KR100233174B1 - 엠보스된 헤더 포맷을 갖는 바이-레벨 광 미디어 - Google Patents

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Abstract

바이-레벨 광 데이터 저장 미디어가 개시된다. 상기 미디어는 랜드들과 그루브들이 규칙적으로 주기적인 패턴으로 패턴화된 평평한 기판(flat substrate)을 포함하고 있으며, 여기서 각각의 랜드 및 그루브은 거의 동일한 폭을 가지고 있다. 제1 혹은 제2의 정보 워블 마크(information wobble marks)가 첫 번째 혹은 두 번째 면 각각의 그루브 경로에서 편향으로서 랜드들 및 그루브들에 부가된다. 상기 편향의 길이는 각각의 워블 마크에 대해 그루브의 방향에 수직적이고 진폭에 있어 동일한 고정된 양이고, 그루브들 방향을 따라 멀어지거나 가까운 방향으로 짧은 지속 길이를 가진다. 그루브 깊이 및 워블 마크 휨 거리(deflection distances)는 재생중에 워블 마크로부터 알맞은 반사 신호 크기를 줄 수 있도록 선택된다. 더욱이, 제1 및 제2 워블 마크 인코딩들이 제공되어, 다른 길이의 그루브들 또는 랜드들과 구별되는 소정 길이의 그루브 또는 랜드의 물리적 위치를 가리킨다.
워블 마크는 워블 마크 위치에서 존재하기도 하고 존재하지 않을 수도 있는데, 이들 워블 위치들은 각 그루브들상에 및 한 그룹 그루브들의 모든 그루브들에 대해 그루브들 방향에 수직적으로 정렬된다. 워블 마크 위치에서 워블 마크를 사용하거나 또는 워블 마크를 사용하지 않거나 간에 상기 인코딩은 인접 그루브들이 서로를 향해 편향되지 않도록 하면서 진행된다. 마지막으로, 제1 및 제2 워블 마크 편향들의 사용은 소정의 그루브의 방향을 따르는 짧은 거리에 걸친 각 편향면에서 지속 길이가 균형잡혀져 있다. 이런 균형잡힌 편향들은 푸쉬풀 위치 에러 신호가 그루브 방향에 수직인 중심 위치를 잘못 표시하지 않도록 해준다.

Description

엠보스된 헤더 포맷을 갖는 바이-레벨 광 미디어
제1도는 본 발명의 바람직한 구현에 따른 본 발명의 일부인 엠보스된 헤더의 피처(feature)를 감지하는 광학 시스템과 이와 관련된 광 다이오드 및 전단 증폭기를 포함한 전자 회로부를 개략적으로 나타낸 예시도.
제2도는 본 발명의 일부인 엠보스된 헤더 피처의 시퀀스(sequence)들을 디코드하기 위해 실행되는 각 기능부들을 개략적으로 나타낸 블록도.
제3도는 엠보스된 헤더의 피처 형태들과 제2도의 피처들로부터의 반사광이 전자적으로 감지된 파형도.
제4도는 인코딩 필드의 시작점을 표시하는 일정한 주파수 데이터 검출 클 록신호를 생성하는 제1도 및 제2도의 시스템이 감지된 엠보스된 톤 패턴.
제5도는 제4도의 톤 패턴과 함께 어드레스 마크를 구성하여 제2도에서의 시스템이 주소 마크를 뒤따르는 엠보스된 트랙 주소 및 섹터 주소 특성에 관하여 카운트되어 정렬 가능토록 하는 바이-레벨 미디어의 다섯 개의 콘 사이클 길이를 예시한 예시도.
제6(a)도 내지 제6(j)도는 섹터 주소 디지트 0~9에 대해 1) 각 코드 디지트는 모두 같은 수의 반대 극성의 워블들을 갖도록 하고, 2) 패턴이 모든 그루브에서 서로 같고, 그루브들에 대해 수직으로 정렬되어 있기 때문에 각 코드 디지트는 인접 트랙 간섭으로 인하여 원하는 패턴의 감소를 결코 일으키지 않도록 하는 방사형의 정렬된 5중의 2 인코딩(2-out-of-5 encoding)을 예시한 예시도.
제7도는 트랙 주소 디지트 0~9에 대해 1) 각 코드 디지트 및 코드 디지트들간의 정규의 순서적인 전이들은 모두 같은 수의 반대 극성 워블들을 갖도록 하고, 2) 전이 지점에서 코드의 변화는 인접 트랙 간섭으로 인하여 원하는 패턴에 대한 검출 신호의 감소를 결코 일으키지 않도록 방사형으로 정렬된 5중의 2 인코딩(2-out-of-5 encoding)을 예시한 예시도.
제8도는 1) 그루브 에지(edge)에서 큰 값의 강도 기울기로 인해 그루브들에 대한 뾰족한 엣지의 정의와; 2) 헤더를 될 수 있는 한 짧게 만들기 위해 고밀도의 워블에서 워블 마크들을 정확하게 인코드하기 위해 스폿 쌍의 고 해상도 워블링(wobbling)을 가능하게 하는 작은 직경을 갖는 나란한 한 쌍의 스폿을 사용하여 마스터화된 바이-레벨 미디어의 일 예를 예시한 예시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 광 시스템 12 : 광 디스크
16 : 반도체 레이저 18 : 조준 렌즈
20 : 빔 분리기 22 : 대물 렌즈
24 : 검출기 26 : 증폭기
28 : 선로 30 : 디코더
32 : 톤 검출기
34 : 위상 고정 발진기(PLO) 및 데이터 분리기
36 : 헤더 게이트 발생기 38 : 섹터 주소 검출기
40 : 트랙 주소 검출기 42 : 주소 마크 검출기
44 : 타이밍 게이트 발생기
본 발명은 데이터 처리 시스템에서 사용하는 대용량 메모리 광 디스크 데이터 저장 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 광 디스크 상에 엠보스된 헤더 패턴들을 포맷팅하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 광 디스크의 헤더 재생(playback) 동작 중 인접 트랙간의 크로스토크(crosstalk)를 감소시키기 위해 바이-레벨 광 미디어 상에 엠보스된 헤더 포맷을 제공하는 것에 관한 것이다.
ISO 표준 130밀리의 재기록 가능한 광 디스크(rewritable optical disks) 또는 한 번만 기록 가능하고 여러 번 읽을 수 있는 WORM(Write Once Read Many; CD-WORM) 광 디스크들을 사용하는 광 디스크 드라이브는 푸쉬 풀(push/pull) 트랙 킹 방법을 사용한다. 이러한 형태의 광 디스크들은 안내 그루브(guide groove)들 혹은 소위 디스크 상에 섹터 헤더 정보의 구조를 따라 미리 형성된 프리-그루브(pre-grooves)들을 갖고 있다. 이러한 그루브들에는 그루브들 또는 그루브들 사이에 있는 랜드(land)중 어느 하나의 중심 위치(center position)를 감지하기 위해 간섭광(coherent light)의 스폿(spot)이 조사된다. 프리-그루브들로부터 회절되는 불균형한 반사광의 분포는 트랙 위치 에러 신호(track position error signal)를 생성하는데 사용된다. 상기 트랙 위치 에러 신호는 서보 시스템으로 피드백(feedback)되어 그루브들의 중심이나 혹은 그루브들 사이의 랜드의 중심을 뒤따르는 스폿을 제어한다. 트랙 위치 에러 신호를 생성하는 이러한 방법을 푸쉬풀 트랙킹 방법이라고 한다.
광 디스크의 저장 용량을 증가시키기 위해서, 디스크 상의 기록 영역은 바이-레벨 광 미디어(bi-level optical media)를 포함하도록 확장되어 왔다. 바이-레벨 광 미디어는 동일한 간격의 랜드와 그루브들을 가지고 있으므로 데이터는 랜드들과 그루브들 양쪽 모두에 기록될 수 있으며, 이 방법은 푸쉬풀 트랙킹 방법을 사용하여 주어진 레이저 파장(laser wave length)에 대해 광 미디어 상에서 큰 트랙 밀도를 가능하게 한다.
그러나, 트랙 밀도가 증가됨으로써, 트랙 피치(track pitch)는 레이저빔과 레이저 광학 장치에 의해 발생되는 판독 스폿 크기(read spot size)에 비해 좁게 된다. 이러한 좁은 트랙 피치 때문에 판독 전용 헤더 및 판독/기록 사용자 정보 모두에 대해 인접 트랙간의 신호 간섭(signal interference)이 중요한 문제로 대두된다. 디스크 상에 판독/기록되는 사용자 정보에 대해 인접 트랙 간섭(adjacent track interference)을 제거하는데는 여러 가지 방법이 있다. 예컨대, 바이-레벨 미디어는 양평면 미디어(biplanar media)의 그루브 깊이를 조절함으로써 자기적 변화 마크 혹은 반사율 변화 마크(reflectivity change marks)의 인접 트랙 간섭을 제거하도록 설계될 수 있다. 또 다른 방법으로는 자기적으로 기록된 마크(marks)에 대한 인접 트랙 간섭을 상쇄시키는 자기 초 분해(magnetic super resolution) 방법이 있다. 그러나 상기의 방법들은 이러한 정보가 자기적 변화 마크 혹은 반사율 변화 마크보다는 엠보스된 외형들에 의해 구성되기 때문에 미디어 포맷의 판독 전용 헤더 부분에 대한 인접 트랙 간섭을 상쇄시키는 데는 도움이 되지 않는다.
이러한 제한점 때문에, 좁은 트랙 피치를 갖는 바이-레벨 미디어 기판(substrate)에 대한 주 기록 헤더(master written header)는 상당히 큰 인접 트랙 간섭이 존재하는 경우에도 단일 판독 스폿에 의해 섹터 헤더 정보가 신뢰성 있게 판독될 수 있도록 인코드되고 판독되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 데이터 처리 시스템에서 사용하는 대용량 메모리를 갖는 광 미디어를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광 디스크 상에 엠보스된 헤더 패턴들을 포맷팅(formating) 하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광 디스크의 헤더 재생(playback) 동작중 인접 트랙간의 크로스토크를 감소시키는 바이-레벨 광 미디어 상의 엠보스된 헤더 포맷을 제공하는데 있다.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 새로운 형태의 바이-레벨 광 데이터 저장 미디어가 개시된다. 상기 미디어는 랜드들과 그루브들의 규칙적이고 주기적인 패턴으로 패턴화된 평평한 기판(flat substrate)을 포함하고 있으며, 각각의 랜드 및 그루브는 거의 동일한 폭을 가지고 있다. 그루브 경로에서 제1 혹은 제2 측면에 대한 편향(deviation)으로서 정보 워블 마크(information wobble marks)가 랜드들 및 그루브들에 부가된다. 상기 편향은 각 워블 마크에 대해 동일한 크기의 고정 값을 가지고, 그루브들 방향을 따라 짧은 지속 길이를 가진다. 또한 각 그루브에는 그루브 깊이가 있으며 그루브 측면을 따라 워블 마크 휨 거리가 위치한다. 그루브 깊이 및 워블 마크 휨 거리(deflection distances)는 재생시 워블 마크로부터 알맞은 반사 신호 진폭을 줄 수 있고 또한, 재생시 그루브들에서 반사된 회절 광 분포가 종래의 푸쉬풀 위치 에러 감지 시스템에 의해 감지될 때 충분한 위치 에러 신호를 줄 수 있도록 선택된다. 더욱이, 다른 길이의 그루브들 또는 랜드들과 구별되는 소정 길이의 그루브 또는 랜드의 물리적 위치를 가리키는 제1 및 제2 워블 마크 인코딩들이 제공된다. 이들 인코딩들은 워블 마크를 갖거나 또는 갖지 않고서 워블 위치에 놓이고, 이들 워블 위치들은 한 그룹의 그루브들 내 모든 그루브들에 대해 그리고 각 그루브들 상에 그루브들의 방향에 수직으로 정렬된다. 더욱이, 재생시 인접 그루브에 대한 소정의 편향(deviation)의 휨들도 각자 서로의 방향으로 동시에 이루어지지 않도록 상기 워블 마크 인코딩들이 제공된다. 마지막으로, 상기 미디어는 작은 길이의 그루브들에 걸쳐 확장되는 다수의 제1 및 제2 워블 마크 휨들을 더 포함한다. 이들 휨들은 푸쉬풀 위치 에러 신호가 평균에 대해 그루브 방향에 수직인 잘못된 중심 위치를 표시하지 않도록 개수 및 지속 길이(duration length)면에서 균형 잡혀져 있다.
그루브들은 원형, 나선형, 또는 직선 형태를 가지며, 기판은 디스크 또는 사각 형태를 갖는다. 또한 기판은 자기 기록에 있어서 인접 트랙 간섭을 줄이기 위해 자기 초 분해의 자기 광학 기록 필름(magneto optical recording film)으로 코팅되어 있다. 먼저 위상 변경 기록 필름(phase change recording film)으로부터의 반사 마크들의 인접 트랙 간섭이 최소화되도록 그루브 깊이가 결정된다. 또한 상기 그루브 깊이는 융박용 1회 기록 필름(ablative write-once recording film)상의 마크들로부터의 인접 트랙 간섭 또는 자기 광학 기록 필름으로부터의 인접 트랙 간섭을 줄이도록 결정된다.
일반적으로, 워블 마크 정보는 미디어 상의 특정 위치에 가변 길이를 갖는 진폭에서 리드백 신호 변경(read-back signal change)이 존재하면 “1”로, 존재하지 않으면 “0”으로 인코드된다. 인코딩 필드의 정확한 시작 지점을 찾기 위해 필요한 워블 마크들은 비동기적으로 검출된다. 워블 마크 인코딩은 섹터 및/또는 트랙 주소 정보를 디코드하는 동기적 검출 채널에 사용될 수 있다. 상기 인코딩은 M중의 N코드(N out of M)를 사용한다. 여기서 M은 N보다 크다. 각 코드 워드(code word)마다 리드백 워블 마크 중심 위치에서 N개의 가장 큰 크기 신호들에 대응하는 코드 워드들을 선택함으로써 리드백 검출이 달성된다. 다른 방법으로는, 워블 마크 정보는 서로 관련된 각각의 워블 마크로부터 리드백 신호의 중심 위치에 의해 인코드될 수 있다. 또한 워블 마크 정보는 서로 관련된 워블 마크로부터의 리드백 신호의 상승 에지(leading edge) 및 하강 에지(trailing edge)에 의해 인코드된다.
워블 마크 인코딩은 워블 마크 패턴 내에서 섹터 또는 트랙 주소 정보나 섹터 및 트랙 주소 정보 모두를 디코드하기 위해 동기적 검출 채널을 사용한다. 일반적으로, 상기 워블 마크 패턴은 연속된 데이터 워블 마크들의 위치들로 정렬된 데이터 채널 클럭을 동기화하는 위상에 대해 방사형으로 정렬된 워블 마크 톤 패턴을 포함한다. 워블 마크 패턴은 어떤 채널 클럭 사이클이 워블 마크 데이터의 첫 번째 비트 위치에 있는지 결정하는 주소 마크 특징(address mark feature) 및 미디어 상에 고유의 섹터 주소를 결정하는 동기적으로 디코드된 워블 마크들의 시퀀스(sequences)를 더 포함한다. 여분의(redundant) 워블 마크 인코딩들은 미디어 결함이 존재할 때 섹터 주소 결정을 신뢰성 있게 하도록 사용될 수 있다.
마지막으로, 일반적인 랜드 및 그루브의 폭(width)은 미디어의 기판 상의 피처(features)를 감지할 수 있도록 재생 중에 사용되는 레이저 스폿에 대해 대략 레이저 전체 폭의 반의 최대 직경(full width half maximum diameter)으로 한다.
또한 저 잡음을 목적으로, 광 데이터 저장 미디어를 마스터링(mastering)하는 방법을 개시한다. 상기 방법은 주 기판(master substrate)상에 포토레지스트(photo resist)를 일정한 두께로 도포하는 것을 포함한다. 그 다음, 상기 방법은 두 개 또는 그 이상의 나란히 회절이 제한되고, 집중된 레이저 스폿들을 사용하여 그루브들 및 워블 마크 위치들을 규정하기 위해 포토레지스트를 노광(expose)한다. 이들 레이저 스폿들은 모든 스폿 중심들 사이를 이은 선이 그루브들이 형성된 방향과 수직이 되도록 정렬된다. 그 후, 레이저 스폿으로부터 큰 값의 광 강도 기울기(steep light density gradient)가 그루브들의 가장자리들을 규정하도록 포토레지스트가 주 기판에 퍼질 수 있도록 노광된다. 다음에, 노광된 포토레지스트는 랜드의 상부면(top surface)이 포토레지스트의 노광되지 않은 면에 의해 규정되고, 그루브들의 하부면(bottom surface)이 주 기판(master substrate)에 의해 규정되고, 월 에지(wall edges)는 될 수 있는 한 경사가 급하고 그리고 매끄럽게 되도록 현상(develop)된다. 마지막으로 광 미디어의 대량 생산을 위한 기판을 형성하도록 주 포토레지스트 토폴로지(master photo resist topology)는 복제된다.
이하, 본 발명의 특성 및 이점을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 광 디스크(12)에 정보를 기록하고 광 디스크로부터 정보를 재생하기 위한 광 시스템을 개략적으로 나타낸 예시도이다. 광 시스템(10)은 조준 렌즈(collimation lens; 18)와 빔 분리기(beam splitter; 20)로 레이저빔을 송출하는 반도체 레이저(16)를 포함한다. 빔 분리기(20)는 빛을 두 부분으로 분리하며, 한 부분은 광 디스크(12)를 향하여 진행하고, 다른 한 부분은 광 시스템(10)의 검출부로 진행한다. 광 디스크(12)로 투사된 빛은 대물 렌즈(objective lens; 22)로 전달되어 광 디스크(12)의 표면에서 반사되기에 충분할 만큼 날카롭게 초점이 잡혀지고, 다시 대물 렌즈로 송출되어 빔 분리기(20)내의 미러로부터 반사되어 검출기(detector; 24)로 반사된다. 검출기(24)와 이에 연결되어 있는 증폭기(26)는 레이저로부터 수신된 빛과 광 디스크(12)로부터 반사된 빛을 처리하고, 이 빛을 선로(28)상에서 전기 신호로 변환한다.
선로(28) 상의 반사 신호(reflectivity signal)는 헤더 정보가 있는 일정하지 않은 파형(non-constant waveform)을 포함한다. 헤더 정보는 네 가지 부분, 싱크 필드(sync field), 즉 톤(tone)과, 싱크 필드의 끝 부분에 결합되어 정확한 헤더의 시작 위치를 나타내는 상수 필드와, 십진수의 인코드된 섹터 주소 및 십진수의 인코드된 트랙 주소로 구성된다.
또한 선로(28)상의 반사 신호는 제2도에 예시한 신호 디코더(30)로 넘겨진다. 상기 신호 디코더의 목적은 섹터 및 트랙 주소를 복구하여 마이크로프로세서(46)로 주소값을 송신하기 위한 것이다.
보다 상세하게는, 선로(28)상의 반사 신호는 분리되어 톤 검출기(32)와 위상 고정 발진기(PLO) 및 데이터 분리기(34)로 넘겨진다. 톤 검출기(32)는 디스크로부터의 고유의 엠보스된 톤 패턴이 존재하는 것을 감지하여, 헤더 게이트 발생기(36)로 헤더의 시작을 알려준다. 헤더 게이트 발생기(36)는 헤더 정보의 명목상 길이(nominal length)와 똑같은 지속 길이를 갖는 펄스를 생성한다.
헤더 게이트 발생기(36)에서 만들어진 헤더 게이트 펄스는 PLO 및 데이터 분리기(34)를 제어하여 선로(28)상의 반사 신호로부터의 데이터 처리를 시작하도록 한다. PLO는 헤더의 맨 처음 부분인 싱크 필드에서 톤에 위상 고정(phase iock)된 검출 클럭을 생성한다.
데이터 분리기는 PLO에서 만들어진 검출 클럭을 사용하여 선로(28)상의 반사 신호를 “1”과 “0”으로 디코드하며, 이는 검출 클럭이 양의 값으로 전이(transition)되는 시점에서 반사 신호가 임계치보다 큰가를 살펴봄으로써 수행된다. 여기서, 데이터 분리기는 반사 신호가 임계치보다 적으면 검출 데이터를 “0”으로 출력하고, 반사 신호가 임계치보다 크면 검출 데이터를 “1”로 출력한다. 검출 데이터는 나중의 디코딩을 위해 검출 클럭과 동기성을 갖는다.
그후 검출 클럭 및 검출 데이터는 인코드된 섹터 및 트랙 데이터의 시작을 결정하는 주소 마크 검출기(address mark detector; 42)와 현재 판독되고 있는 섹터 어드레스를 결정하는 섹터 주소 검출기(sector mark detector; 38) 및 현재 판독된 트랙을 결정하는 트랙 주소 검출기(track address detector; 40)로 넘겨진다. 주소 마크 검출기(42)는 타이밍 게이트 발생기(timing gate generator; 44)를 동작시켜 검출 데이터 비트들이 섹터 정보인지 트랙 정보인지를 선택한다. 마지막으로, 섹터 주소 검출기(38) 및 트랙 주소 검출기(40)로부터 디코드된 디지트들(digits)은 마이크로프로세서(46)로 보내져, 신호 처리된 뒤 적절한 장치를 거쳐서 사용자에게 적절한 출력을 제공한다.
제3도는 광 미디어(12)상에 있는 사용 가능한 헤더 마크의 조합들을 예시하며, 이들은 엠보스된 헤더 패턴들(14)을 나타낸다. 또한 제3도는 이들 패턴들로부터 얻어진 전기 신호를 도시한다. 상세하게 살펴보면, 제3(a)도는 그루브들에 수직인 방향으로 그루브 워블(groove wobble)의 모든 가능한 조합을 갖는 동일한 랜드 및 그루브 간격을 갖는 바이-레벨 미디어를 도시한다. 여기서 그루브들은 비록 랜드들이 또 다른 마스터링 공정(mastering process)을 사용하여 마스터화되었다고 하더라도 마스터 기록 공정(master writing process)에서 마스터화되었다고 가정되었다. 제3(b)도는 제3(a)도에서 레이저 스폿에 뒤따르는 트랙에서 워블 휨(deflections)에 저장된 데이터에 대응하는 샘플 신호 및 검출 레벨을 그래프로서 도시한다.
바람직한 실시예에 있어서, 바이-레벨 미디어 상의 마스터는 다음의 필요 조건을 충족해야 한다. 첫 번째로, 광 미디어의 랜드 및 그루브 부분은 양쪽 모두 스퓨리어스 표면 잡음(spurious surface noise)이 최소가 되도록 하기 위해 가능하면 평평하게(flat) 되어야 한다. 두 번째로, 섹터(또는 트랙 플러스 트랙당 섹터수) 위치 정보는 판독 스폿이 랜드들이나 그루브들 중 어느 하나에 놓여졌을 때 판독될 수 있도록 마스터링 과정에서 인코드되어야 한다. 마지막으로, 마스터화된 헤더 데이터는 인접 트랙 방향으로 감지된 트랙 중심을 잘못 이동시키는 푸쉬풀 위치 에러 신호를 왜곡시키거나, 바이어스해서는 안 된다.
그루브들을 마스터링하는 것은 마스터 기판 상에 균일한 포토레지스트를 스핀(spinning)함으로써 이루어진다. 그후 포토레지스트는 레이저와 같은 광원으로부터의 조명 패턴을 동시에 회전 및 이동(translation)함으로써 나선형 그루브들을 만들 수 있도록 대량으로 노광된다. 이후 노광된 포토레지스트는 기판의 아래쪽으로 현상된다(developed). 포토레지스트와 기판의 상부는 모두 매우 평평하게 만들 수 있으므로, 잡음이 적게 발생한다. 랜드들과 그루브들 사이의 월들(walls)은 포토레지스트의 노광 감도의 변화 및 빛의 노광 스폿의 강도 변화에 영향을 받기 쉽기 때문에 이들은 잡음의 원인이 된다. 그루브들에 수직인 거리(distance)의 함수인 광의 기울기(light of gradient)를 매우 크게 함으로써, 그루브 가장자리들은 이들 포토레지스트 및 광 레벨 변화에 대해 적은 영향을 받도록 만들어질 수 있다.
광의 기울기는 이론적으로 노광 폭에 대해 회절이 제한된 강도 분포(intensity distribution) 즉 에어리 스폿(Airy's spot)에 의해 결정된다. 그러므로 만일 단일 노광 스폿이 바이-레벨 미디어 마스터에서 그루브를 노광하는데 사용된다면, 강도 기울기를 마음대로 더 경사지게 만들지는 못한다. 불완전하게 특징지어진 그루브 에지는 “그루브 잡음”(groove noise)을 일으킨다. 이러한 문제점은 제8도에 도시된 바와 같이 두 개 또는 그 이상의 방사형의 인접한 더 작은 직경의 스폿으로 미디어를 노광함으로써 해결될 수 있다.
실제 미디어 기판들을 제조하는데 사용되는 몰드(mold)들은 이러한 마스터기판 형태(master substrate topology)로부터 복제된다(replicate). 광 미디어의 랜드와 그루브들을 마스터링하는 원리는 당해 분야의 숙련자에게 잘 알려져 있으나, 본 발명에서 달성된 개량에 대해서는 보여주지 않고 있다.
각 섹터 헤더에서 정보를 인코드하기 위해 워블 트랙 방법이 사용 된다. 워블 마크를 만들기 위하여 음향-광 모듈레이터(acousto-optical modulator)를 사용하여 그루브들을 마스터링하는 동안 조광 패턴은 방사형으로 편향된다. 광 변조(light modulation)는 워블 마크들의 형태를 제어하기 위해 편향에 관련하여 사용될 수 있다. 워블 트랙 방법은 명목상 랜드 중심에 대해 그루브들을 랜드에 두는 동안 동시에 명목상 그루브 중심에 대해 랜드를 그루브들에 두는 특징을 갖는다. 그 결과로 바이-레벨 미디어에서, 랜드들이나 또는 그루브들 중 어느 하나의 위를 트랙킹할 때 워블된 트랙 정보는 감지될 수 있다는 것을 나타낸다.
바이-레벨 미디어를 설계할 때는 기본적으로 두 개의 변수, 즉 그루브 깊이와 트랙 중심에 대한 워블의 거리(distance)를 고려해야 한다. 그루브 깊이는 반드시 푸쉬풀 위치 에러 신호가 확실하게 발생되는 범위에서 선택되어야 한다. 또한 그루브 깊이는 사용자 데이터에 대해 인접 트랙 크로스토크 신호가 많이 소거되는 범위에서 선택되어야 한다. 랜드에서 그루브로의 워블 또는 그루브에서 랜드로의 워블의 양(즉, 워블 마크 휨 거리)은 적절한 워블 검출 신호를 주도록, 즉 워블이 일어나는 곳에서 빛이 반사된다면 크게 감소되도록 조정될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 워블 마크들은 펄스 위치 변조(Pulse Position Modulation; 이하 PPM으로 칭함)의 형태로 사용되나, 반드시 이 방법에 한정되지는 않는다. PPM 데이터 인코딩에 있어서, 미디어 상에 기록되는 정보는 다른 유사한 펄스에 대해 상대적으로 리드백 펄스의 중심에 있다. 이러한 경우에 있어서, 마크들의 중심점은 클럭을 인코드된 데이터에 동기를 유지시키기 위해 사용되며, 이 데이터는 동기적으로 검출된다. 제3(b)도에 예시한 바와 같이, 워블이 있을 때는 “1”이고 워블이 없는 때는 “0”으로 검출된다.
워블 비트들의 인코딩은 아래 세 가지 조건을 사용한다. 첫 번째는, 외측 직경 방향의 트랙 휨(이하 “OD”로 칭함)이고, 두 번째는 내측 직경 방향의 트랙 휨(이하 “ID”로 칭함)이고, 세 번째는 휨이 없는 경우이다. 트랙 워블은 제1도에 예시된 바와 같이 반사 검출 채널(reflectivity detection channel)을 사용하여 감지된다. 따라서, ID와 OD 사이의 워블 휨 방향을 구분하는 것은 불가능하다. 검출 채널이 ID와 OD 워블을 구별할 수 없기 때문에, 워블 방향은 푸쉬풀 위치 에러 신호가 평균적으로 균형 잡힌다는 것을 보증하기 위해 사용될 수 있다.
OD 방향과 ID 방향 워블들의 개수와 지속 길이는 서보 신호가 평균값에 방해받지 않도록 대략 수 마이크로 초 동안 영(“0”)으로 평균화되어야 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 바이-레벨 미디어 상의 헤더 정보의 인코딩은 다음의 필요 조건들을 만족해야 한다. 첫째, ID 및 OD 워블을 사용하는 코드 워드들(code words)은 푸쉬풀 위치 에러 신호의 파괴(corruption)가 없도록 하기 위해 영(“0”)으로 평균화되어야 한다. 둘째, 헤더 인코딩은 섹터가 시작되는 시간 또는 공간에 따른 위치를 정확하게 식별해야 한다. 셋째, 헤더 인코딩은 각 섹터들을 모든 다른 섹터들에 대해 고유하게 식별해야 한다. 넷째, 헤더 인코딩은 각 마크들의 형태 및 배치에 의해 인접 트랙 상에 있는 마크들에 반응하여 생기는 마크-투-마크 인접 트랙 간섭(mark to mark adjacent track interference)을 최소화해야 한다. 마지막으로, 헤더 인코딩은 미디어 결함이나 잡음이 있을 때 디코딩이 확실하고 적절하게 수행되도록 여분(Redundancy)을 가져야만 한다.
바람직한 실시예를 위한 섹터 헤더는 종래의 130mm ISO 표준 재기록 가능한 광 미디어의 헤더 구조와 유사하며, 그 한 예를 아래에 보인다.
여기서 Sync, AM, S 및 T는 각각 40개 클럭 주기의 동기화 마크, 5개 주소 마크, 다중-디지트 번호의 일부로서 5개 클럭 주기 섹터 주소 디지트 및 다중-디지트 번호의 일부로서 5개 클럭 주기 트랙 주소 디지트이다.
트랙은 디스크의 1회전으로 규정되며, 따라서 한 인접 트랙에서 다른 인접 트랙으로 옮겨질 때만 트랙 주소가 변경된다. 섹터 번호는 방사형으로 정렬된 각각의 열(row)에서는 동일하며, 그래서 방사상으로는 패턴 변화가 일어나지 않기 때문에 인접 트랙 간섭이 크지 않다. 트랙 주소 번호 방사형으로 정렬되어 있으므로, 트랙에서 트랙으로의 인코딩을 변경한다. 그러므로, 트랙 주소 디지트 인코딩은 인접 트랙 간섭의 영향을 최소화하도록 실행되어 한다. 섹터 위치 주소를 트랙 주소 및 트랙당 섹터 주소로 분리함으로써 트랙 주소 부분과 비교할 때 트랙당 섹터 주소가 보다 효과적으로 코드화될 수 있다. 이러한 분리는 바람직한 실시예의 기능에 있어서는 옵션 사항이다.
섹터 주소 및 트랙 주소들은 3번에 걸쳐(in triplicate) 인코드되고, 결함에 대해 요구되는 신뢰성을 얻기 위해서 다수결(majority voting)에 의해서 디코드된다. 만일 SSTTTT 주소의 실패율(failure rate)이 P라면, 3중의 여분 패턴(triple redundancy pattern)의 실패율은 P의 제곱이다. 흥미 있는 것은, 싱크 필드의 상승 및 하강 에지(edge), 즉 상수-톤(constant-to-tone) 및 톤-상수(tone-to-constant) 신호는 모두 섹터 타이밍을 시작하는데 사용될 수 있다는 점이다. 사실상 주소 마크에는 2중의 여분(redundancy)이 있다. 본 시스템에서의 동기화 필드 Sync는 싱크 인코딩을 개략적으로 나타낸 제4도에 도시된 바와 같이 N개의 ID 및 N개의 OD 휨으로 구성된다. 본 발명에 따르면, 이 패턴은 헤더의 시작을 검출하기 위한 톤 검출기와, 위상 고정 검출 클럭을 발생하는 위상 고정 발진기(PLO)에 의해서 사용된다. 이 경우에 있어서, N은 헤더가 감지되고 PLO가 위상 고정되기에 충분한 시간이 가능하도록 40으로 선택된다. 여기서 트랙에서 트랙으로의 모든 정보는 같기 때문에 Sync 필드에서는 인접 트랙 간섭이 전혀 없다는 점은 주의하여야 한다.
제5도는 바이-레벨 미디어 헤더에 대해서 AM(Address Mark; 이하 AM이라 칭함) 인코딩을 개략적으로 예시한 도면이다. 주소 마크는 제5도에 보여진 바와 같이 워블 마크가 없는 다섯 개의 연속한 검출 클럭 주기로 구성한다. AM은 섹터의 시작을 결정하기 위한 목적으로 Sync 필드의 하강 에지(edge)를 검출하는데 사용된다. 트랙에서 트랙으로의 모든 정보는 같기 때문에 AM 필드에서는 인접 트랙 간섭이 전혀 없다는 것에 주의하여야 한다.
제6(a)도 내지 제6(j)도는 바이-레벨 미디어 헤더에 있어서 각각 0~9의 코드를 사용하여 섹터 번호를 인코딩하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다. 섹터 번호 정보는 십진 디지트들로 인코드된다. 각 디지트는 제6(a)도 내지 제6(j)도에 보여진 바와 같이, 다섯 개의 연속하는 헤더 코드 비트들을 사용한다. 더욱이, 본 발명의 포맷은 트랙이 하나의 완전한 1회전이고, 섹터 헤더 정보는 트랙에서 트랙으로 방사형으로 정렬될 것을 요구한다. 주의할 것은 트랙에서 트랙으로의 모든 정보는 같기 때문에 섹터 주소 필드에서는 인접 트랙 간섭이 전혀 없다는 것이다.
섹터 번호 코드는 다섯 개의 코드 중 두 개다. 최대 유사 검출(Maximum likelihood detection)은 코드 워드(code word)들을 검출하기 위해서 사용된다. 최대 유사 검출은 헤더 클럭 위치에서 신호 진폭을 샘플링하고 가장 큰 값을 갖는 5개의 진폭 중에서 2개에 1의 값을 가지도록 함으로써 구현될 수 있다. 최대 유사 검출에 의해 잔존하는 인접 트랙 간섭 효과는 최소화된다.
일 실시예로, SS 디지트의 인코딩은 각 디지트가 서로 다른 10개의 값중 하나를 갖도록 하며, 따라서 인코드될 수 있는 섹터들의 수는 10 * 10 = 100으로, 디스크의 1회전에서 섹터들을 인코드하기에는 충분하다.
아래 테이블 I은 십진 디지트 코드로 섹터를 나타내는 방법을 예시한다.
제7도는 바이-레벨 미디어 헤더에 있어서 각각 0~9의 코드를 사용하여 트랙 번호를 인코딩하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다. 트랙 번호 정보는 십진 디지트들로 인코드된다. 각 디지트는 제7도에 보여진 바와 같이, 다섯 개의 연속한 헤더 코드 비트들을 사용한다. 본 발명의 포맷은 트랙이 하나의 완전한 1회전이고, 헤더 정보는 트랙에서 트랙으로 방사형으로 정렬될 것을 필요로 한다. 주의할 것은, 트랙에서 트랙으로의 모든 정보는 서로 다르기 때문에 트랙 주소 필드에서는 인접 트랙 간섭이 존재한다는 것이다.
트랙 번호 코드는 마찬가지로 다섯 개의 코드 중 두 개이다. 또한 최대 유사 검출(Maximum Likelihood detection)은 코드 워드들을 검출하기 위해서 사용된다. 더욱이, 인접 트랙 신호는 구조적으로 바람직한 신호(desird signal)를 강화한다. 즉 요구 신호가 “0”이면 진폭이 더 낮아지고, “1”이면 진폭이 더 높아진다. 따라서, 인접 트랙 간섭으로 인한 신호대 잡음비(Signal-to-noise ratio)의 손실은 없다.
일 실시예로, TTTT 인코딩은 두 번째, 세 번째 및 네 번째 디지트의 인코딩에서는 각각의 이들 위치들에 대해 효과적으로 10이 아닌 5의 값을 갖도록 한다. 그러므로, 인코딩될 수 있는 트랙들의 수는 5 * 5 * 5 * 10 = 1250이 되고, 이는 전형적인 지역(zone) 기록 미디어의 한 개의 밴드(band)에서 모든 트랙들을 인코드하기에는 충분하다. 테이블 II는 십진 디지트 코드로 트랙들을 나타내는 방법을 예시한다.
본 발명의 상기의 바람직한 실시예를 참조로 하여 구체적으로 도시되고 상술되었지만 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명에 대해 다양한 변형과 개선을 가할 수 있다. 따라서 상기의 바람직한 실시예는 본 발명의 일례로서 제공된 것이지 본 발명을 제한하기 위한 것이 아님은 명백하다.

Claims (17)

  1. 기판과; 상기 기판 상에 규칙적이고 주기적인 패턴으로 교호로 형성되어 있으며 거의 동일한 폭을 가지고 있는 랜드들 및 그루브들과; 상기 그루브들의 경로를 제1 측면 또는 제2 측면으로 편향시킴으로써 형성되는 워블 마크들을 포함하며, 상기 랜드들 또는 상기 그루브들의 방향에 실질적으로 수직으로 편향된 거리를 워블 마크 휨 거리라고 할 때, 상기 워블 마크 휨 거리는 고정되어 있고; 상기 워블 위치에서 상기 랜드들 또는 상기 그루브들의 방향으로 상기 편향이 지속되는 길이를 워블 마크 길이(wobble mark length)라고 할 때, 워블 마크 길이는 푸쉬/풀 위치 에러 신호가 왜곡(bias)되어 주어진 평균에 대해서 상기 그루브 방향에 수직인 중심 위치가 잘못 표시되지 않을 정도로 짧고; 상기 그루브의 깊이 및 상기 워블 마크 휨 거리는 재생 감지시 상기 워블 마크들로부터의 반사 신호 진폭을 검출할 수 있고 또한 재생시 상기 그루브로부터 반사된 회절광 분포(defraction light distribution)를 푸쉬/풀 위치 에러 감지 시스템에 의해 감지할 때 위치 에러 신호가 충분히 나타날 수 있도록 정해지고; 상기 워블 마크를 사용하여 데이터를 기록하는 워블 마크 인코딩은 소정 워블 위치에서 상기 워블 마크의 존재 여부로 데이터를 나타내고 인접한 그루브들에 대한 상기 푸쉬/풀 에러 감지 시스템의 휨이 동시에 서로를 향하지 않도록 이루어지고; 상기 워블 위치들은 상기 랜드들 및 그루브들의 방향에 수직으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 그루브들은 원형이고, 상기 기판은 디스크인 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  3. 제1항에 있어서, 상기 그루브들은 나선형이고, 상기 기판은 디스크인 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  4. 제1항에 있어서, 상기 그루브들은 직선들이고, 상기 기판은 직사각형인 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판은 자기 초 분해의 자기 광학 기록 필름(magneto optical recording film)으로 코팅된 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  6. 제1항에 있어서, 상기 그루브의 깊이는 위상 변화 기록 필름(phase change recording film)으로부터의 반사 마크들의 인접 트랙 간섭을 최소화하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  7. 제1항에 있어서, 상기 그루브의 깊이는 융박용 1회 기록 필름(ablative write-once recording film)으로부터의 반사 마크들의 인접 트랙 간섭을 최소화하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  8. 제1항에 있어서, 상기 그루브의 깊이는 자기 광학 기록 필름(magneto optical recording film)으로부터의 자기적 마크(magnetic mark)의 인접 트랙 간섭을 최소화하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  9. 제1항에 있어서, 상기 랜드 및 그루브가 편향되어 형성된 상기 워블 마크가 존재하면 “1”을 나타내고, 그렇지 않으면 “0”을 나타내고, 그에 따라 “1”인 경우에는 상기 미디어 상의 상기 워블 위치에서 얻은 리드백 신호의 진폭 변경이 검출되고, “0”인 경우에는 상기 리드백 신호의 진폭 변경이 검출되지 않도록 워블 마크에 의한 인코딩이 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  10. 제1항에 있어서, 상기 워블 마크에 의한 정보는 서로에 대해 상기 워블 마크들로부터의 리드백 신호의 중심 위치에 인코드되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  11. 제1항에 있어서, 상기 워블 마크에 의한 정보는 상기 워블 마크로부터의 리드백 신호의 상승 및 하강 엣지에 인코드되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  12. 제1항에 있어서, 상기 워블 마크 인코딩은 섹터 및/또는 트랙 주소 정보를 디코딩하기 위한 동기적 검출 채널에 사용되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  13. 제1항에 있어서, 하나의 코드 워드가 M개의 워블 위치를 가지고 있으며 그 중에서 N개의 워블이 형성되는 M중의 N코드-여기서, M이 N보다 큼-를 사용되고, 재생시 각 코드 워드(code word)에 포함된 M개의 신호 중 진폭이 큰 N개의 신호를 데이터 ‘1’로 하고 나머지를 데이터 ‘0’으로 하여 상기 코드 워드를 검출하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  14. 제1항에 있어서, 상기 워블 마크 인코딩은 워블 마크 패턴 내에서 섹터 주소 정보 및/또는 트랙 주소 정보를 디코딩하는 동기적 검출 채널에 사용되며, 상기 워블 마크 패턴은: 연속된 데이터 워블 마크들의 위치들로 정렬된 데이터 채널 클럭을 위상 동기화하기 위한 방사형으로 정렬된 워블 마크 톤 패턴(wobble mark tone pattern)과; 채널 클럭 사이클의 워블 마크 데이터의 첫 번째 비트 위치에 있도록 결정하기 위한 주소 마크 특징(address mark feature)과; 미디어상에 고유의 섹터 주소를 결정하는 동기적으로 디코드된 워블 마크들의 시퀀스(sequences)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  15. 제1항에 있어서, 동기화와 주소 마크 및 데이터 정보는 미디어 결함이 있는 경우 섹터 주소를 신뢰성 있게 결정하도록 여분을 가지고 인코드되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  16. 제1항에 있어서, 랜드 및 그루브의 폭(width)은 미디어의 상기 기판의 피처(feature)를 감지하도록 재생 중에 사용되는 레이저 스폿에 대해 대략 레이저 전체 폭의 반의 최대 직경(full width half maximum diameter)으로 하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
  17. 제1항에 있어서, 상기 그루브를 따라 멀어지거나 가까워지는 방향에 따라 상기 워블 마크 휨의 길이는 적어도 재생 중에 상기 워블 마크들을 판독할 수 있도록 사용되는 레이저에 대해 전체 폭의 반의 최대 직경만큼 긴 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장 미디어.
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