JP2017107636A

JP2017107636A - 光学記憶装置用のダイレクトリードアフターライト

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Publication number: JP2017107636A
Application number: JP2017049641A
Authority: JP
Inventors: マフナド，ファラマルズ; Mahnad Faramarz
Original assignee: Oracle International Corp
Current assignee: Oracle International Corp
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2017-06-15
Also published as: AU2012299278A1; AU2012299278B2; CN103930948A; WO2013028354A1; US8451702B2; NZ622073A; US20130051203A1; EP2748818A1; JP6113729B2; CN103930948B; EP2748818B1; JP2014527253A

Abstract

【課題】光学記憶装置において、データを書込んだ後すぐにデータを読出すためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】複数のトラックを有する光学媒体上にデータを記憶するためのシステムおよび方法であって、光ビームを高パワーメインビームおよび少なくとも１つの低パワーサイドビームに分割することを含み得、これらビームは複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに沿って間隔を空けられた対応するスポットを形成し、ビーム／スポットを複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに沿って選択的に位置付けおよび整列させて、高パワーメインビームを用いてデータを書込みつつ、少なくとも１つの低パワーサイドビームを用いて前に書込まれたデータを読出すことを含む。
【選択図】図２

Description

本開示は、光学記憶装置において、データを書込んだ後すぐにデータを読出すためのシステムおよび方法に関する。

背景
光学ディスクおよび光学テープドライブといった光学記録装置は一般に光ピックアップユニット（ＯＰＵ）またはリード／ライトヘッドを用いて関係のある光学媒体からデータを書込および検索する。従来のＯＰＵは、複雑な光路オプティックスおよび電気機械エレメントを備えて、異なる波長の半導体レーザダイオードを用いて、媒体上の１つ以上の予めフォーマット化されたトラック内で光ビームを集束およびトラッキングし、データを書込または記憶し、後でデータを読出す。高パワーのレーザで媒体に書込まれたデータは、低いレーザパワーを用いて書込後の別の動作もしくは処理において検証できる、または別のレーザもしくはレーザビームによって書込動作の際に検証できる。書込動作の際にデータを読出しおよび検証できる機能は「ダイレクトリードアフターライト（ＤＲＡＷ）」とも呼ばれる。ＤＲＡＷ機能を提供する１つの方式では、複数の独立したＯＰＵを使用し、１つのＯＰＵはデータを書込み、その間第２のＯＰＵは書込を検証するためにデータを読出し、これはたとえば米国特許第６，１４１，３１２号に開示されている。この技術は一部の用途には適するが、記憶装置のコストおよび複雑性を増加させる。

現在のＯＰＵはレーザ経路に回折格子または同様の光学系を用いて単一のレーザエレメントから３本のビームを生成し、これはデータの読出／書込および集束のために用いられる高パワービームと、トラッキングに用いられる２つのより低いパワーの衛星ビームとを含む。３本のビームは、ＯＰＵのさまざまな光学および電気機械エレメントによって用いられる光学記憶媒体の表面上に３つの対応するスポットに集束される。一般に、より高いパワーのスポットは２つの衛星スポットの中央または真中に位置付けられる。データの読出／書込および集束に加えて、中央スポットは一部の用途においてある特定の種類のトラッキング動作にも用いることができる。より低いパワーのサイドビームから生成されるより低いパワーの衛星スポットは、特定の種類の媒体に対する別の種類のトラッキング動作で一般に用いられる。

概要
複数のトラックを有する光学媒体上にデータを記憶するためのシステムおよび方法は、光ビームを高パワーメインビームおよび少なくとも１本の低パワーサイドビームに分割することを含み得、これらビームは複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに沿って間隔を空けられた対応するスポットを形成し、ビーム／スポットを複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに沿って選択的に位置付けおよび整列させて、高パワーメインビームを用いてデータを書込みつつ、少なくとも１つの低パワーサイドビームを用いて前に書込まれたデータを読出すことを含む。当該システムおよび方法は、読出信号を時間シフトされた書込信号に相関させてダイレクトリードアフターライト機能を提供しながら、書込信号の変調に関連付けられたノイズを減少させて光学媒体に書込まれたデータを検証することを含み得る。

一実施の形態において、光学テープドライブは、データを記憶するために、テープの幅にわたって全体的に広がる複数のトラックを有する光学テープを受入れ、高パワーメイン
ビームおよび少なくとも１本の低パワーサイドビームに分割する光学系を有する光ピックアップユニット（ＯＰＵ）またはヘッドを含み、これらビームは、コヒーレント光ビームを複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに沿って間隔を空けられた対応するスポットを形成する。光学ヘッドに結合される少なくとも１つのコントローラは、光学ヘッドおよび／またはビームを選択的に位置付けおよび配列させて、高パワーメインビームを用いて複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに沿ってデータを書込みつつ、少なくとも１本の低パワーサイドビームを用いて選択された１本のトラックから前に書込まれたデータを読出し、その間メインビームはデータの書込を続けてダイレクトリードアフターライト（ＤＲＡＷ）機能を提供する。

本開示に従うさまざまな実施の形態は、低パワーサイドビームによって検出されたデータに関連付けられた読出信号と高パワーメインビームに関連付けられた時間シフトされた書込信号との類似性を定める相関検出器を含み、書込の後すぐに複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに書込まれたデータを検証する。相関検出器は、読出信号および時間シフトされた書込信号を合成し、結果の信号を関連付けられたしきい値と比較して、選択された１本のトラックに書込まれたデータの整合性を検証する。一実施の形態において、相関検出器はローパスフィルタを含み、これは結果の信号が関連付けられたしきい値と比較される前に、結果の信号をフィルタ処理する。代替的に、または組合せて、結果の信号が関連付けられたしきい値と比較される前に結果の信号を積分するリセット可能積分器を用いることもでき、積分器は、光学媒体に書込まれたデータの各ブロックに関連付けられたデータブロック同期信号に応答してリセットされる。さまざまな実施の形態は、固定パワーおよびランダムデータの交互の期間を有する高パワーメインビーム用の所定の検証パターンの生成を含み得る。所定の検証パターンは、書込まれたデータの各ブロックに対して対応するＤＲＡＷフィールドに含まれる、および／または診断のリクエストに応答して生成され得る。

本開示に従う実施の形態はさまざまな利点を提供し得る。たとえば、本開示の一実施の形態に従う光学記憶装置は、単一のＯＰＵまたは光学ヘッドを用いてデータ検証のためにダイレクトリードアフターライト機能を提供する。本開示に従うシステムまたは方法のさまざまな実施の形態は、相関検出方式を用いて、メインビームの変調および他のノイズの存在下で低パワー衛星ビームから反射されたビームにあるデータマークを確実に検出する。本開示の実施の形態に従うダイレクトリードアフターライト機能および相関検出器方式は、光学記憶装置のドライブチャネルのためのリアルタイム診断情報および機能をも提供する。たとえば、本開示の実施の形態に従うシステムおよび方法を用いて書込方式を拡張させ、書込パターンジッタについての情報を提供し、ＯＰＵ性能およびレーザパワーを調整および向上させるための情報を提供し、ＯＰＵ異常を予測する。

上記の利点ならびに本開示のさまざまな実施の形態に伴う他の利点および特徴は、添付の図面に照らして以下の詳細な説明から明らかとなる。

本開示のさまざまな実施の形態に従うダイレクトリードアフターライト（ＤＲＡＷ）機能を有する光学データ記憶システムまたは方法の動作を示す図である。本開示のさまざまな実施の形態に従うダイレクトリードアフターライト（ＤＲＡＷ）機能を有する光学データ記憶システムまたは方法の動作を示す図である。本開示のさまざまな実施の形態に従うＤＲＡＷ機能を提供するために、中央ビームおよび２本の衛星またはサイドビームにスプリットまたは分割されるコヒーレント光ビームを有する光ピックアップユニット（ＯＰＵ）の動作を示すブロック図である。本開示のさまざまな実施の形態に従う光学データ記憶のためのＤＲＡＷシステムまたは方法の動作を示すブロック図である。本開示に従う光学データ記憶装置のための相関検出器の一実施の形態を示すブロック図である。本開示のさまざまな実施の形態に従うＤＲＡＷ機能を有する光学データ記憶システムまたは方法における代表的信号を示す図である。本開示のさまざまな実施の形態に従うＤＲＡＷ機能を有する光学データ記憶システムまたは方法における代表的信号を示す図である。本開示のさまざまな実施の形態に従うＤＲＡＷ機能を有する光学データ記憶システムまたは方法における代表的信号を示す図である。本開示のさまざまな実施の形態に従うＤＲＡＷ機能を有する光学データ記憶システムまたは方法における代表的信号を示す図である。本開示の実施の形態に従う一意に定まるＤＲＡＷ動作を提供するために、所定のデータ検証パターンを用いた光学データ記憶のためのＤＲＡＷシステムまたは方法の動作を示す図である。本開示の実施の形態に従う一意に定まるＤＲＡＷ動作を提供するために、所定のデータ検証パターンを用いた光学データ記憶のためのＤＲＡＷシステムまたは方法の動作を示す図である。本開示の実施の形態に従う一意に定まるＤＲＡＷ動作を有する光学データ記憶システムまたは方法における代表的信号を示す図である。本開示の実施の形態に従う一意に定まるＤＲＡＷ動作を有する光学データ記憶システムまたは方法における代表的信号を示す図である。本開示の実施の形態に従う一意に定まるＤＲＡＷ動作を有する光学データ記憶システムまたは方法における代表的信号を示す図である。本開示の実施の形態に従う一意に定まるＤＲＡＷ動作を有する光学データ記憶システムまたは方法における代表的信号を示す図である。

詳細な説明
本開示のさまざまな実施の形態がここに記載される。しかし、開示されている実施の形態は単なる例であって、他の実施の形態も明確に図示または記載されていないさまざまなおよび代替の形を取り得る。図面は尺度通りに示されず、一部の特徴は特定のコンポーネントの詳細を示すために拡大または縮小され得る。したがって、ここに開示されている具体的構造および機能上の詳細は限定の意図はなく、当業者に本発明を多様に用いることを教示する代表的ベースであると理解される。当業者が理解するように、いずれかの図面を参照して示しおよび記載されているさまざまな特徴は、他の図面に示される特徴と組合せて、ここに明確に示されていないまたは記載されていない実施の形態をもたらし得る。示される特徴の組合せは、典型的な用途の代表的実施の形態を提供する。しかし、本開示の教示と一致する特徴のさまざまな組合せおよび変形は、特定の用途または実施に望ましいこともある。

開示される処理、方法、論理または方式は、処理装置、コントローラ、またはコンピュータであって、既存のプログラマブル電子制御部または専用の電子制御部を含む装置に与えるおよび／または実施できる。同様に、処理、方法、論理または方式は、多様な形でコントローラまたはコンピュータによって実行可能であるデータおよび命令として記憶することができるが、その形はＲＯＭ装置といった継続する非書込可能記憶媒体を含むさまざまな種類の製造物に恒久的に記憶される情報、およびフロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ、ＣＤ、ＲＡＭ装置ならびに他の磁気および光学媒体に変更可能に記憶されている情報を含むが、これらに限定されない。処理、方法、論理または方式は、ソフトウェアで実行可能なものにも実施できる。代替的に、その全体または一部は適切なハードウェアコンポーネント、たとえば特定用途向き集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、状態マシン、コントローラ、または他のハードウェアコ
ンポーネントもしくは装置、またはハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェアコンポーネントの組合せを用いて、実現できる。

図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、本開示のさまざまな実施の形態に従うダイレクトリードアフターライト（ＤＲＡＷ）機能を有する光学データ記憶システムまたは方法の動作を描くブロック図が示される。図１Ａは側面図であり、図１Ｂは上面または平面図である。図１Ａおよび図１Ｂに示される代表的実施の形態において、光学データ記憶システム１０は光学テープドライブ１２によって実施され、これは光学テープ１６によって実現される光学データ記憶媒体１４を受入れる。光学テープドライブを参照して示されおよび記載されるが、本開示の教示は、たとえば光学ディスクといったさまざまな種類の１回のみの書込可能または再書込可能光学媒体を使用できるさまざまな他の種類の光学データ記憶装置にも適用できることは当業者なら認識するであろう。一実施の形態において、光学テープ１６は２分の１インチ（１２．７ｍｍ）幅のテープであり、テープの幅にわたって全体的に延在する複数のトラックを有し、ここで示されかつより詳細に記載される所望の記憶容量および性能特性に応じて、長さが変わり得る。光学テープ１６は、手動でまたは自動的に光学テープドライブ１２に装填または取付けられる保護ケースまたはカートリッジ１８内に含まれる、関連付けられたスプール３０に巻取られる。移動機構２４は、光学テープ１６をカートリッジの中で少なくとも１つの光ピックアップユニット（ＯＰＵ）または光学ヘッド２０を通って、テープドライブ１２内に一般に残る巻取りスプール２２に進行させる。ＯＰＵ２０は、少なくとも１つのコントローラおよび関連エレクトロニクス２６に応答して、移動機構２４が光学テープ１６をカートリッジ１８と巻取りスプール２２との間で移動させる間に光学テープ１６に対してデータを書込および読出す。以下でより詳細に説明するように、テープ１６がＯＰＵ２０のどちらの方向を通る間、すなわち、カートリッジ１８から巻取りスプール２２に、または巻取りスプール２２からカートリッジ１８に移動する間、データは複数のトラックのうちの１つ以上のトラックに蛇状の態様で光学テープ１６に読出／書込まれる。

光学ヘッド２０は、参照符号３０によって示される関連付けられた光学系および関係のある電気機械サーボ制御装置を含むことができ、これらはレーザビームといった光ビームを２本以上のビームにスプリットまたは分割し、これらのビームは記憶媒体の対応するスポットに集束されて、図２を参照してより詳細に図示および説明されるように、データが読出される／書込まれる。さまざまなサーボ機構（具体的には示されていない）を用いて光を光学テープ１６の複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに位置付ける／配列することができる。

図２は光ピックアップユニット（ＯＰＵ）２０の動作を示すブロック図であり、コヒーレント光ビームが中央ビーム４０ならびに２本の衛星またはサイドビーム４４および４８にスプリットまたは分割され、本開示の実施の形態に従うＤＲＡＷ機能を提供する。ビーム４０、４４および４８は、たとえばレーザダイオードといった単一のまたは共通のコヒーレント光源によって生成され得る。ソースビームはたとえば回折格子を含み得る関連付けられた光学系を通り、そのソースビームは中央ビーム４０、第１のサイドビーム４４、および第２のサイドビーム４８に分割またはスプリットされ、ビームは光学テープ１６の表面上の複数のトラック３６のうちの選択されたトラック上に対応するスポット５０、５４および５８に集束される。３つの光学スポット５０、５４および５８は、ＯＰＵ２０のさまざまな光学および電気機械エレメントによって操作されて、光学テープ１６にデータを書込および光学テープ１６からデータを検索する。

光源ビームを分割し、もたらされるビームをスポット５０、５４および５８に集束するために用いられる光学エレメントは、中央ビーム４０および中央スポット５０には高いパワーを与えるよう、ならびにサイドビーム４４、４８および関連付けられたスポット５４
、５８には低いパワーを与えるよう、設計され得る。たとえば、中央スポット４０は、ソースビームパワーの約６０から７０％を含み、サイドビーム４４および４８は、光源ビームパワーの残りの４０から３０％を分ける。中央ビーム４０は、ＯＰＵ２０によって変調されて、光学テープ１６へのデータの書込の際に書込マーク６０を生成し、これは前に記憶されたデータを読出すよりも約１０倍多くの平均パワーを必要とし得る（たとえば、データを書込むのに約１０ｍＷが必要であり、データを読出すのに約０．７ｍＷが必要である）。こうして、ソースビームが変調されて、中央ビーム／スポット４０／５０を用いてデータを書込むための十分なパワーを生成するのなら、サイドビーム４４および４８は同様の態様で変調されるが、テープ１６を変えるにはパワーが不十分である。示される代表的実施の形態において、スポット５０、５４および５８はＯＰＵ製造処理において機械的に配列されて、予めフォーマット化された光学テープ媒体１６上のデータトラック３６の軸に対応する。さらに、衛星スポット５４および５８は中央スポット５０に対して対称的に位置付けられ、中央スポット５０と衛星／サイドスポット５４および５８の一方との間のテープ１６の移動距離（ｄ）は実質的に同じである。代表的実施の形態は、約１０から２０μｍ間の距離（ｄ）を含み得る。

従来の光学記憶装置の一部は、高パワー放射ビーム４０からの中央スポット５０を用いて、１種類のトラッキング動作に加えて、読出、書込、および集束させる。低パワーサイドビーム４４および４８によって形成される衛星スポット５４および５８は、特定の種類の媒体用の別の種類のトラッキングのために用いられる。これらの用途において、サイドスポット５４および５８は、１本のトラック３６に沿って、互いに対して、または光学テープ１６の中央スポット５０に対して、配列されないこともある。衛星ビーム４４および４８の従来の機能と比べて、本開示に従うさまざまな実施の形態は、メインスポット５０から反射された光を用いてトラッキングを提供し、衛星スポット５４および５８は以下で説明するように、ダイレクトリードアフターライト（ＤＲＡＷ）機能を提供するために用いることができる。一実施の形態において、メインビーム４０から反射された光は、トラッキング用に衛星ビーム４４および４８を必要としない差動プッシュ／プルトラッキング方式で用いられる。もちろん、媒体移動の現行の方向に対してメインビーム４０の上流にある衛星ビームは、所望ならトラッキングの使用に利用可能である。

上記のように、ソースレーザビームは（データ読出／検索の際の動作に対して）より高いパワーで動作および変調されて、光学テープ媒体１６上の複数のトラック３６のうちの選択された１本のトラック上にデータマーク６０を書込む。しかし、データマーク６０によって示されるように、光学的能動層の構造を実際に変える十分なパワーを光学テープ１６に放射できるのは中央ビーム４０だけである。回折格子パワー分布によって定められるように、はるかに低いパワーの衛星ビーム４４および４８は、テープ１６を変えない。本開示で認識されるように、衛星ビーム４４および４８は光学テープ１６から反射された後、データマーク６０を検出するのに十分なパワーを有する。したがって、光学テープ１６の進行方向に応じて、関係のある衛星スポット５４および５８からの反射はＯＰＵ２０によって検出でき、メインビーム／スポット４０／５０によって書込まれた後すぐにデータマーク６０を検証するために用いることができ、ＤＲＡＷ動作を提供する。

衛星ビーム４４および４８の一方に関係のある反射ビーム（テープ１６の進行方向に依存）はテープ媒体１６上のデータマーク６０に関係のある情報を含むが、反射されビームは中央ビーム４０の変調および他のノイズ源によってかなり劣化しているので、一般に非常に低い信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を示す。これにより、本開示のさまざまな実施の形態は相関検出器を含み、ＤＲＡＷ動作の際中央スポット５０によって直前に書込まれたデータに対応して、反射衛星スポット５４からのデータマーク６０に関連付けられた反射されたビームでの情報を確実に検索する。図２に示される代表的実施の形態において、テープ１６は矢印６４によって概して示されるように、右から左への第１の方向に進行している
。本システムはテープ１６が第１方向と反対の第２の方向に進行している場合にも、同様の態様で動作し、中央スポット５０によって書込まれたデータは、衛星スポット５８からの反射光を用いて、書込の後すぐに読出され、衛星スポット５８および中央スポット５０は、図２において「トラックｎ」と示されるように、複数のトラック３６のうちの選択された同じ１本のトラックと実質的に配列させられる。

図３は本開示のさまざまな実施の形態に従う光学データ記憶のためのＤＲＡＷシステムまたは方法の動作を示すブロック図である。コントローラ２６（図１）はデータをＤＣフリー書込パターン符号器１００に送る。ＯＰＵレーザ変調器１０２は符号器１００から受取られた書込パターンに基づきソースレーザビームを変調して変調された中央ビーム１０４を生成し、これは光学媒体１４が進行する間複数のトラックのうちの選択された１本のトラック内の第１の場所に、光学媒体１４上の対応するスポットに集束させられる。第１の場所は、媒体速度に基づき移動遅延に関連付けられた後の時間（Ｔ_d）において下流の
衛星ビームスポットの場所に到達する。中央ビーム１０４がデータを光学媒体１４の第２の場所に書込み、書込まれたデータに基づき衛星ビームを同様の態様で変調している間、下流衛星ビーム／スポット１１０から反射されたビームは、ＯＰＵ衛星スポットマーク検出器１１２によって検出される。こうして、反射されたビームは、中央ビーム１０４によって第１の場所に直前に書込まれたデータマークに関連付けられた情報、および第２の場所において光学媒体１４にそのときに書込まれるデータを含む。

ＯＰＵ衛星スポットマーク検出器１１２からの信号または関連付けられた情報は、ＤＣ−フリープロセッサ１２０によって処理され、変調ノイズキャンセラ１３０に送られて、衛星ビーム／スポット１１０が第１の場所から前に書込まれたデータを読出す間、第２の場所にそのとき書込まれるデータに対して、中央ビーム１０４の変調に関連付けられた変調ノイズを減少またはなくす。キャンセラ１３０は識別パターン発生器１３２を含み、これは書込パターン符号器１００からの情報を用いて加算ブロック１３４において中央ビーム１０４の変調の影響を減らす。

さらに図３に示されるように、相関検出器１４０は、少なくとも１つの低パワーサイドビーム／スポット１１０によって検出されたデータに関係のある読出信号と、書込パターン符号器１００および高パワーメインビーム１０４に関連付けられた時間遅延（Ｔ_d）ブ
ロック１４４によって与えられる時間シフトされた書込信号との間の類似性を定めて、書込の後すぐに光学媒体１４に書込まれたデータを検証する。時間遅延Ｔ_dは、メインスポ
ット５０と下流のサイドスポット５４および５８との間を移動する光学媒体１４に関係のある移動時間または移動遅延を表わし、光学媒体１４の実際のまたは推定された速度に基づき変動し得る。ブロック１４２はブロック１３４からの変調ノイズ取消し読出信号とブロック１４４からの時間シフト書込信号とを合成し、その結果の信号をレベル検出器１４８によって示される関連付けられたしきい値と比較し、複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに書込まれたデータを検証する。図３に示される代表的実施の形態において、システム１０での信号の比較は、ブロック１４２によって表わされるように、乗算するまたは積を定め、結果の信号がレベル検出器１４８によって関連付けられたしきい値と比較される前に、リセット可能積分器またはエリア検出器１４６に与えられることによりなされる。リセット可能エリア検出器または積分器１４６は、光学媒体１４に書込まれる各データブロックに関連付けられたデータ同期信号といった関係のある信号により、所定の値（たとえば０または他の指示された値）に周期的にリセットされ得る。代替的に、一定のブリーダーまたは減衰機能を用いて経時的に積分値を調整することができる。

図４は本開示に従う光学データ記憶のためのシステムまたは方法における相関検出器の一実施の形態を示すブロック図である。一般に、相関推定器または検出器の基本的機能は、図３および図４の代表的実施の形態に示されるように、２つの信号またはデータパター
ン間の類似性を測定または推定することである。本開示で示されかつ説明される代表的実施の形態で用いられるように、相関検出器または推定器は非常にノイズのある信号内の特定のデータパターンの存在を検出し、２つのパターンまたは信号間の相関または類似の程度を測るために用いることができる対応する信号またはその他の出力を提供する。

図４のＤＲＡＷ実施の形態において、データブロック書込パターン１００′を用いて、一般にＰ_w（ｔ）によって表わされるデータ信号にメインビーム４０を変調し、対応する
マークをメインスポット場所の光学媒体１４上に作成する。衛星ビーム４４はメインビーム４０に対してｄの距離だけ下流のスポットを作成して、上記のように書込んだ後すぐにデータを読み出す。衛星ビーム４４から反射された光に関係のある信号は、Ｔ_ｄ秒前にメインビーム４０によって書込まれた（Ｐ_w（ｔ−Ｔ_d）によって表わされる）衛星ビーム４４が通過するデータマークからの情報を含み、さらにメインビーム４０によって付加的データが書込まれる際のメインビーム４０および他のソースの変調からのノイズも含まれる。この信号はＯＰＵ検出器によって検出され、一般にＰ_r（ｔ）によって表わされる。こ
のＰ_r（ｔ）信号内のＰ_w（ｔ−Ｔ_d）データ−ブロックパターンの「タイムスタンプ」は
既知であり、媒体の速度およびメインビーム４０と衛星ビーム４４との間の距離「ｄ」に基づき、移動遅延１６０を用いて決定／推定することができる。

対応するＤＣ−フリープロセッサ１６２および１６４を通った後、衛星ビームによって読出され、かつＰ_r（ｔ）によって表わされるデータに関連付けられた衛星信号は、デー
タ書込のために中央ビームに与えられた信号と比較されるが、この信号はブロック１４２′において中央またはメインビーム４０から衛星ビーム４４に移動する光学媒体１４の移動時間に基づいて時間シフトされている。本実施の形態において、ブロック１４２′はＰ_r（ｔ）によって表わされる衛星信号を時間調整されたデータブロック書込パターンＰ_w（ｔ−Ｔ_d）でリアルタイム乗算（アナログまたはデジタル）する。これは２つの信号の類
似性または相関を表わすＤＣ値を有するパターンをもたらす。２つの信号での相関しない信号またはノイズは、「ゼロ平均値」を有する添加パターンをもたらす。したがって、ローパスフィルタブロック１７２および／またはリセット可能積分器１４６′を比較の結果（本例では乗算）に適用することにより、衛星信号内にある書込パターンを示す大きさを有する信号が生成される。リセット可能積分器１４６′は、たとえばデータブロック同期パルス１７０といった対応する信号に応答して、０または他の値にリセットされ得る。リセット可能積分器１４６′からの出力は、レベル検出器１７８により対応するしきい値と比較される。結果がしきい値を超えると、ブロックの書込は有効であると判断される。同様に、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１７２からの出力はレベル検出器１７４によって対応するしきい値と比較され、結果がしきい値を超えた場合にはブロック書込有効信号となる。

図３および図４の代表的実施の形態に示される相関検出器が用いる信号相関方式は、信号処理技術において一般に既知である。上記のように、衛星ビーム４４からの検出されたマークパターン（データ）がメインビーム４０によって書込まれたマークパターンと同じまたは十分に相関するのなら、図３および図４に示される遅延パターン相関フィルタまたは検出器は、書込まれるデータの類似性を検出かつ検証することができる。しかし、衛星スポットによって読出された遅延データはメインビームの相関されない変調によって非常に劣化しているので、これら代表的実施の形態における書込データの検出処理はデータブロックにわたり累積的であり、結果は本来一意に定まるものよりもむしろ一般に統計的なものである。これはデータ記憶装置では一般に問題とならない。なぜなら、データはブロックで一般にバッファリングおよび記録されるからである。さらに、書込エラーはデータブロック全体の再度書込を一般にもたらす。

図５Ａから図５Ｄは本開示のさまざまな実施の形態に従うＤＲＡＷ機能を有する光学デ
ータ記憶システムまたは方法における代表的信号を示す。示される代表的信号は図４のブロック図のコンピュータモデルを用いて生成され、書込データブロックのパターンを表わすランダムな２進数の１０個の連続するデータブロックが適用される。線２００は、書込パターンを表わす。線２００′は、線２０２によって表わされる移動遅延時間Ｔｄによってシフトされている、遅延されたまたは時間シフトされた書込パターンを表わす。線２０６は衛星またはサイドビーム信号を表わす。衛星信号２０６のパターンをランダムな場所およびランダムな間／期間で変形することにより、ランダム書込誤り期間が組込まれた。さらに、書込処理によるレーザビームの相関しない変調の影響は、モデルで実施され、これは相関されないデータ書込パターンでの衛星ビームの継続振幅変調により実施された。

図５Ｂはリセット可能積分器１４６′（図４）の動作を示し、線２２０は積分値を示し、線２２２は対応するしきい値を表わし、線２２４は組込まれた誤りを表わし、線２２６はデータブロック同期パルスを表わす。図５Ｂに示されるように、積分値２２０が対応するしきい値２２２を超える箇所が有効なデータブロックである。線２２０によって表わされる積分値が、しきい値２２２に到達しない領域であって、２３０で示される領域は、線２２４によって示される誤りに対応し、図５Ｄの相関信号２６０によって表わされるように、無効なデータブロックまたは書込エラーとして検出される。同様に、図５Ｃはローパスフィルタ１７２（図４）の動作を示し、線２４０は出力信号を表わし、線２４２は対応するしきい値を表わし、線２２４は組込まれた誤り信号を表わし、線２２６はデータ同期パルスを表わす。図５Ｃに示されるように、レベル検出器１７４（図４）によって判断されるように、出力２４０が対応するしきい値２４２を超えた場合に、有効データブロック書込が示される。特定の用途および実施に応じて、リセット可能積分器またはローパスフィルタは単独で、または組合せて、用いることができる。

図６および図７は、本開示の実施の形態に従う一意に定まるＤＲＡＷ動作を提供するために、所定のデータ検証パターンを用いる光学データ記憶のためのＤＲＡＷシステムまたは方法の動作を示す。示される代表的信号は、上記のモデルと類似したコンピュータモデルを用いて生成されているが、信号は以下に記載するように変形されている。上記の相関検出器の統計的態様は、並行な書込処理からの衛星ビームにある無相関変調から一般にもたらされる。上記の相関方式の安定性を向上させるために、衛星ビーム読出信号に対するメインビームの書込変調の影響を減少またはなくすために選択された所定の検証パターンを有する特定のデータフィールドを１つ以上のデータブロックで用いて、一意に定まるＤＲＡＷ動作を提供することができる。

図６は、本開示のさまざまな実施の形態に従う一意に定まるＤＲＡＷ動作を提供するために用いることができる代表的信号またはパターンを示す。線３００は参照符号３３０によって概して表わされる、検証パターンまたはＤＲＡＷフィールドを有する書込パターンを表わす。検証パターンまたはＤＲＡＷフィールド３３０は、書込ビームの３３８および３４０で示される固定パワー期間（適切な衛星ビームまたはスポット用の読出パワー値に設定）を含み、この期間は３３２、３３４および３３６で示されるランダムなデータマークの期間と交互にある。時間シフトされたまたは遅延された書込パターン信号は線３００′によって表わされ、一般に一定のパワーの対応する時間シフトされた期間は、時間シフトされた検証期間またはＤＲＡＷフィールド３３０′の間、ランダムなデータマーク３３２′、３３４′および３３６′の時間シフトされた期間と交互にある。一定のまたは固定されたパワーの期間が実質的に移動時間または遅延（Ｔ_d）に対応するのなら、下流の衛
星ビームはたとえばメインビームの一定のパワー（変調なし）期間３３８および３４０の際、それぞれランダムなデータマーク３３２′および３３４′と出合って検出する。こうして、メインビーム変調の影響は衛星信号から実質的に取除かれる。なぜなら、これらの期間の間書込パルスはないからである。したがって、相関検出器およびリセット積分ブロックの結果は、図７で一般に示されるように、書込パワー変調を含まない。

図７の線４００は、時間シフトされたまたは遅延された書込パターンを表わし、これは一定パワーの期間３３８′および３４０′とランダムなデータマーク３３２′、３３４′および３３６′の期間を交互に含む。線４１０は、レベル検出器によって与えられた対応するしきい値４２０を有するリセット可能な積分器であって、有効書込データを判断する動作を示す。積分器は一般に４３０で示されるデータ同期信号に応答してリセットできる。図７に示されるように、積分器信号は上記のＤＣフリー処理により、一定パワー期間３３８′および３４０′の間は、有効データを検出しない。この結果は、用いられる特定の符号化方式に依存して変わり得る。しかし、当該システムは有効データを示すために、またはこれらの期間の際別の表示を提供する適切な論理を含み得る。一実施の形態において、検証フィールドまたはＤＲＡＷフィールド３３０′は各データブロックにおいて少なくとも１つ設けられて、書込処理の整合性の一意に定まる状況を提供する。本方法はそれ自体で用いる、または上記の相関検出方式と関連して用いることができ、ＯＰＵの安定性を向上させる。代替的に、または組合せて、ＤＲＡＷフィールドまたは検証パターンは、たとえば診断のリクエストといった信号に応答して生成され得る。一実施の形態において、書込機能の整合性に疑問がある場合はいつでも読出／書込チャネルはこのような間欠ＤＲＡＷフィールドまたは検証動作をリクエストすることができる。

図８Ａから図８Ｄは、本開示の実施の形態に従う一意に定まるＤＲＡＷ動作を有する光学データ記憶システムまたは方法における代表的信号を示す。図５Ａから図５Ｄを参照して説明した実施の形態と同様に、図８Ａから図８Ｄの代表的信号は対応するコンピュータモデルを用いて生成され、上記のように、ＤＲＡＷフィールドまたは検証パターンを有する一意に定まるＤＲＡＷ動作を示す。図８Ａにおいて、線５００は書込パターンを表わし、線５００’は少なくとも１つの検証パターンまたはＤＲＡＷフィールドを含む時間シフトされたまたは遅延された書込パターンを表わす。線５２０は衛星信号を表わす。図８Ｂの線５３０はリセット可能積分器の値を表わす。線５６０は組込まれた誤り信号を表わし、線５７０はデータブロック同期パルスを表わす。図８Ｃはローパスフィルタブロックの動作を示し、線５８０はフィルタ出力を表わし、これはレベル検出器による対応するしきい値５９０と比較され、出力５８０がしきい値５９０を超えた場合に、有効データが示される。図８Ｄは、線６６０によって表わされる相関検出器の出力を示し、これはリセット可能積分器出力および／またはローパスフィルタ出力に基づく。

図８Ａから図８Ｄに示されるように、メインビームの下流の衛星ビームを用いた一意に定まるダイレクトリードアフターライト（ＤＲＡＷ）を有する光学データ記憶のためのシステムまたは方法は、ＤＲＡＷフィールドまたは検証パターンを用いて、衛星ビームデータ読出／検証の際のメインビーム変調の影響を減少またはなくして安定性を向上させることができる。

前に示されおよび説明されたように、本開示に従う光学データ記憶システムおよび／または方法はさまざまな利点を提供し得る。たとえば、本開示の一実施例に従う光学データ記憶装置は、１つのＯＰＵまたは光学ヘッドを用いて、データ検証用のダイレクトリードアフターライト機能を提供する。本開示に従うシステムまたは方法のさまざまな実施の形態は、相関検出器方式を用いてメインビーム変調または他のノイズがある場合に、低パワー衛星ビームから反射されたビームのデータマークを確実に検出する。本開示の実施の形態に従うダイレクトリードアフターライト機能および相関検出器方式は、光記憶装置のドライブチャネル用のリアルタイム診断情報および機能を提供することができる。たとえば、本開示の実施の形態に従うシステムおよび方法を用いて書込方式を拡張する、書込パターンジッタについての情報を提供する、ＯＰＵ性能およびレーザパワーを調整および向上させるための情報を提供する、ＯＰＵ異常を予測するなどできる。

例示的実施の形態が示されているが、これらの実施の形態は請求項によって含まれるすべての可能な形を記載しているものではない。明細書で用いられる文言は限定よりも説明のための文言であり、本開示および請求項の精神および範囲から逸脱することなくさまざまな変更がなされ得る。上記のように、さまざまな実施の形態の特徴を組合せて、ここで明確に説明または示されていない別の実施の形態を形成することができる。さまざまな実施の形態が１つ以上の所望の特徴について、利点を提供するとして、または他の実施例よりももしくは先行技術の実施よりも好ましいと説明されているが、当業者なら所望の全体のシステムの属性を達成するために１つ以上の特性または特徴を落とすこともでき、これは特定の用途および実施に依存する。これらの属性は、コスト、強度、耐久性、ライフサイクルコスト、市場性、外観、パッケージ化、大きさ、保守性、重量、製造性、組立の容易さなどを含むが、これらに限定されない。こうして、１つ以上の特性について、他の実施の形態または先行技術の実施と比べて好ましさが低いと説明されている実施の形態は、本開示の範囲の外にあるものではなく、特定の用途に望ましいこともあり得る。

Claims

データを記憶するために複数のトラックを有する光学媒体を受入れる光学記憶システムであって、前記システムは、
光ビームを高パワーメインビームおよび少なくとも１つの低パワーサイドビームに分割する光学系を有する光学ヘッドを備え、これらビームは前記複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに沿って間隔を空けられた対応するスポットを形成し、さらに
前記光学ヘッドに結合された少なくとも１つのコントローラを備え、前記少なくとも１つのコントローラは、前記高パワーメインビームを用いて前記選択された１本のトラックに沿ってデータを書込みつつ、前記少なくとも１つの低パワーサイドビームを用いて前記選択された１本のトラックから、書込の後すぐにデータを読出すために、光学ヘッドを選択的に位置付ける、システム。
前記少なくとも１つの低パワーサイドビームによって検出されたデータに関連付けられた読出信号と前記高パワーメインビームに関連付けられた時間シフトされた書込信号との間の類似性を判断して、書込の後すぐに前記選択された１本のトラックに書込まれたデータを検証する相関検出器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
前記相関検出器は、前記読出信号および前記時間シフトされた書込信号を合成し、結果の信号を関連付けられたしきい値と比較して、前記選択された１本のトラックに書込まれたデータを検証する、請求項２に記載のシステム。
前記結果の信号が前記関連付けられたしきい値と比較される前に前記結果の信号をフィルタ処理するローパスフィルタをさらに備える、請求項３に記載のシステム。
前記結果の信号が前記関連付けられたしきい値と比較される前に前記結果の信号を積分するリセット可能積分器をさらに備え、前記積分器は前記光学媒体に書込まれた各データブロックに関連付けられたデータブロック同期信号に応答してリセットされる、請求項３に記載のシステム。
高パワーメインビームに与えられ、前記メインビームと前記少なくとも１つのサイドビームとの間で移動する光学媒体の移動遅延に基づき時間シフトされた書込信号と、前記移動遅延の後前記少なくとも１つの低パワーサイドビームからの読出信号との間の相関を判断する相関検出器をさらに備え、当該相関が対応するしきい値を超えたことに基づき、有効データが判断される、請求項１に記載のシステム。
前記光学媒体は、光学テープを含み、光学テープの幅にわたって全体的に延在する複数のトラックを有し、前記システムは前記光学テープを受入れる光学テープドライブを備える、請求項１から６のいずれか１項に記載のシステム。
前記コントローラは、固定パワーとランダムなデータとの交互の期間を有する、高パワーメインビーム用の所定の検証パターンを生成する、請求項１から７のいずれか１項に記載のシステム。
前記コントローラは、前記光学媒体に書込まれる各データブロックについて前記所定の検証パターンを生成する、請求項８に記載のシステム。
前記コントローラは、診断のリクエストに応答して前記所定の検証パターンを生成する、請求項８または９に記載のシステム。
前記光学ヘッドは前記光ビームを高パワーメインビームと第１および第２の低パワーサイドビームとに分割し、前記第１の低パワーサイドビームは前記光学媒体が第１の方向に進む場合にデータを読出し、第２の低パワーサイドビームは前記光学媒体が前記第１の方向と反対の第２の方向に進む場合にデータを読出す、請求項１から１０のいずれか１項に記載のシステム。
光学ヘッドを有する光学記憶装置用のダイレクトリードアフターライト機能を提供するための方法であって、光学ヘッドは、光ビームを中央ビームおよび少なくとも１つの衛星ビームに分割し、これらビームは光学記憶媒体の複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに沿って間隔を空けられた対応するスポットを形成し、前記方法は
前記中央ビームを用いて前記選択された１本のトラックにデータを書込むこと、
前記少なくとも１つの衛星ビームを用いて、直前に書込まれたデータを書込の後すぐに読出すこと、および
前記少なくとも１つ衛星ビームによって読出されたデータに関連付けられた第１の信号を、前記中央ビームから前記少なくとも１つの衛星ビームに移動する前記光学媒体の移動時間に基づいて時間シフトされたデータを書込むための中央ビームに与えられる第２の信号と比較することを備える、方法。
前記光学記憶媒体は、光学テープを含み、複数のトラックは前記光学テープの幅にわたって全体的に延在する、請求項１２に記載の方法。
光学ヘッドを有する光学記憶装置用のダイレクトリードアフターライト機能を提供するための論理を有する製造物であって、光学ヘッドは、光ビームを中央ビームおよび少なくとも１つの衛星ビームに分割し、これらビームは光学記憶媒体の複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに沿って間隔を空けられた対応するスポットを形成し、前記製造物は、
前記中央ビームを用いて複数のトラックのうちの選択された１本のトラックへのデータの書込を制御する論理と、
前記少なくとも１つの衛星ビームを用いて、直前に書込まれたデータの書込の後すぐの読出を制御する論理と、
前記少なくとも１つ衛星ビームによって読出されたデータに関連付けられた第１の信号を、前記中央ビームから前記少なくとも１つの衛星ビームに移動する前記光学媒体の移動時間に基づいて時間シフトされたデータを書込むための中央ビームに与えられる第２の信号と比較する論理とを備える、製造物。
光学ヘッドを有する光学記憶装置用のダイレクトリードアフターライト機能を提供するためのプログラム命令を備えるコンピュータプログラムであって、請求項１２または１３に記載の方法を実施することにより、光学ヘッドは、光ビームを中央ビームおよび少なくとも１つの衛星ビームに分割し、これらビームは光学記憶媒体の複数のトラックのうちの選択された１本のトラックに沿って間隔を空けられた対応するスポットを形成する、コンピュータプログラム。