KR100454379B1 - 광디스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 광 디스크는 기판에 동심원형 또는 나선형의 안내홈이 형성됨과 함께, 이들 안내홈 간에 엠보스형의 피트가 성형되어 이루어지는 광 디스크에서, 안내홈에 의한 푸시풀 신호에 대해 피트에 의한 푸시풀 신호가 역극성이 되도록 피트의 깊이가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 구체저그로는 재생 레이저광의 파장을 λ, 기판의 굴정율을 n으로 할 때, 상기 피트의 깊이 Dp를 0.32λ/n≤Dp≤0.51λ/n으로 한다. 또, 상기 광 디스크에서 피트의 폭 Wp는 트랙 피치를 t로 할 때 0.27t≤Wp≤0.36t인 것이 바람직하다. 또한, 안내홈의 깊이 Dg 및 폭 Wg는 0.0875λ/n≤Dg≤0.1625λ/n, 0.27t≤Wg≤0.36t인 것이 바람직하다. 본 발명에서는 피트의 깊이가 적당한 범위로 설정되어 있기 때문에, 푸시풀 신호에 악 영향을 주는 일 없이 예를 들면, 트랙킹 카운트시에 카운트 에러를 일으킬 가능성이 낮아진다. 또한, 동시에 피트로부터의 정보 신호 진폭도 확보된다.

Description

광 디스크 {Optical Disk}
예를 들면, 소위 ISO 규격으로 대표되는 광 디TM크는 나선형의 안내홈(그루브)을 갖고, 내주부나 헤더부에는 그루브와 그루브 간에 엠보스형의 피트가 미리 성형되어 있다.
이러한 광 디스크에서는 광학 픽업을 디스크의 반경 방향으로 탐색(seek)하고, 그루브로부터의 트랙킹 에러 신호(소위 푸시풀 신호)에 기초하여 목적으로 하는 트랙으로 이동한다. 즉, 푸시풀 신호의 센터값 부근에서 임계치를 설정하고, 푸시풀 신호가 몇 회나 이 임계치를 가로지르는지를 검출함으로써, 트랙을 카운트하고 목적으로 하는 트랙을 검출한다. 동시에, 엠보스형의 피트로부터의 어드레스 신호에 기초하여 목적으로 하는 어드레스를 검출하고 정보의 기록 또는 재생을 행한다.
그런데, 상기한 바와 같은 그루브 간에 엠보스형의 피트가 미리 성형되어 있는 광 디스크에서는 피트를 포함하는 영역에서의 트랙킹 에러 신호(소위 푸시풀 신호)가 그루브만의 영역에서의 신호 진폭에 비해 1/2 내지 1/3로 감소한다고 하는현상이 나타날 수 있다.
이것은 종래 피트로부터의 정보 신호 진폭을 크게 취하는 것이 우선되어, 트랙킹 에러 신호가 희생이 되었기 때문이다.
그러나, 상술한 바와 같은 현상에 의해서 피트 영역에서 트랙킹 에러 신호가 급격히 작아지면, 정확하게 트랙킹을 취할 수 없거나, 트랙킹 카운트에 오류가 생기거나 하는 등의 결함이 발생한다.
<발명의 개시>
본 발명은 그루브와 피트가 혼재하는 영역에서의 푸시풀 신호의 감소를 억제하는 것이 가능한 광 디스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 광 디스크는 기판에 동심원형 또는 나선형의 안내홈이 형성됨과 함게, 이들 안내홈 간에 엠보스형의 피트가 성형되어 이루어지는 광 디스크에서, 안내홈에 의한 푸시풀 신호에 대해 피트에 의한 푸시풀 신호가 역극성이 되도록 피트의 깊이가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
구체적으로 재생 레이저광의 파장을 λ, 기판의 굴절율을 n으로 할 때, 상기 피트의 깊이 Dp를 0.32λ/n≤Dp≤0.51λ/n으로 한다.
또, 상기 광 디스크에서 피트의 폭 Wp는 트랙 피치를 t로 할때 0.27t≤WP≤0.36t인 것이 바람직하다.
또한, 안내홈의 깊이 Dg 및 폭 Wg는 0.0875λ/n≤Dg≤0.1625λ/n, 0.27t≤Wg≤0.36t인 것이 바람직하다.
본 발명에서는 피트의 깊이가 적당한 범위로 설정되어 있기 때문에, 푸시풀신호에 악 영향을 주는 일 없이 예를 들면, 트랙킹 카운트시에 카운트 에러를 일으킬 가능성이 낮아진다. 또한, 동시에 피트로부터의 정보 신호 진폭도 확보된다.
즉, 본 발명에 따르면, 그루브만의 영역과 그루브 간에 피트가 있는 영역에서, 레이저빔 스폿의 트랙킹을 취하기 위해 가장 중요한 푸시풀 신호의 극성 및 크기를 변화시키지 않도록 할 수 있다.
상술의 효과는 광 디스크의 헤더 영역(어드레스가 있는 영역)을 레이저빔 스폿이 가로지르는 경우에도 얻어지기 때문에, 푸시풀 신호를 트랙 카운트에 사용하는 방식인 경우, 카운트 에러를 적게 할 수 있다.
본 발명은 안내홈 및 피트를 갖는 광 디스크에 관한 것으로 적당한 푸시풀 신호를 얻기 위한 개량에 관한 것이다.
도 1은 피트와 그루브가 형성된 광 디스크 기판의 표면 형상을 도시한 모식도.
도 2는 푸시풀법의 원리를 설명하기 위한 모식도.
도 3은 그루브에 의한 푸시풀 신호와 피트에 의한 푸시풀 신호를 대비하여 도시한 특성도.
도 4는 피트의 깊이에 의한 푸시풀 신호의 변화의 모습을 TCS 신호와 함께 개념적으로 도시한 특성도.
도 5는 노이즈를 갖는 푸시풀 신호의 전형예를 도시한 특성도.
도 6은 피트 깊이를 적정한 것으로 함으로써 노이즈가 감소한 푸시풀 신호를 도시한 특성도.
도 7은 피트 깊이 Dp에 의한 푸시풀 신호의 변화를 도시한 특성도.
도 8은 피트가 있는 트랙과 피트가 없는 트랙이 인접하고 있는 경우의 푸시풀 신호의 모습을 도시한 특성도.
도 9는 피트 깊이 Dp에 의한 TCS 신호의 변화를 도시한 특성도.
도 10은 TCS 신호와 푸시풀 신호의 그루브 폭 및 그루브 깊이 의존성을 모식적으로 도시한 특성도.
<발명을 실시하기 위한 최적의 형태>
도 1은 그루브 G와 엠보스형 피트 P가 형성된 광 디스크 기판의 표면 형상을 모식적으로 나나낸 것이다. 여기서, 피트 P가 형성되는 영역은 헤더부에 상당한다. 또, 상기 기판 상에는 반사막이나 기록막, 그 위에 유전체막이나 보호막 등이 용도에 따른 구성으로 성막되어, 광 디스크가 된다.
이 광 디스크에 레이저의 초점을 맞추어 빔을 디스크의 반경 방향으로 주사(탐색)시키면 푸시풀 신호가 관측된다. 또, 도면 중 화살표 A는 그루브부를 주사하는상태를 도시하고, 화살표 B는 피트부를 주사하는 상태를 도시한다.
푸시풀법은 디스크 상의 트랙에서 반사 회절된 빛을 트랙 중심에 대해 대칭으로 배치된 2분할 검출기 PD 상의 2개의 수광부에서의 출력차로서 추출함으로서 트랙킹 에러를 검출하는 방법이다.
도 2에 원리 설명도를 도시한다.
레이저 스폿의 중심과 안내홈 G의 중심이 일치하는 경우에는 좌우 대칭인 반사 회절광이 얻어지지만, 어긋난 경우에는 좌우 비대칭이 되어 2분할 광 검출기 PD에서 얻어지는 빛 강도에 편차가 생긴다.
이 2개의 빛 검출기의 차 신호가 극성을 갖는 푸시풀 신호로서 얻어져서 트랙킹에 사용된다.
또한, 트랙 억세스시에 스폿이 트랙을 가로지를 때의 2개의 검출기에 의해 얻어진 신호의 출력차를 취하면 S자 곡선을 나타낸다.
예를 들면, 그루브로부터 얻어지는 푸시풀 신호(S자 곡선)와 피트로부터 얻어지는 푸시풀 신호(S자 곡선)는 도 3에 도시한 그대로이고, 이들 양자를 결합시킨 것이 헤더부에서 얻어지는 실제의 푸시풀 신호이다.
여기서, 본 발명자의 검토에 따르면, 푸시풀 신호는 홈 혹은 피트의 깊이에 의해서 변화하고, λ/4(다만, λ은 레이저광의 파장)을 경계로 극성이 역전하는 것을 알 수 있다.
지금, 그루브로부터의 푸시풀 신호와 피트로부터의 푸시풀 신호가 동일한 경우를 생각해 보자. 또, 그루브로부터의 푸시풀 신호가 본래의 푸시풀 신호이므로, 그루브의 깊이는 도 4에서 푸시풀 신호가 최대가 되는 값(λ/8)으로 한다.
그루브에 의한 푸시풀 신호는 도 3a에 도시한 바와 같이, 그루브의 센터에서 기준선(센터치의 라인)을 가로지른다. 이 때, 가로지르는 방향은 상향이다. (이때의 푸시풀 신호의 극성을 정(+)으로 한다.)
한편, 피트는 그루브와 그루브의 중간에 있고 피트에 의한 푸시풀 신호는 도3b에 도시한 바와 같이 되고, 피트의 깊이가 푸시풀 신호가 정(+)이 되도록 설정한 경우, 도 3a에서 선 s로 도시한 바와 같이 되고 피트의 중심에서는 이전의 그루브에 의한 푸시풀 신호와 동일하고 푸시풀 신호가 기준선을 가로지르는 방향은 상향이지만, 그루브 중심에서는 하향으로 된다.
그 결과, 그루브 중심에서는 그루브에 의한 푸시풀 신호가 피트에 의한 푸시풀 신호에 의해서 상쇄되기 어렵게 되고, 급격하게 푸시풀 신호가 저하하여 큰 노이즈가 관찰된다.
실제로 관측된 신호를 도 5에 도시한다. 이 도 5는 피트부(헤더가 딸린 그르부부 : 화살표 B에 상당)에서 푸시풀 신호를 관 측할 때의 모습을 도시한 것이다.
이것을 보면, 피트 P로부터의 신호가 푸시풀 신호 PP에 노이즈 N으로서 실리고, 예를 들면 푸시풀 신호에 의한 트랙킹 카운트시에 카운트 에러를 일으킬 가능성이 높은 것을 나타내고 있다.
이에 대해, 피트의 깊이가 푸시풀 신호가 부(-)가 되도록 설정한 경우, 피트에 의한 푸시풀 신호는 도 3b에서 선 m으로 도시한 바와 같이 되고, 그루브 중심에서는, 도면 중 좌측으로부터 우측으로 광 스폿이 이동할 때 푸시풀 신호가 기준선을 가로지르는 방향은 상향이 된다. 이것은 그루브에 의한 푸시풀 신호와 동일한 방향이고, 따라서 그루브에 의한 푸시풀 신호에 급격한 저하를 가져오는 일이 없다.
도 6은 이러한 설정으로 할 때의 피트부(헤더가 딸린 그루브부 : 화살표 B에 상당)에서의 푸시풀 신호를 관측할 때의 모습을 도시한 것으로, 노이즈 N은 거의 확인되지 않는다.
이러한 상황 기초하여 피트의 깊이를 구체적으로 변화시킬 때 푸시풀 신호(P-P)나 TSC(Track - cross signal)신호가 어떻게 변화하는지를 검토하였다.
검토시에, 채용한 파라메터는 표 1에 도시한 그대로이다. 또한, 해석에 있어서는 회절의 스칼라 해석법을 이용하였다.
Figure pct00001
도 7은 피트의 깊이 Dp에 의한 푸시풀 신호의 차이를 도시한 것으로, 도면 중 우단 및 좌단이 트랙 중심으로 대응하고, 따라서 도 7에는 트랙 1개를 가로지를때의 푸시풀 신호가 종축으로 신호 강도를 취하여 나타내고 있다.
또한, 도면 중에 있는 실선 a는 그루브 영역(피트 깊이 Dp=0 이전의 도 1에서의 화살표 A에 상당한다.)에서의 푸시풀 신호를 나타내고, 다른 선 b, c, d, e는 깊이가 다른 피트를 포함하는 영역(피트 영역)에서의 푸시풀 신호를 나타내고 있다.(도면 중 선 b는 피트 깊이 λ/4n, 선 c는 피트 깊이 7λ/24n, 선 d는 피트 깊이 λ/3n, 선 e는 피트 깊이 3λ/8n일 때의 푸시풀 신호를 나타낸다.)
이것을 보면, 피트 깊이 Dp=3λ/8n일 때, 피트 영역에서의 푸시풀 신호가 그루브 영역에서의 푸시풀 신호와 거의 동등한 강도를 갖는 것을 알 수 있다.
또한, 피트가 있는 트랙과 피트가 없는 트랙이 인접하고 있는 경우에 대해, 동일한 푸시풀 신호를 나타낸 것이 도 8이다.
도 8에서, 선 f는 그루브만의 상태에서의 푸시풀 신호를, 선 g는 피트가 있는 트랙과 피트가 없는 트랙이 인접하고 있는 상태에서의 푸시풀 신호를 나타낸다. 피트의 깊이 Dp는 3λ/8n이다.
이 경우에서도 피트가 푸시풀 신호에 미치게 하는 영향은 거의 확인되지 않고 한 쪽에 피트 있음, 한 쪽에 피트 없음의 트랙이 인접하더라도, 푸시풀의 편차량은 0.01㎛ 이하여서 트랙 피치에 비해 매우 작다.
한편, 도 9에는 피트의 깊이 Dp를 변화시킬 때의 TCS 신호를 나타내고 있다. 이 도 9로부터는 피트 깊이 Dp의 차이에 의한 피트 변조도의 변화를 알 수 있다.
이것을 보면 피트 변조도는 피트 깊이 Dp가 λ/4n 부근에서 최대 (ISM/IOL=0.89 :각 트랙에 피트가 있을 때는 ISM/IOL=0.84)가 되고, 피트 깊이 Dp=3λ/8n에서는 25% 정도 감소(ISM/IOL=0.54 : 각 트랙에 피트가 있을 때는 ISM/IOL=0.51)한다.
종래는 데이타 정밀도 등을 고려하여, 피트로부터의 정보 신호 진폭이 최대가 되도록 피트 깊이 Dp를 λ/4n으로 하였지만, 본 발명에서는 트랙킹을 위한 푸시풀 신호를 고려하여 피트 깊이 Dp를 3λ/8n 부근에서 설정하는 것으로 한다.
이 경우, 면저 도시한 바와 같이 피트 변조도는 약간 감소하지만, 이 정도의피트 변조도의 감소는 허용된다. 덧붙여서 말하면, ISO 규격(예를 들면 ISO-IEC-DIS 14517 : 직경 130㎜, 디스크 기억 용량 2.6GB의 광 자기 디스크 카트리지)에서의 허용 한계는 0.45≤ISM/IOL≤0.95이다.
도 10은 그루브의 깊이와 폭을 파라메터로 할 때의 푸시풀 신호와 TCS 신호의 변화의 모습을 등고(치)선으로 도시한 것이다.(조건은 하기와 같다.)
<조건>
디스크 관계 : 트랙피치 1.1㎛
그루브 형상 포물선
폴리카보네이트 기판(굴절율 1.58)
광학계 : 파장 λ 680㎚
NA 0.55
도 10에 의해 그루브를 깊게 하면 푸시풀 신호의 극성이 역전한다는 것을 알 수 있다.
이 푸시풀 신호의 역전 현상을 피트에 응용함으로서 피트부의 푸시풀 신호의 저하를 억제한다는 것이 본원 발명이다.
피트의 변조를 최대로 하는 것은, TCS 신호를 크게 하는 것에 대응한다. 그루브 폭 0.3 내지 0.4㎛의 영역을 고려할 때, 역전 푸시풀 영역에서, 더구나 TCS 신호가 커지는 것은 그루브 깊이 140 내지 220㎚의 영역이다. 이 깊이의 피트로하면 좋다.
따라서, 도 10에서 종축을 피트폭, 횡축을 피트 깊이라고 고려할 때 도면 중 사선 영역에 대응하는 깊이에 피트 깊이를 설정하면 좋다.
구체적으로는 도 10으로부터 TCS 신호 강도를 확보하면서 푸시풀 신호 강도를 확보하기 위해서는 피트 깊이 Dp를 0.32λ/n 내지 0.51λ/n으로 설정하면 되는 것을 알 수 있다.

Claims (1)

  1. 기판에 동심 원형 또는 나선형의 안내홈들이 형성됨과 함께 이들 안내홈들 간에 엠보스(emboss)형의 피트가 성형되어 이루어지는 광 디스크에 있어서,
    상기 안내홈에 의한 푸시풀 신호에 대해 피트에 의한 푸시풀 신호가 역극성이 되도록 피트의 깊이가 설정되어 있고,
    재생 레이저광의 파장을 λ, 기판의 굴절율을 n, 홈의 트랙 피치를 t로 할 때, 상기 피트의 깊이 Dp가 0.32λ/n≤Dp≤0.51λ/n이 되는 범위, 상기 피트의 폭 Wp가 0.27t≤Wp≤0.36t가 되는 범위, 상기 안내홈의 깊이 Dg 및 폭 Wg가 0.0875λ/n≤Dg≤0.1625λ/n, 및 0.27t≤Wg≤0.36t가 되는 범위로 각각 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 디스크.
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