并用于控制相對于光記錄單元的旋轉和往復運動的機構。
分別將該信息載體設置在心軸上從而載體和相應心軸的旋轉軸一致。載體的同步往復和旋轉運動以及實時激發光記錄單元產生至少一個格式化標記位于三維網格節點上的光格式化層。

為理解本發明以及了解其實際如何進行，現在將通過僅僅為非限制性的實例并參考附圖描述優選實施例，其中
圖1A至1D圖示描述了適合于在本發明中采用的三維信息載體的一些實例；
圖2為示出格式化標記圖案形成原理的三維信息載體的示意頂視圖3A圖示描述了通過光學記錄在三維載體格式化標記而形成的三維晶格;
圖3B至3E示例了本發明所釆用格式化晶格的某些細節，其中圖3B 示出了沿磁道的節點位置以及簡化格式化標記圖案的細節；圖3C示出了還作為晶格層的磁道層；圖3D示出了晶格截面(或者子體)的結構；而
圖3E示出了晶格結構特別實例的層間距和節點間距之間的差；
圖4A和4B圖示描述了格式化標記原理和過程的其中一個實施例；
圖5圖示描述了格式化標記記錄原理和過程的另一個實施例；
圖6圖示描述了由兩個三維信息載體上的兩個光學讀寫單元(OPUs) 同時光學記錄格式化圖案的方法；
圖7A和7B圖示描述了格式化標記記錄原理和過程的其它實施例；
圖8圖示描述了光學記錄三維信息載體上格式化圖案的裝置；
圖9A和9B為在光學記錄系統中所采用光學讀寫單元一些實施例的示意性橫截面；
圖10圖示描述了用于在三維光信息載體上光學記錄格式化圖案的裝置的另一個實施例；
圖11A圖示描述了用于在三維光信息載體上光學記錄格式化圖案的裝置的另一個實施例；
圖11B-11D圖示描述了有助于應用本發明軸向記錄方法的光記錄系統的示例性實施例；
圖12圖示描述了電光調制器。
具體實施例方式
可參考附圖理解由此描述的方法和裝置的原理和執行，其中在幾個視圖以及附加的非限制、示例性實施例中相同的附圖標記表示相同的元件。附圖不一定成比例，而是重點在于描述該方法的原理。
參考圖示描述適合于在本發明中采用的三維信息載體的一些實例的圖 1A至1D。圖1A示例了總體表示為100的盤狀三維光信息載體。載體IOO 可以是由透明或者半透明材料102制成的單片光盤主體。在與電磁能量(激光)輻照反應時能夠將其狀態從異構形式變為另一種形式的活性基團束縛至聚合物102。活性基團顯示出雙光子吸收。在授予本發明受讓人的WO03/070689中公開了這種單片盤體，其可用作三維光信息載體。圖1B-ID 描述了三維載體的更多實例圖IB示出了由以聚合物材料102制成的多個板154組裝成的載體150;圖1C示出了其中將聚合物材料102夾在形成提高載體機械強度的透明支架的兩個透明板164和166之間的載體160; 圖1D描述了載體170，其中將聚合物材料102鑄造成具有轂(hub,音gti)176 的金屬支架174。
雖然將其作為三維規則、矩形或者矩形和傾斜數據標記序列例如轉讓給本申請受讓人的WO2005/015552所公開的序列記錄在多個"虛擬"層 106上是方便的，但是該信息或數據可以光學記錄在載體100中任何實際位置。應當注意的是，盡管以載體IOO示例了格式化方法，但是該方法可整體細節上做必要改動地用于其它類型的載體。層106之間的距離為10 -15微米。載體100的厚度t可為大約6mm。除了表示該信息的光學記錄規則形狀或矩形或者矩形和傾斜數據標記以外，伺服圖案或格式化標記圖案也光學記錄在載體100中。格式化標記凈皮記錄在可位于載體100不同深度的多個層108上，并且格式化標記可能與數據標記相似或者有時相同并且可以為控制的尺寸和長度。層108的結構可以和層106的結構不同。一個實施例中，每個數據層具有自己的格式化磁道，在另一個實施例中一個格式化或者伺服層足以向多個數據層106提供坐標信息。因此，至少一個數據層106使每個格式化或者伺服層108留出間隙。
才艮據載體旋轉方向、在光信息載體的最大可記錄尺寸Dm^開始并且在最小可記錄尺寸D齒結束，或者與^目反，將格式化標記位于朝外或者朝內的螺旋》茲道上。
在選擇實施例中，直接參考參考層進行格式化。采用能夠跟蹤以標準方法雕刻的參考的合適光學系統(光記錄單元)、以及精確控制跟蹤焦點和記錄焦點之間的距離而實現這一點，可通過精確控制相應的光束發散性改變該距離。下面將參考圖IIA描述這一點。
格式化過程還可具有內在限制例如透鏡系統的有限工作距離、透鏡致動器要求精度的有限移動、或者精確耦合多個光學記錄單元以在晶格節點附近精確記錄的有限能力。任何這樣的限制都可有利地將格式化介質的格式化基礎劃分為多個組，而每個組在格式化和格式化精度上獨立。這使得更有效格式化光存儲介質，并且精度提高。光存儲介質包括劃分為格式化獨立的子組以及跟蹤其中格式化圖案的能力。
參考示出格式化標記圖案形成原理的三維信息載體的示意頂視圖的圖2。格式化標記204沿螺旋磁道210間隔開。以某磁道間距T,設置相鄰磁道210,該間距為徑向測量的一對相鄰磁道中心線之間的距離(即所謂的 "徑向距離，，)。磁道間距1\可以是大約800nm;也可采用兩個相鄰磁道之間的其它徑向距離。盡管可采用連續標記之間的其它距離，但是兩個連續格式化標記204之間的線性(或者周向)距離在外磁道可以為大約600 微米，在內磁道上更小，大約為230微米。石茲道210在圓周部分216開始在內圓部分218結束。螺旋磁道210表示通過在螺旋線標稱中心附近記錄的連續預先寫入標記實現的360度螺旋圓圈。
標記記錄在光信息載體100的活性區域，該區域由螺旋磁道開始的最大螺旋磁道直徑D薩和螺旋磁道結束的最小螺旋磁道直徑D她限定。活性區域的寬帶L將為L= (Dmax-Dmin) /2。可記錄在該載體上的螺旋磁道 210的數將為
n = IiT,
其中1為螺旋磁道的平均間距。
在平均磁道直徑為81mm (D醒=118mm; Dmin = 44mm)的實際情況中，盤上有大約37， OOO個磁道。掃描頭必需沿著螺旋磁道所移動的距離為大約9， 415米。
如果從作為載體100的旋轉和幾何軸的點228至螺旋磁道的最大直徑 Dmax跟蹤半徑226，則其將橫切載體100中存在的所有螺旋磁道。以螺旋磁道橫切半徑的數目等于磁道數，并將是
n=L/T1
可追蹤和間隔從點228存在的多個半徑226以橫切直徑Dmax上的每個格式化標記204。可選擇半徑226的角增量(D以保證格式化標記204形成恒定角速度伺服模式，即以固定角間距設置格式化標記從而使載體對所有螺旋磁道以固定旋轉速度接近或者遠離載體中心旋轉。半徑226包括相同的節點230數目。通過等距間隔的螺旋》茲道210和等角間隔半徑226所產生的橫切點或者節點形成適當確定的網格模式。因此，可在每個節點230的標稱位置附近(或者鄰近)記錄格式化標記204以形成恒定角速度伺服模式。應當注意的是，可在相應節點附近記錄單個格式化標記(其中節點230 的數目等于載體IOO上的格式化標記數目)、或者可在相同節點附近例如節點上面和/或下面記錄幾個纟各式化標記。
因此，在本發明的一些實施例中，節點沿著固定角間距的射線(半徑)部分，其中射線部分從最小螺旋磁道半徑Dmto延伸至最大螺旋磁道半徑Dmax，對整個載體提供恒定角速度。可提供滿足恒定線速度或者恒定緯向速度(zonalvelocity)伺服模式要求的其它網格模式。可采用較小的半徑(射線)小部分在環形區域內提供載體劃分，每個環形區域為不同的角距離、不同的線速度和變化的數據標記密度來提供。
盡管將其記錄在多層108圖1A上是方便的，但是可將格式化標記光學記錄在載體IOO上的任何位置。在每個層108上，格式化標記204位于其節點通過橫切等距間隔螺旋^磁道210和等角間隔半徑226而產生的網格。
記錄在載體100中多個虛擬層108上的格式化標記204形成其軸為徑向標記位置、角向標記位置和深度中的標記位置或者稱為載體100的軸向上標記位置的三維晶-格。
圖3A描述了節點230結構形成的三維晶格或網格。這些節點為等距間隔(圓柱)螺旋-茲道210、等角間隔徑向平面(半徑)226和與徑向平面226垂直的多個記錄平面108或者虛擬層之間的橫切面。格式化標記204 位于網格的節點230標稱位置附近，該節點成為晶格節點。
一般而言，才各式化標記204位于節點230附近(例如相應節點的上面或者下面)，從而格式化標記204的設置對應節點230的設置。每個節點與多個(幾個)格式化標記相關。節點網格的晶格結構在格式化標記的晶格結構中同樣明顯。將晶格結構保持在尺寸與格式化精度成正比的位置。選捧光學讀取頭(OPU， optical pick up )設備的旋轉半徑3(K使得如下文將更特別地描述其軌跡沿著螺旋磁道210和半徑226的橫切位置。因此，以按照三維網格節點230設置的格式化標記形成本發明的載體100,該節點為等距間隔(圓柱)螺旋磁道210、等角間隔徑向平面(半徑)226和多個記錄平面108或者虛擬層之間的橫切面。
本發明提供一種新穎的格式化載體和載體形成方法，其中通過將格式化標記的某網格劃分為獨立子體而形成該格式。然后在圖3B-3G示例了該概念的原理，其中圖3B-3E描述了格式化晶格的細節，而圖3F-3G 描述了具有網格的載體的分組。
圖3B示出了簡單的格式化圖案。通過幾個間隔開的格式化標記204 設置示出并確定晶格的節點230。而且，該圖示出了更多特別是兩個沿磁道210相互隔開節點重復間隔的節點(每個由幾個格式化標記這樣的設置來確定)。
圖3C更特別示出了還作為晶格層的磁道210層的一部分。每個螺旋磁道210以沿間隔開的磁道設置的節點相關。本實例中，該層中的節點間間隔與磁道到磁道的間距(磁道間距)T1不同，并且晶格的自然角與磁道方向不垂直。
圖3D給出了由節點設置相對晶格平面形成的晶格截面(或子體)的結構示例。應當注意的是，層間的節點相互間距不是層間間距而是晶格的內部特征。
圖3E給出了兩個相鄰層中垂直對準的螺旋磁道內節點設置的示例。如所示出的，在該特別實例中，節點間間距與層間間距不同，其中晶格結構設置為相對于光軸一個在另一個上面(垂直對準)精確地記錄^f茲道。如下面更詳細地描述，這一點源自本發明的軸向格式化方法。
圖3F示出了載體100的橫截面。在載體中記錄兩組磁道210的G,和 G2，該載體由一定的組間距離彼此分開。通過對載體中第一深度校準的第一記錄單元來記錄第一組磁道G！，且通過對載體中第二深度校準的第二記錄單元來記錄第二組磁道G2。由介質、光源(例如激光)和光學設備質量 (例如數值間隙)的常規信號特征表示每組中的層間間距。采用高數字間隙(0.65)的雙光子吸收介質的層間間距通常為4-10微米。由格式化精度和光學設備性能表示兩組層之間的距離；通常采用的組距離為30-70 微米。光存儲中所采用的透鏡允許以大約100微米的深度范圍聚焦而不需進行球面偏差校正，從而允許以具有簡化結構的光學系統層組20的記錄，其中聚焦系統僅僅包括一個輕質透鏡，該系統更加耐震動和其它擾亂。
圖3G描述了載體中分組的另一方面。該圖示意性繪制了一個層橫截面的頂視圖，強調了載體的環形分區。該載體被分為環形區域。每個區域采用徑向格式化方案獨立地格式化為其它區域，其中在內部區域減小了形成晶格結構的徑向平面之間的環形間距，從而使沿載體不同半徑上的磁道連續格式化標記之間的距離更均勻。因此，在該特別實例中，載體包括與三種晶格類型相關的三種不同區域，其特征在于不同的局部均勻格式化標記間距或者不同的角頻率。
根據在授予和本申請相同受讓人的WO2005/015552所公開的已知技術，通過沿》茲道210移動OPU所形成的記錄點而記錄格式化標記。根據本發明，以交織方式而非連續方式記錄該格式化標記，因此縮短了作為順序記錄所固有的格式化標記記錄的延遲。
圖4A示意性描述了格式化標記記錄原理和記錄過程的其中一個實施例。根據光學記錄標記204的該方法，OPU 250沿半徑226的快速往復移動(以箭頭252表示)以及載體100沿箭頭方向254的階梯旋轉代替了載體100的慢速旋轉運動以及OPU沿螺旋磁道210的慢速掃描運動。光學讀取頭單元250進行往復運動并以合適時間被激發以記錄標記204。載體 100在記錄過程中基本上靜止。
標記204被記錄在載體內活性區域L上，其對于所討論的上述實例為大約37mm。所跟蹤的半徑數大約為600,這意味著對每個層記錄頭250 必須僅僅移動大約二十二米的距離。該距離大約比掃描頭沿著螺旋磁道所必須移動距離9， 415米小430倍。可通過短于微秒(100納秒)的脈沖記錄標記。因此，即使在相同移動速度下，載體格式化時間會更短。該格式化方法將稱為徑向格式化。
可通過在合適時間激發OPU 250而將標記記錄為單個標記或者格式化標記族260。對于族26記錄，記錄系統可配備對合適結構格式化標記204完整的族260成像的光學系統。
可選擇地，載體100可進行旋轉(箭頭254 )和往復(箭頭252 )運動。如圖4B所示出，可將標記204同時記錄在多個載體100上。這種情況下的記錄系統250可以是靜止的。采用靜止記錄系統簡化了光學布置設計并允許采用在相同載體上記錄的多個光學記錄頭。例如，兩個光學記錄頭可將標記記錄在相同載體100直徑相對側。標記204為位于磁道210標稱位置附近的規則或者矩形和傾斜標記。標記204的空間位置可以在^茲道210 的下面、上面或者兩側。除了空間位置以外，記錄在載體IOO左部的標記 204為記錄在載體100右部的標記204的鏡面圖像，并且反過來也如此。可有利調整(合適引導記錄光束)兩個OPUs 250的每一個以將標記記錄在載體100的相應部分上。
為根據通過半徑226和螺旋或者環形磁道210之間的橫切點所形成的網格節點(圖2中的230)設置適當記錄標記204，載體100設置為其旋轉軸228基本上平行并且以相同方向旋轉。考慮到采用多個光記錄單元
因此，其中由OPUs的相應焦點形成格式化標記的平面基本上為平行平面。這種情況下，在合適時序組合OPUs 250激發的載體100的同步往復和旋轉運動產生具有設置在三維網格節點230上(附近)的格式化標記204的光學記錄層。其中保持網格晶格結構的位置尺寸還取決于該時間精度。
采用載體100和光記錄頭250的連續運動還大大提高本格式化方法的生產量。在示意性示出本發明徑向格式化標記記錄過程的圖5中描述了這一點，其中通過連續旋轉OPU 250和旋轉光學信息載體100來替換載體 100或者CPU 250的往復線性運動。OPU 250圍繞中心280旋轉并沿某軌跡284移動，其在該非限制性實例中經過載體100的旋轉和幾何中心228。 OPU 250因此可記錄將處于徑向圓弧290上的標記204。為將圓弧290轉換或者伸直為半徑226,載體100用于和OPU250旋轉運動同時地沿箭頭 294所表示方向圍繞軸228連續旋轉。由下面運動總和確定記錄標記204 的合成位置OPU 250圍繞軸280的旋轉運動以及載體100圍繞其對稱軸 228的旋轉。
恒定角速度伺服模式特征在于螺旋不茲道210上的格式化標記或者符號204之間的距離(為描述目的將其放大)，其沿著螺旋磁道210向載體中心逐漸減小。為沿著基本上徑向的線設置格式化標記，在光記錄頭250每次完整旋轉期間，光載體IOO旋轉所選擇的角度使得載體旋轉補償凸面或者徑向圓弧284引起的移動。例如，如果光信息載體100在最大螺旋^磁道直徑上具有600或者800個標記以及相應凄t量的半徑或者徑向扇區，則光記錄頭250每次完整旋轉時，載體將旋轉1/600或者1/800個圓圈。格式化標記204記錄將以最大螺旋磁道216上的節點和第一半徑226 - a的橫切點開始，并且每個接下來的節點將位于下個螺旋磁道與相同半徑226-a 的才黃切點。該記錄以相同半徑226-a的橫切點和最小直徑螺旋磁道218 上的節點結束。
選擇OPU 250的旋轉半徑304使得其軌跡沿著螺旋磁道210和半徑 226橫切點的位置。這意味著可通過光記錄頭(OPU) 250的大約600次旋轉(或者取決于外磁道上標記數的其它旋轉數)產生所有的格式化或者伺服標記204 (每層)，其至少比沿著螺旋磁道記錄標記的常規計數所需要的37， 000旋轉有效66倍。通過離心力和震動力造成的機械變形限制了載體的旋轉速度；通過以100Hz旋轉速度的常規光記錄標記來格式化單層載體至少需要6分鐘。
除了所討論的載體IOO和OPU250的旋轉運動，當記錄在相同或者隨后的螺旋磁道上時，需要補償格式化標記204之間距離的連續變化。參考圖2、 4、 5和6的實例，因為螺旋磁道210的直徑連續改變并將相同數量的標記204記錄在每個螺旋磁道210上，所以發生該變化。例如，在磁道 210最大截面216上記錄標記204-f從直徑Di開始，并將屬于相同磁道 210的最后標記204-l記錄在直徑D2上，其在這種情況下小于Di。為補償該變化，載體100可沿軌跡284輕微移動。其在記錄過程中簡單地圍繞 OPU250的旋轉中心280旋轉非常小的角度。但是，載體100的旋轉和幾何中心228保留在軌跡284上。另一種在螺旋晶格節點中記錄格式化標記的方法為延遲由OPU通過磁盤所進行記錄以具有子磁道延遲的控制同步。更特別地，認為包括節點的標記沿著每個半徑以一組記錄次數產生。如果對所有的半徑該記錄時間相同，則連接(通過磁道)包括節點的記錄標記的自然方法將為圓周。如果相對于射線節點(k- 1)延遲半徑k的節點，則將超中心稍微記錄該節點，這樣的節點序列將形成輸入的螺旋。可通過使記錄OPU同步從而微小延遲將系統化實現該延遲。
圖6描述了本發明用于通過多個M光記錄單元/頭(OPUs ) 250同時格式化兩個光信息載體100的方法。所有的OPUs 250設置為圍繞公共中心軸280旋轉。載體100從OPUs 250的中心周280等距設置。考慮到多于兩個的載體，圍繞軸280將其設置在圓弧陣列上。每個載體100可圍繞自己的旋轉軸228旋轉。OPUs 250圍繞軸280旋轉使得每個OPUs 250光軸310的運動軌跡通過多個信息載體100中每個的旋轉軸228。每個載體 100上的該種運動跟蹤與多個光載體100上每個的軌跡截面(圖5中284) 一致的半徑圓弧290。載體100和OPU 250的連續和同時旋轉將圓弧290 轉換或者伸直為半徑226。當OPU250晶格信息載體100時，在合適時間激發記錄光源(例如激光二極管)以記錄格式化標記204。如先前所解釋的，為補償因為連續改變螺旋磁道半徑而發生的標記位置改變，在記錄過程中該多個載體100可如參考圖8將在下面所述輕^:旋轉或者往復。相似地，該方法可通過M個記錄頭按比例在N個載體上記錄標記。一艮據參與該過程的記錄頭數將進一步提高格式化速度。
載體100具有多個格式化層(圖1A中的108)，每個格式化層位于載體100的不同深度。可通過重新聚焦OPUs 250或者改變OPUs 250和載體 100之間的距離記錄不同的格式化層。可通過各種裝置進行對距離的控制，例如采用授予和本申請相同受讓人的WO2004/032134中所公開的技術。緊密聚焦每個OPUs，并對所有的重新聚焦路徑長度校正OPU的球面偏差。
采用同步的光信息載體100圍繞其旋轉軸228的旋轉、OPU 250圍繞公共中心軸280的旋轉以及多個光信息載體圍繞旋轉軸280的旋轉產生一組形成伺服才莫式的控制尺寸和形狀的MJ，J或矩形、或者矩形和傾斜伺力良符號204。標記204可空間設置在網格的節點位置(圖2中230)附近，該節點通過橫切等距間隔的螺旋(或者環形)磁道210和等角間隔伸直為半徑226的圓弧290形成。因此通過橫切等距間隔(圓柱)的螺旋磁道210、
等角間隔的徑向平面(半徑)226和多個基本上與徑向平面226垂直的記錄平面108 (虛擬層)而確定晶格節點。
在其它因素中根據圖1A-1D中的載體結構，將一個或多個底部格式化層刻入或者雕刻在載體內部。可如授予相同申請人的WO2005/015552 中所公開格式化(即設置數據標記)光介質。可將光記錄格式化圖案設置在上述晶格的節點230標稱位置附近。刻入或者雕刻的格式化層可用作光學記錄其它格式化層的參考層。刻入或者雕刻的層成為三維晶格的一部分。記錄每個新連續格式化層同時讀取和跟蹤在其前(參考其)記錄的層，因此可保證每個新層的正確格式化和間隔。但是，誤差會累積并且格式化結構的相關性會降低，并且在某些層(組)后重新設置該步驟并開始記錄與不同參考層相關的新層組。
在常規格式化方案中，沿磁道記錄格式化標記時連續層點之間的距離 (即連續記錄事件之間的延遲)與數據讀取的相同，并且為成百上千微米的量級，并且中間旋轉速度將標記記錄速率限制為成百上千KHz。在本發明的"徑向"記錄方案中(組成交織記錄的實例)，連續記錄標記之間的距離為一微米的數量級，造成格式化密度和生產量的另外大量增加。可通過交織上述三維晶格/網格的螺旋子集記錄啟動大大提供格式化生產量的另一種方法。
參考圖7A,描述了本發明的一種方法，其中通過沿OPU 250的光軸快速重新聚焦記錄激光束而在載體100或者其它任何上述三維載體中記錄格式化標記。OPU250的光軸可處于軸向平面226上(與其一致)。可沿著螺旋磁道210 (圖2、 3、 4和5 )或者半徑226以常規方式記錄標記204。載體100沿箭頭320所示出的方向連續旋轉，并且當OPU250快速重新聚焦質不同深度或者虛擬層108時，記錄激光束326進行階梯狀鋸齒運動。因為載體旋轉，以交織方式將標記204記錄在每個層108上的不同位置。但是，因為層間標記位置的變化恒定，所以在一次完整旋轉后晶格標記被填充。換言之，在鋸齒狀運動的該特別實例中，晶格/網格的軸相對于光軸傾斜，從而盡管連續子組內的傾斜將相同，但是連續記錄的層子組不一定以和先前所記錄層子組精確相同的偏差記錄。可選擇載體100的轉速和OPU 250重新聚焦時間-使得標記204可記錄在與上述節點230相同的晶檔_ 節點上。該三維載體格式化的方法稱作軸向格式化方法。
OPU 250的重新聚焦允許沿OPU 250的光軸310將^^各式化標記設置在實際上的任何位置，以及載體100中的不同深度。因此，采用軸向格式化標記形成方法，可以相互間以及和數據層之間相差一個微米或者亞微米深度地記錄該標記。通常，每個數據層(圖1A中的106 )具有自身的格式化磁道108,但是當數據和伺服磁道之間的記錄深度密度從亞微米至幾個微米時，一個格式化層例如可用于多個數據層106,例如在格式化磁道108 上面和下面的數據層106。因此，格式化生產量將增加。
圖7B描述了本發明的另一個實施例，其中記錄光束(未示出)理想地以階梯鋸齒狀(光4冊)運動掃描螺旋或圓環》茲道210,并且同時和同步地在多個相鄰f茲道210上記錄多個格式化標記204,同時三維載體100以箭頭所示方向旋轉。可選擇記錄光束的掃描速度和載體100的旋轉速度使得標記204記錄在于上述晶格節點230相同的晶格節點上。應當注意，在圖7B中僅僅為描述性目的示出了節點的標稱位置。
在本發明的另一個實施例中，軸向格式化于掃描點方法組合，并且例如以三個螺旋半徑和四個深度記錄格式化標記。順序并且非同時地以交織順序記錄該標記。但是，所產生的記錄速率比由常規方法所支持的速率高 12或更多倍；由于其中記錄標記的交織順序，減小了載體和用于記錄標記的記錄單元之間的相對運動，并且減少了連續記錄事件之間的延遲。記錄標記之間運動的有效距離可以是數十微米或者更短。軸向調制激光束使得在多個軸向深度進行記錄，其中記錄平面的點掃描方法能夠記錄多個螺旋半徑。通過沿垂直于OPU光軸的方向移動點而進行掃描。結果為3D晶格 /網格。可選擇載體100的旋轉速度、記錄點的掃描速度、以及OPU 250 的重新聚焦時間使得標記204記錄在與上面所述晶格節點230相同的晶格節點上。記錄格式化標記的精度表示保存晶格相關性的程度。
現在參考圖8,其描述了本發明用于格式化多個三維信息載體100的裝置370的實例。裝置370包括其上組裝臺380的基架376。臺380配置為以有限的旋轉能力圍繞中心軸280旋轉。在A,將多個心軸386設置在以軸280為中心的臺380上。每個心軸386能夠圍繞自身的旋轉軸390旋轉。復數N個信息載體IOO設置在相應的心軸386中。在圖8的該實例中，為簡單解釋，僅僅示出了其相應心軸386上的兩個信息載體100。如果必要，心軸386可具有夾持裝置以在格式化標記記錄過程中夾持載體。設置載體IOO使得每個信息載體100的旋轉軸228與相應心軸386的旋轉軸390 一致。
將旋轉平臺400設置在信息載體100位置的平面上，并配置為承載環形沒置在間隔開的多個光記錄系統/單元(OPUs) 250。平臺400與驅動其圍繞與軸280 —致的中心(旋轉軸)的驅動機構(未示出)相關，以箭頭 304顯示的方向。控制平臺400旋轉使得OPUs 250光軸310的運動軌跡(圖 5中的284 )經過信息載體100的旋轉軸228。載體100的旋轉軸228與心軸386的旋轉軸390 —致。OPUs250適當地與旋轉機構相關，該機構旋轉 OPUs使得每個OPU250的每次完整旋轉跟蹤每個信息載體100上的至少一個徑向圓弧290。
裝置370包括電機械機構(未示出)，其配置為并用于同步每個心軸 386的同時和連續旋轉與承載記錄頭250的平臺400的旋轉，從而光記錄頭250的每一下次旋轉跟蹤每個光載體100上至少一個另外等距角向間隔的圓弧290。應當理解，如果該裝置合適地配置并用于進行OPU和載體之間的光學和機械位移以將焦點精確移至介質中的每個深度，則一個OPU 可格式化所有的載體。采用多個OPUs (或許為有限深度范圍)和多個載體的設置允許提高(分解)格式化效率。
心軸386的旋轉運動和平臺400的旋轉之間的簡單關系如下使平臺
400和上面設置信息載體100的心軸386的旋轉運動同步使得在光記錄頭
250圍繞軸280的一次完整旋轉中(即平臺400的一次旋轉)每個心軸386
圍繞其旋轉軸228旋轉如下確定的角度a: a=360°/k M
其中k為橫切記錄層平面的等角徑向平面數，并且M為進行格式化的 OPUs數。其它關系允許圍繞網格節點的更復雜記錄，基本上該要求為記錄OPU將能夠對每個橫切層平面的平面沿特定徑向平面掃描，其中要求
執行節點附近的記錄。
同時，具有多個心軸386和載體100的臺380以箭頭406表示的方向圍繞軸280旋轉小角度以補償記錄在相同或者下個相鄰螺旋-茲道上的標記位置變化。連續改變該螺旋磁道的半徑造成該變化。因為位于相同螺旋磁道上的兩個相鄰標記半徑差為十分之幾個微米，所以該變化補償所需要的旋轉角度非常小。由于此，臺380的線性運動可代替其旋轉運動。箭頭410 表示臺380的該線性運動方向。步進電動機或者反抗彈性阻力418的壓電驅動器414或者任何其它壓電驅動器可提供該線性運動。
載體1OO可具有多個格式化層，每個層處于載體100的不同深度。可通過重新聚焦OPUs 250或者在某些實例中改變記錄系統250和載體100 之間的距離記錄不同的格式化層。提供記錄點位置控制系統440并配置為控制和促進聚焦在合適的記錄層上。可通過各種方式進行點位置控制。一
可需要采用以箭頭470和472所示出的不同波長運行的兩個光束。如上所
成分，裝置370可支持記錄與網格一個或多個節點相關的標記族204。
三維非線性信息載體的厚度通常超過常規盤的厚度，并且可需要重新聚焦超過常規OPUs所提供的范圍。在多個載體100上同時記錄可要求同步重新聚焦參與該過程的所有OPUs 250。
圖9A和9B示例了適于在本發明中采用的光記錄單元，在圖9A的實例中，OPU 520包括容納具有固定透4竟532的蓋528 (附圖不清楚)的外管形罩524。罩524的內表面具有襯管540穿過的螺紋536。襯管540的內徑表面具有另一個螺紋544，其間距和螺紋536之間具有小差，例如十分之一毫米。中空的透鏡臺548容納透鏡552。透鏡臺548的外徑具有和襯管540的螺紋544匹配的螺紋536。當旋轉村管540時，透鏡臺548和透鏡522前后移動由螺紋536和544間距差限度的極小距離。這樣的機構稱為不同螺紋機構。透鏡552運動改變記錄頭520的放大倍率。彈簧556 在透鏡臺548上提供負載并消除在系統中存在的任何沖撞。襯管540的另一端具有包括肩部的機械加工部分，其上放置圓錐插件560。螺母564鎖
制并將一對設置在插件560上的齒4侖568和572固定至襯管540。當螺母 564鎖制齒輪568和572時，其隨著村管540 —起旋轉并移動透鏡552，同時改變記錄頭520的放大倍率，或者簡單地將其重新聚焦在光載體100 的不同深度。解開螺母564使齒輪568和572脫離并手動旋轉襯管540。手工移動透鏡552允許將透鏡聚焦在相同載體的不同深度或者記錄層。手工移動便于記錄頭520的調整目的，并且便于在調整多個記錄系統以在載體的不同深度同時記錄的情況。針/插件582可用于防止襯管540旋轉。
回到圖8，可將多個MOPUs520設置在平臺400上。可采用常規的電子或者電-機械伺服系統以上面參考圖9A所述的方式使多個OPUs的重新聚焦同步。可調整OPUs520以在一個記錄平面108平面(例如圖1A、 1B和7A)內或者載體100相同的深度記錄標記。可選擇地，可調整多個 OPUs 520的每個OPU以在不同平面108或者載體100的不同深度(圖1A) 記錄標記，從而將介質劃分為以不同OPUs格式化的子組。
圖9B示出了利用雙^^Mf效系統的OPU 778，其由配置為軸向移動透鏡816的第一區分系統以及配置為軸向移動透鏡818的第二區分系統形成。第一區分系統包括包容透鏡816和管狀導軌830內表面的罩824外表面上的螺紋820，以及固定耦合器832外表面和管狀導軌830上部內直徑上的螺紋828。電動機834例如步進電動機或者伺服電動機旋轉嚙合導軌 830上部的齒輪840的齒輪838。齒輪838的旋轉軸向朝向或者從載體100 表面以及朝透鏡818移動透鏡816。螺紋820和828的間距差決定透鏡816 運動。針842防止透鏡816旋轉。螺紋間距差決定每次導軌830完全旋轉時透鏡816的移動幅值。其可選擇為O.lmm、 0.05mm或者任何其它值。
第二區分系統包括包容透鏡818和襯管850內直徑的罩824外表面上的螺紋844，以及固定耦合器832內直徑和村管850外直徑上的螺紋852。電動機860例如步進電動機或者伺服電動機旋轉喑合村管850上部的齒輪 866的齒輪862。齒輪862的旋轉軸向朝向或者從透鏡816移動并改變OPU 的幅值和焦點位置。螺紋844和852的間距差決定透鏡818運動。針874 防止透鏡818旋轉。透鏡816和818的同步運動改變OPU的幅值并以亞微米精度和高速在載體100內移動焦點。箭頭880表示記錄/讀取激光輻照的傳播方向。
參考圖示表示本發明用于軸向光學記錄三維信息載體格式化圖案的裝置另一個實施例的圖10。在該實例中，通過載體相對固定設置的OPUs的運動實現OPUs和載體直徑的相對位移。裝置730包括其上設置多個心軸 (和圖8的心軸386類似)的表格或框架734。將多個載體100設置在心軸上從而每個載體的旋轉和幾何軸228與相應心軸的旋轉軸同步。表格734 在導軌740上前后移動(圖箭頭736所示)。將多個記錄頭250 (或者圖 9A和9B中類似的520、 778)設置在靜止支柱(未示出)上，從而其光軸 310橫切多個載體100的旋轉和幾何中心(軸228)位于其上的軌跡748。
圖IIA示例了本發明用于記錄載體100中格式化標記的記錄裝置760 的光學布置，其在本實例中由具有浮雕154B的并由粘結材料層154C相互粘結的單片板154A形成。裝置760包括產生第一電磁記錄輻射束B!的第一光源761A例如以第一波長發射輻射的激光二極管，以及由透鏡L!和Li 組成的開普勒束流放大器。該系統還包括校準電磁輻射的第二源761B。第二源761B可同時提供與第一波長不同的第二波長的記錄/讀取輻射束B2。可適當調整任何合適類型的束流合成儀762以將束流Bj口 B2組合為一個同軸束流。為解釋目的，經過合成儀的束流Bi和B2示出為分離的束流。偏斜鏡763將組合束流引導至載體100。由校準球面偏差記錄光學設備764 例如授予相同申請人的WO2004/032134所描述的設備在載體100中不同深度聚焦束流B,和束流B2。束流放大器的其中一個透鏡例如透鏡L可軸向移動同時改變校準束流的發散。該動作改變第一束流Bi的焦點765位置將其從一個格式化層移至板間相同板內的另一個格式化層。因此，可由透鏡對直徑的距離變化造成跟蹤焦點和記錄焦點直徑的距離變化。束流合成儀 767引導輸出的反射至將其聚焦在檢測器769的透鏡768，該檢測器可以是位置靈敏檢測器。后者提供相對于雕刻表面的特別記錄材料板上激光束流B2位置信息。第二束流B2形成的點766為記錄點。由對透鏡Ln和L2 之間距離的精確控制以及對光路上其它光學元件的控制控制格式化標記 i己錄的位置。
圖11B-11D圖示示出了用于實現軸向標記記錄方法和擺動標記記錄方法的光學記錄系統。系統770包括電磁記錄輻射源774例如激光二才及管、由透鏡778和780組成為球面偏差記錄光學設備784 (未圖示示出)校正的開普勒束流放大器，例如授予相同申請人的WO2004/032134所描述。電光衍射系數調制器790調制記錄光束794的發散。調制器790可插入透4竟 778和780之間的任何實際位置。施加至電光調制器790的電壓幅值決定束流794的校準水平或發散性以及記錄光學設備784焦點的有效深度。例如，電壓V,可產生具有第一發散性的記錄光束794,電壓V2可產生具有第二發散性的記錄光束794'。具有第一發散性的束流794聚焦在載體100 內記錄深度798，而具有第二發散性的束流794'聚焦在載體100內的記錄深度800。束流發散性增加沿軸向將光點移至載體100的深度。從由束流發散794所產生的記錄深度變換未由束流發散794'產生的記錄深度可以是連續的，因此可以以任何深度以及相互間十分之幾個微米距離記錄格式化標記。必須對采用電光調制器790所引起的球面偏差校準束流放大器，其可采用現有技術任何已知的方法實現該校準。
圖IIC描述了用于實現記錄方法的光記錄系統的另一個實施例。系統 810具有插入記錄激光束820光路上的電光或者聲光調制器814。激活調制器814沿垂直于系統810光軸和載體旋轉軸228的方向掃描或者擺動激光束820。 OPU 784形成可記錄在相鄰螺旋^磁道上的多個聚焦記錄點824。光學掃描方法在本領域熟知，并且可通過各種光學元件高頻進行。為描述清楚起見僅僅提供了電光設備一個實施例的方案。
圖IID描述了用于實現記錄方法的光記錄系統的另一個實施例。系統 840為系統770和810的組合。其具有調制器790和插入光路的調制器814。 OPU 784將記錄光束842會聚為多個記錄點844。點844記錄在不同石茲道和不同深度。該記錄方法支持對極大標記族204的記錄。
圖12描述了電光調制器，其作為匹配折射系數的兩個棱鏡860和862 的集合，由小空氣隙隔開，其中表面868和870、 874和876相應地平行并涂敷抗反射涂層。其中一個棱鏡由電光活性材料例如摻雜鈮酸鋰晶體。棱鏡(未示出)上側和下側的電極在晶體上供應調制其折射系數的交流電壓。附帶束流880進入棱鏡870并以角度e,撞擊它的表面876。從棱鏡870出現并經過所述空氣隙的束流880以角度92進入棱鏡860。由于棱鏡860 的折射率調制，束流880根據e^asin (iVn^sin(eO)改變其出射角63，這里m和n3為棱鏡870和860材料的折射率。應當注意，因為相鄰磁道之間的間距大約為一微米并且存在某相對于標稱螺旋的伺服標記的小"平面內"偏差，所以所需要的調制角非常小。例如記錄三個平行螺旋需要焦點大約2微米的峰至峰移動。聚焦元件的焦距通常為3mm,對于該峰至峰角度，變化小于0.04度。
在完成載體光學記錄過程時，格式化的三維光載體可經歷一種質量控制。受到質量控制過程驗證的主要參數為a)格式化層之間的軸向距離； b)格式化層相互之間以及至少一個盤表面的平行性；c)層的累積軸向位置偏差；d)如果存在，每個層上格式化標記之間的距離和不同層上記錄的標記之間距離差；e)盤第一表面和第二記錄層之間的距離；f)盤最后表面和最后記錄層之間的距離。
盡管描述和說明了本發明的示例性實施例，但是將理解可在其中進行各種變化而不影響該方法的實質和范圍。因此，參考下述權利要求確定該方法的范圍。
權利要求
1.一種格式化至少一個光信息載體以產生多個格式化標記的方法，當在載體中讀取記錄信息時順序尋址該格式化標記，該方法包括以交織順序記錄載體中的多個格式化標記，從而縮短記錄局部相鄰格式化標記的延遲，并因此減少總載體格式化時間。
2. 如權利要求1所述的方法，包括將載體單體劃分為預定子體以及控制每個所述子體格式化載體的精度。
3. 如權利要求1或2所述的方法，包括將格式化標記設置在以局部基本上晶格狀結構相關性配置的三維網格節點標稱位置附近。
4. 如前述任一項權利要求所述的方法，其中通過橫切等距間隔的圓柱螺S走;茲道、等角間隔的徑向平面以及基本上垂直于徑向平面的記錄平面而形成所述網格節點。
5. 如前述任一項權利要求所述的方法，其中格式化標記的所述記錄包括產生一組形成恒定角速度格式化圖案的格式化標記。
6. 如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述才各式化標記(204) 包括控制尺寸的規則標記、矩形標記和/或矩形和傾斜標記。
7. 如權利要求4至6任一項所述的方法，其中在網格所述節點附近沿半徑記錄所述格式化標記，沿每個半徑和每個承載相同量標記的半徑均勻間隔該才各式化標記。
8. 如權利要求4至7任一項所述的方法，其中將多個格式化標記記錄在網格的每個節點附近。
9. 如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述記錄格式化標記包括提供三維信息載體相對于記錄光束的線性往復運動和旋轉運動，并且激發光記錄單元以產生所述具有適當時序的光束。
10. 如權利要求1至6任一項所述的方法，其中所述記錄格式化標記包括提供光記錄單元沿載體半徑的快速往復運動，同時激發記錄單元以產生具有合適時序的記錄光束，并且提供載體的階梯狀旋轉。
11. 如權利要求1至8任一項所述的方法，其中格式化標記的所述記錄包括使所述至少一個信息載體圍繞中心軸的旋轉、至少一個光記錄單元圍繞所述中心軸的旋轉以及所述至少一個信息載體圍繞自身旋轉軸的旋轉同步；并以合適時序控制激發光源以產生記錄點，從而產生形成恒定角速度格式化圖案的一組格式化標記。
12. 如權利要求1至8任一項所述的方法，其中所述記錄格式化標記包括使所述至少一個信息載體圍繞中心軸的旋轉、多個光記錄單元圍繞所述中心軸的旋轉以及所述每個信息載體圍繞自身旋轉軸的旋轉同步。
13. 如權利要求1至8任一項所述的方法，其中格式化標記的記錄包括圍繞其旋轉軸旋轉信息載體、沿螺旋磁道旋轉光記錄單元、重新聚焦通過所述光記錄單元沿軸向和沿》茲道搖擺記錄點而產生的光束、以及控制光源的所迷激發，使得格式化標記記錄在載體不同層上多個相鄰^f茲道上。
14. 如權利要求1至8任一項所述的方法，包括提供至少一個信息載體和至少一個光記錄單元；圍繞其旋轉軸旋轉所述至少一個載體并沿螺旋一磁道移動所述至少一個光記錄單元；沿軸向方向連續重新聚焦光記錄單元；以及控制激發光記錄單元的光源，從而按組記錄格式化標記，每組包括位于載體不同層上的格式化標記。
15. 如權利要求14所述的方法，其中所述光記錄單元沿垂直于載體中層的方向重新聚焦借此產生的光束。
16. 如權利要求1至8任一項所述的方法，包括提供至少一個所述信息載體和至少一個光記錄單元；圍繞其旋轉軸旋轉所述至少一個載體并沿螺旋磁道移動所述至少一個光記錄單元；圍繞螺旋^茲道連續地擺動記錄點；以及控制'激發光記錄單元的光源；從而按組記錄標記，每組包括位于載體相同層上多個相鄰磁道上的標記。
17. 如權利要求1至8任一項所述的方法，包括提供至少一個所述信息載體和至少一個光記錄單元；圍繞其旋轉軸旋轉所述至少一個載體并沿螺S走磁道移動所述至少一個光記錄單元；沿軸向連續重新聚焦光記錄單元并沿螺旋磁道擺動記錄點；以及控制激發光記錄單元的光源；從而按組記錄標記，每組包括位于載體不同層上多個相鄰》茲道上的標記。
18. 如權利要求4至8任一項所述的方法，包括提供多個信息載體和多個光記錄單元，設置載體使得其旋轉軸處于一個方向，并且設置光記錄單元使得其光軸平行于旋轉軸并處于相同方向；使信息載體分別圍繞其旋轉軸的旋轉同步并相對光記錄單元往復運動載體；以及控制激發光記錄單元以按合適時序產生記錄點；從而產生至少一個光格式層，格式化標記位于三維網;f各的所述節點附近。
19. 如權利要求18所述的方法，其中多個光記錄單元同時記錄至少一個三維載體上的格式化層。
20. 如權利要求18所述的方法，其中多個光記錄單元同時記錄至少一個載體內的多個格式化層。
21. 如權利要求4至8任一項所述的方法，包括a) 提供多個所述光信息載體和多個所述光記錄單元；b) 圍繞公共中心軸將載體設置在圓形陣列中；c) 圍繞所述公共中心軸(280)將光記錄單元設置在圓形陣列中；d) 使圍繞其旋轉軸的每個光信息載體的旋轉和圍繞其公共中心軸的光記錄單元旋轉同步，從而每個光記錄單元光軸軌跡通過載體旋轉軸；e) 按合適時序可控制地激發多個光記錄單元；從而產生至少一個光記錄層，格式化標記位于三維網格的所述節點附近。
22. 如權利要求21所述的方法，還包括圍繞公共中心旋轉軸旋轉每個光信息載體(100)某小角度，從而補償連續改變記錄在相同螺旋磁道上的標記位置上的螺旋磁道半徑所引起的變化。
23. 如權利要求21所述的方法，其中所述同步使得光記錄單元圍繞公共中心軸的每次完整旋轉對應信息載體圍繞其自身旋轉軸的a角旋轉，a 如下確定360。， <formula>complex formula see original document page 4</formula>(k為橫切記錄層平面的等角徑向平面數，且M為參與格式化所述載體格式化過程的光記錄單元數)，且將多個載體旋轉一個角度，該角度補償變化，該變化是由相同螺旋磁道上記錄的標記位置上的螺旋磁道半徑所引起的。
24. 如權利要求21所述的方法，包括提供相對于公共中心軸，多個載體線性移動某一小的距離，從而補償因為連續改變相同螺旋^f茲道上記錄的標記位置上螺旋磁道半徑而引起的改變。
25. 如權利要求21所述的方法，其中光記錄單元同時記錄至少一個三維載體內的一個格式化層。
26. 如權利要求21所述的方法，其中光記錄單元同時記錄至少一個三維載體內的多個格式化層。
27. 如權利要求1至8任一項所述的方法，包括a) 提供至少一個信息載體和至少一個光記錄單元；b) 可控制地以階梯方式圍繞其旋轉軸旋轉載體并沿半徑移動光記錄單元；c) 連續地沿軸向重新聚焦光記錄單元，并激發光記錄單元的光源，從而在橫截面基本上為圓形的載體內的載體不同層記錄格式化標記。
28. —種用于格式化至少一個三維光信息載體以產生多個格式化標記的裝置，當讀取載體中記錄信息時順序尋址該格式化標記，該裝置包括配置為產生光束并將其聚焦在所述至少一個載體內平面上的至少一個光記錄單元，支承所述至少一個載體的支承單元，以及配置為提供所述至少一個載體和所述至少一個光束之間同步相對位移的控制單元，且該單元實時激發光記錄單元以產生記錄光束從而能夠以交織順序記錄載體內的多個格式化標記，/人而縮短局部記錄相鄰格式化標記時的延遲并減少整個載體格式化時間。
29. 如權利要求28所述的裝置，其中控制單元配置并用于將載體的單片體劃分為子體并通過所述子體控制載體格式化的精度。
30. 如權利要求28或者29所述的裝置，配置并用于產生三維網格節點標稱位置附近的所述格式化標記裝置，該三維網格配置為具有至少一個局部基本上晶格狀結構相關性。
31. 如權利要求28至30任一項所述的裝置，配置并用于在橫截面基本上為圓形的載體內產生所述格式化標記，其中所述格式化標記設置在網格節點標稱位置附近，該網格通過橫切等距間隔的圓柱螺旋磁道、等角間隔的徑向平面和基本上與徑向平面垂直的記錄平面所形成。
32. 如權利要求28至31任一項所述的裝置，包括a) 設置為相對于公共中心軸移動的臺，以圍繞所述中心旋轉軸的圓形陣列移動該臺上的多個心軸，每個心軸具有自己的旋轉軸并移動相應的其中一個載體；b) 平臺，設置為圍繞所述中心軸旋轉以及以圍繞所述中心軸的圓形陣列移動設置在該平臺上的所述多個光記錄單元，該光記錄單元分別具有相互平行的光軸；c) 同步機構，用于使心軸圍繞其旋轉軸的旋轉和光記錄單元圍繞所述中心軸的旋轉同步，該同步旋轉造成每個光軸的移動軌跡通過每個心軸的旋轉軸。
33. 如權利要求32所述的裝置，其中將該多個信息載體設置在多個心軸上，從而每個載體和每個心軸的旋轉軸方向一致，并且光記錄單元的每次旋轉跟蹤每個光信息載體上的至少一個徑向圓弧。
34. 如權利要求32所述的裝置，其中所述同步機構包括電機械系統，其配置并用于使具有載體的心軸圍繞其旋轉軸的旋轉、光記錄單元的旋轉以及載體相對公共中心軸的旋轉同步。
35. 如權利要求34所述的裝置，配置為以合適時序控制光記錄單元的激發。
36. 如權利要求35所述的裝置，其中所述載體相對于公共中心軸的移動包括圍繞其中心軸的旋轉運動。
37. 如權利要求35所述的裝置，其中所述載體相對于公共中心軸的移動包括臺驅動器的線性運動。
38. 如權利要求32所述的裝置，其中設置承載多個心軸的所述臺以線性運動，該心軸設計為使其旋轉軸位于一個平面內；設置光記錄單元使得其光軸平行于所述旋轉軸并處于相同平面內。
39. 如權利要求38所述的裝置，其中分別將信息載體設置在心軸上使得載體旋轉軸和相應的心軸重合，且其中載體的同步往復和旋轉運動以及所述以合適時序激發光記錄單元產生至少一個具有設置在三維網格節點附近的格式化標記的光格式化層。
40. —種具有一個或多個單片板的三維信息載體，該載體包括由格式化標記三維網格形成的模板，所述模板包括每個包括一組或多組格式化標記結構的獨立子體。
41. 如權利要求40所述的載體，其中所述三維網格配置為具有格式化標記之間的局部晶格狀相關性。
42. 如權利要求40所述的載體，其中格式化標記設置在所述網格的節點附近，該網格通過橫切等距間隔的圓柱螺旋磁道(210)、等角間隔的徑向平面和基本上與徑向平面垂直的記錄平面形成。
全文摘要
本發明提供一種格式化至少一種光信息載體的方法。該方法的目標在于產生多個格式化標記，當讀取載體中記錄信息時依次尋址該標記。該方法包括以交織順序記錄載體內多個格式化標記，從而減小局部記錄鄰近格式化標記時的延遲，因此減少整個載體格式化時間。
文檔編號G11B7/007GK101203912SQ200680022140
公開日2008年6月18日申請日期2006年4月20日優先權日2005年4月20日
發明者亞伊爾·薩洛莫, 大衛·列夫謝茨, 奧塔爾·阿爾佩特申請人:梅姆派爾有限公司

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