KR830001678Y1 - 비데오 디스크 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

비데오 디스크

제1도는 비데오 디스크 기록장치(write appaiatus)의 블록 다이어그램.

제2도는 제1도의 기록장치를 사용하여 기록하기 전의 비데오 디스크 부재의 단면도.

제3도는 제1도의 기록장치를 사용하여 기록한 후의 비데오 디스크 부재의 부분 평면도.

제4도는 제1도의 기록장치에 사용된 비데오 신호의 파형도.

제5도의 제1도의 기록장치에 사용된 주파수 변조된 신호의 파형도.

제6도는 제1도의 기록장치에서 사용된 기록레이저의 강도를 나타내는 그래프.

제7도는 제1도의 기록장치에 의해 변화된 변조기록 비임(writing beam)을 나타내는 그래프.

제8도는 제3도의 8-8선을 따라 취한 디스크의 단면도.

제9도는 제1도의 기록장치에 사용된 안정회로의 블럭다이어그램.

본 고안은 비데오 디스크 부재의 정보 기록 표면에 트랙위의 일련의 제1 및 제2표시부분의 형태로서 주파수 변조(FM : frequency modniation)된 전기신호를 기록하고 저장하는 디스크에 관한 것이다. FM 신호를 비데오 디스크 부재상에 기록하는 장치에는 가동 기록비임과, 턴 테이블 위에 장착된 비데오 디스크 부재가 포함된다.

턴 테이블은 운동 제어 어셈블러에 의해 구동되며, 이 어셈블리에 의해 디스크가 일정한 회전속도로 회전하고 또 병진구동 어셈블리(transiational drive assembly)가 구동되어, 기록비임을 회전 디스크의 중심을 향해 반경을 따라 매우 낮은 속도로 일정한 비율로 이동시킨다. 디스크의 회전구동은 소정핏치의 나선형 트랙을 형성시키기 위해 기록 비임의 병진 구동과 동기시킨다.

본 발명의 실시예에 있어서는 나선형 트랙 중심간의 간격은 2미크론이다. 표시부분(indicia)의 폭은 1미크론이다. 그래서 인접 트랙의 표시부분 사이에는 1미크론의 가드 지역(guard area)이 형성된다. 필요하다면, 병진 구동을 일정속도로 움직이지 않고 단계적으로 이동시켜, 트랙을 동심원으로 만들수도 있다.

또, 본 고안의 실시예에 있어서는 대물렌즈가 디스크위의 일정한 높이가 되도록 공기 베어링 위에 설치된다. 이 대물렌즈는 비데오 디스크 부재의 감광재의 표면에 기록비임을 집중시키는데 사용된다. 일정 높이가 필요한 이유는 대물렌즈의 짧은 촛점 심도(深度) 때문이다. 0.65NA 드라이 현미경 대물렌즈는 기록레이저 비임을 감광재가 코우팅된 표면은 비교적 빠른 속도로 회전하므로, 감광 표면상에 형성된 표시부분의 길이는 그와 같은 표시부분을 형성하는데 필요한 한개 스포트 강도보다 기록비임의 강도가 크게되는 시간 길이에 따라 달라진다.

기록 비임원으로서는, 선형 편광된 아르곤 이온 레이저가 쓰인다. 폭켈스 셀(pockels cell)은 선형 편광의 고정면에 대해 기록비임의 편광축과 선형편광기의 축 사이의 편광 차이에 비례하여, 선형 편광기는 회전된 기록비임을 감쇄시킨다. 폭캘스 셀과 선형 편광기의 조합은 저장될 비데오 정보와 함께 기록비임을 변조시킨다. 이러한 변조는 폭켈스 셀 드라이버에서 나오는 제어신호에 의해 이루어진다.

기록될 비데오 신호는 주파수 변조회로에 인가된다. 변조회로로 부터의 출력은 구형파로서, 그 주파수는 비데오 신호에 비례한다. 고형파의 전압레벨은 폭켈스 셀 드라이버에 의해 증폭되어서 폭켈스 셀을 제어하는데 쓰인다. 폭켈스 셀은 폭켈스 셀 드라이버에서 공급되는 제어신호의 순간전압레벨에 응답하여 통과하는 빛의 편광각을 변화시킨다.

폭켈스 셀 드라이버에 인가된 구형 제어신호의 하나의 전압 레벨에 응답하는 제1동작 모우드에 있어서는, 감광 품면에 제1표시를 형성하기에 분충한 강도의 비임이 폭켈스 셀-선형 편광기의 조합을 통해 감쇄받지 않고 통과한다. 제어신호가 제2전압 레벨을 나타내도록 변화하면, 폭켈스 셀은 기록비임을 형성하는 빛의 편광을 회전시켜 새로운 편광각이 되도록 한다. 기록비임을 형성하는 빛의 편광각이 이와같이 변화하면, 폭켈스 셀로 부터의 빛의 편광각과 선형편광기의 정해진 편광각 사이에는 부정합이 일어난다. 이러한 상황에서, 선형 편광기는 감쇄기로 동작하며, 선형 편광기를 통과하는 빛은 줄어든다. 따라서, 기록 비임의 강도는 감광 표면상에 제1표시를 형성하는데 요구되는 강도보다 낮아진다.

기록비임의 일부분은 폭켈스셀 안정회로에 의해 감지되어, 변조된 기록비임의 평균전력을 미세한 온도변화에 기인하는 폭켈스 셀 전달특성의 변화에 관계없이 일정치로 유지시킨다. 안정회로에는, 선택적으로 전력레벨을 조정하여 감광재료의 종류에 따라 표시부분을 형성시킬 수 있도록, 레벨 조정회로가 포함된다.

이와같은 기록공정과 장치는 여러종류의 비데오 디스크 부재에 사용될 수 있다. 그러한 부재는 각기 상이한 구조를 가지고 있다.

첫번째 구조의 것은 상부표면에 감광 코우팅으로서 엷은 금속 코우팅을 가진 유리기질을 포함한다. 이러한 구조에서, 기록비임은 금속코우팅에 트랙형태의 길이가 다른 개구(開口)를 만든다.

기록비임의 강도는 어떤 한정된 경우에만 개구가 생기도록 조정된다. 예를들면, 저장될 FM신호의 각양의 반주기(半週期) 때는 개구가 형성되며, 음의 반주기때는 형성되지 않도록 한다. 따라서 저장된 정보를 나타내는 제1및 제2표시 부분은 코우팅된 표면의 간삽부분(internening portion)에 의해 분리된 일련의 개구로 된다.

첫번째 구조에 있어서는 유리 기질이 각 개구에서 노출된다. 유리기질의 노출부분은 조사(照射)되는 독출비임에 대해 무반사지역이 된다. 반사성 금속 코우팅의 잔여 간삽부분이란 상당량의 반사비임이 입사방향으로 되돌아가는, 즉 입사 및 반사 비임로 사이에 180°의 반전이 생기게 하는 부분을 말한다. 무반사란 무시할만한 양의 비임이 입사방향으로 반사된다는 것을 말한다.

두번째 구조는 비데오 디스크 부재의 상부 표면에 감광 코우팅으로서 포토레지스트의 얇은 층을 입힌 유리 기질을 포함한다. 이 구조에서, 기록비임은 포토레지스트 코우팅상에 트랙의 형태로 길이가 다르게 노출 및 비노출된 부분을 만든다. 기록 비임의 강도는 어떤 한정된 경우에만 포토레지스트 물질이 노출되도록 조정된다. 예를들면, 저장된 FM신호의 양의 변주기 때는 노출된 포토레지스트 물질의 지역이 형성되도록 하고, 음의 반주기 때는 노출되지 않은 포토레지스트 물질의 지역이 형성되도록 한다. 따라서, 저장된 정보를 나타내는 제1 및 제2표시부분은 코우링된 표면의 노출 및 비노출 지역이 각각 연속된 것이다.

독출장치에서는 독출 레이저를 사용하여 일정 편광각을 가진 평행광선을 생성한다. 독출 광학시스템은 레이저 비임을 비데오 디스크 부재 표면의 표시부분에 조사(照射)시킨다. 비데오 디스크 부재는 위와같은 표시부분의 연속 형태로 표면상에 FM 신호를 저장하는데 사용된다. 그 지역은 반사 및 무반사시 지역이 교대로 배열되어 있다. 독출 광학시스템은 독출비임을 약 1미크론 정도의 지름으로 집중시켜, 집중된 스포트를 위와같은 일련의 지역에 조사시킨다. 독출비임의 강도는 독출 광학시스템에 충분히 강한반사 독출 비임신호가 얻어지도록 조정된다.

운동 제어 어셈블리는 저장되어 있는 FM신호의 주파수를 재생하기에 충분한 일정속도로 비데오 디스크 부재를 회전시킨다. 이렇게 저장된 전형적인 FM신호의 주파수 범위는 2매가사이클에서 10매가사이클까지이다. 비데오 디스크 부재의 회전율은 미리 1800rpm으로 설정되어, 공간적으로 저장된 FM신호를 시간변화 전기신호로 바꾸어준다. 운동제어 어셈블리는 독출비임을 일정하게, 또 매우 낮은 속도로 회전 디스크의 반경을 따라 이동시켜서 거기 포함된 일련의 광반사 및 비반사지역을 조사시키기 위한 병진 이동 어셈블리리 포함한다.

독출 광학 시스템에 의해 얻어진 반사된 독출비임은 광감지회로에 인가되어, 강도변조된 반사광을 그에 해당하는 주파수 변조(FM) 전기신호로 바꾸어준다.

독출장치는, 비데오 신호를 텔레비죤의 채널중의 하나에 정합되는 적절한 반송 주파수에 싣기 위한 RF변조기를 추가시킴으로써 표준 가정용 텔레비죤 수상기에 용이하게 사용할 수 있다.

이하 도면에 의거하여 본 고안을 상세히 설명하기로 한다.

도면에서 같은 변호는 같은 부품을 의미한다. "기록"이라는 용어와 "축적" 혹은 "저장"이라는 용어는 같은 의미로 사용되며, "독출"이라는 용어와 "복구"라는 용어는 같은 의미로 사용된다.

제1도에는 정보 축적부재(10)상에 FM신호 형태로 비데오 정보를 저장하는 장치가 도시되어 있다. 정보 신호원 회로(12)는 기록될 정보신호를 제공한다. 이러한 선(14)상의 정보신호는 기록될 상기 정보에 따라 주파수가 변하는 FM신호이다. 제5도는 FM신호의 전형적인 예를 나타낸다. 정보신호원 회로(12)는 비데오 신호회로(16)으로서, 시간에 따라 전압이 변하는 형태의 정보내용을 가진 정보신호를 선(18)상에 제공한다. 제4도는 시간에 따라 변하는 전압신호의 전형적인 예를 나타낸다. 주파수 변조기(FM) 회로(20)은 비데오 신호회로(16)에 반응하여, 시간에 따라 변하는 전압신호를 FM신호로 변환한다.

정보 축적부재(10)은 턴 테이블(21)상에 장착된다. 제2도에서의 부재(10)은 아무런 표시가 형성되어 있지 않다. 이 부재의 기질(22)에는 제1면(24)와 제1면(24)를 덮는 광반응 코우팅(26)이 포함된다. 운동제어 어셈블리(28)은 광원(30)에 의해 발생된 기록비임(29')에 대해 축적부재(10)가 균일한 운동을 하도록 제어한다. 운동 제어 어셈블리(28)는 정보축적 부재(10)에 대해 균일한 회전운동을 제공하기 위한 회전구공회로와, 집중된 광비임(29')을 코우팅(26) 위로 직선 이동시키도록 회전구동회로와 동기된 병진구동회로를 포함한다. 운동제어 어셈블리(28)는 또한 전기적 동기 어셈블리를 포함하는데, 이 전기적 동기 어셈블리는 회전구동회로에 의해 부재(10)에 주어진 회전운동과 병진구동회로에 의해 광비임(29)에 주어진 병진운동사이의 일정한 관계를 유지시켜 준다.

광원(30)은 코우팅(26)이 가동성의 정보 축적 부재(10)상에 위치하여 이동할때 코우팅(26)과 상호작용 하거나 혹은 코우팅(26)을 변화시키기에 충분한 강도의 광비임(29)를 제공한다. 더우기, 광비임(29')의 강도는 기록된 정보를 나타내는 코우팅(26)상에 영구적인 표시부분을 생성시키기에 충분한 강도여야 한다.

적절한 광원(30)은 편광된 단일 평행기록비임을 생성하는 기록 레이저를 포함한다.

다시, 제2도에 의하면 적절한 비데오 디스크부재(10)의 첫번째 구조의 단면도가 나타나 있다. 기질(22)로서 적당한 것은 유리이며, 매끈하고 평평한 판형의 표면(24)를 갖는다. 감광 코우팅(26)은 표면(24)상에 형성된다.

본 고안이 한가지 실시예에 있어서, 코우팅(26)은 얇고 불투명한 금속층으로서, 그 물리적 특성은 기록 레이저(30)으로 부터의 기록광비임(29)의 조사에 의한 국부적 가열이 가능하여야 한다.

동작시, 가열작용에의해 코우팅(26)이 국부적으로 융해되며, 이때 융해된 물질은 융해된 지역의 주변으로 제거된다. 냉각을 하면, 제3도와 제8도에서와 같은 영구적인 개구(37)가 얇은 금속 코우팅(26)내에 형성된다. 이 개구(37)은 정보를 나타내는데 사용되는 표시부분의 한가지 형태이다. 이러한 실시예에서, 연속 위치한 개구(37)은 가열받지 않은 코우팅(26)의 부분(38)에 의해분리된다. 부분(36)은 정보를 나타내는데 사용되는 두번째 형태의 표시부분이다. 표시부분(37)(38)이 FM신호를 나타내는 과정에 관해서는 제5도부터 제8도를 참조하여 자세히 기술될 것이다.

이동 광학 어셈블리(40)과 비임전환 광학 어셈블리(41)는 광원(30)으로부터의 광비임(29)의 광학경로를 결정한다. 광학 어셈블리들은 독출비임(29)을 축적부재(10)의 코우팅(26)상의 스포트(42)에 조사한다. 광학경로는 부호(29)(29')로 표시되어 있다.

광강도조변조 어셈블리(44)는 광원(30)과 코우팅(26)사이의 광학 경로(29)상에 위치한다. 여러 동작 모우드에 있어서 광강도변조 어셈블리는 저장된 신호의 광비임(29)을 강도변조소시킨다. 광강도변조 어셈블리(44)는 제5도 나타난 증폭된 FM신호의 제어하에서 동작한다. 이러한 FM신호는 어셈블리(44)가 FM신호의 매 사이클 동안에 높은 광송신상태와 낮은 광송신상태에서 변하도록 한다. 이러한 송신상태의 급격한 변화는 광비임(29)를 저장될 FM신호에 따라 변조시킨다.

광비임(29)는 광강도변조 어셈블리(44)를 통과하면서 변조된다. 그후, 변조된 광비임(29')은 광학 어셈블리(40)(41)에 의해 코우팅(26)상에 조사된다. 변조된 광비임(29')가 코우팅(26)을 조사하면, 저장될 FM신호를 나타내는 표시부분이 상기 코우팅(26)상에 형성된다.

광강도변조 어셈블리(44)에는 전기적으로 제어가능한 서브어셈블리(46)가 포함되며, 그것은 주파수 변조기(20)에 반응해서 정보축적부재(10)의 코우팅(26)을 변화시킬 수 있는 한개강도보다 큰 강도로 광비임(29')를 변화시킨다. 더우기, 전기적으로 제어가능한 서브어셈블러(46)는 주파수 변조기(20)에 반응해서 비임(29')가 코우팅(26)을 변화시키지 못하는 소정치 이하의 강도로 광비임을 변화시키기도 한다. 코우팅(26)에 형성된 변화는 저장된 FM신호를 나타낸다. 포토레지스트층을 정보축적부재(10)위의 코우팅(26)으로 쓸때, 각각의 궤적(37)(38)은 상기 기술된 것과 유사한 크기의 노출 및 비노출 포토레지스트 부재의 형태로 교대로 형성된다.

정보축적부재(10)위의 코우팅(26)이 금속 코우팅일 경우, 전기적으로 제어가능한 서브어셈블리(46)은 집중된 비임(29')가 금속 코우팅을 증발시키지 않고 용해시킬 수 있는 제1강도 이상으로 기록비임(29')의 강도를 변화시키며, 또 비임(29')가 금속 표면을 용해시키지 못할 강도 이하로 기록 비임의 강도를 변화시킨다.

광강도변조 어셈블리(44)는 안정회로(48)을 포함하며, 그것은 전지적으로 제어가능한 서브어셈블리(46)가 소정의 높은 광강도와 소정의 낮은 광강도 사이에서 동작하도록 동작레벨을 온도에 대해 안트화시키다 궤환(feedback) 신호를 제공한다. 광강도변조 어셈블리(44)는 광감지회로를 포함하며, 그것은 비임(29')의 평균강도를 나타내는 전기적 궤환신호를 발생하는 서브어셈블러(46)으로 부터의 광비임(29")의 최소한 일부분을 감지한다. 궤환신호는 도선(50a)(50b)에 의해 전기적으로 제어가능한 서브어셈블리(46)에 연결되어서 그 동작 레벨을 안정화시킨다.

광감지 장치는 변조된 광비임(29')의 평균 강도에 해당하는 전기적 궤환신호를 발생한다. 이와 같은 방법으로 광강도변조 어셈블리(44)는 안정화되어서, 실질적으로 일정한 평균 전력레벨을 갖는 광비임을 내보낸다. 안정회로(48)에는, 코우팅(26)이 금속 코우팅이거나 혹은 포토레지스트 코우팅이거나 또는 다른 물질로 된 코우팅이건간에, 일정한 듀티 사이클을 얻도록 광비임(29')의 평균 전력레벨을 소정치로 선택적으로 조정하는 레벨조정장치가 포함된다.

가동광학 어셈블리(40)에는 대물렌즈(52)와 이 렌즈(52)를 코우팅(26)의 상부에 지지하기 위한 수력 공기 베어링(54)이 포함된다. 레이저원(laser source)(30)에 의해 발생된 레이저비임(29')는 실질적으로 평행광으로 형성되어 있다. 렌즈(66)이 없으면, 이와 같이 실질적으로 평행한 광선에는 발산하려는 경향이 없을 것이다. 대물렌즈(52)는 광비임(29')의 폭보다 큰 입구(56)을 가진다. 판상의 블록 발산렌즈(66)은 광비임(29')상에 위치해서, 실질적으로 평행한 광비임(29)를 분산시켜 최소한 대물렌즈(52)의 입구(56)를 채우도록 한다.

비임 전환 광학 어셈블리(41)은 다수의 거울부재(58, 60, 62, 64)를 포함하여, 광비임(29)(29")를 필요에 따라 반사시킨다. 거울(60)은 도시된 바와같은 평면 거울로서, 나선형 트랙이 아닌 엄밀한 원형트랙을 만드는데 사용된다. 나선형 트랙을 위하여서는 단지 고정거울만이 요구된다.

전술한 바와 같이, 광원(30)은 편광된 레이저비임(29)를 발생시킨다. 전기적으로 제어가능한 서브어셈블리(46)은 FM신호의 제어하에 이러한 레이저비임(29)의 편광면을 회전시킨다. 전기적으로 제어가능한 적절한 서브어셈블리에는 폭켈트셀(68), 선형편광기(70), 폭켈스셀 드라이버(72)가 포함된다. 폭켈스셀 드라이버(72)는 선형증폭기로서, 선(14) 상의 FM신호에 반응한다. 폭켈스셀 드라이버(72)로부터의 출력은 폭켈스셀(68)에 구동신호를 제공하여 레이저비임(29)의 편광면을 회전시킨다. 선형편광기(70)는 레이저원(30)으로 부터의 레이저비임(29)의 최초 평광면에 대해 소정의 관계를 갖도록 방향을 변환시킨다.

제7도에 도시된 바와 같이, 선형 편광기(70)의 최대광전달축은 발생원(30)으로부터의 광의 편광각과 직각으로 놓여진 경우이다. 이러한 배열로 인해 폭켈스셀(68)에 의해 기록비임(29)이 편광기(70)와 0°가 되도록 회전했을 때 최소비임이 생기게 된다. 최대광은 폭켈스 셀(68)에 의해 평광기(70)가 기록비임과 90°가 되었을때 나타난다. 상기된 선형편광기의 위치는 선택의 문제이다. 편광기(70)의 최대 광전달축과 레이저원(30)으로부터의 광의 편광각을 일치시키면, 최대 및 최소 상태는 상술한 바와 반대로 되어 각각 0°와 90°회전이 될 것이다. 그러나 기록장치는 본질적으로 동일하게 동작한다. 선형 편광기(70)는 자연 편광각으로부터 회전된 비임(29)의 강도를 감쇄시킨다. 이것이 바로 신호에 대응하는 변조된 레이저 비임(29')를 형성하는 선형 편광기(70)의 감쇄작용이다. 글랜프리즘(Glanprism)이 선형편광기(70)로서 적합하다. 폭켈스셀 드라이버(72)는 폭켈스셀(68)에 AC결합된다. 안정화 궤환회로(48)은 폭켈스셀(68)에 DC결합된다.

제4도 내지 제7도에는, 제1도의 실시예에 나타난 전기적 및 광학적 신호의 선택적 파형이 나타나 있다.

비데오 신호원회로(16)에 의해 발생된 비데오 신호는 제4도 에도시되어 있다. 그와 같은 비데오 신호를 발생시키기 위한 전형적인 장치는 텔레비죤 카메라, 혹은 텔레비죤 카메라에 의해 발생된 기록신호를 재생하는 비데오 테이프 레코우더이다. 비산점 주사기(flying spot scanner)로 역시 그와 같은 비데오 신호원이 될 수 있다. 제4도에 도시된 정보신호는 약 1V의 양극(兩極)간의 값을 가지며 그 정보내용은 선(73)에 나타난 바와 같이 시간에 따른 전압변화로 나타난다. 전형적인 비데오 신호의 최대 순간변화율은 4.5메가사이클 정도로 제한된다. 이러한 비데오 신호는 텔레비죤 모니터상에 바로 나타낼 수 있는 형태이다.

제4도에 도시된 비데오 신호는 제1도에 나타난 주파수 변조기(20)에 인가된다. 변조기(20)은 제5도에 나타낸 FM파형(74)을 발생시킨다. 제5도에 나타난 파형의 정보 내용은 제4도에 나타난 파형의 정보 내용은 제4도에 나타난 파형의 정보내용과 같으나, 그 형태는 다르다. 제5도에 나타난 정보신호는 중심 주파수를 중심으로 시간에 따라 주파수가 변하는 반송신호 형태의 정보내용을 가지는 FM신호이다.

도면을 살펴보면, 제4도의 비데오 파형(73)의 낮은 진폭영역(75)은 제5도의 FM신호의 낮은 주파수영역에 해당하는 것을 알수 있다. 그와 같은 FM신호(74)의 낮은 주파수 영역의 한 주기는 부호(76)의 범위로 나타나 있다. 비데오 파형(73)의 높은 진폭영역(77)은 FM신호(74)이 높은 주파수영역에 해당된다.

FM신호(74)의 높은 주파수영역의 한 완전한 주기는 부호(78)의 범위로 표시되어 있다. 비데오신호(73)의 중간 진폭영역(79)은 FM신호(74)의 중간주파수 영역에 해당된다. 중간 진폭영역(79)를 나타내는 FM 신호의 높은 주파수 영역의 한 주기는 부호(79a)의 범위로 표시되어 있다.

제4도와 제5도에 의하면, 제1도의 주파수 변조기(20)은 제4도의 시간에 따란 변하는 전압신호를 제5도와 같이 FM 신호로 변환시켜줌을 알 수 있다.

제6도는 기록레이저(30)에 의해서 발생된 기록 비임(29)의 강도를 나타낸다. 기록비임(29)의 강도는 선(80)과 같이 일정레벨로 나타나 있다. 초기 셋업 과정이 끝나면, 이 강도는 변하지 않는다.

제7도는 기록비임(29')가 광강도변조 어셈블리(44)를 통과한 후의 강도를 나타낸다. 광변조 기록비임은 광강도변조 어셈블리(44)의 높은 광송신상태를 나타내는 다수의 상부 피크(92)들을 가지며, 광강도변조 어셈블리(44)의 낮은 광송신상태를 나타내는 다수의 상부 피크(92)들을 가지며, 광강도변조 어셈블리(44)의 낮은 광송신상태를 나타내는 다수의 벨리(94)들을 가진다. 광강도 변조 어셈블리(44)에 광강도에서의 손실을 나타내기 위해, 레이저(30)의 최대강도를 나타내는 선(80)이 파형(29')에 증첩되어있다. 이러한 손실은 선(96)으로 표시되며 레이저(30)에 의해 생성된 광비임(29')의 강도와 어셈블리(44)에 의해 변조된 광비임(29')의 최대강도(92)와의 차이를 나타낸다.

강도변조된 기록비임(29')를 형성하기 위한 기록비임(29)의 강도변조는 제6도와 제7도에 잘 나타나 있다. 제6도는 선(80)으로 표시된 일정강도를 가진 비변조비임(29)를 나타낸다. 제7도는 최대 강도레벨(92)과 최소 강도레벨(94)를 갖는 변조된 비임(29')를 표시한다.

기록비임(29)의 강도변조는 선(98, 100, 102)로 나타낸 폭켈스셀(68)의 회전효과에 의한다. 선(98)과 선(29')의 교차점은 폭켈스셀(98)의 광의 편광각을 회전시키지 않을 때 선형 편광기(70)으로 부터의 비임(29')의 강도를 나타낸다. 선(100)과 선(29')의 교차점은 폭켈스셀(68)에 의해 광의 편광각의 회전이 45°일어날때 선형 편광기로 부터의 비임(29')의 강도를 나타낸다. 선(102)와 선(29')의 교차점은 폭켈스 셀(68)에 의해 광의 분극각의 회전이 90°일어날때 선형 편광기로부터의 비임(29')의 강도를 나타낸다.

강도 변조된 비임(29')에 의한 개구(37)(제3도 및 제8도)의 형성은 제7도와 제8도를 비교함으로써 이해될 수 있다.

선(100)은 어셈블리(44)의 높은 광송신 상태를 나타내는 강도(92)와 어셈블리(44)의 낮은 광송신상태를 나타내는 강도(94)의 중간선을 나타낸다. 선(100)은 폭켈스셀(68)이 45°각을 통해 그 곳을 통과하는 기록비임(29)의 편광각을 회전시킬 때 어셈블리(44)에 의해 발생되는 강도를 나타낸다. 또한, 선(100)은 광반응 코우팅(26)에 표시부분을 형성시키는데 필요한 변조된 비임(29')의 한계강도를 나타낸다. 이러한 한계강도는 45°각을 통한 기록비임(29)의 편광각의 회전에 의해 달성된다.

제7도와 제8도를 비교해 보면 폭켈스셀(68)이 45°각, 90°각, 그리고 다시 역으로 45°각의 사이에 통과하는 기록비임(29)의 편광각을 회전시킬 때에 개구(37)이 형성된다는 것을 알 수 있다.

제3도에는 제8도의 단면도에 나타난 비대오 디스크 부재의 평면도가 나타나 있다. 이러한 제3도에 의해 일련의 반사 및 비반사지역(38)(37)이 비데오 디스크부재(10)상에 어떻게 형성되는지를알 수 있다. 디스크 부재(10)은 1800rpm의 일정 회전율로 회전하고, 표시부분(37)(38)은 제8도에서와 같이 광반응 코우팅(26) 내에 형성된다. 제1도에 나타낸 운동제어 어셈블리(28)는 원형 트랙 형태의 개구(37)을 형성한다.

부호(104)는 안쪽 트랙이고, 부호(105)는 바깥쪽 트랙이다. 점선(106)은 트랙(105)의 중심선을 나타내고, 점선(107) 사이의 거리를 나타낸다. 인접 트랙간의 중심선 사이의 거리는 보통 2미크론이다. 선(109)의 이길는 개구(37)의 폭을 나타낸다. 개구의 폭은 보통 1미크론이다.

선(110)의 길이는 인접 개구사이의 거리를 나타낸다. 이러한 인접트랙간의 거리는 트랙간 지역으로 알려져 있으며, 그 길이는 보통 1미크론이다. 개구의 길이는 선(112)로 나타나며, 보통 1.0 내지, 1.5미크론 사이이다. 이러한 크기는 기록 장치내의 많은 변수에 좌우된다. 예를들어, 이러한 크기는 주파수 변조기(20)에 의해 발생된 주파수 범위, 기록 광학시스템(41)(42)에 의해 형성된 스포트(42)의 크기, 그리고 디스크(10)에 대해 선택된 회전속도에 따라 달라지게 된다.

제9도는, 제1도의 장치에 사용이 적합한 이상적인 폭켈스셀 안정회로(48)가 도시되어 있다.

알려진 바와 같이, 폭켈스셀(68)은 인가된 기록광비임(29)의 편광면을 제7도에 도시된 바와 같은 인가 전압의 함수로서 회전시킨다.

각각의 폭켈스셀(68)에 있어서, 100볼트 정도의 전압변화는 폭켈스셀로 하여금 통과하는 광의 편광면을 완전히 90°회전시키도록 한다. 폭켈스셀 드라이버는 정보신호원으로 부터의 출력을 증폭하여 최대 진폭 출력스윙이 100볼트가 되도록 한다. 이에 의해, 폭켈스셀(68)에 적절한 입력 구동신호가 제공된다. 폭켈스셀 드라이버(72)는 제5도에 도시된 형태의 최대 진폭 100볼트 전압스윙의 파형을 발생시킨다.

폭켈스셀은 변조된 광비임강도에 의해 충실히 전기적 구동신호가 재생되도록 하기위해, 평균 45°회전에서 동작되어야 한다. 폭켈스셀이 이러한 평균 동작점을 유지하도록, 바이어스 전압이 제공되어야 한다.

실제에 있어서, 45°회전 동작점에 해당하는 전기적 바이어스 전압은 연속적으로 변화한다. 이와 같이 연속적으로 변화하는 바이어스 전압은 서어보 궤환(feedback)루프의 사용에 의해 발서된다. 이러한 궤환루프에는, 송신된 광의 평균치와 가변기준치를 비교하여 그 차이신호를 DC 증폭기에 의해 폭켈스셀에 인가하는 것이 포함된다. 이러한 배열에 의해 동작점이 안정화 된다. 기준치 45°동작점에 해당되는 평균 전송치에 일치되게 조정할 수 있고, 서어보 궤한루프는 폭켈스셀이 이러한 평균 45°회전치에 유지되도록 정확한 바이어스 전압을 제공한다.

안정회로(48)에는 광감지장치(225)가 포함된다. 실리콘 다이오드는 적절한 광감지장치로서 동작한다.

다이오드(225)는 제1도와 같이 광학변조기(44)로부터 부분투과거울(58)을 통해온 기록비임(29')의 부분(29")를 감지한다. 실리콘 다이오드(225)는 태양전지와 같은 방식으로 동작하며, 입사된 빛의 조사를 전기적 에너지로 변환시킨다. 실리콘 다이오드(225)의 1개의 출력도선은 선(227)에 의해 공통 기준전위(226)에 연결된다. 다이오드(225)의 다른 출력도선은 선(230)에 의해 차동증폭기(228)의 한 입력에 연결된다. 실리콘셀(225)의 출력도선은 선형 응답 모우드를 가능케 하는 부하저항(232)에 연결된다.

차동증폭기(228)의 다른 입력은 선(238)에 의해 전위차계(236)의 가동 아암(arm)(234)에 연결된다. 전위차계(236)의 한쪽 끝은 선(240)에 의해 기준전위(226)에 연결된다. 전력원(242)는 전위차계(236)의 다른쪽 끝에 연결되며, 전위차계(236)의 조정에 의해 선(244)와 선(246)상에 궤환신호를 발생시키는 차동증폭기(228)을 조정하게 하고, 따라서 변조된 레이저비임(29')의 평균 전력 레벨을 소정치로 조절한다.

제1도에 도시한 바와 같이, 차동증폭기(228)의 출력단은 각기 저항성 소자(248)(250)와 출력선(241)(246)을 통해서 폭켈스셀의 입력단자에 연결된다. 폭켈스셀 드라이버(72)는 각기 용량성 소자(252)(254)에 의해 폭켈스셀(68)에 AC결합되며 차동증폭기(228)은 폭켈스셀(68)에 DC 결합된다.

실제 동작에서, 시스템이 활성화되면, 실리콘 다이오드(225)상에 조사되는 기록비임(29')로부터의 광의 부분(29')로부터의 광의부분(29')는 차동증폭기(228)의 한 입력에 오차 신호를 발생시킨다. 처음에는 전위차계(236)이 폭켈스셀을 통해 45°회전에 해당하는 평균전송을 행하도록 조정되어 있다. 그후, 실리콘셀(225) 상에 조사되는 강도의 균형레벨이 증가하거나 감소하면, 차동증폭기에 의해 수정전압이 발생될 것이다. 폭켈스셀(228)에 인가되는 수정전압은 선(68)을 통해 차동증폭기의 다른 입력단자 전압을 전위차계(238)을 조정해서 선택된 평균강도의 소정레벨로 회복하기에 적합한 극성과 크기를 가지게 된다.

전위차계(236)의 가동아암(236)는 기록 레이저(234)에 의해 발생된 광강도의 평균레벨을 선택하기 위한 장치이다. 최적의 결과는 전술한 바와 같이 계구(30)의 길이가 연속되는 다음 간격(37)의 길이와 정확히 일치될 때 달성된다. 전위차계(236)의 조정은 길이의 동일성을 달성하기 위한 것이다.

개구의 길이가 연속되는 다음 간격의 길이와 일치하면, 50~50%의 듀티사이클이 달성된다. 그와 같은 듀티사이클은 전술한 바와 같이 TV모니터 및 (혹은) 오실로스코우프(166)(168) 상의 방금 기록된 정보의 표시를 검토해봄으로써 탐지 가능하다. 상업적으로 인정할만한 정도의 결과는 개구(37)의 길이가 개구의 길이와 연속되는간격을 합한 길이의 0.4-0.6 사이이면 된다. 다른 말로하면, 개구의 길이 및 연속된 간격을 측정하였을 때, 개구가 전체길이의 0.4-0.6의 범위안에만 있으면 된다.

제8도에서는 제3도에 도시된 정보 트랙의 반경 방향의 단면도가 나타나 있으며, 이때 광반사지역(38)은 1쌍의 비반사지역(37)의 사이에 위치하고 있다. 제8도의 단면도에서, 조사되는 돌출 혹은 기록 비일은 화살표(217)로 표시도는 방향으로 부재(10)에 상대적으로 움직인다. 이것은 독출비임이 광반사지역(38a)상에 먼저 조사된 다음에 비반사지역(37a)에 조사되는 것을 의미한다. 이러한 구조에 있어서 기록될 신호의 양의 반주기는 광반사지역(38a)에 나타나며, 기록될 신호의 음이 반주기는 비반사지역(37a)에 나타난다.

제8도에 나타난 신호의 듀티사이클은, 범위(260)으로 나타난 광반사지역(38a)의 길이가 범위(262)로 나타난 비반사지역(37a)의 길이와 일치하는 한, 50% 듀티 사이클이된다. 이때, 기록비임(29)의 절대강도를 조절하고, 기록레이제(30)의 공급 전력을 조정하고 안정회로(48)에서의 전위차계(236)을 기록비임(29)의 45° 편광각으로부터 개구가 형성되도록 하는 레벨로 조정하면 듀티사이클은 바람직하게 결정할 수 있다.

제7도와 제8도에서 언급된 개구의 형성과정에 있어서, 얇은 금속 코우팅(26)은 광스포트의 전력이 금속필름과 기질의 성질등에 의한 한계 특성검을 초과할 때 용융된다. 스포트 전력은 광강도변조 어셈블리(44)에 의해 변조된다. 온-오프 천이는 용융한계가 변하여도 구멍끝의 위치가 정확할 수 있도록 짧게 유지되어야 한다. 용융한계의 변화는 금속 코우팅의 두께 변화에 따라서, 혹은 정보 축적층으로서 다른 물질을 사용할 때 일어난다.

200-300A의 두께를 가진 얇은 금속 코우링(26)에 개구를 형성하는데 요구되는 스포트의 평균 전력은 200mw 정도이다. FM 반송주파수는 약 8MHz이므로 1초당 8×10⁶개의 가변 길이의 구멍이 잘라지며, 따라서 매 구멍당 에너지는 2.5×10^-9J이다.

이와 같은 비데오 디스크 부재(10)의 첫번째 실시예에서, 유리 기질의 일부는 각 개구에 노출된다. 유리기질의 노출부는 조사되는 독출비임에 대한 비반사지역을 나타낸다. 연속된 개구 사이의 나머지 금속 코우팅 부분은 조사되는 독출비임에 대한 높은 반사지역을 나타낸다.

제1 및 제2표시부분을 포토지레스트 코우팅을 써서 만들 때, 기록비임(29')의 강도는 편광면의 45°회전에 의해 포토레지스트 코우팅(26)을 노출시키거나 혹은 이 포토레지스트 코우팅(26)과 상호 작용하게 되는 한계강도가 되도록 조정된다. 폭켈스셀(68)과 글랜프리즘(70)의 조합은 광강도면조 부재를 포함하며, 이 광강도변조 부재는 45°셋업(setup) 상태로부터 0°의 동작상태에 관련된 낮은 광전송 상태까지 그리고 90°의 동작상태에 가까운 높은 광전송상태를 향해 증가하면, 입사기록비임(29')는 이에 의해 조사된 포토레지스트를 노출시킨다. 이러한 노출은 기록비임의 강도가 최대 광전송상태에 도달한 후에 최초의 소정강도로 다시 돌아와서 기록레이저(30)의 광을 45°회전 편광시킬 때까지 계속된다.

회전이 45°이하로 떨어지면, 글랜프리즘(70)을 통과하는 기록비임(29')의 강도가 한계강도 이하로 떨어지므로, 집중된 기록비임은 조사된 포토레지스트를 노출시키지 못한다. 이러한 포토레지스트의 비노출은 기록비임의 강도가 최소광전송상태에 도달한 후에 최초의 소정강도로 다시 돌아와서 기록레이저(30)의 광을 45°회전 편광시킬 때까지 계속된다.

폭켈스셀 드라이버 회로(72)는 전형적인 고이득, 고전압 증폭기로서, 그 출력신호 전압은 100볼트 스윙이다. 이 신호는 폭켈스셀(68)의 구동 요건에 정합시키기 위한 것이다. 통상적으로, 폭켈스셀 드라이버(72) 출력의 중간 전압치는, 45°회전을 통해 레이저(30)의 전체 가용 비임의 절반 가량만이 선형편광기(70)으로 부터 나오도록 폭켈스셀(68)을 구동시키기에 충분한 제어전압을 제공한다.

드라이버(72)로 부터의 출력신호가 양으로 되면 레이저로부터 통과되는 광이 증가하며, 드라이버(72)로 부터의 출력신호가 음으로 되면 레이저로부터 통과되는 광이 감소한다.

금속 코우팅(26)을 사용하는 제1실시예에서, 레이저(30)으로 부터의 출력강도는 드라이버(72)의 출력이 영이고 폭켈스셀의 동작점이 45°일때 디스크(10)상에 위치한 금속층 코우팅(26)을 용융시키기 시작하는 강도를 발생시키도록 조정되어야 한다. 따라서, 드라이버(72)로 부터의 출력이 양으로 되면 용융이 계속되며, 드라이버(72)로 부터의 출력이 음으로 되면 용융이 중지된다.

포토레지스트 코우팅(26)을 사용하는 두번째 실시예에서는, 레이저(30)으로 부터의 출력강도는 드라이버(72)의 출력이 중간 전압치일때 포토레지스트 코우팅을 조사하고 노출시킬 수 있도록 조정된다.

따라상, 드라이버(72)로부터의 출력이 양으로 되면 기록비임에 의해 조사된 포토레지스트의 조사와 노출이 계속되며, 드라이버(72)로 부터의 출력이 음으로 되면 조사는 계속되지만 기록비임의 에너지는 조사된 지역을 노출시키기에 불충분하게 된다. 여기서 사용된 "노출"이란 용어는 노출된 포토레지스트에 부수되는 물리현상을 설명하는 기술적인 의미이다. 노출된 포토레지스트는 현상될 수 있으며, 현상된 포토레지스트는 통상의 처리과정에 의해 제거될 수 있다. 포토레지스트를 노출시키기에 불충분한 강도의 빛에 의해 조사된 포토레지스트는 현상될 수 없으며, 따라서 제거될 수 없다.

상기 제1 및 제2실시예에서 제6도의 선(80)으로 표시된 절대 전력레벨은 기록 레이저(30)의 공급전력을 조정함에 의해 이러한 효과를 달성하도록 상하로 조정된다.

기록 레이저(30)의 절대 전력레벨의 조정장치와 함께 전위차계(236)이 사용되어 비임(29)가 45°이상 회전되었을 때, 코우팅(26)에 표시부분을 생성시킬 수 있다.

본 고안의 실시예들이 상술되었으나, 본 고안이 이들 실시예에 국한 되는 것은 아니다.

Claims (1)

1. 서로 다른 반사특성을 가지는 표시요소가 교번(交番)하여 배열된 정보트랙이 형성된 표면을 가지며 ; 이때 일정 레벨의 정보신호를 나타내는데 있어 제1표시 요소의 트랙상에서의 길이와 바로 인접한 제2표시요소의 길이의 비는 4/6 내지 6/4인, 정보 축적 비데오 디스크.