KR100374746B1 - 광학식 정보기록매체의 기록재생장치 - Google Patents

광학식 정보기록매체의 기록재생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 복수의 기록층을 가지는 광학정보 기록매체(1)에 대해 동일 면측에 각각 독립의 광원 및 광학계로 이루어지는 복수의 광학헤드(8a, 8b)를 설치한다. 혹은 단일 대물렌즈와 복수의 광원을 가지는 광학헤드의 적어도 1개의 광원에 대해 그 광원고유의 광로상에 광로보정수단을 설치하고, 1개의 광원으로부터 조사되는 광의 초점을 대물렌즈의 이동에 의해 특정 기록층에 맞추면서, 다른 광원으로부터 조사되는 광의 초점을 상기 광로보정수단에 의해 별도 기록층에 맞춘다. 이상에 의해 복수의 기록층으로부터 동시에 정보를 재생 또는 기록하는 것이 가능하게 되는 동시에, 복수의 기록층에 대한 광의 초점맞춤 오차를 억제할 수 있다.

Description

광학식 정보기록매체의 기록재생장치{Information recording/ reproducing apparatus for optical information recording medium}
본 발명은 레이저광 등의 조사에 의해 정보의 기록재생을 행하는 기록층을 다수 구비한 광학식 정보기록매체의 기록재생장치에 관한 것이다.
대용량이고 밀도가 높은 메모리로서 광학식 정보기록매체가 주목되고 있고, 현재, 고쳐쓰기가 가능한 소거형이라고 불리는 것의 개발이 진행되고 있다. 이 소거형 광학식 정보기록매체의 하나로서 비결정상태와 결정상태의 사이에서 상변화하는 박막을 기록층으로서 이용하여, 레이저광의 조사에 의한 광에너지에 의해 정보의 기록 및 소거를 행하는 것이 있다.
이 기록층용의 상변화 재료로서는 Ge, Sb, Te, In 등을 주성분으로 하는 합금막, 예를들면 GeSbTe 합금이 알려져 있다. 정보의 기록은 기록층의 부분적인 비결정화에 의해 마크를 형성하여 행하고, 소거는 이 비결정 마크의 결정화에 의해 행하는 경우가 많다. 비결정화는 기록층을 융점 이상으로 가열한 후에 일정치 이상의 속도로 냉각함으로써 행해진다. 한편, 결정화는 기록층을 결정화 온도 이상, 융점 이하의 온도로 가열함으로써 행해진다.
최근에는 각종 정보기기의 처리능력의 향상에 따라, 취급되는 정보량이 많아지고 있다. 그 때문에, 보다 대용량이고 고속으로 기록재생이 가능한 기록매체가 요구되고 있다. 이 대용량화와 고속화의 수단으로서, 예를들면 특개평3-157816호 공보에는 복수의 기록층과 상기 기록층 사이에 설치한 투명한 분리층을 가지는 기록매체 및 그 기록재생장치가 나타나 있다. 상기 공보중에 개시된 제1 기록재생장치는 대물렌즈와 매체 사이에 두께가 다른 평행평판을 삽입함으로써 상기 매체의 복수의 기록층 중에 목적으로 하는 임의의 기록층에 초점을 맞추는 것이다. 또, 제2 기록재생장치는 1개의 대물렌즈와 복수의 파장이 다른 광원을 가지고, 대물렌즈의 색수차를 이용하여 상기 복수의 광원으로부터 매체에 조사되는 광의 초점위치를 서로 다르게 함으로써, 복수의 기록층에 동시에 초점을 맞추는 것이다. 또한, 제3 기록재생장치는 동일 파장의 복수의 광원을 광학계에 대한 위치관계가 서로 다르도록 배치하고, 상기 복수의 광원으로부터 매체에 조사되는 광의 초점위치를 서로 다르게함으로써, 복수의 기록층에 동시에 초점을 맞추는 것이다.
그러나 상술한 제1 기록재생장치에서는 대용량화라고 하는 요구는 충족되지만, 또 하나의 고속화라고 하는 요구에 대해서는 동시에 복수의 기록층의 정보를 재생 또는 기록할 수 없기 때문에, 정보의 전송속도는 단일 기록층을 가지는 매체를 이용한 경우와 동일하며, 불충분했었다. 또 제2 및 제3 기록재생장치에서는 복수의 광원으로부터 조사되는 광의 초점을 맞추는 수단이 대물렌즈의 이동이라고 하는 공통의 수단이기 때문에, 각 광원으로부터 조사되는 광의 초점위치의 상대적 관계는 항상 일정하게 되고, 기록매체중의 투명분리층의 두께가 설계치에 대해 다른 경우나 불균일한 경우 등에는 복수의 기록층에 정확하게 초점을 맞추는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로, 동시에 복수의 기록층의 정보를 재생 또는 기록하는 것이 가능하고, 고속으로 정보의 전송을 실현하는 광학식 정보기록매체의 기록재생장치 및 광학헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명의 광학식 정보기록매체의 기록재생장치의 제1 실시형태를 도시하는 구성도이다.
도2는 본 발명의 광학식 정보기록매체의 기록재생장치의 제1 실시형태의 요부를 도시하는 구성도이다.
도3은 본 발명의 광학식 정보기록매체의 기록재생장치의 제2 실시형태를 도시하는 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 광학식 정보기록매체 11 : 콘트롤러
2 : 투명기판 12 : 광원
3, 5 : 기록층 13 : 콜리메이터렌즈
4 : 투명분리층 14 : 빔스플릿터
5 : 반사층 성막실 15 : 1/4 파장판
6 : 보호층 16 : 대물렌즈
7 : 스핀들 모터 17 : 보이스 코일
8a, 8b : 광학헤드 18 : 검출기
9 : 이송대
10 : 이동수단
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 기록재생장치는 기록매체에 대해 동일 면측에 각각 독립한 광원 및 광학계로 이루어지는 복수의 광학헤드를 가지는 것을 특징으로 한다. 이것에 의해 동시에 복수의 기록층의 정보를 재생 또는 기록하는 것이 가능하게 되고, 고속으로 정보의 전송을 실현할 수 있다.
또, 상기 본 발명의 기록재생장치에 있어서는 상기 복수의 광학헤드가 대략 동일 반경 위치(즉, 회전중심으로부터 대략 동일 거리)에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 현재 DVD-RAM 등에 채용되어 있는 기록매체상의 기록영역마다 회전수를 바꾸어 선속도를 대략 일정하게 하는 Zone-CAV라고 불리는 기록방식에서의 복수층으로부터의 정보의 동시재생 또는 기록이 용이하게 된다. 또한 바람직하게는 상기 복수의 광학헤드를 동일 이송대 상에 설치함으로써 장치의 간략화 및 소형화가 가능하게 된다.
또, 상기 본 발명의 기록매생장체에 있어서, 상기 복수의 광학헤드로부터의광의 기판을 통해서 집광한 스폿의 직경이 최소가 되는 최적 기판 두께를 미리 서로 다르게 함으로써, 각각의 광학헤드에서 각각 목적으로 하는 기록층으로부터 정보를 재생 혹은 기록할 때 신호품질, 광학헤드의 초점, 트랙킹 등의 제어계 안정도가 향상된다.
이하, 본 발명의 광학식 정보기록매체의 기록재생장치에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
(제1 실시형태)
도1은 본 발명의 제1 실시형태에 있어서 광학식 정보기록매체의 기록재생장치의 구성도로, 2개의 기록층을 가지는 정보기록매체(1)를 설치한 상태를 도시하고있다. 정보기록매체(1)는 폴리카보네이트로 이루어지는 두께 약 0.58㎜의 투명기판(2)상에 두께 약 10㎚의 반투명층으로 이루어지는 제1 기록층(3), 두께 약 0.04㎜의 투명분리층(4), 제2 기록층(5)을 차례로 형성하고, 그 위에 보호층(6)을 설치한 것이다. 기록재생장치는 스핀들 모터(7), 2개의 광학헤드(8a, 8b), 상기 광학헤드를 설치한 이송대(9), 상기 이송대를 소망의 위치에 이동시키는 이동수단(10), 콘트롤러(11)로 구성되어 있다.
광학헤드(8a, 8b)의 구조를 도2에 도시한다. 이 광학헤드에서는 반도체 레이저로 이루어지는 광원(12)으로부터 출사된 광은 콜리메이터렌즈(13), 빔스플릿터(14), 1/4 파장판(15), 대물렌즈(16)를 통해서 기록매체에 집광된다. 이 집광된 광은 보이스코일(17)에 의해 대물렌즈(16)의 위치를 조정함으로써 기록매체중의 기록층에 초점을 맞추게 된다. 기록층으로부터 반사된 광은 다시 대물렌즈(16), 1/4 파장판(15)을 통해서 빔스플릿터(14)에서 반사되어 검출기(18)에 입사하고, 전기신호로 변환된다.
도1에 있어서, 광학헤드(8a과 8b)는 스핀들모터(7)에 대해 대략 동일 반경 위치(회전중심으로부터 대략 동일 위치)가 되도록 배치되어 있고, 각각으로부터 조사되는 광은 상술한 방법으로 기록층(3 및 5)에 초점을 맞추게 된다. 이것에 의해 기록층(3 및 5)의 정보를 동시에 재생 또는 기록할 수 있고, 고속으로 정보의 전송을 실현할 수 있다. 결국, 종래의 2배의 속도로 정보의 재생 또는 기록을 실현할 수 있다. 또한, 광학헤드(8a 및 8b)는 동일 이송대 상에 설치되어 있기 때문에, 이송기구 및 그 제어회로는 광학헤드가 1개인 경우와 동등해서 좋고, 광학헤드를 2개로 함으로써 장치규모의 증가를 작게할 수 있다고 하는 이점이 있다.
또, 현재 DVD-RAM 등에 채용되어 있는 기록매체상의 기록영역(Zone)마다 회전수를 바꾸어 선속도를 대략 일정하게 하는 Zone-CAV라고 불리는 기록방식의 기록매체와의 조합으로 사용한 경우, 2개의 광학헤드가 대략 동일 반경 위치에 있기 때문에, 이 2개의 광학헤드에서 재생 또는 기록하는 2개의 기록층의 기록영역이 동일하게 되도록 제어함으로써, 동일 기준 클록으로 2개의 기록층으로부터 동시에 정보를 재생 또는 기록할 수 있다. 이 결과, 1개의 광학헤드의 경우에 비해 2배의 전송속도를 실현할 수 있다.
다음에, 광학헤드(8a와 8b)로부터 조사되는 광의, 기판을 통해서 집광한 스폿 직경이 최소가 되는 최적 기판 두께가 기록층(3과 5)의 거리에 따라 미리 서로 다르도록 상기 광학헤드를 설계한 예에 대해 설명한다. 도1에 있어서, 광학헤드(8a)는 상술한 최적 기판 두께가 0.58㎜가 되도록 광학계가 설정되어 있고, 광학헤드(8b)는 상술한 최적 기판 두께가 0.62㎜가 되도록 광학계가 설정되어 있다. 이것에 의해 광학헤드(8a)는 기록매체(1)에 광을 조사했을 때에 두께 0.58㎜의 기판을 투과한 위치, 결국 기록층(3)에 수차없이 초점을 맺는다. 한편, 광학헤드(8b)는 기록매체(1)에 광을 조사했을 때에 두께 0.58㎜의 기판, 두께 10㎚의 기록층(3) 및 두께 0.04㎜의 투명 분리층을 투과한 위치, 결국 기록층(5)에 수차없이 초점을 맺는다. 따라서 각각의 광학헤드에서 각각 목적으로 하는 기록층으로부터 정보를 재생 혹은 기록할 때의 신호품질이 향상됨과 동시에, 투명분리층의 두께의 이동에 대한 허용량이 커진다고 하는 이점을 가진다.
그리고 상기 실시형태에서는 2개의 기록층으로부터 동시에 정보를 재생 또는 기록하는 경우에 대해 서술했지만, 2개의 기록층에 동시에 초점을 맞추면서, 사용하는 광학헤드를 적당히 바꿈으로써 2개의 기록층의 정보를 끊어짐없이 연속하여 재생 또는 기록하는 것도 가능하다. 예를들면 도1에 있어서, 광학헤드(8a 및 8b)의 초점을 각각 기록층(3 및 5)에 맞춘 상태에서 먼저, 기록층(3)의 정보를 재생하고, 광학헤드(8b)는 대기상태가 된다. 다음에 사용하는 광학헤드를 8b로 바꾸어 기록층(5)의 정보를 재생한다. 이 경우, 기록층(3)의 재생으로부터 기록층(5)의 재생으로 옮길 때에, 광학헤드의 초점위치를 이동시킨다고 하는 동작이 불필요하기 때문에, 복수의 기록층으로부터 끊어짐없이 정보를 재생할 수 있다고 하는 이점이 있다. 또한, 보통의 2배에 달하는 시간의 정보를 재생 또는 기록을 행할 수 있다.
상기 실시형태에서는 2개의 광학헤드를 가지는 기록재생장치와 2층의 기록층을 가지는 기록매체의 조합에 대해 설명했지만, 광학헤드의 수는 3개 이상이어도 좋고, 기록매체의 기록층의 수와 일치할 필요도 없다. 그리고 기록층의 수와 광학헤드의 수를 일치시킴으로써, 기록층이 n층인 경우는 n배의 전송속도를 실현할 수 있다. 예를들면 4층의 기록층에 대해 4개의 광학헤드로써 동시에 기록재생함으로써 4배의 전송속도를 얻는 것이 가능하다. 또 구성은 복잡하게 되지만, 광학헤드를 복수의 이송대 상에 설치해도 동일의 효과를 얻을 수 있다.
(제2 실시형태)
도3은 본 발명의 제2 실시형태에 있어서 광학식 정보기록매체의 기록재생장치의 구성도로, 광학헤드 및 이송수단을 제외하고, 도1에 도시한 제1 실시형태에있어서 광학식 정보기록매체의 기록재생장치와 동일한 구성이다. 기록매체(1)는 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이 2개의 기록층(3, 5)을 가지고, 또한 각 기록층에는 도시하지 않은 트랙킹용의 안내홈 및 번지정보가 미리 형성되어 있다.
기록층(3)의 안내홈은 내주로부터 외주를 향하여 나선형으로 형성되어 있고, 기록층(5)의 안내홈은 역으로 외주로부터 내주를 향하여 나선형으로 형성되어 있다. 광학헤드(8)는 기록층(3)의 정보를 재생 또는 기록하고, 동시에 광학헤드(8')는 기록층(5)의 정보를 재생 또는 기록한다. 스핀들모터(7)는 항상 일정한 회전수로 회전한다. 9, 9'는 광학헤드(8, 8')를 설치한 이송대, 10, 10'는 그 이송수단이다. 이 때, 예를들면 광학헤드(8)는 기록매체(1)의 최내주에서 정보의 기록재생을 행하고, 동시에 광학헤드(8')는 기록매체(1)의 최외주에서 정보의 기록재생을 행하도록 2개의 광학헤드는 각 위치에서의 기록매체의 선속도의 합이 대략 일정하게 되도록 배치된다. 기록신호의 기준시간은 기록밀도가 대략 일정하게 되도록 선속도에 따라 변화시키게 된다.
이것에 의해 2개의 광학헤드 정보의 전송속도의 합은 대략 일정하게 된다. 동시에 1개의 광학헤드를 이용하는 경우에 비해 계(系)로서의 전송속도를 약 2배로 할 수 있다. 또, 스핀들의 회전수가 항상 일정하고, 광학헤드의 위치에 의해 바꿀 필요가 없기 때문에, 고전송 속도와 동시에 액세스 속도의 향상을 도모할 수 있다.
상기 실시형태에서는 2개의 광학헤드를 가지는 기록재생장치와 2층의 기록층을 가지는 기록매체의 조합에 대해 설명했지만, 광학헤드의 수는 짝수이면, 4개 이상이어도 좋고, 기록매체의 기록층의 수와 일치할 필요도 없다. 그리고, 4개 이상의 광학헤드를 이용하는 경우는, 예를들면 대응하는 기록층의 나선형 방향에 의해 광학헤드를 2개의 군으로 나누고, 각각 동일의 이송대 상에 설치함으로써 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
제1 및 제2 실시형태에 있어서, 광원의 파장 및 대물렌즈의 개구수는 기록재생의 대상이 되는 기록매체에 있어서 기록층의 광학특성, 기판의 두께 등에 따라 적당히 설계되는 것이다.
상기 설명에서는 복수의 헤드를 동일 상태, 예를들면 기록모드, 재생모드에서 이용하여 전송속도를 올리는 응용 및 한쪽을 기록, 다른 쪽을 대기로 하여 연속성을 향상하는 응용에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 한쪽을 기록, 한쪽을 재생으로 함으로써 독립한 반경방향의 이동수단을 가지는 경우에는 기록과 재생의 모든 독립한 작업을 동시에 행하게 할 수 있다. 혹은 한쪽에서 기록하면서 다른쪽에서 조금 전에 기록한 기록트랙을 재생함으로써, 연속재생이라고 하는 자유시간 시프트 장치로서도 응용할 수 있다. 또 반경방향의 이동수단을 공유하고 있는 경우에도 디스크가 있는 층이 재생전용이고 다른 층이 기록가능한 기록층을 가지는 경우 등은 재생전용층을 재생한다고 하는 작업을 시키면서, 기록가능한 층에 정보를 기록시킨다고 하는 2개의 작업을 동시에 시킬 수 있는 등 그 응용범위는 넓은 것이다.
또, 상기 설명에서는 정보기록매체로서 디스크를 이용하여 설명했지만, 카드상 등 다른 형상의 다층매체의 기록재생장치에도 응용할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명의 광학식 정보기록매체의 기록재생장치 및 광학헤드에 의하면, 복수의 기록층을 가지는 기록매체의 투명분리층의 두께가 설계치에 대해 다른 경우나 불균일한 경우에도 복수의 광원으로부터 조사되는 광의 초점을 동시에 각각의 목적으로 하는 상이한 기록층에 정확하게 맞추는 것이 가능하게 되고, 동시에 복수의 기록층의 정보를 재생 또는 기록하여, 고속으로 정보의 전송을 실현할 수 있다.

Claims (15)

  1. 복수의 기록층을 가지는 광학식 정보기록매체의 기록재생장치에 있어서, 상기 기록매체를 지지하면서 회전시키는 스핀들모터와, 상기 기록매체에 대해 동일 면측의 대략 동일 반경 위치에 구비되고 서로 다른 기록층에 대해 정보를 재생 또는 기록하는 복수의 광학헤드와, 상기 복수의 광학헤드를 소정의 위치로 이동시키는 이동수단을 갖는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 광학헤드를 이용하여, 동일 기준 클록으로 동시에 복수의 기록층에 대해 정보의 재생 또는 기록을 행하는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  3. 제2항에 있어서, 선속도를 대략 일정하게 하여 정보의 재생 또는 기록을 행하는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  4. 제1항에 있어서, 복수의 광학헤드를 동일의 이송대 상에 배치한 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  5. 제1항에 있어서, 복수의 광학헤드로부터 기록매체에 대해 조사되는 광의 기판을 통해서 집광한 스폿 직경이 최소가 되는 최적 기판 두께가 서로 다른 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
  6. 나선형으로 형성된 트랙킹용 안내홈 및 번지정보가 미리 설치된 짝수의 기록층을 가지고, 상기 기록층의 반수는 그 안내홈의 나선형 방향이 다른 반수의 기록층과 역방향인 광학식 정보기록매체의 기록재생장치에 있어서, 상기 기록매체를 지지하면서 회전시키는 스핀들 모터와, 상기 기록매체에 대해 동일 면측에 구비된 짝수의 광학헤드와, 상기 스핀들 모터를 일정 회전수로 회전시킬 때 2개 한조의 광학헤드의 위치를 각 헤드위치에서의 기록매체의 선속도의 합이 일정하게 되도록 설정함과 동시에, 기록신호의 기준시간을 기록밀도가 대략 일정하게 되도록 선속도에 대응하여 변화시켜 동시에 복수의 기록층에 대해 정보의 재생 또는 기록을 행하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 기록재생장치.
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