KR20080032150A - 다중층 광학 기록매체의 주사 - Google Patents

다중층 광학 기록매체의 주사 Download PDF

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KR20080032150A
KR20080032150A KR1020087002887A KR20087002887A KR20080032150A KR 20080032150 A KR20080032150 A KR 20080032150A KR 1020087002887 A KR1020087002887 A KR 1020087002887A KR 20087002887 A KR20087002887 A KR 20087002887A KR 20080032150 A KR20080032150 A KR 20080032150A
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도미니크 브를스
데르 리 알렉산더 반
코엔 페르슈렌
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

광학 기록매체의 제 1 및 제 2 정보층을 주사하는 광학주사장치와, 주사방법과, 광학 기록매체에 관한 것이다. 이 장치는 제 1 정보층을 주사하기 위한 제 1 방사빔과 제 2 정보층을 주사하기 위한 제 2 방사빔을 발생하는 적어도 한 개의 방사빔 발생원을 구비한다. 대물렌즈 시스템이 제 1 및 제 2 방사빔을 각각의 정보층에 수렴하도록 배치된다. 이 장치는 트랙킹 에러 보상을 위해 상기 방사빔들 중에서 한 개에서만 트랙킹 정보를 결정하도록 구성된다.
Figure P1020087002887
광학 기록매체, 광학주사장치, 트랙킹 에러 보상, 트랙킹 정보

Description

다중층 광학 기록매체의 주사{SCANNING OF MULTI-LAYER OPTICAL RECORD CARRIERS}
본 발명은, 다중층 광학 기록매체를 주사하는 장치 및 방법과, 다중층 광학 기록매체와, 적절한 장치 및 적절한 광학 기록매체의 제조방법에 관한 것이다.
광학 기록매체는 다양한 다른 포맷들로 존재하며, 각각의 포맷은 일반적으로 특정한 파장의 방사빔에 의해 주사되도록 설계된다. 예를 들어, CD(compact disc)는 특히 CD-A(CD-audio), CD-ROM(CD-read only memory) 및 CD-R(CD-recordable)로 사용가능하며 대략 785nm의 파장(λ)을 갖는 방사빔을 사용하여 주사되도록 설계된다. 이에 반해, DVD(digital versatile disc)는 약 650nm의 파장을 갖는 방사빔을 사용하여 주사되도록 설계되고, BD(Blu-ray disc)는 약 405nm의 파장을 갖는 방사빔에 의해 주사되도록 설계된다. 일반적으로, 파장이 짧을수록, 광학 디스크의 대응하는 용량이 더 커지며, 예를 들어 BD 포맷의 디스크는 DVD 포맷의 디스크보다 큰 저장용량을 갖는다.
정보는 정보층에 의해 디스크 위에 저장된다. 광학 디스크의 저장용량을 더욱 증가시키기 위해, 다중층 광학 디스크가 제안되었다. 다중층 광학 디스크는 2개 또는 그 이상의 개별 정보층을 포함한다.
전체 광학 디스크에서 데이터를 판독하고/데이터를 기록하기 위해 필요한 시간이 가능한한 짧은 것이 바람직하다. 그러나, 각각의 세대의 광학 저장에 대해, 디스크의 용량이 최대 판독/기록 데이터 레이트보다 큰 양만큼 증가한다. 예를 들어, 도 1은 다른 종류의 광학 디스크를 판독하기 위해 필요한 전형적인 최소 시간을 나타낸 그래프이다. "이중층"이라는 용어는 2개의 정보층을 갖는 다중층 광학 디스크를 말한다. 디스크의 저장용량이 증가함에 따라, 전체 광학 디스크를 판독/기록하기 위해 필요한 시간이 증가된다는 것을 관찰할 수 있다.
광학 디스크에서는, 최대의 판독/기록 속도가 디스크의 최대의(안전하며 및/또는 안정된) 회전속도에 의해 제한된다. 더 높은 판독 속도를 얻기 위해, 전체의 다수의 광학 픽업 유니트(OPU)를 단일의 장치 내부에 포함시키는 것이 제안되었으며, 각각의 OPU를 사용하여 다른 정보층에서 판독하거나/다른 정보층에 기록한다. 그러나, 단일의 장치 내부에 2개 또는 그 이상의 OPU들을 포함시키는 것은 장치의 크기와 비용의 상응하는 증가를 일으킨다.
US 6,600,704는 광학 기록매체의 2개의 다른 정보층에서 판독하거나 정보층에 기록을 동시에 진행하는 장치를 기술한다. US 6,600,704는 주로 다른 부분 빔들에 대해 공통의 광 경로를 사용하고, 각각의 부분 빔이 다른 정보매체 층에 포커스되는 것을 기술하고 있다.
본 발명의 실시예의 목적은 본 명세서에 기재되어 있거나 아니거나 상관없이 종래기술의 한 개 또는 그 이상의 문제점을 해소하는 것이다. 본 발명의 특정한 실시예의 목적은 제조하기가 비교적 값이 싸고 용이한, 다중층 광학 기록매체를 주사하기 위해 적합한 광학주사장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면, 광학 기록매체의 제 1 및 제 2 정보층을 주 사하는 광학주사장치가 제공되며, 이 장치는 상기 제 1 정보층을 주사하기 위한 제 1 방사빔과 상기 제 2 정보층을 주사하기 위한 제 2 방사빔을 발생하는 최소한 한 개의 방사빔 발생원과, 상기 제 1 및 제 2 방사빔을 각각의 정보층에 수렴시키는 대물렌즈 시스템을 구비하고, 상기 장치가 트랙킹 에러 보상을 위해 상기 방사빔들 중에서 한 개에서만 트랙킹 정보를 결정하도록 구성된다.
장치가 한 개의 정보층에 대한 트랙킹 정보만을 결정하도록 요구함으로써, 광학주사장치가 간단해져, 더욱 용이하고 더욱 값싸게 제조될 수 있다. 트랙킹 보상이 모든 주사 방사빔들에 동시에 적용되어, 각각의 별개의 주사 방사빔에 대해 트랙킹 보상을 제공하기 위한 다수의 액추에이터를 설치하는 추가적인 비용을 없앤다.
이 장치는, 제 1 및 제 2 방사빔에 대해 트랙킹 에러 보상을 제공하는 액추에이터 시스템을 더 구비할 수 있으며, 이 액추에이터 시스템은 단지 한 개의 방사빔으로부터 상기 트랙킹 정보를 이용하도록 구성된다.
대물렌즈 시스템은 상기 제 1 방사빔과 상기 제 2 방사빔을 공통 광축을 따라 다른 축방향 위치에 포커스하도록 구성될 수도 있다.
대물렌즈 시스템은, 제 1 광축을 따라 특정한 위치에 제 1 방사빔을 포커스하고, 제 2의 다른 광축을 따라 특정한 위치에 제 2 방사빔을 포커스하도록 배치될 수도 있다.
광학 기록매체는 제 2 광축이 제 1 광축으로부터 접선 방향으로 어긋난 광학 디스크일 수도 있다.
대물렌즈 시스템은 제 1 방사빔에서 소정의 고정된 횡방향 거리에 놓인 위치에 제 2 방사빔을 수렴하도록 배치될 수도 있다.
제 1 방사빔은 제 1 파장을 포함하고, 제 2 방사빔은 이것과 다른 제 2 파장을 포함할 수도 있다.
이 장치는 상기 방사빔들 모두를 공통된 정보 검출기에 수렴하는 비주기적 위상 구조를 더 구비할 수도 있다.
제 1 및 제 2 방사빔은 이들 정보층에서 얻어진 정보가 공통 정보 검출기에 의해 검출될 수 있도록 하기 위해 변조될 수도 있다.
이 장치는, 광학 기록매체의 제 3 정보층을 주사하도록 구성될 수도 있으며, 최소한 한 개의 방사빔 발생원이 이 제 3 정보층을 주사하기 위한 제 3 방사빔을 제공하도록 구성될 수도 있으며, 대물렌즈 시스템이 제 3 방사빔을 제 3 정보층에 수렴하도록 구성될 수도 있다.
이 장치는 포커스 에러 보상을 위해 상기 방사빔들 중에서 한 개만에서 포커스 정보를 결정하도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 광학 기록매체의 제 1 및 제 2 정보층을 주사하는 광학주사장치의 제조방법이 제공되며, 이 방법은 상기 제 1 정보층을 주사하기 위한 제 1 방사빔과 상기 제 2 정보층을 주사하기 위한 제 2 방사빔을 발생하는 최소한 한 개의 방사빔 발생원을 제공하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2 방사빔을 각각의 정보층에 수렴시키는 대물렌즈 시스템을 제공하는 단계와, 트랙킹 에러 보상을 위해 상기 방사빔들 중에서 한 개에서만 트랙킹 정보를 결정하도록 상기 장치 를 구성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 3 측면에 따르면, 광학 기록매체의 제 1 정보층 및 제 2 정보층을 주사하는 방법이 제공되며, 이 방법은 제 1 정보층 위에 제 1 방사빔을 수렴하는 단계와, 제 2 정보층 위에 제 2 방사빔을 수렴하는 단계와, 트랙킹 정보신호에 근거하여, 정보층들에 대한 방사빔들의 트랙킹을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 트랙킹 정보신호는 상기 빔들 중에서 단지 한 개에서 결정되지만, 상기 제 1 및 상기 제 2 방사빔 모두에 대해 트랙킹 에러 보상을 제공하기 위해 사용된다.
제 1 방사빔은 제 1 정보층에 정보를 기록할 수 있고, 제 2 방사빔은 제 2 정보층에 정보를 기록할 수 있다.
이 방법은, 상기 층들에 대한 정보를 결정하기 위해, 상기 제 1 정보층에서 반사된 제 1 방사빔의 최소한 일부와 상기 제 2 정보층에서 반사된 제 2 방사빔의 최소한 일부를 검출하는 단계를 추가로 포함한다.
이 방법은 상기 제 1 정보층 위에 저장된 정보와 상기 제 2 정보층 위에 저장된 정보 사이의 횡방향 거리를 검출하는 단계와, 상기 제 1 방사빔으로부터 결정된 고정된 횡방향 거리에 위치한 제 2 정보층을 주사하도록 상기 제 2 방사빔을 구성하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 제 4 측면에 따르면, 제 1 정보층과 제 2 정보층을 포함하는 광학 기록매체가 제공되며, 상기 층들 중에서 한 개만 입사 주사빔에 대해 트랙킹 정보를 제공하도록 배치된다.
상기 층들 중에서 한 개의 층만이 그루브된 구조를 포함할 수도 있다.
이의 대안으로, 상기 층들 중에서 한 개만 ROM 층을 포함할 수도 있다.
본 발명의 제 5 측면에 따르면, 광학 기록매체의 제조방법이 제공되며, 이 방법은, 제 1 정보층을 형성하는 단계와, 제 2 정보층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 정보층들 중에서 한 개만 트랙킹 정보를 제공하도록 배치된다.
본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 단지 예시적으로만 설명한다.
도 1은 종래기술의 다른 포맷들의 광학 디스크를 판독하기 위해 필요한 다른 시간들을 표시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 2개의 방사빔에 의해 주사되고 있는 이중층 광학 기록매체의 개략적인 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학주사장치의 모식도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학주사장치의 모식도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 장치에 의해 주사되는 광학 기록매체의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 광학주사장치의 모식도이다.
본 발명자들은, 방사빔들 중에서 단지 한 개에서의 트랙킹 정보를 사용하여 모든 빔들의 트랙킹을 제어하면서, 각각의 층을 주사하기 위해 별개의 방사빔을 사용함으로써, 다중층 광학 기록매체가 값싸고 효과적으로 주사될 수 있다는 것을 인식하였다. 층들 중에서 한 개에 인사된 방사빔들 중에서 단지 한 개에서 얻어진 트 랙킹 정보를 트랙킹 에러 보상을 위해 결정한다. 그후 그 결과 얻어진 트랙킹 정보를 사용하여 모든 주사 방사빔의 트랙킹을 제어한다. 따라서 방사빔들이 마스터-슬레이브 구조로 동작되는 것으로 간주할 수 있다. 이것은 한번에 한 개만의 층이 판독되거나 기록되는 종래의 이중층 디스크와 대조적이다.
정보가 바람직한 실시예에 따라 광학 기록매체 위에 기록될 수 있으며, 정보층들 중에서 한 개만 트랙킹 정보를 포함한다. 정보는 트랙킹 정보를 포함하는 층 위의 정보에 대해 소정의 관계를 갖는 위치에 나머지 층(들)에 기록되고, 예를 들어 각 층에 있는 정보 트랙들은 정확히 서로의 위에 기록되거나, 소정의 접선방향 또는 횡방향 오프셋을 갖고 기록된다. 판독중에는, 다른 정보층들에 있는 트랙들이 기록과정 동안에 서로에 대해 고정된 소정의 관계를 갖기 때문에, 트랙킹 정보를 포함하는 정보층에서 유도된 단일의 트랙킹 정보신호를 사용하여 각각의 방사빔들의 트랙킹을 제어하므로, 다수의 층들의 판독을 동시에 가능하게 한다.
이와 같은 광학 기록매체는 종래의 이중층 DVD와 대조적이다. 이와 같은 종래의 DVD에서는, 두 개의 정보층이 그루브 구조를 갖는다. 제조공정으로 인해, 이중층 DVD의 제 1 정보층의 트랙들이 제 2 정보층의 트랙들과 정렬되지 않는다. 데이터 트랙들이 정렬되지 않으므로, 다른 정보층들이 다른 편심을 갖고, 한 개의 층에서 유도된 트랙킹 정보가 다른 층에서 유도된 트랙킹 정보와는 다른 트랙킹 에러 보상을 요구한다. 예를 들어, US 6,600,704는 광학 기록매체의 다른 정보매체 층들이 각각 다른 부분 빔에 의해 주사될 수 있는 방법을 기술하고 있다. 부분 빔들이 대부분의 공통 광 경로를 공유하지만, 개별적인 "빔 영향수단(beam influencing means)"이 각각의 부분 빔에 대해 제공되어, 각각의 부분 빔이 각각의 정보층을 올바르게 트랙킹하도록 확보한다.
본 발명자들은, 본 발명에서 설명한 것과 같이, 단지 한 개의 정보층에서의 트랙킹 정보를 이용함으로써, 더 값이 싸고 더 작은 광학주사장치가 제공될 수 있다는 것을 인식하였다. 이와 같은 광학주사장치는 각각의 개별적인 정보층에 대해 트랙킹 정보의 검출 및 계산을 요구하지 않는다. 더욱이, 이와 같은 광학주사장치는 다른 정보층들을 주사하기 위해 사용되는 방사빔들의 트랙킹을 제어하기 위한 별개의 액추에이터들의 설치를 요구하지 않는다. 또한, 단지 한 개의 복제단계가 필요하므로, 디스크 제조가 더 비용 효율적일 수 있다.
도 2는 2개의 별개의 정보층들(2a, 2b)을 포함하는 광학 기록매체(3)의 주사를 예시한 모식적인 단면도이다. 제 1 방사빔(15a)을 제 1 정보층(2a) 위의 제 1 스폿(16a)으로 변환하고 제 2 방사빔(15b)을 제 2 정보층(2b) 위의 제 2 스폿(16b)으로 변환하여 정보층들이 주사된다.
정보층들(2a, 2b)은 일반적으로 실질적으로 평행한 평면에서 연장된다. 횡방향이라는 용어는 평면들 내에서의 거리를 말한다. 높이와 같다라는 용어는 평면들에 수직한 거리를 말한다. 방사빔들(15a, 15b)은 대물렌즈(8)를 통해 각각의 정보층(2a, 2b) 위에 수렴된다. 대물렌즈(8)는 광축(19)을 갖는다.
투명 커버층(4a)이 제 1 정보층(2a) 위에 놓인다. 투명 스페이서층(4b)이 정보층들(2a, 2b)을 분리하고 이들 층 사이에 소정의 간격(높이)을 제공한다. 이들 층은 기판(6) 위에 형성된다, 반사층들(5a, 5b)이 각각의 정보층들(2a, 2b)에 평행 하게 뻗으며 이들 정보층 아래에 놓인다. (방사빔들(15a, 15b)의 발생원에 인접한) 상부의 반사층(5a)은 반투명으로, 즉 부분적으로만 반사된다. (방사빔들(15a, 15b)의 발생원에서 멀리 떨어진) 하부 반사층(5b)은 완전한 반사성을 갖는다. 따라서, 각각의 기록층에 포커스하여, 각각의 층에서의 반사된 신호를 검출하는 것이 가능하다.
정보층들(2a, 2b) 중에서 한 개만이 그루브 구조를 갖는다. 도 2에 도시된 실시예에서는, 제 2 층(2b)의 그루브 구조가 일련의 단차로서 예시되어 있다. 정보층(2b)의 그루브 구조를 사용하여 두 개의 정보층에 대한 정보의 기록(과 판독) 중에 트랙킹 정보와 포커스 정보를 제공한다. 따라서, 트랙킹 정보와 포커스 정보가 방사빔들 중에서 단지 한 개(본 실시예에서는 방사빔 15b)에서만 결정된다. 트랙킹 에러신호는 트랙킹 정보에서 유도된다. 포커스 에러신호는 포커스 정보에서 유도된다. 모든 (두개의) 방사빔이 같은 트랙킹 및 포커스 에러정보를 사용하여 제어되어, 다른 층들의 트랙들이 소정의 배열로 서로의 위에 기록된다. 따라서, 방사빔 15b는 트랙킹 및 포커스 정보를 제공하고(그리고 "마스터" 빔으로서의 역할을 하고), 나머지 방사빔 15a는 같은 트랙킹 및 포커스 정보를 사용하여 제어된다(즉 "슬레이브" 방사빔으로서 동작한다). 이와 같은 특정한 빔에서는, 방사빔 스폿(16a, 16b)이 단일의 공통된 광축(19)을 따라 정렬된다. 따라서, 다른 층들(2a, 2b)에 있는 트랙들이 층들(2a, 2b)의 평면에 수직한 축을 따라 정렬된다. 광학 기록매체(3)의 제조중에, 단지 한 개의 그루브가 형성된 층이 요구되므로, 정보층들(2a, 2b)이 서로의 위에 정렬될 필요가 없다는 것을 알 수 있다. 그루브가 형성된 층(2b)은 모 든 나머지 정보층들의 모든 트랙들의 정렬를 보장한다. 더욱이 정보가 같은 시간에 모든 정보층들에 기록되므로, 다중층 디스크가 비교적 고속으로 기록될 수 있다.
이와 같은 특정한 실시예에서는, 광학 기록매체(3)가 광학 디스크이다. 일단 디스크가 기록되면, 디스크는 통상적인 +R(W)층인 정보층(2b)과 의사(quasi) ROM층으로서 포맷된 정보층(2a)을 갖는다. 이와 같은 의사 ROM 층은 그루브를 갖지 않지만, 비트 영역들과 비비트(non-bit) 영역들 사이의 반사 계수의 차이로 인해, 이 층의 데이터 트랙의 비트들만 검출할 수 있다. 다른 실시예에 따라 3개 또는 그 이상의 정보층을 포함하는 다중층 광학 기록매체에서는, 단지 한 개의 통상적인 +R(W)층이 제공되고, 나머지 층은 ROM층과 같은 특성을 갖는다.
판독 중에는, 디스크 구조가 다른 정보층들의 기록된 트랙들의 정렬를 보장하므로, 각각의 층이 동시에 판독될 수 있다. 트랙킹 및 포커스 정보는 바람직하게는 그루브가 형성된 정보층(2b) 위에 수렴된 방사빔(15b)에 의해 제공되며, 나머지 방사빔(15a)은 정보층(2a)을 판독하며 반사빔 15b에 종속된다. 이의 대안으로, 단일의 방사빔 시스템(예를 들면 종래의 DVD, BD 시스템을 사용하여 기록된 디스크의 다른 층들을 개별적으로 판독한다. 따라서, 디스크가 비전형적이기는 하지만, 이것이 통상적인 시스템에서 사용될 수 있다.
상기한 실시예는 단지 예시적으로 제공된 것이며, 본 발명의 내용에 근거하여 당업자에게 다양한 변형이 명백하다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 상기한 실시예에서, 포커스 정보가 정보층(2b)으로부터 결정되는 것으로 설명하였다. 그러나, 포커스 정보는 정보층들 2a, 2b 중에서 어느 한 개로부터, 또는 2개의 정보층 2a, 2b에서 결정될 수도 있다. 포커스 정보를 결정하기 위해 방사빔을 검출하기 위해 사용된 검출기는 분할 검출기(split-detector)(즉, 2개 또는 그 이상의 다른 검출 부분을 구비한 검출이)이다. 그러나. 정보층(5)에 정보를 기록하는 동안 트랙킹 제어를 제공하기 위해 그루브가 형성된 정보층(2b)만 사용된다.
상기한 실시예에서는, 그루브가 형성된 구조를 갖는 정보층(2b)에 의해, 트랙킹 정보가 단일의 정보층 내부에 삽입된다. 연속적인 그루브들은 광학 매체 위에 트랙킹 정보를 제공하기 위한 단순한 한가지 기술이다. 통상적인 그루브는 몇분의 일의 마이크론 폭을 가지며, 대략 (주사 방사빔의 파장에 대해) 1/8 파장의 깊이를 갖는다. 트랙킹 정보는 반사빔의 대칭성을 측정함으로써 결정될 수 있다. 예를 들어, 포커스된 스폿(16b)이 트랙의 중심에서 벗어나 움직일 때, 검출기에서의 강도 패턴에 비대칭이 발생한다. (예를 들어 분할 검출기를 사용하여) 비대칭의 표시를 측정하는 것은 트랙킹 정보의 결정과 이에 따라 트랙킹 에러신호의 발생을 허용한다.
그루브 이외의 다른 기술을 사용하여 단일의 정보층 내부에 트랙킹 정보를 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다.
예를 들어, 한 세트의 개별 쌍의 마크들이 규칙적인 간격으로 정보층 위에 놓일 수 있다(소위 샘플링된 서보 스킴(servo scheme). 이와 같은 마크들이 반대 방향으로 트랙 중심에서 약간 벗어나므로, 반사된 빛이 먼저 이들 워블 마크들 중에서 한 개의 도착과 그후 나머지 워블 마크의 도착을 표시한다. 트랙 위의 스폿의 위치에 의존하여, 반사된 빛의 이들 펄스들 중에서 한 개가 나머지 것보다 강할 수 있으며, 이 트랙킹 정보는 트랙킹 에러의 방향을 표시한다.
이의 대안으로, 방사빔이 3개의 빔으로 분할되고, 이중에서 한 개가 고려하고 있는 트랙을 추종하는 한편으로, 나머지 2개가 원하는 트랙의 직전과 직후에 인접한 트랙 위에 포커스될 수도 있다. 중심 트랙 위의 원하는 위치에서 벗어난 주사 스폿의 이동이 아우트리거(outrigger) 방사빔들 중에서 한 개에서 얻어진 신호의 증가를 일으키고, 이와 동시에, 나머지 아우트리거에서 발생된 신호의 감소를 일으킨다. 아우트리거 신호들의 비교는 트랙킹 정보와 트랙킹 에러신호의 발생을 제공한다.
모든 경우에, 결과로써 얻어진 트랙킹 정보 및/또는 트랙킹 에러신호가 서보 또는 액추에이터에 공급되어, 주사 방사빔의 트랙킹을 제어한다.
도 3은 제 1 방사빔(304a)을 사용하여 광학 기록매체(303)의 제 1 정보층(302a)을 주사하고 제 2 방사빔(304b)을 사용하여 광학 기록매체의 제 2 정보층(302b)을 주사하는 장치(300)를 나타낸 것이다. 이 장치는 대물렌즈 시스템(308)을 구비한다.
광학 기록매체는 도 2를 참조하여 설명한 광학 기록매체와 유사하다. 유사한 특징은 유사한 참조번호로 300만큼 증가된 참조번호를 사용하여 표시한다.
광학 기록매체(303)는 제 1 정보층(302)이 일면에 배치되는 외부 투명층(305a)을 구비한다. 제 2 투명층(305b)은 제 1 정보층(302a)에서 제 2 정보층(302b)을 분리한다. 투명층(305b)의 반대측을 향하는 정보층(302b)의 면은 보호층(306)에 의해 환경적인 영향에서 보호된다. 장치를 대향하는 투명층(305)의 면은 입사면으로 부른다. 투명층(305a, 305b)은 정보층들(302a, 302b)에 대한 기계적인 지지를 제공함으로써 광학 기록매체(303)에 대한 기판으로서의 역할을 한다. 이의 대안으로, 투명층(305a)은 외부 정보층(302)을 보호하는 유일한 기능을 갖고, 투명층(305b)이 단순히 정보층들(302a, 302b) 사이의 스페이서로서의 동작을 한다. 이때 기계적인 지지는 정보층(302b)의 일면에 있는 층, 예를 들어 보호층(306)에 의해 제공된다. 먼저, 제 1 정보층(302a)은 도 3에 도시된 실시예에서는 제 1 투명층(305a)의 두께에 상응하는 제 1 정보 깊이를 갖는다. 제 2 정보층(302b)은 투명층들(305a, 305b)과 정보층 302a의 두께에 상응하는 제 2 정보 깊이를 갖는다. 정보층들(302a, 302b)은 매체(303)의 표면들이다.
정보는 실질적으로 평행, 동심 또는 나선형 트랙으로 배치된 광학적으로 검출가능한 마크들의 형태로 기록매체(303)의 정보층들(302a, 302b) 위에 저장된다. 트랙은 포커스된 방사빔의 스폿이 추종할 수 있는 경로이다. 마크들은 광학적으로 판독가능한 형태, 예를 들어 주변과 다른 반사계수, 자화 방향, 또는 이들 형태의 조합을 갖는 피트들이나 영역들의 형태를 가질 수 있다. 이와 같은 특정한 실시예에서, 광학 기록매체(303)는 디스크의 형상으로 형성된다. 정보층들 중에서 한 개만이 층들 위에서의 방사빔의 트랙킹을 제어하기 위해 사용하는데 적합한 정보, 즉 트랙킹 정보를 포함한다. 트랙킹 정보는 제 2 정보층(302b)에 의해 (도면에 정보층 302b의 단차 프로파일로 표시된) 일련의 그루브로서 제공된다.
도 3에 도시된 것과 같이, 광학 주사장치(300)는 방사빔 발생원(307a, 307b), 콜리메이터 렌즈(318a, 318b), 빔 스플리터(309a, 309b), 광축(319)을 갖는 대물렌즈 시스템(308)과 검출 시스템(323a, 323b)을 구비한다. 더욱이, 광학주사장치(300)는 서보회로(311), 포커스 액추에이터(312), 래디얼 액추에이터(313) 및 정보 처리유니트(314)를 구비한다.
방사빔 발생원(307a, 307b)은 제 1 방사빔(304a)과 제 2 방사빔(304b)을 공급하도록 배치된다. 이와 같은 특정한 실시예에서는, 방사빔 발생원이 2개의 별개의 방사빔 발생원(307a, 307b)을 구비한다. 제 1 방사빔 발생원(307a)은 제 1 방사빔(304a)을 제공하도록 배치되고, 제 2 방사빔 발생원(307b)은 제 2 방사빔(304b)을 공급하도록 배치된다. 그러나, 다른 실시예에서는, 2개(또는 그 이상의) 방사빔이 한 개의 방사빔 발생원에서 발생될 수도 있다는 것을 알 수 있다.
제 1 방사빔(304a)은 파장 λ1과 편광도(polarization) p1을 갖고, 제 2 방사빔(304b)은 파장 λ2와 편광도 p2를 갖는다. 방사빔들이 같은 파장(즉, λ1=λ2)을 가질 수도 있고, 또는 파장이 다를 수도 있다. 방사빔들(304a, 304b)은 같은 편광도를 가질 수도 있고, 또는 편광도 p1, p2가 서로 다를 수도 있다. 이와 같은 특정한 실시예에서는, 방사빔들(304a, 304b)이 같은 파장과 편광도를 갖는다.
콜리메이터 렌즈들(318a, 318b)은 방사빔 발생원들(307a, 307b)과 대물렌즈 시스템(308) 사이의 광 경로에 배치되어, 각각의 방사빔 발생원에서 방출된 발산하는 방사빔들(304a, 304b)을 각각의 실질적으로 시준된 방사빔들(320a, 320b)로 변환한다.
빔 스플리터들(309a, 309b)이 방사빔들(320a, 320b)을 광 경로를 따라 대물 렌즈 시스템(308)을 향해 투과하도록 배치된다. 도시된 실시예에서는, 각각의 방사빔(320a, 320b)이 각각의 빔 스플리터(309a, 309b)에서의 반사에 의해 대물렌즈 시스템(308)을 향해 투과된다. 바람직하게는, 빔 스플리터들(309a, 309b) 각각은 광축에 대해 각도 α로 틸트된 평면 평행판으로 형성되고, 더욱 바람직하게는 α=45°이다.
대물렌즈 시스템(308)은 시준된 방사빔(320a)을 제 1 포커스 방사빔(315a)으로 변환하여 제 1 정보층(302a)의 위치에 제 1 주사 스폿(316a)을 형성한다. 유사하게, 대물렌즈 시스템(308)은 방사빔(320b)을 제 2 포커스된 방사빔(315b)으로 변환하여 제 2 정보층(302b)의 위치에 제 2 주사 스폿(316b)을 형성한다. 대물렌즈 시스템(308)은 단일 렌즈로서, 또는 복합 렌즈로서 형성될 수 있다.
2개의 포커스된 방사빔(315a, 315b)은 광축(319)을 따라 다를 위치에 초점(즉, 스폿들(316a, 316b))을 갖는다. 이와 같은 특정한 실시예에서는, 제 1 및 제 2 방사빔의 파장이 동일하다. 스폿들(316a, 316b)이 광축(319)을 따라 다른 위치에 위치하도록 보장하기 위해, 대물렌즈 시스템(308)에 입사된 방사빔들 중에서 한 개가 나머지 방사빔과 다른 수렴도(또는 발산도)를 갖는다.
도 3에 도시된 실시예에서는, 제 1 방사빔(320a)이 대물렌즈 시스템(308)에 입사할 때 시준된다. 제 2 방사빔(320b')은 대물렌즈 시스템(308)에 입사할 때 발산된다. 이와 같은 실시예에서, 제 2 방사빔의 발산은 콜리메이터 렌즈(318b) 뒤의 광 경로에 추가적인 렌즈(350)를 배치함으로써 성취된다. 이것은 광축(319)을 따라 다른 포커스 위치를 갖는 제 2 방사빔(350)을 발생한다. 이의 대안으로, 방사 빔(320b)의 광 경로에 추가적인 렌즈(350)를 설치하는 대신에, 콜리메이터 렌즈(318b)의 배율을 변경하거나 콜리메이터 렌즈(318b)의 위치를 조정함으로써 제 2 방사빔(320b')의 발산을 달성할 수도 있다. 바람직하게는, 렌즈 350 또는 렌즈 318b가 입사 방사빔에 소정의 수차(예를 들어 구면수차)를 적용하여, 대물렌즈의 초점 거리의 차이에 의해 도입된 수차를 보상하도록 배치된다.
주사중에 기록매체(303)가 스핀들 위에서 회전한다. 그후 투명층(305a)을 통해 정보층(302a)이 주사된다. 제 1 포커스된 방사빔(315a)이 제 1 정보층(302a)에 반사되어 방사빔을 형성하고, 이것은 순반향 수렴 빔(315a)의 광 경로로 되돌아온다. 대물렌즈 시스템(308)은 반사된 제 1 방사빔을 반사되고 시준된 방사빔(322a)으로 변환한다.
유사하게, 제 2 정보층(302b)이 투명층들(305a, 305b)을 통해 주사된다. 제 2 포커스된 방사빔(315b)이 제 2 정보층(302b)에서 반사됨으로써, 반사빔을 형성하고, 이것은 순반향 수렴 제 2 빔(315b)의 광 경로로 되돌아온다. 대물렌즈 시스템(308)은 반사된 제 2 방사빔을 빔 320b'과 같은 수렴도(또는 발산도)를 갖는 반사된 방사빔(322b)으로 변환한다.
빔 스플리터들(309a, 309b)은 반사된 방사빔(322a, 322b)의 최소한 일부를 광 경로를 따라 검출 시스템(323a, 323b)을 향해 투과시킴으로써, 반사된 방사빔들(322a, 322b)로부터 순방향 방사빔들(320a, 320b')을 분리한다. 도시된 실시예에서는, 반사된 방사빔들(322a, 322b)이 각각의 빔 스플리터(309a, 309b) 내부의 판을 통한 투과에 의해 검출 시스템(323a, 323b)을 향해 투과된다.
반파장판(λ/2 판)(399)이 빔 스플리터들(309a, 309b)들 사이의 광 경로에 놓인다. 반파장판은 반파장판을 통한 투과시에 입사빔의 편광 상태를 바꾸고, 즉 입사하는 수직 편광된 빛이 수평 편광된 빛으로 변한다. 반파장판(399)은 적절한 광 경로를 따라 편광 빔 스플리터들에 의해 향하기 위해 방사빔들이 정확한 편광 상태에 있도록 보장한다.
1/4 파장판(310)이 빔 스플리터들(309a, 309b)과 대물렌즈 시스템(308) 사이에 광축(319)을 따라 배치된다. 1/4 파장판(310)과 편광 빔 스플리터들(309a, 309b)의 조합은 대부분의 반사된 방사빔들(322a, 322b)이 광축(319)을 따라 검출 시스템(323a, 323b)을 향해 투과되도록 보장한다. 이의 대안으로, (파장판들이 없는) 비편광 빔 스플리터가 사용될 수도 잇지만, 이와 같은 빔 스플리터는 편광 빔 스플리터의 스루풋 이점을 갖지 못한다.
도 3에 예시된 실시예에서는, 각각의 반사된 방사빔(322a, 322b)이 별개의 검출기(323a, 33b)에 의해 검출된다. 2개의 반사된 방사빔들(322a, 322b)은 각각의 정보 검출기를 향해 투과하기 위해 분리된다. 이와 같은 특정한 실시예에서는, 수렴하는 반사된 제 2 방사빔(322b)이 거울(352)에 포커스되어, 2개의 반사된 방사빔들(322a, 322b)을 분리한다. 거울(352)은 광축(319)에 배치된다. 거울(352)은 방사빔(322a)의 빔 중앙부 일부만을 차지한다. 반사된 제 1 방사빔(322a)의 대부분은 반사되지 않고 광축을 따라 검출기(323a)를 향해 투과된다. 반사된 제 2 방사빔(322b)은 거울에 의해 정보 검출기(323b)를 향해 반사된다.
수렴 렌즈 325a는 반사된 방사빔 322a를 포착하여 이 방사빔을 검출기 323a) 수렴하도록 배치된다. 유사하게, 수렴 렌즈 325b는 반사된 방사빔 322b를 포착하여 이 방사빔을 각각의 정보 검출기 323b에 수렴시키도록 배치된다.
각각의 검출기(323a, 323b)는 입사된 각각의 반사빔(322a, 322b)을 한 개 또는 그 이상의 전기신호로 변환하도록 배치된다. 제 1 검출기(323a)는 입사하는 반사된 제 1 방사빔(322a)을 제 1 정보신호로 변환하도록 구성된다. 제 1 정보신호의 값은 제 1 정보층(302a)에 주사된 정보를 표시한다. 제 2 방사빔 검출기(323b)는 입사된 방사빔(322b)을 제 2 정보신호로 변환하도록 구성된다. 제 2 정보신호의 값은 제 2 정보층(302b)에 주사된 정보를 표시한다. 정보신호는 오류정정을 위해 정보 처리 유니트(314)에 의해 처리된다.
래디얼 트랙킹 정보는 반사된 빔들 중에서 단지 한 개에서 유도되어, 광학 기록매체에 대한 모든 방사빔들의 트랙킹을 제어하기 위해 사용된다.
이와 같은 특정한 실시예에서는, 제 2 정보층(302b)이 트랙킹 정보를 제공한다. 따라서, 층 302b에서 반사된 방사빔 322b를 검출하기 위해 사용된 방사빔 검출기(323b)가 트랙킹 정보와 이에 따라서 모든 방사빔들의 트랙킹을 제어하기 위한 트랙킹 에러 정보를 결정한다. 검출기 323b는 포커스 에러신호와 래디얼 트랙킹 에러신호를 결정한다. 포커스 에러신호는 주사 스폿 316b와 정보층 302b의 위치 사이의 Z축을 따른 축방향의 높이차를 표시한다. 광학 기록매체(303)의 층들이 XY 평면에서 실질적으로 연장되는 것으로 가정한다. 바람직하게는, 포커스 에러신호는 특히 G.Brouwhuis, J.Bratt, A.Huijser et al, "principles of Optical Disc Systems', (Adam Hilger 1985, ISBN 0-85274-785-3)에 공지된 "비점수차법"에 의해 형성되며, 이와 같은 경우에 관련된 수렴 렌즈(325b)는 비점수차 렌즈이다. (래디얼) 트랙킹 에러신호는 주사 스폿 316b와 주사 스폿 316에 의해 추종되는 제 2 정보층(302b) 내부의 트랙의 중심 사이의 제 2 정보층(302b)의 XY 평면에서의 거리를 표시한다. 이 신호는 상기한 G. Brouwhuis의 서적에 알려진 "래디얼 푸시풀법"으로부터 발생될 수 있다.
이와 같은 특정한 실시예에서는, 제 1 정보층(302a) 상의 정보가 Z축을 따라 제 2 정보층(302b) 상의 정보와 정렬된다. 따라서, 래디얼 트랙킹 에러신호는 또한 제 1 주사 스폿(316a)과 이 제 1 주사 스폿(316a)에 의해 추종되는 제 1 정보층(302a)의 중심 사이의 정보층(305a)의 XY 평면에서의 거리를 표시한다. 제 2 정보층(302b)은 제 1 정보층(302a) 아래의 소정의 깊이에 위치한다. 따라서, 포커스 에러신호도 주사 스폿 316a와 제1 정보층(302a)의 위치 사이의 Z축을 따른 축방향 높이차를 표시한다.
서보회로(311)는, 포커스 및 래디얼 트랙킹 에러신호에 응답하여, 포커스 액추에이터(312)와 래디얼 액추에이터(313)를 각각 제어하기 위한 서보 제어신호를 제공하도록 배치된다. 포커스 액추에이터(312)는 Z축을 따라 대물렌즈(308)의 위치를 제어함으로써, 주사 스폿들이 실질적으로 각각의 정보층들(302a, 302b)의 각각의 평면과 일치하도록 주사 스폿들(316a, 316b)의 위치를 제어한다. 래디얼 액추에이터(313)는 대물렌즈(308)의 위치를 변경함으로써, 스폿들이 각각의 정보층(302a, 302b)에서 추종될 트랙의 중심선과 실질적으로 일치하도록 w사 스폿들의 래디얼 위치를 제어한다. 따라서, 한 개의 트랙킹 정보신호를 사용하여 대물렌즈(308)를 제 어함으로써, 각각의 방사 스폿이 이 스폿에 의해 주사되고 있는 각각의 정보층의 표면을 가로질러 정확하게 트랙킹되도록 보장한다.
한 개 또는 그 이상의 주사 스폿들(316a, 316b)은 에러신호를 제공하는데 사용하기 위해 2개의 추가적인 스폿들로 형성될 수도 있다. 이들 관련된 추가 스폿들은 광 빔(들)의 경로에 적절한 회절부재를 설치함으로써 형성될 수 있다.
따라서, 장치(300)는 한 개의 정보층에 있는 트랙킹 정보만에서 유도된 트랙킹 에러신호를 사용하여, 다른 정보층을 각각 판독하는 복수의 방사빔의 트랙킹을 제어한다. 한 개의 액추에이터를 사용하여 모든 빔의 트랙킹 위치를 제어한다. 트랙킹 정보는 장치에 의해 다른 정보층들의 어떤 층으로부터도 사용되지 않는다. 더욱이, 단지 한 개의 트랙킹 액추에이터가 모든 방사빔의 트랙킹을 제어하며, 즉 다른 액추에이터들이나 장치들이 빔들의 트랙킹을 개별적으로 제어하기 위해 장치(300) 내부에 설치되지 않는다. 이와 같은 한 개의 액추에이터는 방사빔들의 포커스 위치를 제어하기 위해 사용될 수도 있으며, 즉 액추에이터들(312, 313)은 한 개의 장치에 의해 실현될 수 있다.
도 3에 도시된 상기한 실시예는 단지 예를 들기 위해 설명한 것이다. 도 4a 및 eg 5는 다른 광학주사장치(400, 500)를 도시하고 있다. 도 4a 및 도 5에서, 도 3에서 예시된 것과 유사한 특징은 유사한 참조번호로 표시한다. 유사한 특징은 유사한 기능을 수행한다. 그러나, (번호 300이 앞에 붙은 도 3의 특징과 달리) 도 4a에 도시된 특징은 번호 400이 앞에 붙으며, 도 5에 도시된 특징은 번호 500이 앞에 붙어 있다.
도 4a는 추가적인 실시예에 따른 광학주사장치(400)를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 실시예에서는, 광학주사장치가 디스크 위의 동일한 XY 위치에 각각의 스폿(316a, 316b)을 포커스하도록 구성된다. 도 4a에 도시된 광학주사장치(400)에서는, 방사빔이 디스크 상의 다른 횡방향 위치에, 즉 X-Y 평면에서 다른 위치에 포커스된다.
도 4b는 광축(419a,419b)을 따라 보았을 때 스폿들(416a, 416b)의 상대적인 위치의 평면도를 나타낸 것이다. 스폿들(416a,416b)이 서로에 대해 (트랙 방향을 따라) 접선 방향으로 이동하였다는 것을 관찰할 수 있다. 이와 같은 오프셋을 제공함으로써, 2개의 정보층들(402a, 402b) 사이의 열적 간섭이 방지될 수 있다. 이것은 (정보층들에서 정보를 판독하는데 사용되는 방사빔들의 파워에 비해) 정보층들에 정보를 기록하기 위해 일반적으로 사용되는 더 높은 파워의 방사빔으로 인해 정보가 기록되고 있을 때 특히 주목할 만하다.
접선 방향으로 다른 스폿 416b에 대해 스폿 416a를 이동시킴으로써, 정보가 서로의 위로 연장되는 정보층의 트랙들 위에 기록될 수 있다. 따라서 다른 정보층들(402a, 402b)에 있는 트랙들 사이의 정렬이 여전히 유지된다. 그후, 2개의 방사 스폿들 사이의 동일한 소정의 오프셋을 갖는 유사한 시스템을 사용하여, 정보가 기록된 트랙들로부터 판독될 수 있다. 그러나, 서로의 위에 정확히 정렬된 스폿들도 상기한 방식으로 기록된 디스크를 판독하는데 사용될 수 있다.
이와 같은 특정한 실시예(400)에서는, 한 개의 방사빔 발생원(407)을 사용하여 제 1 방사빔(404a)과 제 2 방사빔(40b)을 제공한다. 예를 들어, 방사빔 발생 원(407)은 이중빔 레이저 다이오드일 수 있다. 2개의 레이저의 방출지점이 레이저 유니트(407)의 광축에 대해 약간 이동한다. 이것은 포커스된 방사빔들(404a, 404b)의 횡방향 위치의 원하는 차이를 일으킨다. 방사빔 발생원(407)(예를 들어 레이저 다이오드)은 방사빔들(404a, 404b)에 의해 형성된 방사 스폿들(416a, 416b)이 광학 기록매체(403) 상에서 서로에 대해 접선 방향으로 이동하도록 배향된다. 방사빔들(404a, 404b)이 빔 스플리터(409)에서 서로 다른 거리에서 방출되므로, 광축들의 방향을 따라서도 2개의 방사빔들의 초점이 서로에 대해 이동한다. 이들 방사빔들(404a, 404b)은 동일한 파장과 편광도를 갖는다.
방사빔 발생원(407)에서 발생된 발산하는 방사빔들은 편광 빔 스플리터(409)를 통해 대물렌즈 시스템(408)을 향해 투과된다. 대물렌즈 시스템(408)은 각각의 빔을 각각의 정보층 위의 각각의 다른 횡방향 위치에 포커스한다. 따라서, 제 1 방사빔(404a)은 렌즈(408)에 의해 제 1 정보층(426a) 위의 스폿(416a)으로 수렴되고, 제 2 방사빔(404b)은 제 2 정보층(402b) 위의 스폿(416b)으로 수렴된다. 콜리메이터 렌즈(418)는 이들 제 1 및 제 2 방사빔이 대물렌즈(408)에 입사하기 전에 시준되도록 보장한다. 1/4 파장판(410)이 빔 스플리터(409)와 대물렌즈(408) 사이의 이들 두 개의 방사빔들의 광 경로에 배치된다. 1/4 파장판(410)은 각각의 정보층(402a, 402b)에서 반사된 방사빔들이 각각 방사빔들의 편광도를 변경함으로써 빔 스플리터(409)에 의해 각각의 정보 검출기(423a, 423b)로 투과되도록 보장한다.
이전과 마찬가지로, 방사빔 검출기들 중에서 한개만(423b)(본 실시예에서는 분할 광검출기)이 반사된 방사빔들 중에서 한 개만에 근거하여 트랙킹 에러신호를 결정하도록 구성된다. 서보회로(411)는, 계산된 포커스 및 래디얼 트랙킹 에러신호에 응답하여, 포커스 액추에이터(412)와 래디얼 액추에이터(413)를 제어하기 위한 서보 제어신호를 제공하도록 배치된다.
도 5는 대안적인 실시예에 따른 광학주사장치(500)를 나타낸 것이다. 제 1 방사빔 발생원(507a)은 제 1 방사빔(504a)을 제공하도록 배치되고, 제 2 방사빔 발생원(507b)은 제 2 방사빔(504b)을 제공하도록 배치된다. 제 1 콜리메이터 렌즈(518a)는 발산하는 제 1 방사빔(504a)을 시준된 제 1 방사빔(520a)으로 시준한다. 제 2 콜리메이터 렌즈(518b)는 발산하는 제 2 방사빔(504b)을 시준된 제 2 방사빔(520b)으로 시준한다. 각각의 시준된 방사빔들(520a, 520b) 각각은 각각의 편광 빔 스플리터(509a, 509b)에 의해 대물렌즈(508)를 향한다. 각각의 방사빔들(520a, 520b)은 소정의 편광도를 갖는다. 각 빔의 편광 상태는 동일하다.
대물렌즈(508)는 제 1 시준된 방사빔(520a)을 제 1 정보층(502a)을 주사하기 위한 스폿(516a)으로 수렴한다. 대물렌즈(508)는 제 2 방사빔(520b)을 제 2 정보층(502b)을 주사하기 위한 제 2 스폿(516b)으로 수렴한다. 제 2 방사빔(502b)은 트랙킹 정보를 포함하며, 즉 제 2 정보층(502b)은 일련의 그루브를 규정한다.
이와 같은 특정한 실시예에서는 방사빔들 504a 및 504b가 다른 파장을 갖는다. 대물렌즈가 다른 축방향 위치들에 다른 파장들을 포커스하도록 배치된다. 파장의 차이로 인해, 대물렌즈(508)에 의해 형성된 방사빔들(520a, 520b)의 초점들이 광축(519)을 따라 다른 축방향 위치들에 위치한다.
1/4 파장판(510)은 편광 빔 스플리터들(509a, 509b)과 대물렌즈(508) 사이의 광축에 놓인다. 1/4 파장판(510)은 각각의 정보층들(502a, 502b)에서 반사된 방사빔들이 편광 빔 스플리터들(509a, 509b)에 의해 정보 검출기(523)를 향해 투과되도록 보장한다.
이와 같은 특정한 실시예에서는, 모든 반사된 방사빔들이 한 개의 정보 검출기(523)에 포커스된다. 비점수차 서보 렌즈(525)는 반사된 방사빔들(522a, 522b)을 정보 검출기(523)에 수렴한다. 서보 렌즈(525) 앞에 비주기적 위상 구조(NPS)를 배치함으로써, 다른 파장들을 갖는 반사된 빔들(522a, 522b)이 정보 검출기(523) 위에 포커스된다.
각각의 방사빔의 강도가 변조된다. 방사빔들은 개별적인 방사빔 발생원들을 온 및 오프로 전환하거나, 각 방사빔(520a, 520b)의 광 경로 내부에(또는 심지어는 반사된 방사빔들(522a, 522b)의 광 경로 내부에) 변조 게이트들이나 소자들을 배치함으로써 변조될 수 있다.
정보 검출기가 교대로 제 1 방사빔(522a)과 그후에 제 2 방사빔(522b)을 별개로 검출하도록 방사빔을 변조시킴으로써, 한 개의 정보 검출기가 각각의 정보층(502a, 502b)에서 정보를 결정할 수 있다. 일반적으로, 이와 같은 효과를 성취하기 위해서는, 방사빔을 비교적 높은 주파수로 변조시켜야 한다. 예를 들어, 변조 주파수(fmod)는 다음과 같이 선택될 수 있다:
fmod=n·fcut-off, n≥2
및 fcut-off=(2NA/λ)*v.
(fcut-off는 광학 시스템의 변조 전달 함수(Modulation TRansfer Function)(MTF)의 차단 주파수이다).
NA는 사용된 대물렌즈의 개구율이고, λ는 관련된 방사빔(예를 들어 레이저광)의 파장(λ)이고, v는 판독중의 디스크 회전속도(m/s)이다.
정보 검출기(523)는 4개의 사분면을 갖는 분할 검출기이다. 이와 같은 정보 검출기를 사용하여 정보층(502)에 입사하는 "슬레이브" 방사빔의 포커스 정보와 그루브가 형성된 정보층(502b)에 입사하는 "마스터" 방사빔의 포커스 정보를 검출할 수 있다.
따라서 방사빔 스폿 516a의 포커스 정보와 정보층 502b에 이사하는 스폿 516b의 포커스 정보가 결정될 수 있으므로, 정보 검출기(523)가 결합된 포커스 에러신호를 제공할 수 있다. 따라서, 포커스 액추에이터(512)가 대물렌즈 시스템(508)을 제어하여 두 개의 방사빔들(520a, 520b)에 대해 최적의 결합된 포커스 위치를 제공할 수 있다.
이의 대안으로, 각각의 개별적인 방사빔의 포커스 위치를 변경하기 위해, 별개의 포커스 액추에이터들이 설치될 수도 있다. 예를 들면, 이것은 콜리메이터 렌즈들(도 5의 렌즈들 518a, 518b)의 위치를 제어하여 성취될 수도 있다. 유사하게, 장치(300)에서는, 콜리메이터 렌즈들(318a, 318b(또는 320b))의 위치를 제어하여 각각의 방사빔의 포커스 위치를 제어할 수도 있다.
상기한 실시예들은 예시적으로 기술한 것이며, 여기에서 주어진 설명에 근거 하여, 본 발명의 범위에 떨어지는 다수의 대안이 당업자에게 자명하다는 것을 알 수 있다.
도 5에 도시된 실시예는 다른 파장을 갖는 2개의 방사빔을 제공하기 위해 2개의 별개의 방사빔 발생원(507a, 507b)을 사용하지만, 한 개의 방사빔 발생원을 사용하여 다른 파장을 갖는 2개의 방사빔을 제공할 수도 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 다른 파장들을 방출하는 한 개의 레이저 다이오드가 사용될 수도 있다. 이와 같은 레이저 발생원을 포함하는 광학주사장치에서는, 단지 한 개의 콜리메이터 렌즈가 요구된다. 그러나, (콜리메이터 렌즈의 색 의존성으로 인해) 두 개의 파장을 갖는 방사빔이 평행하도록 보장하기 위해, 한 개의 콜리메이터 렌즈와 함께 추가적인 NPS가 일반적으로 사용된다.
예를 들면, 도 5에 예시된 실시예의 장치(500)만 한 개의 정보 검출기(523)를 사용하는 것으로 설명하였지만, 같은 파장을 갖는 방사빔들을 사용하는 다른 실시예들도 마찬가지로 단일 정보 검출기를 사용하여 실현될 수 있다는 것을 알 수 있다.
방사빔들은 한 개의 파장 또는 다수의 파장을 가질 수 있으며, 별개의 또는 일체의 방사빔 발생원(예를 들어 레이저)을 사용하여 방사빔들이 출력된다.
실시예들은 2개의 정보층을 사용하여 실현되는 것으로 설명하였지만, 3개 또는 그 이상의 정보층을 사용하고, 이때 각 정보층이 각각의 방사빔에 의해 주사되는 다른 실시예가 이용될 수도 있다는 점에 주목하기 바란다. 예를 들면, 광학 기록매체는 n개의 층을 구비할 수 있으며, 이들 층 중에서 한 개는 트랙킹 정보를 포 함하고(예를 들어 그루브가 형성되고), 나머지 (n-1)개의 층은 기록가능한 정보층들로 구성되지만, 트랙킹 정보를 포함하지 않을 수 있다(예를 들어 그루브가 형성되지 않을 수 있다).
상기한 실시예들에서는, 단지 한 개의 정보층(예를 들어 그루브가 형성된 정보층)이 트랙킹 정보를 제공하는 것으로 설명하였다. 그러나, 대안적인 실시예에서는, 2개 또는 그 이상의 정보층이 트랙킹 정보를 제공하고, 최소한 추가적인 2개의 정보층이 트랙킹 정보를 포함하지 않는다. 예를 들어, 광학 기록매체는 nt개의 트랙킹 정보를 포함하는 정보층(예를 들어 그루브가 형성된 정보층)을 포함할 수 있다. 이때 광학 기록매체는 트랙킹 정보를 포함하지 않은 추가적인 ni개의 정보층들을 포함하게 된다(ni는 nt의 정수배이다). 그후 nt개의 정보층들 각각을 사용하여 ni/nt의 나머지 정보층들에 대해 트랙킹 정보를 제공한다. 트랙킹 정보를 포함하는 정보층들이 광학 기록매체 내에서 동등하게 이격될 수 있으며, 예를 들어 각각의 트랙킹 정보가 ni/nt의 나머지 정보층들만큼 분리된다. 이것은 예를 들어 큰 수의 층을 포함하는 광학 기록매체의 실시예에서 구면수차 보정에 대해 유리할 수 있다. 더욱이, 전체 수의 층들 ni+nt보다 작은 다수의 층들 ni를 사용하는 것이 가능하며, 예를 들어 ni=nt+1이다. 트랙킹 정보가 그루브 구조에 의해 정보층 내부에 제공되는 것으로 설명하였지만, 트랙킹 정보가 광학 기록매체 내부에 다른 방법으로 포함될 수도 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어 정규의 ROM층이 광학 기록매체 내부에 설 치되고, 일부의 정보 또는 프로그램이 ROM층에 기억될 수도 있다. 그후, 이 ROM층을 사용하여, 예를 들면, 샘플링된 서보 트랙킹 스킴, 또는 차동위상 검출기(Differential Phase Detector)(DPD)(예를 들어 US 4497048 참조) 트랙킹 시스템을 사용하여, 래디얼 트랙킹 정보를 제공한다. 그후, 다음의 다수의 정보층들의 정보가 ROM층을 주사하는 방사빔에 의해 제공된 트랙킹 정보를 사용하여 기록/판독된다. 또한, 이들 다른 정보층들도 그루브나 다른 정보층들 사이의 특수한 정렬을 요구하지 않는다. 이와 같은 시스템에서는, 2개 또는 그 이상의 추가적인 정보층들이 제공된다는 것이 예상된다. 각각의 층들을 주사하기 위해 방사빔이 제공되며, 즉 2개의 추가적인 정보층들과 ROM층을 주사하기 위해 3개의 방사빔이 필요할 것이다. 2개의 추가적인 정보층들을 주사하는 빔들은 ROM층을 판독하는 빔에서 얻어진 트랙킹 정보를 사용하도록 배치된다.
상기한 실시예들은 비점수차 포커스 제어를 사용하는 것으로 설명하였다. 그러나, 포커스 제어를 제공하기 위해 다른 포커스 제어 시스템, 예를 들어 푸코 기술(푸코 나이프(Foucault knife) 기술로 알려짐)이 사용될 수도 있다는 것을 알 수 있다.
(예를 들어 표준 및/또는 제조 에러의 차이로 인한) 실제의 변화는 비최적의 상태를 발생할 수도 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 정보층들 사이의 거리가 다른 광학 기록매체들 사이에서 변동될 수도 있다. 정보층들 사이의 거리가 디스크에 걸쳐 느리게 변할 수도 있다. 동등하게, 커버층 두께가 다른 디스크들 사이에서 및/또는 각각의 디스크의 표면에 걸쳐 변할 수도 있다.
이 층 두께의 변화는, 트랙킹 정보를 포함하는 정보층을 주사하기 위해 사용되는 "마스터" 방사빔과 비교하여, 정확한 포커싱을 위해 다른 포커스 에러신호를 요구하는 "슬레이브" 방사빔을 발생한다. 도 5를 참조하여 설명한 장치(500)는 "슬레이브(제 1) 방사빔(504a)의 포커스 정보가 정보 검출기(523)를 사용하여 어떻게 측정될 수 있는가를 기술한다. 도 3 및 도 4a에 대해 도시된 실시예에서는, 분할 검출기를 제 1 "슬레이브" 반사된 방사빔의 정보 검출기(323a, 423a)로서 사용함으로써 제 1 방사빔의 포커스 정보가 결정될 수 있다.
이의 대안으로, 판독신호의 지터(시간의 함수로써의 신호의 변동, 예를 들어 정보층에 다른 마크들을 갖는 신호의 변동)를 측정하고 이 지터에 근거하여 포커스 위치를 최적화함으로써(지터의 최소화) 제 1 방사빔의 포커스 정보를 결정할 수 있다.
다수의 기술, 예를 들어 액추에이터를 설치하여 방사빔의 광 경로를 따라 제 1 방사빔의 콜리메이터(318a, 518a)의 위치를 변화시키는 것에 의해 제 1 방사빔의 포커스 위치를 변화시킬 수 있다.
도 3 및 도 5에 예시된 실시예에서는, 주사 스폿들(316a, 316b; 516a, 516b)이 정렬된 것으로 설명하였으며, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한 주사 스폿들(416a, 416b)은 소정의 접선방향의 오프셋을 갖는 것으로 설명하였다. 정렬 및/또는 접선방향의 오프셋의 크기가 제조공차로 인해, 또는 다른 제조사들 사이의 다른 표준들의 차이로 인해 변할 수 있다. 기록된 디스크 위에서, 이것은 서로에 대해 여전히 소정의 관계로 완전하게 정렬되지만 다른 층들에 있는 트랙들 사이에서 일정한 횡방향 오프셋을 갖는 트랙들을 발생한다.
(예를 들어 다른 장치들의 사용하여 기록하는 것에 의해 발생된) 다른 디스크들의 다른 층들에 있는 트랙들 사이의 일정한 오프셋의 이와 같은 잠정적인 차이를 해소하기 위해, 주사 스폿들이 위치들 사이에 가변의 오프셋을 갖는 장치들이 설치될 수도 있다. 광 경로에 대한 렌즈의 반경방향의 위치 및/또는 광 경로에 대한 렌즈의 배향을 변경하기 위해 콜리메이터 렌즈(들)가 액추에이터를 구비할 수도 있다. 따라서, 접선 방향과 반경 방향에서 "마스터 스폿"(즉 제 2 방사 스폿(316a, 516b))의 위치에 대한 "슬레이브 스폿"(즉, 제 1 방사빔 스폿(316a, 516a))의 위치를 변화시키는 것이 가능하다.
다른 장치에 의해 이미 기록된 디스크를 판독할 때, 액추에이터를 사용하여 콜리메이터 렌즈의 위치 및/또는 방향을 변화시켜, 이 특정한 기록매체에 대한 방사 스폿들 사이의 오프셋을 최적화한다. 판독신호의 지터를 결정함으로써, 판독신호의 측정된 지터를 최소화하는 것에 의해, 판도 스폿의 반경방향의 위치를 최적화하는 것이 가능하다.
이에 따라, 광학주사장치의 작은 차이가 보상될 수 있다. (예를 들어, 두 개의 방사 스폿들이 각각의 정보층에 놓인) 특정한 광학 기록매체에 대해 스폿들 사이의 오프셋을 교정한 후에, 콜리메이터 렌즈를 (반경방향으로) 제 위치에 고정할 수 있다. 그후 디스크 상의 트랙들의 오프셋들이 일정한 값을 가질 때, 이들 2개의 스폿 사이의 이와 같이 결정된 오프셋을 사용하여 광학 기록매체를 주사할 수 있다.
단지 한 개의 정보층이 트랙킹 정보를 제공하는 광학 기록매체를 제공함으로써, 제조 비용이 줄어든다. 트랙킹 정보를 포함하는 단지 한 개의 층(예를 들어 한 개의 그루브 층)이 복제될 필요가 있으므로, 다중층 광학 기록매체의 각각의 추가적인 정보층에 대해 복제공정이 요구되지 않는다. 대신에, 추가적인 정보층들을 형성하기 위해 비교적 단단한 스핀코팅 및 스퍼터링의 처리만이 요구된다.
광학 기록매체가 완전히 기록된 후에, 원하는 경우에, 이 매체가 종래의 다중층 광학 기록매체 시스템과 하위호환될 수 있다. 더구나, 매체 상의 모든 정보층들을 동시에 주사하면서, 매체가 신속하게 주사될 수 있다.

Claims (20)

  1. 광학 기록매체(3; 303; 403; 503)의 제 1(2a; 302a; 402a; 502a) 및 제 2 정보층(2b; 302b; 402b; 502b)을 주사하는 광학주사장치(300; 400; 500)로서,
    상기 제 1 정보층을 주사하기 위한 제 1 방사빔(15a; 304a, 320a, 315a; 404a; 504a, 520a, 522a)과 상기 제 2 정보층을 주사하기 위한 제 2 방사빔(15b; 304b, 320b, 320b', 315b; 404b; 504b, 520b, 522b)을 발생하는 최소한 한 개의 방사빔 발생원(307a, 307b; 407; 507a, 507b)과,
    상기 제 1 및 제 2 방사빔을 각각의 정보층에 수렴시키는 대물렌즈 시스템(8; 308; 408; 508)을 구비하고,
    상기 장치가 트랙킹 에러 보상을 위해 상기 방사빔들 중에서 한 개에서만 트랙킹 정보를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 방사빔에 대해 트랙킹 에러 보상을 제공하는 액추에이터 시스템을 더 구비하고, 상기 액추에이터 시스템은 단지 한 개의 방사빔으로부터 상기 트랙킹 정보만을 이용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 대물렌즈 시스템은 상기 제 1 방사빔과 상기 제 상기 빔을 공통 광축(19; 319; 519)을 따라 다른 축방향 위치에 포커스하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 대물렌즈 시스템(408)은, 제 1 광축(419a)을 따라 특정한 위치에 상기 제 1 방사빔(404a)을 포커스하고, 제 2의 다른 광축(419b)을 따라 특정한 위치에 상기 제 2 방사빔(404b)을 포커스하도록 배치된 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 광학 기록매체(403)는 상기 제 2 광축(419b)이 제 1 광축(419a)으로부터 접선 방향으로 어긋난 광학 디스크인 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대물렌즈 시스템(408)은 상기 제 1 방사빔(404a)에서 소정의 고정된 횡방향 거리에 놓인 위치에 상기 제 2 방사빔(404b)을 수렴하도록 배치된 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 방사빔(504a, 522a)은 제 1 파장을 포함하고, 상기 제 2 방사빔(504b, 522b)은 이것과 다른 제 2 파장을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 방사빔들(522a; 522b) 모두를 공통된 정보 검출기에 수렴하는 비주기적 위상 구조(560)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 방사빔(504a, 522a; 504b, 522b)은 상기 두 개의 정보층에서 얻어진 정보가 공통 정보 검출기에 의해 검출될 수 있도록 하기 위해 변조되는 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학주사장치는 상기 광학 기록매체의 제 3 정보층을 주사하도록 구성되고, 최소한 한 개의 방사빔 발생원이 상기 제 3 정보층을 주사하기 위한 제 3 방사빔를 제공하도록 구성되고, 상기 대물렌즈 시스템이 상기 제 3 방사빔을 상기 제 3 정보층에 수렴하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 항 항에 있어서,
    상기 광학주사장치는 포커스 에러 보상을 위해 상기 방사빔들 중에서 한 개만에서 포커스 정보를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  12. 광학 기록매체의 제 1 및 제 2 정보층을 주사하는 광학주사장치의 제조방법으로서,
    상기 제 1 정보층을 주사하기 위한 제 1 방사빔과 상기 제 2 정보층을 주사하기 위한 제 2 방사빔을 발생하는 최소한 한 개의 방사빔 발생원을 제공하는 단계와,
    상기 제 1 및 제 2 방사빔을 각각의 정보층에 수렴시키는 대물렌즈 시스템을 제공하는 단계와,
    트랙킹 에러 보상을 위해 상기 방사빔들 중에서 한 개에서만 트랙킹 정보를 결정하도록 상기 광학주사장치를 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학주사장치의 제조방법.
  13. 광학 기록매체의 제 1 정보층 및 제 2 정보층을 주사하는 방법으로서,
    상기 제 1 정보층 위에 제 1 방사빔을 수렴하는 단계와,
    상기 제 2 정보층 위에 제 2 방사빔을 수렴하는 단계와,
    트랙킹 정보신호에 근거하여, 상기 정보층들에 대한 방사빔들의 트랙킹을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 트랙킹 정보신호는 상기 빔들 중에서 단지 한 개에서 결정되지만, 상기 제 1 및 상기 제 2 방사빔 모두에 대해 트랙킹 에러 보상을 제공하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 정보층의 주사방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 방사빔은 상기 제 1 정보층에 정보를 기록하고, 상기 제 2 방사빔은 상기 제 2 정보층에 정보를 기록하는 것을 특징으로 하는 정보층의 주사방법.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 층들에 대한 정보를 결정하기 위해, 상기 제 1 정보층에서 반사된 상기 제 1 방사빔의 최소한 일부와 상기 제 2 정보층에서 반사된 상기 제 2 방사빔의 최소한 일부를 검출하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 정보층의 주사방법.
  16. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 정보층 위에 저장된 정보와 상기 제 2 정보층 위에 저장된 정보 사이의 횡방향 거리를 검출하는 단계와,
    상기 제 1 방사빔으로부터 결정된 고정된 횡방향 거리에 위치한 제 2 정보층을 주사하도록 상기 제 2 방사빔을 구성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 정보층의 주사방법.
  17. 제 1 정보층(2a; 302a; 402a; 502a)과,
    제 2 정보층(2b; 302b; 402b; 502b)을 포함하는 광학 기록매체((3; 303; 403; 503))로서,
    상기 층들 중에서 한 개만 입사 주사빔에 대해 트랙킹 정보를 제공하도록 배치된 것을 특징으로 하는 광학 기록매체.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 층들 중에서 한 개의 층만이 그루브된 구조를 포함한 것을 특징으로 하는 광학 기록매체.
  19. 제 17항에 있어서,
    트랙킹 정보를 제공하도록 구성된 상기 층이 ROM 층인 것을 특징으로 하는 광학 기록매체.
  20. 광학 기록매체의 제조방법으로서,
    제 1 정보층을 형성하는 단계와,
    제 2 정보층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 정보층들 중에서 한 개만 트랙킹 정보를 제공하도록 배치된 것을 특징으로 하는 광학 기록매체의 제조방법.
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