KR20070053294A - 매체 주사 시스템의 포커스 제어 - Google Patents

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KR20070053294A
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예로엔 에이. 엘. 제이. 라아이마커스
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

광 디스크 장치 및 방법은, 방사빔을 사용하여 매체를 주사하고 그 빔을 포커싱, 특히 가시성 라벨을 생성하기 위해 방사선 감지층이 형성된 라벨측을 갖는 기록매체에 가시성 라벨을 새기기 위한 것이다. 이 장치는, 방사빔을 공급하는 헤드와, 그 매체로부터 반사된 방사선으로부터 검출기 신호(CA)를 발생하는 검출기를 갖는다. 포커스 시스템은, 방사빔을 매체의 스폿에 포커싱하는 포커스 제어신호를 발생하도록 구성된다. 포커스 여기신호(505)는 포커스 제어신호에 가산되고, 포커스 정정신호는 검출기 신호에서의 무게 중심을 검출하는 것에 의거하여 발생되고, 검출기 신호의 가중치는 포커스 여기신호에 따라 결정된다.
매체 주사장치, 포커스 제어신호, 여기신호, 가시성 라벨.

Description

매체 주사 시스템의 포커스 제어{FOCUS CONTROL FOR A MEDIUM SCANNING SYSTEM}
본 발명은 방사빔을 사용하여 매체를 주사하는 장치에 관한 것이고, 이 매체 주사장치는, 방사빔을 공급하고, 그 매체로부터 반사된 방사빔에 따라 적어도 하나의 검출기 신호를 발생하는 헤드와, 포커스 제어신호를 발생하여 방사빔을 매체의 스폿에 포커싱하는 포커스 수단을 구비한다.
또한, 본 발명은, 방사빔을 사용하여 매체를 주사하는 방법에 관한 것이고, 이 매체 주사방법은, 그 매체로부터 반사된 방사빔에 따라 적어도 하나의 검출기 신호를 발생하고, 포커스 제어신호를 발생하여 방사빔을 매체의 스폿에 포커싱하는 것을 포함한다.
본 발명은, 방사빔을 포커싱하는 분야에 관한 것으로, 특히 라벨 보유 매체의 라벨측에 라벨을 기록하고 라벨 보유 매체의 라벨측에 레이저를 포커싱하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
특허출원 US 2004/0037176에는, 광 디스크 장치와, 광 디스크에 라벨을 인쇄하는 방법이 기재되어 있다. 이 라벨은, 그 광 디스크 장치의 헤드로부터 출력된 레이저 빔을 이용하여 생성된다. 이때, 현 문서에서 워드 새기기(scribing)는, 기록매체 위에 육안으로 볼 수 있는 라벨을 생성하기 위한 방사선 감지층의 가시광 특성을 변경시키는 프로세스를 나타내는데 사용된다. 광 기록장치에서는, 마크를 트랙에 기록하여 기록매체에 정보를 저장한다. 광 기록장치에는, 헤드가 장착되어 레이저 빔을 기록매체의 기록층의 트랙의 주사 스폿에 포커싱한다. 레코딩시에, 상기 헤드는, 기록매체로부터 반사된 방사빔에 의거한 헤드 내의 검출기로부터 발생된 검출기에 의거하여 반경방향 오차신호에 의거한 서보 시스템을 거쳐 트랙 상에 반경방향으로 설치된다.
공지된 문헌에는 헤드를 사용하여 라벨을 인쇄하는 것이 기재되어 있다. 감광재 또는 열감지재로 형성된 가시광 특성 변화층은, 광 디스크의 라벨 표면의 일부에서 볼 수 있는 지점에 형성된다. 광 디스크는, 광 디스크 유니트의 턴테이블 상에 세트되고 광 디스크는 광학 헤드로 향하여 전송된다. 광 디스크와 헤드는 주사동작시에 서로 이동되어 광 디스크의 평면을 따라서 라벨 영역을 커버한다. 주사와 동기하여, 광 픽업장치로부터 출력된 레이저 빔의 파워는, 프린트되는 문자 또는 그래픽 이미지 등의 이미지 데이터에 따라 변조되고, 레이저 빔은 가시광 특성 변화층에 방출된다. 이러한 가시광 특성 변화층이 레이저 빔에 노출되기 때문에, 가시광 특성 변화층의 가시광 반사도는 변화되어서, 라벨 표면에 이미지 데이터에 대응한 이미지를 형성한다.
상기 주사시에, 레이저 빔은, 매체의 스폿에 포커싱된다. 방사선 감지층을 갖는 디스크의 공백 측, 예를 들면 "공백의" 기록 가능한 라벨에의 포커싱과, 종래의 데이터 기록층에의 포커싱간의 차이는, 그 공백 측의 포커스 오차신호가 라벨 표면 상에 레이저 스폿을 포커싱하는데 일반적으로 사용가능하지 않다는 것이다. 포커싱은, 매체로부터 반사된 최대양의 방사빔을 검출하는 것에 의거한다. 공지된 주사시스템의 문제점은, 상기 최대양 검출에 의한 포커싱이 느리고 매우 정확하지 않아서, 일정하지 않은 라벨의 인쇄 품질이 될 수도 있다는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 신뢰성 있게 포커싱하면서 매체를 주사하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 1 국면에 의하면, 상기 목적은 서두에 기재된 것과 같은 장치로 달성되고, 이 주사장치에서, 포커스 수단은 포커스 제어신호에 포커스 여기신호을 구비하고 검출기 신호에서의 무게 중심을 검출하는 것에 의거하여 포커스 정정신호를 발생하도록 구성되고, 상기 검출기 신호의 가중치는 포커스 여기신호에 따라 결정된다.
본 발명의 제 2 국면에 의하면, 상기 목적은 서두에 기재된 것과 같은 방법으로 달성되고, 이 방법은 포커스 제어신호에 포커스 여기신호를 구비하고 검출기 신호에서의 무게 중심을 검출하는 것에 의거하여 포커스 정정신호를 발생하는 것을 포함하고, 상기 검출기 신호의 가중치는 포커스 여기신호에 따라 결정된다.
상기 포커스 정정신호는, 포커스 액추에이터에 인가되는 신호가 주사되는 매체의 표면을 밀접하게 뒤따라간다, 즉 포커스 정정신호는 매체의 높이 변동에 해당한다. 무게 중심을 검출하는 것은, 상기 포커스 여기신호의 값에 의거한 검출기 신호 요소를 합성하고, 포커스 여기신호의 실제 값에 따라서 검출기 신호 요소에 가중치를 할당하는 것을 포함한다. 무게 중심의 위치는, 초점과 표면 사이의 차이를 나타낸다. 이러한 대책은, 검출기 신호의 개개의 부품의 외란, 이를테면 잡음이 상 대적 가중치를 할당하고 합성하기 때문에, 포커스 제어신호의 신뢰성을 증가시키는 효과가 있다. 이것의 이점은, 신뢰 가능한 포커스 신호를 생성한다는 것이다.
또한, 본 발명은 다음의 발명내용에 의거한다. 포커싱 시스템에서는, 포커스 제어신호를 변화시키고 검출기 신호에서의 최대 양의 반사된 방사빔을 검출하여서 포커스 세트 포인트를 검출할 수도 있다. 예를 들면, 느린 램프 신호는, 초기에 포커스 제어신호로서 사용되기도 한다. 그러나, 상기와 같은 포커스 제어 시스템에서, 반사된 방사빔의 양의 편차와 필요한 포커스 정정신호의 양의 편차간의 관계가 공지되어 있지 않기 때문에, 상기 검출된 세트 포인트를 제어하거나 검증하기 어렵다. 발명자가 안 것은, 포커스 제어신호에 상기 소정의 포커스 여기신호를 구비하고, 검출신호에서의 무게 중심을 검출함으로써, 상기 검출기 신호의 가중치는, 포커스 여기신호에 따라서 결정되고, 그 무게 중심의 위치는 포커스 여기신호의 진폭에 직접 관계된다는 것이다. 이에 따라서, 신호값으로서, 필요한 정정 양은, 연산에 의해 얻어질 수 있다. 이때, 실제 포커스 변위량은, 여러 가지 미지의 파라미터, 이를테면, 포커스 액추에이터의 전달함수 등과 같은 파라미터로 인해 공지되어 있지 않다. 그러나, 필요한 포커스 정정신호의 값은, 상기 검출된 무게 중심과 상기 포커스 여기 신호의 관계로부터 직접 얻는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 상기 장치는, 라벨 모드에서, 방사빔을 사용하여 가시성 라벨을 생성하기 위한 방사선 감지층이 형성된 라벨측을 갖는 매체에 가시성 라벨을 새기기 위한 것이고, 상기 헤드는 스폿을 방사선 감지층에 발생하여 가시성 라벨을 새기기 위한 것이다.
주목해야 할 것은, 사용자 데이터를 광 디스크에 기록하기 위한 장치에서는, 공지된 광학특성의 기판층을 통해 데이터 기록층에 주사 스폿을 발생하도록 반드시 광학 헤드와 검출기를 설계한다는 것이다. 예를 들면, 광학부재는, 기판에 의해 생긴 공지된 양의 구면수차를 보상하도록 설계된다. 포커싱을 제어하는 검출기 신호들은, 매립형 기록층의 트랙을 따라가도록 설계된다. 그러나, 라벨 새기기에서는, 라벨 표면은 트랙을 갖지 않고, 빔은 기판층을 통과하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 발명자가 고안한 것은, 새기기 스폿을 평탄한 라벨 감지층에 발생하는 동안 일어나는 검출기 신호를, 상술한 것처럼 포커싱을 검출하는데 사용하도록 갑자기 넣을 수 있다는 것이다. 이것의 이점은, 소프트웨어와, 회로를 제한하거나 추가하지 않고서, 종래의 기록장치가 신뢰성 있는 라벨 새기기 기능으로 개선될 수 있다는 것이다.
상기 장치의 일 실시예에서, 포커스 여기신호는, 주기적 포커스 여기신호이고, 특별한 경우에 그 주기적 포커스 여기신호는 실질적으로 정현파 신호이다. 이것의 영향은, 무게 중심에 대한 값이 주기적으로, 예를 들면 주기적 포커스 여기신호의 측면(flank)에서 결정된다는 것이다. 상기 실질적인 정현파 신호의 이점은, 본질적으로 액추에이터 등의 고차의 동적 응답을 갖는 포커싱 부재가 포커싱 여기신호에 따라 실질적으로 이동하여서 그 무게 중심의 정확한 값을 제공한다는 것이다.
상기 장치의 일 실시예에서, 상기 무게 중심을 검출하는 것은, 여기신호의 간격에 의거하고, 이 간격은 여기신호의 제로 크로싱에 대해 대칭이다. 상기 대칭 적인 간격에 의해, 포커스 여기신호의 양의 부분과 음의 부분에 대해 검출기 신호 요소의 가중치가 동일하게 된다. 이것의 이점은, 랜덤한 방해 요소를 억제한다는 것이다.
본 발명에 따른 상기 장치와 방법의 또 다른 바람직한 실시예는, 첨부된 청구항에 나타내어져 있고, 그 개시내용은, 여기서 참고로 포함된다.
본 발명의 이들 및 다른 국면은, 아래의 설명에서의 예시에 의해 설명된 실시예를 참조하고 첨부하는 도면들을 참조하여 더 설명되고, 이 실시예와 도면들로부터 명백해질 것이다:
도 1a는 디스크형 기록매체를 나타내고,
도 1b는 기록매체의 단면도,
도 1c는 기록매체의 라벨을 나타내며,
도 2는 라벨을 새기는 기록장치를 나타내고,
도 3은 무게 중심을 검출하는 것을 나타내고,
도 4는 무게 중심을 검출하기 위한 신호를 나타내고,
도 5는 검출기 신호처리부를 나타내고,
도 6은 타코 변환기를 나타내고,
도 7은 피드 포워드 블록을 나타내고,
도 8은 이득 모델을 나타내고,
도 9는 포커스 시스템의 개요를 나타내고,
도 10은 피드 포워드 브랜치의 디지털 구현도,
도 11은 CA 처리의 디지털 구현도,
도 12a는 한번 반복 후의 제 1 시뮬레이션 결과, 도 12b는 2번 반복 후의 제 1 시뮬레이션 결과를 나타내고,
도 12c는 4번의 반복 후와, 요소 2를 갖는 포커스 여기신호 진폭의 감소 후의 제 1 시뮬레이션 결과를 나타내고,
도 13은 고조파의 진폭 변화를 나타낸다.
도면들에서, 상술한 구성요소에 해당하는 구성요소는 참조번호가 동일하다.
도 1a는 디스크형 기록매체를 나타낸다. 도 1b에는 단면도가 도시되고, 도 1c에는 기록매체의 라벨측을 나타낸다. 기록매체(11)는, 정보층 상의 트랙(9)과 중심 구멍(10)을 갖는다. 트랙(9)은, 정보층의 거의 평행한 트랙을 구성하는 나선형 또는 동심형 패턴의 회전에 따라 배치된다. 기록매체는, 기록가능형의 정보층을 갖는 광 디스크이어도 된다. 기록 가능형 디스크의 예로는, CD-R와 CD-RW, 및 DVD-R 또는 DVD+RW, 및/또는 BD(블루레이 디스크)가 있다. 기록 가능형 기록매체의 트랙(9)은, 블랭크 기록매체의 제조시에 제공된 프리엠보싱된 트랙 구조, 예를 들면 프리그루브로 나타내어진다. 기록된 정보는, 트랙을 따라서 기록된 광학적으로 검출가능한 마크로 정보층에 나타내어진다. 이 마크는, 방사빔, 예를 들면 광 디스크 드라이브 내의 광학 헤드에서 발생된 레이저 빔에 의해 판독되고, 옵션으로 기록될 수 있다. 이 마크는, 하나 이상의 물리 파라미터의 변동으로 구성되고 그에 따라서 그들의 주변과 서로 다른 광학 특성, 예를 들면, 염료, 합금 또는 상변이 물질 등의 재료로 기록할 때 얻어진 반사도의 변동이나, 광자기 재료로 기록할 때 얻어진 편광방향의 변동을 갖는다.
도 1b는 기록 가능형 기록매체(11)의 선 b-b를 따라 도시된 단면도로, 여기서 투명한 기판(15)에는, 기록층(16)과 보호층(17)이 형성되어 있다. 트랙구조는, 예를 들면, 주사시에 광학 헤드가 트랙(9)을 뒤따라갈 수 있게 하는 프리그루브(14)로 구성된다. 이 프리그루브(14)는, 함몰부 또는 융기부로서 구현되거나, 서로 다른 광학 특성을 갖는 재료로 구성되어도 된다. 또한, 트랙구조는, 주기적으로 서보신호가 일어나도록 규칙적으로 분포된 서브트랙으로 형성되어도 된다. 기록매체는, 예를 들면 비디오 또는 오디오 정보, 또는 다른 정보 이를테면, 컴퓨터 데이터와 같은 정보 등의 실시간 정보를 갖도록 구성되어도 된다. 보호층(17)의 상부에는, 가시성 라벨을 새기기 위한 방사선에 민감한 라벨층(18)이 형성되어 있다. 새기기는, 상기 방사선 감지층(18)의 가시광 특징을 변화시켜 가시성 라벨을 생성하기 위한 프로세스이다.
도 1c는 기록매체의 라벨을 나타낸다. 기록매체(11)는, 라벨측으로부터 도시된 것이고, 시각적 라벨(19)은 방사선 감지층에 새겨져 있다. 이 시각적 라벨 요소, 예를 들면 블랙 도트는, 새기기 스폿을 인가하고 방사빔의 전력을 변조하는 동안 반경방향 및 각도 위치에서 라벨층을 주사하여서 라벨층(18)에 새겨진다. 가시성 라벨을 새기는 시스템은, 예를 들면 US 2002/019517에 공지되어 있다.
이때, 상기 예들은, 방사선 감지 라벨층이 기록매체의 서로 다른 측에 있고, 그 입사측이 정보를 기록 및 판독하는, 기록매체에 기초한다. 그러나, 적절한 재료의 라벨층은, 그 입사측에 위치되어도 된다. 이러한 라벨층은, 정보를 트랙에 있는 마크로부터 기록 및 판독하기 위한 방사빔에 대해 적어도 부분적으로 투과적이어야 한다. 더욱이, 상기 라벨층은, 라벨측의 일부에 부착될 수 있을 뿐이다. 명백하게 라벨 요소는, 라벨층으로 덮인 부분에 새겨질 수 있을 뿐이다.
도 2는 라벨 새기기를 한 기록장치를 나타낸다. 이 기록장치에는, 기록매체(11)를 주사하기 위한 수단이 구비되고, 이 수단은 기록매체(11)를 회전시키는 구동부(21), 헤드(22), 이 헤드(22)를 반경방향으로 위치 지정하는 서보부(25) 및 제어부(20)를 구비한다. OPU(광 픽업장치)라고도 하는 상기 헤드(22)는, 방사 스폿(23)에 포커싱된 광학부재를 통해 안내된 방사빔(24)을 발생하는 공지된 형태의 광학계를 구비한다. 방사빔(24)은, 방사원, 예를 들면 레이저 다이오드에서 발생된다.
데이터 기록모드에서, 방사 스폿은, 기록매체의 정보층의 트랙에 발생된다. 라벨 새기기 모드에서, 방사 스폿은, 매체(11)의 라벨측의 방사선 감지층에 포커싱된다. 상기 헤드는, 상기 빔의 광축을 따라서 방사빔(24)의 포커스를 이동시켜서 그 방사빔을 방사 스폿으로 포커싱하는 포커싱 액추에이터(36)와, 반경방향으로 스폿(23)을 미세 위치 지정하는 반경방향 액추에이터(미도시됨), 예를 들면 광학부재를 반경방향으로 이동시키기 위한 코일을 더 구비한다.
매체로부터 반사된 방사빔은 헤드(22)에 통상의 형태의 검출기로 검출된다. 프론트-엔드(front-end)부(31)는, 그 트랙으로부터 반사된 방사선에 의거한 검출기 신호를 공급하는 검출기에 연결된다. 검출기 신호들은, 마크를 판독하기 위한 주 주사신호(33)와, 예를 들면 각각 트랙의 좌우측에서 반사된 것과 같은 방사빔에 의거한 푸시풀 서브 검출기 신호 및/또는, 상기 트랙의 좌우측에 위치 지정된 분리된 위성 스폿으로부터 반사된 것과 같은 방사빔에 의거한 위성 서브 검출기 신호와 같은 서브 검출기 신호를 포함한다.
포커싱용 검출기 신호는, 포커스부(32)에 연결되어 이하에 설명된 것처럼 포커스 제어신호(35)를 사용하여 상기 포커싱 액추에이터(36)를 제어한다. 상기 주 주사신호(33)는, 정보를 검색하기 위해서, 복조기, 역포맷기 및 출력부로 이루어진 통상의 형태의 판독처리부(30)에 의해 처리된다. 라벨 모드일 경우, 포커싱용 검출기 신호는, 총 반사된 방사빔을 나타내는 합 반사신호를 구비한다. 예를 들면, 그 합신호를 위해 상기 주 주사신호는, 통상 중앙 개구 신호(CA), 또는 모든 서브 검출기 신호들의 조합된 신호를 사용하여도 된다.
제어부(20)는, 정보의 기록 및 검색을 제어하고, 사용자로부터 또는 호스트 컴퓨터로부터의 명령어를 수신하도록 구성되어도 된다. 제어부(20)는, 제어선(26), 예를 들면 시스템 버스를 통해 상기 기록장치의 다른 부들에 연결된다. 제어부(20)는, 제어회로, 예를 들면, 아래에 설명된 것과 같은 과정 및 기능을 수행하기 위해 마이크로프로세서, 프로그램 메모리 및 인터페이스를 구비한다. 또한, 제어부(20)는, 논리회로에서 상태 머신으로서 구현되어도 된다.
포커스부(32)의 구현을 위해, 하드웨어 및/또는 프로그램 가능형 신호처리기는, 디지털 신호 처리기(DSP) 등을 사용하여도 되고, 상기 기능의 부분들은 마이 크로프로세서에 구현되어도 된다.
상기 장치에는, 기록 가능형 또는 재기록 가능형의 기록매체에 정보를 기록하기 위한 기록수단이 구비되어 있다. 상기 기록수단은, 기록용 방사빔을 발생하기 위해 헤드(22) 및 프론트 엔드부(31)와 함께 작동하고, 기록신호를 발생하여 상기 헤드(22)를 구동하기 위해 입력정보를 처리하는 기록처리수단을 구비하고, 이 기록처리수단은 입력부(27), 포맷기(28) 및 변조기(29)를 구비한다. 정보를 기록하기 위해서, 방사빔의 전력은, 기록층에서 광학적으로 검출 가능한 마크를 생성하기 위해서 변조기(29)에 의해 제어된다.
일 실시예에서, 상기 입력부(27)는, 아날로그 오디오 및/또는 비디오, 또는 디지털 압축해제된 오디오/비디오 등의 신호들을 입력하기 위한 압축수단을 구비한다. 적절한 압축수단은, MPEG 표준에 비디오에 대해 기재되어 있고, MPEG-1은 ISO/IEC 11172에 기재되어 있고, MPEG-2는 ISO/IEC 13818에 기재되어 있다. 이와는 달리, 입력신호는 상기 표준에 따라 미리 인코딩되어도 된다.
제어부(20)는, 기록모드에서 기록을 제어하기 위한 것이다. 제어부는, 라벨모드에서 새기기를 제어하는 라벨 제어부(33)를 구비한다. 새겨지는 라벨 데이터는, 호스트 인터페이스를 통해, 또는 사용자 입력에 의해, 라벨 제어부에 공급된다. 일 실시예에서, 주사장치는, 라벨을 기록하도록만 구성될 수도 있다. 이 주사장치는, 상기 장치와 동일하게 기록하지만, 데이터 기록 및 검색을 위한 구성요소는 생략된다.
라벨 모드에서는, 기록매체를 주사장치에 삽입하고 그 기록매체의 라벨측은 광학 헤드를 향하게 하여 방사빔이 방사감지층의 새기기 스폿에 포커싱될 수 있게 한다. 기록매체가 삽입되는 경우, 사용자는, 명령을 하여 라벨 모드를 실행한다. 이와는 달리, 상기 장치는, 라벨 기록을 위해 적절한 기록매체가 삽입된 경우, 예를 들면 기록매체의 소정의 위치의 규정된 마크를 검출하여서 자동으로 검출하여도 된다.
실제로, 라벨 모드에서의 아이디어는, CD 또는 DVD 디스크의 데이터가 없는 측에 라벨을 인쇄한다는 것이다. 양쪽의 경우에서는, 광학 헤드에 있는 CD 레이저를 사용하여 라벨을 기록하여도 된다. CD 스폿은, 1.2mm 폴리카보네이트 기판의 일부가 더 이상 광 경로가 아니기 때문에 구면수차로 수차가 심하게 한다. 반경방향 및 포커스 제어 양쪽은, 개방 루프를 수행한다.
상기 헤드의 각도 위치는, 공지된 기준위치로부터 기록매체의 회전을 정확하게 제어 및 측정하는 것에 의거하여 측정되어도 된다. 이에, 기록매체는, 헤드에 의해 또는 추가의 센서에 의해 검출되는 바코드 등의 라벨측에 추가의 마크를 갖는다. 또한, 예를 들면, 현 출원인에 의해 계류중인 출원(PHNL040725)에 기재된 것처럼, 각도 위치는, 턴테이블 모터에 연결된 홀(Hall) 센서로부터의 신호들에 의거하여도 된다. 상기 헤드의 반경방향 위치는, 동일한 크기로 번호가 매겨진 스텝에 대한 스텝핑 모터에 의거하거나, 스핀들을 따라 슬레지를 이동시키는 모터에 연결된 회전 센서에 의거하여도 된다.
라벨에 포커싱하는 것은, 상기 소위 중앙 개구(CA) 신호로부터 측정된 반사도를 최대화하는 것에 의거한 방법을 사용하여 수행될 수도 있다. 이러한 신호는 종종 합신호라고도 한다. 기본적으로, 디스크로부터 반사된 광량을 나타내는 신호이다. 이 신호는, 주 스폿에만 대응하는 검출기 세그먼트의 합으로부터 발생될 수 있다. 그러나, 3 스폿 시스템에서는, 주 스폿에 대응한 검출기 세그먼트의 합 + 위성 스폿에 대응한 검출기 세그먼트의 합에 의거할 수 있다. 그러나, 이러한 CA 신호의 품질은 낮고, 많은 잡음이 그 신호에 존재한다. 따라서, 많은 샘플링 또는 필터링은, 재생 가능한 결과를 얻는데 필요하다. 옵션은, CA를 필터링하고 나서 최대값을 찾는 것이다. 하지만, 필터링에 의해 그 필터링된 CA 신호에서 지연이 생기므로, 이 지연은 최대값을 찾을 때 보상되어야 한다.
본 발명에 따른 방법 및 장치에서, 상기 CA 신호는, '시간 도메인'에서 직접 필터링되지 않지만, 포커스 여기신호는 포커스 제어신호에 포함되어 있고, 그에 따라서 그 CA 신호의 편차는 무게 중심을 연산하기 위해 검출된다.
도 3은 무게 중심을 검출하는 것을 나타낸다. 수직축의 다이어그램에서, 검출기 신호 CA는, z의 함수, CA(z)로 나타내어지고, 수평축에서는, 포커스의 변위 z가 나타내어져 있다. 예를 들면, 상기 변위 z는 포커스 제어신호(35)에 포함된 포커스 여기신호에 의해 제어되어도 된다. 기본적으로, 그 CA의 무게 중심을 측정하고; 그 결과를 z0라고 한다. 그 무게 중심이 의미하는 것은, z0의 양측의 가중된 표면이 동일하다는 것이고, 이때 표면 S는 다음식에 따라 거리 l과 곱한 표면 dA를 z0까지 적분하여 연산된다.
Figure 112007022597062-PCT00001
이것으로 다음식이 된다.
Figure 112007022597062-PCT00002
포커스 여기 신호일 경우, 주기적 신호, 특히 실질적으로 정현파 신호를 인가하여도 된다. 이 경우에:
Figure 112007022597062-PCT00003
z, 예를 들면, z>A 또는 z<-A의 아웃 오브 포커스 값이 큰 경우 CA(z)=0이라고 가정하면, 상기 시간 도메인에서의 측정 원리는, 다음식을 따른다.
Figure 112007022597062-PCT00004
(완전한 무게 중심 공식 COG라고 함)
여기서, Tp는 주기적 포커스 여기신호의 주기에 관련된 측정기간으로, 예를 들면 정현파 여기신호의 주기의 0.5배이다. 여기서는 잡음이 있고, 필터링되지 않 아 빠른 CA 신호를 사용할 수 있는데, 그 이유는 전체 신호가 적분되기 때문이다. 이러한 알고리즘은, DSP 및 마이크로프로세서 구현 시도, 교정속도 및 단순성에 대해 이점을 갖는다. 드라이브에서 상기와 같은 측정을 수행하기 위해서, 포커스 액추에이터는, 디스크에 대해 이동된다. 본 발명의 일 실시예에서는 선형 톱니를 사용할 수 있다. 이렇게 하여 시간 영역의 z에 대해서 적분을 수행할 수 있는 z와 시간간의 선형관계를 얻을 수 있다. 그러나, 톱니에 의해, 측정 정확도와 속도에 부정적인 영향을 미치는 액추에이터의 응답에 있어서 고조파가 보다 높아질 것이다. 그러므로, 또 다른 바람직한 실시예에서는, 포커스 액추에이터 이동을 구동하기 위해 고조파 신호의 측면을 사용한다. 이 때문에, 시간과 z간의 관계는, 더 이상 선형이 아니다. 공간 대신에 시간에 대한 적분을 수행하기 위해서, 적분은, 상술한 것처럼 추가의 고조파 sin(2πfNt)로 보상되어야 한다. 그러나, 발명자가 안 것은, 이러한 보상은 양호한 컨버전스를 위해 항상 필요한 것이 아니므로, 무게 중심을 검출하는 것은 다음식에 의거한다.
Figure 112007022597062-PCT00005
(단순화된 무게 중심 공식 SCOG라고 함)
도 4는 무게 중심을 검출하는 신호들을 나타낸다. 도면의 제 1 섹션에서, 곡 선(44)은, 주기가 Td/Nm, 즉 1회전 당 주기적인 포커스 여기신호의 주기의 수를 나타내는 수 Nm으로 나눈 디스크형 매체의 회전주기 Td인 주파수 Nm/Td의 코사인형 여기신호로 인해 수평축에서 시간 t에 대한 드라이브에서의 포커스 부재의 변위 z를 나타낸다. Tp는 주기적 포커스 여기신호의 기간에 0.5배의 측정기간, 즉 Tp=0.5·Td/Nm이다. 제 2 섹션(42)은, 검출기 신호 CA를 나타내고, 특히 주기적인 포커스 여기신호의 측면에 대응한 제 1 대칭 간격(45)에서, 섹션(41)에서의 변위 z1에 대응한 시간 t1에서의 값 CA(z1)을 포함한 CA 신호의 제 1 곡선(46)을 제공한다는 것을 알 수 있다. 또한, 제 3 섹션(43)은, 도 3에 대응하게 도시되어 있다.
도 5는 검출기 신호처리 부분을 나타낸다. 본 도면은, 드라이브에서 실행되는 CA 신호처리원리를 나타낸다. 상기 공식 SCOG에 대응한 분자와 분모를 결정하는 2개의 적분기(51,52)는, 명백하게 볼 수 있다. 상기 포커스 여기신호는, 다음과 같이 발생된 코사인이다. 예를 들면, 센서를 따라서 지나가는 매체 상의 바코드에서 발생된 타코신호 또는 센서신호와 같은 동기신호 k는, 매체의 회전에 대응하게 발생된다(도 6 참조). 스케일링부(53)에서는, 동기신호k의 규모를 변화시켜 바람직한 범위를 얻는다, 예를 들면, 0..1023은, Nm(주기적인 포커스 여기신호의 주기의 수)를 곱하고 8로 나누어서 0..(128*Nm-1)으로 스케일링된다. 논리부(54)에서는, 상기 신호를 논리적으로 7F(hex)와 AND하여 Nm=8의 시퀀스가 톱니형 펄스가 되게 하고, 이 펄스는 SIN부(55) 및 COS 부(56)를 사용하여, 예를 들면 상기 부(53,54)에서 조기에 인가된 논리적 스케일링에 대응한 128값의 테이블에 의거하여, 정현파 신호 (사인 및 코사인 각각)로 변환된다.
섹션(50)에서, 도 5는 측정기간(503), 예를 들면 그 기간은 Td/3이고, 즉 포커스 여기신호의 Nm=3 주기를 갖는 회전주기의 1/3이다. 사인신호(504)는, 적분기(51,52)와 홀드부(59,60)를 리세트하고, 측정주기가 종료된 것을 나타내는 인터럽트를 발생하도록 (사인신호 504의 제로 값 501,502 사이의) 측정 간격을 검출하는데 인가된다. 코사인 신호(505)는, 곱셈기(58)에 입력되고, 이 곱셈기는 로우패스 필터 기능을 갖는 이득부(57)를 거쳐 검출기 신호 CA를 더 수신한다. 상기 곱셈기(58)의 출력은, 적분기(51)에서 적분되고, 홀드부(59)에서 샘플링되어 분자를 발생하고, 검출기 신호 CA는 제 2 적분기(52)에서 적분되고 홀드부(60)에서 샘플링되어 분모를 발생한다. 따라서, 동일한 주파수의 사인에서 제로 크로싱(501,502)을 사용하여 적분기를 리세트하고 그 결과를 0차 홀드부(59,60)에 저장한다. 적분기가 리세트되는 경우, 인터럽트를 마이크로프로세서에 발생한다. 이러한 인터럽트는, 마이크로프로세서가 분자와 분모를 샘플링할 수 있다는 것을 나타낸다.
성공적으로 상기 측정을 실행하는 경우, 즉 CA 피크가 상기 측면에 있는 경우, 그 분자를 분모로 나누면 그 결과는 z0이다. 이때, 포커스 세트 포인트가 포커스 여기신호의 범위 내에 있지 않은 경우, CA 신호는 대략 제로이다. 이것은, 나누기 전에 마이크로프로세서에 의해 따로따로 검사되어도 되고, 포커스 여기신호에 대한 보다 큰 진폭, 또는 서로 다른 전체 포커스 탐색과정을 선택하여도 된다. 이때, 상기 나눗셈은, 마이크로프로세서에서 수행되고 DSP에서 수행되지 않는 것이 바람직하고, 이때 이러한 나눗셈은 보다 더 복잡하다.
일 실시예에서는, 1회전당 다수의 측정을 필요로 하고, 그 측정 고조파는 디스크 회전속도보다 높은 주파수를 가져야 한다. 신호처리를 더욱 단순화하기 위해서, 상기 측정 고조파는 디스크 회전속도 Fd의 정수이어야 한다. 이 경우에, 우리는 바로 이 정수가 N=8이도록 선택한다. 각 코사인에서, 2개의 측정 측면은 유용하다. 이 때문에, 우리는 1회전에 대해 동등하게 분포된 z0에 대한 16값을 얻는다. 이들 16값을 사용하여, FFT 과정에 의해 DC값과 7 고조파를 얻는 것이 가능하다.
도 6은 타코 변환기를 나타낸다. 타코 센서로부터의 타코 신호(61)는, 곱셈부(62)와 나눗셈부(63)에서 스케일링되어 검출기 신호처리부분의 입력에 연결된 동기신호 k를 발생한다(도 5 참조). 따라서, (상기 검출기 신호처리부분에서 발생된) 사인 및 코사인파는 디스크 각도 위치에 대응한 타코 신호에 대해 고정된다. 이 타코 신호는, 소위 라이트스크라이브 디스크의 패턴에 의해 발생되고, 이 디스크는 회전 당 800비트를 발생한다. 추가의 처리를 단순화하기 위해서, 상기 "800비트" 타코 신호는, 먼저 도 6에 도시된 것처럼, "1024"비트 타코 신호로 변환된다.
도 7은 피드 포워드 블록을 나타낸다. 이 피드 포워드 블록은, 포커스 제어신호에 포커스 정정신호로서 포함되도록 피드 포워드 신호를 발생하기 위한 것이다. 회전하는 매체에 대해, 출력은 동기신호 k에 의해 매체의 회전에 대해 고정된다. 상기 피드 포워드 블록은, 다수의 브랜치를 구비하고, 각 브랜치는 회전 주파수의 고유 고조파로 조정된다. 최하위 브랜치는 곱셈부(71)(k*3/8)에서 시작하여 논리 AND부(72)(&7Fhex)를 거친 후 제 3 고조파 N=3을 공급하고, 이것은 SIN 및 COS부(73)에 의해 사인 및 코사인 신호로 변환되고, 이것은 각각의 고조파 성분ㅇ 에 대해 상기 측정 및 연산된 진폭을 얻는 유니트(74)에서 스케일링된다. 그 스케일링된 성분은, 가산기 체인(76)에서 가산되어 포커스 정정 신호 z를 발생한다. 이때, 그 포커스 정정신호의 DC값에 대한 브랜치는 상수값부(75)에 의해서만 구체화된다. 따라서, 피드포워드 블록에서, 프로그램 가능형 진폭 및 위상을 갖는 디스크 회전속도 고조파를 발생하는 것이 가능하다. 이전에 설명된 샘플 z0의 연산에 의거한 FFT 과정의 결과는, 대응한 고조파의 진폭용 레지스터에 포함된다. 이때, 여기서는 이득 변환을 필요로 하지 않고, 그 결과 z0 샘플의 FFT에 의거한 진폭은, 모든 'z 신호들이 동일한 도메인'에 있기 때문에 피드 포워드 테이블에 직접 가산될 수 있다.
도 8은 이득 모델을 나타낸다. 이 이득 모델은, 디지털 (연산) 도메인에서의 값 r을 포커스의 이동 z(mm 단위)로 변환하는 것을 설명한다. 상부 섹션에서는 포커스 제어 시스템에서의 구성요소의 실제 체인으로 이루어진 모델을 나타낸다. 상기 값 r은, 유니트(81)에 의해 이득 Gz만큼 증폭되어 출력전압 Uout을 출력하고서 Ga만큼 증폭되어 액추에이터용 구동 전압 Uact을 구동 증폭기(82)에 의해 출력하고, 끝으로 상기 액추에이터의 감도 DCs에 따라 mm 단위의 이동 z로 변환된다. 하부 섹션에서, 이득 G=DCs·Ga·Gz를 갖는 단일 이득단 G을 사용한 해당 이득 모델을 나타내고, 그에 따라서 z=G·r을 나타낸다. 이때, 일반적으로 G는, 드라이브에서 사용된 성분, 온도 등에 좌우된다. 일 실시예에서는, 디지털 신호 r=R·cos(2πfNt)에 의해 디지털 도메인에서 발생된다. 이 때문에, z=G·r =G·R ·cos(2πfNt), 여기서 R은 R=A/G와 같은 진폭이다. 상기 나타낸 z0에 대한 공식 COG는 다음식이 된다.
Figure 112007022597062-PCT00006
r0의 값은, 디지털 도메인의 드라이브에서 계산되고, GR은 시간 단위의 측정 주기의 한계치를 나타낸다. N개의 결과 r0 →r0[1..16](N=16)으로 한다. 이제 z의 진폭의 대응한 수를 다음식으로 연산한다:
Figure 112007022597062-PCT00007
여기서, FFT는 급속 푸리에 변환이고, Z0(1..16) 및 R0(1..16)는 주파수 도메인에서의 고조파를 나타낸다(미러 주파수를 구비한 16샘플에 의거한 16 고조파). 이제, 진폭 R0(1..16), 즉 FFT-1(R0(1..16))에 의거한 신호를 발생하고, 여기서 FFT- 1는 역 FFT이다.
유감스럽게도, 이것에 의해 신호 z=FFT-1(R0(1..16))·G가 된다. 따라서, 포커스 정정신호를 발생하는 경우 G의 값을 고려할 필요가 없는데, 그 이유는, 그 값이 디지털 도메인에서 연산되고 피드 포워드 신호 r로서 직접 사용가능하다. 더욱 이, 실제로 포커스 정정 신호를 발생하기 위해서, 고조파의 하위 수는, 예를 들면 4개의 고조파만을 사용하여도 된다.
주목할 것은, 새겨지는 매체, 예를 들면 라이트스크라이브 매체의 반사도가, 1부터 10%까지 변할 수 있다는 것이다. 이러한 변동을 해결하기 위해서, 포커스 측정시에 프론트 이득을 스케일링 하는 것이 바람직하다. 이러한 스케일링은 다음의 2가지 이유: 부적절한 스케일링에 의해 DSP에서 내부적으로 양자화 오류가 생기고, 부적절한 스케일링에 의해 측정 포인트의 '유효 검사'(CA에 대한 적분인 분모에 관한 레벨 검사)가 잘못되는 것에 대해 (적어도) 필요하다. 바람직하게는, 디스크 인식 동안, 종래의 반사도 측정을 사용하고 이에 대응하게 프론트 이득을 설정하는 상기 프론트 스케일링은 한번 실행되어야 한다.
도 9는 포커스 시스템의 개요를 나타낸다. 이 도면은, 드라이브의 시뮬레이션 모델에 의거하고, 여기서 클록 발생기(91)는 클록신호를 공급하고, 변환기(92)는 그 클록신호를 변환하여 구동 제어신호를 시뮬레이션 하여 매체, 예를 들면 라이트스크라이브 매체를 시뮬레이션형 타코 시스템(93)을 거쳐 회전시킨다. 상기 타코 시스템(93)은, 피드 포워드 신호 발생기(94)와 CA 처리부(96)를 동기화하여 포커스 여기신호(zm)에 대한 검출기 신호(CA)에서의 무게 중심을 검출하기 위한 신호 k를 공급한다. 상기 피드 포워드 신호 발생기(94)는, 도 7을 참조하여 상술한 것처럼 구현되어도 되고, CA 처리부(96)는 도 5를 참조하여 상술한 것처럼 구현되어도 된다. 스위치(97)에 의해, 상수값을 설정할 수 있거나, 피드 포워드 신호 발생기(94)로부터의 포커스 정정신호(zff)와 상기 CA 처리부(96)로부터 매체와 그 매체 에 포커싱되게 하는 헤드 광학부재를 구비한 광학계로의 포커스 여기신호(zm)를 가산부(98)를 거쳐 설정할 수 있다.
도 10은 피드 포워드 브랜치의 디지털 구성도를 나타낸다. 도 9의 시뮬레이션 모델에서 상기 피드 포워드 신호 발생기(94)에 해당한 피드 포워드 브랜치는, 포커스 정정신호(zff)를 발생한다. K부(101)는, 플로어(floor)부(102)와, 포맷부(105)와, 그리고 7Fhex와 비트식 AND를 수행하는 AND부(104)와, 제 2 포맷부(105) 및 2*π/128과 곱하는 변환부(106)와 조합하여 고조파를 발생한다. 그래서, 이 신호는, cos부(107)에 연결되어 코사인으로 변환되고, sin부(111)에 연결되어 사인으로 변환되며, 그 코사인은 C부(108)에 연결되어 제 1 파라미터 값과 곱해지고, 그 사인은 S부(112)에 연결되어 제 2 파라미터 값과 곱해지고, 이때의 파라미터 값들은 상술한 것처럼 역FFT 변환으로 각각의 고조파에 대해 연산된다. 상기 곱해진 코사인 및 사인 신호들은, G부(109) 및 G1부(113) 각각에 의해 변환되고, 상기 부(110)에서 가산되어 포커스 정정신호(zff)를 발생한다. 주목할 것은, 상기 피드 포워드 브랜치가 마찬가지로 포커스 정정신호에 포함되는 다른 고조파에 대해 구성되거나, 상기 선택된 고조파를 포함한 벡터를 연산하도록 구성되어도 된다.
도 11은 CA 처리를 하는 디지털 구성도를 나타낸다. 이 도면은 포커스 여기신호(zm)에 대해 검출기 신호(CA)에서의 무게 중심을 검출하기 위한 CA 처리부(96)에 해당한다. 상기 도 10과 마찬가지로, 매체의 회전 위치에 대해 발생된 동기화 신호 k로부터, 예를 들면 Nm/8을 곱하여 상술한 것과 같은 포커스 여기신호의 8개의 주기를 공급하는 제 1 부(115)에 의해 결정된 매체의 1회전당 다수의 주기를 갖 는 코사인 및 사인 신호를 발생한다. 따라서, 코사인 신호는, 상수값 Cm을 곱한 곱셈부(116)에 의해 포커스 여기신호(zm)로 변환된다. 사인 신호는, 포화부(120)와 부호부(121)에 연결되어, 사인 신호가 제로 크로싱을 갖는 경우 트리거 신호를 제공한다. 2개의 서로 다른 실시예는, 다음과 같이 나타낸다. 곱셈부(117)는, 사인 신호 또는 1의 상수값(즉, 효과적으로는 곱셈기가 생략되어도 된다)을 수신하여, CA 입력신호를 (무게 중심을 연산하기 위한 완전한 COG 공식이 필요한 경우) 상기 사인 신호와 곱하거나, 또는 (단순화된 공식 SCOG가 필요한 경우) CA 신호를 직접 적용하는 것을 수행하고, 여기서, 실제로, 마지막 실시예는, 충분한 포커스 레벨로 변환한다. (사인 곱셈된) CA 신호는, 하부의 이산 시간 적분기(123)에서 적분되어 상기 (COG 또는) SCOG 공식의 분모를 제공한다. 또한, (사인 곱셈된) CA 신호는, 곱셈기(119)에서 곱해지고, 상부의 이산 시간 적분기(122,123)에서 적분되어 상기 (COG 또는) SCOG 공식의 분자를 제공한다. 이산 시간 적분기(122,123) 양쪽은, 무게 중심의 연산을 분자와 분모의 값에 관해 수행하는 것을 나타내는 트리거 신호에 의해 리세트된다.
도 12a는 한번 반복 후의 제 1 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 12b는 2번 반 후의 제 1 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 12c는 4번 반복 후와, 요소 2,5를 갖는 포커스 여기신호 진폭의 감소 후의 제 1 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 12a-c에서, 상부 섹션은 (z 도메인에서의)포커스 신호들의 값을 나타내고, 제 2 섹션은 검출기 신호(135)(CA)를 나타내고, 제 3 섹션은 실제 측정된 증폭된 검출기 신호 ca*zm*10의 값 140과 포커스 여 기신호 zmeas의 값 141을 나타낸다. 그 제 3 섹션은 SCOG(∫CA* zmeas *le4)의 분자의 적분값의 값 150과 SCOG(∫CA)의 분모의 적분값의 값 151을 나타내고, 무게 중심의 검출마다 적분기를 리세트하는 트리거 신호 152를 나타낸다. 하부 섹션은, SCOG(∫CA* zmeas/∫CA)의 출력의 값(160)과, 상기 시뮬레이션에서 디스크 표면에 대해 초점의 나머지 오차신호를 나타내는 갱신 후의 오차값(161)을 나타낸다. 나머지 오차에 대한 목표값을 나타내는 2개의 직선이 추가되어 있다.
도 12a에서, 제 1 곡선(131)은, 포커스 제어신호, 즉 포커스 여기신호와 피드 포워드 신호(즉, 포커스 정정신호)로 이루어진 포커스 제어신호를 나타낸다. 이때, 피드 포워드 신호는, 상기 측정의 첫번째 반복(즉, 매체의 첫번째 회전)으로 인해 그래도 제로이다. 제 2 곡선(133)은, 매체의 z 방향 zdisc의 실제 편차, 즉 필요한 포커스 정정을 나타낸다. 제 3 곡선(132)은, 포커스 오차, 즉 포커스 제어신호(131)와 실제 편차(133)의 차이를 나타낸다. 도 12b에는 동일한 신호가 도시되어 있고, 아울러 포커스 여기곡선(130)을 따로따로 볼 수 있고, 피드 포워드 신호 곡선(134)은 매체 zdisc의 실제 편차 곡선(133) 후에 근접하게 온다. 이때, 포커스 오차 곡선(132)은, 포커스 여기신호에 실질적으로 상보적인 포커스 오차를 나타낸다. 도 12b 및 12c의 또 다른 섹션은, 각각의 상당한 반복 후, 도 12a와 같은 신호를 나타낸다. 도 12c에서는, 포커스 여기신호 zmeas의 진폭이 감소되어, 나머지 포커스 오차를 더욱 개선하게 된다. (중간 섹션 이외의) 대부분의 섹션의 스케일은, 도 12a 및 12b에 비해 도 12c에서 두 배이었다. 매체의 보다 큰 실제 z 편차를 수반하는 초기의 반복으로부터 대략 정정된 피드 포워드 신호가 사용 가능한 경우에, 포커스 여기신호 zmeas의 하부의 진폭은, 보다 큰 진폭(즉, 보다 많이 초점이 맞지 않음)에서의 CA 신호값은 많은 관련 신호 요소를 포함하지 않지만, 실질적으로 잡음만 있다. 도 12a-c의 제 4 섹션에서 밝혀진 것은, 분자값(150)이 추가의 반복으로 감소되고, 분모값(151)이 증가한다는 것이고, 피드 포워드 신호와 매체의 실제 편차의 보다 근접한 일치를 명백히 나타낸다.
도 13은 포커스 정정신호로 정정된 고조파의 진폭의 변화를 나타낸다. 고조파의 진폭은, 수평축에서 10번 반복에 대해서 나타낸 것이다. 상부 섹션은, 코사인 고조파의 여러 가지 진폭(181)을 나타내고, 제 2 섹션은 사인 고조파의 진폭(182)을 나타낸다. 제 3 섹션은 발생된 실제 편차와 피드 포워드 신호간의 연산된 나머지 제곱 평균 제곱근 오차(183), 즉 um 단위로 표현된 RMS(Root-Mean-Square)값을 나타낸다. 하부 섹션은, um 단위의 값으로서 포커스 여기신호 zmeas의 진폭(184)을 나타낸다. 이 포커스 여기신호의 진폭은, 2배 감소되어, 결국 초기값의 약 10%이다. 비교적 큰 초기값은 매체의 큰 편차를 검출하는데 항상 유효한 반면에, 추가의 반복 후의 실질적으로 감소된 진폭값에 의해 정확한 피드 포워드 신호가 된다.
본 발명을 상술한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 이와는 달리 동일한 목적을 달성하기 위해 다른 실시예들을 사용하여도 된다는 것은 자명하다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 한정되지 않지만, CA 신호에 근거한 모든 형태 의 포커싱 방법에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 특별한 형태의 라벨 보유 매체에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 방법 및 장치에서, 제어방식은 CA 신호를 사용하여 포커스를 제어한다. 이러한 CA 신호는 '시간 도메인'에서 직접 필터링되지 않고; 대신에, CA 신호의 무게 중심은 측정되고; 여기서는 이것에 의해 잡음이 있고, 필터링하지 않아 빠른 CA 신호를 사용할 수 있는데, 그 이유는 전체 신호가 z에 대해 적분되기 때문이다. 이러한 알고리즘은, DSP와 마이크로프로세서에 대해 구현 시도, 교정속도, 단순성, 및 라벨 인쇄시간을 감소시키는 보다 빠른 컨버전스의 이점을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 포커스 제어 알고리즘을 사용하여 종래의 라벨을 보유하지 않은 매체에 포커싱하여, 예를 들면 여러분이 디스크에 포커싱하기 전에 디스크의 형상을 학습할 수 있다. 이것은, 매우 낮은 자유작동거리(플라잉(flying) 높이라고도 함)를 갖는 시스템에서 이롭다. 감지 인쇄층을 갖는 광 디스크에 시각적인 라벨을 새김과 아울러, 본 발명의 포커싱 장치는, 직사각형 광학 카드, 광자기 디스크 또는, 방사빔을 사용하여 매체를 주사하는 것에 적용하는 임의의 다른 시스템 등의 다른 매체에 방사빔을 포커싱하는데도 적절하다. 본 명세서에서, 단어 '포함하는'은 열거된 것들 외의 다른 구성요소 또는 스텝의 존재를 배제하지 않고, 구성요소 앞의 단어 'a' 또는 'an'은 그 구성요소의 복수개가 존재하는 것을 배제하지 않고, 어떠한 참조부호도 청구항의 범위를 한정하지 않고, 본 발명은 하드웨어 및 소프트웨어를 사용하여 구현되어도 되고, 일부의 '수단' 또는 '부'는 하드웨어나 소프트웨어의 동일한 항목으로 나타내어지기도 한다. 또한, 본 발명의 범위는 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 발명은 어느 신규한 특징이나 상술한 특징의 조합을 포함한다는 것을 주목한다.

Claims (12)

  1. 방사빔(24)을 사용하여 매체(11)를 주사하는 장치로서,
    방사빔을 공급하고, 그 매체로부터 반사된 방사빔에 따라 적어도 하나의 검출기 신호를 발생하는 헤드(22)와,
    포커스 제어신호(35)를 발생하여 방사빔을 매체의 스폿에 포커싱하는 포커스 수단(32)을 구비하고,
    상기 포커스 수단은,
    - 상기 포커스 제어신호(35)에 포커스 여기신호를 포함하고
    - 검출기 신호에서의 무게 중심을 검출하는 것에 의거하여 포커스 정정신호를 발생하고, 상기 검출기 신호의 가중치는 포커스 여기신호에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 매체 주사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는, 라벨 모드에서, 방사빔(24)을 사용하여 가시성 라벨을 생성하기 위한 방사선 감지층이 형성된 라벨측을 갖는 매체(11)에 가시성 라벨을 새기기 위한 수단(33)을 구비하고, 상기 헤드는 스폿을 방사선 감지층에 발생하여 가시성 라벨을 새기기 위한 것인 것을 특징으로 하는 매체 주사장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 포커스 여기신호는, 주기적 포커스 여기신호이고, 특별한 경우에 그 주기적 포커스 여기신호는 실질적으로 정현파 신호인 것을 특징으로 하는 매체 주사장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 장치는, 매체를 회전 주사하는 수단(21)을 구비하고, 상기 포커스 수단(32)은,
    상기 회전에 따라 주파수 및/또는 위상을 갖는 주기적 포커스 여기신호를 가산하도록 구성되고, 특별한 경우에 상기 주파수는 회전 주파수에 8배인 것을 특징으로 하는 매체 주사장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무게 중심을 검출하는 것은, 여기신호의 간격(45)에 의거하고, 이 간격은 여기신호의 제로 크로싱에 대해 대칭인 것을 특징으로 하는 매체 주사장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 무게 중심을 검출하는 것에 의거한 포커스 정정신호를 발생하는 것은,
    Figure 112007022597062-PCT00008
    을 연산하는 것을 포함하고,
    여기서, z0는 포커스 정정신호를 연산한 값이고,
    z=A·cos(2πfNt)는 포커스 여기신호이고, A는 포커스 여기신호의 진폭이고, fN은 주기적 포커스 여기신호의 주파수이고, Tp는 주기적 포커스 여기신호의 주기에 관련된 측정기간이고,
    CA(t)는 검출기 신호인 것을 특징으로 하는 매체 주사장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 무게 중심을 검출하는 것에 의거한 포커스 정정신호를 발생하는 것은,
    Figure 112007022597062-PCT00009
    을 연산하는 것을 포함하고,
    여기서, z0는 포커스 정정신호를 연산한 값이고,
    z=A·cos(2πfNt)는 포커스 여기신호이고, A는 포커스 여기신호의 진폭이고, fN은 주기적 포커스 여기신호의 주파수이고, Tp는 주기적 포커스 여기신호의 주기에 관련된 측정기간이고,
    CA(t)는 검출기 신호인 것을 특징으로 하는 매체 주사장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 포커스 수단(32)은,
    반복적으로, 매체를 반복하여 주사하는 것,
    반복시마다, 상기 무게 중심을 검출하는 것에 의한 다수의 샘플 값을 결정하는 것 및
    상기 샘플 값에 의거하여 주기적 포커스 정정 신호를 발생하는 것에 의거하여, 상기 포커스 정정 신호를 발생하도록 구성된 것을 특징으로 하는 매체 주사장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 주기적 포커스 정정 신호를 발생하는 것은,
    상기 샘플 값의 변환을 거쳐 DC값과 고조파 주기신호를 발생하는 것과,
    상기 DC 값과 고조파 주기신호에 의거하여 상기 주기적 포커스 정정신호를 발생하는 것에 의거하고,
    특별한 경우에 상기 변환은 급속 푸리에 변환(FFT)인 것을 특징으로 하는 매체 주사장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 반복적으로 매체를 주사하는 것은,
    상기 포커스 여기신호의 제 1 진폭에 의거하여 피드 포워드 신호의 첫번째 반복을 결정하는 것과,
    상기 포커스 여기신호의 제 2 진폭에 의거하여 상기 주기적 포커스 정정신호의 적어도 하나 그 이상의 반복을 연속적으로 결정하는 것을 포함하고,
    상기 제 2 진폭은 상기 제 1 진폭에 대해 실질적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 매체 주사장치.
  11. 방사빔(24)을 사용하여 매체(11)를 주사하는 방법으로서,
    그 매체로부터 반사된 방사빔에 따라 적어도 하나의 검출기 신호를 발생하고,
    포커스 제어신호(35)를 발생하여 방사빔을 매체의 스폿에 포커싱하고,
    상기 포커스 제어신호에 포커스 여기신호를 포함하고,
    검출기 신호에서의 무게 중심을 검출하는 것에 의거하여 포커스 정정신호를 발생하고, 상기 검출기 신호의 가중치가 포커스 여기신호에 따라 결정되는 것을 포함한 것을 특징으로 하는 매체 주사방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 주사는 가시성 라벨을 그 매체(11)에 새기는 것을 포함하고, 이 매체는 방사빔(24)을 사용하여 상기 가시성 라벨을 생성하기 위한 방사선 감지층이 형성된 라벨측을 갖고, 상기 스폿은 가시성 라벨을 새기기 위해 상기 방사선 감지층에 포커싱되는 것을 특징으로 하는 매체 주사방법.
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