KR100385382B1 - 광 기록 캐리어의 정보층들을 스캐닝하는 장치 - Google Patents

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KR100385382B1
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홀트스래그안토니우스헨드리쿠스
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

다층 광 기록 캐리어(1)와, 조사 빔(12)에 의해 형성되는 스캐닝 스폿(15)으로 층들(3,4,5)을 스캐닝하는 장치(10)를 구비하는 정보 기억 시스템이 설명된다. 상기 조사 빔은 층들의 스택(2) 내에서 스캐닝 스폿의 단일 높이에 대한 구면 수차에 대해 보상된다. 스택의 높이는 상기 시스템에 대해 허용가능한 최대 구면 수차에 의해 결정된다. 상기 스택에서 층들의 수는 층들간의 최소 거리에 의해 결정되며, 이 거리는 현재 스캐닝되지 않은 층들로 인한 서보 에러 신호들에 대한 크로스토크에 따라 좌우된다.

Description

광 기록 캐리어의 정보층들을 스캐닝하는 장치{Device for scanning information layers of an optical record carrier}
본 발명은 스페이서 층들(spacer layers)과 교번하는 정보 층들의스택(stack)을 가진 광 기록 캐리어(optical record carrier), 및 상기 정보 층들을 스캐닝(scanning)하는 장치를 구비한 정보 기억 시스템에 관한 것으로, 상기 장치에는, 조사원(radiation source), 상기 조사원으로부터의 조사 빔(radiation beam)을 별개의 정보 층들 상에 선택적으로 포커싱(focusing)하는 포커싱 수단, 및 포커스 서보시스템이 제공된다. 본 발명은 또한, 광 기록 캐리어의 정보 층들을 스캐닝하는 장치에 관한 것이고, 복수의 정보 층들을 가진 광 기록 캐리어에 관한 것이다.
다층(multi-layer) 기록 캐리어는 스페이서 층들에 의해 서로 분리된 정보 층들의 스택을 구비하며, 여기서 각 정보 층은 정보를 포함할 수 있다. 그와 같은 기록 캐리어의 큰 정보 기억 용량은 단층(single-layer) 기록 캐리어에 비해 사용의 편리성을 증대시키고, 저장된 정보 단위당 매체 가격을 감소시킨다. 각 정보 층은 다른 정보 층들과 독립적으로 조사 빔에 의해 스캐닝될 수 있다. 기록 캐리어의 타입에 따라, 스캐닝 동안 정보 층에 정보가 기록될 수 있고, 이미 기록된 정보가 판독 또는 소거될 수 있다. 스택의 정보 층들은 기록 캐리어 상의 한쪽으로부터 입사되는 조사 빔에 의해 스캐닝될 수 있다. 개개의 정보 층들을 스캐닝하기 위하여, 조사 빔에 의해 형성된 스캐닝 스폿의 높이, 즉 축 위치가 변화된다. 기록 캐리어의 정보 내용들은, 기록 캐리어를 양면(two-sided) 기록 캐리어로서 구현함으로써, 더욱 증가될 수 있다. 이때, 정보 층들의 스택이 상기 기록 캐리어의 양쪽 면들에 존재하고, 각각의 스택은 상기 기록 캐리어의 다른 면으로부터 스캐닝될 수 있다. 정보 층들의 스택은 기판 상에 제공될 수 있으며, 이 기판은 상기 스택이 상기 기판을 통해 스캐닝되는 경우에는 투명해야 한다.
기록 캐리어의 정보 내용들을 가능한한 대량으로 하기 위해서는, 정보 층들의 수를 최대화하는 것이 추천되며, 그에 의해 정보 단위당 비용이 감소된다. 그러나, 한 스택 내에 적합한 정보 층들의 수는 한편으로는 그 스택의 최대 두께에 의해서, 다른 한편으로는 상기 정보 층들의 요구되는 최소 상호 간격에 의해서 제한된다. 최소 상호 간격은 정보 층들의 크로스토크(crosstalk)에 의해서 결정되며, 즉 스캐닝되는 층으로부터 유입되는 조사 빔으로부터 발생되는 신호들의 품질은 다른 정보 층들로부터 유입되는 조사 빔에 의해 나쁜 영향을 받는다. 유럽 특허 출원 제 0,605,924 호는, 정보 층들 간의 최소 간격이 정보 층들에 저장된 정보를 나타내는 정보 신호들간의 수용 가능한 크로스토크의 요건에 의해 결정되는 정보 기억 시스템을 공개하고 있다. 그러나, 이 타입의 일부 시스템들은 스캐닝 스폿에 의한 정보 층들의 트랙킹(tracking)이 어렵다는 단점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은, 특히, 정보 층들을 적절히 스캐닝할 수 있고, 동시에 비교적 낮은 가격을 갖는 정보 기억 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 기록 캐리어와 스캐닝 장치를 구비하는 본 발명에 따른 광학 정보 기억 시스템을 도시한 도면.
도 2는 상기 장치의 3 개의 검출 시스템을 도시한 도면.
도 3은 정보 층 상의 3 개의 스폿들의 위치를 도시한 도면.
도 4는 스캐닝 스폿의 축 변위의 함수로서의 포커스 에러 신호를 도시한 도면.
도 5는 기판을 통해 스캐닝되는 기록 캐리어를 도시한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 기록 캐리어 10 : 장치
본 발명의 제 1 측면을 따라, 이 목적은, 서두에 설명되고, 또한 각각의 스페이서 층의 두께가 포커스 서보시스템의 소위 S 곡선의 피크-피크 거리와 스페이서 층의 굴절률을 곱한 값의 적어도 1.5 배인 것을 특징으로 하는 정보 기억 시스템에 의해 달성된다.
본 발명은, 크로스토크의 영향 정도가 정보 층으로부터의 조사 빔으로부터 도출되는 신호의 타입에 의존한다는 인식에 기초한다. 특히, 서보 에러 신호들간의 크로스토크는 최소 거리에 대해 엄격한 요건들을 초래한다. 장치가 스캐닝 스폿을 스캐닝될 정보 층 상에 유지하는데 사용되는 포커스 서보시스템에서는, 스캐닝 스폿과 정보 층간의 거리 함수인 S 곡선의 형상, 즉 포커스 서보시스템의 응답 곡선이 인접 정보 층에 의한 영향을 받는다. 이 곡선은 일반적으로 포지티브 극단(extreme)과 네가티브 극단을 가지며, 이 극단들 사이의 제로 크로싱은 포인트(point)이며, 서보시스템은 이 포인트 쪽으로 위치를 제어한다. 본 발명에 따라, 스택의 각 스페이서 층의 두께는 스페이서 층의 굴절률(n)과 포커스 서보시스템의 S 곡선의 피크-피크를 곱한 값의 적어도 1.5 배이어야 한다. 이 최소값보다 작은 두께는 큰 크로스토크를 초래한다. 스페이서 층의 최소 두께는 12 ㎛의 피크-피크 거리를 가진 포커스 서보시스템의 경우에 대략 18 n ㎛이다. 스페이서 층의 최소 두께는 높은 정보 밀도, 즉 정보 단위당 낮은 비용을 갖는 기록 캐리어와, 적절히 스캐닝될 수 있는 정보 층들을 제공한다.
본 시스템의 바람직한 실시예에서, 스페이서 층의 두께는 스페이서 층의 굴절률과 포커스 서보시스템의 S 곡선의 피크-피크 거리를 곱한 값의 4배보다 작다. 보다 두꺼운 두께는 기록 캐리어의 정보 밀도의 불필요한 감소를 제공한다. 두께는 바람직하게는 스페이서 층의 굴절률과 피크-피크 거리를 곱한 값의 대략 2 배이다.
본 발명의 제 2 측면은 정보 층들의 스택의 최대 두께에 관한 것이다. 유럽 특허 출원 제 0,517,491 호는 다층 기록 캐리어의 정보 층들을 판독하는 장치를 구비한 정보 기억 시스템을 공개하고 있다. 이 장치에는, 기록 캐리어의 재료를 통과할 때 상기 장치의 조사 빔에 의해 초래되는 구면 수차를 보상하는 조정가능 구면 수차 보상기가 제공된다. 정보 층들이 기록 캐리어에서 서로 다른 높이로 위치되므로, 상기 장치는 각 정보 층에 대해 보상기의 특정 세팅(setting)을 사용한다. 이 공지된 정보 기억 시스템의 단점은 각 정보 층에 대해 별개의 보상이 존재해야 한다는 것이다. 이를 실현할 수 있는 보상기는 복잡하고 값이 매우 고가이다. 따라서, 정보 단위당 기록 캐리어의 비교적 낮은 비용은 비교적 고가인 스캐닝 장치에 의해 상쇄된다.
본 발명의 제 2 측면에 따라, 정보 기억 시스템은, 포커싱 수단이 조사 빔에 고정된 스택 관련 구면 수차를 도입하여, 조사 빔이 정보 층들의 스택의 높이의 대략 1/2에 포커싱될 때 그 조사 빔에 의해 초래되는 구면 수차를 보상하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 측면은, 단일의 일정하고 적합하게 선택된 구면 수차 보상을 이용하면서도 정보 층들의 스택이 만족스럽게 보정된 스캐닝 스폿에 의해 스캐닝될 수 있다는 사실에 기초한다. 구면 수차는 공지된 시스템에서와 같이 각 정보 층에 대해 더 이상 개별적으로 보상되지 않으므로, 포커싱 수단이 보다 간단해질 수 있어 스캐닝 장치의 비용이 감소된다. 조사 빔이 통과하는 재료의 두께의 함수로서 포커싱된 조사 빔에 의해 초래되는 구면 수차는 매우 넓은 두께 범위에 대해 충분히 작은 것으로 나타나며, 그 범위는 조사 빔이 양호하게 보상되는 두께 주위에 대칭적으로 위치된다. 스캐닝 스폿이 스택의 높이의 약 1/2에서 실질적으로 구면 수차가 없도록 하는 방식으로 조사 빔을 보상함으로써, 상기 범위 내에 위치된 정보 층들을 충분히 낮은 구면 수차로 상기 1/2 높이의 양쪽에서 스캐닝하는 것이 가능하다. 이는 구면 수차에 대해 한번 보상된 스캐닝 빔에 의해 정보 층들의 스택을 스캐닝할 수 있는 가능성을 제공한다. 이때, 단일 스택을 가진 기록 캐리어를 스캐닝하는데 적합한 장치는 단일의 고정된 구면 수차 보상만을 필요로 한다. 이 보상은 상기 장치 내에 이미 존재하는 구성 요소, 예컨대 포커싱 수단의 대물 렌즈에서 이루어질 수 있으므로, 장치의 구성이 매우 간단해진다. 본 발명에 따른 매우 간단한 구면 수차 보상은 스캐닝 장치의 비용을 감소시킨다. 본 발명의 제 2 측면의 특징이 본 발명의 제 1 측면에 따른 특정 최소 정보 층 거리를 가진 정보 기억 시스템에서 수행되는 이점이 있지만, 본원은 이에만 국한되는 것은 아니다.
기록 캐리어의 가로지른 재료 두께로 인한 구면 수차가 재료의 굴절률 및 조사 빔의 수치 개구(numerical aperture)에 좌우되기 때문에, 충분히 작은 구면 수차의 위에서 언급한 범위의 크기도 이들 파라미터들에 좌우되게 된다. 최외측 정보 층들의 높이는 보정 스캐닝을 위해 그 범위 내에 있어야 하므로, 스택의 최대 두께는 바람직하게는 스택의 재료의 굴절률 및 포커싱 수단의 수치 개구의 함수이다.
정보 층을 충분한 품질로 스캐닝할 수 있는 충분히 작은 구면 수차 범위의크기는 스캐닝 장치에 의해 결정된 스캐닝 스폿의 품질의 허용가능한 열화에 의해 결정된다. 이 열화는 기록 캐리어로부터 유입되는 조사 빔으로부터 도출되는 전기 신호들의 덜 만족스러운 검출을 초래한다. 특정 정보 기억 시스템에 대해 최대로 허용 가능한 열화는 스캐닝 스폿의 Strehl 세기로 표현될 수 있다. 이 Strehl 세기는 스캐닝 스폿의 조사 분포(radiation distribution)의 규준화된 최대 세기이다. 수차들이 존재하지 않으면 Strehl 세기는 1이고, 수차들이 크면 Strehl 세기는 0으로 되어 간다. 구면 수차로 인한 Strehl 세기의 최대로 허용 가능한 감소값이 r로 주어지면, 그 범위의 크기는 r에 좌우되고 스택의 최대 두께도 바람직하게는 r에 좌우된다.
스택의 두께는 바람직하게는 다음 식에 의해 정의된 값(2d)보다 작다.
여기서, n은 스페이서 층들의 굴절률이며, λ는 조사 빔의 진공 파장이고, NA는 포커싱 수단의 수치 개구이다. 정보 층들이 정보 층들의 굴절률에 의해 빔이 크게 영향을 받을 정도의 두께를 가지는 경우, 파라미터 n은 스페이서 층들의 굴절률 대신에 스페이서 층들 및 정보 층들의 굴절률들의 가중 평균이어야 한다. 스페이서 층들의 굴절률들 및/또는 정보 층들의 굴절률들이 다르면, 파라미터 n은 이들 서로 다른 굴절률들의 가중 평균이어야 된다.
정보 층들이 투명 기판을 통해 스캐닝되면, 이 기판에서 생기는 구면 수차도 포커싱 수단에서 보상되어야 한다. 일반적으로, 기판은 기판의 특정 두께 허용 오차 내에서 작은 두께 변화들을 갖는다. 공칭 두께를 가진 기판으로 인한 구면 수차가 보상되면, 두께 변화들은 조사 빔에 보상되지 않은 구면 수차를 초래한다. 이 과도한 구면 수차는 정보 기억 시스템의 위에서 언급된 최대 허용가능 구면 수차의 일부를 취하며, 따라서 상기 스택에서 초래되는 허용가능 구면 수차가 감소된다. 기판을 통한 스캐닝을 실현하고 과도한 구면 수차를 고려하는 본 발명에 따른 정보 기억 시스템은, 스택의 두께가 2d에서 기판의 두께 허용 오차를 뺀 값보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 광 기록 캐리어의 정보 층들을 스캐닝하는 장치에 관한 것으로, 상기 장치에는, 조사원과, 상기 조사원으로부터의 조사 빔을 별개의 정보 층들 상의 스캐닝 스폿에 선택적으로 포커싱하는 포커싱 수단과, 상기 스캐닝 스폿의 위치를 제어하는 서보시스템이 제공되며, 이 시스템은 감광면을 가진 검출 시스템을 구비한다. 현재 스캐닝되지 않은 정보 층들은 감광면 상에 비교적 큰 디포커(defocuse)된 기생적(parasitic) 조사 스폿을 초래하여 크로스토크를 야기한다. 상기 스캐닝 스폿의 축 위치를 제어하는 서보시스템, 즉 포커스 서보시스템은 크로스토크에 의한 영향을 받는다. 포커스 에러 신호 상의 크로스토크를 최소화하기 위해서는, 포커스 검출 시스템의 감광면은 작아야 한다. 그러므로, 본 발명에 따라, 장치는, 조사 빔이 스캐닝될 정보 층 상에 최적으로 포커스될 때, 감광면이 기록 캐리어로부터의 조사에 의해 상기 감광면 상에 형성되는 조사 스폿의 직경의 3 배보다 작은 최대 치수를 가진 것을 특징으로 한다. 그러나, 감광면은 만족스러운 포커스 에러 신호를 발생하게 할 수 있도록 특정의 최소 치수를 갖는다. 그러므로, 이 최소 치수는 바람직하게는 상기 스폿의 직경보다 1.5 배보다 크다. S 곡선의 위에서 언급된 8㎛ 피크-피크 거리는 그와 같은 포커스 검출 시스템에 의해 실현될 수 있다. 감광면의 최대 치수는 바람직하게는 상기 조사 스폿의 직경의 2 배와 대략 동일하다. 감광면 상에 입사하는 조사의 정도를 제한하는 다이어프램(diaphragm)을 상기 조사 빔에 배치함으로써 상기 치수 요건에 부합하면서 비교적 큰 감광면을 가진 검출 시스템을 사용하는 것이 가능하다. 포커스 에러 신호들간의 크로스토크의 결과적인 감소는 정보 층들간의 최소 거리를 감소시키는 것을 가능하게 한다.
일반적으로, 기록 캐리어들을 스캐닝하는 장치에는, 조사 빔의 스캐닝 스폿이 기억된 정보가 배열되는 정보 층 트랙들을 스캐닝하도록 트랙킹 서보시스템이 제공된다. 이와 같은 서보시스템은 또한 스캐닝 스폿에 인접하여 배치된, 현재 스캐닝되지 않는 정보 층들로 인한 크로스토크에 의해 영향을 받는다. 이 영향을 최소화하기 위하여, 트랙킹 검출 시스템의 감광면은 바람직하게는 조사 빔이 정보 층들 중의 하나의 정보 층 상에 최적으로 포커싱될 때 트랙킹 검출 시스템 상의 조사 스폿의 직경의 3배보다 작은 최대 치수를 갖는다. 최소 치수는 바람직하게는 적절한 검출을 위하여 상기 스폿의 직경보다 크다. 이 최소값은, 스캐닝 스폿이 정보 층 상에 포커싱될 때에만 트랙킹 서보시스템이 동작하는 것이 필요하기 때문에, 포커스 검출 시스템에 대하여 위에서 언급된 최소값보다 작으며, 이에 의해 상기 검출 시스템 상에 비교적 작은 스폿이 발생되고, 반면에 상기 포커스 서보시스템은 스캐닝 스폿이 정보 층 상에 적절히 포커싱되지 않을 때에도 동작해야 하며, 이에의해 인-포커스(in-focus) 스폿보다 큰 스폿이 생성된다. 이와 같은 장치는 특히, 본 발명의 제 1 측면 및 제 2 측면에 따른 기억 시스템에서의 집적에 적합하다.
일부 종류들의 스캐닝 장치에는, 조사 빔으로부터 2 개의 서보 빔들과 하나의 메인 빔을 발생하기 위하여 조사원과 포커싱 수단 사이의 광 경로에 위치된 분할 수단이 제공되며, 상기 2 개의 서보 빔들은 트랙킹 에러 신호를 발생하는데 사용된다. 본 발명에 따라, 트랙킹 에러 신호들의 크로스토크는, 메인 빔의 전력이 서보 빔들의 각각에서의 전력의 6배보다 작도록, 바람직하게는 4 배가 되도록 선택함으로써, 그와 같은 장치에서 감소될 수 있다. 크로스토크는, 현재 주사되지 않는 정보 층에 의해 반사되어 서보검출 시스템 상에 입사되는 메인 빔의 기생적 조사에 의해 야기되는 것으로 나타났다. 본 발명에 따른 장치에서, 서보 빔들에서의 조사의 양은 트랙킹 서보 시스템의 감광 검출기들의 위치에서의 메인 빔의 기생적 조사의 양보다 크다. 이것은 기생적 조사의 영향, 따라서 크로스토크를 감소시키며, 이에 의해 보다 작은 스페이서 두께가 허용된다.
본 발명은 또한 기록 캐리어의 서로 다른 높이들의 복수의 정보 층들을 가진 광 기록 캐리어에 관한 것으로, 상기 정보 층들은 스페이서 층들에 의해 분리되며, 상기 기록 캐리어는 고정된 구면 수차 보상을 이용하는 포커싱된 조사 빔에 의해 판독되는 것이 적합하다. 본 발명에 따라, 기록 캐리어는 최고 정보 층과 최저 정보 층간의 거리(2d)가 다음 식보다 작은 것을 특징으로 한다:
여기서, n은 스페이서 층들의 굴절률이며, λ는 포커싱된 조사 빔의 진공 파장이고, NA는 포커싱된 조사 빔의 수치 개구이고, r은 0.05이다. 빔의 수치 개구는 진공(vacuo)에서 빔의 1/2 에이펙스 각(apex angle)의 사인(sine)과 동일하다. 이와 같은 기록 캐리어는 비교적 값싼 스캐닝 장치에 의해 스캐닝될 수 있고, 이에 의해 정보 기억 시스템의 비용이 감소된다.
스캐닝 스폿의 품질에 엄격한 요건들이 부과된 시스템은 스택의 높이가 이전의 단락에 나타낸 높이보다 작은 기록 캐리어를 필요로 한다. 본 발명에 따라, 이와 같은 기록 캐리어는 r의 값이 0.01인 것을 특징으로 한다.
이제, 본 발명이 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명된다.
여러 도면들에서의 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소들을 참조한다.
도 1은 본 발명에 따른 광학 정보 기억 시스템을 나타낸다. 이 시스템은 투명 스페이서 층들(6, 7)에 의해 분리된 3 개의 정보 층들(3,4,5)의 스택(2)을 가진 다층 광 기록 캐리어(1)를 구비하고 있다. 각각의 정보 층은 이 정보층 상에 입사되는 조사 빔의 적어도 일부분을 반사시키며, 반면에 층들(3,4)은 이 층들 상에 입사되는 조사 빔의 적어도 일부분을 투과시킨다. 각각의 정보 층은, 도면의 평면에 수직이고 정보 층(3)에 대해서만 나타낸 평행 트랙들(8)을 갖는다. 정보는 트랙들(8) 사이에 또는 상기 트랙들(8)에 광학적으로 판독 가능한 영역들(도시되지 않음)로서 저장될 수 있다. 상기 판독가능 영역들은, 정보 층 내의 피트들(pits) 또는 범프들(bumps)과, 주변(surroundings)과는 다른 반사율 또는 자화 방향을 가진 영역을 구비할 수 있다. 상기 시스템은 정보 층들을 스캐닝하는 장치(10)를 구비하고 있다. 이 장치는 조사 빔(12)을 발생하는 조사원(radiation source)(11), 예컨대 다이오드 레이저를 구비하고 있다. 빔 스플리터(beam splitter)(13), 예컨대 부분적으로 투명한 미러(mirror)가 정보 층들 중의 하나의 정보 층(3 또는 4 또는 5) 상의 스캐닝 스폿(15)에 빔을 포커싱하는 포커싱 수단(14), 예컨대 대물 렌즈쪽으로 빔을 보낸다. 정보 층에 의해 반사되는 조사 빔의 일부가 대물 렌즈(14)와 빔 스플리터(13)를 경유하여 검출 시스템(16)에 보내진다. 기록 캐리어(1)가 스캐닝 스폿(15)에 대해 이동될 때, 스캐닝 스폿은 정보 층들의 평면 내에서 정보 층들 중의 하나의 정보 층의 트랙을 스캐닝하게 된다. 정보 층에 의해 반사된 조사 빔은 정보 층에 저장된 정보에 의해 변조되게 되며, 이 변조된 신호는 검출 시스템(16)에 의해 검출될 수 있다. 검출 시스템 및 전자 처리 회로(17)는 상기 변조된 신호를, 기록 캐리어로부터 판독된 정보를 나타내는 전기 정보 신호(Si)로 변환한다. 스캐닝 스폿(15)은, 대물 렌즈(14)의 광 축을 따라 스폿의 위치를 변화시킴으로써, 예컨대 상기 대물 렌즈의 축 위치를 변화시키거나 상기 장치의 모든 광학 요소들, 즉 조사원, 빔 스플리터, 대물 렌즈 및 검출 시스템의 위치를 변화시킴으로써, 다른 정보 층 상에 위치될 수 있다.
장치(10)에는, 스캐닝 스폿(15)에 대하여 정보 층이 이동하는 동안에 스캐닝 스폿(15)이 정보 층 상에 적절하게 포커싱되는 것을 유지하기 위하여 포커스 서보시스템이 제공된다. 포커스 에러 신호(Sf), 즉 스캐닝 스폿과 정보 층 사이의 축 거리를 나타내는 신호는 미국 특허 제 4,023,033 호에 공지된 소위비점수차법(astigmatic method)에 의해 얻어질 수 있다. 이 때문에, 검출 시스템(16)의 감광면은 도 2에 도시된 바와 같이 4 개의 4분면들(16a, 16b, 16c, 16d)로 분할되며, 각각의 4분면은 처리 회로(17)에 접속된다. 정보 신호(Si)는 4분면들의 신호들을 합산함으로써 4개의 4분면으로부터 도출될 수 있다. 포커스 에러의 적절한 검출을 위하여, 장치(10)는 예컨대, 빔 스플리터(13)에 의해 검출 시스템(16) 상에 입사되는 조사 빔의 비점수차를 도입한다. 따라서, 검출 시스템(16) 상의 조사 스폿의 형상은, 정보 층 상에 그리고 정보 층 위에 각각 초점이 맞은, 정보 층 아래의 스캐닝 스폿에 대한 도 2에 도시된 형상들(18, 19, 20) 간의 포커스 에러의 함수로서 변화한다. 포커스 에러 신호들(Sf)은 대향되는 4분면들로부터의 신호들을 2 개의 합 신호들과 합산함으로써 그리고 2 개의 합 신호들의 차 신호를 형성함으로써 도출될 수 있다. 포커스 에러 신호(Sf)는 서보 전자 회로를 구비하는 포커스 서보 회로(21)의 입력으로서 사용된다. 포커스 서보 회로(21)의 출력은 대물 렌즈(14)의 축 위치를 변화시킬 수 있는 선형 모터(22)를 제어하는데 사용되며, 그에 의해 포커스 에러에 영향이 미친다.
상기 장치(10)에는 또한, 정보 층의 트랙 상에 스캐닝 스폿(15)을 유지하기 위하여 래디얼(radial) 서보시스템이 제공된다. 래디얼 에러 신호(Sr), 즉 스캐닝 스폿(15)의 중앙과 스캐닝될 트랙(8)의 중앙선간의 거리를 나타내는 신호는, 예컨대 미국 제 3,876,842 호에 공지된 이른바 2-빔 법(two-beam method)에 의해 얻어질 수 있다. 이 때문에, 상기 장치(10)에는, 분할 수단, 예컨대 조사 빔(12)에 위치된 그레이팅(grating)(23)이 제공된다. 상기 그레이팅은 빔(12)을 +1차 빔, -1차 빔 및 0 차 빔, 즉 제 1 트랙킹 빔(24), 제 2 트랙킹 빔(25) 및 메인 빔(26)으로 분할한다. 명료성을 위하여, 상기 제 1 트랙킹 빔과 메인 빔의 전체 경로들만이 도시되어 있다. 2 개의 트랙킹 빔들과 메인 빔은 대물 렌즈(14)에 의해, 스캐닝될 정보 층, 즉 도 1에 주어진 상황의 경우의 정보 층(3) 상의 3 개의 스폿들에 포커싱된다. 대물 렌즈(14)의 위치에서의 트랙킹 빔(24)의 위치와 메인 빔(26)의 위치간의 도 1의 시프트는 명료성을 위해 확대되었다. 도 3은 래디얼 트랙킹 에러들이 없는 경우 정보 층(3) 상에 형성된 3 개의 스폿들의 위치들을 나타낸다. 트랙 피치 또는 트랙 주기는 q이다. 트랙(27)은 스캐닝 스폿이 현재 추종해야 하는 트랙이다. 제 1 및 제 2 트랙킹 빔들은 트랙킹 스폿(28)과 트랙킹 스폿(29)을 각각 형성한다. 메인 빔(26)에 의해 형성된 스캐닝 스폿(15)은 트랙(27) 상에 위치한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 트랙킹 에러가 없으면, 트랙킹 스폿과 트랙(27)의 중앙선 간의 거리는 xo이다. xo의 값은 래디얼 트랙킹 에러 신호가 트랙킹 빔들의 조사로부터 도출되는 방식에 따라 좌우된다. 통상적인 값은 q/4, q/2, 3q/4이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 정보 층에 의해 반사되는 2 개의 트랙킹 빔들(24, 25)의 조사 빔은 대물 렌즈(14)와 빔 스플리터(13)를 경유하여 검출 시스템들(30, 31)에 각각 전송된다. 검출 시스템들(30, 31)은, 검출 시스템들(30, 31)로부터의 두 신호들을 감산함으로써 래디얼 에러 신호(Sr)를 도출하는 처리 회로(17)에 접속된다. 래디얼 에러 신호(Sr)는 서보 전자 회로들을 구비하는 래디얼 서보 회로(32)의 입력으로서 사용된다. 회로(32)의 출력은 대물 렌즈의 횡 방향 위치를 변경할 수 있는 선형 모터(22)를 제어하는데 사용되며, 그에 의해 래디얼 에러에 영향이 미친다.
일반적으로, 메인 빔(26)이 포커싱되는 정보 층에 가까운 정보 층들의 존재는, 도 4를 참조하여 설명되는 바와 같이 크로스토크의 형태로 포커스 에러 신호(Sf)에 영향을 준다. 도 4는 포커스 에러 신호(Sf)를 스캐닝 스폿(15)의 축 변위(z)의 함수로서 나타낸다. 곡선(35)은 정보 층(3)으로 인한 이른바 S 곡선이다. 이 곡선은 두 극단들(36,37), 및 이 극단들 간의 제로크로싱(38)을 나타낸다. 스캐닝 스폿이 제로 크로싱(38)에 의해 나타내어지는 축 위치에 있을 때, 스캐닝 스폿은 정보 층(3)의 평면 내에 있다. 이 층의 스캐닝 동안에, 검출 시스템(16), 처리 회로(17), 포커스 서보 회로(21) 및 선형 모터(22)를 구비하는 포커스 서보시스템은 스캐닝 스폿을 제로 크로싱(38)에 유지하는 것을 시도하게 된다. 동시에, 인접하는 정보 층(4)이 또한 S 곡선(39)을 가진 포커스 에러 신호를 발생하여, S 곡선(35) 상에 크로스토크를 야기한다. 전체 포커스 에러 신호는 여러 정보 층들의 S 곡선들의 합이다. S 곡선(39)은 S 곡선(35)의 제로크로싱에서 오프셋을 초래하여, 결국 제로-크로싱(38)의 위치와는 다른 z 위치에서 전체 포커스 에러 신호의 제로 크로싱을 초래한다. 스캐닝 스폿(15)은 정보 층에 위치하지 않고 정보 층들(3, 4) 사이의 중간 위치에 위치한다. 오프셋은 정보 층들(3, 4) 사이의 간격을 증가시킴으로써, 즉 S 곡선들(35, 39)간의 거리를 증가시킴으로써 회피될 수 있다. S 곡선들의 근접은 곡선의 형태에서 비대칭을 초래하며, 이것은 결국 포커스 서보시스템의 포착(capturing) 문제들을 야기할 수 있다. S 곡선들간의 간격은, 상기 오프셋 및 비대칭을 회피하기 위하여, 바람직하게는 S 곡선의 피크-피크 거리(Sp)의 적어도 4배로서 취해져야 한다. 정보 층들간의 관련된 최소 거리는 4 n SP이며, 여기서 n은 두 정보 층들 사이의 스페이서 층(6)의 굴절률이다. 최대 거리는 기록 캐리어의 높은 정보 밀도를 위해 바람직하게는 8 n Sp이다.
본 발명에 따른 장치의 일실시예에서, 정보 층들 간의 최소 거리는 포커스 에러 신호들의 크로스토크를 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 이 크로스토크는, 이전의 문단에서 설명된 바와 같이, 검출 시스템(16) 상에 입사되는, 현재 주사되지 않은 정보면들로부터의 조사 빔으로 인한 것이다. 현재 주사되지 않은 정보면들은 스캐닝 스폿(15)의 평면에 놓이지 않기 때문에, 그 면들로부터의 조사는 검출 시스템(16) 상에서 초점이 맞지 않게 되며, 따라서 검출 시스템의 감광면 상에 비교적 큰 조사 스폿을 형성한다. 검출 시스템(16)의 감광면은 도 2의 소자(16)의 외부 직사각형에 의해 구속된다. 본 발명에 따른 장치의 일실시예에서, 감광면의 크기는 종래 장치들에서보다 작아진다. 감광면의 최대 치수는, 바람직하게는 조사 빔이 정보 층 상에 최적으로 포커싱될 때 상기 감광면상에 형성되는 조사 스폿의 직경의 3배보다 작다. 이때, 스캐닝되지 않은 정보 층들로부터의 조사의 영향은 매우 적고, 따라서 또한 크로스토크도 작아진다. 감광면의 최대 치수는 바람직하게는 조사 스폿의 상기 직경의 1.5 배보다 크며, 이는 보다 작은 치수는 도 2의 형상들(18, 20)에서 조사의 일부분이 감광면 밖으로 향하게 하여, 포커스 에러 신호의 크기뿐만 아니라 Sp의 값을 감소시키기 때문이다. 도 2의 검출 시스템(16)의 경우에, 이것은 바람직하게는 장방형 감광면의 대각선의 길이가 형상(19)의 직경의 1.5 배와 3 배 사이의 범위에 있음을 의미한다. 30㎛의 스폿 직경은 결국 45 내지 90㎛의 대각선 범위, 바람직하게는 60㎛의 값을 초래한다. 조사 스폿의 직경은 비점수차 포커싱 법을 이용할 때 이른바 최소 컨퓨젼 원(circle of least confusion)의 직경이다. 다른 조사 스폿들의 경우에, 직경은 스폿의 에너지의 90 %를 둘러싸는 원의 직경이다.
S 곡선에 대한 소형 검출 시스템(16)의 효과는 도 4에 파선들로 표시되어 있다. 각각의 S 곡선의 전체 폭은 Sp의 길이의 2 배보다 작게 감소되고, 이에 의해 S 곡선(35) 상의 S 곡선(39)의 크로스토크도 감소된다. 정보 층들의 최소 거리는 이제 현재 1.5 n Sp까지 감소될 수 있다. 최대 거리는 바람직하게는 3 n Sp이다. 그 범위 내의 바람직한 거리는 2 n Sp이다. 피크-피크 거리가 12㎛이고 스페이서 층들의 굴절률이 1.56일 때, 스페이서 층의 두께는 바람직하게는 28㎛과 56㎛ 사이이고, 바람직한 값은 37㎛이다. 다층 기록 캐리어들을 스캐닝하기 위해 특별히 설계된 포커스 서보시스템은 8㎛의 피크-피크 거리를 갖는다. 이것은, 검출 시스템(16) 상에 입사되는 조사 빔의 수치 개구를 증가시켜 이 빔에 적절한 양의 비점 수차를 도입함으로써, 달성될 수 있다. 상기 8 ㎛ 피크-피크 거리 및 1.56의 굴절률은 19㎛에서부터 37㎛까지의 바람직한 두께 범위를 제공한다. 범위들의 하단에서의 크로스토크로 인한 작은 포커스 오프셋은 전자적 오프셋에 의해 보상될 수 있다. 전자적 오프셋의 값은 바람직하게는 스페이서 층들의 두께 및 정보 층들의 반사율에 따라 좌우된다.
상기 설명은 비점수차법에 따른 포커스 서보시스템에 기초하지만, 본 발명은 이 방법에 한정되지 않는다. 본 발명은 S 곡선을 가진 포커스 서보시스템을 구비하는 각각의 시스템에 사용될 수 있다. 그와 같은 서보시스템들의 예들은 Foucault 또는 knife-edge 법을 이용하는 미국 특허 4,533,826 호 및 빔 크기법을 이용하는 일본 특허 출원 60-217,535 호에 공개되어 있다. 분할된 면을 가진 연장된 Foucault 검출기의 경우, 감광면의 최대 치수는 그 분할선에 수직으로 측정된 상기 면의 전체 폭으로서 정의된다.
또한, 스캐닝 스폿에 가까운 스캐닝되지 않은 정보 층의 근접은, 포커스 에러 신호(Sf)에서의 크로스토크와 대략 동일한 방식으로 야기되는 래디얼 에러 신호(Sf)에서의 크로스토크를 초래한다. 현재 스캐닝된 정보 층으로부터 반사되는 두 트랙킹 빔들(24,25)의 조사는 검출 시스템들(30,31)의 각각에 매우 작은 조사 스폿을 제공한다. 현재 스캐닝되지 않은 정보층들로부터 반사되는 조사 빔은 검출 시스템들 상에 비교적 큰 조사 스폿을 제공한다. 그러므로, 검출 시스템들(30, 31)의 크기는 가능한한 크게 감소되어야 한다. 검출 시스템들 각각의 감광면의 대각선의 길이는, 정보 층 상에 최적으로 포커싱된 트랙킹 빔에 의해 형성되는 면 상의 조사 스폿의 직경의 1 배와 3 배 사이의 범위로 하는 것이 바람직하다. 분할선에 의해 분할되는 감광면들은 그 길이를 결정하기 위해 단일면으로서 간주된다.
현재 스캐닝되지 않은 정보 층들로부터 반사되는 메인 빔(26)의 조사는 검출 시스템(16) 상의 중앙에 조사 스폿을 형성한다. 상기 스폿의 크기를 결정하는 스페이서 층들의 두께에 따라, 상기 스폿의 조사는 검출 시스템들(30, 31) 상에 제공될 수 있다. 일반적으로, 메인 빔의 세기는 트랙킹 빔들의 세기보다 매우 크기 때문에, 래디얼 에러 신호에 대한 메인 빔으로부터의 조사의 크로스토크는 상당할 수 있다. 이 크로스토크는 본 발명에 따라 메인 빔의 전력을 트랙킹 빔들 각각의 전력의 6 배보다 작게 선택함으로써 감소된다. 메인 빔의 감소된 전력은 대부분의 정보 층들 내의 정보를 기록 및 소거하기에 충분하다.
래디얼 에러 신호들간의 크로스토크를 감소시키기 위한 상기 2 가지의 조치들은 래디얼 에러 신호를 발생하기 위해 사용되는 방법과는 무관하다. 상기 조치들 중 한가지 또는 두가지 조치가 적용될 수 있는 방법들의 예들로는, 미국 특허 4,057,833 호에 공개된 1-빔 푸쉬풀법, 유럽 특허 출원 0,201,603 호에 공개된 2-빔 푸쉬풀법, 및 미국 특허 3,376,842 호에 공개된 3-빔법을 들 수 있다.
기록 캐리어(1)의 재료를 통과할 때 메인 빔(26)에 의해 초래되는 구면 수차는 그 빔에 다른 부호(sign)의 구면 수차를 도입함으로써 보상될 수 있다. 대물 렌즈(14)는, 기록 캐리어에서 스캐닝 스폿(15)의 특정 높이에서 요구되는 빔의 구면 수차의 양을 도입할 수 있도록 그 대물 렌즈들을 설계함으로써, 보상기로서 기능할 수 있다. 그와 같은 대물 렌즈는 유럽 특허 0 146 178 호(미국 특허 4,668,056 호)에 공지되어 있다. 스캐닝 스폿의 높이가 구면 수차가 보상되는 높이로부터 이탈할 때, 보상되지 않은 구면 수차가 메인 빔에 도입된다. 이것은 스캐닝 스폿의 Strehl 세기의 감소값(r)에 의해 표현될 수 있는 스캐닝 스폿(15)의 감소된 품질을 초래한다. 추가적인 구면 수차의 값은 높이 편차의 기함수(odd function)이며, 결국 다른 세기 분포들을 가진 포지티브 및 네가티브 높이 편차들에 대한 스캐닝 스폿을 초래한다. 이들 상이한 세기 분포들에도 불구하고, 정보 신호(Si)의 품질은 구면 수차의 역 제곱 값(inverse square value)에 좌우되는 것으로 판명되었다. 따라서, 동일한 포지티브 및 네가티브 높이 편차는 정보 신호의 품질의 대략 동일한 감소를 제공한다. 그러므로, 정보 신호의 품질의 작은 감소만을 갖는 두께들의 범위가 존재하며, 이 범위는 조사 빔이 보상되는 두께 주변에 대칭적으로 위치된다. 이 범위의 정도는 시스템에 의해 요구되는 정보 신호의 최소 품질에 의해 결정된다. 또한, 그 정도는 구면 수차로 인한 Strehl 세기의 최대 허용 가능한 감소값(r)에 의해 표현될 수 있다. 일반적으로, 스캐닝 장치의 설계자는 모든 광학 수차들로 인한 Strehl 세기의 감소값에 대해 허용 오차 버짓(tolerance budget)을 갖게 된다. 상기 버짓의 일부분은 구면 수차에 의해 야기되는 감소에 할당되게 된다. 이 부분은 상기 범위의 정도를 결정한다.
본 발명에 따라, 정보 층들의 스택(2)은 정보 신호의 품질의 허용 가능한 감소값을 가진 두께의 범위 내에 위치된다. 상기 스택의 최외곽 정보 층들의 높이가 상기 두께 범위 내에 있을 때, 모든 정보 층들은 잘 보정된 스캐닝 스폿으로 스캐닝될 수 있다. 상기 범위를 최적으로 이용하기 위하여, 구면 수차의 그와 같은 양이, 스택의 높이의 대략 1/2에서 스캐닝 스폿에 실질적으로 구면 수차가 없는 메인 빔에 도입된다. 상기 범위의 정도, 즉 스택(2)의 최대 두께가 2d에 의해 표현되면,
이며, 여기서, n은 스페이서 층들의 굴절률이고, λ는 조사 빔의 진공 파장이며, NA는 대물 렌즈(14)의 수치 개구이다. 상기 시스템이 다음의 파라미터 값들을 가지면, 즉 λ= 780 nm, n = 1.56, NA = 0.52, r = 0.05이면, 2d = 215 ㎛이다. 그러므로, 상기 시스템의 정보 층들의 스택 높이는 최고 215 ㎛이다. 이때, 상기 스택의 모든 정보 층들은 충분하게 보정되는 스캐닝 스폿을 가진 장치에 의해 스캐닝될 수 있다. 이 장치가 37㎛의 정보 층들의 관련 최적 거리로 12㎛의 S 곡선의 피크-피크 거리를 가지면, 스택은 5 개의 정보 층들을 포함할 수 있다.
도 5는 투명 기판(41)을 구비하는 기록 캐리어(40)를 나타낸다. 기판은 한쪽 면에 메인 빔(26)이 입사되는 입사면(42)을 갖고 있고, 다른쪽 면에 정보 층들(3,4, 5)을 구비한 스택(2)을 갖고 있다. 메인 빔은 공칭 두께를 가진 기판에 의해 그리고 스택(2)의 1/2 두께에 의해 도입되는 구면 수차에 대해 보정된다. 상기 기판의 두께 변화들로 인한 추가적인 구면 수차가 상기 스택의 최대 두께를 감소시킨다. 상기 세트의 파라미터 값들, 기판의 100㎛의 피크-피크 두께 허용 오차, 및 기판의 재료의 1.56의 굴절률에 대하여, 상기 스택의 최대 두께는 215-100 = 115 ㎛로 주어진다. 이 스택은 5개의 정보 층들 대신에 3 개의 정보 층들을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같은 기록 캐리어를 갖는 본 발명에 따른 시스템(이 시스템은 구면 수차에 대해 보다 작은 허용 오차를 가짐)의 다른 예는 파라미터 값들, 즉 λ= 635 nm, n =1.56, NA = 0.52, Sp= 8㎛, r = 0.01 및 40㎛의 기판의 두께 허용 오차를 갖는다. 이때, 그 범위의 정도 2d는 78㎛이고, 기록 캐리어의 스택의 최대 두께는 78-40 = 38㎛이다. 스택의 정보 층들의 최적의 간격 2 n SP는 25㎛이다. 그러므로, 상기 스택은 2 개의 정보 층들을 포함할 수 있다. 상기 층들의 근접으로 인한 크로스토크를 더욱 감소시키기 위하여, 간격은 기록 캐리어에 저장될 정보의 최대량에 영향을 주지 않고 38㎛로 증가될 수 있다. 이와 같은 기록 캐리어의 정보 층들은 구면 수차의 단일의 고정 보상을 가진 장치에 의해 스캐닝될 수 있다.
하나 또는 그 이상의 스페이서 층들의 굴절률은 1일 수 있으며, 즉 스페이서는 에어 층(air layer)이다. 일예로서, 도 5의 스페이서 층(6)은 1의 굴절률을 가질 수 있다. 이때, 기록 캐리어(40)는, 예컨대 기판의 엠보싱(embossed) 표면인 정보 층(3) 및 스페이서 층(7)을 형성하는 플레이트(plate)의 두 면인 정보 층들(4, 5)을 가진 기판(42)을 구비한다. 상기 플레이트와 기판은 도면에 도시되지 않은 스페이서 링들(spacer rings)에 의해 필요한 거리에 유지된다. 상기 식으로부터, 에어 스페이서는 구면 수차에 기여하지 않음은 명백하다. 그러므로, 이때, 스택(2)의 최대 두께는 스페이서 층(7)의 굴절률 및 스페이서 층(6)의 두께를 이용하여 상기 식으로부터 계산되는 2d의 값의 합과 동일하며, 필요한 경우 기판의두께에 관한 허용 오차만큼 감소된다. 고체 스페이서 층을 에어 층으로 대체하면 스택에서의 정보 층들의 가능한 수가 1만큼 증가한다.
상기 기판의 굴절률이 스페이서 층들의 굴절률과 동일하지 않으면, 상기 기판의 부가적인 최대 구면 수차가 먼저 계산되어야 하고, Strehl 세기의 결과적인 감소값은 구면 수차로 인한 최대 허용 감소값으로부터 감산되어야 한다. 나머지 감소값은 스택의 최대 두께를 계산하는데 사용될 수 있다.
기록 캐리어에는, 여러 스택들의 정보 층들이 제공될 수 있다. 이 층들을 스캐닝하는 장치에는, 조정가능 구면 수차 보상기가 제공되어야 하며, 이 보상기는 층들의 각각의 스택에 대해 보상을 위한 한가지 세팅(setting)만을 필요로 한다.
단일 구면 수차 보상을 가진 정보 층들의 스택을 스캐닝하는 특징은 정보 층들의 최소 거리의 특징과 유리하게 조합될 수 있다. 최소 거리의 감소는 특정 두께의 스택에 적합한 정보 층들의 수를 증가시킨다. 그러므로, 이와 같은 감소는 단일 보상으로 스캐닝될 수 있는 정보 층들의 수 및 기록 캐리어의 정보 밀도를 증가시킨다. 이에 의해, 고밀도 기록 캐리어 및 비교적 낮은 비용의 스캐닝 장치가 제공된다. 그러나, 본 출원은 이 두 특징들의 조합에만 한정되지 않는다. 일예로서, 상기 제 1 특징을 이용하고 상기 제 2 특징을 이용하지 않는 시스템은 2 개의 조사 빔들로 기록 캐리어를 스캐닝한다. 제 1 빔의 스캐닝 스폿은 정보 층에 의해 안내되는 반면에, 제 2 빔의 스캐닝 스폿의 위치는 제 1 스캐닝 스폿에 결합되어,하나 또는 그 이상의 다른 정보 층들을 스캐닝한다. 그러므로, 서보 에러 신호들간에 크로스토크는 존재하지 않으며, 따라서 정보 층들의 거리가 감소된다. 스택의 높이는 상기 제 1 특징에 따른 상기 제 2 빔에 의해 초래되는 구면 수차에 의해 제한된다. 상기 제 2 특징을 이용하고 상기 제 1 특징을 이용하지 않는 시스템의 일예는 각 정보 층에 별개의 보상을 제공하는 구면 수차 보상기를 구비한다. 정보 층들간의 최소 거리는 포커스 및/또는 트랙킹 서보 시스템들에 대한 에러 신호들 상의 크로스토크에 의해 결정되는 반면에, 정보 층들의 스택의 최대 높이에 대한 요건은 존재하지 않는다.

Claims (2)

  1. 광 기록 캐리어의 정보층들을 스캐닝하는 장치로서,
    상기 장치에는,
    조사원(radiation source)과,
    상기 조사원으로부터의 조사 빔을 개별적인 상기 정보 층들 상에 선택적으로 포커싱하는 포커싱 수단과,
    감광면을 가진 검출 시스템을 구비하는 포커스 서보 시스템이 제공되고,
    상기 감광면은, 조사빔이 스캐닝될 정보층 상에 최적으로 포커싱될 때, 상기 기록 캐리어로부터의 조사에 의해 상기 감광면 상에 형성되는 조사 스폿의 직경의 1.5배와 3 배 사이의 최대 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치에는,
    상기 조사 빔으로부터 1 개의 메인빔과 2 개의 서보빔들을 발생하기 위해 상기 포커싱 수단과 상기 조사원 사이의 광 경로에 위치된 분할 수단이 제공되고,
    상기 메인 빔의 전력은 상기 서보 빔들의 각각의 전력의 6 배보다 작은 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625609A (en) * 1995-03-13 1997-04-29 International Business Machines Corporation Multiple data layer optical disk drive system with fixed aberration correction and optimum interlayer spacing
JPH1011786A (ja) * 1996-06-21 1998-01-16 Pioneer Electron Corp 情報記録媒体の再生用ピックアップ装置
JP2002025098A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 Pioneer Electronic Corp ピックアップ装置
JP4242108B2 (ja) 2001-06-04 2009-03-18 パナソニック株式会社 光ピックアップヘッドおよび情報記録再生装置
ATE356407T1 (de) * 2003-08-26 2007-03-15 Koninkl Philips Electronics Nv Optische scan-einrichtung
CN100437783C (zh) * 2004-01-19 2008-11-26 皇家飞利浦电子股份有限公司 物镜
JP2006073053A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Tdk Corp 光記録媒体
JP4205084B2 (ja) * 2005-08-26 2009-01-07 シャープ株式会社 光ピックアップ
JP2009536421A (ja) * 2006-05-05 2009-10-08 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 多層光ディスクからの情報の改善された読出し／書込み

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0638291B2 (ja) * 1987-06-22 1994-05-18 三菱電機株式会社 光学式情報記録再生装置
NL9002841A (nl) * 1990-12-21 1992-07-16 Philips Nv Werkwijze en inrichting voor het langs optische weg inschrijven, uitlezen, en wissen van een meervlaks registratiedrager, en registratiedrager geschikt voor deze werkwijze en inrichting.
TW221074B (ko) * 1991-05-10 1994-02-11 Philips Nv
US5202875A (en) * 1991-06-04 1993-04-13 International Business Machines Corporation Multiple data surface optical data storage system
CN1029805C (zh) * 1991-06-04 1995-09-20 国际商业机器公司 多数据表面数据存贮系统和方法
EP0605924B1 (en) * 1993-01-04 1999-06-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multiplane information storage system and record carrier for use in such a system

Also Published As

Publication number Publication date
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