DE69230297T2

DE69230297T2 - Optisches Medium mit Mehrfachdatenoberfläche und Datenspeichersystem

Info

Publication number: DE69230297T2
Application number: DE69230297T
Authority: DE
Inventors: Margaret Evans Best; Hal Jervis Rosen; Kurt Allan Ruben; Timothy Carl Strand
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-06-04
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2012-06-03
Also published as: EP0773542A3; US5745473A; EP1304688A3; KR960016887B1; JP3664660B2; EP1030293B1; JP3664646B2; CA2271541C; KR960016888B1; DE69233251D1; JP2001176088A; JPH09120556A; KR970005987B1; US5446723A; US5381401A; CA2066004C; JPH09120582A; CN1953067A; DE69233783D1; EP0773542A2

Description

Die Erfindung betrifft allgemein optische Datenspeichersysteme und im einzelnen ein Speichersystem mit mehreren Datenspeicheroberflächen.
Bei optischen Datenspeichersystemen werden große Datenmengen auf einer Platte gespeichert. Der Zugriff auf die Daten erfolgt, indem ein Laserstrahl auf die auf der Platte befindliche Datenschicht gerichtet und anschließend der reflektierte Lichtstrahl erfaßt wird. Es sind verschiedene Systemtypen bekannt. In einem ROM (Nurlesespeicher)-System werden die Daten bei Herstellung der Platte als permanente Marken in die Platte eingebettet. Die Daten werden als eine Veränderung des Reflexionsvermögens erkannt, wenn der Laserstrahl über die Datenmarken fährt. Bei einem WORM-System (Write-Once Read Many) kann der User Daten schreiben, indem er auf einer Oberfläche eines optischen Plattenrohlings Marken, beispielsweise Pits, hinterläßt. Nachdem die Daten einmal auf der Platte aufgezeichnet sind, können sie nicht mehr gelöscht werden. Auch die Daten in einem WORM-System werden als Veränderung des Reflexionsvermögens erkannt.
Auch löschbare optische Systeme sind bekannt. Bei diesen Systemen wird mit dem Laser die Datenschicht über eine kritische Temperatur erwärmt, um Daten zu schreiben und zu löschen. Bei magnetooptischen Aufzeichnungssystemen werden Daten aufgezeichnet, indem man die magnetische Domäne eines Punktes entweder nach oben oder nach unten ausrichtet. Die Daten werden gelesen, indem man einen Laser mit niedriger Energie auf die Datenschicht richtet. Die unterschiedlichen Richtungen der magnetischen Domäne bewirken, daß die Polarisationsebene des Lichtstrahls in die eine oder die andere Richtung, im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn, gedreht wird. Diese Veränderung in der Ausrichtung der Polarisation wird dann gemessen. Bei der Phasenveränderungsaufzeichnung wird zur Aufzeichnung der Daten eine strukturelle Veränderung der Datenschicht selbst eingesetzt (amorph/kristallin sind zwei übliche Phasentypen). Die Daten werden als Veränderungen im Reflexionsvermögen erfaßt, wenn ein Strahl über die verschiedenen Phasen fährt.
Um die Speicherkapazität einer optischen Platte zu erhöhen, wurden Systeme mit mehreren Datenschichten vorgeschlagen. Auf eine optische Platte mit zwei oder mehr Datenschichten kann man theoretisch in den verschiedenen Schichten zugreifen, indem man die Brennpunktlage der Linse verändert. Beispiele für diese Methode sind die am 23. März 1976 an Wohlmut et al. erteilte U. S. Patentschrift 3,946,367; die am 26. August 1980 an Russell erteilte U. S. Patentschrift 4,219,704; die am 22. Mai 1984 an Holster et al. erteilte U. S. Patentschrift 4,450,553; die am 27. Februar 1990 an Hattori et al. erteilte U. S. Patentschrift 4,905,215; die am 15. November 1988 von Watanabe veröffentlichte japanische Auslegungsschrift 63-276732; und das IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 30, Nr. 2, Seite 667, Juli 1987 von Arter et al.
EP-A-0426409 beschreibt eine mehrschichtige optische Platte, bei der jeder Sektor auf jeder Schicht einen Erkennungsabschnitt umfaßt, mit einer Spuradresse, einer Sektoradresse und einer Aufzeichnungsschicht-Adresse. In diesen optischen Systemen nach dem Stand der Technik, findet sich keine Beschreibung für einen Betrieb mit unterschiedlichen optischen Plattentypen, die eine unterschiedliche Anzahl optischer Datenschichten aufweisen.
Das Problem der bisherigen Systeme bestand darin, daß die Fähigkeit, die aufgezeichneten Daten eindeutig zu lesen, bei mehr als einer Datenschicht sehr schwierig war. Ein optisches Datenspeichersystem wird benötigt, bei dem dieses Problem nicht mehr besteht.
Die vorliegende Erfindung stellt demnach in einem Aspekt ein optisches Datenspeichermedium mit mehreren Datenspeicherschichten zur Verfügung, folgendes umfassend: eine Vielzahl von Stützelementen, von denen zumindest eines elektromagnetische Strahlen durchläßt; eine Vielzahl von Datenschichten auf der Vielzahl von Stützelementen, wobei jede Datenschicht Daten aufweist, die in einem im wesentlichen kreisförmigen Muster in Spurmarken aufgezeichnet sind, wobei einige der aufgezeichneten Daten in mindestens einer der Datenschichten die Anzahl der Datenschichten bezeichnen, die in dem Medium mit der Mehrfachdatenschicht enthalten sind; und eine Verbindungsvorrichtung, mit der die Vielzahl der Elemente so miteinander verbunden wird, daß die Datenschichten mit einem Abstand zueinander angeordnet sind.
Es wird demnach ein Medium bereitgestellt, bei dem das erste Element, das dem Leselaser, wenn sich dieser in seiner Position innerhalb eines Speichersystems befindet, am nächsten liegt, eine hohe Strahlendurchlässigkeit hat. Hierin besteht der Gegensatz zu den bisherigen Medien, bei denen auf dem ersten Element eine Reflektorschicht vorhanden ist, so daß ein wesentlicher Teil des einfallenden Lichtes reflektiert wird.
Es wird anerkannt, daß das Medium der vorliegenden Erfindung die Übertragung eines hohen Prozentsatzes des auf das erste Element fallenden Lichts auf das zweite Element ermöglicht. Das Medium kann daher eine höhere Zahl von Datenschichten enthalten, als es nach dem Stand der Technik möglich war.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Datenspeichersystem bereitgestellt, das ein solches optisches Medium mit Mehrfach-Datenoberfläche umfaßt. In einem bevorzugten System hat das Medium eine Vielzahl von Substratelementen, die durch Lufträume voneinander getrennt sind. Die an die Lufträume angrenzenden Oberflächen der Substratelemente sind die Datenoberflächen. Mit Ausnahme der letzten Datenschicht, die eine Reflektorschicht umfassen kann, sind die Datenoberflächen hoch durchlässig. Jede Datenoberfläche hat Spurmarken.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nun in Form eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden; es zeigt:
Fig. 1 eine Schemazeichnung eines optischen Datenspeichersystems;
Fig. 2A einen Querschnitt eines optischen Mediums entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2B einen Querschnitt eines alternativen optischen Mediums;
Fig. 3A einen Querschnitt der Spurmarken des Mediums der Fig. 2;
Fig. 3B einen Querschnitt durch alternative Spurmarken;
Fig. 3C einen Querschnitt durch alternative Spurmarken;
Fig. 3D einen Querschnitt durch alternative Spurmarken;
Fig. 4 eine Schemazeichnung eines optischen Kopfes und eines Mediums;
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen optischen Detektor der Fig. 4;
Fig. 6 einen Schaltungsplan einer Kanalschaltung;
Fig. 7 eine Schemazeichnung einer Controller-Schaltung;
Fig. 8A eine graphische Darstellung des Spurfehlersignals im Verhältnis zur Kopfverschiebung;
Fig. 8B eine graphische Darstellung des Spurfehlersignals im Verhältnis zur Kopfverschiebung für ein alternatives Ausführungsbeispiel;
Fig. 8C eine graphische Darstellung des Spurfehlersignals im Verhältnis zur Kopfverschiebung für ein alternatives Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 eine graphische Darstellung des Fokus-Fehlersignals im Verhältnis zur Linsenverschiebung für die vorliegende Erfindung;
Fig. 10 eine Schemazeichnung eines Aberrationskompensators für eine Mehrfach-Datenoberfläche;
Fig. 11 eine Schemazeichnung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Aberrationskompensators für eine Mehrfach- Datenoberfläche;
Fig. 12 eine Schemazeichnung eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels eines Aberrationskompensators für eine Mehrfach-Datenoberfläche;
Fig. 13 eine Draufsicht auf den Kompensator der Fig. 12;
Fig. 14 eine Schemazeichnung eines zusätzlichen alternativen Ausführungsbeispiels eines Aberrationskompensators für eine Mehrfach-Datenoberfläche;
Fig. 15 eine Schemazeichnung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Aberrationskompensators für eine Mehrfach- Datenoberfläche;
Fig. 16 einen Querschnitt durch die Linse der Fig. 15;
Fig. 17 eine Schemazeichnung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines optischen Kopfes und eines Mediums;
Fig. 18 eine Schemazeichnung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Aberrationskompensators für eine Mehrfach- Datenoberfläche;
Fig. 19 eine Schemazeichnung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Aberrationskompensators für eine Mehrfach- Datenoberfläche;
Fig. 20 eine Schemazeichnung, die den Herstellungsprozeß des Kompensators der Fig. 18 und 19 zeigt;
Fig. 21 eine Schemazeichnung eines alternativen Ausführungsbeispiels des Aberrationskompensators;
Fig. 22 eine Schemazeichnung eines alternativen Ausführungsbeispiels des Aberrationskompensators;
Fig. 23 eine Schemazeichnung eines Filters für die Mehrfach- Datenoberfläche;
Fig. 24 eine Schemazeichnung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Filters für eine Mehrfach-Datenoberfläche;
Fig. 25 eine Schemazeichnung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Filters für eine Mehrfach-Datenoberfläche; und
Fig. 26 eine Schemazeichnung, die den Herstellungsprozeß des Filters der Fig. 25 zeigt.
Fig. 1 zeigt eine Schemazeichnung eines optischen Datenspeichersystems der vorliegenden Erfindung, das allgemein mit der Bezugszahl 10 bezeichnet wird. Das System 10 umfaßt ein optisches Datenspeichermedium 12, vorzugsweise in Form einer Platte. Das Medium 12 ist abnehmbar auf einer Klemmspindel 14 montiert, wie sie in der Technik bekannt ist. Die Spindel 14 ist mit einem Spindelmotor 16 verbunden, der seinerseits mit einem Systemgehäuse 20 verbunden ist. Der Motor 16 dreht die Spindel 14 und das Medium 12.
Ein optischer Kopf 22 ist unterhalb des Mediums 12 angeordnet. Der Kopf 22 ist an dem Arm 24 befestigt, der seinerseits mit einem Stellantrieb, beispielsweise einem Schwingspulenmotor 26, verbunden ist. Der Schwingspulenmotor 26 ist mit dem Gehäuse 20 verbunden. Der Motor 26 bewegt den Arm 24 und den Kopf 22 unterhalb des Mediums 12 in radialer Richtung.

Das optische Medium

Fig. 2A ist ein Querschnitt durch das Medium 12. Das Medium 12 hat ein Substrat 50. Das Substrat 50 wird auch als Face-Platte oder Deckplatte bezeichnet; hier tritt der Laserstrahl in das Medium 12 ein. Zwischen der Face-Platte 50 und einem Substrat 56 ist ein Kranz 52 am Außendurchmesser (OD) und ein Kranz 54 am Innendurchmesser(ID) angebracht. Zwischen dem Substrat 56 und einem Substrat 62 sind ein OD-Kranz 58 und ein ID-Kranz 60 angebracht. Ein OD-Kranz 64 und ein ID- Kranz 66 sind zwischen dem Substrat 62 und einem Substrat 68 befestigt. Ein OD-Kranz 70 und ein ID-Kranz 72 sind zwischen dem Substrat 68 und einem Substrat 74 befestigt. Die Face- Platte 50 und die Substrate 56, 62, 68 und 74 sind aus einem lichtdurchlässigen Material, beispeilsweise aus Glas, Polykarbonat oder einem anderen Polymer-Material, gefertigt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Face-Platte 50 1,2 mm dick und die Substrate 56, 62, 68 und 74 sind 0,4 mm dick. Das Substrat kann alternativ eine Dicke von 0,2 bis 0,8 mm aufweisen. Die ID- und OD-Kränze sind vorzugsweise aus Kunststoff und haben eine Dicke von etwa 500 Mikron. Die Kränze können alternativ Dicken von 50-500 Mikron aufweisen.
Die Innen- und Außenkränze können mittels Kleber, Zement oder einem anderen Verbindungsverfahren an der Face-Platte und den Substraten befestigt sein. Alternativ können die Kränze aus einem Stück mit den Substraten gefertigt werden. Nach dem Einbau bilden die Innen- und Außenkränze eine Vielzahl von ringförmigen Räumen 78 zwischen den Substraten und der Face- Platte. Eine Spindelapertur 80 zur Aufnahme der Spindel 14 verläuft innerhalb der ID-Kränze durch das Medium 12. Eine Vielzahl von Passagen 82 befindet sich in den ID-Kränzen; sie verbinden die Apertur und die Zwischenräume 78, um einen Druckausgleich zwischen den Zwischenräumen 78 und der Umgebung der Festplatte zu ermöglichen, wobei es sich typischerweise um Luft handelt. Eine Vielzahl von Filtern 84 mit niedriger Impedanz ist an den Passagen 82 angebracht und verhindert eine Kontamination der Zwischenräume 78 durch in der Luft enthaltene Teilchen. Die Filter 84 können aus Quartz oder Glasfaser bestehen. Die Passagen 82 und die Filter 84 könnten alternativ auch am OD-Kranz angeordnet sein.
Die Oberflächen 90, 92, 94, 96, 98, 100, 102 und 104 sind Datenoberflächen und grenzen an die Räume 78 an. Diese Datenoberflächen können ROM-Daten enthalten, welche direkt in die Substratoberflächen geschrieben werden, oder sie können alternativ mit einem der verschiedenen beschreibbaren optischen Speicherfilme beschichtet sein, beispielsweise WORM, oder einem der verschiedenen löschbaren, optischen Speicherfilme, zum Beispiel einem phasenveränderlichen oder einem magnetooptischen Speicherfilm. Anders als die optischen Speicherfilme selbst sind die Datenoberflächen ohne die separaten metallischen Reflektorschichtstrukturen hergestellt (Reflexionsvermögen von 30-100%), die nach dem Stand der Technik bekannt sind, beispielsweise aus der U. S. Patentschrift 4,450,553. Mit anderen Worten, bei einer ROM-Oberfläche können die Datenoberflächen die Oberfläche selbst umfassen, aus der Oberfläche selbst oder im wesentli chen aus der Oberfläche selbst bestehen, oder die Datenoberfläche kann, bei WORM, phasenveränderliche oder magneto-optische Oberflächen, die Oberfläche selbst und einen optischen Speicherfilm umfassen. Eine zusätzliche Reflektorschicht, auf der keine Daten gespeichert werden, wird nicht benötigt. Die Datenoberflächen sind dadurch sehr lichtdurchlässig und es sind viele Datenoberflächen möglich. Obwohl die Zwischen-Datenoberflächen keine Reflektorschichten haben, kann optional eine Reflektorschicht hinter der letzten Datenoberfläche 104 vorhanden sein, um die Reflexion von der letzten Datenoberfläche 104 zu verstärken.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Datenoberflächen ROM-Oberflächen. Die Daten werden permanent als Pits, welche bei der Herstellung der Platte direkt in das Substrat geformt werden, aufgezeichnet. Im Gegensatz zum Stand der Technik haben die ROM-Oberflächen der vorliegenden Erfindung keine metallischen Reflektorschichten. Die Substrate haben keine Beschichtungen. Dadurch beträgt die Durchlässigkeit jeder Datenoberfläche etwa 96%. Das Reflexionsvermögen von 4% reicht zum Lesen der Daten aus. Die hohe Durchlässigkeit hat den Vorteil, daß auf eine große Anzahl von Datenoberflächen zugegriffen werden kann, und minimiert die Auswirkungen unerwünschter Signale von anderen Oberflächen. Da sich auf diesen Oberflächen keine Beschichtungen befinden, sind sie leichter herzustellen und korrosionsbeständiger.
Obwohl es nicht notwendig ist, kann es dennoch wünschenswert sein, das Reflexionsvermögen, zur Reduzierung der gewünschten Laserleistung, zu erhöhen. Eine Möglichkeit, das Reflexionsvermögen auf über 4% zu erhöhen, besteht darin, eine Dünnfilmbeschichtung aus einem Dielektrikum aufzutragen, dessen Brechungsindex über dem des Substrats liegt. Das maximale Re flexionsvermögen von 20% erreicht man mit einer Dielektrikumdicke von etwa λ/4n; es verändert sich monoton bis auf ein Mindestreflexionsvermögen von 4% bei einer Dicke von etwa λ/2n, wobei λ die Wellenlänge des Lichts und n der Brechungsindex des Dielektrikums ist. Beispiele für solche dielektrischen Werkstoffe sind ZrO&sub2;, ZnS, SiNx oder Mischoxide. Das Dielektrikum kann aufgesputtert werden, wie in der Technik bekannt ist.
Das Reflexionsvermögen der Datenschicht kann auch auf unter 4% reduziert werden. Hierdurch erhöht sich die Durchlässigkeit und es können mehr Platten gestapelt werden. Zu einer Reduzierung des Reflexionsvermögens kommt es, wenn man einen dielektrischen Film verwendet, dessen Brechungsindex geringer als der des Substrats ist. Ein solches Dielektrikum ist MnF, dessen Brechungsindex bei 1,35 liegt. Das Mindestreflexionsvermögen von 1% tritt bei einer Dicke des Dielektrikums von etwa λ/4n auf und es verändert sich monoton bis zu einem maximalen Reflexionsvermögen von 4% bei einer Dicke von etwa λ/2n, wobei λ die Wellenlänge des Lichts und n der Brechungsindex ist. Es gibt viele andere Dünnfilm-Antireflex-Werkstoffe, die verwendet werden könnten. Diese Antireflexfilme können mittels der in der Technik bekannten Sputterverfahren aufgebracht werden.
Die Datenoberflächen können alternativ auch WORM-Daten enthalten. WORM-Filme, wie bei Tellur-Selen-Legierungen, oder phasenveränderliche WORM-Filme, können als Schicht auf die Datenoberflächen aufgetragen werden. Die Filme werden durch Aufsputterung oder Aufdampfung auf das Substrat aufgebracht, wie in der Technik bekannt ist. Das Reflexionsvermögen, die Absorption und die Durchlässigkeit des Films hängen ab von seiner Dicke und den optischen Konstanten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Tellur-Selen-Legierung bis zu einer Dicke von 2-80 mm (20-800 Angström) abgeschieden.
Die Datenoberfläche kann alternativ reversible phasenveränderliche Filme enthalten. Es kann jede Art von phasenveränderlichen Filmen verwendet werden, zu den bevorzugten Zusammensetzungen gehören jedoch diejenigen, die sich auf der oder in der Nähe der Verbindungslinie GeTe und Sb&sub2; Te&sub3; befinden, wozu Te52,5 Ge15,3 Sb&sub3;&sub3;, Ge&sub2; Sb&sub2; Tes, GeSb&sub2; Ten und GeSb&sub4; Te&sub7; gehören. Die Filme werden im Vakuum durch in der Technik bekannte Sputterverfahren auf dem Substrat bis zu einer Dicke zwischen 2-80 nm (20-800 Angström) abgeschieden. Auf dem phasenveränderlichen Film kann zur Verhinderung von Ablation wahlweise eine Schutzschicht mit einer Dicke von 300 nm (3000 Angström) aus einem Dielektrikum gebildet werden.
Die Datenoberflächen können alternativ auch magneto-optische Filme enthalten. Ein magneto-optischer Film, beispielsweise aus Seltenerd-Übergangsmetallen, wird im Vakuum durch in der Technik bekannte Sputterverfahren auf dem Substrat bis zu einer Dicke von 2-80 nm (20-800 Angström) aufgetragen.
Als weitere Alternative kann die Datenoberfläche auch eine Kombination aus ROM, WORM oder löschbaren Medien enthalten. Die Flächen mit der höheren Durchlässigkeit, wie beispielsweise ROM, liegen vorzugsweise näher an der Lichtquelle, während die Oberflächen mit der geringeren Durchlässigkeit, beispielsweise WORM, phasenveränderliche und magneto-optische Oberflächen, vorzugsweise weiter entfernt von der Lichtquelle liegen. Die weiter oben mit Bezug auf die ROM-Oberfläche beschriebenen Dielektrikum- und Antireflexfilme können auch mit WORM und löschbaren Medien eingesetzt werden.
Fig. 2B ist ein Querschnitt durch ein alternatives Ausführungsbeispiel eines optischen Aufzeichnungsmediums und wird hier mit der allgemeinen Bezugszahl 120 bezeichnet. Elemente des Mediums 120, die Elementen des Mediums 12 entsprechen, werden mit einer Strichzahl bezeichnet. Das Medium 120 hat nicht die Randkränze und Zwischenräume 78 des Mediums 12. Stattdessen werden die Substrate durch eine Vielzahl massiver transparenter Elemente 122 voneinander getrennt. Die Elemente 122 bestehen aus einem Material mit einem anderen Brechungsindex als die Substrate. Dies ist notwendig, um an den Datenoberflächen ein gewisses Reflexionsvermögen zu erzielen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Elemente 122 aus einem optischen Zement hergestellt, der auch dazu dient, das Substrat zusammenzuhalten. Die Dicke der Elemente 122 beträgt vorzugsweise etwa 100-300 Mikron. Das Medium 120 kann im System 10 gegen das Medium 12 ausgetauscht werden.
Fig. 3A zeigt einen stark vergrößerten detaillierten Querschnitt einer bevorzugten Struktur einer Datenoberfläche des Mediums 12; er wird durch die allgemeine Bezugszahl 130 bezeichnet. Die Oberfläche 90 hat ein Muster aus spiralförmig verlaufenden (oder alternativ konzentrischen) Spurrillen 132. Die Zonen der Fläche 90, die zwischen den Rillen 132 liegen, werden als Stege 134 bezeichnet. Die Oberfläche 92 hat ein Muster von spiralförmigen umgekehrten Spurrillen (erhabene "Rillen") 136. Die Zone der Oberfläche 92, die zwischen den umgekehrten Rillen 136 liegt, ist der Steg 138. Die Rillen 132 und die umgekehrten Rillen 136 werden auch als Spurmarken bezeichnet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Breite 140 der Spurmarken 0,6 Mikron und die Breite 142 der Stege beträgt 1,0 Mikron. Hieraus ergibt sich eine Teilung von (1,0 + 0,6) = 1,6 Mikron.
Bei Drehung des Mediums 12 sollen die Spurmarken den Lichtstrahl in der Spur halten. Dieser Vorgang wird im folgenden ausführlich beschrieben. Bei dem Muster 130 folgt ein Strahl 144 von dem optischen Kopf 22 der Spur auf dem Steg 134 oder 138, je nachdem, auf welche Oberfläche er fokussiert wird. Die aufgezeichneten Daten befinden sich in den Bereichen der Stege. Damit das Spurfehlersignal (SFS) für beide Oberflächen 90 und 92 die gleiche Größe hat, muß die Differenz der optischen Weglänge zwischen dem von den Stegen und den Spurmarken reflektierten Licht für beide Oberflächen gleich sein. Auf die Oberfläche 90 fokussiert der Strahl 144 durch das Substrat 50, während er auf die Oberfläche 92 durch den Zwischenraum 78 fokussiert. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der Zwischenraum 78 Luft, obwohl er auch ein anderes Gas enthalten kann. Damit die Differenz der optischen Weglänge zwischen den Stegzonen und den Spurmarken gleich ist, muß dlnl gleich d2n2 sein (oder d2/d1 entspricht n1/n2), wobei d1 die Tiefe der Marke 132 ist (senkrechte Distanz), n1 ist der Brechungsindex des Substrats 50, d2 ist die Höhe der Marke 136 (senkrechte Distanz) und n2 ist der Brechungsindex des Zwischenraums 78. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der Raum 78 Luft, mit einem Brechungsindex von 1,0, das Substrat 50 hat einen Brechungsindex von 1,5(ebenso wie die anderen Substrate). Das Verhältnis von d2/d1 entspricht also 1,5. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist d1 70 nm (700 Angström) und d2 ist 105 nm (1050 Angström). Dasselbe Spurmarkenmuster wiederholt sich auf den anderen Oberflächen des Mediums 12. Die anderen Oberflächen 94, 98 und 102 des Substrats, auf die Licht auftrifft, entsprechen der Oberfläche 90 und die anderen Zwi schenraum-Oberflächen 96, 100 und 104, auf die Licht auftrifft, entsprechen der Oberfläche 92.
Obwohl die Spurmarken vorzugsweise in einem spiralförmigen Muster angeordnet sind, können sie alternativ auch als konzentrisches Muster ausgeführt sein. Außerdem kann das Spiralmuster für jede Datenoberfläche gleich sein, das heißt, es kann sich entweder nur um Spiralen im Uhrzeigersinn oder um Spiralen entgegen dem Uhrzeigersinn handeln, oder die Spiralen können auf aufeinanderfolgenden Datenschichten alternativ im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn verlaufen. Dieses abwechselnde Spiralmuster kann für bestimmte Anwendungen günstiger sein, beispielsweise zum Speichern von Videodaten, für Spielfilme, wo eine fortlaufende Spurverfolgung der Daten gewünscht wird. In einem solchen Fall folgt der Strahl dem im Uhrzeigersinn verlaufenden Spiralmuster auf der ersten Datenoberfläche nach innen, bis das Spiralmuster in der Nähe des inneren Durchmessers endet; dann wird der Strahl auf der zweiten Datenoberfläche, die sich unmittelbar darunter befindet, neu fokussiert und folgt dann dem Spiralmuster entgegen dem Uhrzeigersinn nach außen, bis der Außendurchmesser erreicht ist.
Fig. 3B zeigt einen stark vergrößerten detaillierten Querschnitt eines alternativen Oberflächenmusters für das Medium 12; es wird mit der allgemeinen Bezugszahl 150 bezeichnet. Das Muster 150 ist ähnlich wie das Muster 130 mit der Ausnahme, daß die Spurmarken für die Oberfläche 92 Rillen 152 und keine umgekehrten Rillen sind. Die Teilung und das Verhältnis von d2/d1 sind ebenso wie bei dem Muster 130. Der Strahl 144 folgt auf der Oberfläche 90 der Spur auf der Stegzone 134; wenn er auf die Oberfläche 92 fokussiert wird, folgt der Strahl 144 jedoch der Spur in der Rille 152. Eine Spurverfolgung in der Rille 132 mag in bestimmten Situationen wünschenswert sein. Wie im folgenden noch beschrieben wird, kann der Strahl 144 elektronisch jedoch auch so gesteuert werden, daß er der Spur auf der Stegzone 138 der Oberfläche 92 folgt. Die Spurmarken für die Oberflächen 94, 98 und 102 entsprechen denen der Oberfläche 90 und die Oberflächen 96, 100 und 104 entsprechen der Oberfläche 92.
Fig. 3C zeigt einen vergrößerten detaillierten Querschnitt eines alternativen Oberflächenmusters für das Medium 12, das mit der allgemeinen Bezugszahl 160 bezeichnet wurde. Das Muster 160 entspricht dem Muster 130 mit der Ausnahme, daß die Oberfläche 90 anstelle der Rillen 132 die umgekehrten Rillen 162 hat und die Oberfläche 92 hat anstelle der umgekehrten Rillen 136 die Rillen 164. Die Teilung und das Verhältnis von d2/d1 sind wie bei dem Muster 130. Der Strahl 144 folgt der Spur in den umgekehrten Rillen 162, wenn er auf die Oberfläche 90 fokussiert wird, und er folgt den Rillen 164, wenn er auf die Oberfläche 92 fokussiert wird (es sei denn, er wird elektronisch so geschaltet, daß er der Spur auf der Stegzone folgt). Das Muster für die Oberflächen 94, 98 und 102 entspricht der Oberfläche 90 und die Oberflächen 96, 100 und 104 entsprechen der Oberfläche 92.
Fig. 3D zeigt einen vergrößerten detaillierten Querschnitt eines alternativen Oberflächenmusters, das mit der allgemeinen Bezugszahl 170 bezeichnet wird. In dem Muster 170 hat die Oberfläche 90 eine ähnliche Struktur wie die Oberfläche 90 des Musters 160. Die Oberfläche 92 hat eine ähnliche Struktur wie die Oberfläche 92 des Musters 130. Die Teilung und das Verhältnis von d2/d1 sind genauso wie bei dem Muster 130. Der Strahl 144 folgt der Spur auf den umgekehrten Rillen 162, wenn er auf die Oberfläche 90 fokussiert wird (es sei denn, er wird elektronisch so geschaltet, daß er der Spur auf der Stegzone folgt), und er folgt der Spur auf der Stegzone 138, wenn er auf die Oberfläche 92 fokussiert wird. Die Muster der Oberflächen 94, 98 und 102 entsprechen denen der Oberfläche 90 und die Muster der Oberflächen 96, 100 und 104 entsprechen denen der Oberfläche 92.
Für alle Muster, 130, 150, 160 und 170, werden die Spurmarken bei der Herstellung durch ein Spritzgußverfahren oder durch Fotopolymer-Verfahren, wie sie in der Technik bekannt sind, in das Substrat geformt. Die weiter oben beschriebenen optischen Filme werden auf den Substraten abgeschieden, nachdem die Spurmarken gebildet wurden.
Die Beschreibung der Spurmarken ist auch anwendbar auf andere Merkmale optischer Platten. Beispielsweise werden auf einigen ROM-Platten zur Aufzeichnung von Daten und/oder zur Bereitstellung von Spurverfolgungsinformationen in das Substrat eingeprägte Pits verwendet. Bei anderen optischen Medien dienen Pits zur Einprägung von Sektorkopfinformationen. Bei einigen Medien werden diese Kopf-Pits auch für die Spurverfolgungsinformationen verwendet. Bei Verwendung dieser Medien für die Mehrfachdatenoberfläche der vorliegenden Erfindung werden die Pits als Pits oder umgekehrte Pits auf den verschiedenen Datenoberflächen gebildet und verhalten sich ähnlich wie die weiter oben beschriebenen Spurmarken. Auch die optische Weglänge zwischen den Stegzonen und den Pits oder den umgekehrten Pits entspricht den Spurmarken. Die Pits, umgekehrten Pits, Rillen und umgekehrten Rillen liegen in einer unterschiedlichen Höhe zu der Stegzone (womit der senkrechte Abstand zwischen ihnen und der Stegzone gemeint ist), und es wird auf sie in dieser Beschreibung unter der Bezeichnung "Marken" Bezug genommen. Marken, die speziell der Bereitstel lung von Spurverfolgungsinformationen dienen, sind als nicht datenbezogene Spurmarken bekannt.

Der optische Kopf

Fig. 4 zeigt eine Schemazeichnung eines optischen Kopfes 22 und eines Mediums 12. Der optische Kopf 22 verfügt über eine Laserdiode 200. Der Laser 200 kann ein Gallium-Aluminium- Arsenid-Diodenlaser sein, der einen primären Lichtstrahl 202 mit einer Wellenlänge von etwa 780 Nanometern erzeugt. Der Strahl 202 wird durch die Linse 203 gebündelt und dann von einem Zirkularisierer 204, bei dem es sich um ein Zirkularisierungsprisma handeln kann, zirkularisiert. Der Strahl 202 geht dann weiter zu einem Strahlteiler 205. Ein Teil des Strahls 202 wird von dem Strahlteiler 205 zu einer Fokuslinse 206 und einem optischen Detektor 207 fokussiert. Der Detektor 207 dient der Leistungsüberwachung des Strahls 202. Der Rest des Strahls 202 trifft auf einen Spiegel 208 auf und wird von diesem reflektiert. Der Strahl 202 geht dann durch eine Fokuslinse 210 und einen Aberrationskompensator 212 für eine Mehrfachdatenoberfläche und wird auf eine der Datenoberflächen (hier die Oberfläche 96) des Mediums 12 fokussiert. Die Linse 210 ist in einem Halter 214 montiert. Die Position des Halters 214 wird in Relation zu dem Medium 12 von einem Fokus-Stellmotor 216 angepaßt; bei diesem kann es sich um einen Schwingspulenmotor handeln.
Ein Teil des Lichtstrahls 202 wird an der Datenoberfläche als reflektierter Strahl 220 zurückgeworfen. Der Strahl 220 kommt durch den Kompensator 212 und eine Linse 210 zurück und wird von dem Spiegel 208 reflektiert. Am Strahlteiler 205 wird der Strahl 220 auf einen Filter 222 für eine Mehrfachdatenoberfläche reflektiert. Der Strahl 220 geht durch den Filter 222 und weiter bis zu einem Strahlteiler 224. Am Strahlteiler 224 wird ein erster Teil 230 des Strahls 220 zu einer astigmatischen Linse 232 und einem optischen Quad-Detektor 234 gelenkt. Am Strahlteiler 224 wird ein zweiter Teil 236 des Strahls 220 durch ein Halbwellenplättchen 238 zu einem polarisierenden Strahlteiler 240 gelenkt. Der Strahlteiler 240 teilt den Lichtstrahl 236 in eine erste orthogonale polarisierte Lichtkomponente 242 und eine zweite orthogonale polarisierte Lichtkomponente 244. Eine Linse 246 fokussiert das Licht 242 auf einen optischen Detektor 248 und eine Linse 250 fokussiert das Licht 244 auf einen optischen Detektor 252.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf einen Quad-Detektor 234. Der Detektor 234 ist in vier gleiche Abschnitte 234 A, B, C und D unterteilt.
Fig. 6 zeigt einen Schaltungsplan einer Kanalschaltung 260. Die Schaltung 260 umfaßt eine Datenschaltung 262, eine Fokusfehlerschaltung 264 und eine Spurfehlerschaltung 266. Die Datenschaltung 262 hat einen Verstärker 270, der mit einem Detektor 248 verbunden ist, und einen Verstärker 272, der mit einem Detektor 252 verbunden ist. Die Verstärker 270 und 272 sind mit einem doppelpoligen elektronischen Wechselschalter 274 verbunden. Der Schalter 274 ist mit einem summierenden Verstärker 276 und einem Differentialverstärker 278 verbunden.
Die Schaltung 264 hat eine Vielzahl von Verstärkern 280, 282, 284 und 286, die mit den Detektorabschnitten 234 A, B, C beziehungsweise D verbunden sind. Ein summierender Verstärker 288 ist mit den Verstärkern 280 und 284 verbunden und ein summierender Verstärker 290 ist mit den Verstärkern 282 und 286 verbunden. Ein Differentialverstärker 292 ist mit den summierenden Verstärkern 288 und 290 verbunden.
Die Schaltung 266 verfügt über zwei summierende Verstärker 294 und 296 und einen Differentialverstärker 298. Der summierende Verstärker 294 ist mit den Verstärkern 280 und 282 verbunden und der summierende Verstärker 296 ist mit den Verstärkern 284 und 286 verbunden. Der Differentialverstärker 298 ist mit den summierenden Verstärkern 294 und 296 über einen doppelpoligen elektronischen Wechselschalter 297 verbunden. Der Schalter 297 dient zur Invertierung der Eingänge zum Verstärker 298.
Fig. 7 ist eine Schemazeichnung eines Controller-Systems der vorliegenden Erfindung und wird mit der allgemeinen Bezugszahl 300 bezeichnet. Ein Fokusfehler-Signalspitzendetektor 310 (Fokusfehlersignal = FFS) ist mit der Fokusfehlersignalschaltung 264 verbunden. Ein Spurfehler-Signalspitzendetektor 312 (Spurfehlersignal = SFS) ist mit der Spurfehlersignalschaltung 266 verbunden. Ein Controller 314 ist mit dem Detektor 310, dem Detektor 312, dem Detektor 207 und den Schaltungen 262, 264 und 266 verbunden. Der Controller 314 ist ein mikroprozessorbasierter Plattenlaufwerks-Controller. Der Controller 314 ist auch mit dem Laser 200, dem Kopfmotor 26, dem Spindelmotor 60, dem Fokusmotor 216, den Schaltern 274 und 279 und dem Kompensator 212 verbunden und steuert diese. Die genaue Konfiguration sowie die Funktion des Kompensators 212 werden im folgenden noch ausführlich beschrieben.
Die Funktion des Systems 10 wird jetzt verständlich. Der Controller 314 bewirkt, daß der Motor 16 die Platte 12 dreht und dadurch der Motor 26 den Kopf 22 in die richtige Position un terhalb der Platte 12 fährt. Siehe Fig. 4. Der Laser 200 wird angeregt, von der Platte 12 Daten zu lesen. Der Strahl 202 wird von der Linse 210 auf die Datenoberfläche 96 fokussiert. Der reflektierte Strahl 220 kommt zurück und wird in die Strahlen 230, 242 und 244 unterteilt. Der Strahl 230 wird vom Detektor 234 erkannt und dient zur Bereitstellung von Fokus- und Spurverfolgungs-Servoinformationen; die Strahlen 242 und 244 werden von den Detektoren 248 beziehungsweise 252 erkannt und dienen zur Bereitstellung von Datensignalen.
Siehe Fig. 5. Wenn der Strahl 202 genau auf die Datenoberfläche 96 fokussiert ist, hat der Strahl 230 auf dem Detektor 234 einen kreisförmigen Querschnitt. Die Schaltung 264 gibt daher ein Fokusfehlersignal von Null aus. Liegt der Strahl 202 auf die eine oder andere Weise geringfügig außerhalb des Fokus, fällt der Strahl 230 als ovales Muster 352 oder 354 auf den Detektor 234. Hierdurch wird erreicht, daß die Schaltung 264 ein positives oder negatives Fokusfehlersignal ausgibt. Der Controller 314 setzt das Fokusfehlersignal zur Steuerung des Motors 216 ein, der die Linse 210 bewegt, bis das Fokusfehlersignal von Null erreicht ist.
Wenn der Strahl 202 genau auf eine Spur der Datenoberfläche 96 fokussiert ist, fällt der Strahl 230 als kreisförmiger Querschnitt 350 zu gleichen Teilen auf die Abschnitte A und B und die Abschnitte D und C. Befindet sich der Strahl außerhalb der Spur, fällt er auf die Grenze zwischen einer Spurmarke und der Stegzone. Hierbei wird der Strahl gebrochen und der Querschnitt 350 bewegt sich nach oben oder nach unten. Die Abschnitte A und B erhalten mehr Licht und die Abschnitte C und D erhalten weniger Licht, beziehungsweise umgekehrt.
Fig. 8A zeigt eine graphische Darstellung des von der Schaltung 264 erzeugten SFS im Verhältnis zur Verschiebung des Kopfes 22. Der Controller 314 bewirkt, daß der VCM 26 den Kopf 22 über die Oberfläche des Mediums 12 bewegt. Der SFS- Spitzendetektor 312 zählt die Spitzen (die Maxima und Minima) der SFS-Signale. Zwischen jeder Spur gibt es zwei Spitzen. Durch Zählen der Spitzen kann der Controller 314 den Strahl auf der richtigen Spur positionieren. Das SFS-Signal an einer Stegzone ist ein SFS-Signal mit positiver Steigung. Der Controller 314 benutzt diese positive Steigung, um den Strahl auf der Spur zu verriegeln. Ein positives SFS-Signal bewirkt zum Beispiel, daß sich der Kopf 22 nach links in Richtung der Nullpunkt-Stegposition bewegt, und ein negatives SFS-Signal bewirkt, daß sich der Kopf 22 nach rechts in Richtung der Nullpunkt-Stegposition bewegt. Fig. 8A ist das Signal, das von dem bevorzugten Muster 130 des Mediums 12 abgeleitet wird, wenn sich der Schalter 297 in seiner in Fig. 6 gezeigten Ausgangsposition befindet. Dasselbe Signal wird auch für die Oberfläche 90 des Musters 150 und die Oberfläche 92 des Musters 170 erzeugt. Der Strahl wird automatisch auf dem Steg verriegelt, weil dies die Position ist, in der die Steigung positiv ist.
Fig. 8B zeigt eine graphische Darstellung des SFS im Verhältnis zur Kopfverschiebung für die Oberfläche 92 des Musters 150, die Oberflächen 90 und 92 des Musers 160 und die Oberfläche 90 des Musters 170, wenn sich der Schalter 297 in seiner Ausgangsposition befindet. Man beachte, daß in diesem Fall die Spurmarken so beschaffen sind, daß das Signal mit der positiven Steigung an der Stelle der Spurmarken auftritt und daß der Strahl automatisch der Spur auf den Spurmarken und nicht auf den Stegzonen folgt. In bestimmten Situationen kann eine Verfolgung der Spur auf den Spurmarken wünschenswert sein.
Fig. 8C zeigt eine graphische Darstellung des SFS im Verhältnis zur Kopfverschiebung für die Oberfläche 92 des Musters 150, die Oberflächen 90 und 92 des Musters 160 und die Oberfläche 90 des Musters 170, wenn der Inversionsschalter 297 so aktiviert wird, daß das SFS-Signal invertiert wird. Das SFS hat jetzt eine positive Steigung in den Stegabschnitten und der Strahl folgt der Spur nicht in den Spurmarken, sondern auf den Stegen. Der Controller 314 kann also durch Setzen des Schalters 297 der Spur in den Rillen oder auf den Stegen folgen.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält das Medium 12 ROM-Datenoberflächen. Zum Lesen der ROM-Daten wird das Reflexionsvermögen gemessen. In der Datenschaltung 262 wird der Schalter 274 in eine Position gebracht, in der er eine Verbindung zum Verstärker 276 herstellt, wenn eine ROM-Platte gelesen werden muß. Das Signal von den Detektoren 248 und 252 wird hinzugeschaltet. Weniger Licht wird an den Stellen gemessen, an denen Daten aufgezeichnet wurden, und diese erkannte Differenz in der Lichtintensität ist das Datensignal. Der Schalter 274 hat dieselbe Einstellung zum Lesen von WORM- und phasenveränderlichen Datenplatten. Wenn die Platte 12 magneto-optische Datenoberflächen hat, wird eine Polarisationsmessung zum Lesen der Daten benötigt. Der Schalter 274 wird so gesetzt, daß er eine Verbindung zum Verstärker 278 herstellt. Die Differenz des an den Detektoren 248 und 252 gemessenen orthogonalen Polarisationslichts ergibt dann das Datensignal.
Fig. 9 zeigt eine graphische Darstellung des Fokusfehlersignals von der Schaltung 264 im Verhältnis zur Verschiebedistanz der Line 210. Man beachte, daß ein nominell sinusförmiges Fokusfehlersignal für jede der Datenoberflächen des Mediums 12 erzeugt wird. Zwischen den Datenschichten ist das Fokusfehlersignal Null. Beim Einschalten des Systems bewirkt der Controller 314 zunächst, daß der Motor 216 die Linse 210 in ihrer Null-Verschiebeposition positioniert. Der Controller 314 sucht dann die gewünschte Datenoberfläche, indem er bewirkt, daß der Motor 2I6 die Linse 210 in eine positive Verschieberichtung bewegt. An jeder Datenschicht erfaßt der Spitzendetektor 310 die beiden Spitzen des Fokusfehlersignals. Der Controller 314 zählt die Spitzen (zwei pro Datenoberfläche) und bestimmt die genaue Datenoberfläche, auf die der Strahl 202 fokussiert wird. Wenn die gewünschten Oberflächen erreicht sind, bewirkt der Controller 314, daß der Motor 216 die Linse so positioniert, daß das Fokusfehlersignal zwischen den beiden Spitzen für diese Datenoberfläche liegt. Der Fokusfehler dient dann zur Steuerung des Motors 216, um das Nullpunkt-Fokusfehlersignal zwischen den Spitzen zu suchen, das heißt, auf dem Signal mit der positiven Steigung zu verriegeln, so daß der exakte Fokus erreicht wird. Der Controller 314 stellt außerdem die Leistung des Lasers 200, des Schalters 297 und des Aberrationskompensators 212 entsprechend der jeweiligen Datenoberfläche ein.
Ebenfalls beim Einschalten stellt der Controller 314 fest, welchen Plattentyp er liest. Der Schalter 274 wird zunächst so positioniert, daß das Reflexionsvermögen gemessen wird und der Schalter 297 wird so gesetzt, daß er die Stegabschnitte der Platte des bevorzugten Musters 130 liest. Der Controller 314 sucht und liest die Kopfinformation der ersten Spur auf der ersten Datenoberfläche. Der Kopf enthält eine Infor mation über die Anzahl der Schichten, welche Art optisches Medium sich auf jeder Schicht befindet (Messung des Reflexionsvermögens oder der Polarisation) und welche Spurmarkenmuster verwendet werden. Mit dieser Information kann der Controller 314 die Schalter 274 und 297 so setzen, daß jede Datenoberfläche korrekt gelesen wird. Die Platte kann beispielsweise vier Schichten ROM-Datenoberflächen und zwei Schichten MO Datenoberflächen aufweisen. Der Controller 314 setzt den Schalter 274 so, daß er bei den Oberflächen 1-4 das Reflexionsvermögen mißt und bei den Oberflächen 5-6 die Polarisation.
Wenn der Controller 314 die erste Spur der ersten Datenoberfläche nicht lesen kann (vielleicht hat die erste Schicht ein anderes Spurmarkenmuster), setzt der Controller 314 den Schalter 297 in seine andere Einstellung und versucht, die erste Spur der ersten Datenoberfläche erneut zu lesen. Wenn auch dies nicht funktioniert (vielleicht ist die erste Datenoberfläche magneto-optisch und es ist daher eine Messung der Polarisation erforderlich), setzt der Controller den Schalter 274 auf Messung der Polarisation und versucht es erneut, indem er den Schalter 297 zuerst in die eine und dann in die andere Stellung bringt. Der Controller 314 liest also die Kopfinformation der ersten Spur der ersten Datenoberfläche, indem er die vier verschiedenen Einstellungskombinationen der Schalter 274 und 297 ausprobiert, bis die Spur gelesen werden kann. Nachdem dem Controller 314 diese Kopfinformation vorliegt, kann er die Schaltet 274 und 297 für die anderen Datenoberflächen korrekt setzen.
Das Plattenlaufwerk kann auch speziell für nur einen Medientyp konzipiert sein. In diesem Fall wird der Controller 314 so vorprogrammiert, daß er Informationen über die Art der Da tenoberflächen, die Anzahl der Schichten und die Art der Spurmarken speichert.

Der Aberrationskompensator

Linsen sind im typischen Fall für die Fokussierung von Licht durch Luft konzipiert, die einen Brechungsindex von 1,0 hat. Wenn solche Linsen Licht durch Materialien mit verschiedenen Brechungsindizes fokussieren, erfährt das Licht eine sphärische Aberration, die den Lichtpunkt verzerrt und vergrößert und dadurch die Lese- und Aufzeichnungsleistung verschlechtert.
In typischen optischen Datenspeichersystemen gibt es nur eine Datenoberfläche, auf die eine Fokussierung stattfindet. Die Datenoberfläche liegt gewöhnlich unter einer 1,2 mm dicken Face-Platte. Die Linse ist im typischen Fall eine 0,55-Linse mit numerischer Apertur (NA), die speziell für die Korrektur einer sphärischen Aberration konzipiert wurde, die das Licht durch die 1,2 mm Face-Platte erfährt. Dadurch wird genau bei dieser Tiefe eine gute Fokussierung des Lichtpunktes erreicht, in anderen Tiefen wird der Fokus jedoch unscharf. Hierdurch entstehen schwerwiegende Probleme für jedes System mit Mehrfach-Datenschicht.
Der Aberrationskompensator 212 der vorliegenden Erfindung löst dieses Problem. Fig. 10 zeigt eine Schemazeichnung eines Aberrationskompensators, der mit der allgemeinen Bezugszahl 400 bezeichnet wurde und als Kompensator 212 verwendet werden kann. Der Kompensator 400 umfaßt einen abgestuften. Block 402 mit drei Stufen. Eine erste Stufe 404 hat eine Dicke von 0,4 mm, eine zweite Stufe 406 hat eine Dicke von 0,8 mm und eine dritte Stufe 408 hat eine Dicke von 1,2 mm.
Der Block 402 ist aus demselben Material hergestellt wie die Face-Platte und die Substrate des Mediums 12 oder aus anderen ähnlichen optischen Materialien. Man beachte, daß sich die optische Dicke dieser Stufen schrittweise mit der Substratdicke vergrößert. Der Block 402 ist mit einem Schwingspulenmotor 410 verbunden (oder mit einem ähnlichen Stellantrieb), der seinerseits mit dem Controller 314 verbunden ist. Der Motor 410 bewegt den Block 402 seitwärts in den und aus dem Strahlengang des Lichtstrahls 302.
Die Linse 210 wurde für eine Fokussierung auf die unterste Datenoberfläche des Mediums 12 konzipiert. Mit anderen Worten, die Linse 210 wurde konzipiert, um sphärische Aberrationen auszugleichen, die durch die kombinierten Dicken der Face-Platte und der dazwischenliegenden Substrate hervorgerufen werden. In der vorliegenden Erfindung muß der Strahl 202, damit er auf die Oberfläche 102 oder 104 fokussiert werden kann, durch die Face-Platte 50 und die Substrate 56, 62 und 68 gehen (d. h., eine Gesamtdicke von 2,4 mm Substratmaterial). Hierbei werden die Lufträume 78 nicht gezählt, weil durch sie keine zusätzliche sphärische Aberration hervorgerufen wird. Die Linse 210 wurde also konzipiert, um durch eine Dicke von 2,4 mm Polykarbonat zu fokussieren und kann gleichermaßen gut auf beide Datenoberflächen, 102 und 104, fokussieren.
Wenn der Strahl 202 entweder auf die Oberfläche 102 oder auf die Oberfläche 104 fokussiert wird, wird der Block 402 komplett zurückgezogen und der Strahl 202 geht nicht durch ihn hindurch. Wenn der Strahl 202 auf die Oberfläche 98 oder 100 fokussiert wird, wird der Block 402 so positioniert, daß der Strahl 202 durch die Stufe 404 hindurchgeht. Wenn der Strahl 202 auf die Oberflächen 94 oder 96 fokussiert wird, wird der Block 402 so positioniert, daß der Strahl 202 durch die Stufe 406 geht. Wenn der Strahl 202 auf die Oberflächen 90 oder 92 fokussiert wird, wird der Block 402 so positioniert, daß der Strahl 202 durch die Stufe 408 geht. Dadurch geht der Strahl 202 immer durch dieselbe optische Gesamtmaterialdicke, unabhängig davon, auf welches Oberflächenpaar er fokussiert wird, und es entstehen keine Schwierigkeiten durch sphärische Aberration. Der Controller 314 steuert den Motor 410, so daß dieser den Block 402 nach Bedarf bewegt.
Fig. 11 zeigt einen Aberrationskompensator, der mit der allgemeinen Bezugszahl 430 bezeichnet wird und der anstelle des Kompensators 212 verwendet werden kann. Der Kompensator 430 hat zwei komplementäre, als Dreieck geformte Blöcke 432 und 434. Die Blöcke 432 und 434 bestehen aus demselben Material wie die Face-Platte und die Substrate des Mediums 12 oder aus einem Material mit ähnlichen optischen Eigenschaften. Der Block 432 ist an einer festen Position angeordnet, so daß der Strahl 202 durch ihn hindurchgeht. Der Block 434 ist mit einem Schwingspulenmotor 436 verbunden und kann entlang der Oberfläche des Blockes 432 gleiten. Der Controller 314 ist mit dem Motor 436 verbunden und steuert diesen. Durch Bewegen des Blockes 434 in Relation zu dem Block 432 kann die Gesamtdicke des Materials, durch welches der Strahl 202 hindurchgeht, angepaßt werden. Hierdurch geht der Strahl 202 immer durch dieselbe optische Materialdicke hindurch, unabhängig davon, auf welche Datenoberfläche er fokussiert wird.
Die Fig. 12 und 13 zeigen einen Aberrationskompensator, der mit der allgemeinen Bezugszahl 450 bezeichnet wird und als Kompensator 212 verwendet werden kann. Der Kompensator 450 hat ein kreisförmiges abgestuftes Element 452. Das Element 452 hat vier Abschnitte, 454, 456, 458 und 460. Die Abschnitte 456, 458 und 460 haben Dicken, die den Stufen 404, 406 beziehungsweise 408 des Kompensators 400 entsprechen. Der Abschnitt 454 hat kein Material und stellt in dem kreisförmigen Muster, das in Fig. 13 gezeigt wird, einen leeren Raum dar. Das kreisförmige Element 452 ist mit einem Schrittmotor 462 verbunden, der seinerseits von dem Controller 314 gesteuert wird. Die Spindel 462 dreht das Element 452, so daß der Strahl 202 durch dieselbe Materialdicke hindurchgeht, unabhängig davon, auf welche Datenoberfläche er fokussiert wird.
Fig. 14 zeigt einen Aberrationskompensator, der mit der allgemeinen Bezugszahl 570 bezeichnet wird und für den Kompensator 212 eingesetzt werden kann. Der Kompensator 570 umfaßt eine feststehende konvex geformte Linse 572 und eine bewegliche konkav geformte Linse 574. Die Linse 574 ist mit einem Schwingspulenmotor 576 verbunden. Der Schwingspulenmotor 576 wird vom Controller 314 gesteuert und bewegt die Linse 574 in Relation zu der Linse 572. Der Strahl 202 geht durch die Linse 572, die Linse 574 und die Linse 210 auf das Medium 12. Durch die Bewegung der Linse 574 in Relation zu der Linse 572 wird die sphärische Aberration des Strahls 202 verändert und er kann auf andere Datenoberflächen fokussiert werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die Linsen 210, 574 und 572 ein Cooke-Triplet mit einem beweglichen Mittenelement 574. Cooke-Triplets werden ausführlicher in dem Artikel von R. Kingslake, "Lens Design Fundamentals," Academic Press, New York, 1978, Seite 286-295, beschrieben. Obwohl die Linse 274 als das bewegliche Element dargestellt ist, könnte alternativ auch die Linse 574 feststehend sein und die Linse 572 könnte als bewegliches Element dienen. In Fig. 4 ist der Aberrationskompensator 212 zwischen der Linse 210 und dem Medium 12 dargestellt. Wenn jedoch der Kompensator 570 verwendet wird, ist er zwischen der Linse 210 und dem Spiegel 208 angeordnet, wie in Fig. 14 zu sehen ist.
Fig. 15 zeigt einen Aberrationskompensator, der mit der allgemeinen Bezugszahl 580 bezeichnet wird. Der Kompensator 580 umfaßt ein asphärisches Linsenelement 582 mit einem nominellen Brechwert von Null. Das Element 582 hat eine sphärische Aberrationsoberfläche 584 und eine planare Oberfläche 586. Die Linse 582 ist mit einem Schwingspulenmotor 588 verbunden. Der Schwingspulenmotor 58ß wird von dem Controller 314 gesteuert, welcher die Linse 582 in Relation zu der Linse 512 bewegt. Der Strahl 202 verläuft durch die Linse 210 und die Linse 582 zu dem Medium 12. Durch Bewegung der Linse 582 in Relation zu der Linse 210 wird die sphärische Aberration des Strahls 202 verändert und er kann auf die verschiedenen Datenoberflächen fokussiert werden.
Fig. 16 zeigt eine Ansicht der Linse 582 in Bezug zu den Achsen z und p. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sollte die Oberfläche von 584 der Formel z = 0,00770p&sup4;-0,00154p&sup6; entsprechen.
Fig. 17 zeigt eine Schemazeichnung eines alternativen optischen Kopfes der vorliegenden Erfindung, der mit der allgemeinen Bezugszahl 600 bezeichnet wird. Die den Elementen des Kopfes 22 entsprechenden Elemente des Kopfes 600 sind mit einer Strichzahl gekennzeichnet. Man beachte, daß der Kopf 600 wie bei dem System 10 ausgeführt ist, mit der Ausnahme, daß der Aberrationskompensator 212 entfällt und ein neuer Aberrationskompensator 602 zwischen dem Strahlteiler 206' und dem Spiegel 208' eingefügt wurde. Die Beschreibung und die Funktion des Kompensators 602 folgen im Anschluß. Die Funktion des Kopfes 600 entspricht ansonsten der Funktion des Kopfes 22. In dem System 10 kann der Kopf 600 gegen den Kopf 22 ausgetauscht werden.
Fig. 18 zeigt eine Schemazeichnung eines Aberrationskompensators, der mit der allgemeinen Bezugszahl 610 bezeichnet wird und anstelle des Kompensators 602 eingesetzt werden kann. Der Kompensator 610 umfaßt ein Substrat 612 mit einer reflektierenden holographischen Beschichtung 614. Das Substrat 612 ist mit einem Schrittmotor 616 verbunden, der seinerseits von einem Controller 314 gesteuert wird. Die holographische Beschichtung 614 hat eine auf ihr aufgezeichnete Anzahl verschiedener Hologramme, durch die der Strahl 202' jeweils eine bestimmte sphärische Aberration erfährt. Diese Hologramme sind Bragg-Hologramme, die nur für in einem bestimmten Winkel auftreffendes Licht von einer bestimmten Wellenlänge empfindlich sind. Wenn das Substrat 612 um einige wenige Grade gedreht wird, trifft der Strahl 202' auf ein anderes Hologramm auf. Die Anzahl der aufgezeichneten Hologramme entspricht der Anzahl der verschiedenen gewünschten Korrekturen der sphärischen Aberration. Bei dem Medium 12 sind, wie dargestellt, vier verschiedene Aufzeichnungen notwendig, von denen jede einem Datenoberflächenpaar entspricht.
Fig. 19 zeigt eine Schemazeichnung eines Aberrationskompensators, der mit der allgemeinen Bezugszahl 620 bezeichnet wird und für den Kompensator 602 eingesetzt werden kann. Der Kompensator 620 umfaßt ein Substrat 622, eine durchlässige holographische Beschichtung 624 und einen Schrittmotor 626. Der Kompensator 620 ist ähnlich aufgebaut wie der Kompensator 610, jedoch ist hier die holographische Beschichtung 624 nicht reflektierend, sondern durchlässig. Die holographische Beschichtung 624 hat eine Reihe von auf ihr aufgezeichneten Hologrammen, wovon jedes dem jeweils gewünschten Ausgleich der sphärischen Aberration entspricht. Der Strahl 202' trifft beim Drehen des Substrats 622 nacheinander auf jedes dieser Hologramme auf.
Fig. 20 zeigt eine Schemazeichnung eines Aufzeichnungssystems, das zur Herstellung der holographischen Beschichtungen 614 und 624 verwendet und mit der allgemeinen Bezugszahl 650 bezeichnet wird. Das System 650 hat einen Laser 652, der einen Lichtstrahl 654 mit einer Frequenz ähnlich der des Lasers 200 erzeugt. Das Licht 654 wird in der Linse 656 gebündelt und geht dann weiter zu einem Strahlteiler 658. Der Strahlteiler 658 unterteilt das Licht in einen Strahl 660 und einen Strahl 662. Der Strahl 660 wird von einem Spiegel 664 und 666 reflektiert und von einer Linse 668 auf einen Punkt 670 in einer Ebene 672 fokussiert. Der Strahl 660 läuft durch einen abgestuften Block 674, ähnlich wie Block 402. Der Strahl 660 wird dann von einer Linse 676 erneut gebündelt und fällt auf eine holographische Beschichtung 680 auf einem Substrat 682. Das Substrat 682 ist drehbar mit einem Schrittmotor 684 verbunden. Der Strahl 662 fällt auch auf die Beschichtung 680, und zwar in einem 90-Grad-Winkel zu dem Strahl 660. Die Linse 668 bildet auf der Ebene 672 einen nicht bildfehlerbehafteten Lichtpunkt. Dieses Licht läuft dann durch eine Stufe des Blocks 674, deren Dicke die Summe der Substratdicken darstellt, die beim Zugriff auf eine bestimmte Aufzeichnungsschicht angetroffen wird. Der Aufbau der Linse 676 ist mit dem der Linse 210, die in dem optischen Speicherkopf verwendet wird, identisch. Sie bündelt das Licht in einen Strahl, der eine bestimmte sphärische Aberration, entsprechend der spezifischen Dicke, enthält. Diese Wellenfront wird holograpisch durch Interferenz mit dem Referenzstrahl 662 aufgezeichnet. Wenn das Hologramm etwa in einer Ebene 690 ausgerichtet ist, wie dargestellt, wird ein Durchlässigkeitshologramm aufgezeichnet. Ist das Hologramm etwa in einer Ebene 692 ausgerichtet, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt wird, wird ein reflektierendes Hologramm aufgezeichnet. Die Wellenfront, die erforderlich ist, um die beim Zugriff auf ein anderes Aufzeichnungsschichtenpaar angetroffenen Aberrationen zu korrigieren, wird holographisch durch Drehen des Hologramms in eine neue Winkelposition und Einfügen der Platte mit der entsprechenden Dicke des Blockes 674 gespeichert. Eine große Anzahl von winkelförmig aufgelösten Hologrammen wird aufgezeichnet, jedes Hologramm entspricht der Korrektur eines anderen Aufzeichnungsschichtenpaares. Die holographische Beschichtung kann aus dichromatisierter Gelatine oder einem Fotopolymer-Material bestehen. Die einzelnen Hologramme können in sehr kleinen Schritten von einem Grad ohne nennenswertes Nebensprechen aufgezeichnet werden. Hierdurch kann eine große Anzahl von Hologrammen aufgezeichnet und eine entsprechend große Anzahl von Datenoberflächen verwendet werden.
Fig. 21 zeigt eine Schemazeichnung eines alternativen Aberrationskompensators, der mit der allgemeinen Bezugszahl 700 bezeichnet wurde und für den Kompensator 602 verwendet werden kann. Der Kompensator 700 umfaßt einen polarisierenden Strahlteiler 702, ein Viertelwellenplättchen 704, ein mit einem Schrittmotor 708 verbundenes Karussell 706 und eine Vielzahl von sphärischen Aberrationsspiegeln 710, die jeweils für eine andere sphärische Aberrationskorrektur sorgen. Der Strahl 202' ist mit seiner Polarisation so ausgerichtet, daß er durch den Strahlteiler 702 und eine Platte 704 auf einen der Spiegel 710 auftrifft. Der Spiegel 710 verleiht dem Strahl 202' die entsprechende sphärische Aberration, der Strahl 202' kehrt dann durch die Platte 704 zurück und wird von dem Strahlteiler 702 auf den Spiegel 208' reflektiert. Der Motor 708 wird vom Controller 314 gesteuert und dreht das Karussell 706, um den entsprechenden Spiegel richtig zu positionieren. Die Spiegel 710 sind reflektierende Schmidt-Korrektionsplatten. Siehe M. Born et al., "Principles of Optics", Pergonan Press Oxford, 1975, Seite.245-249.
Fig. 22 zeigt eine Schemazeichnung eines Aberrationskompensators, der mit der allgemeinen Bezugszahl 720 bezeichnet, wird und für den Kompensator 602 eingesetzt werden kann. Der Kompensator 720 umfaßt einen polarisierenden Strahlteiler 722, ein Viertelwellenplättchen 724 und einen elektrisch gesteuerten verformbaren Spiegel 726. Der verformbare Spiegel 726 wird von internen piezoelektrischen Elementen gesteuert und wird ausführlicher beschrieben in J. P. Gaffarel et al., "Applied Optics", Band 26, Seite 3772-3777, (1987). Der Kompensator 720 funktioniert ähnlich wie der Kompensator 700 mit der Ausnahme, daß der Spiegel 726 elektrisch eingestellt wird, um die entsprechende sphärische Aberration zu ermöglichen. Mit anderen Worten, der Spiegel 726 wird so eingestellt, daß sich eine reflektierende Oberfläche ergibt, die den verschiedenen Schmidt-Korrektionsplatten 710 des Kompensators 700 entspricht. Der Controller 314 steuert die Anpassung des Spiegels 726 entsprechend.
Die Funktion der Aberrationskompensatoren 212 und 602 wurde weiter oben in Verbindung mit dem Medium 12 beschrieben. Aufgrund des Luftraums zwischen den Schichten ist für jeweils ein Datenoberflächenpaar eine Aberrations-Kompensationseinstellung gültig. Für das Medium 120 müssen jedoch die Aberrations-Kompensationseinstellungen für jede Datenoberfläche durchgeführt werden, weil hier keine Lufträume vorhanden sind.

Filter für Mehrfach-Datenoberfläche

Wenn der Strahl 202 auf eine bestimmte Datenoberfläche des Mediums 12 fokussiert wird, wird von dieser Oberfläche an den Kopf 22 ein reflektierter Strahl 230 zurückgegeben. Ein gewisser Teil des Lichtstrahls 202 wird jedoch auch an den anderen Datenoberflächen reflektiert. Dieses unerwünschte reflektierte Licht muß ausgefiltert werden, damit man gute Daten- und Servosignale erhält. Der Filter 222 für die Mehrfach-Datenoberfläche der vorliegenden Erfindung erfüllt diese Funktion.
Fig. 23 zeigt eine Schemazeichnung eines Filters 750, der als Filter 222 verwendet werden kann. Der Filter 750 umfaßt ein Blockierungsblech 754 und eine Linse 756. Der gewünschte Lichtstrahl 230 wird gebündelt, weil es sich um den Lichtstrahl handelt, der von der Linse 210 richtig fokussiert wurde. Der Strahl 230 wird von der Linse 752 auf einen Punkt 760 fokussiert. Unerwünschtes Licht 762 wird von der Linse 210 nicht richtig fokussiert und wird demnach auch nicht gebündelt. Das Licht 762 wird in dem Punkt 760 nicht fokussieren. Die Platte 764 hat an dem Punkt 760 eine Apertur 764, durch die der Lichtstrahl 230 hindurchtreten kann. Der größte Teil des unerwünschten Lichts 762 wird von der Platte 754 blockiert. Das Licht 230 wird von der Linse 756 erneut gebündelt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Apertur 764 kreisförmig und hat einen Durchmesser von etwa λ/(2*(NA)), wobei λ die Wellenlänge des Lichts und N. A., die numerische Apertur der Linse 752 ist. Der exakte Durchmesser wird bestimmt von dem gewünschten Kompromiß zwischen den Ausrichtungstoleranzen und den Signalunterdrückungsanforderungen zwischen den Schichten. Alternativ kann die Aper tur 764 ein Schlitz mit einem Mindestspaltabstand von etwa λ/(2*(NA)) sein. In einem solchen Fall könnte die Platte 764 aus zwei getrennten, durch den Schlitz geteilten Elementen bestehen. Die Platte 754 kann aus einem Metallblech bestehen oder aus einem transparenten Substrat mit einer lichtblockierenden Beschichtung, wobei die Apertur 764 unbeschichtet ist.
Fig. 24 zeigt eine Schemazeichnung eines Filters 800, der auch als Filter 222 verwendet werden kann. Der Filter 800 umfaßt eine Linse 802, eine Blockierungsplatte 804, eine Blockierungsplatte 806 und eine Linse 808. Die Platte 806 hat eine Apertur 810, die an einem Brennpunkt 812 der Linse 802 angeordnet ist. Die Platte 804 hat eine komplementäre Apertur 814, durch die das gebündelte Licht 230 durch die Apertur 810 geleitet werden kann, während das unerwünschte, nicht gebündelte Licht 820 blockiert wird. Die Apertur 814 kann aus zwei parallel angeordneten Schlitzen bestehen oder es kann sich um eine ringförmige Apertur handeln. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Abstand zwischen den Schlitzen der Apertur 814 größer als der Durchmesser der Apertur 810. Der Durchmesser der Apertur 810 entspricht etwa λ/(2*(NA)). Bei der alternativen ringförmigen Apertur sollte der Innendurchmesser des ringförmigen Schlitzes größer als der Durchmesser der Apertur 810 sein. In beiden Fällen liegt die Außenkante 822 der Apertur 814 außerhalb des Strahls 230. Die blockierenden Platten 804 und 806 können aus einem Metallblech gefertigt sein oder sie können aus einem transparenten Substrat mit einer lichtblockierenden Beschichtung hergestellt sein, wobei die Aperturen 810 und 814 unbeschichtet sind.
Fig. 25 zeigt eine Schemazeichnung eines alternativen Filters 830, der als Filter 222 verwendet werden kann. Der Fil ter 830 umfaßt einen Strahlteiler 832 und eine holographische Platte 834. Die Beschichtung auf der holographischen Platte 834 ist so abgestimmt, daß sie den gebündelten Strahl 230 wirksam reflektiert, während sie den nicht gebündelten Strahl 840 durchläßt. Der gewünschte Strahl 230 wird von der holographischen Platte 834 reflektiert und kehrt zu dem Strahlteiler 832 zurück, von wo er zum Strahlteiler 224 reflektiert wird.
Fig. 26 ist eine Schemazeichnung, welche zeigt, wie die holographische Platte 834 hergestellt wird. Ein gebündelter Laserstrahl 850, der ungefähr dieselbe Wellenlänge wie der Laserstrahl 200 hat, wird an einem Amplituden-Strahlteiler 856 in die zwei Strahlen 852 und 854 aufgeteilt. Die Strahlen 852 und 854 werden von den Spiegeln 860 beziehungsweise 862 abgelenkt und fallen aus gegenüberliegenden Richtungen senkrecht zu der Oberfläche der Platte 834 auf die Hologramm- Platte 834. Ein reflektierendes Hologramm wird durch die Interferenz der Strahlen 852 und 854 aufgezeichnet. Die holographische Beschichtung kann aus einem dichromatisierten Gel oder Fotopolymer-Material bestehen.
Die Filter 222 der vorliegenden Erfindung liegen in Fig. 7 in dem Strahlengang des Strahls 220. Es können jedoch ein oder mehrere Filter in den getrennten Strahlengängen des Servostrahls 230 oder des Datenstrahls 236 eingebaut werden.

Claims

1. Ein optisches Datenspeichersystem, folgendes umfassend:

eine Aufnahmevorrichtung für ein Medium (14), die ein Medium aus einer Vielzahl von unterschiedlichen optischen Datenspeichermedien aufnehmen kann, mit einer unterschiedlichen Vielzahl von Datenoberflächen, die sich in unterschiedlichen Tiefen des Mediums befinden, wobei auf jedem der unterschiedlichen Medientypen ID-Informationen auf einer bestimmten Fläche dieses Mediums aufgezeichnet sind, welche die Anzahl der Datenoberflächen in dem Medium kennzeichnen, wobei jede Datenoberfläche Spurmarken umfaßt;

eine Strahlungsquelle (200) zur Erzeugung eines Lichtstrahls;

eine Fokussiervorrichtung (210), mit der der Lichtstrahl auf eine gewünschte Datenoberfläche des Mediums fokussiert wird;

eine optische Empfängervorrichtung (248), die einen zurückgegebenen Lichtstrahl für das Medium empfängt und in Antwort auf diesen Lichtstrahl ein Datensignal erzeugt; und

einen Controller (314) zum Steuern der Fokussiervorrichtung bei der Fokussierung auf denjenigen Bereich des Mediums, auf dem die ID-Information aufgezeichnet ist, zum Empfangen des davon erzeugten Datensignals und um das System so einzurichten, daß es entsprechend der Anzahl der in dem empfangenen Signal angegebenen Datenoberflächen arbeitet.

2. Das System nach Anspruch 1, bei dem die ID-Information auf einer der Datenoberflächen des Mediums aufgezeichnet wird.

3. Das System nach Anspruch 2, bei dem die ID-Information im Kopfbereich einer der Datenoberflächen aufgezeichnet wird.

4. Das System nach einem jeden vorangehenden Anspruch, bei dem die Fokussiervorrichtung eine Linse (210) umfaßt, die mit einem Linearmotor (216) verbunden ist.

5. Das System nach einem jeden vorangehenden Anspruch, bei dem die Strahlungsquelle ein Laser ist.

6. Das System nach einem jeden vorangehenden Anspruch, weiter umfassend ein optisches Datenspeichermedium in Form einer Platte mit einer Vielzahl von getrennten Datenoberflächen, die in unterschiedlichen Tiefen in der Platte angeordnet sind.

7. Ein optisches Datenspeichermedium, das mehrere Datenspeicherschichten umfaßt, die folgendes umfassen:

eine Vielzahl von Stützelementen (56, 62), von denen zumindest eines elektromagnetische Strahlen durchläßt;

eine Vielzahl von Datenschichten (90, 92, 94) auf der Vielzahl von Stützelementen, wobei auf jeder Datenschicht Daten in einem im wesentlichen kreisförmigen Mu ster und in Spurmarken aufgezeichnet sind, wobei einige der aufgezeichneten Daten auf mindestens einer der Datenschichten die Anzahl der Datenschichten angeben, die in dem Medium mit der Mehrfach-Datenschicht enthalten sind; und

eine Verbindungsvorrichtung (122) zum Verbinden der Vielzahl von Elementen, so daß die Datenschichten zueinander einen Abstand aufweisen.

8. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem die Daten, welche die Anzahl der in dem Medium enthaltenen Datenschichten darstellen, in einer der Datenschichten aufgezeichnet sind.

9. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem es zwei Stützelemente und zwei Datenschichten gibt, wobei jede der beiden Datenschichten jeweils auf einem Stützelement abgestützt wird.

10. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem drei Stützelemente und vier Datenschichten vorhanden sind.

11. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem mindestens eine der Datenschichten eine ROM-Oberfläche ist.

12. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem mindestens eine der Datenschichten eine Beschichtung aus WORM-Material aufweist.

13. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem mindestens eine der Datenschichten eine Beschichtung aus phasenveränderlichem Material aufweist.

14. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem mindestens eine der Datenschichten eine Beschichtung aus magneto-optischem Material aufweist.

15. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem durch die Verbindungsvorrichtung ein Spalt zwischen den Elementen hergestellt wird.

16. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem die Verbindungsvorrichtung zwischen den Elementen aus massivem Material besteht, das elektromagnetische Strahlen durchläßt.

17. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem die aufgezeichneten Daten, welche die Menge der in dem Medium enthaltenen Datenschichten darstellen, aus Sektorkopfmarken bestehen.

18. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem die Marken Pits sind.

19. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem die Marken umgekehrte Pits sind.

20. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem mindestens eines der Elemente aus Glas besteht.

21. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem mindestens eines der Elemente aus einem Polymer-Material besteht.

22. Das Medium nach Anspruch 7, bei dem das Medium eine Platte ist, die so geformt ist, daß sie drehbar in einem optischen Plattenspeichersystem eingesetzt werden kann.