JPH04503585A - Optical data logger with dither operation - Google Patents

Optical data logger with dither operation

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JPH04503585A
JPH04503585A JP2-501203A JP50120390A JPH04503585A JP H04503585 A JPH04503585 A JP H04503585A JP 50120390 A JP50120390 A JP 50120390A JP H04503585 A JPH04503585 A JP H04503585A
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JP
Japan
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recording surface
data logger
optical
laser
data
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Application number
JP2-501203A
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Japanese (ja)
Inventor
ザーブリック,ラリー・エス
ヘイゼル,ロバート・ローレンス
Original Assignee
ドレクスラー・テクノロジー・コーポレイション
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Publication date
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Publication of JPH04503585A publication Critical patent/JPH04503585A/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ディザ動作する光学データロガ 技術分野 この発明は光学記録媒体におけるデータ書込みのためのビームを利用する光学デ ータ記録装置に関するものである。[Detailed description of the invention] Optical data logger with dither operation Technical field This invention is an optical device that utilizes a beam for writing data in an optical recording medium. This relates to data recording devices.

背景の技術 光学記録媒体におけるディジタルデータの記録は適当な記録媒体の表面に印また は孔をつくる記録装置によりなし遂げられてきた。印は、反射性、光路長、また は光学コントラストにおける変動のように、記録表面の周囲領域とは異なった光 学特性を有する。それゆえ、印は反射性の例では、周囲表面より多かれ少なかれ 反射的であり得る。これらの印を作り出すために使用される方法の1つはレーザ ビームで記録表面を焼くまたは溶かすものである。データ印を作成するためレー ザビームを使用する記録装置は通常スポットにレーザビームを合焦する。レーザ ビームがスポットに合焦されるとき、一般的にはオートフォーカスシステムが、 ビームが記録表面においてスポットに合焦されたままであるのを確実にするため 使用され、さもなければデータ印は形成されないかもしれない。たとえば、オオ キ他(Ohki ej al、 )の米国特許番号第4,458.980号は、 光学記録媒体において情報を記録するため合焦されたレーザビームを使用する、 光学再生ヘッドを教示する。焦点サーボ制御システムはビームを焦点が合った状 態に保つために使用される。オートフォーカスシステムを使用する記録装置にお いて、かなりの量のエネルギーはオートフォーカス回路および関連のハードウェ アを設計するのに使用される。オートフォーカスシステムを利用する記録装置の コストおよび複雑さ両方において関連の増加がまた存在する。Background technology Recording of digital data on optical recording media involves marking or marking on the surface of a suitable recording medium. This has been accomplished using recording devices that create holes. Marks indicate reflectance, optical path length, and is a difference in light from the surrounding area of the recording surface, such as variations in optical contrast. It has scientific characteristics. Therefore, the mark may be more or less than the surrounding surface in reflective cases. It can be reflexive. One of the methods used to create these marks is laser A beam burns or melts the recording surface. Layout to create data stamps Recording devices that use laser beams typically focus the laser beam on a spot. laser When the beam is focused to a spot, an autofocus system typically To ensure that the beam remains focused to a spot at the recording surface used, otherwise the data mark may not be formed. For example, U.S. Patent No. 4,458.980 to Ohki et al. using a focused laser beam to record information in an optical recording medium; Teach an optical playback head. A focus servo control system keeps the beam in focus. It is used to keep it in good condition. For recording devices that use an autofocus system and a significant amount of energy is consumed by the autofocus circuitry and related hardware. used to design the Recording devices that use autofocus systems There is also an associated increase in both cost and complexity.

もしレーザが十分に高い出力のものであるなら、レーザビームが細いビームへ合 焦される記録装置は、ビームが記録表面に射突しかつこれを熱するところにはど こでもかつそのような時はいつでも印を作成する。印は記録表面のアブレーショ ン、ピッティング(pitting ) 、または可塑変形により作成される。If the laser is of high enough power, the laser beam can be combined into a narrow beam. The recording device is focused where the beam impinges on the recording surface and heats it. Whenever such a situation arises, make a mark. The marks indicate ablation on the recording surface. created by pitting, pitting, or plastic deformation.

この方法で作られるデータ印は直径にして1ミクロン以下ないし数ミクロンの寸 法を有し、かつしばしばその印は均一でなくてもよい。縁のまわりに形成された 高いリップを有する印も有り、−万有さないものもある。記録されたデータおよ びレーザビームの制御は困難なものになる、というのはレーザがオンおよびオフ にパルス化されなければならないからである。さらにもう1つの問題は、印から の破片が表面上に堆積されることである。The data stamps made with this method have a diameter of less than 1 micron to several microns. have a law, and often the markings may not be uniform. formed around the edges Some marks have a high lip, and some do not. Recorded data and and control of the laser beam becomes difficult because the laser is turned on and off. This is because it must be pulsed. Yet another problem is from the mark. debris is deposited on the surface.

オンおよびオフにパルス化される高出力レーザは記録表面において孔を焼きまた は爆破し、表面の至るところに破片をまき散らすことになる。A high power laser that is pulsed on and off burns holes in the recording surface. will explode, scattering debris all over the surface.

この発明の目的は、最適焦点を確実にし、かつ破片が記録表面上にばらまかれな いようにする、低コストでかつ単純なデータロガを考案することである。The purpose of this invention is to ensure optimal focus and to prevent debris from being scattered on the recording surface. The objective is to devise a low-cost and simple data logger that allows

発明の開示 上記の目的は、ビームが最適焦点に合焦される比較的低出力レーザを取入れ、か つ記録表面について上方および下方の方向にディザ動作される、データロガによ って満たされる。最適の焦点は破片を形成することなしに記録表面内に小さな均 一なピットを溶かすのに丁度十分なエネルギー密度を有するスポットである。合 焦されたレーザスポットは最初記録表面の平面の上方にまたは下方にありかつそ れゆえ記録平面において焦点がはずれる。合焦光学装置はさらに、記録表面の平 面を通じて合焦されたデータスポットを移動する運動の範囲を通じて電磁的、圧 電気的、または機械的のいずれかにより配置される。記録表面におけるレーザス ポットの直径が減少しかつ最適焦点に接近するにつれて、レーザスポットのエネ ルギー密度は記録表面においてピットを形成するのに十分なものとなる。ディザ 動作の速度はピッティングが破片の形成なしに起こるようにするようにレーザの 出力と調整される。Disclosure of invention The above objective incorporates a relatively low power laser whose beam is optimally focused; A data logger that is dithered in an upward and downward direction about the recording surface. I'm satisfied. Optimal focus creates a small uniformity within the recording surface without forming debris. A spot with just enough energy density to melt a single pit. If The focused laser spot is initially above or below the plane of the recording surface and Therefore, it is out of focus at the recording plane. The focusing optics also flattens the recording surface. Electromagnetic and pressure through a range of motion moving a focused data spot through a surface Arranged either electrically or mechanically. Laser beam on recording surface The energy of the laser spot decreases as the diameter of the pot decreases and approaches the optimal focus. The Lugie density will be sufficient to form pits on the recording surface. dither The speed of operation of the laser is such that pitting occurs without debris formation. Coordinated with output.

レーザビームスポットのディザ動作の効果を発生するための様々な方法がこの発 明によって利用されてもよい。一つの実施例において、レーザダイオードおよび 合焦光学装置が撓みスプリングアセンブリに取付けられるハウジング内に組入れ られる。電磁アクチュエータはハウジングおよびばねアセンブリについての駆動 位置に設置される。アクチュエータは光学装置およびばねアセンブリの固有の機 械的周波数より下方の、同一の、またはそれより上方の周波数において信号発生 器により駆動される。固有の共振周波数における駆動は要求される電気的電力を 最小にする。撓みばねの剛性および長さ、ならびに光学装置アセンブリの質量が 共振周波数を決定する。アクチュエータは光学装置およびばねアセンブリを振動 させ、それにより合焦されたレーザスポットをディザ動作させる。X、、Yテー ブルはさらなる書込みのため記録表面とレーザビームとの間の相対的変位を与え てもよい。このような変位は記録表面または光学装置アセンブリのどちらに与え られてもよい。There are various ways to generate the effect of dithering the laser beam spot. May be used depending on the light. In one embodiment, a laser diode and The focusing optics are incorporated into a housing that is attached to a flexure spring assembly. It will be done. Electromagnetic actuator drives about housing and spring assembly installed in position. The actuator is a unique feature of the optical device and spring assembly. Signal generation at frequencies below, the same as, or above the mechanical frequency driven by the device. Drive at a unique resonant frequency reduces the required electrical power Minimize. The stiffness and length of the flexure spring and the mass of the optical device assembly are Determine the resonant frequency. Actuator vibrates optics and spring assembly and thereby dither the focused laser spot. X,, Y The bull provides a relative displacement between the recording surface and the laser beam for further writing. It's okay. Such displacements may be applied to either the recording surface or the optics assembly. It's okay to be hit.

他の実施例において、電磁石は光学装置アセンブリのまわりに同軸的に設置され 、そこでアセンブリは磁性材料を取入れる。信号発生器は光学装置およびばねア センブリが振動しかつ合焦されたレーザスポットがディザ動作するようにする、 電磁石へ駆動信号を送出する。代替的には、光学装置アセンブリの対物レンズの みが、合焦されたレーザスポットがディザ動作するようにするため振動すること を必要とする。これは撓みばねアセンブリに取付けられた対物レンズによってな されてもよいし、または対物レンズが音声コイル配列において単独で振動され得 る。In other embodiments, the electromagnet is placed coaxially around the optics assembly. , where the assembly incorporates magnetic material. The signal generator consists of an optical device and a spring causing the assembly to vibrate and the focused laser spot to dither; Sends a drive signal to the electromagnet. Alternatively, the objective lens of the optics assembly may be The laser beam vibrates to cause the focused laser spot to dither. Requires. This is accomplished by an objective lens attached to the flexure spring assembly. or the objective lens may be vibrated alone in the voice coil array. Ru.

光学装置およびばねアセンブリはまた、回転されるときカムがリンクされた光学 装置およびばねアセンブリを偏向する多面カムのような機械的手段により振動さ れてもよい。The optic and spring assembly also rotate when the cam is rotated. vibrated by mechanical means such as a multifaceted cam that deflects the device and spring assembly. You may be

また必要なディザ動作運動を与えるため機械的なシステムにおいて振動レバーを 用いてもよい。さらに、圧電励振器がレーザビームスポットをディザ動作するた め必要とされる機械的振動を与えてもよい。A vibrating lever is also used in the mechanical system to provide the necessary dithering movement. May be used. Additionally, the piezoelectric exciter dithers the laser beam spot. The required mechanical vibrations may be applied.

記録平面についてレーザビームスポットのディザ動作運動のセンタリングは駆動 信号に関連してデユーティサイクルを示すレーザフィードバック信号を処理する ことにより見出されかつ維持されてもよい。駆動周波数はレーザフィードバック 信号と駆動信号との位相における差を利用することにより最適化されてもよい。Centering of the dithering movement of the laser beam spot about the recording plane is driven Processing a laser feedback signal indicating a duty cycle in relation to the signal may be found and maintained by Drive frequency is laser feedback Optimization may be achieved by exploiting the difference in phase between the signal and the drive signal.

光学装置のみがディザ動作効果を生じさせるために振動することが示される一方 、記録表面が、光学装置を振動させるために使用される同じ手段によって振動ま たはディザ動作してもよい。言換えれば、光学装置を振動させるのに使用される 電磁的、圧電気的、および機械的な手段が合焦されたレーザビームスポットにつ いて、記録表面を振動させるために使用可能である。While it is shown that only the optical device vibrates to produce the dithering effect , the recording surface is vibrated by the same means used to vibrate the optical device. Alternatively, dither operation may be used. In other words, used to vibrate optical devices Electromagnetic, piezoelectric, and mechanical means are used to direct the focused laser beam spot. can be used to vibrate the recording surface.

この発明の利点はオートフォーカスシステムを使用しないことによるより低コス トでかつより低い複雑性である。The advantage of this invention is the lower cost of not using an autofocus system. faster and lower complexity.

焦点の合ったビームは常に記録表面の平面を通過することになるので書込みは確 実となる。さらにオンおよびオフ出力する必要のない、低出力レーザの利用が可 能である。Since the focused beam always passes through the plane of the recording surface, writing is accurate. It becomes fruit. Additionally, low power lasers can be used without the need for on and off outputs. It is Noh.

図面の簡単な説明 図1はこの発明のデータロガにおける光学装置およびばねディザアセンブリの展 開斜視図である。Brief description of the drawing Figure 1 shows the development of the optical device and spring dither assembly in the data logger of this invention. FIG.

図2はこの発明に従う電磁アクチュエータを利用するデータロガの斜視図である 。FIG. 2 is a perspective view of a data logger using an electromagnetic actuator according to the present invention. .

図3−図5はこの発明の動作を例示する、記憶媒体およびレーザビームの平面図 である。3-5 are plan views of a storage medium and a laser beam, illustrating the operation of the present invention. It is.

図6はこの発明に従う同軸の電磁石を利用するデータロガの展開斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of a data logger using coaxial electromagnets according to the present invention.

図7は同軸の電磁石がハウジングに取付けられる、図6におけるデータロガの変 形の斜視図である。Figure 7 shows a variation of the data logger in Figure 6 in which a coaxial electromagnet is attached to the housing. FIG.

図8は図7におけるライン8−8に沿って得られる図7のデータロガの平面図で ある。FIG. 8 is a plan view of the data logger of FIG. 7 taken along line 8-8 in FIG. be.

図9はこの発明に従う多面カムを利用するデータロガの斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of a data logger using a multifaceted cam according to the present invention.

図10はこの発明に従うレバーを利用するデータロガの斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a data logger using a lever according to the present invention.

図11はこの発明のディザアセンブリに関する振幅対時間の一連のプロットであ る。FIG. 11 is a series of plots of amplitude versus time for the dither assembly of the present invention. Ru.

図12は自動センタリング回路のためのブロック図である。FIG. 12 is a block diagram for the automatic centering circuit.

図13は図12において示された回路の実施例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing an embodiment of the circuit shown in FIG. 12.

発明を実施するためのベストモード 図1および図2を参照して、この発明の光学装置およびばねディザのアセンブリ 10は、レーザダイオードパッケージ14、コリメーティングレンズ16、およ び対物レンズ18を含むことがわかり、それらのすべては光学装置ハウジング2 4内に入れられる。レンズ16および18はこの発明において利用されるどの合 焦光学装置をも表現している。レーザビームを合焦するのに使用されるレンズは 従来の球面多要素設計、非球面設計、こう配係数(gradienjindex  )設計、またはその3種類の組合わせのものが可能である。ビームが焦点にも たらされることが可能でかつこの焦点が興味の表面の周囲で振動させられつる限 り、選択は重要ではない。光学装置ハウジング24は、光学装置ハウジングの中 心軸が撓みばねの縦軸に直角をなすように、撓みばね20に取付けられる。撓み ばねは、ばねが互いに平行であるように、装着ブロック22に取付けられる。記 録表面または平面12は下方から支持されるいかなるレーザ記録材料でもよい。Best mode to implement invention 1 and 2, an optical device and spring dither assembly of the present invention 10 includes a laser diode package 14, a collimating lens 16, and and an objective lens 18, all of which are located within the optical device housing 2. It can be placed within 4. Lenses 16 and 18 may be any combination utilized in this invention. It also represents a focusing device. The lens used to focus the laser beam is Conventional spherical multi-element design, aspherical design, gradient coefficient ) design or a combination of the three types are possible. The beam is also in focus as long as the focal point can be oscillated around the surface of interest. The choice is not important. The optical device housing 24 is located within the optical device housing. It is attached to the flexure spring 20 such that the central axis is perpendicular to the longitudinal axis of the flexure spring. Deflection The springs are attached to the mounting block 22 such that the springs are parallel to each other. Record The recording surface or plane 12 can be any laser recording material that is supported from below.

たとえば、可動X−Yテーブル上での運動のために装着される、米国特許番号第 4,544゜835号に示されるタイプのカードの上の反射レーザ記録材料が好 ましい。電力は電力ワイヤ34を介してレーザダイオードパッケージに供給され る。For example, U.S. Pat. Reflective laser recording material on cards of the type shown in No. 4,544°835 is preferred. Delicious. Power is supplied to the laser diode package via power wire 34. Ru.

光学装置およびばねアセンブリ10はばねの長さおよび剛性ならびに光学装置ア センブリの質量により決定される固有の共振周波数を有する。図2の磁気アクチ ュエータ28はワイヤ30を通じて信号発生器32から駆動信号を受ける。アク チュエータの電力消費および性能要求を最小にするため、駆動信号は光学装置お よびばねアセンブリの共振周波数にあるべきである。しかしながら、駆動信号の 周波数は共振周波数の下方にまたはずっと上方にあるかもしれずかつさらに所望 の振動を引き起こす。The optic and spring assembly 10 has a length and stiffness of the spring and an optic spring assembly. It has a unique resonant frequency determined by the mass of the assembly. Magnetic actuator in Figure 2 ducator 28 receives a drive signal from a signal generator 32 through wire 30. Aku To minimize power consumption and performance requirements of the tuator, the drive signal is should be at the resonant frequency of the spring assembly. However, the drive signal The frequency may be below or far above the resonant frequency and still be as desired. causes vibration.

動作において、光学装置ハウジング24に密閉される光学装置はレーザダイオー ド14によってスポット26に放出されるレーザビームを合焦し、それは光学記 録表面12においてピットまたはスポットを形成するために、ディザ動作の周波 数において、十分に高いエネルギー密度を有する。最初に、合焦されたレーザビ ームスポットは記録表面の上方にまたは明らかに下方にある。光学装置およびば ねアセンブリ10は電磁アクチュエータ28により振動させられるので、レーザ ビームスポットは記録表面についてディザ動作する。レーザビームスポットが表 面の平面を通して移動するとき、ピットまたは可塑変形が表面内に形成される。In operation, the optics enclosed in the optics housing 24 include a laser diode. The laser beam emitted by the card 14 is focused onto a spot 26, which is an optical recording medium. The frequency of the dither operation is adjusted to form pits or spots on the recording surface 12. In terms of numbers, it has a sufficiently high energy density. First, the focused laser beam The beam spot is above or clearly below the recording surface. optical equipment and The spring assembly 10 is vibrated by an electromagnetic actuator 28 so that the laser The beam spot is dithered about the recording surface. The laser beam spot is displayed. When moving through the plane of the surface, pits or plastic deformations are formed within the surface.

レーザビームが記録表面において焦点がはずれているとき、すなわちレーザビー ムスポットが平面の上方にまたは下方にあるとき、ビームは表面においてピット を形成するのに十分なエネルギー密度を持たない。レーザビームスポットは常に 記録平面を通して移動することになるので、レーザビームの最適焦点は常に保証 される。レーザダイオードパッケージ14における光検出器ダイオードはピット の存在を検出するのに使用されてもよい。平面状の記録表面が、連続的な書込の ためビームに対して一般的に直角をなすXSY平面において移動させられるか、 またはビームが記録表面に対して移動させられるかである。When the laser beam is out of focus at the recording surface, i.e. When the spot is above or below the plane, the beam will be pitted at the surface. does not have enough energy density to form. The laser beam spot is always Optimum focus of the laser beam is always guaranteed as it moves through the recording plane be done. The photodetector diode in the laser diode package 14 is a pit may be used to detect the presence of Planar recording surface allows for continuous writing. so that it is moved in the XSY plane generally perpendicular to the beam, or the beam is moved relative to the recording surface.

図3−図5を参照すると、複数個の合焦されたレーザビーム位置が示される。合 焦されたレーザビームスポット26が記録平面12についてディザ動作するとき 、記録平面におけるレーザビームの面積は合焦されたレーザビームスポット26 が記録平面に接近するにつれて減少する。レーザビームのエネルギー密度はビー ムの断面面積に反比例する。レーザビームスポットが適当な時間の間記録表面に おいて存在するとき、エネルギー密度は表面においてピット52を形成するのに 十分高い。レーザスポットが記録平面から離れるにしたがって、記録平面におけ るビームの面積は増加するのでエネルギー密度はピットを形成するのに十分でな い。図3において、合焦されたレーザビームスポット26は記録平面12の上方 にある。図4において、レーザビームスポットは記録平面内にありかつピット5 2が形成される。図5は見たところ記録表面の下方に合焦されると考えられるレ ーザビームスポットを示しているが、しかし実際には表面上方に、反射されたス ポット26において合焦される。図4において示される事象は適当な記録ジオメ トリ−である。Referring to FIGS. 3-5, a plurality of focused laser beam positions are shown. If When the focused laser beam spot 26 is dithered about the recording plane 12 , the area of the laser beam in the recording plane is the focused laser beam spot 26 decreases as it approaches the recording plane. The energy density of the laser beam is is inversely proportional to the cross-sectional area of the beam. The laser beam spot is placed on the recording surface for a suitable period of time. When present, the energy density is sufficient to form pits 52 at the surface. High enough. As the laser spot moves away from the recording plane, the Since the area of the beam increases, the energy density is not sufficient to form a pit. stomach. In FIG. 3, the focused laser beam spot 26 is above the recording plane 12. It is in. In FIG. 4, the laser beam spot is within the recording plane and the pit 5 2 is formed. Figure 5 shows a record that appears to be focused below the recording surface. shows the laser beam spot, but in reality there is a reflected laser beam spot above the surface. It is focused at pot 26. The events shown in Figure 4 can be It's a tree.

図6を参照すると、ここに示されるデータロガは図2のものと類似する。図6の このロガにおいて、電磁石36は永久磁石38を組み入れる光学装置ハウジング 24について同軸方向に設置される。磁石は光学装置ハウジングに取り付けられ てもよいしまたハウジングもしくは光学装置ハードウェアの内容物内に嵌め込ま れてもよい。代替的には、電磁石36は、図7および図8において示されるよう に、使用される光学装置ハウジング24および外部の磁石38に取り付けられて もよい。この場合では永久磁石38は装着ブロック22により支持されかつ静止 した状態に保持されており、かつ光学装置ハウジング24に取付けられている電 磁石36は振動する。示されていないもう1つの実施例では、振動している光学 装置ハウジング内に対物レンズ18だけを有し、かつレーザダイオードパッケー ジ14およびコリメーティングレンズ16は静止した状態にとどまりかつ光学装 置ハウジングにより取り囲まれず、それにより振動する質量を低減すると考えら れる。Referring to FIG. 6, the data logger shown here is similar to that of FIG. Figure 6 In this logger, the electromagnet 36 is an optical device housing that incorporates a permanent magnet 38. 24 in a coaxial direction. The magnet is attached to the optical device housing. may also be embedded within the housing or contents of the optical device hardware. You may be Alternatively, the electromagnet 36 is as shown in FIGS. 7 and 8. attached to the optical device housing 24 and the external magnet 38 used. Good too. In this case, the permanent magnet 38 is supported by the mounting block 22 and is stationary. the electrical device that is held in the The magnet 36 vibrates. In another embodiment, not shown, a vibrating optical Having only the objective lens 18 in the device housing and the laser diode package The lens 14 and collimating lens 16 remain stationary and the optical system It is believed that this reduces the vibrating mass. It will be done.

図9において、光学装置およびばねアセンブリ10は矢印Aにより示される方向 に回転することが示される多面カム40によって振動させられる。駆動ロッド4 2は多面カムおよび駆動源44に駆動関連している。多面カムが回転するとき、 面はレーザビームスポット26が上方におよび下方に移動しまたはディザ動作す るようにさせる光学装置およびばねアセンブリを偏向させる。各面から面の変化 を伴って、レーザビームスポットは記録平面において二度焦点が合うことになる 。In FIG. 9, the optical device and spring assembly 10 are shown in the direction indicated by arrow A. It is caused to vibrate by a multifaceted cam 40 which is shown to rotate. Drive rod 4 2 is drive-related to the multifaceted cam and the drive source 44. When the multifaceted cam rotates, The surface is such that the laser beam spot 26 moves upwardly and downwardly or dithers. deflecting the optical device and spring assembly to cause the Change from surface to surface With this, the laser beam spot will be focused twice at the recording plane. .

図10を参照して、光学装置およびばねアセンブリ10は駆動源44に駆動関連 しておりかつピボット50を介して光学装置およびばねアセンブリに接続される 、ピストンロッド46を含むことがわかる。ピストンロッド46が上方におよび 下方に移動するとき、光学装置およびばねアセンブリは振動し、それによりレー ザビームスポット26をディザ動作する。駆動源44は圧電変換器であってもよ い。Referring to FIG. 10, the optical device and spring assembly 10 is drive-related to a drive source 44. and is connected via pivot 50 to the optical device and spring assembly. , can be seen to include a piston rod 46. The piston rod 46 extends upwardly. When moving downward, the optic and spring assembly vibrate, thereby causing the laser to The beam spot 26 is dithered. The drive source 44 may be a piezoelectric transducer. stomach.

図11において、発明の動作を例示する、数個のプロットが示される。プロット Aは理想的な駆動信号のものである。周波数は光学装置およびばねアセンブリの 共振周波数にある。プロットBは共振においてかつ記録表面について中心決めさ れるとき、レーザビーム合焦スポットの動さを示している。レーザビームは90 °および270°において焦点があう。レーザビームが合焦されたスポットのデ ィザ動作が記録表面の上方および下方で中心決めされるとき、プロットCはレー ザフィードバック信号のものである。フィードバック信号はレーザ内にフィード バックするレーザエネルギーの結果でありより効果的なレーザ動作を引き起こす 。レーザダイオードパッケージにおいて組み入れられる光学検出器は記録表面か ら反射されるフィードバックレーザエネルギーを観察し、それによりフィードバ ック信号を発生する。In FIG. 11, several plots are shown that illustrate the operation of the invention. plot A is for an ideal drive signal. The frequency is determined by the optics and spring assembly. at a resonant frequency. Plot B is centered at resonance and about the recording surface. It shows the movement of the laser beam focus spot when the laser beam is focused. The laser beam is 90 In focus at ° and 270°. Detail of the spot where the laser beam is focused When the laser motion is centered above and below the recording surface, plot C The feedback signal. Feedback signal is fed into the laser Result of backing up laser energy causing more effective laser operation . Is the optical detector incorporated in the laser diode package the recording surface? Observe the feedback laser energy reflected from the generates a lock signal.

典型的に、記録表面および光学アセンブリは連続的な書込みの間一定の速度でお 互いに関連して移動される。プロットDおよびEは、ディザアセンブリを引離す ために中心決めされないとき、主として光学素子が記録表面にあまりに接近して いるまたはあまりに離れているときのレーザフィードバック信号を示している。Typically, the recording surface and optical assembly are moved at a constant speed during continuous writing. moved in relation to each other. Plots D and E pull apart the dither assembly Mainly when the optical element is too close to the recording surface Shows the laser feedback signal when the laser is too close or too far away.

示されるように、非均−的に間隔法めされたレーザフィードバック信号はデータ 印が記録されるだろう場所に対応する。このような非均−的な間隔法めはデータ が読み返されるべきときそれが引き起こすだろう問題によりに連続的な書込みに おいて有害である。均一的な間隔法めなしでは読込みシステムはデータ印を探す ための場所を決定するのに困難な時間を有することになるだろう。この問題に対 する1つの方策は記録表面についてディザ振動を集中させるためレーザフィード バック信号を使用することであると考えられる。もう1つの方策はあらゆる他の 合焦条件においてデータを書込みすることであろう。この方策はデータ書込み速 度を半減させるが、結果的にデータ印の均一な間隔法めをもたらしかつ必要とさ れる電子工学装置を簡素化する。As shown, the nonuniformly spaced laser feedback signal Corresponds to the location where the mark will be recorded. This non-uniform spacing method is Due to the problem it would cause when the is to be read back to successive writes to It is harmful. Without a uniform spacing method, the reading system will look for data marks. You're going to have a difficult time deciding where to go. For this problem One strategy is to use a laser feed to focus the dither oscillations on the recording surface. It is thought that it is to use a back signal. Another strategy is to The data will be written under focused conditions. This strategy reduces data writing speed This results in uniform spacing of data marks and eliminates the need for Simplify the electronics equipment used.

プロットFおよびGは駆動周波数があまりに低くまたはあまりに高いときのディ ザアセンブリ駆動信号のものであり、その結果は位相エラーであり、書込み事象 の予測可能性に影響する。データフィードバック信号の位相およびデユーティサ イクルを駆動信号に対して比較することにより、最適の周波数およびオフセット またはディザ動作のための間隔法めが達成されうる。Plots F and G show the dynamics when the drive frequency is too low or too high. The assembly drive signal's result is a phase error, and the write event affect the predictability of Data feedback signal phase and duty cycle Optimized frequency and offset by comparing cycle to drive signal Or a spacing method for dithering can be achieved.

図12および図13を参照して、モニタダイオードD1は、レーザダイオードア センブリの部品であり、レーザダイオード出力電力電力に比例する信号を与える 。レーザダイオードレーザ動作の性質および使用される光学配列のため、相当量 のエネルギーが、光学システムの焦点に合うとき、レーザダイオードD2内にお よび同様にモニタダイオード内にフィードバックされる。これによりレーザダイ オードのレーザ動作がより効果的になり、その結果としてモニタダイオードD1 出力における増加をもたらす。モニタダイオードD1の出力は基線出力電力基準 信号v1を超えるレーザダイオード出力電力のこのような増加を検出しかつこの 信号をバイナリ−量に変換する、回路C1へ供給される。この信号$4はレーザ フィードバック信号(LFS)と呼ばれる。図13において示されるように、回 路C1はダイオードD3とげ列の演算増幅器AIを含む。LFSはレンズアクチ ュエータを駆動する信号S3とともに位相検出器回路C2へ供給される。位相検 出器回路C2は、並列の2つのNORゲートN1およびN2と、インバータ11 と、演算増幅器減算器回路A2とを含む。NORゲートN1への入力として、レ ンズアクチュエータ信号S3はインバータ11により反転される。位相検出器回 路C2の出力は焦点エラーの量および方向に比例した信号S2を付与する低周波 数通過フィルタF1供給される。この信号S2は焦点エラー信号(F E S) と呼ばれる。フィルタF1は演算増幅器A2と、抵抗器/コンデンサネットワー クとを含む。FESは図示されない回路内に供給され、その回路はレンズが合焦 される表面について振動の中心を維持するような態様でレンズアクチュエータを 駆動する。レーザ露光時間は露光制御回路C3、レーザフィードバック信号S4 、およびデータ書込み信号S1により制御される。レーザフィードバック信号S 4およびデータ書込み信号S1はAND”論理回路Glを介してともにゲートさ れる。G1の出力はワンショットマルチバイブレータ回路M1を制御する。露光 制御回路C3の出力はレーザダイオードを“オン”にするのに使用されかつそれ を出力の固定平均レベルに維持するのに使用されるレーザダイオード駆動回路C 4に接続される。出力の平均レベルは■1における直列電圧レベルによって決定 される。図13において示される回路は例としてのみ示されかつ発明によって実 現される回路を限定するものではない。Referring to FIGS. 12 and 13, the monitor diode D1 is a laser diode door. It is a part of the assembly and gives a signal proportional to the laser diode output power power. . Due to the nature of laser diode laser operation and the optical arrangement used, a significant amount is in the laser diode D2 when the energy is focused in the optical system. and likewise fed back into the monitor diode. This allows the laser die to The laser operation of the ode becomes more effective and as a result the monitor diode D1 resulting in an increase in output. The output of monitor diode D1 is based on the baseline output power. Detecting such an increase in laser diode output power over signal v1 and detecting this A circuit C1 is supplied which converts the signal into a binary quantity. This signal $4 is a laser It is called a feedback signal (LFS). As shown in FIG. Path C1 includes an operational amplifier AI with a barb string of diodes D3. LFS is lens acti It is supplied to the phase detector circuit C2 together with the signal S3 that drives the tuator. phase detection The output circuit C2 includes two parallel NOR gates N1 and N2 and an inverter 11. and an operational amplifier subtractor circuit A2. As input to NOR gate N1, The actuator signal S3 is inverted by an inverter 11. phase detector times The output of channel C2 is a low frequency signal S2 that is proportional to the amount and direction of the focus error. A multi-pass filter F1 is provided. This signal S2 is a focus error signal (FES) It is called. Filter F1 consists of an operational amplifier A2 and a resistor/capacitor network. Including. The FES is fed into a circuit not shown, and that circuit is used to focus the lens. the lens actuator in a manner that maintains the center of vibration with respect to the surface to be drive The laser exposure time is determined by the exposure control circuit C3 and the laser feedback signal S4. , and data write signal S1. Laser feedback signal S 4 and data write signal S1 are gated together through an AND" logic circuit Gl. It will be done. The output of G1 controls one-shot multivibrator circuit M1. exposure The output of control circuit C3 is used to turn on the laser diode and A laser diode drive circuit C used to maintain a fixed average level of output. Connected to 4. The average level of the output is determined by the series voltage level at ■1. be done. The circuit shown in FIG. 13 is shown by way of example only and may be implemented in accordance with the invention. It does not limit the circuits shown.

この出願において、“上方に”および“下方に”という語は単に相対的方向につ いて言及するものであり、かつ絶対的方向を意味しない。In this application, the words "above" and "below" simply refer to relative directions. and does not imply an absolute direction.

」【肢−一− =η!〃 国際調査報告 m1tn、、1mMI Aeelll@w、IIs、 KT/US891049 91” [Limb-1- =η! 〃 international search report m1tn,, 1mMI Aeell@w, IIs, KT/US891049 91

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.光学記録媒体においてディジタルデータスポットを作成するのに使用される データロガであって、コリメートされた光ビームを与える光源と、光源に関連し て平面状の光学記録表面においてピットを形成するのに十分なエネルギー密度を 有する最適なビーム領域内に光ビームを合焦するための、光学手段と、前記最適 ビーム領域が前記平面状の光学記録表面の平面の上方に侍または下方に相対的に 変位させられるように前記合焦されたビームの振動を与えるための手段と、光ビ ームと光学記録表面との間に相対的直線状運動を与え、それにより新しい記録表 面領域をビームの経路内にもたらすための手段とを含むデータロガ。1. used to create digital data spots in optical recording media a data logger comprising: a light source providing a collimated beam of light; and a light source associated with the light source. energy density sufficient to form pits on a planar optical recording surface. optical means for focusing a light beam within an optimal beam region having said optimal beam region; The beam area is relatively above or below the plane of the planar optical recording surface. means for imparting oscillations in said focused beam so as to cause said beam to be displaced; imparts a relative linear motion between the beam and the optical recording surface, thereby creating a new recording surface. and means for bringing a surface area into the path of the beam. 2.前記記録表面との射突後、前記コリメートされたビームから光を受けるため に配置される光検出器をさらに含む、請求項1のデータロガ。2. to receive light from the collimated beam after impact with the recording surface; 2. The data logger of claim 1, further comprising a photodetector located at. 3.記録表面の平面について前記最適ビーム領域の前記振動を中心決めするため の手段をさらに含む、請求項2のデータロガ。3. for centering the oscillations of the optimal beam area about the plane of the recording surface; 3. The data logger of claim 2, further comprising means for. 4.振動を与えるための手段が信号発生器に連係している電磁アクチュエータで ある、請求項1のデータロガ。4. The means for applying vibration is an electromagnetic actuator linked to a signal generator. The data logger according to claim 1. 5.振動を与えるための前記手段が前記光学手段と同軸的にかつ電気信号発生器 と連係して設置される電磁石であり、前記光学手段が関連する磁界を有する、請 求項1のデータロガ。5. said means for applying vibrations coaxially with said optical means and an electrical signal generator; an electromagnet placed in conjunction with said optical means having an associated magnetic field; Data logger for requirement 1. 6.前記振動が駆動ロッドおよび駆動源に関連する多面カムにより与えられる、 請求項1のデータロガ。6. the vibrations are provided by a multifaceted cam associated with a drive rod and a drive source; The data logger according to claim 1. 7.前記振動が圧電振動源により与えられる、請求項1のデータロガ。7. 2. The data logger of claim 1, wherein said vibration is provided by a piezoelectric vibration source. 8.光ビームと記録表面との間の相対的直線状運動のための前記手段がリードス クリューアセンブリにより与えられる、請求項1のデータロガ。8. Said means for relative linear movement between the light beam and the recording surface is a lead strip. 2. The data logger of claim 1 provided by a clew assembly. 9.光学記録媒体におけるデジタルデータを記録するために使用されるデータロ ガであって、 レーザ光ビームを発生しかつ少なくとも1つの光検出器を有するレーザダイオー ドパッケージと、前記レーザダイオードパッケージに関連し、平面状の光学記録 表面においてピットを形成するのに十分なエネルギー密度を有する最適ビーム領 域にレーザビームを合焦するための光学手段とを含み、前記合焦されたビームは 、前記最適ビーム領域が前記平面内にないとき、ピットを形成するのに記録表面 の平面内において十分なエネルギー密度を持たず、さらにそのロガは、 前記ビーム領域が前記平面状の光学記録表面の平面の上方におよび下方に変位さ れるように記録表面に対して前記最適ビーム領域の振動を与えるための手段と、 記録表面の平面について最適ビーム領域の前記振動を中心決めするための手段と 、 光ビームと光学記録表面との間の相対的直線状運動を与え、それにより新しい記 録表面領域をビームの経路内にもたらすための手段とを含むデータロガ。9. A data recorder used to record digital data on optical recording media. It's a moth, a laser diode generating a laser light beam and having at least one photodetector; a planar optical recorder associated with the laser diode package; Optimal beam area with sufficient energy density to form pits at the surface and optical means for focusing a laser beam on a region, said focused beam comprising: , when the optimal beam area is not within the plane, the recording surface is does not have sufficient energy density in the plane of the beam region is displaced above and below the plane of the planar optical recording surface; means for applying vibration of the optimum beam area to the recording surface so as to means for centering said oscillations of the optimal beam area about the plane of the recording surface; , imparts a relative linear motion between the light beam and the optical recording surface, thereby creating a new record. and means for bringing a recording surface area into the path of the beam. 10.相対的振動のための前記手段が信号発生器に連係する電磁アクチュエータ により与えられる、請求項9のデータロガ。10. an electromagnetic actuator in which said means for relative vibration is coupled to a signal generator; 10. The data logger of claim 9, given by. 11.相対的振動のための前記手段が関連する磁界を有する、前記光学手段と同 軸的に関連する電磁石により与えられる、請求項9のデータロガ。11. said optical means for relative vibration, said means having an associated magnetic field; 10. The data logger of claim 9 provided by axially related electromagnets. 12.相対的振動のための前記手段が駆動ロッドおよび駆動源に関連する多面カ ムにより与えられる、請求項9のデータロガ。12. Said means for relative vibration is a multifaceted cover associated with the drive rod and the drive source. 10. The data logger of claim 9, provided by a system. 13.相対的振動のための前記手段が圧電振動源により与えられる、請求項9の データロガ。13. 10. The method of claim 9, wherein said means for relative vibration is provided by a piezoelectric vibration source. data logger. 14.相対的直線状連動のための前記手段がリードスクリューアセンブリにより 与えられる、請求項9のデータロガ。14. Said means for relative linear interlocking is provided by a lead screw assembly. 10. The data logger of claim 9, provided. 15.光学記録媒体においてデジタルデータを記録するために使用されるデータ ロガであって、レーザダイオードパッケージに関連し、レーザ光ビームを発生し かつ少なくとも1つの光検出器を有するレーザダイオードパッケージと、 光学記録表面においてピットを形成するのに十分なエネルギー密度を有する、最 適ビーム領域内にレーザビームを合焦するための光学手段と、 光学手段およびレーザダイオードパッケージを取り囲むハウジングとを含み、前 記ハウジングは撓みばねにより支持され、 レーザビームの最適ビーム領域が光学記録表面の相対的上方におよび下方に変位 されるように前記ハウジングを振動するための手段と、 レーザビームと光学記録表面との間の相対的連動を与えるための手段とを含むデ ータロガ。15. Data used to record digital data on optical recording media A logger that is associated with a laser diode package and generates a laser light beam. and a laser diode package having at least one photodetector; The highest energy density that has sufficient energy density to form pits in the optical recording surface. optical means for focusing the laser beam within a suitable beam region; a housing surrounding the optical means and the laser diode package; The housing is supported by a flexure spring; The optimal beam area of the laser beam is displaced above and below the optical recording surface means for vibrating the housing to cause the housing to vibrate; and means for providing relative interlocking between the laser beam and the optical recording surface. -Taroga. 16.記録表面について最適ビーム領域の前記変位の中心決めするための手段を さらに含む、請求項15のデータロガ。16. means for centering said displacement of the optimal beam area with respect to the recording surface; 16. The data logger of claim 15, further comprising: 17.振動を与えるための手段が信号発生器に連係している電磁アクチュエータ である、請求項15のデータロガ。17. an electromagnetic actuator in which the means for imparting vibration is linked to a signal generator The data logger according to claim 15. 18.振動を与えるための前記手段がハウジングと同軸的に配置されかつ電気信 号発生器に連係している電磁石であり、前記ハウジングが関連する磁界を有する 、請求項15のデータロガ。18. Said means for applying vibrations are arranged coaxially with the housing and are electrically connected. an electromagnet associated with a signal generator, the housing having an associated magnetic field; , The data logger according to claim 15. 19.振動を与えるための手段は駆動源を有する駆動ロッドに関連する多面カム である、請求項15のデータロガ。19. The means for imparting vibration is a multifaceted cam associated with a drive rod having a drive source. The data logger according to claim 15. 20.光ビームと記録表面との間の相対的運動を与えるための手段が記録表面に 関連のX、Yテーブルにより与えられる、請求項15のデータロガ。20. A means for imparting relative motion between the light beam and the recording surface is provided on the recording surface. 16. The data logger of claim 15, provided by an associated X,Y table. 21.振動を与えるための手段が圧電振動駆動源である、請求項15のデータロ ガ。21. 16. The data storage device of claim 15, wherein the means for applying vibration is a piezoelectric vibration drive source. Ga. 22.合焦された光ビームを使用するデータロガのための方法であって、 合焦領域が記録表面の平面を通過するとき、焦点領域が記録表面の平面の上方に および下方に移動してデータスポットが形成されるように、光学記録表面に対し て光ビームの焦点領域をディザ動作するステップと、ディザ動作方向に横切って 、直線状の態様で、光はビームに関して光学記憶表面を変位するステップとを含 む、平面状の光学記録表面上に書込み動作する方法。22. A method for data logging using a focused light beam, the method comprising: When the focus area passes through the plane of the recording surface, the focus area is above the plane of the recording surface. and downward to the optical recording surface to form a data spot. dithering the focal region of the light beam across the dithering direction; , displacing the optical storage surface with respect to the beam in a linear manner. A method of writing on a planar optical recording surface. 23.請求項22の方法は、記録表面の平面について焦点領域の前記ディザ動作 を中心決めすることをさらに含む。23. 23. The method of claim 22, wherein the dithering operation of a focal region with respect to a plane of a recording surface. further including centering.
JP2-501203A 1988-12-02 1989-11-06 Optical data logger with dither operation Pending JPH04503585A (en)

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