KR20070104556A - 근접장 광 시스템의 강인성 향상을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20070104556A
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코엔 에이. 페르슈렌
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은, 광 시스템의 강인성 및 시스템 성능이 향상되도록 근접장 광 시스템에서 이용하기 위한 방법 및 장치를 포함한다. 시스템에 이미 존재하는 신호와 결합하여 임계값을 사용하면, 굴절 소자와 기록 매체 사이의 거리가 임계값 경계를 벗어나는 것으로 판정될 경우 수행될 교정 동작의 구현에 의한 보호가 용이해진다.
근접장 광 시스템, 굴절 소자, 기록 매체, 갭 오류 신호.

Description

근접장 광 시스템의 강인성 향상을 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR ENHANCED ROBUSTNESS OF NEAR-FIELD OPTICAL SYSTEMS}
본 발명은 근접장 광 장치 및 시스템에 관한 것이다. 이러한 장치는, 기록 매체에 더 많은 양의 데이터를 저장하고, 상기 기록 매체상에 조밀하게 채워진 데이터의 검색을 용이하게 하는 능력면에서 현재 광 시스템에서 발전한 것이다.
현재의 광 시스템에서, 굴절 소자는 빛을 기록 매체상으로 향하게 하고 상기 기록 매체에 초점을 맞추는데 종종 사용된다. 통상적으로, 상기 굴절 소자는 렌즈의 형태의 취한다. 기록 매체에 가장 근접한 렌즈의 개구수(numerical aperture:NA)는 1보다 작은 값으로 제한된다. 근접장 시스템에서, 1보다 큰 개구수는 높은 굴절률을 가진 고체 침지 렌즈(Solid Immersion Lens:SIL)를 굴절 소자 부분으로 사용함으로써 얻어질 수 있다. NA가 높을수록 더 높은 광학 해상도, 즉 더 작은 스폿 크기가 제공되며, 이는 광 기록 매체상에 더 높은 저장 용량을 허용한다. 기록 매체 레벨에서 이러한 높은 NA 및 상응하는 해상도 이점을 유지하기 위해서는, SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 거리가 매우 작을 필요가 있다(광원의 방 사 파장의 1/10th 정도). NA=1.9의 렌즈 및 청색 레이저(405nm)를 가진 시스템의 경우, SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 일반적인 거리(또한 에어 갭(air gap)으로 공지되어 있음)는 약 25nm이다. 이러한 근접장 시스템에 대한 상세한설명은 Proceedings of SPIE(Optical Data Storage 2004), ed.B.V.K.Vijaya Kumar, Vol.5380, pp 209-223에서 발견될 수 있다.
SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 거리를 감시하고 제어하기 위해, 갭 오류 신호(gap error signal:GES)로 공지된 적합한 제어 신호가 개발되었다. 상응하는 서보 방법과 더불어, 이것은 상기 인용된 참조문헌, 및 2003년 5월의 Jpn.J.Appl.Phys.Vol.42(2003) pp2719-2724, Part 1, No.5A와, 2002년 7월 7-11일에 Hawaii에서 있은 Technical Digest ISOM/ODS 2002의 ISBN 0-7803-7379-0에 기재되어 설명되어 있다. 기록 매체로의 SIL 렌즈 접근은 세 개의 제어 모드로 분리되어 있는 서보 시스템 제어를 이용하여 조심스럽게 제어되며, 상기 제어 모드는 SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 거리와 동작 조건에 따라 한 모드에서 다른 모드로 전환된다. 제3 모드가 렌즈와 기록 매체가 가장 근접해있는 상황을 다룬다. 이 경우, 렌즈가 기록 매체로부터 원하는 거리에 도달하면(갭 기준), 높은-이득의 PID 제어 시스템이 가장 중요한 제어 모드를 인계받으며, 제어기는 갭 기준 오류를 목표의 2nm 내에서 유지하도록 설계된다. 본원에서 "데이터 모드"라고 또한 언급되는 상기 모드에서, 데이터가 판독되거나 기록 매체 기록될 수 있다.
이러한 시스템이 갖는 문제점은, 보통의 동작이 조심스럽게 제어되지만, 충 격, 휘어진 기록 매체(외부 스펙), 또는 기록 매체 표면의 어떤 손상이나 오염과 같은 외부 교란이 일시적으로 2nm의 규정된 허용범위보다 에어 갭 거리에 더 큰 변화를 일으킬 수도 있다는 것이다. 원인이되는 교란 유형은 교란의 임펄스 특성으로 인해 트렌드(trend) 보다는 진동, 피크, 또는 스파이크의 형태를 취할 가능성이 있다. 이것은, 예컨대 드리프트(drift)와 대조적으로 신속한 효과이다. 이것은 또한 공진 형태를 취할 수도 있다. 이미 존재하는 서보 제어 메커니즘이 교란 영향에 대처하거나 이를 보상할 수 없으므로, 그 결과 시스템 손상 또는 성능 저하가 나타나게 된다.
본 발명의 목적은, 근접장 시스템이 시스템으로 하여금 표준 동작 조건을 벗어나게 하는 교란 또는 임펄스를 받는 상황에서, 기록 매체와 굴절 소자가 보호되거나 시스템 성능이 유지되도록, 굴절 소자와 기록 매체 사이의 거리 제어를 개선하는 것이다.
상기 목적은, 근접장 광 시스템에서 굴절 소자와 기록 매체 사이의 데이터 모드 동안의 거리를 제어하는 방법을 제공함으로써 달성되는데, 상기 방법은:
- 거리를 측정하는 단계;
- 임계값 세트와 상기 거리를 비교하는 단계; 및
- 상기 임계값 세트와 비교하는 단계의 결과에 따라 거리를 조절하도록 반응하는 단계를 포함한다.
굴절 소자라는 용어는 근접장 시스템을 위한 SIL 렌즈를 포함할 수 있는 다수의 광학 소자를 포함하며, 설명을 위해 상세한설명에서 SIL 렌즈라는 용어를 사용하는 것은 본 발명의 응용을 SIL 렌즈만으로 제한하지 않는다는 것을 알아두어야 한다.
임계값 세트는 원하는 시스템 성능 또는 보호 레벨에 따라 배열될 수 있다. 상이한 쌍 또는 세트의 임계값이 상이한 목적을 충족시키도록 병렬로 배열될 수 있다. 임계값은 유지될 원하는 에어 갭과 관련하여 정해질 수 있으며, 이 값 이상으로 놓일 수도 있고 또는 그 미만으로 놓일 수도 있다. 소정의 임계값을 지나는 것에 대한 소정의 반응을 구현함으로써, 문제를 해결하기 위한 최선의 견제 작용이 원하는대로 구현될 수도 있다. 임계값의 값은 실험에 의해 결정될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 방법은 또한 하나 이상의 임계값의 세트가 제1 임계값 쌍 및 제2 임계값 쌍을 포함하도록 구별될 수 있는데, 상기 각 쌍은 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리의 선택된 값 주위에 배열된 하나의 상위 임계값과 하나의 하위 임계값을 포함한다. 이러한 배열은, 하나의 한계 세트가 작은 교란에 의해 트리거되는 반면, 다른 한계 세트는 오로지 시스템을 손상시킬 우려가있는 심각한 교란에 의해서만 초과될 수 있도록 정교하고 개략적인 한계를 제공하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 한 쌍의 임계값의 상위 임계값과 하위 임계값은 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리의 선택된 값 주위에 대칭으로 배열된다. 한계의 상위 경계 또는 하위 경계 중 어느 하나를 초과하는 것이 허용될 것으로 생각한 것을 벗어난 교란 레벨을 나타내는 경우, 상기와 같은 방식으로 임계값을 배열하여 교란에 대해 보호하는 것이 특히 유리할 수 있다. 진동 교란, 또는 원점 주위에 대칭으로 효과가 밀접한 그 밖의 다른 교란의 경우, 대칭 임계값이 특히 유용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제1 임계값 쌍은 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리에 정교한 제어를 적용하도록 선택된 값에 배열된다. 교란이 에어 갭 거리와 비교해 단지 작은 변화만을 유발한다면, 판독 신호의 품질이 영향을 받을 수 있으며, 성능을 감소시키는 결과를 가져올 수도 있다. 이러한 변화는 기록 매체의 스폿 모양과 세기에 직접적으로 영향을 미치므로, 또한 기록 성능을 저하시킨다. 교란이 시간적으로 제한되고 작다면, 적절한 임계값이 초과될 때 응답을 트리거함으로써, 오류가 일부 정정되거나 심지어 오류를 피할 수도 있다. 이러한 방식으로, 시스템의 성능이 정정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제2 임계값 쌍은 광 시스템 또는 기록 매체에 대한 손상을 방지하도록 선택된 값에 배열된다. 큰 교란의 경우, SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 거리가 두 구성요소가 서로 접촉하거나 충돌할 수 있는 레벨까지 감소될 수도 있다. 적절한 임계값 레벨의 선택은, 시스템의 안전성을 확보하기 위해 기록 매체로부터 안전한 거리로 SIL 렌즈를 즉각 제거하는 것과 같이 취해질 행동을 트리거할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제2 임계값 쌍은 기록 매체로부터의 데이터 손실을 방지하도록 선택된 값에 배열된다. 렌즈와 기록 매체가 충돌하지 않는 경우에도, 심각한 교란이 스폿 품질에 영향을 미쳐, 데이터가 올바르게 기록되거나 재생될 수 없을 수도 있다. 이러한 상황에서, 데이터가 손실될 가능성이 있다. 적절한 임계값 레벨의 선택은, 시스템이 최적의 동작 조건에 유지되게 하거나, 또는 시스템이 정규 동작 파라미터내에서 리턴될 때까지 데이터 재생 또는 기록이 중단되게 하기 위해 취해질 행동을 트리거할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 반응은, 비교 단계의 결과가 제1 임계값 중 어느 하나라도 벗어난 거리의 검출이면 에어 갭 서보 시스템의 이득 설정의 일시적인 증가를 포함한다. 정규 이득 설정보다 높으면 남아있는 오류 억압이 개선되지만, 서보 안정성이 희생된다. 따라서, 증가된 이득 설정을 사용하는 것은 제한된 시간 동안에만 이루어져야 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 반응은, 비교 단계의 결과가 제1 임계값 중 어느 하나를 벗어난 거리의 검출이면 기록 매체 회전 속도의 일시적인 감소를 포함한다. 일반적으로, 기록 매체 속도가 높을수록, 갭 오류 신호 및 판독/기록 신호가 더 잡음이 많아지며, SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 실제 거리의 분포가 더 넓어진다. 서보 시스템과 렌즈 액추에이터의 대역폭은 제한되며, 기록 매체는 완전히 평평하지 않다. 이는, 회전 속도가 증가함에 따라 정확히 수 nm 거리를 유지하는 것을 어렵게 한다. 기록 매체 속도의 감소는 더 나은 품질의 신호를 얻음으로써 교란을 보상할 수 있는 한편, 시스템이 다시 안정화될 때 정상 속도 동작으로 되돌아가기 전에 교란이 지나간다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 반응은, 비교 단계의 결과가 제2 임계값 중 어느 하나를 벗어난 거리의 검출이면, 에어 갭 서보 시스템, 판독, 또는 기록 과정을 중단한 직후, 굴절 소자를 신속히 후퇴시킨 다음, 사전-설정된 시간 이후 시스템 재시작을 수행하는 것을 포함한다. 이 경우, 제2 임계값은 SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 접촉 가능성을 피하도록 설정될 수 있다. 상기 임계값을 지나가는 것을 검출하는 것은 곧 일어날 것 같은 충돌 위험의 경고이므로, 손상 가능성을 제거하는 더 극단적인 동작을 트리거해야 한다. SIL 렌즈를 정규 작동 거리보다 훨씬 더 큰 거리로 이동시킴으로써, 렌즈와 기록 매체 사이의 접촉이 예방된다. 언젠가는 시스템이 교란 이후 안정화될 수 있다. 이후, 시스템은, 소자의 위치 재교정과 같이 정규 시작 과정이 실행되도록 재시작될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 시스템 재시작은 기록 매체 회전 속도에 있어서의 일시적인 감소에 의해 이루어진다. 이러한 재시작 과정의 개선에 의해, 시스템은, SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 거리가 훨씬 더 조심스럽게 제어되고 갭 신호가 잡음의 영향을 덜 받도록 동작할 수 있다. 이는 시작 과정이 엄격히 제어되는 방식으로 시작되게 함으로써, 임계 한계를 초과할 위험을 줄이면서 더 많은 오류가 다루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리의 측정은 갭 오류 신호를 포함한다. 갭 오류 신호(GES)는 SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 에어 갭 거리의 직접적인 측정이다. 이것은, 시스템의 판독 또는 기록 동작 동안 교란의 발생 및 크기를 검출하는데 사용될 수 있는 가치있는 정보를 포함한다.
원하는 에어 갭으로부터의 편차를 감시하기 위해, 다음과 같이 이루어지도록 GESerror를 원하는 에어 갭에 상응하는 원하는 GES 값(GESdes)과 실제 GES 값(GESact) 사이의 차의 절대값으로 정의하는 것이 유용할 수 있다:
GESerror = abs(GESdes - GESact)
이것은, 시스템이 진동 특성의 교란에 노출될 때 특히 유용한 개념이다. 대칭 임계값 쌍이 원하는 거리 값 주위에 설정되었다면, 진동 크기가 이동 방향보다 가장 중요한 정보이므로, 임계값이 초과되는지, 더 높은지, 또는 더 낮은지는 중요하지 않다.
GES는 순시값으로 얻어질 수도 있고, 또는 시간에 대해 평균화될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 방법은, 청구범위 제1 항의 단계 이전에 수행되는 이하의 단계들을 포함하는 광 시스템의 판독-모드로 확장되어 적용될 수 있다:
- 기록 매체로부터 판독 신호를 탐색하는 단계;
- 판독 신호가 존재하지 않을 경우, 굴절 소자의 풀-백을 시작하고 광 시스템을 재시작하는 단계;
- 판독 신호 품질을 최소 품질 값과 비교하는 단계;
- 판독 신호가 최소 품질 값보다 낮은 레벨에 있다면, 굴절 소자의 풀-백을 시작하고 광 시스템을 재시작하는 단계;
- 판독 신호가 최소 품질 레벨에 있거나 그보다 높은 레벨에 있다면, 청구범위 제1 항에 정의된 바와 같은 방법 단계들을 수행하는 단계.
판독하는 동안의 안전을 증가시키기 위해, 상기 언급된 GES 기준은 판독 신호에 대한 검사와 결합될 수 있다. 예컨대, 판독하는 동안, 판독 신호가 사라지거나 사전 설정된 임계값보다 작아지면, 이것은, 기록 매체에 이르는 SIL 렌즈 거리가 너무 크거나, 또는 SIL 렌즈가 어떤 예측하지 않은 방법으로 오염되었거나 손상되었다는 것을 의미한다. 첫 번째 경우, 상기 GES 기준은 정상적으로 작동하게 된다. 그러나, 후자의 경우, GES 표준화가 또한 SIL 렌즈의 오염 또는 손상에 의해 영향을 받아, GES 기준이 올바르게 기능할 수 없다. 따라서, 판독 신호에 대한 검사를 포함하여, 필요할 경우 기록 매체로부터 안전한 거리로 렌즈를 풀 백시키는 것이 합리적이다. 재시작하기 전에, GES 신호는, SIL 렌즈가 기록 매체로부터 멀리 떨어져있는 동안(즉, GES 빛의 파장보다 훨씬 더 큰 거리에 있는 동안) 검사되어 재교정되어야 한다. 이러한 특징은 렌즈와 기록 매체에 대한 또 다른 및 일어날 수 있는 치명적인 손상을 방지하는 것을 돕는다.
본 발명에 따르면, 근접장 광 시스템에서 굴절 소자와 기록 매체 사이의 데이터 모드 동안의 거리를 제어하는 장치가 청구되는데, 상기 장치는:
- 거리를 측정하는 수단;
- 상기 거리와 임계값 세트를 비교하는 수단; 및
- 임계값 세트와 비교하는 단계의 결과에 따라 거리를 조절하도록 반응하는 수단을 포함한다.
임계값 세트는 원하는 시스템 성능 또는 보호 레벨에 따라 배열될 수 있다. 상이한 쌍 또는 세트의 임계값이 상이한 목적을 충족하도록 병렬로 배열될 수도 있다. 임계값은 유지되어야 할 원하는 에어 갭과 관련하여 정의될 수 있으며, 이 값보다 높게 놓일 수도 있고 그보다 낮게 놓일 수도 있다. 소정의 임계값을 지나가는 것에 대한 특정 반응을 구현하기 위한 수단을 제공함으로써, 문제를 해결하기 위한 최선의 견제 작용이 원하는대로 구현될 수 있다. 임계값의 값은 실험에 의해 결정될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 장치는 또한, 근접장 광 시스템에서 굴절 소자와 접속하여 배열되는 에어 갭 제어 메커니즘을 위한 서보 시스템을 포함한다. 상기 서보 시스템은 기록 매체와 관련하여 SIL 렌즈의 정확한 배치를 가능하게 하며, 광 시스템의 정규 동작 조건하에서 소정의 허용범위 내에서의 상기 거리에 있어서의 변화를 엄격히 제어할 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리의 측정 수단이 갭 오류 신호를 포함하도록 배열된다. 갭 오류 신호(GES)는 SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 에어 갭 거리의 직접적인 측정이다. 이것은, 시스템의 판독 또는 기록 동작 동안 교란의 발생 및 크기를 검출하는데 사용될 수 있는 가치있는 정보를 포함한다.
원하는 에어 갭으로부터의 편차를 감시하기 위해, 다음과 같이 이루어지도록 GESerror를 원하는 에어 갭에 상응하는 원하는 GES 값(GESdes)과 실제 GES 값(GESact) 사이의 차의 절대값으로 정의하는 것이 유용할 수 있다:
GESerror = abs(GESdes - GESact)
이것은, 시스템이 진동 특성의 교란에 노출될 때 특히 유용한 개념이다. 대칭 임계값 쌍이 원하는 거리 값 주위에 설정되었다면, 진동의 크기가 이동 방향보다 가장 중요한 정보이므로, 임계값이 초과되는지, 더 높은지, 또는 더 낮은지는 중요하지 않다.
GES는 순시값으로 얻어질 수도 있고, 또는 시간에 대해 평균화될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 장치는 임계값 설정을 위한 수단을 포함하며, 그 구현은 제1 임계값 쌍과 제2 임계값 쌍을 포함하는 임계값 세트를 저장하기 위한 수단을 포함하는데, 상기 각 쌍은 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리의 선택된 값 주위에 배열되는 하나의 상위 임계값과 하나의 하위 임계값을 포함한다. 이러한 배열은, 하나의 한계 세트가 작은 교란에 의해 트리거되는 반면, 다른 한계 세트는 오로지 시스템을 손상시킬 우려가있는 심각한 교란에 의해서만 초과될 수 있도록 정교하고 개략적인 한계를 제공하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 장치는 임계값 설정을 위한 수단을 포함하고, 그 구현은 임계값 세트를 저장하기 위한 수단을 포함하며, 적어도 하나의 임계값 쌍의 상위 임계값과 하위 임계값은 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리의 선택된 값 주위에 대칭으로 배열된다. 한계의 상위 경계 또는 하위 경계 중 어느 하나를 초과하는 것이 허용될 것으로 생각한 것을 벗어난 교란 레벨을 나타내는 경우, 상기와 같은 방식으로 임계값을 배열하여 교란에 대해 보호하는 것이 특히 유리할 수 있다. 진동 교란, 또는 원점 주위에 대칭으로 효과가 밀접한 그 밖의 다른 교란의 경우, 대칭 임계값이 특히 유용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 임계값 설정 및 구현 수단은, 제1 임계값 쌍이 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리에 정교한 제어를 적용하도록 선택된 값에 배열되게 설정되는 임계값을 포함한다. 교란이 에어 갭 거리와 비교해 단지 작은 변화를 유발한다면, 판독 신호의 품질이 영향을 받을 수 있고, 이는 성능을 감소시키는 결과를 가져올 수도 있다. 이러한 변화는 기록 매체에서의 스폿 모양과 세기에 직접 영향을 미치므로, 또한 기록 성능을 저하시킨다. 교란이 시간적으로 제한되고 작다면, 적절한 임계값이 초과될 때 응답을 트리거함으로써, 오류가 일부 정정되거나 심지어 오류를 피할 수도 있다. 이러한 방식으로, 시스템의 성능이 정정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 임계값 설정 및 구현 수단은, 제2 임계값 쌍이 광 시스템 또는 기록 매체에 대한 손상을 방지하도록 선택된 값에 배열되게 설정되는 임계값을 포함한다. 큰 교란의 경우, SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 거리가 두 구성요소가 서로 접촉하거나 충돌할 수 있는 레벨까지 감소될 수도 있다. 적절한 임계값 레벨의 선택은, 시스템의 안전성을 확보하기 위해 기록 매체로부터 안전한 거리로 SIL 렌즈를 즉각 제거하는 것과 같이 취해질 행동을 트리거할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 임계값 설정 및 구현 수단은, 제2 임계값 쌍이 기록 매체로부터의 데이터 손실을 방지하도록 선택된 값에 배열되게 설정되는 임계값을 포함한다. 렌즈와 기록 매체가 충돌하지 않는 경우에도, 심각한 교란이 스폿 품질에 영향을 미쳐, 데이터가 올바르게 기록되거나 재생될 수 없을 수도 있다. 이러한 상황에서, 데이터가 손실될 가능성이 있다. 적절한 임계값 레벨의 선택은, 시스템이 최적의 동작 조건에 유지되게 하거나, 또는 시스템이 정규 동작 파라미터내에서 리턴될 때까지 데이터 재생 또는 기록이 중단되도록 취해질 행동을 트리거할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 반응 수단은, 비교 단계의 결과가 제1 임계값 중 어느 하나를 벗어난 거리의 검출이면 에어 갭 서보 시스템의 이득 설정의 일시적인 증가를 포함하는 반응을 포함한다. 정규 이득 설정보다 높으면 남아있는 오류의 억압이 개선되지만, 서보 안정성이 희생된다. 따라서, 증가된 이득 설정을 사용하는 것은 제한된 시간 동안에만 이루어져야 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 반응 수단은, 비교 단계의 결과가 제1 임계값 중 어느 하나를 벗어난 거리의 검출이면 기록 매체 회전 속도의 일시적인 감소를 포함하는 반응을 포함한다. 일반적으로, 기록 매체 속도가 높을수록, 갭 오류 신호 및 판독/기록 신호가 더 잡음이 많아지며, SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 실제 거리의 분포가 더 넓어진다. 서보 시스템과 렌즈 액추에이터의 대역폭은 제한되며, 기록 매체는 완전히 평평하지 않다. 이는, 회전 속도가 증가함에 따라 정확히 수 nm 거리를 유지하는 것을 어렵게 한다. 기록 매체 속도의 감소는 더 나은 품질 신호를 얻음으로써 교란을 보상할 수 있는 한편, 시스템이 다시 안정화된 정규 속도 동작으로 되돌아가기 전에 교란이 지나간다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 반응 수단은, 비교 단계의 결과가 제2 임계값 중 어느 하나를 벗어난 거리의 검출이면, 에어 갭 서보 시스템, 판독, 또는 기록 과정을 중단한 직후, 굴절 소자를 신속히 후퇴시킨 다음, 사전-설정된 시간 이후 시스템 재시작을 수행하는 것을 포함하는 반응을 포함한다. 이 경우, 제2 임계값은 SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 접촉 가능성을 피하도록 설정될 수 있다. 상기 임계값을 지나가는 것의 검출은 곧 일어날 것 같은 충돌 위험의 경고이므로, 손상 가능성을 제거하는 더 극단적인 동작을 트리거해야 한다. SIL 렌즈를 정규 동작 거리보다 훨씬 더 큰 거리로 이동시킴으로써, 렌즈와 기록 매체 사이의 접촉이 예방된다. 언젠가는 시스템이 교란 이후 안정화될 수 있다. 이후, 시스템은, 소자의 위치 재교정과 같이 정규 시작 과정이 실행되도록 재시작될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 반응 수단은, 시스템 재시작이 기록 매체 회전 속도에 있어서의 일시적인 감소에 의해 이루어지는 반응을 포함한다. 이러한 재시작 과정의 개선에 의해, 시스템은, SIL 렌즈와 기록 매체 사이의 거리가 훨씬 더 조심스럽게 제어되고 갭 신호가 잡음의 영향을 덜 받도록 동작할 수 있다. 이는 시작 과정이 엄격히 제어되는 방식으로 시작되게 함으로써, 임계 한계를 초과할 위험을 줄이면서 더 많은 오류가 다루어질 수 있다.
본 발명의 방법과 장치의 상기 및 그 밖의 특징이 도면을 참조로 더 명료히 설명되게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 나타내는 도면.
도 2는 판독 동작을 위한 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 장치를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예의 장치 도면.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 도시한다. 제1 단계(11)에서, 굴절 소자, 예컨대 SIL 렌즈와 광 기록 매체 또는 기록 매체 사이의 거리가 판정된다. 이는, 갭 오류 신호(GES) 또는 거리를 판정하는 다른 방법을 이용함으로써 수행될 수 있다. 측정된 거리가 광 시스템의 최적의 기능과 안전성에 바람직한 범위 내에 있는지를 결정하기 위해, 측정된 거리가 하나 이상의 임계값과 비교되어야 한다(12). 상기 임계값은 실험에 의해 결정된 다음, 장치내에 프로그램될 수 있다. 임계값의 레벨, 수, 및 위치결정은, 장치를 보호하거나 동작의 안정성을 개선하기 위해 이들이 제공하는 기능에 의존한다. 일단 비교(12)가 완료되면, 측정된 거리가 미리정해진 임계값 경계를 벗어나는지 또는 그 내에 있는지가 명료해진다. 거리가 한계 내에 있다면, 동작이 계속 수행될 수 있다. 만일 그렇지 않다면, 굴절 소자의 위치를 정정하도록 반응할 필요가 있다(13). 선택된 반응은, 임계값이 초과되었는지와 이것이 장치 동작 및 장치 하드웨어에 미치는 영향 레벨에 의존하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 관련 방법을 나타낸다. 이 방법은 판독 동작에 적용될 수 있다. 판독 신호는 여기서 시스템 동작의 추가 검사로서 사용된다. 굴절 소자와 기록 매체 사이의 거리 측정 자체가 문제가 될 수 있다. 기록 매체가 오염될 경우, 예컨대 GES가 또한 영향을 받을 수 있다. 상기 측정이 거리를 실제 반영할 수 없으므로, 임계값 방법의 효과가 감소하게 된다. 그러나, 판독 신호는 GES와 독립적인 원점을 가지고있어, 독립적인 감시자로서 역할을 할 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 상기 감시자를 포함시키는 것은 판독 신호(21)를 검출하기 위한 탐색에서 시작한다. 다음으로, 판독 신호가 발견되었는지가 판정되어야 한다(22).
판독 신호가 존재하지 않는다면, 굴절 소자의 풀 백이 시작되어 시스템을 보호한 다음, 시스템의 재시작이 이루어져야 하는데, 여기서 시작 절차가 재가동될 수 있으며, 시스템 소자가 재교정된다(23). 그런 다음, 상기 절차(21)를 다시 시작할 수 있다.
판독 신호가 존재한다면, 최소 판독 신호 품질과의 비교가 먼저 수행되어야 하며(24), 신호의 품질이 평가되어야 한다(25). 열악한 품질의 신호인 경우, 소자 풀 백과 시스템 재시작이 시작되어야 한다(23). 그런 다음, 상기 절차(21)를 다시 시작할 수 있다. 충분히 높은 판독 신호 품질의 경우, 상기 설명한 바와 같은 방법이 시작된다. 굴절 소자와의 거리가 측정되고(26), 이전에 결정된 임계값과 비교되어(27), 그 비교 결과에 대한 적절한 반응이 수행된다(28).
도 3은 본 발명에 따른 장치를 도시한다. 장치(30)는 근접장 광 시스템의 기록 매체와 굴절 소자 사이의 거리를 측정하는 수단(31), 규정된 임계값 세트 또는 임계값과 상기 거리를 비교하는 수단(32), 및 상기 임계값과 비교하는 단계의 결과에 따라 거리를 조절하도록 반응하는 수단(33)을 포함한다.
도 4는 본 발명을 구현하는 장치를 도시한다. 장치(40)는 근접장 광 시스템의 일부를 형성한다. 상기 장치는, 기록 매체(60)가 놓일 수 있는 척(chuck)(43)이 놓여있는 모터 제어(42)에 접속되는 제어부(41)로 구성된다. 기록 매체(60)는 광 시스템의 판독 및 기록 동작 동안 회전(44)될 수 있다. 기록 매체 위에는, 근접장 시스템의 굴절 소자가 헤드 어셈블리(45)에 포함되어 있다. 헤드는 서보부(47)에 의해 소정의 거리(46)로 기록 매체 위에 위치한다. 기록 매체에 입사되는 빛은, 레이저, 광학 렌즈(optics), 검출기 등을 포함하며, 입력이 포맷되고 변조되는 유닛(49)을 통해 제어부(41)로부터의 동작 명령을 수신한는 전단부(Front end unit)(48)에서 발생한다.
전단부(48)로부터의 출력은 신호 처리부(50)로 공급된다. 이 출력은 특히 판독 데이터와 갭 오류 신호(GES) 거리 측정을 포함한다. 판독 데이터(51)는 별도의 서브시스템으로 향하게 된다. GES(52)는 본 발명에 따른 임계부로 공급된다. 이 임계부는 유닛 내에 규정되어 프로그램된 하나 이상의 임계값을 포함한다. 이 외에도, 프로그래밍은, 임의의 측정된 거리가 임계값을 벗어나는 경우 구현되어야 하는 적절한 반응을 포함한다. 측정 거리와 임계값과의 비교가 수행되며, 필요할 경우 적절한 반응이 선택된다. 다음으로, 이 정보는, 서보부(47)를 제어함으로써 선택된 반응을 구현하도록 동작하며, 굴절 소자를 포함하는 헤드(45)를 제어하는 에어 갭 제어부(54)로 공급된다.
도면 참조부호의 목록:
11 - 13 본 발명에 따른 흐름도 모듈
21 - 28 판독 동작을 위한 본 발명의 방법에 따른 흐름도 모듈
30 본 발명에 따른 장치
31 거리를 측정하는 수단
32 임계값 세트와 거리를 비교하는 수단
33 임계값 세트와 비교하는 단계의 결과에 따라 거리를 조절하도록 반응하는 수단
40 장치
41 제어부
42 모터 제어
43 척
44 회전
45 헤드 어셈블리
46 헤드와 기록 매체 사이의 거리
47 서보부
48 전단부
49 입력을 포맷하고 변조하는 유닛
50 신호 처리부
51 판독 데이터
52 갭 오류 신호(GES)
53 본 발명에 따른 임계부
54 에어 갭 제어부
60 기록 매체

Claims (24)

  1. 근접장 광 시스템에서 기록 매체와 굴절 소자 사이의 데이터 모드 동안의 거리를 제어하는 방법으로서,
    거리를 측정하는 단계,
    상기 거리를 임계값 세트와 비교하는 단계, 및
    상기 임계값 세트와 비교하는 단계의 결과에 따라 거리를 조절하도록 반응하는 단계를 포함하는 거리 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 임계값의 세트가 제1 임계값 쌍과 제2 임계값 쌍을 포함하며, 각 쌍은 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리의 선택된 값 주위에 배열되는 하나의 상위 임계값과 하나의 하위 임계값을 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    하나 이상의 임계값 쌍의 상위 및 하위 임계값은 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리의 선택된 값 주위에 대칭으로 배열되는 것을 특징으로 하는 거리 제어 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 임계값 쌍은 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리에 정교한 제어를 적용하도록 선택된 값에 배열되는 것을 특징으로 하는 거리 제어 방법.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 임계값 쌍은 광 시스템 또는 기록 매체에 대한 손상을 방지하도록 선택된 값에 배열되는 것을 특징으로 하는 거리 제어 방법.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 임계값 쌍은 기록 매체로부터의 데이터 손실을 방지하도록 선택된 값에 배열되는 것을 특징으로 하는 거리 제어 방법.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 반응은, 상기 비교하는 단계의 결과가 제1 임계값의 어느 하나를 벗어 나는 거리의 검출이면 에어 갭 서보 시스템의 이득 설정의 일시적인 증가를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 제어 방법.
  8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 반응은, 상기 비교하는 단계의 결과가 제1 임계값의 어느 하나를 벗어나는 거리의 검출이면 기록 매체 회전 속도를 일시적인 감소를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 제어 방법.
  9. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 반응은, 상기 비교하는 단계의 결과가 제2 임계값 중 어느 하나를 벗어나는 거리의 검출이면, 에어 갭 서보 시스템, 판독, 또는 기록 과정을 중단한 직후, 굴절 소자를 신속히 후퇴시킨 다음, 사전-설정된 시간 이후, 시스템 재시작을 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 시스템 재시작은 기록 매체 회전 속도에 있어서의 일시적인 감소에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 거리 제어 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리의 측정은 갭 오류 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 제어 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 광 시스템의 판독 모드에 적용되며, 상기 제1 항의 단계 이전에,
    기록 매체로부터 판독 신호를 탐색하는 단계,
    판독 신호가 존재하지 않을 경우, 굴절 소자의 풀-백을 시작하고 광 시스템을 재시작하는 단계,
    판독 신호 품질과 최소 품질값을 비교하는 단계,
    판독 신호가 최소 품질값 보다 낮은 레벨에 있다면, 굴절 소자의 풀-백을 시작하고 광 시스템을 재시작하는 단계, 및
    판독 신호가 최소 품질 레벨에 있거나 그보다 높은 레벨에 있다면, 상기 제1 항에 따른 방법 단계를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 제어 방법.
  13. 근접장 광 시스템에서 기록 매체와 굴절 소자 사이의 데이터 모드 동안의 거리를 제어하는 장치로서,
    거리를 측정하는 수단,
    상기 거리를 임계값 세트와 비교하는 수단, 및
    상기 임계값 세트와의 비교 단계의 결과에 따라 거리를 조절하도록 반응하는 수단을 포함하는 거리 제어 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    근접장 광 시스템에서 굴절 소자와 접속하여 배열되는 에어 갭 제어 메커니즘을 위한 서보 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 제어 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리 측정을 위한 수단은 갭 오류 신호를 포함하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 거리 제어 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    임계값 설정 및 구현 수단은 제1 임계값 쌍과 제2 임계값 쌍을 포함하는 임계값 세트를 저장하기 위한 수단을 포함하며, 상기 각 쌍은 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리의 선택된 값 주위에 배열되는 하나의 상위 임계값과 하나의 하위 임계값을 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 제어 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 임계값 설정 및 구현 수단은 임계값 세트를 저장하기 위한 수단을 포함하는데, 하나 이상의 임계값 쌍의 상위 임계값과 하위 임계값은 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리의 선택된 값 주위에 대칭으로 배열되는 것을 특징으로 하는 거리 제어 장치.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 임계값 쌍은 기록 매체에 이르는 굴절 소자 거리에 대해 정교한 제어를 적용하도록 선택된 값에 배열되는 것을 특징으로 하는 거리 제어 장치.
  19. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제2 임계값 쌍은 광 시스템 또는 기록 매체에 대한 손상을 방지하도록 선택된 값에 배열되는 것을 특징으로 하는 거리 제어 장치.
  20. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제2 임계값 쌍은 기록 매체로부터의 데이터 손실을 방지하도록 선택된 값에 배열되는 것을 특징으로 하는 거리 제어 장치.
  21. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 반응은, 상기 비교하는 단계의 결과가 제1 임계값 중 어느 하나를 벗어나는 거리의 검출이면 에어 갭 서보 시스템의 이득 설정의 일시적인 증가를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 제어 장치.
  22. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 반응은, 상기 비교하는 단계의 결과가 제1 임계값 중 어느 하나를 벗어나는 거리의 검출이면 기록 매체 회전 속도의 일시적인 감소를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 제어 장치.
  23. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 반응은, 상기 비교하는 단계의 결과가 제2 임계값 중 어느 하나를 벗어나는 거리의 검출이면, 에어 갭 서보 시스템, 판독, 또는 기록 과정을 중단한 직후, 굴절 소자를 신속히 후퇴시킨 다음, 사전-설정된 시간 이후, 시스템 재시작을 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 제어 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 시스템 재시작은 기록 매체 회전 속도의 일시적인 감소에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 거리 제어 장치.
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