KR100297767B1 - 재생전용 광기록매체 - Google Patents

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KR100297767B1 KR1019980015522A KR19980015522A KR100297767B1 KR 100297767 B1 KR100297767 B1 KR 100297767B1 KR 1019980015522 A KR1019980015522 A KR 1019980015522A KR 19980015522 A KR19980015522 A KR 19980015522A KR 100297767 B1 KR100297767 B1 KR 100297767B1
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Abstract

파장이 λ인 광픽업의 레이저 광에 대해 투명한 기판의 적어도 어느 한 면에 나선구조로 형성되며, 상기 기판의 표면높이로 형성된 다수의 랜드와, 상기 랜드에 대해 소정 깊이로 인입 형성되며 상기 랜드와 교대로 배치된 다수의 그루브 및, 상기 랜드 및/또는 그루브에 형성된 다수의 피트를 가지는 트랙을 포함하여 된 재생전용 광기록매체가 개시되어 있다.
이 개시된 재생전용 광기록매체는, 상기 기판의 굴절률을 n 이라하고, λe= λ/n 이라하며, 초점크기 변수 ξ= λ/(광픽업의 대물렌즈의 개구수)라 할 때,
상기 랜드와 그루브의 높이차이가 0.15λe이상이고, 상기 피트의 폭(PW)과, 서로 인접한 상기 랜드와 상기 그루브 사이의 중심선간의 거리인 트랙피치(TP)가 아래의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
[조건식]

Description

재생전용 광기록매체
본 발명은 광학적으로 정보를 재생할 수 있도록 된 재생전용 광기록매체에 관한 것으로서, 상세하게는 인접 트랙 사이의 크로스토크를 감소시킬 수 있도록 트랙 및 피트의 구조가 개선된 재생전용 광기록매체에 관한 것이다.
일반적으로, 콤팩트디스크(CD)나 디지털 비데오 디스크(DVD) 등의 재생전용 광기록매체는 디지털 형태의 정보가 소정의 데이터 코딩방식에 의하여 피트의 길이와 피트 사이의 거리의 변화로 변환되어 저장되어 있다. 여기서, 피트들은 그 기록면 상에 원주방향의 나선 형태로 배열되어 복수의 트랙을 이룬다.
상기한 트랙들은 서로 일정한 간격 즉, 트랙피치를 두고 위치하게 되는데 동일한 면적에 보다 많은 양의 정보를 기록하기 위하여 가능한 트랙피치를 좁게 하는 것이 좋다. 하지만, 이 재생장치인 광픽업의 대물렌즈에 의하여 기록면에 형성된 광스폿의 직경에 비하여, 상기 트랙피치를 좁게 형성한 경우에는 인접 트랙에 의한 광간섭이 발생하여 크로스토크 즉, 재생신호가 열화(劣化)되는 현상이 발생하므로 상기한 트랙피치를 줄이는데 한계가 있다.
예컨대, 광픽업용 광원에서 조사된 광의 파장이 λ 이고, 광픽업용 대물렌즈의 개구수가 N.A라 할 때, 광픽업에 의하여 광디스크에 맺히는 광스폿의 직경 ψ는 수학식 1과 같이 주어진다.
여기서, 인접한 트랙 각각에 형성된 피트가 크로스토크 없이 구분되기 위해서는 두 트랙 사이의 거리 즉, 트랙피치가 상기 광스폿의 직경 ψ의 1/2 이상이 되어야만 한다. 예를 들어, DVD의 광픽업은 광원의 파장 λ가 650nm이고, 대물렌즈의 개구수 N.A가 0.6 이므로, 수학식 1에 근거하여 광스폿의 직경 ψ은 1.3㎛가 된다. 따라서, 이론적인 트랙피치는 광스폿 직경의 절반인 0.65㎛ 이상이어야 한다(실제로는 DVD의 경우 트랙피치는 0.74㎛임).
상기한 바와 같은 트랙피치의 한계를 극복하고, 제한된 기록영역 내에 기록밀도를 높이기 위하여, 인접한 트랙 사이에 깊이 차이가 생기도록 트랙과 트랙 사이에 교차로 랜드와 그루브를 형성하고, 랜드 및 그루브 각각에 피트를 기록할 수 있도록 된 구조의 기록 가능한 광기록매체가 제안된 바 있다.
도 1은 종래의 재생전용 광기록매체를 보인 개략적인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 광기록매체(1)는 나선구조를 이루는 트랙이 형성되며 입사광을 투과시키는 기판(2)과, 이 기판(2) 상에 형성된 반사막(6) 및 상기 반사막(6)을 보호하는 보호층(7)으로 구성된다. 상기 트랙에는 기판(2)의 표면(1a) 높이를 갖는 다수의 랜드(3)와, 상기 랜드(3)에 인접되게 설치되며 소정 깊이로 인입된 다수의 그루브(4) 및, 상기 랜드(3) 및/또는 그루브(4)에 정보신호로써 기록된 피트(5)가 형성되어 있다.
여기서, 랜드(3)와 그루브(4)는 λe/8 만큼 높이차를 가지며, 피트(5)는 랜드(3)와 그루브(4) 각각에 대해 λe/4의 깊이로 형성된다. 여기서, 광픽업의 파장이 λ이고, 기판(2) 그 자체의 굴절률이 n이라 할 때, 상기한 λe는 λ/n 으로 정의된다.
여기서, 크로스토크에 영향을 미치는 변수로 상기한 그루브(4) 및 피트(5)의 깊이 뿐만 아니라, 피트(5)의 폭과 랜드(3) 및 그루브(4)의 폭이 있음에도 불구하고, 상기한 종래의 재생전용 광기록매체(1)는 피트(5), 랜드(3) 및 그루브(4)의 폭에 대하여 고려하고 있지 않으므로, 상기한 그루브(4) 깊이에서 크로스토크가 매우 커질 수 있어 양호한 재생신호를 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 트랙피치를 레이저 광의 파장에 비하여 작게 축소하는 경우에도 크로스토크를 줄일 수 있도록 새로운 규격의 그루브의 깊이, 트랙피치, 피트의 폭과 깊이를 갖는 재생전용 광디스크를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 재생전용 광기록매체의 일부분을 보인 개략적인 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 재생전용 광기록매체의 일부분을 보인 개략적인 사시도.
도 3은 도 2의 광기록매체에 광스폿이 형성되는 것을 보인 개략적인 도면.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 재생전용 광기록매체의 일부분을 보인 개략적인 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 재생전용 광기록매체의 회절원리를 설명하기 위하여 나타낸 개략적인 도면.
도 6 및 도 7은 광스폿이 그루브를 추종시 피트 위치에 따른 신호레벨의 변화를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 도면.
도 8은 트랙피치 0.9λ, 피트폭 0.4λ, 피트깊이 0.25λe일 때, 그루브깊이에 따른 신호진폭, 노이즈 및 크로스토크를 나타낸 그래프.
도 9는 트랙피치 0.9λ, 피트폭 0.4λ일 때, 피트깊이 0.20λe, 0.25λe, 0.30λe각각의 그루브 깊이에 따른 신호진폭을 나타낸 그래프.
도 10 내지 도 21 각각은 트랙피치, 트랙폭의 변화 및 피트깊이 0.25λe에 대해, 그루브깊이에 따른 신호진폭, 노이즈 및 크로스토크를 나타낸 그래프.
도 22는 본 발명의 제3실시예에 따른 재생전용 광기록매체의 개략적인 부분 단면도.
도 23 내지 도 25 각각은 도 22의 광기록매체의 각 그루브비에 대해, 그루브깊이에 따른 신호진폭 및 노이즈를 나타낸 그래프.
도 26은 본 발명의 제4실시예에 따른 재생전용 광기록매체의 개략적인 부분 단면도.
도 27 및 도 28 각각은 도 26의 광기록매체에 대해, 트랙피치 0.85λ, 그루브깊이 0.16λe일 때, 피트폭 0.4λ와 피트비 0.6을 가지는 피트와, 피트폭 0.5λ와 피트비 0.6을 가지는 피트의 피트깊이에 따른 신호레벨(V2)을 나타낸 그래프.
도 29 및 도 30 각각은 도 22 및 도 26에 도시된 바와 같이 그루브와 피트가 사다리꼴 또는 삼각형상을 가지는 경우에, 트랙피치 0.9λ, 그루브비 0.64, 그루브깊이 0.17λe일 때, 피트폭 0.4λ와 피트비 0.6을 가지는 피트와, 피트폭 0.5λ와 피트비 0.6을 가지는 피트의 피트깊이에 따른 신호레벨(V2)을 나타낸 그래프.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10...광기록매체 11...기판
12...랜드 13...그루브
14...피트 15...반사막
17...보호층
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 파장이 λ인 광픽업의 레이저 광에 대해 투명한 기판의 적어도 어느 한 면에 나선구조로 형성되며, 상기 기판의 표면높이로 형성된 다수의 랜드와, 상기 랜드에 대해 소정 깊이로 인입 형성되며 상기 랜드와 교대로 배치된 다수의 그루브 및, 상기 랜드 및/또는 그루브에 형성된 다수의 피트를 가지는 트랙을 포함하여 된 재생전용 광기록매체에 있어서,
상기 기판의 굴절률을 n 이라하고, λe= λ/n 이라하며, 초점크기 변수 ξ= λ/(광픽업의 대물렌즈의 개구수)라 할 때, 상기 랜드와 그루브의 높이 차이가 0.15λe이상이고, 상기 피트의 폭(PW)과, 서로 인접한 상기 랜드와 상기 그루브 사이의 중심선간의 거리인 트랙피치(TP)가 아래의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
[조건식]
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 재생전용 광기록매체의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재생전용 광기록매체의 일부분을 보인 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 2의 광기록매체에 광스폿이 형성되는 것을 보인 개략적인 도면이다.
도시된 바와 같이, 재생전용 광기록매체(10)는 파장이 λ인 광픽업(미도시)의 레이저 광에 대해 투명하며, 대물렌즈(21)에 의해 집속 형성된 광스폿이 맺히는 기판(11)과, 이 기판(11) 상에 형성되어 입사광을 반사시키는 반사막(15) 및 상기 반사막(15)을 보호하는 보호층(17)을 포함한다. 상기 기판(11)의 적어도 어느 한 면에는 정보기록면을 이루도록 된 나선구조의 트랙이 형성되어 있다.
상기 트랙은 상기 기판(11)의 표면 높이로 형성된 다수의 랜드(12)와, 상기 랜드(12)에 대해 소정 깊이로 인입 형성되며 상기 랜드(12)와 교대로 배치된 다수의 그루브(13) 및, 상기 랜드(12) 및 그루브(13)에 소정 깊이 인입 형성되어 하방으로 볼록한 다수의 피트(14)를 가진다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재생전용 광기록매체의 일부분을 보인 개략적인 사시도이다.
본 실시예에 따른 재생전용 광기록매체(10)의 구성에 있어서, 피트의 형상을 제외한 나머지 구성요소들은 실질적으로 도 2에 도시된 바와 같은 광기록매체와 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다.
상기 피트(14')는 상기 랜드(12) 및 그루브(13)에 소정 높이 돌출 형성된다. 여기서, 상기 피트(14')의 돌출 높이는 실질적으로 일 실시예에 개시된 피트(14)의 깊이에 대응된다. 즉, 다른 조건들이 동일한 경우, 돌출된 피트(14')의 높이와, 인입된 피트(14)의 깊이가 같으면, 랜드(12)면을 기준으로 한 광로차에 있어서 그 부호만 다르고 같은 값을 가진다. 따라서, 돌출된 피트(14')에 의한 결과는 상기한 인입된 피트(14)에 대한 재생신호, 노이즈 및 크로스토크의 결과를 적용할 수 있으므로, 그 자세한 설명은 생략한다.
본 발명은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 재생전용 광기록매체(10)에서, 일 트랙의 반경방향 중심과 이웃한 트랙의 반경방향 중심 사이의 간격으로 정의되는 트랙피치(TP)를 레이저 파장 λ 이하로 설계하여 상기한 크로스토크가 작게 발생하도록, 상기 그루브깊이(dg), 트랙피치(TP), 피트폭(PW) 및 피트깊이(dp)에 대한 범위를 새롭게 규정한 것에 그 특징이 있다.
이와 같은, 구조의 광기록매체를 설계하기 위하여, 실제 광픽업에 의해 광기록매체의 정보 재생시 상황과 동일한 광학구성에 대하여 신호를 계산하여야 한다. 이와 같이 구성된 광학계에 있어서, 신호검출원리를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5에 있어서, 실질적으로는 입사광(31)과 광기록매체의 초평면(33)에서 반사된 광(35)(36)(37)은 동일 방향에 위치된다. 즉, 입사광(31)은 대물렌즈(21)에 의해 광기록매체(33)에 집속된 후, 상기 광기록매체(33)에서 반사된다(도면에서는 투과되는 모양으로 도시하였음). 이 반사광은 피트의 영향에 의해 0차광(35)과, ±1차광(36)(37)로 회절되며 대물렌즈(21)를 재차 경유한 후 광검출기(23)에 수광된다.
상기 대물렌즈(21)로 입사광(31)은 레이저빔의 특성에 위해 Z축을 중심으로 가우시안 분포를 가지므로, 이상적인 대물렌즈(21)에 의해 집속된 경우, 위상이 동일한 면, 즉 입사파면 SI가 초점 O을 중심으로 하는 구면파가 된다. 그러므로, 입사 레이저빔의 특성과 입사광의 특성을 잘 알 수 있으므로 입사파면 SI 상의 임의의 점 P에서의 진폭과 위상을 계산할 수 있게 되고, 점 P의 광에너지는 전자기파의 전달특성에 따라 초평면(33) 상의 임의의 점 T에 전달되므로 점 T에서의 광파의 진폭과 위상은 입사파면 SI 상의 모든 점에서 점 T로 전달된 파동을 중첩한 값으로 얻어 질 수 있다. 따라서, 초평면(33) 상의 임의의 점 T에서의 진폭과 위상을 계산해 낼 수 있다.
이와 같이, 계산된 점 T에서의 광파는 랜드(12), 그루브(13) 및 피트(14)에 의해 위상특성이 달라지게 되는데 점 T에서의 위상변화 ΔΦ 는 점 T의 랜드 높이를 d라 할 때, 수학식 2로 주어진다.
여기서, n은 상기 기판(11)의 굴절률이며, λe는 기판(11) 내에서의 실질적인 레이저 빔의 파장으로, λe= λ/n으로 정의된다. 수학식 2의 우변에 2를 곱한 이유는 반사형 광기록매체(10)에서 깊이 차이에 의한 광로차의 효과가 두배로 되기 때문이다. 상기한 바와 같이 위상 변화된 레이저 빔은 다시 대물렌즈(21)를 향하여 발산하는 형태로 진행한다. 여기서 레이저 빔의 출사파면 SO는 입사파면 SI와 마찬가지로 초점 O를 중심으로 하는 구면을 이루게 되고 출사파면 SO 상의 임의점 Q에서의 광파의 특성은 초평면(33)의 모든 점에서 점 Q로 전달된 파동을 중첩한 값으로 표현되어지므로 점 Q에서의 광파의 진폭과 위상을 계산할 수 있다. 또한, 출사파면 SO 상의 총 광량 중 상기 대물렌즈(21)에 의해 수속되는 영역의 광량만을 합산하여 광검출기(23)에 도달되는 광량을 계산할 수 있다. 이와 같은 계산방법은 빛에 대한 회절이론, 정확하게는 전자기파의 벡터 회절이론에 따르는 것으로, 특히 광기록매체와 관련된 회절이론은 "광디스크 시스템의 원리(Principles of Optical Disc Systems)"[G Bouwhuis et al., Adam Hilger Ltd, Bristiol(1985) pp88-124] 및, "고개구 대물렌즈의 포커스 및 그 근처에서의 광분포(Distribution of light at and near the focus of high numerical-aperture objectives)"[M. Mansuripur, J. Opt. Soc. Am, Vol. 3, No. 12/December 1986, pp2086-2093] 등에 잘 나타나 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 방식을 이용하여 광기록매체의 파라미터들을 결정하였다.
도 6 및 도 7은 광스폿(S)이 일 그루브(13)를 추종시 피트 위치에 따른 신호레벨의 변화를 보인 개략적인 도면이다.
도 6을 참조하면, S1은 랜드(12) 및 그루브(13) 모두에 피트가 형성되지 않은 부분에 맺힌 광스폿을 나타낸 것이고, S2는 그루브(13)에 피트(14a)가 형성되고 그 주변의 랜드(12)에는 피트가 형성되지 않은 부분에 맺힌 광스폿을 나타낸 것이고, S3은 그루브(13)에는 피트가 형성되지 않고 그 주변의 랜드(12)에 피트(14b)가 형성된 경우의 광스폿을 나타낸 것이다.
상기한 광스폿이 그루브를 추종하면서 광스폿 S1, S2, S1, S3의 상태에 순차로 놓이는 경우, 상기한 광검출기(23)에서 검출 및 출력되는 재생신호 즉, 전기신호의 신호레벨은 도 7에 도시된 바와 같다. 즉, S1의 상태의 경우 검출된 신호레벨을 V0일 때, S2의 상태인 경우 신호레벨은 V1으로 신호진폭 A[= (V0- V1)] 만큼 차이가난다. 한편, S3의 상태인 경우, 이론적으로 신호레벨은 V0이어야 하나, 노이즈에 의하여 VO보다 낮는 V2의 신호레벨을 가진다. 여기서, 상기 노이즈의 신호진폭이 작으면 작을수록 재생신호의 품질이 좋은 것으로 수학식 3으로 정의된 크로스토크의 값을 계산하여 가장 작은 크로스토크를 갖는 트래피치(TP), 그루브 깊이(dg), 피트폭(TW) 및 피트깊이(dp)를 찾아낸다.
즉, 상기한 바와 같은 크로스토크 및 노이즈 특성을 감안함과 아울러, 트랙피치(TP)를 최소화 할 수 있도록 피트폭 및 트랙피치 각각은 아래의 수학식 4를 만족하고, 랜드와 그루브의 높이 차이가 0.15λe이상인 것이 바람직하다.
여기서, ζ는 초점크기 변수로 λ/(광픽업의 대물렌즈의 개구수)로 정의 되며, n은 기판의 굴절률이고, λe= λ/n 이다.
도 8은 트랙피치 0.9λ, 피트폭 0.4λ, 피트깊이 0.25λe일 때, 그루브를 광스폿이 통과하는 경우, 그루브 깊이에 따른 신호진폭, 노이즈 및 크로스토크를 나타낸 그래프이다.
그루브에 피트가 있는 경우에는 도시된 바와 같이, 그루브깊이가 0.155λe일 때 크로스토크가 대략 -47dB로 종래의 DVD의 크로스토크인 -28dB 보다 충분히 작음을 알 수 있다. 반면, 그루브 깊이가 0.155λe인 광기록매체에서, 주변의 랜드에 피트가 있는 경우의 크로스토크를 알고자 그루브 깊이가 -0.155λe인 지점을 살펴볼 때, 그 지점에서 크로스토크가 대략 -47dB임을 알 수 있다.
여기서, 그루브 깊이의 0을 기준으로 (+), (-) 방향으로의 재생신호, 노이즈 및 크로스토크의 대칭성은 도 6에 도시된 바와 같이, 광스폿 좌우의 랜드, 그루브 구조가 대칭적이고 단면형상이 사각인 피트의 깊이가 대략 0.25λe인 것에 기인한다.
도 9는 상기한 바와 같은 대칭성을 유지하기 위한 조건으로 상기 피트깊이가 대략 0.25λe인 필요성을 살펴보기 위하여, 트랙피치 0.9λ, 피트폭 0.4λ일 때, 피트깊이 0.20λe, 0.25λe, 0.30λe각각의 그루브 깊이에 따른 신호진폭을 나타낸 그래프이다.
그루브 깊이가 ±0.2λe이내 범위의 재생신호 크기를 살펴보면, 피트깊이가 0.2λe인 경우에는 그루브 피트의 신호진폭이 랜드 피트의 신호진폭보다 크고, 피트깊이가 0.3λe인 경우에는 반대로 랜드 피트의 신호진폭이 그루브 피트의 신호진폭 보다 크다. 따라서, 그루브 및 랜드에서의 재생신호의 진폭이 달라지는 비대칭성이 발생한다. 이와 같은 비대칭성을 방지하기 위하여 상기 피트깊이는 기본적으로 0.25λe이어야 함을 알 수 있다.
이하, 도 10 내지 도 21을 참조하여, 피트깊이를 0.25λe로 설정한 채로, 다른 파라미터들을 변화시킨 경우의 신호진폭, 노이즈 및 크로스토크를 살펴본다. 여기서, 대물렌즈의 개구수는 0.6으로 설정하였다.
도 10 내지 도 12 각각은 트랙피치 0.8λ에 대해 피트폭을 0.3λ, 0.4λ, 0.5λ로 각각 설정한 경우의 그루브깊이에 따른 신호진폭, 노이즈 및 크로스토크를 나타낸 그래프이다.
그리고, 도 13 내지 도 15 각각은 트랙피치 0.85λ에 대해 피트폭을 0.3λ, 0.4λ, 0.5λ로 각각 설정한 경우의 그루브깊이에 따른 신호진폭, 노이즈 및 크로스토크를 나타낸 그래프이다.
그리고, 도 16 내지 도 18 각각은 트랙피치 0.9λ에 대해 피트폭을 0.3λ, 0.4λ, 0.5λ로 각각 설정한 경우의 그루브깊이에 따른 신호진폭, 노이즈 및 크로스토크를 나타낸 그래프이다.
그리고, 도 19 내지 도 21 각각은 트랙피치 1.0λ에 대해 피트폭을 0.3λ, 0.4λ, 0.5λ로 각각 설정한 경우의 그루브깊이에 따른 신호진폭, 노이즈 및 크로스토크를 나타낸 그래프이다.
상기 도 10 내지 도 21을 참조하여, 각각의 트랙피치에서 크로스토크가 최소로 되는 피트폭 및 그루브 깊이를 표 1에 정리하였다.
트랙피치 [λ] 피트폭 [λ] 그루브 깊이 [λe] 재생신호의 진폭
0.80 0.3 0.175 0.28
0.4 0.16 0.30
0.5 0.15 0.25
0.85 0.3 0.17 0.34
0.4 0.16 0.36
0.5 0.15 0.32
0.90 0.3 0.17 0.39
0.4 0.16 0.42
0.5 0.16 0.35
1.00 0.3 0.17 0.43
0.4 0.155 0.48
0.5 0.15 0.45
상기한 표 1을 살펴보면, 동일 피트폭에 대해 트랙피치가 줄어 들수록 재생신호의 진폭이 작아짐을 알 수 있다. 이는 트랙피치가 줄어들면서 랜드, 그루브에 의한 회절광의 회절각도가 커져 대물렌즈에 포착되는 광량이 줄어들면서 발생되는 경과로, 상기한 트랙피치 이하로 그 트랙피치를 줄일 경우, 재생신호가 너무 작아져서 신호재생이 곤란해진다.
한편, 트랙피치가 0.8λ인 경우에는 피트폭이 0.4λ, 그루브깊이가 0.16λe일 때, 재생신호의 진폭이 0.30으로 가장 커지므로, 그 피트폭 및 그루브깊이가 최적의 광기록매체 규격으로 제시될 수 있다. 상기한 도 10 내지 도 21과, 표 1로부터, 상기한 트랙피치 및, 피트폭 0.3λ 내지 0.5λ, 그루브 깊이 0.15λe내지 0.5λe범위 내에서 크로스토크가 최저가 되는 점이 존재하는 사실을 알 수 있므로 상기한 바와 같이, 개구수 0.6에 대해 본원발명에 따른 광기록매체의 트랙피치는 0.8λ 내지 1.0λ의 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
이와 같은 트랙피치 범위는 초점크기 변수 ζ를 사용하여 표현하면, 상기한 수학식 4로부터 0.48ξ 내지 0.60ξ으로 변경하여 질 수 있다.
도 22는 본 발명의 제3실시예에 따른 재생전용 광기록매체의 개략적인 부분 단면도이다.
본 실시예에 따른 재생전용 광기록매체의 그루브(13)의 단면 형상은 상기한 바와 같은 사각형상 이외에 사다리꼴 또는 삼각형상을 가질 수 있다. 이 경우, 그루브(13) 및 피트(14)의 깊이에 의한 광학적 효과는 사각형상을 갖는 경우에 비하여 약해진다. 따라서, 동일 트랙피치에 대해 그루브의 깊이, 피트의 깊이 및 피트폭을 재설정할 필요가 있다. 도 22에서 그루브의 형상은 저면의 폭(Q)과, 상면의 폭(P)의 비로 정의되는 그루브 비( = P/Q) 및 그루브 깊이(Gd)에 의해 결정된다.
도 23 내지 도 25 각각은 도 22의 광기록매체에 대해, 트랙피치 0.9λ, 피트폭 0.4λ, 피트깊이 0.25λe이고, 그루브비가 0.80, 0.38 및 0.0에 대해, 그루브깊이에 따른 신호진폭 및 노이즈를 나타낸 그래프이다. 여기서, 피트의 단면형상은 사각형상으로 가정하고, 신호진폭 및 노이즈를 계산하였다. 여기서, 그루브비가 0.0인 것은 그 단면형상이 삼각형상을 의미하는 것으로, 사다리꼴 형상에서 삼각형상으로 갈수록 그루브가 0.16λe에서 0.24λe로 변화함을 알 수 있다.
도 26은 본 발명의 제4실시예에 따른 재생전용 광기록매체의 개략적인 부분 단면도이다. 여기서, 랜드(12) 및 그루브(13)에 피트(14)가 형성된 경우 피트(14) 사이의 위상차에 의한 간섭을 최소화시키기 위하여 피트의 형상은 정밀하게 결정되어야 한다. 도 26은 피트의 단면 형상이 사다리꼴 형상인 경우의 모델을 나타낸 것으로, 피트의 높이를 h라하고, 피트의 반사면 쪽 폭을 Ps, 입사면 쪽 폭을 Pl이라 할 때, 피트의 단면형상을 결정짓는 피트비는 Ps/Pl로 정의된다. 여기서, 노이즈가 최소가 되는 피트 파라미터를 살펴보면 다음과 같다.
도 27은 도 26의 광기록매체에 대해 그루브에 광스폿이 형성되고 그 주변의 랜드 상에 노이즈 피트가 있는 경우에, 트랙피치 0.85λ, 그루브깊이 0.16λe일 때, 피트폭 0.4λ와 피트비 0.6을 가지는 피트와, 피트폭 0.5λ와 피트비 0.6을 가지는 피트의 피트깊이에 따른 신호레벨(V2)을 나타낸 그래프이다.
도 27에서, 노이즈가 0이 되기 위해서는 즉, V2= V0가 되기 위해서는, 상기 피트폭(PW)이 대략 0.4λ일 때, 상기 그루브에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.32λe이고, 상기 피트폭(PW)이 대략 0.5λ일 때에는 상기 그루브에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.30λe이다.
도 28은 도 26의 광기록매체에 대해 랜드에 광스폿이 형성되고 그 주변의 그루브 상에 노이즈 피트가 있는 경우에, 트랙피치 0.85λ, 그루브깊이 0.16λe일 때, 피트폭 0.4λ와 피트비 0.6을 가지는 피트와, 피트폭 0.5λ와 피트비 0.6을 가지는 피트의 피트깊이에 따른 신호레벨(V2)을 나타낸 그래프이다.
이 경우, 노이즈가 0이 되기 위해서는 즉, V2= V0가 되기 위해서는, 상기 피트폭(PW)이 대략 0.4λ일 때, 상기 그루브에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.33λe이고, 상기 랜드에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.30λe이다.
도 29는 도 22 및 도 26에 도시된 바와 같이 그루브와 피트가 사다리꼴 또는 삼각형상을 가지며 그루브에 광스폿이 형성되고 그 주변의 랜드 상에 노이즈 피트가 있는 경우에, 트랙피치 0.9λ, 그루브비 0.64, 그루브깊이 0.17λe일 때, 피트폭 0.4λ와 피트비 0.6을 가지는 피트와, 피트폭 0.5λ와 피트비 0.6을 가지는 피트의 피트깊이에 따른 신호레벨(V2)을 나타낸 그래프이다.
이 경우, 그루브에서 좌우 랜드의 노이즈 피트에 의한 노이즈가 0이 되기 위해서는 상기 피트폭(PW)이 대략 0.4λ일 때 상기 그루브에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.3λe이고, 피트폭(PW)이 대략 0.5λ일 때 상기 그루브에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.36λe 이다.
도 30는 도 22 및 도 26에 도시된 바와 같이 그루브와 피트가 사다리꼴 또는 삼각형상을 가지며 랜드에 광스폿이 형성되고 그 주변의 그루브 상에 노이즈 피트가 있는 경우에, 트랙피치 0.9λ, 그루브비 0.64, 그루브깊이 0.17λe일 때, 피트폭 0.4λ와 피트비 0.6을 가지는 피트와, 피트폭 0.5λ와 피트비 0.6을 가지는 피트의 피트깊이에 따른 신호레벨(V2)을 나타낸 그래프이다.
이 경우, 랜드에서 좌우 그루브의 노이즈 피트에 의한 노이즈가 0이 되기 위해서는 상기 피트폭(PW)이 대략 0.4λ일 때 상기 그루브에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.315λe이고, 피트폭(PW)이 대략 0.5λ일 때 상기 그루브에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.3λe 이다.
따라서, 광기록매체의 구조가 도 22 및 도 26에 도시된 바와 같은 경우에는 그루브와 랜드 각각에서 크로스토크가 최소가 되기 위하여, 피트의 깊이 및 높이는 독립적으로 결정되어야 한다. 또한, 피트의 단면 형상이 사각인 경우에 깊이인 0.25λe보다 더 깊게 제조되어야 함을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 구성된 본 발명에 따른 재생전용 광기록매체는, 그루브와 랜드의 높이차, 피트의 폭, 피트의 깊이 범위를 결정함에 의해 인접 트랙 사이의 간격 즉, 트랙피치를 0.48ξ 내지 0.60ξ으로 짧게 유지하면서도, 크로스토크를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 트랙피치를 통상의 디지털 비데오 디스크의 규격인 1.14λ 대신 새로운 규격 즉, 0.8λ(=0.48ξ)로트랙피치를 설정한 경우, 기록용량이 1.4배(=1.14/0.8)로 증가하게 되어, 그 정보저장용량을 대폭 증대시킬 수 있다.

Claims (12)

  1. 파장이 λ인 광픽업의 레이저 광에 대해 투명한 기판의 적어도 어느 한 면에 나선구조로 형성되며,
    상기 기판의 표면높이로 형성된 다수의 랜드와, 상기 랜드에 대해 소정 깊이로 인입 형성되며 상기 랜드와 교대로 배치된 다수의 그루브 및, 상기 랜드 및/또는 그루브에 형성된 다수의 피트를 가지는 트랙을 포함하여 된 재생전용 광기록매체에 있어서,
    상기 기판의 굴절률을 n 이라하고, λe= λ/n 이라하며, 초점크기 변수 ξ= λ/(광픽업의 대물렌즈의 개구수)라 할 때,
    상기 랜드와 그루브의 높이 차이가 0.15λe이상이고,
    상기 피트의 폭(PW)과, 서로 인접한 상기 랜드와 상기 그루브 사이의 중심선간의 거리인 트랙피치(TP)가 아래의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
    [조건식]
  2. 제1항에 있어서, 상기 그루브는 그 단면형상이 사다리꼴로 저면의 폭(Q)과, 상면의 폭(P)의 비로 정의되는 그루브 비( = P/Q)가 0.8 이하이고, 상기 랜드에 대한 상기 그루브의 깊이가 대략 0.16λe인 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피트는 상기 랜드와 그루브 각각의 기준면에 대해 소정 깊이 인입 형성된 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 피트의 깊이는 0.25λe이상인 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
  5. 제3항에 있어서, 상기 랜드에 인입 형성된 피트와 상기 그루브에 인입 형성된 피트는 상호 다른 깊이로 형성되어,
    상기 그루브 재생시 상기 랜드에 존재하는 피트에 의한 노이즈가 최소가 되고, 상기 랜드 재생시 상기 그루브에 존재하는 피트에 의한 노이즈가 최소가 되도록 된 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 피트폭(PW)이 대략 0.4λ일 때,
    상기 그루브에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.3λe이고, 상기 랜드에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.315λe인 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
  7. 제5항에 있어서, 상기 피트폭(PW)이 대략 0.5λ일 때,
    상기 그루브에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.36λe이고, 상기 랜드에 형성된 피트의 깊이는 대략 0.3λe인 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피트는 상기 랜드와 그루브의 각각의 기준면에 대해 소정 높이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 피트의 높이는 0.25λe이상인 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
  10. 제8항에 있어서, 상기 랜드에 돌출 형성된 피트와 상기 그루브에 돌출 형성된 피트는 상호 다른 높이로 형성되어,
    상기 그루브 재생시 상기 랜드에 존재하는 피트에 의한 노이즈가 최소가 되고, 상기 랜드 재생시 상기 그루브에 존재하는 피트에 의한 노이즈가 최소가 되도록 된 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 피트폭(PW)이 대략 0.4λ일 때,
    상기 그루브에 형성된 피트의 높이는 대략 0.3λe이고, 상기 랜드에 형성된 피트의 높이는 대략 0.315λe인 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
  12. 제10항에 있어서, 상기 피트폭(PW)이 대략 0.5λ일 때,
    상기 그루브에 형성된 피트의 높이는 대략 0.36λe이고, 상기 랜드에 형성된 피트의 높이는 대략 0.3λe인 것을 특징으로 하는 재생전용 광기록매체.
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