KR20050034542A

KR20050034542A - 라벨링 장치 제어를 위해 광센서 어레이를 사용하기 위한방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20050034542A
Application number: KR1020040076335A
Authority: KR
Inventors: 콜앤드류; 앤더슨다릴이.; 브록린앤드류엘.
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘 피
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2005-04-14
Also published as: SG111199A1; EP1526535A3; US20090078771A1; US7483184B2; TW200513410A; CN1606089A; TWI290116B; JP2005116154A; US7676119B2; US20050078324A1; EP1526535A2

Abstract

라벨링 장치(labelling device)를 제어하기 위해 광센서 어레이(optical sensor array; 350)를 사용하기 위한 방법은, 광센서 어레이(350)를 이용하여 이미지 매체(imageable media; 100)의 표면 조직(surface texture)을 스캐닝하는 단계, 이미지 매체(100)의 표면 조직에 대응하는 표면 데이터(surface data)를 수집하는 단계 및 표면 데이터에 응답하여 라벨링 장치를 제어하는 단계를 포함한다.

Description

라벨링 장치 제어를 위해 광센서 어레이를 사용하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR USING AN OPTICAL SENSOR ARRAY TO CONTROL A LABELING DEVICE}

광 디스크는 빠르게 컴퓨터, 비디오 및 음악 분야에서 데이터 저장을 위한 산업 표준이 되었다. 광 디스크는 CD, DVD 및 다양한 형태의 게임 시스템 디스크를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 통상적으로, 상업적으로 생산된 광 디스크들은 디스크의 한 면에는 레코딩된 디지털 데이터를, 디스크의 반대면에는 프린트된 시각적 표시물을 갖는다.

일부 경우에는, 디스크의 양 면에 데이터를 저장할 수 있는 광 디스크를 제작한다. 그러나, 대부분의 경우에는, 디스크의 나머지 면은 인쇄문구, 패턴 또는 그래픽을 위해 남겨둔 채, 광 디스크 데이터를 디스크의 한 면으로 제한하는 것이 바람직하다. 광 디스크의 비-데이터 면(non-data side) 상에 인쇄된 라벨링은 디스크 상에 저장된 데이터를 나타내는 문구, 장식적인 디자인 또는 이들 모두를 포함할 수 있다.

광학 기술이 발전함에 따라, 디스크 상으로의 기록을 위한 장치 뿐만 아니라, 기록 가능(writable) 및 재기록 가능(rewritable)한 광 디스크들이 합리적인 가격을 갖게 되고, 현재는 많은 소비자들의 경제적인 범위 내에 들게 되었다. 따라서, 이제는 많은 소비자들이 가정 사무용 컴퓨터 장치를 이용하여 광 디스크 상에 데이터를 저장할 수 있다.

그러나, 광 디스크를 전문적으로 라벨링하기 위해서는 매우 특화되고 비싼 장비가 요구된다. 결과적으로, 대부분의 소비자들에 의한 디스크 라벨링은 통상적으로, 별도의 접착성 라벨에 인쇄하여 이를 디스크의 비-데이터 면에 붙이거나, 디스크 상에 직접 마커(marker)를 이용하여 손으로 기록하거나, 접착성 라벨 상에 손으로 기록하는 것으로 제한된다.

라벨-인쇄 기술이 발달함에 따라, 이미지 면(imageable surface)에 인쇄하기 위한 새로운 방법들이 나타났다. 일부 광 디스크에서는, 광 디스크 드라이브의 레이저를 사용하여 디스크의 비-데이터 면에 직접 라벨을 인쇄할 수 있다. 그러나, 이러한 직접 기록 방법은, 모터 속도 제어에 대한 필요성뿐만 아니라, 디스크의 비-데이터 표면에 대해 레이저의 위치를 추적하는 광 디스크 드라이버의 분해능에 의해 제한을 받는다.

전통적인 광 디스크 드라이브들은 이전에 형성된 라벨들을 검출할 수 없거나, 광 디스크에 대한 다양한 위치를 식별할 수 없다. 또한, 광 디스크의 비-데이터 또는 라벨 면은 대개 표시되어 있지 않으므로, 디스크의 표시되지 않은 비-데이터 면에 라벨을 기록하려는 경우에 슬레드의 위치를 추적할 수 없음으로 인한 잠재적인 문제를 야기한다.

라벨링 장치를 제어하기 위해 광센서 어레이를 사용하기 위한 방법은, 광센서 어레이를 이용하여 이미지 매체의 표면 조직을 스캐닝하는 단계, 이미지 매체의 표면 조직에 대응하는 표면 데이터를 수집하는 단계 및 표면 데이터에 응답하여 라벨링 장치를 제어하는 단계를 포함한다.

본 명세서는, 광센서 어레이로부터 수신된 정보에 기초하여 광 디스크 드라이브를 제어하기 위한 방법 및 시스템을 기술한다. 광센서 어레이는, 광 디스크 드라이브 이동 가능 부분의 위치, 광 디스크의 회전 속도 및/또는 이전에 인쇄된 디스크 정보에 관한 정보를 포함하는(이에 제한되지 않음) 정보를 제공할 수 있다.

발명의 상세한 설명 및 청구항에서 사용되는 바와 같이, "광 디스크"라는 용어는, CD, DVD 또는 다양한 형태의 게임 시스템 디스크를 포함하는(이에 제한되지 않음) 광학적으로 판독 가능한 정보를 수록할 수 있는 임의의 데이터 저장 디스크로서 이해될 것으로 의도된다. 부가하여, 입사각은, 입사광과 표면에 대한 수직선의 사이 각도로서 이해될 것으로 의도된다. 또한, "이미지 매체(imageable medium)"라는 용어는, 광자 복사(photonic radiation)의 적용에 따라 선택적으로 밝기가 변화하는 임의의 물질로서 이해될 것으로 의도된다.

다음의 설명에서는, 설명의 목적으로, 광센서 어레이로부터 수신된 정보에 기초하여 광 디스크 드라이브를 제어하기 위한 본 시스템 및 방법에 대한 완벽한 이해를 제공하기 위하여 많은 특정 세부사항들이 제시된다. 그러나, 당업자에게는 이러한 특정한 세부사항들 없이도 본 방법이 실시될 수 있음이 자명할 것이다. 본 명세서에서, "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 참조는, 실시예와 관련하여 기술된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함되었음을 의미한다. 명세서 내의 여러 부분에 기재된 "일 실시예에서"라는 문구 모두가 동일한 실시예를 필수적으로 참조하는 것은 아니다.

도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 광 디스크의 투시도를 도시한다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 광 디스크(100)는 통상적으로 두 개의 평면을 갖는 이미지 매체의 둥근 웨이퍼이다. 대체로, 디스크의 일 평면은 디지털 데이터를 저장하기 위하여 사용되고(114; 도 1b), 디스크의 반대면은 일정한 타입의 인쇄 라벨링(102; 도 1a)을 위하여 사용된다. 대안적인 실시예들에서는, 광 디스크(100)의 양 면 모두가 디지털 데이터를 저장하기 위하여 사용될 수 있다. 디스크의 비-데이터 면 상의 인쇄 라벨링은 장식적인 디자인, 디스크 상에 저장된 데이터를 식별하는 문구 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 프린트된 라벨링(102)은 다양한 방식으로 광 디스크(100)에 부착된다. 예컨대, 인쇄 장치 상에서 라벨을 인쇄하여, 일정한 타입의 접착제를 이용하여 광 디스크(100)에 부착시킨다. 대안으로, 광 디스크 드라이브의 광자 방출기(photon emitter)를 사용하여 라벨을 디스크(100) 상에 직접 기록할 수 있다.

앞서 지적한 바와 같이, 다수의 광 디스크들(100)은, 광 디스크 드라이브로부터의 레이저와 같은 광자 방출기의 선택적인 적용에 의해 변경될 수 있는 광학 특성을 갖는 하나 이상의 표면을 포함한다. 광 디스크 드라이브의 광자 방출기가 변경 가능한 광 디스크(100)의 표면을 비추면, 디스크 표면의 밝기가 변경된다. 디스크(100)의 표면 상에 패턴 또는 라벨들을 형성하기 위하여, 밝기에 있어서의 이러한 변화가 사용될 수 있다. 디스크 표면을 라벨링하는 이러한 방법이 유익한 한편, 전통적인 광 디스크 드라이브들은 이전에 형성된 라벨들을 검출할 수 없거나, 광 디스크에 대한 다양한 위치를 식별할 수 없다.

더욱이, 일부 적용의 경우에, 광 디스크 드라이브를 상대적으로 낮은 회전 속도에서 동작시키는 것이 바람직하다. 이러한 환경에서, 스텝퍼(stepper) 및 DC 모터들은 얼마나 정확하게 슬레드(sled)의 위치를 추적할 수 있는지에 대하여 제한된다. 통상적으로, 광 디스크의 데이터 면은, 위치를 결정함에 있어서 OPU(optical pickup unit)를 돕기 위해 가이드로 희미하게 표시되어 있다. 광 디스크의 비-데이터 또는 라벨 면은 대개 표시되지 않으므로, 디스크의 표시되지 않은 비-데이터 면에 라벨을 기록하려는 사람에게 슬레드의 위치를 추적할 수 없음으로 인한 잠재적인 문제를 야기한다.

도 2는 일 실시예에 따른 광 디스크 드라이브(200)의 일부 컴포넌트들을 도시한다. 당업자에게 친숙한 바와 같이, 도 2에 도시된 것과 같은 광 디스크 드라이브(200)는 통상적으로 광 디스크(100; 도 1a)로부터 데이터를 판독하기 위하여 사용된다. 모터(도시되지 않음)에 의해 제어되는 스핀들(spindle; 201) 상에서 우선 광 디스크(도 1a의 100)를 회전시킴으로써, 광 디스크로부터 데이터를 판독할 수 있다. 광 디스크(100)가 회전하는 동안, 렌즈(205)를 사용하여 레이저 광이 디스크(100; 도 1a) 상에 포커싱되고, 광 디스크(100; 도 1a)에서 반사되어, 그 빛이 수광소자를 이용하여 감지된다. 레이저, 레이저 드라이버, 렌즈 및 수광소자는 OPU를 포함한다. 스텝퍼 또는 DC 모터(도시되지 않음)에 의해 슬레드 지지 레일(sled support rail; 203)을 따라 위아래로 동작하는 슬레드(206) 상에 OPU가 배치되는데, 스텝퍼 또는 DC 모터는 모터 하우징(motor housing; 211)에 의해 덮히고, 기어 시스템(210)과 결합된다. 슬레드 및 OPU가 이동함에 따라, 디스크(100; 도 1a) 상에 각인된 범프(bump) 및 그루브(groove)를 검출함으로써, 레이저 및 수광소자는 디스크(100; 도 1a)를 "판독"할 수 있다. 슬레드가 가이드 레일(208)을 따라 이동할 때, 슬레드는 슬레드 고정자(sled retainer; 207)에 의해 제자리에 고정된다. 광 디스크 드라이브(200)에 의해 판독된 데이터는 통신 가능하도록 연결된 컴퓨팅 장치(도시되지 않음)로 플렉스 케이블(flex cable; 202)을 통해 전송될 수 있다. 위에서 언급한 부분들의 전체 조립품이 광학 장치 드라이버 샤시(optical device drive chassis; 204)에 하우징되고, 다수의 마운트(209)를 사용하여 단단히 고정될 수 있다.

본 시스템 및 방법의 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 OPU는, 스캐닝되는 임의의 디스크(100; 도 1a)의 표면 조직에 관한 정보를 스캐닝 및 제공하도록 구성된 광센서와 연결될 수 있다. 예컨대, OPU가 통상적으로 존재하는 슬레드 상에 광센서를 부착할 수 있다. 슬레드 상의 OPU 다음에 부착된 경우에, 광센서는 슬레드와 함께 이동한다. 그 후, 광센서는 광 디스크를 참조하여 슬레드의 위치를 검출할 수 있다. 이러한 프로세스는 이하에서 보다 자세히 설명될 것이다.

도 3a는 상술한 바와 같이 OPU와 결합될 수 있는 예시적인 광센서 어레이(350)의 컴포넌트들을 도시하는 분해도이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 예시적인 광센서 어레이(350)는 위치 고정 클립(positioning clip; 300), 조명기(illuminator; 310), 광센서 어레이(325; 도 3b)를 포함하는 광센서(320), 중앙 구멍(center orifice; 335)을 포함하는 인쇄 회로 보드(330) 및 렌즈(340)를 포함할 수 있다.

도 3a에 도시된 조명기(310)는, 수광소자 어레이(325; 도 3b)가 표면 조직의 변화를 감지할 수 있도록 디스크(100; 도 1a)의 표면을 비출 수 있는 간섭성(coherent) 또는 비간섭성(non-coherent)의 임의의 광원이 될 수 있다. 본 조명기(310)에 의해 비추어져서, 수광소자 어레이(325; 도 3b)에 의해 검출될 수 있는 표면 조직의 변화는 표면 결함(surface imperfections), 사전 라벨(prior label) 또는 임의의 다른 표면 특성들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 조명기는 통합된 또는 별도의 투사 광학계(projection optics)를 포함하는 하나 이상의 발광 다이오드(LED), 하나 이상의 레이저 또는 공진 공동 LED(cavity resonant LED)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 투사 광학계는, 조명기(310)에 의해 방출되는 빛을 균질화시키는 회절 광학 요소들(diffractive optic elements)을 포함할 수 있다.

조명기(310)에 의해 방출되는 빛의 파장과 같은 특성들의 선택은, 조명될 표면, 이미지 작업을 수행할 표면 특징 및 수광소자 어레이(325; 도 3b)의 응답에 의존한다. 방출되는 빛은 가시광선, 자외선, 적외선, 협대역 및 광대역일 수 있다. 표면으로부터 인광 또는 형광 방출을 야기시켜서 표면 조직 변화의 감지를 강화하기 위해 보다 짧은 파장을 사용할 수 있다. 또한, 높은 콘트라스트를 갖는 이미지를 제공할 수 있는 스펙트럼 의존성이 표면에 높게 나타나면, 파장은 선택적으로 선정될 수 있다. 더욱이, 빛은 조준될 수도, 조준되지 않을 수도 있다. 표면 프로파일 기하 구조(surface profile geometry; 예컨대, 범프, 그루브) 및 표면 구조 요소들(예컨대, 종이 표면을 포함하는 섬유, 직물, 목재 등)로부터 유래하는 표면 조직에서 뛰어난 콘트라스트를 제공한다는 점에서, 조명을 스치도록 하기 위해 조준광(collimated light)을 사용할 수 있다.

도 3a에 도시된 렌즈(340)는, 조명기(310)로부터 방출된 빛을 광 디스크 또는 다른 바람직한 표면(100; 도1a)으로 지향 및 포커싱시킬 수 있는 임의의 광학 장치가 될 수 있다. 또한, 렌즈(340)는, 조명 영역의 전부 또는 일부로부터의 빛을 수광소자(325; 도 3b) 상에 포커싱하도록 구현될 수 있다.

수광소자 어레이(325; 도 3b)를 포함하는 수광소자(320)는, 표면 스캐닝 장치를 구현하기 위하여 사용될 수 있는 광센서이다. 또한, 수광소자(320)는, 수광소자 어레이(325; 도 3b)에 의해 생성된 디지털 신호를 처리하기 위한 디지털 신호 처리기(도시되지 않음), 2 채널 직교 출력(two channel quadrature output)과 같은 통신 채널 및 디지털 신호 처리기에 의해 2 채널 직교 신호로 변환된 ΔX 및 ΔY 상대 변위값(relative displacement value)을 출력하기 위한 2 배선 직렬 포트(two wire serial port)를 포함할 수 있다.

센서(350) 상에 배치된 예시적인 수광소자 어레이(325; 도 3b)가 도 4에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수광소자 어레이(325)는 일정한 간격으로 배치된, 동일한 또는 다양한 크기의 많은 픽셀들(00-FF)을 포함할 수 있다. 픽셀들(00-FF)은 모니터링되는 객체의 개별 특징들을 구분하도록 구성되지 않고, 오히려 각각의 픽셀은 자신의 시야 내의 표면 특징의 이미지 또는 투사의 일부의 강도 수준을 효과적으로 측정할 수 있다. 수광소자 어레이(325)를 구성하는 픽셀들(00-FF)은 이미징된 표면 특징 및 조직의 콘트라스트 변화를 나타내는 출력 신호들을 생성하도록 구성된다.

통상적으로, 수광소자 어레이(325)의 픽셀들(00-FF)은 표면 특징 및 조직에 의한 빛의 산란의 무작위성(randomness)뿐만 아니라, 표면 특징 및 조직의 랜덤한 크기, 모양 및 분포로 인해 상이한 강도 수준을 검출한다. 광 디스크(100; 도 1a)와 같은 모니터링되는 객체가 이동하는 경우에, 객체 표면의 상이한 특징들이 픽셀들(00-FF)에 보이게 되고(come into view), 픽셀들(00-FF)에 의해 감지된 강도 수준들이 변할 것이다. 강도 수준에 있어서의 이러한 변화는 광센서 어레이의 상대적인 운동과 동일시된다. 부가하여, 강도 수준의 변화는 광 디스크(100; 도 1a)의 표면 상의 라벨 또는 다른 표시와 동일시될 수 있다. 이러한 강도 수준이 획득되고, 이로 인해 OPU가 광 디스크(100; 도 1a)의 표면을 선택적으로 라벨링할 수 있게 된다. 도 3에 도시된 수광소자 어레이(325)는 16x16 어레이로 도시되어 있지만, 수광소자 어레이는 임의의 수의 픽셀들로 구성될 수 있다.

도 3b를 참조하면, OPU와 연결될 수 있는 조립된 광센서 어레이가 도시되어 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 조명기(310) 및 렌즈(340)는 인쇄 회로 보드(330)에 연결된다. 조명기(310)가 인쇄 회로 보드(330)의 상단부에 통신 가능하도록 연결되는 한편, 렌즈(340)는 인쇄 회로 보드(330)의 중앙 구멍(335; 도 3a)을 통해 상향으로 확장되는 상단부를 포함한다. 그 후, 수광소자(320)가 렌즈(340)의 상단에 배치될 수 있고, 수광소자 어레이(325)가 렌즈(340) 및 자신의 밑을 지나는 임의의 광 디스크 표면(100)과 광 통신하도록 인쇄 회로 보드(330)에 통신 가능하게 연결된다. 위치 고정 클립이 수광소자(320) 및 조명기(310) 위로 고정될 수 있다. 위치 고정 클립(300)은 조명기(310)를 단단히 연결하여, 렌즈(340)와 광 통신하는 조명기(310)의 위치를 결정할 뿐만 아니라 손상으로부터 보호한다. 또한, 수광소자 어레이(325)가 렌즈(340) 및 인쇄 회로 보드(330)의 중앙 구멍(335)과 광통신하도록, 위치 고정 클립(300)은 수광소자(320)를 렌즈(340)에 고정한다. 이러한 예시적인 구성에 따르면, 조립된 광센서(350)는 광학 장치 드라이버 슬레드(206; 도2)에 결합된다.

도 5a는 일 실시예에 따른, 본 광센서 어레이(350)의 구조적인 컴포넌트들 간에 발생할 수 있는 상호 작용의 분해도를 도시한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 표면 특징 또는 조직, 및 광 디스크(100; 도1a)와 같은 객체(180)의 회전 R을 측정하기 위하여 본 광센서 어레이(350)가 통합된 경우, 조명기(310)에 의해 방출된 임의의 빛이 타겟 영역(500)에서 객체(180)를 비추도록 조명기(310)의 위치가 결정된다. 조명기(310)로부터 방출된 빛이 소정의 지표각(grazing angle)(β)으로 타겟 영역(500)에 입사하여, 객체의 타겟 영역(500)을 비추어 수광소자(320)가 타겟 영역(500)에 광학적으로 연결되도록, 객체(180)에 대하여 조명기(310)의 위치가 결정된다. 지표각(β)은 입사각의 보각(complementary angle)이다. 객체(180)를 스치는 빛이 표면 조직의 랜덤한 자연적인 표면 특징들에 의해 산란되어 다수의 명암 도메인(domain of lightness and darkness)을 생성한다. 명암 도메인은 타겟 영역(500)으로부터 렌즈(340)를 통해 수광소자(320)로 포커싱된다. 수광소자(320)에 위치하는 수광소자 어레이(325)는 명암 도메인을 수신 및 기록할 수 있다. 객체(180)가 회전(R)하고 후속 도메인 정보가 수집됨에 따라, 변화하는 표면 특징들에 의해 생성된 변화하는 명암 도메인을 비교하여 객체(180)의 상대적인 운동을 결정할 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 본 광센서 어레이(350)의 타겟 영역(500)은 레이저에 의해 스캐닝될 수 있는 통상적인 영역보다 훨씬 더 클 수 있다. 이로 인해, 레이저 및 OPU 상의 수광소자를 사용하는 것보다 본 광센서 어레이(350)가 표시 정보(marking information)를 훨씬 신속하게 수집할 수 있다.

도 5b는, 광 디스크(단면이 도시됨; 100)에 대한 광학 장치 슬레드(206; 도 2)의 선형 운동을 측정하는 경우에, 본 광센서 어레이(350)의 컴포넌트들 간의 상호 작용을 도시한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 수광소자(320)가 광 디스크(100)의 지정된 타겟 영역(500)과 광 통신할 수 있도록, 조명기(310)가 지표각(β)에 위치한다. 광 디스크(100)가 L 방향으로 선형으로 이동하는 경우, 또는 수광소자(320)가 광 디스크(100)에 대하여 이동하는 경우, 수광소자 어레이(325)는 조명기(310)에 의해 방출된 빛에 의해 나타난 명암 도메인에 대응하는 데이터를 렌즈(340)를 통해 수집한다. 광 디스크(100) 및 수광소자(320) 사이의 상대적인 운동을 식별하기 위하여, 수집된 도메인의 명암에 있어서의 주기적인 차이를 사용할 수 있다. 광 측정 기술에 관련된 추가적인 세부사항은, 본 명세서에 참조로서 통합되는 미국 특허 제6,246,050호에서 찾을 수 있다.

도 6은 광센서 어레이(350) 및 호스트 컴퓨터(610) 사이에서의 예시적인 통신 라인을 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 광센서 어레이(350)는 광 디스크 드라이브 프로세서(820)와 통신 가능하도록 접속될 수 있다. 상술한 바와 같이, 광센서 어레이(350)는 프로세서(820)로 정보를 송신하는데, 프로세서는 광 디스크 드라이브(200; 도 2)의 기능을 제어한다. 광 디스크 드라이브 드라이버(600)는 프로세서(820)와 연관되고, 호스트 컴퓨터(610) 및 프로세서(820) 사이에서 인터페이스로서 동작한다. 사용자는 광 디스크 드라이브 드라이버(600)를 프로그램함으로써 드라이브의 각각의 기능들 및 광 디스크 드라이브(200)를 제어할 수 있다. 예컨대, 사용자는, 동작을 시작하기 전에 광 디스크 드라이브 슬레드(808; 도 8)가 광 디스크(100; 도 8)의 외부 가장자리에 위치하기를 원할 수도 있다. 부가하여, 디스크 표면(102; 도 8) 상에서 이전에 인쇄된 디스크 정보가 발견된 경우, 사용자는 광 디스크 드라이브(200; 도 2)가 디스크(100; 도 8)의 회전 속도를 감소시키기를 원할 수 있다. 이러한 기능들 중의 임의의 것들이 광 디스크 드라이브 드라이버(600)를 수정함으로써 제어 가능하도록 변경될 수 있다.

도 7은 광 디스크 드라이브(200; 도 2)를 제어하기 위한 정보를 제공하기 위하여, 광센서 어레이(350; 도 3a)가 사용될 수 있는 방법을 보여주는 흐름도를 도시한다. 우선, 광센서 어레이(350; 도 3a)는 물리적으로 OPU 드라이브 슬레드 상에 장착(단계(700))되고, 전기적으로 OPU 드라이브와 연결(단계(701))된다. 광센서 어레이(350; 도 8)가 이미 광 디스크 드라이브(200; 도 2)에 설치되고, 이에 전기적으로 연결되어 있다면, 단계(700 및 701)가 생략될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 광센서 어레이가 설치되면, 사용자는 광 디스크(100; 도 1a)를 광 디스크 드라이브로 적재(단계(702))할 수 있다. 적재되면, 광센서 어레이(350; 도 3a)는 광 디스크의 표면을 스캐닝(단계(703))할 수 있다. 광센서가 광 디스크(100; 도 1a)의 표면을 스캐닝함에 따라, 광센서 어레이(350; 도 3a)는 슬레드 위치, 스핀들 속도, 인쇄된 디스크 정보 등에 대한 정보를 수집한다. 그 후, 이러한 정보는 컴퓨팅 장치로 송신(단계(704))된다. 컴퓨팅 장치는 슬레드의 위치를 결정하기 위하여 상기 정보를 사용(단계(705))하고, 광 디스크 회전 속도를 제어하고/제어하며(단계(706)), 사용자에게 인쇄된 디스크 정보를 제공(단계(707))한다. 단계(705, 706 및 707)는 (임의의 순서로) 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있고, 다른 단계들을 수행하지 않고 세 개의 단계들 중의 임의의 하나만이 수행될 수도 있다.

설명 및 논의만을 위한 목적으로, 도 8은 도 7에 도시된 방법을 수행하기 위해 사용될 수 있는 광 디스크 드라이브 어셈블리(800)를 도시한다. 도 8에 도시된 광 디스크 드라이브 어셈블리(800)는 광 디스크를 유지 및 회전시키기 위한 스핀들(802) 및 모터(804)를 포함한다. 디스크(100)의 라벨 면(102)은 라벨이 디스크(100)에 쓰여질 수 있도록 스핀들(802)을 향하도록 도시된다. 물론, 디스크를 뒤집어 배치하면, 광 디스크(100)의 데이터 면(114)에 데이터를 기록할 수 있음을 이해할 것이다.

광 디스크(100)의 라벨 면(102)의 일부를 향하도록, 광 디스크(100)에 대한 슬레드(808)의 방사상 이동을 제공하는 트랙(806)이 위치한다. 슬레드(808)의 이동은 솔레노이드(809) 또는 다른 장치에 의해 활성화된다. 본 실시예에서 레이저(814)를 포함하는, 포커싱된 에너지 방출 장치가 슬레드(808) 상에 배치된다. 레이저(814)는 빔(840)을 방출함으로써 광 디스크(100)에 대하여 판독 및/또는 기록을 수행하기 위하여 사용될 수 있는데, 빔(840)은 반사되어, 슬레드(808) 상에 역시 위치하는 수광소자(816)에 의해 판독된다. 광 디스크의 데이터 면(114)으로부터 데이터를 판독하는 경우(또는, 일부 경우에는, 라벨 면(102)으로부터 데이터를 판독하는 경우)에 레이저(814)를 사용한다. 시스템(800)이 판독 모드에 있는 경우에, 수광소자에 의해 수신된 신호들은 신호 조정기(signal conditioner; 815)에 의해 조정될 수 있다.

대안으로, 도 8에 도시된 바와 같이 시스템(800)은 기록 모드에 있을 수 있고, 광 디스크(100)가 회전함에 따라, 레이저(814) 또는 선택적인 위치에서의 광자 방출기(photonic emitter)로부터의 광자 빔(840)을 적용함으로써 라벨 면(102) 상에 라벨을 기록할 수 있다. 상기 시스템은 프로세서(820)에 의해 제어된다. 프로세서는 마이크로 프로세서, 마이크로 제어기, 디지털 신호 처리기 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 프로세서(820)는 레이저(814) 또는 다른 광자 방출기의 방출, 모터(804)의 속도(및 그에 따른 광 디스크(100)의 회전 속도) 및 슬레드(808)의 위치를 제어한다. 부가하여, 프로세서(820)는 광센서 어레이 어셈블리(350)를 제어한다. 상술한 바와 같이, 광센서 어레이 어셈블리(350)는 본 실시예에서는 LED인 광원(310) 및 수광소자 어레이(325)를 포함한다. 광센서 어레이 어셈블리(350)는 프로세서(820)와 통신 가능하도록 접속되어, 광센서 어레이(350)가 프로세서(820)로 정보를 송신 가능하도록 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 광센서 어레이(350)는 광 디스크(100) 아래의 광 디스크 드라이브 슬레드(808)와 결합될 수 있다. 대안으로, 광센서 어레이(350)는, 광 디스크(100) 위 또는 아래의 가이드 레일들(208; 도 2)에 의해 제자리에 유지되는 개별 슬레드에 부착될 수 있다. 광센서 어레이(350)는 나사, 클립, 접착제 또는 다른 타입의 잠금 장치(fastener)를 이용하여 광 디스크 드라이브 슬레드(808)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 광센서 어레이(350)는 또한 광 디스크 드라이브에 전기적으로 연결(단계(701); 도 7)될 수 있다. 광센서 어레이(350) 및 광 디스크 드라이브 사이에 양방향 통신이 가능하게 된다. 광 디스크(100)가 시스템(800)에 적재되면, 광센서 어레이(350)는 본 시스템을 제어하기 위한 정보를 제공하기 시작할 수 있다.

광 디스크(100)가 스핀들(802) 상에 위치하면, 광 디스크(100)의 데이터 표면(114) 또는 비-데이터 표면(102) 중의 하나가 스캐닝(단계(703); 도 7)될 수 있다. 스캐닝되는 디스크의 표면은, 디스크가 데이터 면(114)을 위로하여 삽입되었는지 또는 라벨 면(102)을 위로 하여 삽입되었는지 뿐만 아니라, 사용된 광센서 어레이(350)의 수와 위치에 의존한다. 디스크(100)가 스캐닝됨에 따라, 정보가 수집되고, 광센서 어레이(350)로부터 광 디스크 드라이브 프로세서(820)로 송신된다. 광센서 어레이(350)는 슬레드(808) 위치, 스핀들(802) 속도(회전 속도) 및 (만약 존재한다면) 얼마나 많은 양의 비-데이터가 라벨 면(102)에 기록되었는지를 나타내는 인쇄된 디스크 정보와 관련된 정보를 제공할 수 있다. 이러한 정보는, 상술한 바와 같이 표면 조직을 스캐닝하는 광센서 어레이(350)에 의해 수집될 것이다. 그 후, 정보는 하나 이상의 광 디스크 드라이브 기능을 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 예컨대, 수신된 정보에 기초하여, 슬레드(808)가 트랙(806)을 상하로 이동하거나, 스핀들(802)의 회전 속도가 증가 또는 감소되거나, 광 디스크(100) 상에 라벨링 또는 데이터가 부가될 수 있다.

광센서 어레이(350)가 광 디스크 드라이브의 슬레드(808) 상에 장착된 일 실시예에서, 슬레드(808)는 "홈(home)" 위치를 갖는데, 이 위치로부터 슬레드(808)가 가이드 레일(208; 도 2) 상의 자신의 위치를 결정할 수 있다. 시스템(800)에 전원이 켜진 경우, 슬레드(808)는 "홈" 위치에 자신을 맞추고, 광 디스크 드라이브 드라이버(600; 도 6)에 의해 지시된 위치로 트랙(806)을 따라 전진한다. 광센서 어레이(350)는 슬레드(808)가 X 및 Y 방향 중의 하나 또는 두 방향 모두로 얼마나 이동했는지를 나타내는 좌표를 프로세서(820)에 송신할 수 있고, 그 결과, 슬레드의 현재 위치가 신속하게 결정(단계(705); 도 7)될 수 있다. 이러한 정보는 사용되는 광센서(350)의 타입에 따라 초당 수천번 또는 그 이상 갱신될 수 있다. 잠재적으로, 광센서(350)는 빈번한 갱신으로 인해 아주 작은 이동이라도 검출할 수 있다.

또한, 디스크(100)가 스핀들(802) 상에서 회전하고 있을 때, 디스크(100)의 회전 속도를 알아내고 제어하는 것이 바람직하다. 프로세서(820)는, 광센서(350)에 의해 제공되는, 빈번히 갱신되는 좌표들로부터 디스크(100)의 회전 속도를 결정할 수 있다. 회전 속도에 기초하여, 광 디스크 드라이브(800)의 드라이버는 바람직한 회전 속도가 되도록 스핀들 모터의 속도를 단계적으로 상승 또는 하강(단계(706); 도 7)시킬 수 있다.

부가하여, 광 디스크(100) 상에 어떤 것이 인쇄되어 있는지, 만약 그렇다면 디스크의 어느 부분이 인쇄된 디스크 정보를 포함하는지를 결정하기 위하여, 일부 애플리케이션은 광 디스크(100)의 비-데이터 면(114)의 스캔을 요구할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 인쇄된 디스크 정보는, 장식적인 디자인, 디스크 상에 저장된 데이터를 식별시켜주는 문구 또는 광 디스크(100) 상에 저장되거나 그에 첨부된 임의의 타입의 데이터와 같은 임의의 타입의 라벨링을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 만약 존재한다면, 기존의 인쇄된 디스크 정보에 라벨 또는 데이터를 부가할 수 있다. 광센서 어레이(350)가 트랙(806)을 따라 이동함에 따라, 라벨링 또는 데이터가 시작 및 종료되는 지점을 결정하기 위한 처리를 위하여, 광센서 어레이(350)에 의해 획득된 이미지들이 프로세서(820)로 송신(단계(707); 도 7)될 수 있다. 이러한 정보들은 라벨 및 데이터가 부가될 수 있는 위치를 결정하기 위하여 사용될 수도 있고, 사용자에게 디스크(100)의 해당 면에 아무것도 인쇄되지 않았음을 나타낼 수도 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 부가적으로 또는 대안적으로 광센서 어레이 어셈블리(350)는 광 디스크(100)의 위에 위치할 수 있다. 그러므로, 슬레드(808)에 장착된 레이저(814) 및 수광소자(816)는 광 디스크(100)의 아래에서 유지된 채로 기능하는 한편, 광 디스크(100)를 위로부터 추적 및/또는 스캐닝할 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따른, 광센서 어레이 어셈블리(350)를 포함하는 수동 제어 라벨링 장치(manually controlled labeling device; 1000)의 조립도를 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 수동 제어 라벨링 장치(1000)는 광센서 어레이 어셈블리(350; 도 3)의 모든 상술한 컴포넌트들을 포함한다. 부가하여, 광센서 어레이 어셈블리(350; 도 3)는 광자 방출기와 결합될 수 있다. 이러한 실시예에 따르면, 사용자는 손(1010) 또는 임의의 다른 장치를 이용하여 이미지 매체(100)의 표면을 가로질러 라벨링 장치(1000)를 이동시킬 수 있다. 그 후, 광센서 어레이는, 라벨링 장치(1000)의 위치를 추적하거나, 이미지 매체(100)의 표면 특성들을 분석하거나, 이미지 매체의 라벨링을 제어하기 위하여 이미지 작업이 가능한 매체의 표면의 조직을 분석할 수 있다.

결론적으로, 본 시스템 및 방법은 라벨링 장치의 기능을 제어하기 위해 광센서 어레이의 사용을 제공한다. 이미지 매체의 표면 조직을 스캐닝함으로써, 본 시스템은 시스템 컴포넌트들의 위치를 분석 및 제어하고, 이미지 매체 및 시스템 컴포넌트들 모두의 상대 속도를 평가하며, 라벨링 장치에 의한 이미지 매체의 라벨링을 강화할 수 있다. 속도 및 위치를 평가 및 제어할 수 있는 이러한 능력은 표면의 추측 항법(dead reckoning)으로 인해 라벨링 장치의 분해능을 향상시키고, 모터 속도 제어 장치와 같은 부가적인 컴포넌트에 대한 필요성을 제거한다.

이상의 기술은 오직, 본 시스템 및 방법의 실시예들을 설명 및 기술하기위해서 제시되었다. 개시된, 임의의 엄밀한 형태로 본 시스템 및 방법을 제한하거나, 소모적이려는 의도가 아니다. 이상의 내용의 관점에서 많은 변경 및 변화가 가능하다. 본 시스템 및 방법의 범위는 다음의 청구항에 의해 한정되도록 하려는 의도이다.

본 시스템 및 방법은 라벨링 장치의 기능을 제어하기 위해 광센서 어레이의 사용을 제공한다. 이미지 매체의 표면 조직을 스캐닝함으로써, 본 시스템은 시스템 컴포넌트들의 위치를 분석 및 제어하고, 이미지 매체 및 시스템 컴포넌트들 모두의 상대 속도를 평가하며, 라벨링 장치에 의한 이미지 매체의 라벨링을 강화할 수 있다. 속도 및 위치를 평가 및 제어할 수 있는 이러한 능력은 표면의 추측 항법으로 인한 라벨링 장치의 분해능을 향상시키고, 모터 속도 제어 장치와 같은 부가적인 컴포넌트에 대한 필요성을 제거한다.

도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 광 디스크의 투시도.

도 2는 일 실시예에 따른 광 디스크 드라이브의 블록도.

도 3a는 일 실시예에 따른 광센서 어레이의 컴포넌트들의 분해도.

도 3b는 일 실시예에 따른 광센서 어레이의 조립도.

도 4는 일 실시예에 따른 수광소자(photodetector) 어레이를 도시하는 도면.

도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른, 광센서 어레이의 컴포넌트들을 도시하는 도면.

도 6은 일 실시예에 따른, 광센서 어레이 및 호스트 컴퓨터 사이의 통신 경로를 도시하는 블록도.

도 7은 일 실시예에 따른, 광 디스크 드라이브를 제어하는 프로세스를 도시하는 흐름도.

도 8은 일 실시예에 따른, 광 디스크의 아래에 장착된 광센서 어레이를 갖는 광 디스크의 블록도.

도 9는 일 실시예에 따른, 광 디스크의 위에 장착된 광센서 어레이를 갖는 광 디스크의 블록도.

도 10은 일 실시예에 따른, 광센서 어레이를 포함하는 수동 제어 라벨링 장치의 조립도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

100 : 광 디스크

201 : 스핀들

202 : 플렉스 케이블(flex cable)

203 : 슬레드 지지 레일

204 : 광학 장치 드라이버 샤시

205 : 렌즈

206 : 슬레드

207 : 슬레드 고정자

208 : 슬레드 가이드 레일

209 : 마운트

Claims

라벨링 장치(labeling device)를 제어하기 위하여 광센서 어레이(optical sensor array)를 사용하기 위한 방법에 있어서,

상기 광센서 어레이를 이용하여 이미지 매체(imageable media)의 표면 조직(surface texture)을 스캐닝하는 단계;

상기 이미지 매체의 상기 표면 조직에 대응하는 표면 데이터를 수집하는 단계; 및

상기 표면 데이터에 응답하여 상기 라벨링 장치를 제어하는 단계

를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 라벨링 장치를 제어하는 상기 단계는 광자 방출기(photonic emitter)를 위치시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 표면 데이터를 호스트 컴퓨팅 장치에 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
이미지 매체를 라벨링하는 방법에 있어서,

광센서 어레이를 이용하여 상기 이미지 매체의 표면을 스캐닝하는 단계;

상기 이미지 매체의 표면 조직에 대응하는 데이터를 수집하는 단계;

상기 이미지 매체의 상기 표면 조직에 대응하는 상기 데이터를 분석하는 단계; 및

상기 분석된 데이터에 응답하여 상기 이미지 매체의 상기 표면을 라벨링하는 단계

를 포함하는 방법.
광 디스크를 추적하는(tracking) 방법에 있어서,

광센서 어레이를 이용하여 상기 광 디스크의 표면 조직을 스캐닝하는 단계;

상기 광 디스크의 상기 표면 조직에 대응하는 데이터를 수집하는 단계;

상기 표면 조직에 대응하는 상기 데이터를 분석하는 단계; 및

상기 표면 데이터 분석에 기초하여 상기 광 디스크의 상대 변위(relative displacement)를 측정하는 단계

를 포함하는 방법.
이미지 매체 상에 잉크없이 인쇄(inkless printing)하는 방법에 있어서,

광센서 어레이를 이용하여 상기 이미지 매체의 표면 조직을 스캐닝하는 단계;

상기 이미지 매체의 상기 표면 조직에 대응하는 데이터를 수집하는 단계;

상기 표면의 이전에 인쇄된 영역들의 위치를 파악하기 위해 상기 이미지 매체의 상기 표면 조직에 대응하는 상기 데이터를 분석하는 단계; 및

상기 이미지 매체의 상기 표면의 원하는 영역으로 광자 빔(photonic beam)을 선택적으로 지향시키는 단계

를 포함하고,

상기 이미지 매체의 상기 표면의 광학 흡수도(optical absorbency)는 상기 광자 빔에 따라 변화하는 방법.
광 디스크를 수용하도록 구성된 회전 가능한 부분(rotatable member);

상기 광 디스크의 표면 상의 조직 변화(texture variation)을 광학적으로 검출하도록 구성된 광센서 어레이;

OPU(optical pickup unit); 및

상기 광센서 어레이 및 상기 OPU와 통신 가능하도록 연결된 프로세서 - 상기 프로세서는 상기 광센서 어레이에 의해 검출된 상기 조직 변화에 응답하여 상기 OPU를 선택적으로 제어하도록 구성됨 -

를 포함하는 대용량 저장 장치(mass storage device).
광 디스크 드라이브에 있어서,

이동 가능한 부분(moveable member);

상기 광 디스크 드라이브를 제어하기 위한 프로세서; 및

상기 광 디스크 드라이브를 제어하기 위한 정보를 제공하도록 구성된 광센서 어레이

를 포함하는 광 디스크 드라이브.
명령어들을 수록한 프로세서 판독가능 기록매체에 있어서,

광센서 어레이를 이용하여 이미지 매체의 표면 조직을 스캐닝하는 단계;

상기 이미지 매체의 상기 표면 조직에 대응하는 표면 데이터를 수집하는 단계; 및

상기 표면 데이터에 응답하여 라벨링 장치를 제어하는 단계

를 위한 명령어들을 수록한 프로세서 판독가능 기록매체.
라벨링 장치를 제어하기 위한 광센서 어레이를 사용하기 위한 방법에 있어서,

상기 광센서 어레이를 이용하여 인광 이미지 매체(phosphorescent imageable media)의 표면 조직을 스캐닝하는 단계;

상기 인광 이미지 매체의 상기 표면 조직에 대응하는 표면 데이터를 수집하는 단계; 및

상기 표면 데이터에 응답하여 상기 라벨링 장치를 제어하는 단계

를 포함하고,

상기 인광 이미지 매체의 상기 표면을 비추는 동작은 상기 표면의 인광 또는 형광 방출을 야기하는 방법.