KR100838144B1

KR100838144B1 - 광학적으로 판독가능한 데이터를 기록하는 매체, 그매체를 제조하는 방법, 및 그 데이터를 재생하는 광학시스템

Info

Publication number: KR100838144B1
Application number: KR1020037005398A
Authority: KR
Inventors: 르위로쟝-끌로드
Original assignee: 탈레스
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2008-06-13
Also published as: ATE297049T1; KR20030037688A; DE60111271D1; DE60111271T2

Abstract

본 발명은 다층형의 광학적으로 판독가능한 데이터를 기록하는 매체, 이 매체를 제조하는 방법, 및 이 매체를 판독하는 데이터를 재생하는 광학 시스템에 관한 것이다. 매체 (Sb) 는 계면이 미세 위상 천이 정보 엘리먼트를 포함하는 평면들을 구성하는 층들 (C1 내지 CN) 의 적층체를 구비한다. 상기 평면들은 투과빔의 상대적으로 작은 방해를 발생시키며, 그들을 통과하는 광의 매우 작은 부분만을 회절시킨다. 판독빔 (Fl) 는 베어러면에 포커싱되며, 판독은 투광에 의해 수행된다. 인접하는 디포커싱된 층에 의해 유발되는 방해는 투과빔의 낮은 공간 주파수만의 원격장 검출에 의해 제거된다. 특히, 본 발명은 아주 대용량 데이터 광학 스토리지에 유용하다.

광학 스토리지, 베어러면, 회절

Description

광학적으로 판독가능한 데이터를 기록하는 매체, 그 매체를 제조하는 방법, 및 그 데이터를 재생하는 광학 시스템 {MEDIUM FOR RECORDING OPTICALLY READABLE DATA, METHOD FOR MAKING SAME AND OPTICAL SYSTEM REPRODUCING SAID DATA}

본 발명은 광학적으로 판독가능한 데이터를 기록하는 다층형 기록 매체, 그 매체를 제조하는 방법, 및 그 데이터를 재생하여 이 매체를 판독하는 광학 시스템에 관한 것이다.

초창기의 정보 기술 및 계산기 이래, 데이터 기록은 급속하게 발전되어 왔다. 현재까지 실시된 기술은, 하드 디스크 드라이브와 플로피 디스크를 포함하는 자기 기록이었다. 애플리케이션들이 플로피 디스크에 의해 제공되는 능력에 부합하지 않는 대용량 데이터를 요구하기 시작할 때 (예를들어, 한 애플리케이션에 대해 수십개의 1.4Mb 디스크가 요구됨), 첫번째 중대한 한계가 나타났다. 한편, 새로운 대체 기술인 광기록이 개발되었으며, 이는 처음에는 오디오 기록 애플리케이션 (컴팩트 디스크 (CD)) 에 이용되었고, 다음에는 아주 우수한 저장 용량으로 인하여 자기 플로피 디스크 (CD-ROM) 의 문제를 해결하게 되었으며, 이는 DVD 디스크의 등장으로 더욱 개량되었다.

하드 디스크의 경우, 자기 기록에는 상당한 성장 가능성이 남아 있지만, 이는 대략 15년 이내에 물리적인 한계점에 도달할 것이다. 요구는 되나, 아마도 장차 자기 기록이 충족시킬 수 없는 기록 밀도에 대한 예상은 10 년내에 100Gb 이상의 메모리 매체가 필요하게 될 것임을 나타낸다.

현존하는 광학 기록은, 반사층상에 회절 엘리먼트를 인그레이빙하여 (CD 의 경우) 획득한 광학적으로 판독가능한 데이터 베어링 디스크를 사용한다. 이들 회절 엘리먼트는 그들에게 최대 콘트라스트 (광경로차 2ne = λ/2) 를 제공하도록 대략 λ/6 (λ는 사용하는 레이저 소스의 파장임) 의 두께를 갖는다. 기록된 데이터의 밀도에서 예견할 수 있는 발전으로는, 더 짧은 파장의 이용 (블루 레이저 소스, 그러나 자외선은 디스크에 사용되는 재료의 일반적인 폴리머 특성의 단점으로 인하여 거의 사용될 수 없음), 더 큰 개구수 (numerical aperture), 또는 개량된 신호 처리를 포함한다. 그러나, 전망들은 한계가 있다. 또한, 단지 각각의 회절 릴리프 베어러면 (diffracting relief bearer plane) 을 약간의 반사성을 갖는 층으로 코팅하여 수개의 중첩된 층들을 판독할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 에너지 때문에, 적은 개수의 층만을 중첩할 수 있다. 예를 들어, 제 1 층이 3% 의 반사율을 갖는다고 가정하면, 제 2 층은 6% 로 증가된 반사율을 요구하고, 그 다음의 층은 12.5% 의 반사율을 요구하고, 다른 층들도 이런 식으로 된다. 명백히, 20 개 미만의 층을 중첩시킬 수 있다. 추가로, 반사층들은 가능성을 더 감소시키는 일정한 흡수를 나타내는 것이 사실이다. 실험실에서는 대략 10층으로 된 적층체를 제조하는 것이 가능하지만, 현재는 단지 2 층만을 DVD 형식으로 중첩하는 것도 산업상 문제점을 유발하는 것으로 알려져 있다.

이런 문제점들을 해결하기 위해서, 본 출원인은 CD 에 있는 반사층 구조를 개량하는 아이디어에서 벗어나서 미세 위상 천이 정보 엘리먼트의 패턴을 통하여 각각의 층을 투과 판독하는 구조를 구상하였다. 따라서, 본 발명은 데이터 베어러면을 가로지르면서 광의 매우 작은 부분만을 회절시키므로 광빔의 방해 (disturbance) 을 상대적으로 적게 허용한다. 따라서, 원칙적으로, 본 발명은 수천개 층의 적층을 가능하게 하며, 현실적으로 그리고 기술적 구현상의 문제없이, 대략 백개 층을 갖는 매체의 구현에 의해 장차 블루 소스 DVD 형 판독 기술로 테라바이트급 저장 용량을 실현할 수 있다.

본 발명에 따르면, 하나 이상의 데이터 베어러면 상에 회절 엘리먼트를 인그레이빙하여 획득한, 광학적으로 판독가능한 데이터를 기록한 매체로서, 상기 매체는 거의 투명한 층에 의해 그 다음의 평면과 각각 분리되는 미세 위상 천이 정보 엘리먼트 베어러면을 중첩하여 형성하고, 판독할 평면상에 포커싱하여 다른 평면들과 상기 층을 가로지르는 광빔을 이용하여 투과 판독가능하다.

본 발명의 일 특성에 따르면, 상기 정보 엘리먼트에 의해 도입된 위상 천이는 십분의 수 라디안 미만이다.

본 발명의 다른 바람직한 특성에 따르면, 상기 데이터 베어러면 각각은 약간 다른 굴절율을 가진 2 개의 유전층간의 계면에 형성하고, 이들 굴절율은 수 퍼센트 (바람직하게는 0 초과 10 퍼센트 미만) 만큼 다르며, 상기 정보 엘리먼트는 상기 계면의 릴리프들 (relief) 로 이루어진다.

이들 특성으로 인하여, 이후 설명하는 바와 같이, 이용되는 릴리프의 깊이는, 대략 CD 또는 DVD 디스크에서 일반적으로 표준화된 깊이이기 때문에, 매체들은 용이하게 구현가능하다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 유형의 매체를 제조하는 방법을 제공하며, 이 방법은, 투명 기판상에서,

a) 기판상에 한층의 포토폴리머계 모노머 재료를 배치하는 단계;

b) 해당 베어러면에 기록할 데이터를 베어링하는 스탬퍼를 상기 층에 가하여 상기 재료를 확산시키는 단계;

c) 합당한 광원을 이용하여 상기 재료를 포토폴리머화하는 단계;

d) 각각의 폴리머화된 층 상에 단계 a), b), 및 c) 를 반복하여 새로운 데이터 베어러면들을 획득하는 단계를 포함한다.

따라서, 본 발명에 따른 매체의 구현은 단순한 기존의 2P 기술의 응용을 포함하는 것임을 명백하게 알 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 투과 판독이 수행되는 다층 기록 매체의 서로 다른 데이터 베어러면들에 기록된 데이터를 재생하되, 상기 데이터는 각각의 평면에서 미세 위상 천이 정보 엘리먼트의 형태로 기록되며, 각각의 층은 거의 투명한 층으로 이루어지며,

- 판독할 평면상에 포커싱된 레이저빔을 상기 매체상에 투영하는 조사 장치;

- 상기 매체를 가로지른 후의 빔을 집광하는 수광 장치;

- 상기 수광 장치에 의해 집광된 빔을 수광하여 판독 신호를 제공하는 검출 장치들; 및

- 상기 레이저 빔에 대한 상기 매체의 변위를 확보하여, 판독할 평면에 기록된 모든 데이터를 판독할 수 있도록 하는 구동 장치를 구비하는 광학 시스템으로서,

상기 검출 장치들은 원격장 (far-field) 에서 동작하고, 투과된 빔의 저주파 공간 성분만을 검출하도록 필터링 장치들과 연관되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템을 제공한다.

또한, 상기 검출 장치들은 상기 정보 엘리먼트의 푸쉬-풀형 판독용이다.

이들 장치로 인하여, 디포커싱된 층들과의 누화 (crosstalk) 를 제거하면서 약간 회절하는 정보를 판독할 수 있다.

이하, 상세한 설명과 첨부 도면을 통하여 본 발명을 보다 자세하게 설명하며, 다른 특성와 이점들도 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 매체에 대한 개략도이다.

도 2 및 도 3 은 디포커싱된 정보층들에 의해 유발된 광빔의 방해을 나타내는 도면이다.

도 4 는 정보 성분이 빔 포커스 면을 지나가는 효과를 나타내는 도면이다.

도 5 는 본 발명에 따른 광학 판독 시스템에 대한 개략도이다.

도 6 은 반사에 의한 판독용으로 적합한, 본 발명에 따른 판독 시스템에 대한 개략도이다.

도 7 은 본 발명에 따라서 채택한 필터링 함수를 나타내는 도면이다.

도 8 은 가변 투과성 필터를 이용하는 제 1 필터링 방법을 나타내는 도면이다.

도 9 및 도 10 은 회절 장치를 이용하는 다른 필터링 방법을 나타내는 도면이다.

도 11 은 본 발명에 따른, 필터링 장치의 바람직한 위치를 나타내는 도면이다.

도 12 는 본 발명에 따른 판독 시스템에서 검출한 신호를 처리하는 회로의 도면이다.

도 13 은 포커스 제어 회로를 구현하는 가능한 방법을 나타내는 도면이다.

도 14 및 도 15 는 다른 포커스 제어 방법을 나타내는 도면이다.

도 16 은 포커스 제어 회로에 대응하는 구현 방법을 나타내는 도면이다.

도 17 내지 도 20 은 본 발명에 따른 매체를 구현하는 절차의 여러가지 변형예를 나타내는 도면들이다.

이하의 설명에서, 본 발명에 따른 기록 매체는 디스크라고 가정한다. 그러나, 잠재적으로는, 본 발명은 임의의 다른 유형의 매체 (보드, 밴드, 칩) 를 이용할 수 있음이 명백하다.

위에서 간략하게 설명한 바와 같이, 본 발명은 미세 위상 천이 정보면을 투과하여 광학적으로 판독가능한 데이터를 기록하는 매체의 각각의 층을 판독한다는 새로운 개념에 기초하고 있다. 본 발명은 그들을 통과하는 광의 매우 작은 부분만을 회절시키면서 투과된 광의 상대적으로 작은 방해을 발생시키는 이들 평면의 능력에 기초한다. 이런 역설은, 각각의 층에 의해 회절된 전력이 회절 정보 엘리먼트에 의해 유발되는 위상 천이의 제곱에 비례하고, 빔과의 간섭 패턴의 크기가 이 위상 천이에 직접 비례한다는 사실에 기인한다.

도 1 은 이런 매체 (Sp) 에 대한 원리를 나타낸 것이다. 이 매체는, N 개의 층 (C1 내지 CN) 의 적층체로 이루어진 그들의 계면상에 회절 엘리먼트가 배치되어, 데이터 베어러면 평면 (P1 내지 PN) 을 형성한다. 이들 층은 투명 기판 (Sb) 상으로 운반된다. 이들 층은 레이저 빔 (Fl) 을 이용하여 대물렌즈 (Ob) 에 의해 판독할 평면을 포커싱하여 판독된다. 투과된 빔은 검출 장치 (D) 에 의해 수광된다. Oz 축은 디바이스의 포커스축으로서 베어러면에 수직하며, Ox 축은 디스크의 접선 변위 방향을 나타낸다.

예를 들어, 정보 엘리먼트가 약 10mrad 의 위상 천이를 도입하는 경우, 이는 약 4% 의 투과빔 방해를 발생시킬 수 있으며, 회절된 광은 단지 0.01% 이다. 따라서, 이는, 디스크 두께가 허용가능한, 이론적으로 수천개의 층을 적층할 수 있음을 알 수 있다.

이런 현상은 광학파와 연관된 전기장을 관찰함으로써 증명할 수 있다. 10 mrad 의 위상 천이는 입사 빔 필드 (beam field) 보다 100 배 작은 전기장 신호에 대응한다. 그러나, 그 에너지는 입사빔의 에너지보다 10,000배 작아, 기존 장치에 의해서는 검출할 수가 없었다. 그러나, 이 전기장 신호를 투과된 빔과 보강 또는 상쇄 간섭시킴으로써, 검출기에 의해 수신된 신호는 각각 간섭이 전혀 없을 때 검출된 것보다 진폭이 400 배 큰 (1+0.01)² 또는 (1-0.01)² 이다. 이런 간섭 절차로부터, 투과된 빔의 "전-후 (front-rear)" 절반을 에너지에 대해 비교하는 푸쉬-풀형 판독을 이용함으로써 큰 이익을 획득할 수 있다. 또 다른 방법으로, 푸쉬풀 판독의 크기가 위상 천이에 비례하므로 (중심 개구 판독시에서 처럼 그제곱에 비례하지 않음), 훨씬 더 적은 위상 천이를 검출할 수 있다. 예를 들어, 1000 포톤과 동등한 잡음내 에너지 및 30Mb/s 범위의 데이터 흐름을 가지는 검출기를 가정하면, 소형 블루 레이저 소스가 초당 10¹⁵ 포톤을 제공하므로, 1 밀리 라디안의 위상 천이만으로도 충분히 변조를 제공할 수 있다. 실제로는, 이미 지적한 바와 같이, 다수의 층을 적층하는 것이 가능하도록 하기 위해서 정보 엘리먼트 위상 천이를 작게할 필요가 있다. 그러나, 대략 100 개의 층을 가로지르는 경우, 위상 천이가 대략 150mrad 보다 낮은 한, 신호 판독이 크게 저하되지는 않는다. 보다 정확하게는, 본 설명에서, "미세 위상 천이 (slightly phase-shifting)" 정보 엘리먼트는 수백 mrad 보다 작은 위상 천이를 일으키는 엘리먼트를 지칭한다.

실제로, 디스크들은 다양한 층들에 대하여 1.45 내지 1.6 의 인덱스를 갖는 폴리머를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 폴리머에서 가소제를 사용함으로써 인덱스를 수백분의 1 만큼 변경할 수 있기 때문에, 하나의 층으로부터 다음층으로 인덱스를 0.05 만큼 변경시키고 릴리프를 100nm 의 깊이로 하여 50 mrad 의 위상 천이를 획득할 수 있다. 이 값은 광학 디스크를 제조하는 공지된 절차에 전적으로 부합한다. 따라서, 각각의 계면상에 동일 부호의 인덱스 변화를 도입하는 것이 불가능하다는 것이 명백하다. 따라서, 바람직하게는 동일한 폴리머 재료상에서 사용되는 가소제의 양을 변경 (alternate) 시켜서, 각각의 계면상의 재료를 변경하는 것이 바람직하다.

이전의 계산은, 디스크가 수 밀리와트의 레이저를 이용하는 데 충분히 더큰 약 20% 의 변조 콘트라스트로 판독할 수 있음을 나타낸다.

여전히 남아 있는 문제점은, 투과 판독이 광 빔이 모든 층들을 가로지르는 것을 의미하는 경우, 빔이 포커싱된 판독할 평면상의 데이터의 판독시 디포커싱된 층의 영향의 문제이다.

도 2 는 이러한 영향을 나타내는 도면이다. 빔 (Fl) 은 데이터 베어러면 (Pn) 상에 포커싱되는 것으로 나타난다. 도면 저부에서는, 원격장의 광 결과 곡선을 나타낸다. 곡선 (Eo) 은 최초 빔의 광을 나타내고, 곡선 (En) 은 빔이 포커싱되는 평면 (Pn) 의 기여로 인한 광의 전후방 변위를 나타낸다. 곡선 (Edn) 은 디포커싱된 평면들 (Pn+1) 과 (Pn+2) 의 기여를 나타낸다. 층이 더욱 디포커싱될수록, 유발되는 방해의 공간 주파수가 더 높아진다.

도 3 에서, 도면은 포커싱된 평면에 인접한, 거리 d 만큼 디포커싱된 평면 (Pn -1) 에 의해 유발된 방해의 각공간 주파수 (angular space frequency) 를 보다 정확하게 계산하는 방법을 나타낸 것이다. 이 평면을 가로지르는 빔 (Fl) 은 방향 ±λ/p 의 2개의 회절 등급을 발생시키며, 여기서 p 는 평면 (Pn-1) 의 데이터 성분의 주기를 가리키며, λ 는 사용되는 광의 파장이다. 도 3 은, 점선으로 나타낸, 방해 Pt 의 회절된 등급들중 하나를 나타낸다. 따라서, 3 개의 원격 소스의 간섭 ±d(λ/p) 에 대응하며, 따라서 비트 각주파수 ±d/p 에 대응하는 현상이 나타난다. 따라서, 원격장에서 방해의 각주파수는 기록된 공간 주파수와 디포커싱 거리의 곱에 비례하는 것으로 나타낼 수 있다.

본 발명에 따르면, 기생 간섭은 단지 투과된 빔의 낮은 공간 주파수들을 검출함으로써 제거된다.

도 4 는 포커싱 면을 통과하는 데이터 성분의 효과를 나타내는 도면이다. 평면 (Pn) 의 이 성분의 가장자리의 효과는 2πΔ/p 값에 대한 필드의 무한 각변위 (infinite angular displacement) 로서 나타낼 수 있으며, 여기서 Δ는 웨이브 프론트 (wavefront) 의 변형 크기이다. 검출기 평면 (Pld) 의 최초 빔의 광 (Eo) 과 검출기 평면 (Pld) 에서의 포커싱된 평면 (Pn) 의 기여 (En) 를 보게 된다. 따라서, 투과빔은 2 가지 유형의 변형, 즉 판독 스폿을 지나는 데이터의 상당한 전후 변위, 및 최소 각공간 주파수가 데이터 베어러면들간의 최소 거리와 데이터의 최소 공간 주파수에 비례하는 방해를 겪게 된다. 따라서, 데이터 평면들 사이의 최소 거리를 확보하고 소정값 이하의 스펙트럼 성분을 기록하지 않음으로써, 이미 언급한 바와 같이, 단지 투과빔의 낮은 각주파수 성분을 검출하여 층들간의 누화를 제거하는 것이 가능하다.

도 5 는 본 발명에 따른 매체를 위한 광학 판독 시스템의 개략도이다. 종래에, 디스크 (10) 를 판독하는 이 시스템은 디스크 (10) 를 회전시키는 구동 모터 (11) 와 그 제어부 (12), 포커싱된 레이저빔을 제공하는 광학 헤드 (13), 및 검출 장치 (20) 를 구비한다. 장치 (20) 로부터의 신호들은 신호 처리 유닛 (21) 으로 송신되며, 그 부품은 나중에 설명될 것이다. 이 유닛 (21) 은, 점대점 판독에 필요한 판독 신호 (HF), 래디얼 트래킹 에러 신호 (Spp), 및 포커싱 에러 신호 (Sz) 를 추출한다. Spp 신호는 래디얼 서보 (14; radial servo) 룰 제어하고, Sz 신호는 광학 헤드 (13) 를 제어하는 포커스 서보 (15; focus servo) 를 제어한다. 도면은, 검출기와 광학 헤드가 디스크의 한쪽면 상에 있는, 단순한 투과 판독을 나타낸다.

그러나, 판독의 투과 특성을 전혀 변화시키지 않고, 디스크 (10) 가 금속처리된 반사형 입력 디옵터 (diopter) 와 마주하는 면을 갖는, 도 6 에 나타낸 설치를 이용하는 것이 가능하다.

도 6 은 금속처리된 층 (100) 을 갖는 디스크 (10) 와 함께 사용되고 있는 광학 헤드를 나타낸 것이다. 레이저 소스 (130), 대물 렌즈 (132), 반투과 미러 (131), 및 검출기들 (20) 같이, 헤드에 전통적으로 설치되는 항목들이 있다. 그러나, 기존 헤드와는 달리, 빔은 반사 평면상에 포커싱되지 않고 데이터 베어러면들중 하나에 포커싱된다. 또한, 검출기들은 회귀 빔 포커스 (return beam focus) 에 근접한 평면상에 위치하지 않고 원격장에서 사용된다.

포커싱은 반사 평면의 앞 또는 뒤에서 발생할 수 있다. 읽기 전용 광학 시스템에 대하여, 이런식으로 입사 빔보다 낮은 부분을 갖는 회귀빔이 비네팅 (vignetting) 없이 포커싱 대물렌즈에 의해 전부 수집되기 때문에, 포커싱이 반사 평면 뒤에서 발생하는 경우가 최선이다. 반사 평면 앞의 포커싱은, 인그레이빙할 층에 포커싱된 전력이 더 크기 때문에, 기록 가능 디스크에 기입하는 경우에 유리할 수 있다.

이미 설명한 바와 같이, 디포커싱된 층들에 의해 유발된 방해를 제거하기 위해서, 단지 낮은 각주파수들을 유지하기 위해서 수광된 빔의 높은 공간 주파수들을 필터링할 필요가 있다. 검출기의 전방 및 후방 부분간의 부드러운 변화 (transition) 가 이에 대하여 적합한 것으로 나타났다.

도 7 은 전방 검출기 (Dt1) 와 후방 검출기 (Dt2) 아래에 검출기 감도 (Sy) 에 대한 이상적인 프로파일을 나타냄으로써 이 함수를 나타내며, O'x' 축은 데이터 변위 방향 (Ox) 의 검출기 평면의 프로젝션 (projection) 이다. 이 검출 감도 결과 곡선은, 빔의 중심 (O') 에 관하여 대칭성을 나타내는 반대칭 곡선 (antisymmetric curve) 이다. 빔의 전방 및 후방 절반들상에 수신한 캔들파워 (candle power) 들간의 차이를 취하여 최대 감도를 획득한다. 그러나, 하나의 검출기로부터 다른 검출기로 이동할 때의 갑작스런 변화 (abrupt transition) 는 포커싱된 층의 인접층들에 기인한 방해가 변화할 때 나타난다. 푸쉬 풀 함수의 평활화를 획득하고 이들 단점을 해결하기 위해서, 빔의 중심 부분의 흡수를 계획한다.

도 8 은 이런 아이디어를 구현하는 가능성을 나타낸다. 가변 투과성 필터 (Ftv) 는 검출기 (Dt1) 과 (Dt2) 앞에 계획되어 방향 O'x' 에 있는 빔의 중심과 가장자리 (도면에서 검은 영역으로 나타냄) 에서 최대 흡수를 제공하며, 다시 말해, 이들 영역은 도면의 평면에 수직한 병렬 밴드들로 이루어진다. 필터 (Ftv) 는 투과 빔의 강도가 중심에서의 강도의 약 절반인 방향에서 최대 투명도를 제공하며, 다시 말해, 그것은 빔의 전방 및 후방 가장자리에서 거의 중심을 갖는다.

서로 다른 투명도를 갖는 영역들간의 변화는 점선을 갖는 영역에 나타난다. 도 7 에 나타낸 것과 유사한 감도 곡선을 획득하기 위해서, 푸쉬풀 판독 신호 (HF) 를 제공하는 차동 증폭기 (Ad) 를 이용하여 전방 (Dt1) 및 후방 (Dt2) 검출기로부터의 신호들간의 차이가 만들어진다.

도 9 및 도 10 은 본 발명에 따른 광학 판독 시스템을 제조하는 특히 흥미로운 방법을 나타낸 것이다. 반투명 미러 (Mi) 에 의해 편향된 수집 빔의 경로상에서, 검출기 (Dt) 근처로 빔을 포커싱하는 광학 렌즈 (Le) 다음에, 회절 장치 (Df) 가 삽입되며, 이는 수집된 광을 개별 검출기들 (1 내지 4) 로 편향시키는 다수의 회절 엘리먼트 (Df1 내지 Df4) 를 포함한다. 이 회절 장치는 도 7 에 나타낸 함수에 대응하도록 요구되는 강도로 광을 검출기로 회절시키도록 조절된다. 그것은, 빔들의 방향과 그들의 강도 모두를 개별적으로 결정하기 위해서, 바람직하게는 홀로그래피 형태로 만들어진다. 4 개의 빔과 4 개의 검출기를 적절하게 위치시켜서, 대표적인 신호들이 빔의 전후 및 좌우 부분에 대하여 획득될 수 있어서, 나중의 경우에 기존 푸쉬풀 래디얼 트래픽 신호를 획득하게 한다. 또한, 검출기 (5) 를 향하는 제 5 중심빔이 다양한 서비스 정보 (디스크 존재, 기존 디스크 호환성, 사용자 정보, 등) 를 획득하도록 하는 것이 가능하다.

도 11 은 본 발명에 따른 필터링 장치나 회절 장치에 대한 특히 유리한 위치 결정을 나타낸 것이다. 도 11 에 나타낸 바와 같이, 빔이 포커싱되는 데이터 베어러면에 무관하게, 집광된 빔의 섹션은 대물 렌즈 (Ob) (또는 반투명 미러와 접합되는 평면) 근처의 평면 (Pfo) 에서 그리고 이것 다음에 수광된 빔 (Fc) 의 전파 방향에서 일정하다. 이 평면은 대물 렌즈의 초점면 (focal plane) 이다. 따라서, 이 평면에 회절 장치 (Df) 를 위치시키는 것이 바람직하다. 또한, 빔이 개별 검출기 (Dt) 를 향해 편향되도록 하고 그들의 강도를 결정하는 미러 기능과 회절 기능을 동시에 수행하기 위하여 회절 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

도 12 는 4 개의 검출기 (1 내지 4) 를 갖는 기존 검출기 장치 (Dt) 의 경우에, 도 5 로부터의 신호를 처리하는 회로 (21) 를 제작하는 방법을 나타내는 도면이다. 이들 검출기는 집광된 빔의 광학 축 (Oz) 에 수직한 평면상에 설치되고, 매체의 Ox 변위 방향에 있는 이 평면의 O'x' 프로젝션에 따라서 쌍으로 정렬되며, 상기 광학축 Oz 와 상기 프로젝션 O'x' 에 관하여 대칭적으로 위치한다. 검출기 (1, 4) 는 전방 검출기 (front detector) 이고 검출기 (2, 3) 은 후방 검출기 (rear detector) 이다. 한쪽의 검출기 (1, 4) 와 다른 한쪽의 검출기들 (2, 3) 로부터의 신호들은 각각 합산 회로들 (214, 213) 에 의해 합산되고, 전방 (또는 전방향) (Av) 신호 및 후방 (또는 후방향) (Ar) 신호를 각각 제공한다. 한쪽의 검출기 (1, 2) 와 다른 한쪽의 검출기 (3, 4) 로부터의 신호는 각각 합산 회로 (211, 212) 에 의해 합산되어, 좌 (ga) 및 우 (dr) 신호를 각각 제공한다. 푸쉬풀 판독 신호 (HF; push-pull reading signal) 는 신호 Av 와 Ar 사이의 차이를 만드는 차동 증폭기 (222) 에 의해 제공된다. 래디얼 트래킹 에러 신호 (Spp) 는 종래의 방식으로 신호 dr 과 ga 간의 푸쉬풀 신호차를 제공하는 차동 증폭기 (221) 에 의해 제공된다. 포커싱 에러 신호 (Sz) 는, 이하 설명하는 바와 같이, Av 및 Ar 신호를 수신하는 위상 비교기 (223) 에 의해 제공된다. 마지막으로, 나중에 설명한 다른 용도에 대하여, 합산 회로 (215) 는 모든 검출 신호들의 합 (Sm) 을 제공한다.

포커싱 에러 신호를 결정하는 회로 (223) 는 데이터 자체로의 빔 포커싱을 제안하는 프랑스 특허 N°2 280 150 호에 기술된 시스템으로부터 얻어진 다음 원리로 작동한다. 이 동작은 디스크상의 진폭 변조가 푸코의 나이프 에지 (knife edge) 로서 기능한다고 간주함으로써 요약할 수 있다. 그 새도우 (shadow) 는, 포커스 포인트가 각각 데이터 평면의 앞 또는 뒤에 있는 경우, 디스크 변위의 직선 또는 역방향으로 이동한다. 이 해결법이, 단지 순수한 위상 변조을 갖는, 본 발명에 따른 디스크에 대하여 직접 이용되지 않을지라도, 이 다층 구조의 목적은 실질적으로 캔들 파워가 각각의 층에 의해 메인 빔의 바깥에서 확산되지 않게 하는 것임을 알 수 있다. 그결과, 빔의 전방 및 후방 절반의 합이 일정하고, 빔의 각각의 절반에 대한 변조가 디포커싱에 무관하게 실질적인 위상 반전이며, 이는 디포커싱을 정정하기 위해 이들 신호를 사용하는 것을 불가능하게 할 수 있다.

그러나, 우리는 푸쉬 풀 판독 함수의 평활화가 빔의 중심에서의 검출기의 감도를 약화시키는 것을 발견하였다.

본 출원인은 빔의 이런 중심 흡수가 있을때, 위상 천이가 값 π를 통하여 정확한 포커스 포인트로 가는 빔의 전방 및 후방 변조 사이에 나타나는 것에 주목하였다. 따라서, 사용가능한 포커싱 에러 신호가 추정될 수 있다.

위상 비교기 (223) 는 이를 결정한다.

도 13 은 포커싱 에러 신호 (Sz) 를 제공하는 위상 비교기의 구현예이다. 신호 (Av, Ar) 는 하이패스 필터링 (231, 232) 된 후, 증폭 (233, 234) 된다. 그후, 그들은 트랙 및 홀드 유닛 (235, 236) 으로 송신된다. 이들은 다른 채널의 비교기들 (238, 237) 에 의해 새로 형성된 신호에 의해 제어된다. 회로 (235, 236) 로부터 신호들을 수신하는 차동 증폭기 (239) 는 신호 (Av, Ar) 의 위상 천이에 비례하는 에러 신호 (Sz) 를 제공한다.

포커싱 에러 신호를 획득하는 다른 가능성은 모든 검출기의 합산 신호의 이용에 있다. 디스크에 의해 투과된 빔의 중심에서의 강도는, 어떤 디포커싱도 없을 때, 빔의 포커스에서의 필드 (field) 의 적분값과 동일하다. 이 적분의 크기는 미세 위상 천이 릴리프 (relief) 의 존재에 의해 다소 영향을 받는다. 그후, 합산 신호 (Sm) 는 도 14 에 나타낸 바와 같이 거의 일정하며, 여기서 데이터 베어러면은 정확하게 포커싱되며, 이는 단지 원격장 (곡선 En) 의 수평 이동을 일으킨다.

큰 디포커싱이 존재할 때, 이 동일한 강도는 캡 중앙에서 미세 위상 천이 점이 존재하여 이 위상 천이가 구형 캡의 편차 (deflection) 을 감소 또는 증대시키는 경향이 있는 지에 따라서 적분값을 증가 또는 감소시키는 구형캡 형태의 웨이브 프론트 (wavefront) 의 적분값이다. 편향의 감소는 원격장 중심에서 광집중을 유발하여, 중심에서 감도가 상쇄된 검출기에 의해 보여지는 광의 감소를 유발한다. 역으로, 편향의 증가는 중심에서의 조도를 감소시키고 셀의 합산 신호를 증가시킨다. 따라서, 이 합산 신호 (Sm) 은, 도 15 에서 볼 수 있는 바와 같이, 푸쉬풀 판독 신호 (HF) 와 관련하여, 디포커싱의 방향에 따라서, 후방 및 전방 직교 성분에 의해 변조된다. 이 도면에서, 곡선 (Edn) 에 대한 디포커싱 효과는 중심 피트 (Edn1; central pit) 에 의해 수반되는 원격장에서의 수평 이동이다.

따라서, 포커싱 에러 신호 (Sz) 는 HF 신호 (222 의 출력, 도 12) 의 전연 (leading edge) 와 후연 (trailing edge) 상의 샘플링된 합산 신호 (Sm, 215 의 출력, 도 12), 디포커싱의 부호를 제공하는 위상 천이의 방향, 및 디포커싱의 범위를 측정하는 Sm 성분의 진폭을 비교하여 획득될 수 있다. 이 에러 신호에 대한 부호는 디스크의 회전 방향에 의존하지만, 인그레이빙에 의해 유발된 위상 천이의 부호에는 의존하지 않는다.

도 16 은 이 검출 모드에 대응하는 전자 회로의 일예를 나타낸 것이다. 전연 및 후연은 로우패스 필터 (305) 가 후속하는 차동 증폭기 (304) 의 출력에서 얻어진 평균 차이 (mean difference) 가 디포커싱 데이터 (Sz) 를 제공하는 트랙 및 홀드 유닛 (302, 303) 각각을 트리거링한다.

이하, 본 발명에 따른 다층 기록 매체의 실제 구현의 문제점을 간단하게 다룬다. 매체 (10) 에 대한 일반적인 구조를 도 17 에 다시 나타낸다. 투명 기판 (101) 상에는, N 개의 층 (110) 이 있는데, 그 층의 계면은 미세 위상 천이 정보 엘리먼트를 베어링한다. 여기서, 디스크는 반사에 의해 판독된다고 가정하여, 마지막 층은 금속처리 (100) 되고 보호 코팅 (102) 으로 도포되어, 필요한 경우 스크린 프린트된 표시를 포함한다.

설명한 바와 같이, 각각의 데이터 베어러면이 약간 다른 굴절율의 2 개의 유전체층 간의 계면에서 제작되며, 이는 공지된 광학 디스크의 릴리프 깊이 정도의 회절 릴리프 깊이의 이용을 가능하게 한다. 따라서, 스탬퍼를 제조하는 공지된 절차, 전기주조 및 몰딩을 이용할 수 있다. 그러나, 복제는 바람직하게는, 포토 폴리머화 처리 (2P) 에 의해 수행될 수 있다. 이미 언급한 바와 같이, 일반적인 전류 폴리머의 굴절율은 1.45 에서 1.6 으로 변화하며, 가소제를 이용하여 약간 변경될 수 있다. 각각의 계면 (100 개의 층은 두 개의 인접층들간에 0.05 의 변화율에 대하여 5 의 인덱스 증가를 제공한다) 상의 동일한 부호를 갖는 인덱스 변화를 도입하는 것이 가능하지 않기 때문에, 각각의 계면상의 재료를 변경하는 것이 바람직하다. 또한, 포커스 서보 신호에는 추가적인 이점이 있다. 방향이 릴리프가 낮은 또는 높은 인덱스를 갖는지 여부에 의존하기 때문에 에러신호들이 사실상 획득될 수 있다. 또한, 홀수 및 짝수층들이 인식되며, 하나 또는 다른 것은 서보 루프의 방향을 변경하여 제어할 수 있다.

본 발명이 각각의 데이터 베어러면 간의 공간을 일정하게 유지하는 것은 필수적이다.

도 18 은 이에 대한 제 1 절차를 나타낸 것이다. 베어러면 (Pn-1) 을 갖는 층 (Cn-1) 을 형성하기 위해서, 캘리브레이트된 (calibrated) 마이크로실린더나 마이크로비드 (111) (액정 셀에서 사용하는 것과 유사함) 가 이전에 생성된 평면 (Pn) 상에서 확산될 모노머에 부가된다. 대략 100ppm 의 캘리브레이트된 보디 밀도 (body density) 는, 이들 보디와 기판이 대략 기가 파스칼의 국부 압력을 견딜 수 있기 때문에 충분하며, 스탬퍼 (200) 는 액체 모노머를 확산시키고 릴리프를 인쇄하기에 충분한 대략 10 킬로파스칼의 압력으로 모노머에 도포된다. 그후, 층은 광원, 일반적으로 자외선인 광원을 이용하여 폴리머화된다. 그후, 스탬퍼 (200) 가 제거되고, 층 (Cn-2) 에 대하여 이 동작들이 반복된다. 판독중에 이들 캘리브레이트된 바디에 의해 도입된 결함은 최소이며, 에러 정정 코드를 이용하여 정정될 수 있다. 이들 스페이서에 대한 인덱스가 올바르게 선택되는 경우, 에러가 전혀 도입되지 않는 것도 가능하다.

도 19 는 본 발명에 따른 매체를 제조하는 절차에 대한 변형예를 나타낸 것이다. 이 변형예에서, 스탬퍼 (201) 는 캘리브레이트된 깊이 (202) 를 갖는 홀을 포함한다. 복제후에, 폴리머 재료는 그 다음의 층을 만들기 위한 스페이서로서 사용되는 돌출부 (112; protuberance) 를 형성한다. 홀과 돌출부의 상대 표면은 대략 10ppm 일 수 있다. 그들은 데이터를 전혀 포함하지 않도록 선택된 영역에 위치할 수 있다. 물론, 이들 홀은, 돌출부가 다음 스탬퍼의 홀들과 규칙적으로 면하는 것을 방지하기 위해서 하나의 스탬퍼로부터 다른 스탬퍼로 서로 다르게 위치된다. 이와 반대로, 도 20 에 나타낸 바와 같이, 스탬퍼 (201') 는 이미 형성된 하부층과 나머지 피트 (112'; leaving pit) 에 대하여 압축된 캘리브레이트된 돌출부 (202') 를 포함할 수 있다.

도 17 의 매체로 돌아가서, 데이터의 최소 부분에 대한 호환성을 보장하기 위하여 릴리프 및 반사에 의해 판독된 층에 대한 기존 표준에 대응하는 형식에 따라서 금속 처리 (100) 를 수용하는 마지막층을 제조하는 것도 가능하다. 다른 층의 투과 판독은 모든 다른 층들의 판독의 충분한 부분을 구성하는 0차 빔의 비회절 반사에 의해 수행될 수 있었다.

물론, 본 발명은 설명한 예에만 제한되는 것이 아니며, 특히 예로든 디지털 값들은 많이 변화할 수 있다. 그러나, 첫번째 및 마지막 층사이에 걸친 두께의 변화의 경우에, 층의 개수는 항상 대략 백개로 제한되어야 한다. 레드 DVD 형 광학 판독 헤드에 대하여, 층은 대략 4μm 로 이격되고, 미래 블루 DVD 형에 대해서는 대략 2μm 로 이격될 수 있다. 또한, 바람직하게 사용되는 푸쉬풀 판독형은 다른 주요한 이점을 제공하는데, 즉, 이런 유형의 판독은 트랙들사이의 랜드 섹션의 존재를 요구하지 않으며, 따라서 디스크 용량이 상당히 개선된다. 흥미로운 변형예에서, 트랙의 폭은 판독 빔의 에어리 패턴 (Airy's pattern) 의 첫번째 블랙 링의 직경의 절반이 되도록 선택된다. 따라서, 인접 트랙들의 누화에 대한 기여가 최소화된다.

Claims

하나 이상의 데이터 베어러면 (bearer plane) 상에 회절 엘리먼트 (element) 들을 인그레이빙 (engraving) 하여 획득한, 광학적으로 투과 판독가능한 데이터를 기록하는 매체로서,

상기 매체 (Sp; 10) 는 위상 천이 정보 엘리먼트를 베어링 (bearing) 하는 평면들 (P1 내지 PN) 을 중첩함으로써 형성되며,

상기 평면들 각각은 투명한 층 (C1 내지 CN) 에 의해 이웃하는 평면과 분리되고,

상기 매체는 판독할 상기 평면상에 포커싱되고 상기 층과 다른 평면들을 가로지르는 광빔 (Fl) 을 이용하여 투과 판독가능한 것을 특징으로 하는 기록 매체.
제 1 항에 있어서,

상기 정보 엘리먼트에 의해 도입된 위상 천이는 십 분의 수 라디안 미만인 것을 특징으로 하는 기록 매체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 데이터 베어러면들 각각은 다른 굴절율 (n1, n2) 의 2 개의 유전층들 간의 계면에 형성되고, 이들 굴절율의 차이는 0 초과 10 퍼센트 미만이며,

상기 정보 엘리먼트는 상기 계면의 릴리프들 (relief) 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
제 3 항에 있어서,

상기 릴리프들은 백 나노미터의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
제 3 항에 있어서,

상기 유전층들은, 하나의 계면으로부터 그 다음의 계면으로 스텝 인덱스 부호 (step index sign) 가 변경되도록, 하나의 계면으로부터 그 다음의 계면으로 변경되는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
제 3 항에 있어서,

상기 유전층들은, 각각의 데이터 베어러면들 간의 공간을 일정하게 유지하기 위한 스페이서로서 사용되는 캘리브레이트된 (calibrated) 마이크로실린더나 마이크로비드 (111) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
제 3 항에 있어서,

상기 유전층들 각각은 폴리머 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
제 7 항에 있어서,

상기 유전층들은 동일한 상기 폴리머 재료로 이루어지며,

각각의 층에 대한 굴절율 제어는 가소제의 첨가에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 매체의 외부면들 중 하나는 상기 매체의 다른 면으로부터의 반사에 의한 판독이 가능하도록 금속처리 (100) 되는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
투명 기판상에서,

a) 상기 기판상에 한층의 포토폴리머계 모노머 재료를 배치하는 단계;

b) 상기 층에 대응하는 베어러면에 기록할 데이터를 베어링하는 스탬퍼 (stamper) 를 상기 층에 가하여 상기 재료를 확산시키는 단계;

c) 합당한 광원을 이용하여 상기 재료를 포토폴리머화하는 단계; 및

d) 각각의 폴리머화된 층 상에 단계 a), 단계 b), 및 단계 c) 를 반복하여 새로운 데이터 베어러면들을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 3 항에 기재된 매체의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

각각의 층의 상기 모노머 재료에는, 각각의 데이터 베어러면 간에 갭을 확보하기 위해서 캘리브레이트된 마이크로실린더나 마이크로비드 (111) 가 부가되는 것을 특징으로 하는 매체의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 각각의 스탬퍼 (201) 는 포토폴리머화 후에 돌출부들 (112) 을 형성하도록 캘리브레이트된 깊이를 갖는 홀 (202) 을 포함하여, 이로써 후속 스탬퍼를 위치시킬 수 있으며, 상기 홀의 위치결정은 하나의 스탬퍼와 이웃하는 스탬퍼가 서로 다른 것을 특징으로 하는 매체의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

각각의 스탬퍼 (201') 는, 상기 스탬퍼가 이전에 제조된 데이터 베어러면 (Pn-1) 과 관련하여 위치될 수 있도록 캘리브레이트된 높이의 돌출부 (202') 들을 포함하는 것을 특징으로 하는 매체의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 매체의 마지막 층은, 상기 매체가 반사에 의해 판독될 수 있도록 금속처리되고 코팅에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는 매체의 제조 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 금속처리된 층은 반사에 의해 판독된 층에 대한 종래 기준 (classic standard) 에 따라서 데이터를 베어링하는 것을 특징으로 하는 매체의 제조 방법.
투과 판독이 수행되는 다층 기록 매체의 서로 다른 데이터 베어러면들 (P1 내지 PN) 에 기록된 데이터를 재생하고,

- 판독할 평면상에 포커싱된 레이저 빔 (Fl) 을 상기 매체에 투영하는 조사 장치 (130 내지 132; Mi, Ob);

- 상기 매체를 가로지른 후에 상기 빔을 집광하는 수광 장치 (Ob; 131, 132);

- 상기 수광 장치에 의해 집광된 상기 빔을 수광하여 판독 신호를 제공하는 검출 장치 (20; Dt); 및

- 상기 레이저 빔에 대한 상기 매체의 변위를 확보하여 판독할 상기 평면에 기록된 모든 상기 데이터를 판독할 수 있도록 하는 구동 장치 (11, 12) 를 포함하는 광학 시스템으로서,

상기 데이터는 각각의 평면에 위상 천이 정보 엘리먼트의 형태로 기록되고, 각각의 층은 투명한 층으로 이루어지고,

상기 검출 장치들은, 원격장 (far field) 에서 동작하며 투과된 빔의 저주파 공간 성분만을 검출하도록 필터링 장치들 (Ftv; Df) 과 연관되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
제 16 항에 있어서,

상기 검출 장치들은 상기 정보 엘리먼트의 푸시풀형 읽기용인 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,

상기 필터링 장치들은 빔의 중심 근처와 가장자리에서 0 에 가까운 값을 나타내고, 상기 중심을 기준으로 대칭인, 결과적인 검출에 대한 반대칭 (antisymmetric) 감도 곡선을 확보하도록 의도되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
제 18 항에 있어서,

상기 검출 장치들은, 상기 수광된 빔의 광학축 (Oz) 에 수직한 평면상에서, 상기 매체의 상기 변위의 방향에 있는 상기 평면의 프로젝션 (O'x') 에 따라 정렬되고 상기 광학축에 대하여 대칭적으로 위치되는 2 개 이상의 검출기들 (Dt1, Dt2) 을 포함하며,

상기 필터링 장치들은, 중심과 가장 자리에서 0 에 가까운 투명도를 갖고 투과된 빔 또는 상기 매체에 의해 반사된 빔의 전방 및 후방 가장자리 주변에 중심을 두어 최대 투명도를 갖는 가변 투과성 필터 (Ftv) 로 이루어지며,

상기 2 개의 검출기로부터의 신호들의 위상을 비교하는 장치들은 상기 조사 장치에 의해 제공되는 상기 빔의 포커싱을 제어하도록 예정된 포커싱 에러 신호로서 기능하는 신호를 제공하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
제 17 항에 있어서,

상기 검출 장치들은, 상기 수광된 빔의 광학축에 수직인 평면상에 설치되고 상기 매체의 상기 변위의 방향에 있는 상기 평면의 프로젝션을 따라서 쌍으로 정렬되며 상기 광학축과 상기 프로젝션에 대하여 대칭적으로 위치되는, 4 개의 검출기 (1 내지 4) 를 구비하며,

상기 시스템은,

- 상기 프로젝션에 대하여 대칭인 검출기쌍들 (1, 4; 2, 3) 로부터의 상기 신호들을 각각 합산하는 2 개의 초기 전자 합산 회로 (214, 213);

- 판독할 상기 평면상에 기록된 상기 데이터의 판독 신호 (HF) 를 구성하는 차이를 갖는 상기 2 개의 초기 회로의 합들 (Av, Ar) 을 수신하는 제 1 차동 증폭기 (222);

- 상기 2 개의 초기 합산 회로의 신호들의 위상을 비교하여 상기 조사 장치에 의해 제공되는 상기 빔의 포커싱을 제어하도록 예정된 포커싱 에러 신호 (Sz) 로서 기능하는 신호를 제공하는 장치 (223);

- 상기 프로젝션의 한쪽 면상의 검출기쌍들 (1, 2; 3, 4) 로부터의 신호를 각각 합산하는 2 개의 추가 전자 합산 회로 (211, 212); 및

- 판독할 데이터의 래디얼 트래킹 신호 (Spp) 를 구성하는 차이를 갖는 상기 2 개의 추가 회로의 합들을 수신하는 제 2 차동 증폭기 (221) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
제 17 항에 있어서,

상기 검출 장치들은, 상기 수광된 빔의 상기 광학축에 수직인 평면상에 설치되고 상기 매체의 상기 변위의 방향에 있는 이 평면의 상기 프로젝션을 따라서 쌍으로 정렬되며 상기 광학축과 상기 프로젝션에 대하여 대칭적으로 위치되는, 4 개의 검출기 (1 내지 4) 를 구비하며,

상기 시스템은, 또한,

- 상기 프로젝션에 관하여 대칭인 상기 검출기쌍들 (1, 4; 2, 3) 로부터의 상기 신호들을 각각 합산하는 2 개의 초기 전자 합산 회로 (214, 213);

- 판독할 상기 평면에 기록된 상기 데이터의 판독 신호 (HF) 를 구성하는 차이를 갖는 상기 2 개의 초기 회로의 합들 (Av, Ar) 을 수신하는 제 1 차동 증폭기 (222);

- 상기 프로젝션의 한쪽면 상의 검출기쌍들 (1, 2; 3, 4) 로부터의 상기 신호들을 각각 합산하는 2 개의 추가 전자 합산 회로 (211, 212);

- 판독할 상기 데이터의 래디얼 트래킹 신호 (Spp) 를 구성하는 차이를 갖는 상기 2 개의 추가 회로의 합들을 수신하는 제 2 차동 증폭기 (221);

- 상기 4 개의 검출기로부터의 상기 신호들을 합산하는 제 3 전자 합산 회로 (215);

- 상기 제 1 차동 증폭기에 의해 제공된 상기 HF 판독 신호와 직교 (quadrature) 한, 상기 제 3 회로에 의해 제공된 합산 신호 성분을 검출하여, 상기 조사 장치에 의해 제공된 상기 빔의 포커싱을 제어하도록 예정된 포커싱 에러 신호를 추정하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,

상기 필터링 장치들은 가변 투과성 필터 (Ftv) 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
제 17 항, 제 20 항, 또는 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 필터링 장치들은, 회절된 강도가 상기 감도 곡선에 대응하도록 하는 방식으로 상기 수광된 빔의 경로에 배치되는 회절 장치 (Df) 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
제 23 항에 있어서,

상기 회절 장치는, 상기 수광된 빔을 상기 검출기들 (1 내지 4) 로 각각 향하는 일련의 개별 빔들로 분할하는 다수의 회절 엘리먼트들 (Df1 내지 Df4) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
제 24 항에 있어서,

상기 회절 장치는, 서비스 정보를 제공하기 위해, 상기 수광된 빔의 중심 부분을 추가적인 검출기 (5) 로 전송하는 추가적인 엘리먼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.
제 23 항에 있어서,

상기 조사 장치와 상기 수광 장치는, 판독할 평면상에 상기 레이저 빔 (Fl) 을 포커싱함과 동시에 상기 매체를 가로지른 후에 이 빔 (Fc) 을 집광하는 데 사용되는 공통 대물렌즈 (Ob) 를 포함하며,

상기 회절 장치는 상기 수광된 빔의 전파 방향에 있는 것 다음에, 대물 렌즈들의 대물 포커스 면 (PFo) 에 위치되는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.