KR0158662B1 - 광학식 기록매체 정보기록장치 및 정보기록방법 - Google Patents

광학식 기록매체 정보기록장치 및 정보기록방법 Download PDF

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오가 노리오
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Abstract

본원 발명은 광학적으로 정보를 재생할 수 있는 기록매체에 있어서, 기록 정보의 베이스밴드신호의 고주파성분을 제거한 신호로 트랙폭방향으로 편이된 트랙이 미리 기록형성(프리포맷)된 구조로 함으로써, 또는 광학적으로 정보를 재생할 수 있는 광기록매체의 트랙을 형성하기 위한 기록장치에 있어서, 기록정보의 베이스밴드신호의 재생광학계 컷오프 주파수보다 낮은 컷오프 주파수를 가지는 로패스필터와, 원반형의 광기록매체에 조사(照射)되는 기록용의 광빔을 상기 원반형의 광기록매체의 반경방향으로 편향시키는 편향수단과, 상기 로패스필터로부터의 출력신호에 따라서 상기 편향수단을 제어하는 편향제어신호를 생성하는 제어신호생성수단과 가짐으로써, 트랙상에 기록하는 메인정보에 주는 악영향을 저감하도록 한 것이다.

Description

[발명의 명칭]
광학식 기록매체, 정보기록장치 및 정보기록방법
[기술분야]
본원 발명은 광학적으로 정보를 재생할 수 있는 광학식 기록매체 및 이 기록매체에 미리 트랙을 기록형성하기 위한 정보기록장치에 관한 것이며, 특히 동기 신호등의 정보가 트랙폭방향의 편이(偏移)에 의해 기록된 광학식 기록매체, 정보기록장치 및 정보기록방법에 관한 것이다.
[배경기술]
광기록매체 예를들면 광자디스크에 있어서, 디스크상에 안내홈(groove)을 미리 스파이럴형 또는 동심원형으로 형성해 두고, 이 미리 형성된 그루브(또는 인접 그루브간의 랜드)를 기록트랙으로서 자기광학효과를 이용한 데이터의 기록, 재생을 행하도록 한 것이 알려져 있다. 이 기록트랙상에는 일반적으로 어드레스와 데이터가 교대로 기록되고, 이 어드레스정보에 의거하여 데이터의 관리가 행해지도록 되어 있으며, 이 어드레스정보에 의해서 데이터가 블록단위나 섹터단위로 기록되고, 또 재생되도록 되어있다.
그런데, 일본국 특개소 63(1988)-87682호 공보에 있어서, 트래킹에러를 검출하기 위한 워블링트랙을 시간코드로 FM변조하여 기록형성하는 기술이 개시되어 있다. 이 기술에 있어서는 예를들면 22.05kHz정현파(正弦波)의 반송파신호를 이 반송파에 비교하여 충분히 낮은 주파수의 시간코드신호에 의거하여 FM변조하여 워블링 트랙을 형성해두고, 재생시에 트래킹에러신호를 얻는 동시에, 이 시간코드를 복조하여 위치정보를 얻도록 하고 있으나, 기록할 수 있는 정보량이 적고, 또 데이터스토리지(stroage)에 사용하는 경우에는 광학헤드의 정확한 위치결정을 할 수 없었다.
또, 일본국 특원평1(1989)-141784호의 명세서 및 도면에 있어서, 제7도에 도시한 바와 같이 트랙(75)을 어드레스등의 정보의 베이스 밴드신호에 의거하여 트랙 폭방향으로 편이시켜서 트랙(75)을 형성하고, 어드레스등의 정보를 미리 기억해 두고, 재생시에 트랙방향에서 2분할된 광검출기로부터의 이른바 푸시풀신호를 사용하여 어드레스등의 정보를 얻는 방법이 제안되어 있다. 즉, 트랙을 편이하여 기록한 신호는 트랙자체에 기록한 광자기신호의 재생에 대하여 영향을 주지 않으면, 상기푸시풀신호의 고역(高域)에는 어드레스등의 정보가 포함되고, 저역에는 트래킹에러 신호가 포함되며, 이들 신호의 대역이 상이한 것을 이용하여 어드레스등의 정보를 재상하고, 이들 정보에 의해 데이터를 블록단위로 관리할 수 있도록 한 것이다.
그런데, 원리적으로는 트랙(75)을 편이하여 기록한 신호는 트랙(75)자체에기록된 광자기신호(MO신호)(77)에 대해 영향을 주지 않는 것이나, 실제문제로서는 디텍터의 감도의 불균일, 트랙(75)의 에지(78)가 원인이 되어서 예를들면 고주파성분이 MO신호(77)의 재생신호(RF)(79)에 새어들어가서 악영향을 미친다는 것을 생각할 수 있다. 또, 그루브의 커티이나 스탬퍼에서의 광디스크제조도 에지가 급격히 가파르게 될수록 곤란해진다.
본원 발명은 상술한 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 트랙폭방향의 편이에 의해 미리 기록형성되는 신호가 트랙상에 기록되는 주신호에 부여하는 영향을 저감한 광학식 기록매체의 제공과, 이 기록매체에 상기 트랙을 미리 기록형성하기 위한 정보기록장치의 제공을 목적으로 하는 것이다.
[발명의 개시]
본 발명은 기록정보의 베이스밴드신호의 재생광학계 컷오프 주파수보다 낮은 주파수 성분의 신호로 트랙폭 방향으로 편이(偏移)된 프리그루브가 형성되어 있는 광티스크에 관한 것이다.
또, 본 발명에 관한 정보기록장치는 기록정보의 베이스밴드신호의 재생광학계 컷오프 주파수보다 낮은 컷오프 주파수를 가지는 로패스필터와, 원반형의 광기록 매체에 조사(照射)되는 기록용의 광빔을 상기 원반형의 광기록매체의 반경방향으로 편향시키는 편향수단과, 상기 로패스필더로부터의 출력신호에 따라서 상기 편향수단을 제어하는 편향제어신호를 생성하는 제어신호생성수단을 가지고 구성되는 것이다.
또한, 본 발명에 관한 정보기록방법은 원반형의 광기록매체에 조사되는 기록용의 광빔을, 기록정보의 베이스밴드신호의 재생광학계 컷오프 주파수보다 낮은 컷오프 주파수를 가지는 로패스필터를 통과한 기록정보의 베이스밴드신호에 따라서 제어되는 편향수단에 의해 상기 원반형의 광기록매체의 반경방향으로 편항시키고, 상기 원방형 기록매체에 기록정보의 베이스밴드신호의 재생광학계 컷오프 주파수보다 낮은 주파수성분의 신호로 트랙폭 방향으로 편이된 프리그루브를 기록하도록 하는 것이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본원 발명에 관한 광학식 기록매체의 일실시예인 광디스크상의 트랙을 모식적 으로 나타낸 평면도이며,
제2도는 광자기디스크용 픽업의 구성을 나타낸 도면이며,
제3도는 포토디텍터의 구성을 나타낸 도면이며,
제4도는 트래킹에러신호의 주파수특성도이며,
제5도는 본원 발명에 관한 정보기록장치의 일실시예의 블록도이며,
제6도는 광디스크의 제조공정의 일예에 있어서의 각 부재의 단면도이며,
제7도는 종래의 광디스크상의 트랙을 모식적으로 나타낸 평면도이다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
다음에, 본원 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.
본원 발명에 관한 원반형의 광학식 기록매체의 일실시예로서의 광디스크의 전체 및 그 일부를 확대하여 모식적으로 나타낸 제1도에 있어서, 광디스크(1)는 기록매체로서 예를들면 자기광학효과를 가진 광자기디스크이며, 예를들면 스파이럴형으로 형성된 프리그루브를 기록트랙(2)으로 하고, 이 트랙(2)상에 트랙방향을 따라 광자기신호(MO신호)가 기록되도록 되어 있다.
상기 트랙(2)에는 예를들면 CD-ROM포맷의 동기신호나 어드레스정보등의 기록정보의 베이스밴드신호의 고역성분을 제거한 신호로 트랙(2)(프리그루브)을 트랙폭방향으로 편이형성하고, 이들 기록정보가 미리 기록된다. 즉, 트랙(2)은 기록정보의 베이스밴드신호에 의해 변조되는 동시에, 트랙(2)(프리그루브)의 에지(3)는 완만하게 되어 있다. 여기서, 상기 실시예와 같은 광자기디스크를 재생하는 광자기디스트용 픽업을 제 2도를 사용하여 설명한다.
제 2도에 있어서, 레이저다이오드(50)로부터의 레이저빔은 콜리메이터렌즈(51)에서 평행광선이 되어서 그레이팅(회절격자)(52)에 입사되고 있으며, 이 그레이팅(52)에 의해 매체상에 메인스폿과 양측의 사이드스폿을 형성하기 위한 3빔으로 분할되어서, 빔스플리터(53), 포커싱 및 트래킹을 위한 2축디바이스(54)의 대물렌즈(54a)를 통해서 광자기디스크(1)에 조사(照射)된다. 이 광자디스크(1)로부터의 반사빔은 빔스플리터(53)에 의해 미러(53)에 입사되고, 미러(55)에서 방향이 90도 굴곡되어, 위상보상판(56), 1/2파장판(57), 수속(收束)렌즈(58), 오목렌즈(59), 실린드리켈렌즈(60)를 통해서 편광빔스플리터(61)에 입사된다. 이 편광빔스플리터(61)에 있어서, P편광(입사면에 평행인 편광)성분과 S편광(입사면에 수직인 편광)성분이 분리되고, 트래킹에러신호, 포커스에러신호, 광자기신호(MO신호)를 검출하기 위한 포토디텍터(62),(63)에 입사된다.
이 포토디텍터(62)는 제3도에 도시한 바와 같이, 수광부 A,B,C,D로 4분할된 광검출소자(62a), 수광부 E,F로 2분할된 광검출소자(62b), 수광부 G,H로 2분할된 광검출소자(62C)로 구성된다. 또, 포토디텍터(63)는 수광부 A',B',C',D'로 4분할된 광검출소자(63a)로 구성된다. 여기서, 각 수광부로부터의 출력을 각각 SA,SB,SC,SDSE,SF,SG,SH,SA',SB',SC',SD'라 한다.
이들 포토디텍터(62),(63)는 광자기디스크(1)에 조사된 상기 레이저빔의 반사광을 검출하는 것이며, 상기 3빔에 의한 3스폿을 포토디텍터(62)로 검출하고, 각 수광부 A∼H로부터의 출력에서 이른바 차동푸시풀법에 의해 트래킹에러신호 TE,
즉,
TE = [(SA＋ SD) - (SB＋ SC)] - K × [(SE- SF)＋(SG- SH)]
를 구하여 트래킹을 행하도록 하고 있다. 또, 포커스에러신호 FE에 대해서는 상기 3스폿중의 메인스폿(제1도의 스폿(4))의 검출출력에서 이른바 비점수차법(非点收差法)에 의해
FE = (SA＋ SC) - (SB＋ SD)을 구하여 포커싱을 행하고 있다. 또, 광자기신호 MO에 대해서는 포토디텍터(62),(63)로부터의 출력에 의거하여
에 의해 구하고 있다.
그런데, 상술한 바와 같이 트랙폭방향으로 트랙을 편이하여 기록된 정보의 재생신호는 상기 트래킹에러신호 TE의 고역성분으로서 검출된다. 즉, 제4도에 도시한 바와 같이, 트래킹에러신호 TE의 저역성분(70)은 본래의 트래킹에 사용되고, 고역성분(71)은 미리 트랙을 트랙폭방향으로 편이시켜서(고속그루브변조에 의해)기록한 신호의 재생에 사용된다.
이 때의 광자기신호(MO신호)에 대한 고속브변조의 영향, 즉 트랙의 편이에 의한 레벨의 변화는 제(1)식의 제1항과 제 2항에 대하여 동상(同相)성분으로서 작용하므로 서로 캔슬하여 원리적으로는 발생하지 않는 것이나, 상술한 바와 같이 실제문제로서는 트랙의 에지가 원인이 되어, 예를들면 에지의 고주파성분이 MO신호에 새어들어가서 레벨이 저하하는 등 영향이 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 이 에지를 완만하게 함으로써, 트랙의 편이에 기인하는 영향을 저감하는 것이 가능해진다.
다음에, 광디스크에 프리그루브를 형성하기 위한 기록장치의 일실시예를 제5도에 도시한다. 이 제5도에 있어서, 유리원판(20)은 그 표면상에 포토레지스트(21)가 도포되고, 스핀들모터(22)에 의해서 예를 들면 선속도일정하게 회전되고 있다. 기록 레이저(23)로부터의 레이저빔은 편향장치(10)의 음향광학효과광변환기(A/O)(11)에 의해 편향되고, 미러(12)에서 반사되어 대물렌즈(13)를 통해 포토레지스트(21)에 조사된다.
편향제어신호발생장치(14)로부터의 기록정보의 베이스밴드신호는 로패스필터(LPF)(15)에 공급되고, 이 LPF(15)에서 고역성분이 제거된다. 이 고역성분이 커트된 신호는 A/O드라이버(16)에 공급되고, 상기 A/O(11)에서 레이저빔이 트랙폭방향(지름방향)으로 편이된다.
이상과 같이 하여, 포토레지스트(21)에는 스파이럴형으로 또는 트랙폭방향으로 편이된 프리그루브에 대응한 패턴(이하, 프리그루브패턴이라 함)이 레이저빔에 의해 노광된다. 즉, 노광되는 프리그루브팬턴은 미리 기록되는 정보에 대응하여 트랙폭방향으로 편이된 것으로 되고, 이 프리그루브팬턴의 에지는 상술한 바와 같이 기록정보의 베이스밴드신호의 고역성분을 제거함으로써 완만한 것이 된다.
환언하면, 프리그루브를 기록정보의 베이스밴드신호의 고주파성분을 제거한 신호로 변조(고속그루브변조)하여 형성함으로써, 제1도에 도시한 바와 같이 트랙(2)은 기록정보에 대응하여 트랙폭방향의 편이를 가지게 되고, 이 때의 트랙(2)의 에지(3)는 완만한 것이 된다.
그런데, 이 에지를 완만하게 하기 위한 제5도에 도시한 LPF(15)의 컷오프주파수 fc 를 극단적으로 작게 하면, 고속그루브변조에 의해 기록된 신호의 검출이 곤란하게 되며, 반대로 크게 하면, MO신호에 대하여 영향이 발생하게 된다. 따라서, LPF(15)의 컷오프주파수 fc는 재생광학계의 주파수대역과의 관계로 결정된다. 예를 들면 재생광학계의 컷오프주파수를 1.4MHZ로 하면, 이 LPF(15)의 컷오프주파수 fc는 1.2MHZ정도로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 편향장치(10)는 예를들면 5∼6MHZ정도까지의 입력제어신호에 추종하여 빔을 편향하는 성능을 가지고 있으며, 상술한 바와 같이 LPF(15)를 삽입하는 효과는 크다.
제6도는 광디스크의 제조공정을 나타낸 것이다. 이 제6도에 있어서, a는 상술한 바와 같이해서 광학적으로 커팅된(레이저빔으로 프리그루브패턴이 노광된)유리마스터를 도시한다. 이 유리마스터를 현상하면 b에 도시한 바와 같이 프리그루브에 대응하는 오목한 부분이 형성된다. 다음에, c에 도시한 바와 같이 포토레지스트(21)상에 알루미늄(35)이 증착되고, 다시 d에 도시한 바와 같이 니켈도금(36)이 입혀진다.
다음에 , c에 도시한 바와 같이 이 니켈도금(36)을 벗김으로써 메탈마스터가 작성된다. 이 메탈마스터로부터 스탬퍼가 작성되고, 스탬퍼에 의한 인젝션몰드, 기록층 형성 및 보호막부가의 공정을 거쳐 f 에 도시한 광디스크(41)가 제조된다. 이 광디스크(41)는 예를 들면 폴리카보네이트기판(37)과 기록층(38)과 투명한 보호막(39)을 가지며, 기록층(38)에는 프리그루브(40)가 형성되어 있다. 필요에 따라 광디스크(41)는 맞붙인 구조로 되어 양면기록이 가능하게 된다.
또한, 기록층(38)은 추기(WORM)형 광디스크의 경우에는 예를들면 SbSe, BiTe등의 재료로 이루어지며, 소거가능한 광디스크 예를들면 광자기디스크의 경우에는 TbFeCo등의 재료로 이루어진다.
그런데, 상술한 바와 같이, 프리그루브의 에지를 완만하게 한 것은 상기 마스터디스크의 커팅이나 상기 스탬퍼에 의한 광디스크의 복제를 용이하게 한다.
이상의 설명으로부터도 명백한 바와 같이, 본원 발명에 관한 기록매체에서는 트랙을 트랙폭방향으로 편이 형성하여 어드레스등의 정보를 미리 기록할 때에 , 기록 정보의 베이스밴드신호의 고역성분을 제거한 신호로 프리그루브를 트랙폭방향으로 편이(변조)하여 형성함으로써, 이 기록매체 예를들면 광자기디스크를 재생한 경우, 상기 트랙폭방향의 편이에 의해 미리 기록형성되어 있는 신호가 트랙상에 기록되는 주신호(예를들면 광자기신호)에 새어들어가는 것을 저감할 수 있고, 광자기신호와 예를들면 동기신호나 어드레스정보등을 동일에이러에 다중화하여 기입할 수 있다.
본원 발명에 관한 기록장치에 의하면, 기록정보의 베이스밴드신호의 고주파 성분을 로패스필터로 제거하고, 이 신호를 사용하여 기록제이저빔을 트랙폭방향으로 편이함으로써, 에지가 완만한 트랙을 형성할 수 있고, 상기 광자기디스크등의 기록매체를 작성할 수 있다.
또한, 상기와 같이 형성되는 프리그루브의 에지를 완만하게 함으로써, 마스터디스크의 커팅이나 스탬퍼에 의한 광디스트의 복제를 용이하게 행할 수 있다.

Claims (3)

  1. 기록정보의 베이스밴드신호의 재생광학계 컷오프 주파수보다 낮은 주파수 성분의 신호로 트랙폭 방향으로 편이(偏移)된 프리그루브가 형성되어 있는 광디스크.
  2. 기록정보의 베이스밴드신호의 재생광학계 컷오프 주파수보다 낮은 컷오프 주파수를 가지는 로패스필터와, 원반형의 광기록매체에 조사(照射)되는 기록용의 광빔을 상기 원반형의 광기록매체의 반경방향으로 편향시키는 편향수단과, 상기 로패스필터로부터의 출력신호에 따라서 상기 편향수단을 제어하는 편향제어신호를 생성하는 제어신호생성수단과로 이루어지는 기록장치.
  3. 원반형의 광기록매체에 조사되는 기록용의 광빔을, 기록정보의 베이스밴드신호의 재생광학계 컷오프 주파수보다 낮은 컷오프 주파수를 가지는 로패스필터를 통과한 기록정보의 베이스밴드신호에 따라서 제어되는 편향수단에 의해 상기원반형의 광기록매체의 반경방향으로 편향시키고, 상기 원반형 기록매체에 기록정보의 베이스밴드신호의 재생광학계 컷오프 주파수보다 낮은 주파수성분의 신호로 트랙폭 방향으로 편이된 프리그루브를 기록하도록 한 기록 방법.
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