KR100759958B1 - Read/write device for optical memory and method therefore - Google Patents
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Abstract
본원에는 광 저장 매체(11)에 정보를 판독/기록하기 위한 소형화가능한 장치 및 방법이 기재되어 있다. 장치는 액세스 유닛(10)과 관련된 하나 이상의 광원들(12)을 포함하며, 상기 액세스 유닛(10)은 광비임들(21,22)이 광 저장 매체를 향해 가로 방향으로 투과되며 반사된 광비임들(33)이 검출기 요소(18,26)에 의해 분석되는 위치로 제어가능하게 이루어지며, 상기 검출기 요소(18,26)는 또한 광비임들이 초점에 있고 트랙 상에 있게 하도록 움직이거나 또는 그대로 위치하는 지를 상기 액세스 유닛에 통지한다. 본 발명에 따른 장치는 감소된 부품 개수 및 얇은 액세스 유닛의 기학학적 구조들에 기인하여 크기가 작고 중량이 적게 구현하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 통신 장치(80)는 통신 장치들의 초소형 방향을 위한 가장 중요한 요구를 충족시키도록 구현될 수 있다.Described herein are miniaturizable devices and methods for reading / writing information to optical storage medium (11). The apparatus includes one or more light sources 12 associated with the access unit 10, wherein the access unit 10 is a light beam in which the light beams 21, 22 are transmitted transversely and reflected toward the optical storage medium. Are made controllable to the position analyzed by the detector elements 18, 26, the detector elements 18, 26 also being moved or intact so that the light beams are in focus and on the track. The access unit is notified. The device according to the invention is feasible to be small in size and low in weight due to the reduced number of parts and the geometry of the thin access unit. The communication device 80 according to the invention can be implemented to meet the most important requirements for the micro orientation of the communication devices.
Description
본 발명은 광 저장 시스템들의 분야에 관한 것이며, 보다 구체적으로 기술하면 상기 광 저장 매체에서 정보를 판독하고 상기 광 저장 매체 상에 정보를 기록하는 분야에 관한 것이다.The present invention relates to the field of optical storage systems, and more particularly to the field of reading information from and recording information on the optical storage medium.
광 저장 시스템은 광 디스크와 같은 광 저장 매체 및 광 디스크 드라이브 시스템으로 구성되어 있다. 상기 광 디스크 드라이브는 광비임원, 광 비임 분포 시스템 및 상기 광디스크에서 정보를 판독하고 상기 광디스크 상에 정보를 기록하는 광비임 검출 시스템을 지닌다. 상기 광디스크 드라이브들의 판독 및 기록 동작 기능은 종래의 방식대로 광비임이 방사 및 검출 목적으로 상기 광 디스크에 대하여 수직각을 이루게 위치하도록 이루어져 있는 광픽업 유닛(optical pick-up unit; OPU)을 사용함으로써 달성된다. 이러한 유형의 판독 및 기록 동작이 본원에서는 수직 동작으로서 언급된다.An optical storage system consists of an optical disk drive system and an optical storage medium such as an optical disk. The optical disk drive has an optical beam officer, an optical beam distribution system, and an optical beam detection system that reads information from and writes information on the optical disk. The read and write operation function of the optical disc drives is achieved by using an optical pick-up unit (OPU) which is arranged in such a way that the optical beam is positioned at a vertical angle with respect to the optical disc for radiation and detection purposes in a conventional manner. do. This type of read and write operation is referred to herein as a vertical operation.
종래 기술의 광 픽업 유닛들은 레이저 발광 다이오드, 광검출기, 광학 렌즈 및 장치, 예컨대, 판독 및 기록 동작시 적합한 초점 조정 및 트래킹을 위해 상기 렌즈를 위치시키기 위한 보이스 코일(voice coil)을 지니는 것이 전형적이다. 상기 OPU는 모터에 접속되는 슬라이딩 레일(sliding rail) 시스템을 사용함으로써 상기 광 디스크 상에서 데이터 트랙들에 액세스하도록 방사상으로 움직이거나 또는 고정형 OPU는 모터에 접속되는 회전가능하게 배치된 기어형 광 파이프에 접속되어 있다. 상기 광 디스크가 모터를 통해 자신의 중심에 대하여 회전하고 상기 OPU 또는 상기 OPU에 접속된 광 통로 헤드가 상기 광 디스크를 가로질러 방사상으로 움직일 경우, 광 디스크의 데이터 트랙들이 액세스된다.Prior art optical pickup units typically have a laser light emitting diode, photodetector, optical lens and device, such as a voice coil for positioning the lens for proper focusing and tracking during read and write operations. . The OPU moves radially to access data tracks on the optical disc by using a sliding rail system connected to the motor, or a fixed OPU connects to a rotatably arranged geared light pipe connected to the motor. It is. When the optical disk rotates about its center via a motor and the OPU or optical path head connected to the OPU moves radially across the optical disk, the data tracks of the optical disk are accessed.
종래 기술의 광 픽업 유닛들은 상기 광 저장 매체를 향하는 단일 광 비임 경로를 사용하는 것이 전형적이다. 광학용 광 통로들은 광원으로부터 상기 광 디스크의 트랙에 인접한 렌즈 시스템으로 광비임을 지향시키고 상기 광 디스크의 트랙으로부터 상기 광원에 인접한 검출 시스템으로 다시 반사된 광비임을 지향시키기 위한 채널로서 사용된다. 전형적인 실시예에 있어서, 편광 비임용 스플리터(또는 예컨대, 반반사용 미러들을 사용하는 유사한 시스템)는 상기 렌즈 시스템에 광비임을 지향시키는 데 사용된다.Prior art optical pickup units typically use a single optical beam path towards the optical storage medium. Optical light paths are used as channels for directing the light beam from the light source to the lens system adjacent to the track of the optical disk and for reflecting the light beam reflected back from the track of the optical disk to the detection system adjacent to the light source. In a typical embodiment, a polarizing beam splitter (or a similar system using semi-reflective mirrors, for example) is used to direct light beams to the lens system.
종래의 CD 및 DVD 기법이 특허들 및 공개 문헌에 의해 공지되고 폭넓게 다루어진 것으로 간주되기 때문에, 본원에서는 세부적으로 언급되지 않을 것이다. 종래 기술의 광픽업 유닛들에 대한 비-표준 해결 방안들 중 몇몇 예들이 다음과 같은 문서들에 언급되어 있다: 국제공개 특허 제WO 99/00793호, 미국 특허 제4,581,529호, 미국 특허 제5,481,515호, 미국 특허 제5,835,458호 및 미국 특허 제6,256,283호. 최근 종래 기술의 비-표준 고정식 아암 시스템들이 국제공개 특허 제WO 02/059888 A2호 및 국제공개 특허 제WO 02/059887 A2호와 같은 문서들에 언급되어 있다.Since conventional CD and DVD techniques are considered to be known and widely covered by the patents and publications, they will not be discussed in detail herein. Some examples of non-standard solutions to prior art optical pickup units are mentioned in the following documents: WO 99/00793, US Pat. No. 4,581,529, US Pat. No. 5,481,515. , US Pat. No. 5,835,458 and US Pat. No. 6,256,283. Recently, non-standard fixed arm systems of the prior art are mentioned in documents such as WO 02/059888 A2 and WO 02/059887 A2.
종래 기술의 OPU 시스템들과 관련된 제약이 몇가지 존재한다. 가동식 OPU 또는 회전가능하게 배치된 기어형 광학 광 통로 헤드의 무게가 무겁다. 특히, 레이저원은 중량이 많아 나가고 사이즈가 큰 부품이며 레이저원의 무게 중심이 종래 기술의 시스템에서는 가동식 OPU 또는 가동식 광 통로 헤드 상에 존재한다. 상기 가동식 OPU의 중량에 기인하여 트랙 각도 오차에 대한 감도 및 디포커싱(defocussing)에서의 광디스크의 피칭 움직임(pitching motion) 문제들이 동시에 초래된다. 종래 기술의 여러 광 저장 시스템들은 오차 분석을 위해 시스템 내에 비점수차(astigmatism)를 필요로 하며, 이는 또한 비점수차 요소들의 형성에 보다 많은 부품 개수가 사용되게 한다. 추가의 모든 부품들은 중량의 증가 및 복잡성을 시스템에 초래시키며, 이는 OPU 시스템의 소비 전력을 증가시키고 액세스 시간들을 연장시킨다. 상기 액세스 시간들이 가동식 슬레지(sledge) OPU 시스템들의 경우에는 상당히 길다.There are some limitations associated with prior art OPU systems. The weight of the movable OPU or rotatably arranged geared optical light path head is heavy. In particular, the laser source is a heavier, larger sized part and the center of gravity of the laser source is on the movable OPU or the movable light passage head in prior art systems. Due to the weight of the movable OPU, problems with the sensitivity to track angle error and the pitching motion of the optical disc in defocussing are brought about at the same time. Several optical storage systems of the prior art require astigmatism in the system for error analysis, which also allows more component count to be used to form astigmatism elements. All further parts add weight and complexity to the system, which increases the power consumption of the OPU system and extends access times. The access times are quite long in the case of movable sledge OPU systems.
본 발명의 한 목적은 종래 기술과 관련된 문제점들을 해결하고 결과적으로는 상기 광 저장 매체에서 데이터를 판독하고 상기 광 저장 매체에 데이터를 기록하는 장치 및 방법을 제공하여 크기가 작고 중량이 적은 광 저장 시스템을 허용하게 하는 것이다. 본 발명의 다른 한 목적은 광 저장 매체에서 데이터를 판독하고 광 저장 매체에 기록하는 장치 및 방법을 제공하여 광 저장 시스템이 초점에 그리고 트랙 상에 유지하여 신뢰성있는 동작을 보장하게 하는 것이다.One object of the present invention is to solve the problems associated with the prior art and consequently to provide an apparatus and method for reading data from and writing data to the optical storage medium, thereby providing a compact and low weight optical storage system. To allow. It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for reading data from and writing data to an optical storage medium so that the optical storage system is in focus and on track to ensure reliable operation.
본 발명의 목적은 단일의 광비임 또는 다수의 광비임들이 상기 광비임들을 방사(방출)하고 반사된 광비임들을 검출(수광)하기 위해 상기 광 저장 매체와 가로각을 이루게 위치하도록 이루어지는 장치 및 방법을 제공함으로써 수행된다. 상기 비임은 가로 방향인 데, 이 경우는 자신의 중심 비임이 본질적으로 상기 광 저장 매체와의 수직 방향에서 벗어나는 때이다.It is an object and method of the present invention that a single light beam or a plurality of light beams are arranged at an angle to the optical storage medium to emit (emit) the light beams and to detect (receive) reflected light beams. By providing it. The beam is in the transverse direction, in which case its center beam is essentially out of the vertical direction with the optical storage medium.
본 발명에 의하면, 복수개의 데이터 트랙들을 포함하는 광 저장 매체에서 데이터를 판독하고 광 저장 매체에 데이터를 기록하기 위해 적어도 하나의 액세스 유닛 및 광 저장 매체 드라이브를 포함하는 장치로서, 적어도 하나의 제1 광비임 및 적어도 하나의 제2 광비임을 생성하도록 이루어지는 적어도 하나의 광원; 상기 광 저장 매체의 데이터 트랙들을 향해 상기 제1 광비임 및 상기 제2 광비임을 투과 및 안내하도록 이루어지는 투과 수단; 및 상기 광 저장 매체의 표면에서 반사되는 광비임들을 검출하도록 이루어지는 검출 수단을 포함하는 장치가 제공되어 있으며, 상기 장치는 상기 액세스 유닛이 한 단부 상에서 3차원으로 피보트하도록 이루어져 있고, 상기 투과 수단 및 상기 검출 수단이 상기 액세스 유닛의 움직임에 따라 움직이도록 이루어져 있으며, 상기 투과 수단이 상기 광 저장 매체의 데이터 트랙들을 향해 가로 방향으로 상기 제1 광비임 및 상기 제2 광비임을 안내하도록 이루어져 있고, 상기 검출 수단이 상기 광 저장 매체의 데이터 트랙들로부터 상기 제1 광비임 또는 상기 제2 광비임의 반사된 비임들을 수광하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 한다. According to the present invention there is provided an apparatus comprising at least one access unit and an optical storage medium drive for reading data from and writing data to an optical storage medium comprising a plurality of data tracks, the at least one first At least one light source configured to produce a light beam and at least one second light beam; Transmission means adapted to transmit and guide the first light beam and the second light beam toward data tracks of the optical storage medium; And detection means adapted to detect light beams reflected at the surface of the optical storage medium, the device being adapted to pivot the access unit in three dimensions on one end, the transmission means and The detecting means is adapted to move in accordance with the movement of the access unit, and the transmitting means is configured to guide the first light beam and the second light beam in a horizontal direction toward data tracks of the optical storage medium, and the detection Means is adapted to receive reflected beams of the first or second light beam from data tracks of the optical storage medium.
본 발명에 의하면, 적어도 하나의 액세스 유닛을 포함하는 장치에서 광 저장 매체에서 데이터를 판독하고 광 저장 매체에 데이터를 기록하는 방법으로서, 복수개의 데이터 트랙들을 포함하는 적어도 하나의 광 저장 매체가 데이터를 저장하는 단계; 광 저장 매체 드라이버가 상기 장치의 동작을 제어하는 단계; 적어도 하나의 광원이 적어도 하나의 제1 광비임 및 적어도 하나의 제2 광비임을 생성하는 단계; 상기 제1 광비임 및 상기 제2 광비임이 상기 광 저장 매체의 데이터 트랙들을 향해 투과 및 안내되는 단계; 및 상기 광 저장 매체의 표면으로부터 반사되는 광비임들이 검출되는 단계를 포함하는 방법이 제공되어 있으며, 상기 방법은 상기 제1 광비임 및 상기 제2 광비임이 상기 광 저장 매체의 데이터 트랙들을 향해 가로 방향으로 안내되는 단계; 상기 광 저장 매체의 데이터 트랙들로부터의 제1 광비임 또는 상기 제2 광비임의 반사된 비임들이 수광되는 단계; 및 상기 액세스 유닛이 상기 제1 및 제2 광비임들을 초점 조정 및 트래킹하도록 한 단부 상에서 피보트 지점에 대하여 3차원으로 움직여지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, there is provided a method of reading data from an optical storage medium and writing data to the optical storage medium in an apparatus including at least one access unit, wherein the at least one optical storage medium including a plurality of data tracks is configured to store data. Storing; Controlling an operation of the device by an optical storage medium driver; Generating at least one light source at least one first light beam and at least one second light beam; The first and second light beams being transmitted and guided toward data tracks of the optical storage medium; And detecting light beams reflected from the surface of the optical storage medium, wherein the first and second light beams are transversely directed toward data tracks of the optical storage medium. Guided to; Receiving reflected beams of a first or second light beam from data tracks of the optical storage medium; And moving in three dimensions relative to the pivot point on one end such that the access unit focuses and tracks the first and second light beams.
본 발명의 한 바람직한 실시예는, 판독 광비임이 광 저장 매체의 데이터 트랙들을 향해 가로 방향으로 지향되고 기록 광비임이 광 저장 매체의 데이터 트랙들에 수직 방향으로 지향되며, 검출기에 의해 식별되는 반사된 광비임의 강도 분포 변화를 따라 감으로써 광비임이 초점 내에 그리고 트랙 상에 유지되는 위치로 액세스 유닛, 바람직하게는 아암 유닛이 제어가능한 통신 장치 및 방법인 것으로 간주된다. 한 바람직한 실시예에 의하면, 광비임들을 방출하는 광원은 상기 액세스 유닛의 한 단부 상에서 피보트 지점에나 또는 피보트 지점 부근에 위치한다.In one preferred embodiment of the invention, the reflected light ratio is oriented in the transverse direction towards the data tracks of the optical storage medium and the recording light beam is directed in the vertical direction to the data tracks of the optical storage medium and is reflected by the detector. By following any intensity distribution change it is considered that the access unit, preferably the arm unit, is a controllable communication device and method to a position where the light beam is kept in focus and on the track. According to one preferred embodiment, the light source emitting the light beams is located at or near the pivot point on one end of the access unit.
본원에서는, '3차원으로'가 의미하는 것은 상기 액세스 유닛이 상기 피보트 지점에서 수직(x) 및 수평(y) 축에 대하여 움직이며 길이(z) 축에 대하여 회전한다는 것을 의미한다. 본원에서는, '초점 조정(focusing)'이라는 용어는 초점 내에 유지하는 것과 동일한 것을 의미하며 '트래킹(tracking)'이라는 용어는 트랙 상에 유지하는 것과 동일한 것을 의미한다.As used herein, 'in three dimensions' means that the access unit moves about the vertical (x) and horizontal (y) axes and rotates about the length (z) axis at the pivot point. As used herein, the term 'focusing' means the same as keeping in focus and the term 'tracking' means the same as keeping on a track.
본 발명은 상기 광학 시스템을 간략하게 하는 새로운 광학 부품 구성을 통해 부품 개수를 감소시킬 수 있게 하는 광학 판독/기록 시스템을 구현하는 신규한 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 이동식 액세스 유닛은 보다 얇은 기하학적 구조들을 사용하여 제조하는 것이 가능하며 그럼으로써 이동식 액세스 유닛이 광 저장 장치들의 초소형 방향에서의 가장 중요한 요구들인 크기가 작고 중량이 적은 요건들을 충족시킨다.The present invention provides a novel method of implementing an optical read / write system that enables a reduction in the number of parts through a new optical component configuration that simplifies the optical system. The mobile access unit according to the invention is possible to manufacture using thinner geometries, whereby the mobile access unit meets the requirements of small size and low weight, which are the most important requirements in the micro-direction of optical storage devices.
그 외에도, 본 발명은 광학 판독/기록 시스템이 초점 내에 그리고 트랙 상에 유지하는 신규하고 정확한 방식을 제공한다. 상기 광 저장 매체를 향해 지향되고 상기 광 저장 매체로부터 반사되는 가로 방향 광비임들의 사용 및 상기 이동식 액세스 유닛의 사용에 대한 조합은 단순한 초점 조정 및 트래킹 방법을 제공한다. 초점 오차 및 트랙 오차 신호들은 상기 반사된 광비임의 강도 분포 변화를 따라 감으로써 식별될 수 있다. 신뢰성있는 동작은 판독 및/또는 기록 동작시 동시적인 가로 방향 광비임 초점 조정 및 트래킹에 의해 달성된다.In addition, the present invention provides a novel and accurate way for the optical read / write system to stay in focus and on the track. The combination of the use of lateral light beams directed towards the optical storage medium and reflected from the optical storage medium and the use of the movable access unit provide a simple focusing and tracking method. Focus error and track error signals can be identified by following a change in intensity distribution of the reflected light beam. Reliable operation is achieved by simultaneous horizontal beam beam focusing and tracking during read and / or write operations.
그 외에도, 본 발명에 따른 이동식 액세스 유닛의 보다 작은 사이즈 및 보다 적은 중량에 의해 상기 광 저장 장치의 보다 신속한 랜덤 액세스 시간이 또한 허용된다. 상기 액세스 유닛의 이동식 무게는 상기 액세스 유닛의 피보트 지점 상에 (광원을 포함하여) 가능한 모든 부품들을 고정시킬 정도 만큼 여전히 보다 가벼워진다. 이는 아암을 움직이는 데 필요한 각운동량을 최소화시킨다. 부품 개수를 감소시킴으로써, 본 발명에 따른 장치 및 방법이 또한 결과적으로는 소비 전력을 감소시킨다. 광학 부품들의 부품 개수는 가장 간단한 본 발명의 구현예에서 상당히 최소화될 수 있다. 감소된 부품 개수 때문에, 또한 공간 절감들이 달성되며 생산 비용들이 보다 낮아진다.In addition, the smaller size and less weight of the mobile access unit according to the invention also allows for a faster random access time of the optical storage device. The movable weight of the access unit is still lighter enough to fix all possible parts (including the light source) on the pivot point of the access unit. This minimizes the amount of angular momentum required to move the arm. By reducing the number of parts, the apparatus and method according to the invention also consequently reduce the power consumption. The number of parts of the optical components can be significantly minimized in the simplest embodiment of the invention. Because of the reduced part count, space savings are also achieved and production costs are lower.
또한, 본 발명에 따른 장치 및 방법은 광 저장 매체 상에 어떠한 추가적인 제약들도 두지 않고 기존의 모든 광 디스크 매체가 사용될 수 있다.In addition, the apparatus and method according to the present invention can use all existing optical disk media without placing any additional constraints on the optical storage media.
본 발명의 몇몇 실시예들은 종속 청구항들에 언급되어 있다. 본 발명에 대한 주된 실제적 특징들 및 시뮬레이션 결과들은 또한 부속 리포트에 언급되어 있는 데, 이는 본 특허 출원을 보완하는 것이지만 본 특허 출원을 대체하는 것이 아니다. 상기 리포트는 기본 발명과 관련이 있기 보다는 오히려 한 특정 실시예의 세부로서 간주되기 때문에, 본원으로부터 제외된 특정의 세부적인 계산들을 포함한다. 그러나, 그들은 본 발명의 기술적인 실현 가능성의 확립을 위해 관련이 있는 것들이다.Some embodiments of the invention are mentioned in the dependent claims. The main practical features and simulation results for the present invention are also mentioned in the annexed report, which supplements the patent application but does not replace it. The report includes certain detailed calculations excluded from this application because they are considered as specific of one particular embodiment rather than in connection with the basic invention. However, they are relevant for the establishment of the technical feasibility of the present invention.
본 발명의 특징으로 간주되는 신규한 특징들은 특히 첨부된 청구항들에 기재되어 있다. 그러나, 본 발명 그 자체는, 본 발명의 구성 및 본 발명의 동작 방법 양자 모두에 있어서, 본 발명의 부가적인 목적들 및 이점들과 함께, 첨부도면들 및 부속 리포트와 연관지어 해석될 경우 이하 특정 실시예들의 설명으로부터 양호하게 이해될 것이다.The novel features which are considered to be features of the invention are described in particular in the appended claims. However, the present invention itself, in both the configuration of the present invention and the method of operation of the present invention, together with additional objects and advantages of the present invention, is to be interpreted in connection with the accompanying drawings and the appended reports as follows. It will be better understood from the description of the embodiments.
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 장치의 측면도이다.1A is a side view of an apparatus according to one embodiment of the present invention.
도 1b는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 장치의 측면도이다.1B is a side view of an apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 2a는 본 발명에 따른 장치의 광학 구성에 대한 한 실시예를 보여주는 도면이다.Figure 2a shows one embodiment of the optical configuration of the device according to the invention.
도 2b는 본 발명에 따른 장치의 광학 구성에 대한 다른 한 실시예를 보여주는 도면이다.2b shows another embodiment of the optical configuration of an apparatus according to the invention.
도 2c는 본 발명에 따른 장치의 광학 구성에 대한 다른 한 실시예를 보여주는 도면이다.2c shows another embodiment of the optical configuration of the device according to the invention.
도 3a는 본 발명에 따른 장치의 광학 구성에 대한 간단한 실시예를 보여주는 도면이다.3a shows a simple embodiment of the optical configuration of a device according to the invention.
도 3b는 본 발명에 따른 장치의 광학 구성에 대한 다른 한 실시예를 보여주는 도면이다.3b shows another embodiment of an optical configuration of an apparatus according to the invention.
도 4a는 본 발명에 따른 장치의 한 실시예를 보여주는 도면이다.4a shows one embodiment of an apparatus according to the invention.
도 4b는 본 발명에 따른 장치의 다른 한 실시예를 보여주는 도면이다.4b shows another embodiment of the device according to the invention.
도 4c는 본 발명에 따른 장치의 또 다른 한 실시예를 보여주는 도면이다.4c shows another embodiment of the device according to the invention.
도 5는 본 발명에 따른 2개의 개별 광원들의 사용에 대한 한 실시예를 보여주는 도면이다.5 shows one embodiment of the use of two separate light sources according to the invention.
도 6a는 본 발명에 따른 장치의 초점 조정 신호 검출에 대한 기본 개념을 보여주는 도면이다.Fig. 6a shows the basic concept for the detection of the focus adjustment signal of the device according to the invention.
도 6b는 본 발명에 따른 장치의 초점 조정 신호 검출에 대한 기본 개념을 보여주는 도면이다.6b shows a basic concept of detection of a focus adjustment signal of a device according to the invention.
도 6c는 본 발명에 따른 장치의 초점 조정 신호 검출에 대한 기본 개념을 보여주는 도면이다.6c shows a basic concept of detection of a focus adjustment signal of a device according to the invention.
도 6d는 본 발명에 따른 장치의 초점 조정 신호 검출에 대한 기본 개념을 보여주는 도면이다.6d shows a basic concept of detection of a focus adjustment signal of a device according to the invention.
도 6e는 본 발명에 따른 장치의 초점 조정 신호 검출에 대한 기본 개념을 보여주는 도면이다.Fig. 6E illustrates the basic concept of detection of a focus adjustment signal of a device according to the invention.
도 7a는 본 발명에 따른 장치의 트래킹 신호 검출에 대한 기본 개념을 보여주는 도면이다.Figure 7a is a diagram showing the basic concept of the tracking signal detection of the apparatus according to the present invention.
도 7b는 본 발명에 따른 장치의 트래킹 신호 검출에 대한 기본 개념을 측면으로 보여주는 도면이다.7B is a side view illustrating the basic concept of tracking signal detection of an apparatus according to the present invention.
도 7c는 본 발명에 따른 장치의 트래킹 신호 검출에 대한 기본 개념을 측면으로 보여주는 도면이다.7C is a side view illustrating the basic concept of tracking signal detection of an apparatus according to the present invention.
도 7d는 본 발명에 따른 장치의 트래킹 신호 식별에 대한 기본 개념을 간략하게 보여주는 도면이다.Figure 7d is a simplified illustration of the basic concept of tracking signal identification of an apparatus according to the present invention.
도 7e는 본 발명에 따른 장치의 트래킹 신호 식별에 대한 기본 개념을 간략하게 보여주는 도면이다.Figure 7e is a diagram briefly showing the basic concept of tracking signal identification of the apparatus according to the present invention.
도 7f는 본 발명에 따른 장치의 트래킹 신호 식별에 대한 기본 개념을 간략하게 보여주는 도면이다.Figure 7f is a diagram briefly showing the basic concept of tracking signal identification of the apparatus according to the present invention.
도 7g는 본 발명에 따른 장치의 트래킹 신호 식별에 대한 기본 개념을 평면으로 보여주는 도면이다.Fig. 7g is a plan view showing the basic concept of tracking signal identification of the apparatus according to the present invention.
도 7h는 본 발명에 따른 장치의 트래킹 신호 식별에 대한 기본 개념을 보여주는 도면이다.7h illustrates the basic concept of tracking signal identification of an apparatus according to the present invention.
도 7i는 본 발명에 따른 장치의 트래킹 신호 식별에 대한 기본 개념을 보여주는 도면이다.Figure 7i illustrates the basic concept of tracking signal identification of an apparatus according to the present invention.
도 7j는 본 발명에 따른 장치의 트래킹 신호 식별에 대한 기본 개념을 보여주는 도면이다.7j illustrates the basic concept of tracking signal identification of an apparatus according to the present invention.
도 7k는 본 발명에 따른 장치의 트래킹 신호 식별에 대한 기본 개념을 보여주는 도면이다.7K illustrates the basic concept of tracking signal identification of an apparatus according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 통신 장치를 보여주는 블록선도이다.8 is a block diagram showing a communication device according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 방법을 보여주는 흐름도이다.9 is a flowchart showing a method according to the invention.
도 10a는 본 발명의 한 실시예에 따른 방법에 대한 알고리즘을 보여주는 흐름도이다.10A is a flowchart showing an algorithm for a method according to an embodiment of the present invention.
도 10b는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 방법에 대한 알고리즘을 보여주는 흐름도이다.10B is a flowchart showing an algorithm for a method according to another embodiment of the present invention.
도 1a는 광 저장 매체에서 데이터를 판독하고 광 저장 매체에 데이터를 기록하기 위한 본 발명에 따른 장치의 주요 구성을 보여주는 도면이다. 상기 광 저장 매체(11)는 CD-R, CD-ROM, CD-RW, DVD, 기타의 기존 광 디스크 매체 또는 이러한 유형에 대한 장래의 구현들과 같은 임의의 CD 형태의 판독 및/또는 기록가능한 광 디스크일 수 있다. 상기 광 저장 매체(11)는 데이터 트랙들을 포함하며, 인접 데이 터 트랙들은 좁은 영역에 의해 서로 분리(decoupling)된다. 상기 데이터 트랙들은 프리-그루브(pre-groove) 또는 스탬프(stamp)되어 있을 수 있으며 상기 광 저장 매체 상에 광학적으로 분해가능한 구조들을 형성하도록 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 상기 데이터 트랙들 상에 적합한 광강도의 변화를 생성하는 비트 패턴들, 예컨대 매체의 피트 구조(pitted structure)는 정보의 저장 및 변경에 대한 기준을 형성한다. 상기 장치는 또한 입수가능한 임의의 상업적 형태의 것일 수 있는 (도시되지 않은) 광 저장 매체 드라이브를 포함한다. 상기 광 저장 매체의 움직임은 상기 광 저장 매체 드라이브에 의해 이루어진다.1A shows the main configuration of an apparatus according to the invention for reading data from and writing data to an optical storage medium. The
액세스 유닛(10)은 본원에서 피보트 지점(101)이라 언급되는 상기 액세스 유닛(10)의 한 단부(101) 상에서 3차원으로 피보트한다. '3차원으로'가 의미하는 것은 상기 액세스 유닛이 상기 피보트 지점에서 수직(x), 수평(y) 및 길이(z) 축에 대하여 움직인다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 액세스 유닛은 상기 액세스 유닛의 피보트 지점에 대하여 상방-하방 및 측방으로 제어될 뿐만 아니라 상기 액세스 유닛의 피보트 지점에 대하여 선회축과 관련된 회전 방향으로 제어되는 것이 가능하다. 상하 조절(z축) 방향에 대하여 상기 액세스 유닛을 제어함으로써, 상기 액세스 유닛의 푸시-풀(push-pull) 움직임이 생성되며, 이러한 푸시-풀 움직임은 상기 광 저장 매체의 표면에 대하여 수직이게 z축을 유지한다. 상기 액세스 유닛(10)은, 또한 피보트식 아암 또는 이동식 아암이라 언급될 수 있는 아암 유닛일 수 있는 것이 바람직하다. x,y,z 방향들로의 아암의 움직임은, 예컨대 종래의 CD 드라이브들에서 소형 렌즈들의 움직임을 제어하는 것들과 유사한 음향 루프들에 의해 제어될 수 있다. 상기 액세스 유닛은 다수의 변형 방식들로 실현될 수 있는 데, 비임의 방위가 x, y, 및 z 방향들로 제어가능해야 한다는 것이 관건이다.The
도 1a에 예시된 장치의 다른 주요 유닛들은 광비임(13)을 방출하는 광원(12), 상기 광비임을 상기 광 저장 매체(11)로 절곡(bending)시키기 위한 미러, 프리즘 또는 다른 적합한 광학 부품과 같은 광학 부품(15), 상기 광비임을 절곡 및 초점 조정하기 위한 렌즈 또는 회절형 광학 요소(diffractive optical element; DOE)와 같은 다른 광학 부품(16), 반사된 광비임을 시준 및/또는 초점 조정하기 위한 렌즈 또는 회절형 광학 요소(DOE)와 같은 광학 부품(17) 및 반사된 광비임을 수광 및 검출하기 위한 검출기 요소(18)이다. 상기 검출기 요소(18)는 초점 및 트래킹 신호들을 분석하기 위한 2개 이상, 바람직하게는 4개의 검출 표면들을 지닌다. 시준용 광학 요소(14)는 상기 광비임을 시준하기 위해 사용될 수 있다. 상기 광원(12)으로부터 상기 광학 부품들(15,16)로의 광비임(13)의 투과는 자유 공간에서 수행될 수 있지만, 상기 광비임의 투과를 위한 도파관, 광 통로 따위와 같은 (도시되지 않은) 광학 부품을 사용하는 것이 또한 가능하다. 위에서 언급된 장치의 모든 유닛들(12-18)은 상기 액세스 유닛(10)의 움직임에 따라 움직이도록 이루어질 수 있다. 다시 말하면, 그러한 장치의 모든 유닛들(12-18)은, 일례가 도 1a에서 지지용 몸체(19)인 적합한 패스닝(fastening) 수단을 사용하여 상기 액세스 유닛에 걸쳐지게 된다. 상기 유닛들(12,18)은 또한 상기 장치의 주 제어 유닛(도시되지 않음) 및 액세스 유닛(10)에 전기 접속되어 있다. 상기 광원(12)은 상기 아암을 움직이는 데 필요한 각운동량(angular momentum)을 최소화하기 위해 상기 피보트 지점 (101)에나 또는 상기 피보트 지점(101) 부근에 위치해 있는 것이 바람직하다.Other main units of the device illustrated in FIG. 1A include a
본 발명에 따른 장치의 위에서 언급된 구성에 의하면, 상기 광원으로부터 방출되는 광비임은 상기 광 저장 매체의 데이터 트랙들을 향해 가로각(transversal angle)으로 안내된다. 상기 광 저장 매체의 표면으로부터 반사되는 반사된 광비임은 상기 검출기 요소(18) 및 관련된 광학 부품(17)에 의해 가로각으로 수광된다. 물론, 상기 광비임들의 서로 다른 광 경로들에 기인하여, 데이터 신호를 포함하는 반사된 광 및 조명광의 분리가 이루어진다.According to the above-mentioned configuration of the device according to the invention, the light beam emitted from the light source is directed at a transverseal angle towards the data tracks of the optical storage medium. Reflected light beams reflected from the surface of the optical storage medium are received at transverse angles by the
상기 장치의 한 실시예에 의하면, 광원(12)은 피보트 지점(101), 다시 말하면 상기 액세스 유닛(10)에 있는 피보트 지점(101), 바람직하게는 아암 유닛의 헤드와는 다른 상기 액세스 유닛(10)의 단부에 위치해 있을 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 상기 광원은 광 저장 매체의 표면을 향해 적합한 각도로 지향되고 결과적으로 광비임의 절곡을 위해서는 어떠한 미러(15)도 필요하지 않게 된다. 이러한 실시예는 도 1a에 도시된 것보다 적은 부품들을 필요로 하지만, 이는 중량이 매우 적은 광원이 사용되는 것으로 추정된다.According to one embodiment of the device, the
도 1b는 본 발명에 따른 장치에 대한 다른 한 실시예를 보여주는 도면이다. 상기 장치의 이러한 구성에서는, 상기 검출기 요소(18)는 상기 피보트 지점(101) 및 상기 광원(12)에나 또는 상기 피보트 지점(101) 및 상기 광원(12) 부근에 위치해 있다. 상기 광비임의 단일 광 경로 전파를 사용할 경우에는, 초점 조정 부품(17a) 다음에 다른 한 광학 부품(15b)을 제공하여 상기 검출기 요소(18)를 향해 상기 광비임을 절곡하는 것이 추가로 필요하다. 또한, 반사된 광비임의 초점 조정을 위해 상기 검출기 요소 앞에 검출용 광학 요소(14b)가 제공될 수 있다.1b shows another embodiment of an apparatus according to the invention. In this configuration of the device, the
상기 장치의 다른 한 실시예에 의하면, 또한 다수의 광 경로들이 사용될 수 있다. 도 1b는 하나의 비임보다 많은 비임으로 상기 광비임을 분할하기 위한 스플리터 부품(17b)을 보여주는 도면이다. 상기 스프리터 부품이 사용될 경우에는 상기 다수의 광비임들(13b) 중 각각의 비임에 대하여 상기 검출용 광학 요소 앞에 검출용 광학 요소(14b)가 필요하다. 이러한 실시예에서, 상기 광원(12)은 상기 광원의 유형에 의존하여 단일 또는 다수의 광비임들(13a)을 방출할 수 있다. 상기 광원이 단일의 광 경로(13a)를 방출할 경우에는 상기 스플리터 부품(17)이 절곡용 광학 부품(15a) 앞에 설치될 수 있다.According to another embodiment of the device, multiple light paths may also be used. 1B shows a
도 2a 내지 도 2c는 하나의 광비임(21)이 데이터를 판독하기 위한 것이며 다른 하나의 광비임(22; 굵은 선들)이 데이터를 기록하기 위한 것인 2개의 광비임들(21,22)이 사용되는 본 발명의 특정 실시예에 따른 장치의 광학 구성을 보여주는 도면들이다. 상기 장치의 광학 구성은 광비임들을 절곡하기 위한 미러들(24,25)을 포함한다. 미러들 대신에, 또한 프리즘들 또는 기타 적합한 광학 부품들이 광비임들의 절곡을 위해 사용될 수 있다. 기판(23) 상에는 검출기 요소(26), 투과 요소(28), 예컨대 유리 요소 및 상기 투과 요소 앞에 회절 요소들(DOE; 27)이 통합되어 있다. 반사된 광비임들(33)은 상기 검출기 요소(26)를 향해 지향된다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 실시예들에 있어서, 광비임(21)을 위한 미러(25)는 판독 비임(21)이 상기 광 저장 매체(11) 상에서 상기 초점 조정된 비임의 한 스포트 위치(29b)를 상기 기록 비임(22)에 의해 형성되는 초점 조정된 비임의 다른 스포트 위치(29a)와는 다른 위치에 형성하도록 이루어지게 하기 위해 상기 광비임(22)을 위한 미러(24) 앞에 설치된다. 한 실시예에 의하면, 양자 모두의 초점 조정된 비임들에 대한 개별 스포트 위치들, 즉 상기 판독 지점(29b) 및 상기 기록 지점(29a)이 존재한다. 이같은 스포트 위치들(29a,29b)은, 예컨대 하나가 다른 하나 앞 또는 뒤에 또는 다른 하나에 대하여 나란하게 위치할 수 있는 다른 트랙들 상의 위치를 포함하여, 상기 데이터 트랙들 상의 서로에 대하여 임의의 방향에 위치할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 판독 비임(21)이 상기 광 저장 매체(11) 상에서 상기 초점 조정된 비임의 스포트 위치(29b)를 바람직하게는 상기 기록 비임(22)에 의해 형성되는 초점 조정된 비임의 다른 스포트 위치(29a)보다 약간 앞에 형성하도록 이루어진다.2A to 2C show two
도 2a는 상기 광 저장 매체에 대하여 데이터를 판독하고 데이터를 기록하기 위해 가로 광비임들(transversal light beams)을 사용하는 본 발명의 한 실시예를보여주는 도면이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 한 실시예는 상기 광 저장 매체에 대하여 데이터를 판독하기 위해 가로 광비임을 사용하고 데이터를 기록하기 위해 수직 광비임(perpendicular light beam)을 사용한다. 여기서 '가로(transversal)'는 광 저장 매체에 대한 가로 비임을 의미하고 '수직(perpendicular)'은 광 저장 매체에 대한 수직 비임을 의미한다. 비임 펄스들의 동기는 이러한 설명 뒤에 언급될 것이다. 판독 및 기록 펄스들의 동기는 초점 조정 및 기록 동작이 동시에 이루어질 수 있게 한다. 이러한 실시예는 기록 동작을 위한 신속한 랜덤 액세스 시간들을 허용한다. 이는 극소형 장치 방향에서의 가장 중요한 요구이며 신속한 액세스를 허용하는 매우 작고 질량이 적은 광픽업(optical pick-up) 유닛을 제공한다. 또한, 감소된 부품 개수에 기인하여, 이는 비용을 절감시키고 소비 전력을 감소시킨다.FIG. 2A illustrates an embodiment of the present invention using transverse light beams to read data and write data to the optical storage medium. FIG. As shown in FIG. 2B, another embodiment of the present invention uses a horizontal light beam to read data and a vertical light beam to write data to the optical storage medium. Here, "transversal" means the horizontal ratio for the optical storage medium, and "perpendicular" means the vertical ratio for the optical storage medium. The synchronization of the beam pulses will be mentioned later in this description. Synchronization of the read and write pulses allows the focus adjustment and write operations to be performed simultaneously. This embodiment allows fast random access times for the write operation. This is the most important requirement in the small device direction and provides a very small and low mass optical pick-up unit that allows for quick access. In addition, due to the reduced number of parts, this saves cost and reduces power consumption.
도 2c는 본 발명에 따른 2개의 광비임들을 사용하는 장치의 광학 구성에 대한 다른 한 실시예를 보여주는 도면이다. 이러한 실시예에서, 상기 판독 비임(21) 및 상기 기록 비임(22)은 초점 조정된 비임들의 동일 스포트 위치(29)에 타격을 준다. 광학 구성은 도 2a 또는 도 2b에 도시된 광학 구성과는 상이한 데, 그 이유는 상기 미러(24)가 상기 미러(25) 앞에 설치되어 있기 때문이다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 이러한 본 발명의 실시예는 상기 광 저장 매체에 대하여 데이터를 판독하기 위해 가로 광비임을 사용하고 데이터를 기록하기 위해 수직 광비임을 사용한다. 그 결과로, 기록 동작이 수직 광비임에 의해 수행됨과 동시에 초점 조정 및 트랙 안내가 가로 광비임에 의해 수행된다. 판독 및 기록 펄스들의 동기는 이러한 설명 뒤에 언급될 것이다. 또한, 이러한 본 발명의 실시예는 극소형 장치 방향에서의 가장 중요한 요구인 극히 작고 질량이 적은 광픽업 유닛을 제공한다. 또한, 감소된 부품 개수에 기인하여, 이는 비용을 절감시키며 소비 전력을 감소시킨다.2C shows another embodiment of an optical configuration of an apparatus using two light beams according to the present invention. In this embodiment, the
도 3a는 개별적인 판독(31) 및 기록(32) 비임들 및 반사된 판독 비임(33)이 단일 렌즈(35)를 통해 안내되는 본 발명에 따른 장치의 간단한 광학 구성에 대한 한 실시예를 보여주는 도면이다. (도시되지 않은) 회절 요소는 표면 요소로서 실현될 수 있다. 또한, 이러한 본 발명의 실시예는 상기 광 저장 매체에 대하여 데이터를 판독하기 위해 가로 광비임을 사용하고 데이터를 기록하기 위해 수직 광비임을 사용한다.3a shows one embodiment of a simple optical configuration of the device according to the invention in which the
도 3b는 개별적인 판독 비임(31) 및 기록 비임(32) 및 반사된 판독 비임(33)이 단일 렌즈(35)를 통해 안내되는 본 발명에 따른 장치의 광학 구성에 대한 한 실시예를 보여주는 도면이다. (도시되지 않은) 회절용 광학 요소는 표면 요소로서 실현될 수 있다. 그 외에도, 광학 부품들(36,37)은 입사하는 판독 비임(31) 및 반사된 판독 비임(33)을 상기 비임들의 파장 또는 편광에 의해 기록 비임(32)과 분리시키는 데 사용된다. 상기 광학 부품들(36,37)은 편광용 스플리터들 및 다이크로익(dichroic) 비임 스플리터들과 같은 부품들을 사용하여 실현될 수 있으며, 이들 부품들과 관련하여 회절 요소들이 사용될 수 있다. 이러한 실시예는 판독 및 기록 비임들이 서로 반대인 편광 또는 서로 다른 파장들을 지니고 상기 매체가 이러한 서로 다른 편광들 또는 파장들(예컨대, 2-광자 동작(two-photon operation))에서 광에 서로 다르게 응답한다는 것을 보여준다.3b shows an embodiment of the optical configuration of the device according to the invention in which the
도 4a는 아암 유닛인 것이 바람직한 하나의 액세스 유닛(41)을 지니는 본 발명에 따른 장치에 대한 한 실시예를 보여주는 도면이다. 이러한 실시예에서, 판독 및 기록 비임들은 앞서 언급된 바와 같이 한 단부 상에서 상기 피보트 지점(101)을 3차원으로 피보트시키는 아암 유닛(41)을 따라 제어된다. 상기 아암 유닛은 크기가 작고 중량이 적은 모터(43)에 의해 동작된다. 이러한 실시예에 의하면, 상기 판독 비임은 가로각으로 상기 광 저장 매체와 만나도록 안내 및 절곡되며 상기 기록 비임은 상기 광 저장 매체(11)와 수직 방향을 이루도록 안내 및 절곡된다. 한 아암 구현예와 관련하여, 도 2a, 도 2b, 도 3a 및 도 3b에서 언급된 광학 구성 모두가 사용될 수 있다. 이러한 구성은 동시적인 판독 및 기록 동작을 허용한다. 이는 또한 비록 기록 동작이 느리게 수행되더라도 판독 동작에 대한 매우 신속한 액세스 시간을 허용한다.4a shows one embodiment of an apparatus according to the invention with one
도 4b는 더블-아암 유닛을 지니는 본 발명에 따른 장치에 대한 한 실시예를 보여주는 도면이다. 이러한 실시예에서, 상기 판독 비임은 제1 아암(41)을 따라 제어되며 상기 기록 비임은 제2 아암(42)를 따라 제어된다. 양자 모두의 아암은 상기 피보트 지점(101)의 한 단부 상에서 3차원으로 피보트한다. 이러한 실시예에 의하면, 상기 판독 비임은 가로각으로 상기 광 저장 매체(11)와 만나도록 안내 및 절곡되며, 상기 기록 비임은 상기 광 저장 매체(11)에 가로 또는 수직 방향을 이루도록 안내 및 절곡된다. 더블-아암 구현예와 관련하여, 도 2a, 도 2b, 도 3a 및 도 3b에서 언급되는 광학 구성 모두가 사용될 수 있다. 이러한 구성은 동시적인 판독 및 기록 동작을 허용한다. 이는 또한 비록 기록 동작이 느리게 수행되더라도 판독 동작에 대하여 매우 신속한 랜덤 액세스 시간을 허용한다. 상기 더블-아암 유닛은 또한 기존의 CD 및 CD-R 드라이브들과 마찬가지로, 개별적인 판독 전용 드라이브들 및 판독/기록 드라이브들을 사용할 수 있게 한다. 그러나, 상기 더블-아암 해결 방안은 상기 장치에 어느 정도의 중량을 추가시키지만, 그러한 추가 질량은 양자 모두의 아암에 대해 2개의 개별 모터를 포함하는 것이 반드시 필요하지 않도록 예컨대 기어 시스템을 통해 상기 모터(43)의 몇몇 기능들을 공유함으로써 최소화될 수 있다. 상기 아암들은 보다 대칭적인 판독 및 기록 동작을 제공하도록 기계적으로 동기될 수 있다.4b shows an embodiment of an apparatus according to the invention with a double-arm unit. In this embodiment, the read beam is controlled along the
도 4c에는 본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 여기에서는, 종래의 슬레지(sledge) 유닛(45)이 본 발명의 한 실시예에 따른 액세스 유닛들로서 상기 아암 유닛(41)과 관련하여 사용된다. 이러한 실시예에서, 상기 판독 비임은 상기 아암 유닛(41)을 통해 상기 광 저장 매체(11)를 가로각으로 만나도록 안내 및 절곡되고, 상기 기록 비임은 상기 슬레지 유닛(45)을 통해 상기 광 저장 매체(11)와 수직 방향을 이루도록 안내 및 절곡된다. 상기 아암 유닛은 한 단부 상에서 상기 피보트 지점(101)을 3차원으로 피보트시킨다. 이러한 실시예는 도 4a에 도시된 하나의 아암 유닛 및 도 4b에 도시된 더블-아암 유닛보다도 많은 중량을 상기 장치에 추가시키는 데, 그 이유는 개별 모터들(43,44)이 상기 슬레지 유닛(45) 및 아암 유닛(41)에 필요하기 때문이다. 비록 상기 모터들(43,44)이 하나의 모듈로 통합될 수는 있지만, 상기 모터들(43,44)의 기능은 서로 다르다. 도 4b 및 도 4c에 도시된 실시예들은 본 발명의 최선의 형태로 간주되지 않는 데, 그 이유는 도 4b 및 도 4c에 도시된 실시예들이 상기 장치에 중량, 비용 및 복잡성을 추가시키며 상기 기록 동작이 도 4c에 도시된 바와 같이 종래의 광픽업 유닛(OPU)들을 사용하고 이러한 종래의 광픽업 유닛(OPU)들이 본 발명의 배경에서 언급된 자체적인 문제들을 지니기 때문이다.In figure 4c another embodiment of a device according to the invention is shown. Here, a
도 5는 개별적인 광비임들 또는 비임 경로들(56,58)이 2개의 개별적인 광원들(51,52)에 의해 생성되는 본 발명의 한 실시예를 보여주는 도면이다. 상기 광비임 경로들(56,58)은 본 발명에 따라 이러한 설명에 앞서 언급된 바와 같은 액세스 유닛(50)으로 안내된다. 이러한 실시예에서, 개별적인 광원들(51,52)은 판독/기록 동작에서 고수준의 정밀도를 보장하도록 동기 장치(55)에 의해 동기된다. 도 10a에는 개별적인 광원들을 갖는 실시예에 대한 알고리즘을 간략하게 보여주는 흐름도가 도시되어 있으며 도 10b에는 개별적인 광원들을 갖는 실시예에 대한 다른 알고리즘을 보여주는 흐름도가 도시되어 있다.FIG. 5 shows one embodiment of the invention in which individual light beams or
이하에서는 초점 조정 및 트래킹 신호들의 검출이 설명될 것이다. 광비임은 광원으로부터 피보트 지점에 대하여 3차원으로 제어되는 것이 가능한 피보트식 아암을 따라 투과된다. 이것이 의미하는 것은 상기 피보트식 아암이 상하 조절, 측면 및 길이(선회축에 대한 회전) 방향으로 움직인다는 것을 의미하는 데, 다시 말하면 상기 피보트식 아암이 x-, y- 및 z-축에 대하여 피보트한다는 것을 의미한다. 이러한 구성은 광비임이 전파 방향에서 광 저장 매체의 표면에 가로 방향을 이루지만 측면 방향에서 광 저장 매체의 표면에 정확히 수직 방향으로 데이터 트랙을 따라가게 한다. 상기 액세스 유닛의 푸시-풀 움직임은 광 저장 매체의 표면에 수직 방향으로 z축을 유지한다.In the following, detection of focusing and tracking signals will be described. The light beam is transmitted from the light source along a pivoted arm that can be controlled in three dimensions with respect to the pivot point. This means that the pivoted arm moves in the up-down direction, side and length (rotation about the pivot axis), i.e. the pivoted arm moves on the x-, y- and z-axis. It means to pivot about. This configuration allows the light beam to follow the data track in the direction of propagation transverse to the surface of the optical storage medium but in the lateral direction exactly in the direction perpendicular to the surface of the optical storage medium. The push-pull movement of the access unit maintains the z axis in a direction perpendicular to the surface of the optical storage medium.
광 저장 매체로 지향되고 광 저장 매체로부터 반사되는 가로 광비임의 사용 및 이동식 아암의 사용에 대한 조합은 간단한 초점 조정 및 트래킹 기능을 제공하는 데, 그 이유는 초점 조정 및 트래킹 신호들이 반사된 광비임의 광강도 분포의 변화를 따라 감으로써 식별될 수 있기 때문이다. 신뢰성있는 동작 및 신속한 랜덤 액세스 시간들은 동시적인 가로 광비임 초점 조정 및 동시적인 판독 및/또는 기록 동작에 의해 달성된다.The combination of the use of a transverse light beam and the use of a movable arm that is directed to and reflected from the optical storage medium provides a simple focusing and tracking function because the focusing and tracking signals are reflected light. This can be identified by following the change in intensity distribution. Reliable operation and fast random access times are achieved by simultaneous horizontal light beam focusing and simultaneous read and / or write operations.
신호 처리 방법은 여러 회절 광 차수들의 존재에 의존한다. 반사된 광비임은 회절 차수들이라고 언급되는 서브-비임들로 분리되고 중심 비임(회절 차수 = 0)으로부터 개시하고 상기 중심 비임의 대응하는 측들 상에 플러그(+) 또는 마이너스(-) 부호가 붙은 서수들(-1, +1, 등등)에 의해 할당된다. 상기 중심 비임(도 7b 및 도 7c에서의 굵은 화살표(1b,1b'))가 일반적인 기하학적 반사에 대응하는 0-차수 회절이다. 최초의 근사화 과정에서, 기하학적인 광학 요소가 이러한 차수(도 6a 내지 도 6e 참조)의 형태를 분석하는 데 사용될 수 있다. 별도 차수들(도 7b 및 도 7c에서의 가는 선들(1a,1c,1a',1c',1c'')의 분석은 회절이 고려되는 광학 모델링(optical modelling)을 필요로 한다. 그러나, 최초의 근사화 과정으로서 다시, 기하학적 광학 모델링이 회절 차수들의 중심 피크의 위치를 추적하는 데 사용되었다. 중심 비임 및 별도 차수들은 함께 종래 기술에 공지된 소위 "베이스볼 패턴(baseball pattern)"(도 7g 내지 도 7k 참조)을 형성한다.The signal processing method depends on the presence of several diffraction light orders. The reflected light beam is separated into sub-beams, referred to as diffraction orders, starting from the center beam (diffraction order = 0) and having a plug (+) or minus (-) sign on the corresponding sides of the center beam. Assigned by ordinal numbers (-1, +1, etc.). The center beam (
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 장치의 초점 조정 신호 검출에 대한 기본 개념을 보여주는 도면들이다. 바람직하게는 4개의 검출기 표면들(18a,18b,18c,18d)을 갖는 쿼드형 검출기일 수 있는 검출기 요소(18)가 도 6c 내지 도 6e(및 도 7d 내지 도 7f)에 도시되어 있다. 도 6a에서는, 액세스 유닛(10), 바람직하게는 아암 유닛이 광비임을 초점에 유지하도록 필요에 따라 광 저장 매체(11)에 대해 움직인다. 도 6b는 광 저장 매체를 향해 가로 방향으로 광비임을 절곡시키는 광학 요소, 예컨대 렌즈(16), 및 적어도 2개의 표면 요소들을 갖는 검출기 요소(18)를 보여준다. 상이한 기하학적 구조들을 갖는 보다 많은 검출기들이 또한 사용될 수 있다. 본 발명에 의하면, 상기 광학 요소(16) 및 상기 검출기 요소(18)는 적합한 패스닝 수단을 사용하여 상기 아암 유닛(10)을 따라 움직이도록 이루어진다. 그러한 이동식 아암의 결과로, 광 저장 매체를 향하거나 광 저장 매체로부터 이격되는 상기 광학 요소(16)의 움직임으로 상기 검출기 요소(18) 상의 스포트 위치(A,B,C)가 상기 광 저장 매체(11) 및 상기 광학 요소(16) 사이의 간격에 따라 움직여진다. 지점들(A',B',C')은 각각 광 저장 매체 상의 비임들의 스포트 위치들이다. 도 6b에서는 스포트 위치(A)(및 A')는 반사된 광비임이 광 저장 매체(11)의 표면 상의 초점에 있는 경우를 나타낸다. 그에 대응하여, 스포트 위치(B)(및 B')는 광 저장 매체(11)가 상기 검출기에 너무 근접해(초점 위에) 있다는 것을 나타내며 스포트 위치(C)(및 C')는 광 저장 매체(11)가 상기 검출기로부터 너무 멀리(초점 아래에) 있다는 것을 나타낸다. 상기 광비임은 선택적으로 상기 검출기 앞에 있는 광학 요소(예컨대, 도 2a의 부품(28)) 또는 회절용 광학 요소(예컨대, 도 2a의 부품(27))을 사용하여 상기 검출기 요소(18)에 안내될 수 있다.Figures 6a and 6b show the basic concept of detection of the focus adjustment signal of the device according to the invention. A
다음으로는 도 6c, 도 6d 및 도 6e와 관련하여 상기 아암 유닛의 움직임을 제어하도록 초점 조정 신호를 식별함으로써 이루어지는 검출이 설명될 것이다. 이들 도면에는 4개의 검출기 표면들(18a,18b,18c,18d)을 갖는 쿼드형 검출기인 것이 바람직한 검출기 요소(18)가 예시되어 있다. 트랙 방향이 화살표로 나타나 있다. 예를 들면, 시준된 원형 광비임은 방출된 다음에 회절용 광학 요소에 의해 데이터 층 상에 초점 조정될 수 있다. 반사된 광비임은 그후 회절용 광학 요소에 의해 상기 검출기 상에서 시준 또는 초점 조정된다. 광 저장 매체의 표면으로부터의 반사된 광비임들은 광강도 신호들(S1,S2,S3,S4)에 각각 응답하는 4개의 표면 영역들 (18a,18b,18c,18d)을 갖는 쿼드형 검출기(48)에 의해 수광된다. 도 6c, 도 6d 및 도 6e는 하나의 수광된 반사된 광비임이 초점에 있는 지의 여부를 보여준다. 상기 검출기(18) 상의 스포트의 형상 및 강도 분포는 광 저장 매체의 여러 위치들에 따라 변화한다. 초점은 상기 쿼드형 검출기의 상-하 방향을 따라 중심 반사된 비임의 위치로 결정된다.(별도의 스포트들처럼 보이는 추가적인 회절 차수들이 존재한다. 이러한 추가적인 회절 차수들은 트래킹 검출에서 사용되기 때문에 이러한 도면에서 삭제되었는 데, 대체로 상기 추가적인 회절 차수들은 단지 추가 교정 인자들을 초점 푸시-풀 알고리즘에 추가시킬 뿐이다.) 도 6c에서, 초점 조정 신호는 표면 영역(S2)이 표면 영역(S3)보다 훨씬 넓은 영역을 포함하는 스포트(76)에 정렬된다. 이것이 의미하는 것은 반사된 광비임이 초점 위에 있으며 검출기 요소가 액세스 유닛을 제어하여 하방으로 움직이도록 이루어진다는 것을 의미한다. 도 6d에서, 초점 조정 신호는 신호들(S2,S3)이 동일한 검출기 표면들 중 한 영역을 포함하는 스포트(76)에 정렬된다. 이것이 의미하는 것은 반사된 광비임이 초점에 있으며 어떠한 상관 관계도 필요하지 않음으로써 검출기 요소가 액세스 유닛을 제어하여 그대로 위치하도록 이루어진다는 것을 의미한다. 마지막으로, 도 6e에서 초점 조정 신호는 신호(S2)가 신호(S3)보다 훨씬 좁은 영역을 포함하는 스포트(76)에 정렬된다. 이것이 의미하는 것은 반사된 광비임이 초점 아래에 있으며 검출기 요소가 액세스 유닛을 제어하여 상방으로 움직이도록 이루어진다는 것을 의미한다. 상기 검출기의 표면 상의 베이스볼 패턴은 변경된 초점에 따라 움직인다.Next, the detection made by identifying a focus adjustment signal to control the movement of the arm unit in relation to FIGS. 6C, 6D and 6E will be described. These figures illustrate a
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 본 발명에 따른 장치의 트래킹에 대한 기본 개념을 매우 간략하게 보여주는 도면들이다. 도 7g 내지 도 7k에는 보다 실제적으로 보여주는 도면들이다. 도 7a 내지 도 7f는 기본 개념에 대한 한 실시예를 직관적으로 보여주는 도면들이다. 도 7a에서는 액세스 유닛(10), 바람직하게는 아암 유닛이 트랙 상에 광비임을 유지하도록 광 저장 매체(11)와 관련하여 측면 방향으로 움직인다. 도 7b 및 도 7c는 반사를 통해 중심 비임에 대하여 2개의 회절 차수들을 생성하는 초점 조정 비임을 형성하는 렌즈(16)를 보여주는 도면들이다. 기하학적 근사화 과정에서, 이들은 광 저장 매체(11)의 데이터 트랙(70)을 향해 이동하는 비임들(1)로서 모델링될 수 있다. 각각의 비임은 그후 트래킹의 분석을 위한 적어도 2개, 바람직하게는 4개의 표면 요소들을 갖는 검출기 요소(18)를 향해 반사된다. 도 7b에서의 반사된 중심 비임은 1b이고 도 7c에서의 반사된 중심 비임은 1b'이다. 그에 대응하여, 반사된 회절 비임들은 1a, 1c 및 1a', 1c'이다. 도 7b는 상기 광비임이 트랙 상에 존재하는 경우(회절 차수들(-1,0,+1))를 나타내고 도 7c는 광비임(1c')이 데이터 트랙(70)의 에지(비임(1c"))로부터 반사되는 오프 트랙 경우를 나타낸다.Figures 7a, 7b and 7c show very briefly the basic concept of tracking of a device according to the invention. 7G to 7K are more realistic views. 7A-7F are diagrams that intuitively illustrate one embodiment of a basic concept. In FIG. 7A, the
다음으로는, 간략하게 보여주는 본 발명의 한 실시예에 따라 아암 유닛의 움직임을 제어하도록 트래킹 신호를 식별함으로써 이루어는 검출이 도 7d, 도 7e 및 도 7f와 관련하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에는 4개의 검출기 표면들(18a,18b,18c,18d)을 갖는 쿼드형 검출기가 바람직한 검출기 요소(18)가 예시되어 있다. 트랙 방향은 화살표로 나타나 있다. 예를 들면, 원형 시준된 광비임(1)은 회절형 광학 요소에 의해 데이터 층 상에서 초점 조정될 수 있다. 반사된 광은 그후 상기 회절형 광학 요소에 의해 상기 검출기 상에서 시준 또는 초점 조정된다. 트래킹 신호는 상기 검출기 요소(18)에 의해 검출된다. 상기 반사된 비임들의 스포트 위치들은 상기 검출기의 4개의 표면들 상에 베이스볼 패턴을 형성한다. 상기 검출기(18) 상의 스포트의 형상 및 강도 분포는 광 저장 매체의 여러 위치들에 따라 변화한다. 예컨대, 2개의 사분면들, 예컨대 상기 트랙의 양측에 위치하는 표면들(18a,18d)에 의해 수광되는 강도들을 비교함으로써, 트래킹 특성들이 식별될 수 있다. 광 저장 매체의 표면으로부터의 반사된 광비임들(도 7b의 비임들(1a,1b,1c))은, 광강도 신호(S1,S2,S3,S4)에 각각 응답하는 4개의 표면 영역들(18a,18b,18c,18d)을 지니는 쿼드형 검출기(18)에 의해 수광된다. 예를 들면, 도 7d, 도 7e 및 도 7f에서, 2개의 반사된 광비임들은 검출 및 식별된다. 오프 트랙 경우에, 베이스볼 패턴은 도 7d 및 도 7f에 의하면 비대칭으로 된다. 도 7d에서는, 신호(S1)가 신호(S4)보다 넓은 것과 마찬가지로, 검출기 표면(18a)의 영역 상에서 스포트(77a)의 광강도가 표면(18d) 상의 스포트(77b)의 광강도보다 높은 데, 이는 광비임이 트랙의 좌측에 있다는 것을 의미한다. 이러한 결과로 상기 검출기 요소(18)가 액세스 유닛을 제어하여 우측으로 움직이도록 이루어진다. 도 7f에서는 신호(S4)가 신호(S1)보다 넓은 것과 마찬가지로 상기 검출기 표면(18d)의 영역 상에서 스포트(77b)의 강도가 표면(18a) 상의 스포트(77a)보다 높은 데, 이는 상기 광비임이 상기 트랙의 우측에 있다는 것을 의미한다. 이러한 결과로 상기 검출기 요소(18)가 액세스 유닛을 제어하여 좌측으로 움직이도록 이루어진다. 도 7e에서는 신호(S1)가 신호(S4)와 동일한 것과 마찬가지로 표면 영역(18a,18d)에서 스포트들 (77a,77b)의 강도들이 동일함으로써, 광비임이 트랙 상에 존재한다. 어떠한 보정도 필요하지 않음으로써 상기 검출기 요소가 액세스 유닛을 제어하여 그대로 위치하도록 이루어진다. 상기 검출기의 표면 상의 베이스볼 패턴은 변경된 트래킹에 따라 움직인다.Next, the detection made by identifying the tracking signal to control the movement of the arm unit in accordance with one embodiment of the present invention, which will be briefly described, will be described with reference to FIGS. 7D, 7E and 7F. These figures illustrate a
반사된 스포트 및 베이스볼 패턴의 세부는 위에서 언급된 이상화된 경우와는 다소 상이한 데, 예를 들면 정확히 원형인 채로 있기보다는 오히려, 초점의 위나 아래에 존재할 때 중심 초점 조정 비임이 변형된다. 그 외에도, 판독 메카니즘을 보다 실제적으로 설명하기 위해 (하기에 설명되는) 보다 실제적인 회절 모델을 사용할 필요가 있다. 위에서 보여준 방법은 성질상 최초의 근사화 과정으로서 양호하게 수행된다. 아암 유닛의 푸시-풀 메카니즘이 사용될 경우, 이같은 불규칙성들은 그다지 중요하지 않은 데, 그 이유는 별도의 베이스볼 패턴들 및 쿼드형 검출기의 중심에 중심 스포트가 초점 조정되는 구성이 대칭이도록 상기 시스템을 유지하는 것이 상기 시스템의 목적이기 때문이다. 최악의 경우, 불규칙성들은 서로 다른 방향들에서의 푸시-풀 메카니즘의 감도 조정들을 필요로 할 수도 있고 또한 (신호 처리 전자 장치에서 중요하지 않게 수행될 수 있는) 쿼드형 검출기들로부터의 신호들의 어느 정도의 비대칭 교정을 필요로 할 수도 있다. 마찬가지로, 상기 검출기는 상기 아암의 움직임 때문에 트랙으로부터 약간 오정렬될 수 있는 데, 이는 유사한 교정들을 통해 보정될 수도 있고 어떤 경우에는 심지어 무시될 수도 있다.The details of the reflected spot and baseball patterns are somewhat different from the idealized case mentioned above, for example, rather than remain exactly circular, the center focusing beam is deformed when present above or below the focal point. In addition, it is necessary to use a more realistic diffraction model (described below) to more practically explain the reading mechanism. The method shown above performs well as the first approximation process in nature. When the push-pull mechanism of the arm unit is used, such irregularities are not very important, because maintaining the system so that the configuration where the center spot is focused in the center of the separate baseball patterns and the quad detector is symmetrical This is because the purpose of the system. In the worst case, irregularities may require sensitivity adjustments of the push-pull mechanism in different directions, and also some degree of signals from quad detectors (which may be performed insignificantly in signal processing electronics). Asymmetry correction may be required. Likewise, the detector may be slightly misaligned from the track due to the movement of the arm, which may be corrected through similar calibrations and in some cases even ignored.
지금부터 보다 실제적인 회절 모델을 이용하여 판독 스킴이 보다 물리적으로 정확하게 제공될 것이다. 이러한 본 발명의 실시예에 따라 아암 유닛의 움직임을 제어하도록 트래킹 신호를 식별함으로써 이루어지는 검출이 다음으로 도 7g 내지 도 7k와 관련하여 설명될 것이다.From now on, the reading scheme will be provided more physically and accurately using a more realistic diffraction model. Detection made by identifying the tracking signal to control the movement of the arm unit according to this embodiment of the invention will next be described with reference to FIGS. 7G-7K.
데이터 층의 트랙들은 도 7b의 평면도인 도 7g에서 도시된 바와 같은 반사 격자로서 기능을 하는 주기성 구조(periodical structure)를 형성하고 있다. 도 7g는 트랙들(70) 및 트랙 간격으로서 도시된 격자 주기(t)를 보여주는 도면이다. 이러한 격자는 입사하는 비임(1)을 서브-비임들(1a,1b,1c)로 분리하는 데, 이러한 서브-비임들(1a,1b,1c)은 회절 차수들이라고 언급되며 중심 비임(1b)으로부터 시작하여 상기 중심 비임의 대응하는 측들 상에 마이너스 부호(1a) 또는 플러스 부호(1c)가 붙은 서수들로 할당된다. 도 7g는 I가 1, 2, 3 등등일 경우 3개의 회절 차수들(-I 내지 +I)을 보여주는 도면이다. 상기 트래킹 신호는 0번째(반사된 중심 비임(1b)) 차수 및 ±I번째 차수 간의 간섭을 이용함으로써 생성되는 데, 상기 간섭은 도 7h 내지 도 7j에서 보여준 바와 같은 사분면들(18a,18d)에 의해 수광되는 강도들을 변화시킨다. 여기서 유념해야 할 점은 코히어런트 광(coherent light)이 사용되며 그럼으로써 중복 차수들의 강도들이 단지 함께 추가될 수 없고, 그 대신 상기 차수들 간의 간섭이 사분면들의 총체적인 강도들의 계산시에 고려되어야 한다는 것이다.The tracks of the data layer form a periodic structure that functions as a reflective grating as shown in FIG. 7G, which is the top view of FIG. 7B. FIG. 7G shows the grid period t shown as
도 7h 내지 도 7j에는 4개의 검출기 표면들(18a,18b,18c,18d)을 갖는 쿼드형 검출기인 것이 바람직한 검출기 요소(18)가 예시되어 있다. 트랙 방향은 화살표로 나타나 있다. 트래킹 신호는 광 저장 매체의 플레이백 동안 데이터 트랙들을 따라가는 데 사용된다. 액세스 유닛에서 트래킹 신호를 생성하기 위한 한가지 방법은, 신호(S1)에 응답하는 검출기 표면(18a) 및 신호(S4)에 응답하는 검출기 표면(18d)이 할당되어 있으며, 검출기 표면들(18a,18d)이 상기 트랙의 양측에 위치해 있는 상기 검출기 요소(18)의 2개의 사분면들에 의해 수광되는 광강도들을 비교하는 것이다. 일반적으로, 광 저장 매체의 기하학적 구조가 정의되는 데, 이러한 기하학적 구조에서는 상기 스포트가 상기 트랙의 측면 상에 초점 조정될 때 2개의 사분면들 중 하나의 사분면의 강도가 증가 또는 감소한다. ±I번째 차수들은 도 7g에서 뿐만 아니라 도 7h 내지 도 7j에서 보여준 바와 같이 0번째 차수들에 부분적으로 겹쳐져 있고 상기 검출기 요소(18) 상에 베이스볼 패턴을 형성하고 있다. 도 7i는 스포트(77)가 트랙의 중간에 초점 조정될 경우를 보여주는 도면이다. 이때, 사분면들(18a,18d) 내의 신호들(S1,S4) 각각은 동일한 데, 그 이유는 스포트(77)가 트랙의 중간에 초점 조정될 경우가 대칭이고 그럼으로써 -I번째 및 +I번째 차수에 대한 0번째 차수의 간섭이 동일하기 때문이다. 현재 스포트(77)가 트랙의 측면 상에 초점 조정된 경우, 이러한 스포트(77)는 상기 검출기를 통해 반사된 서브-비임들(1a 또는 1c)의 위상들을 전이시킨다. 광 저장 매체의 구조에 의존하여, 그리고 트랙의 어느 측면에 비임이 존재하는 지에 의존하여, -I번째 또는 +I번째 차수가 0번째 차수, 즉 광강도를 보강 간섭하는 데, 그 이유는 사분면이 증가하기 때문이다. 다른 차수는 0번째 차수, 결과적으로는 광강도를 소멸 간섭하는 데, 그 이유는 사분면이 감소하기 때문이다. 따라서, 도 7h에 도시된 바와 같이, 사분면(18a)에서의 소멸 간섭은 사분면(18d)에서의 보강 간섭보다 낮은 신호를 제공하는 데, 이것이 의미하는 것은 강도 신호(S4)가 강도 신호(S1)보다 높으며, 결과적으로는 광비임이 트랙 중간의 좌측에 있다는 것을 의미한다. 따라서, 도 7j에 도시된 바와 같이, 사분면(18a)의 보강 간섭이 사분면(18d)의 소멸 간섭보다 높은 신호를 제공하는 데, 이것이 의미하는 것은 강도 신호(S1)가 강도 신호(S4)보다 높으며, 결과적으로는 광비임이 트랙 중간의 우측에 있다는 것을 의미한다. 상기 검출기의 사분면들에서의 보강 및 소멸 간섭, 결과적으로는 신호의 크기는 신호가 거리의 함수로 변하게 하는 트랙으로부터 이격된 스포트(77)의 거리에 비례한다. 사분면 강도들의 불균형은 검출되어 비임이 트랙 상에서 초점 조정되게 하는 데 필요한 트래킹 신호의 생성용으로 사용될 수 있다.7H-7J illustrate a
액세스 유닛, 바람직하게는 아암 유닛의 회전은 상기 검출기 및 상기 트랙들의 정렬을 변화시키며 상기 시스템은 이를 허용할 수 있어야 한다. 오정렬은 10도 미만이도록 최적화될 수 있으며 상기 시스템은 이를 허용하도록 설계될 수 있다. 이러한 오정렬은 도 7k에서 보여준 바와 같이 검출기 상의 강도 분포를 대칭으로 변화시킨다. 스포트들의 동일 영역들, 결과적으로는 +I번째 및 -I번째 차수들의 강도들은 사분면들(18a,18d)로부터 사분면들(18b,18c)로 전환된다. 이 때문에, 트래킹 신호를 계산하는 데 사용되는 사분면들(18a,18d) 간의 상대적인 강도들, 및 초점 조정 신호를 계산하는 데 사용되는 사분면들(18b,18c) 간의 상대적인 강도들은 변하지 않으며 상기 신호들은 종전대로 계산될 수 있다. 도 7c에서는, 오정렬이 과장되어 있으며 수행된 테스트들에 따라 10도 미만인 것이 보통이다.The rotation of the access unit, preferably the arm unit, changes the alignment of the detector and the tracks and the system should be able to tolerate this. Misalignment can be optimized to be less than 10 degrees and the system can be designed to allow this. This misalignment causes the intensity distribution on the detector to change symmetrically as shown in FIG. 7K. The same regions of spots, and consequently the intensities of the + I-th and -I-th orders, are converted from
바람직한 실시예에서는, 동일한 광비임이 초점 조정 신호 및 트래킹 신호 모두를 제공하는 데 사용된다. 또한 3개의 비임 또는 다중 비임 또는 다른 유형의 스 티어링(steering)은 초점 조정 및 트래킹 신호를 제공하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 장치는 액세스 유닛의 움직임에 기인하는 각도 오차에 그다지 민감하지 않은 데, 그 이유는 상기 베이스볼 패턴이 단지 약간 회전되기 때문이다.In the preferred embodiment, the same light beam is used to provide both the focus adjustment signal and the tracking signal. Three beams or multiple beams or other types of steering may also be used to provide focusing and tracking signals. The apparatus of the present invention is not very sensitive to angular error due to the movement of the access unit, because the baseball pattern is only slightly rotated.
초점 조정 및 트래킹 신호들은 예컨대 4개의 표면 요소들을 갖는 쿼드형 검출기 요소를 사용함으로써 기능적인 전기 시뮬레이션 신호 계산들과 같은 시뮬레이션들에 의해 조사될 수 있다. 푸시-풀 동작을 수행하는 필요한 감도들 및 교정들 및 실제 신호들의 세부적인 계산은 본원에서 간략하게 보여준 기하학적 모델보다는 오히려 회절 모델링을 필요로 한다. 그러나, 상기 모델에 대한 회절 추가가 단지 세부적인 결과들에만 영향을 줄 뿐이며 기본 원리에는 영향을 주지 않는다. 여기서 유념해야 할 점은 실제의 시스템에서 그루브의 에지들로부터의 추가적인 회절과 같은 본원에서는 다루고 있지 않은 추가적인 광학 현상들이 존재할 수 있으며, 이러한 광학 현상들이 부차적인 현상들이기 때문에, 무의미한 것처럼 보인다는 것이다. 그러한 광학 현상들이 본원에서는 다루고 있지 않더라도, 추가적인 신호 처리에 의해 조종될 수 있으며, 이러한 특정 신호 처리는 특정 실시예의 세부에 의존하는 것이므로, 본원에서 다루지 않는다.The focusing and tracking signals can be investigated by simulations, such as functional electrical simulation signal calculations, for example by using a quad shaped detector element with four surface elements. Detailed calculations of the actual signals and the necessary sensitivity and corrections to perform the push-pull operation require diffraction modeling rather than the geometric model shown briefly herein. However, the diffraction addition to the model only affects the detailed results and does not affect the basic principle. It should be noted here that there may be additional optical phenomena not covered herein, such as additional diffraction from the edges of the grooves in the actual system, which appear to be meaningless because these optical phenomena are secondary phenomena. Although such optical phenomena may not be addressed herein, they may be manipulated by additional signal processing, and such specific signal processing depends on the details of the specific embodiment and thus is not addressed herein.
도 8은 본 발명에 따라 광 저장 매체(82)에서 데이터를 판독하고 광 저장 매체(82)에 데이터를 기록하기 위해 적어도 하나의 액세스 유닛(83) 및 광 저장 매체 드라이브(81)를 포함하는 통신 장치(80)를 예시하는 도면이다. 상기 통신 장치는 또한 광비임들을 방출하기 위한 적어도 하나의 광원(84), 상기 광비임들을 투과, 안내, 절곡 및 초점 조정하기 위한 광학 부품들(85) 및 반사된 광비임들을 검출하 기 위한 검출기 요소(86)를 포함한다. 광원들(84), 예컨대 반도체 레이저들은 상기 광 저장 매체(82)에서/에 데이터를 판독 및 기록하는 데 필요한 광비임들을 제공하는 데 사용된다. 상기 광비임이 상기 광원으로부터 방출될 경우, 상기 광비임은 발산할 수 있다. 다시 말하면, 방출된 광비임이 넓어진다. 상기 광원으로부터 충분한 광을 원하는 지점에 전달하기 위해서는 광학 부품들(85)이 광비임의 넓어짐을 제한하는 데 사용된다. 또한, 광학 부품들(85)은 방출된 광비임을 시준 또는 초점 조정하는 데 사용된다. 시준된 광비임은 자유 공간에서 먼 지점으로 상기 비임을 전파하는 데 사용될 수 있고 초점 조정은 상기 비임을 광 통로 또는 도파관 내로 이미징하는 데 사용될 수 있다. 또한, 광학 부품들(85)은 광 저장 매체의 데이터 트랙에 광비임을 다시 지향시켜서 광비임을 광 저장 매체의 데이터 트랙에 초점 조정하는 데 사용된다. 상기 검출기 앞에는, 광학 부품들(85)이 반사된 광비임을 상기 검출기 요소에 집광하는 데 사용된다. 본원에서 단지 참조번호(85)로 언급되는 이같은 광학 부품들은 도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b, 도 3a 및 도 3b와 관련하여 보다 상세하게 언급될 것이다.8 illustrates a communication comprising at least one
도 8에는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바에 따라 액세스 유닛(83)이 자신의 단부(피보트 지점) 상에서 수직(x), 수평(y) 및 길이(z) 축에 대해 3차원으로 피보트한다. 따라서, 상기 액세스 유닛은 자신의 피보트 지점에 대해 적어도 상방-하방, 측면 및 상하 조절 방향으로 제어되는 것이 가능하다. 상기 반사된 광비임을 수광 및 검출하기 위한 액세스 유닛(83), 광학 부품들(85) 및 검출기 요소(86)는 도 1a, 도 1b, 도 2a 및 도 2b와 관련하여 설명된 바와 동일한 것들이다. 상기 액세스 유 닛(83), 광학 부품들(85) 및 검출기 요소(86)는, 상기 액세스 유닛의 움직임에 따라 움직이도록 이루어진다. 다시 말하면, 상기 액세스 유닛(83), 광학 부품들(85) 및 검출기 요소(86)는 적합한 패스닝 수단을 사용하여 상기 액세스 유닛에 고정되어 있다. 또한, 상기 유닛들(84,86)은 상기 장치의 (도시되지 않은) 주 제어 유닛 및 상기 액세스 유닛(83)에 전기적으로 접속되어 있다. 상기 광원(84)은 상기 액세스 유닛의 피보트 지점에나 그 부근에 위치해 있는 것이 바람직하다. 상기 장치의 위에서 언급된 구성에 의하면, 상기 광원으로부터 방출되는 광비임은 광 저장 매체의 데이터 트랙들을 향해 가로각으로 안내된다. 광 저장 매체의 데이터 트랙들로부터 반사되는 반사된 광비임은 상기 검출기 요소(86) 및 관련된 광학 부품들(85)에 의해 가로각으로 수광된다. 도 1a 내지 도 5와 관련하여 앞서 언급된 장치의 실시예들 모두는 본 발명에 따른 통신 장치(80)와 연관된다. 또한, 초점 오차 보정(도 6 참조) 및 트랙 오차 보정(도 7a 및 도 7b 참조)의 기본 개념은 본 발명에 따른 통신 장치와 연관된다.In FIG. 8, the
본 발명의 다른 한 실시예에 의하면, 상기 광원(84)은 피보트 지점과는 다른 액세스 유닛의 단부에, 다시 말하면 액세스 유닛 헤드 상에 위치해 있을 수 있으며, 상기 광원으로부터의 광비임은 데이터 트랙들을 향해 가로각으로 안내된다. 이러한 구현예는 여전히 부품 개수를 감소시키는 데, 그 이유는 미러(15,15a; 도 1a 및 도 1b 참조)가 생략될 수 있으며 광비임의 초점 조정을 위해 회절용 광학 요소(DOE; 16)(도 1a 및 도 1b 참조)가 사용될 수 있기 때문이다. 그러나, 이러한 구현예는 현재 기술로 획득할 수 있는 것보다 크기가 작고 중량이 적은 광원들을 필요 로 한다.According to another embodiment of the present invention, the
도 9는 광 저장 매체에서 데이터를 판독하고 광 저장 매체에 데이터를 기록하기 위한 본 발명에 따른 방법을 예시하는 흐름도이다. 최초의 단계(901)에서는, 광원이 광비임을 생성한다. 2개 이상의 개별 광원들이 사용되지만, 단계(903)에 따라 레이저원들을 동기시킴으로써 광비임들이 동기된다. 사용되는 동기 알고리즘은 이러한 설명 뒤에 언급될 것이다. 단계(905)에서는 방출된 광비임들이 단계(907)에서 상기 광비임들을 투과시키기 전에 시준될 수 있다. 상기 방출된 광비임들은 단계(909)에 따라 광 저장 매체의 트랙들을 향해 가로 방향을 이루도록 안내 및 절곡된다. 이후에는 광 저장 매체의 트랙들로부터의 반사된 광비임들은 단계(911)에서 투과된 다음에 반사된 광비임들이 단계(913)에서 검출된다. 초점 오차가 단계들(915,916)에 따라 검출되며 보정이 필요할 경우, 단계(919)에 따라 액세스 유닛의 움직임을 통해 적합한 보정이 이루어지고 그후에는 단계들(909 내지 916)이 반복된다. 트랙 오차가 단계들(917,918)에 따라 검출되고 보정이 필요할 경우, 단계(920)에 따라 액세스 유닛의 움직임을 통해 적합한 보정이 이루어지며 그후 단계들(909 내지 918)이 반복된다. 초점 조정 및 트래킹이 정확할 경우, 가로각 광비임들을 사용한 판독 및/또는 기록 동작이 단계(921)를 따라 수행된다.9 is a flowchart illustrating a method according to the present invention for reading data from and writing data to an optical storage medium. In the
여기서 유념해야 할 점은 z-방향의 제어가 그다지 어떠한 신규성도 제공하지 않더라도 이러한 알고리즘의 정의로부터 허용되지만, 간단한 푸시-풀 알고리즘을 통해 반사된 신호의 대칭을 구함으로써 비임이 정확하게 정렬된다는 것이다. 여기서 또한 유념해야 할 점은 여러 방향들(x,y,z)에서의 제어를 위한 샘플링 주파수들 이 매우 다를 수 있으며, 그 자체로는 도 9가 단지 (x, y 및 z 방향들에 대한 샘플링율들의 샘플링이 다를 수 있는) 실제의 알고리즘의 고도로 이상화된 표현일 뿐이다는 것이다. 그러나, 이같은 이상화는 본 발명의 중요한 특징들을 충분히 보여주고 있으며, 세부들이 특정의 실시예들로 간주된다.It should be noted here that although the control in the z-direction does not provide any novelty, it is allowed from the definition of this algorithm, but the beam is correctly aligned by obtaining the symmetry of the reflected signal through a simple push-pull algorithm. It should also be noted here that the sampling frequencies for control in the various directions (x, y, z) can be very different, and as such Fig. 9 shows only sampling for (x, y and z directions). It is just a highly idealized representation of the actual algorithm (where the sampling of the rates may differ). However, such an idealization fully shows the important features of the present invention, and the details are regarded as specific embodiments.
또한, (x, y 및 z 방향의) 여러 푸시-풀 루프들의 동시적인 분석을 기반으로 하여 보다 복잡한 알고리즘들을 획득하는 것이 가능하다. 이들은 본 발명의 특정부연들 및 세부들로 간주되므로 세부적으로 다루지 않는다.It is also possible to obtain more complex algorithms based on the simultaneous analysis of several push-pull loops (in the x, y and z directions). These are considered specific paradigms and details of the present invention and thus are not discussed in detail.
도 10a는 2개의 개별 광원들이 사용될 경우에 본 발명에 따른 방법의 동기 알고리즘을 보여주는 도면이다. 개별 초기화 루틴이 필요할 수 있다. 최초의 단계(111)에서는, 제1 광원이 온 상태로 스위칭된 다음에 단계(113)에서 제1 광원의 광비임의 위치가 검출된다. 또한, 단계(115)에서는 위치가 트랙 상에 있는 지가 검사되고 단계(117)에서는 위치가 초점에 있는 지가 검사된다. 단계(115) 및/또는 단계(117)에서의 응답이 부정적인 경우, 적합한 보정들이 단계들(116,118)에 따라 이루어진다. 단계(119)에서는 제2 광원이 턴온되고 그 결과로 상기 제1 광원이 턴오프될 수도 있고 일정하게 온 상태로 유지될 수도 있다. 상기 제2 광원의 동작은 단계(120)에서 수행되고 성공적인 동작(121) 이후에 상기 제2 광원이 단계(123)에서 턴오프된다. 이후에는 상기 제1 광원이 (턴온되고) 중단 이전에 수행된 동작을 계속한다. 본 발명에 따른 방법의 대표적인 실시예로는 제1 광원이 판독 동작용으로 사용되고 상기 제2 광원이 기록 동작용으로 사용되는 경우가 있다. 이러한 실시예에 의하면, 상기 판독 비임은 기록 비임이 턴온될 경우에 오프 상태일 수도 있고 일정 하게 온 상태로 유지될 수도 있도록 펄스가 가해질 수 있다. 에너지가 최적 상태이고 열적으로 최적 상태인 펼스 인가 구현예는 물리적 구현예의 세부에 의존한다.10a shows a synchronization algorithm of the method according to the invention when two separate light sources are used. Separate initialization routines may be required. In the
다른 유형의 동기 알고리즘들의 사용이 또한 가능하다. 도 10b는 2개의 개별 광원들이 사용될 경우 본 발명에 따른 방법의 다른 실시예의 동기 알고리즘을 보여주는 도면이다. 개별적인 초기화 루틴이 필요할 수 있다. 최초의 단계(131)에서는, 제1 광원이 온 상태로 스위칭된 다음에, 단계(133)에서 제1 광원의 광비임의 위치가 검출된다. 또한 단계(135)에서는 위치가 트랙 상에 있는 지가 검사되며 단계(137)에서는 위치가 초점에 있는 지가 검사된다. 단계(135) 및/또는 단계(137)에서의 응답이 부정적인 경우, 단계들(136,138)에 따라 적합한 보정들이 이루어진다. 단계(139)에서는 제2 광원이 턴온되고, 그 결과로 제1 광원이 온 상태로 유지되지만 판독/기록 동작이 일정 기간 동안 중단된다. 제2 광원의 동작은 상기 기간이 단계들(141,142)에 따라 경과될 때까지 단계(140)에서 수행된다. 현재 단계(143)에서 제1 레이저원은 판독/기록 동작이 중단된 때 있었던 위치로부터 판독/기록 동작을 계속 수행하며 제2 광원의 판독/기록 동작이 중단된다. 이러한 실시예에 의하면, 레이저 소스들 양자 모두가 동시에 온 상태이다.The use of other types of synchronization algorithms is also possible. Figure 10b shows a synchronization algorithm of another embodiment of the method according to the invention when two separate light sources are used. Separate initialization routines may be required. In the
본 발명에 의하면, 앞서 언급된 유형의 하나 이상의 광비임들을 갖는 다른 실시예들이 또한 가능하며, 그러한 실시예들이 본 발명의 간단한 부연들이지만, 본원에서는 세부적으로 다루지 않는다.According to the present invention, other embodiments are also possible having one or more light beams of the type mentioned above, although such embodiments are simple paraphrases of the present invention but are not discussed in detail herein.
본 발명은 위에서 언급된 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명의 바람직한 실시예가 설명을 위해 본원에 개시되어 있지만, 현재로서는 여러가지의 변경들, 수정들, 변형들, 대체들 및 등가예들이 전체적으로나 또는 부분적으로 당업자에게 자명해질 것이다. 따라서, 본 발명은 단지 본원에 첨부된 청구항들의 특징 및 범위만으로 제한하고자 의도된 것이다.The invention is not limited to the embodiments mentioned above. While a preferred embodiment of the present invention has been disclosed herein for purposes of illustration, various changes, modifications, variations, substitutions and equivalents will be apparent to those skilled in the art, in whole or in part, in the present. Accordingly, the invention is intended to be limited only by the nature and scope of the claims appended hereto.
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