KR100553107B1 - 2진정보판독시스템및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매체 상에 기록된 2진 정보를 판독하고 적어도 하나의 트랙을 구성하는 2진 정보 판독 방법으로서, 상기 2진 정보는 주파수 F_bit로 캐리어 상에 기록되는, 상기 2진 정보 판독 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, 동일한 트랙의 일련의 연속적인 판독 샘플들 SAM(k)을 구성하도록, 상기 2진 정보를 샘플링 주파수 F_e로 판독하는 단계로서, 상기 SAM(k)는 차수 k의 판독 샘플이고, 차수 k의 판독 샘플 각각은 0과 2π 사이에 놓인 위상 Φ(k)을 갖는, 상기 판독 단계, 상기 판독 샘플 SAM(k) 및 상기 판독 샘플 SAM(k)을 일괄하는 i+j개의 판독 샘플들(SAM(k-i),...,SAM(k+j))에 기초하여, 상기 판독 샘플 SAM(k)에 대응하는 π와 동일한 위상을 갖는 보간 샘플 I(k)를, I(k) = a_k-i SAM(k-i) +...+ a_k SAM(k) +...+a_k+j SAM(k+j)(여기서, 계수들 a_k-i,..., a_k,..., a_k+j는 선택된 보간법에 따르는 값들을 가짐)와 같이 계산하는 것을 가능하게 하는 보간 단계, 및 상기 보간 샘플 I(k)를 유효화하거나 또는 무효화하도록 의도된 정보 항목(VAL)을 발생하는 것을 가능하게 하는 유효화 단계를 포함한다.

본 발명은 다수의 트랙들 상에 기록된 2진 정보의 기록에 특히 응용된다.

Description

2진 정보 판독 시스템 및 방법

본 발명은 기록 캐리어를 판독하기 위한 방법과 상기 방법을 응용하는 장치에 관한 것이다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 특히 자기 또는 광학 기록들의 판독에 응용되고, 더욱 상세하게는, 고밀도 기록들의 판독에 응용된다. 이것은 컴퓨터 주변장치들 및 모든 비즈니스 시스템들과 같은 기록 시스템들에 우선적인 응용을 발견한다.

디지털 기록기에 있어서, 2진 정보의 디코딩은, 정보의 기록에 활용된 클럭 신호라고 불리는 시간 기준 신호의 재생을 수반한다. 이러한 클럭 신호는 통상, 판독 신호의 전이들(transitions)과 동기되는 위상 동기 루프(PLL) 내에 삽입된 전압 제어 발진기(VCO)에 의해 생성된다.

다중 트랙 기록기에 있어서, 테이프 상에 기록된 모든 트랙들간 동기가 지속된다는 조건하에, 전체적으로 트랙들에 대해 재구성된 단일 클럭 신호를 사용하는 것이 가능하다.

이것은, 기록 헤드들과 판독 헤드들이 정렬된다는 것과 테이프가 변형되지 않는다는 것을 전제로 한다. 이들 조건들이 엄격하게 준수되지 않는다면, 다양한 트랙들의 시간 기준들은 다른 것에 대해 오프셋(offset)되며, 이 현상은 당업자에게 "스큐(skew)" 라고 알려진 미끄럼 현상이다.

2진 정보가 다수의 병렬 트랙들 상에 포함되는 경우(예를 들어, 병렬 트랙들 사이의 피치가 10 내지 20㎛ 정도인 경우), 이 미끄럼 현상을 수용할 수 있는 한계들 내로 유지하는 것은 사실상 불가능하다. 그래서 트랙 각각에 대해 독립적인 클럭 재생 회로를 생성하는 것이 공지되어 있다. 이것은 특히 다수의 회로들을 생성해야 한다는 점을 포함하는 많은 결점들을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 결점들을 갖지 않는다.

본 발명의 요지는, 캐리어 상에 기록되며 적어도 하나의 트랙을 구성하는 2진 정보를 판독하는 방법으로서, 상기 2진 정보는 주파수 F_bit로 캐리어 상에 기록된, 상기 2진 정보 판독 방법에 있어서,

동일한 트랙의 일련의 연속적인 판독 샘플들 SAM(k)을 구성하도록, 상기 2진 정보를 샘플링 주파수 F_e로 판독하는 단계로서, k는 상기 판독 샘플 SAM(k)의 인덱스이고, 판독 샘플 SAM(k) 각각은 0과 2π 사이에 놓인 위상 Φ(k)을 갖는, 상기 판독 단계,

상기 판독 샘플 SAM(k) 및 상기 판독 샘플 SAM(k)을 일괄(bracket)하는 i+j개의 판독 샘플들(SAM(k-i),...,SAM(k+j))에 기초하여, 상기 판독 샘플 SAM(k)에 대응하는 π와 동일한 위상을 갖는 보간 샘플 I(k)를, I(k) = a_k-i SAM(k-i) +...+a_k SAM(k) +...+ a_k+j SAM(k+j)(여기서, 계수들 a_k-i,..., a_k,..., a_k+j는 선택된 보간법에 따르는 값들을 가짐)와 같이 계산하는 것을 가능하게 하는 보간 단계, 및

상기 보간 샘플 I(k)를 유효화하거나 또는 무효화하도록 의도된 정보 항목(VAL)을 발생하는 것을 가능하게 하는 유효화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 요지는, 자기 캐리어 상에 기록되며 적어도 하나의 트랙을 구성하는 2진 정보를 판독하는 시스템으로서, 상기 2진 정보는 주파수 F_bit로 상기 캐리어 상에 기록되고,

- 적어도 하나의 트랙 상에서 샘플링 주파수 F_e로 동시에 판독된 상기 2진 정보를 발광(luminous) 정보로 변환하는 것을 가능하게 하는 광자기 판독 헤드, 및

- 상기 발광 정보를 모으고, 상기 발광 정보를 일련의 전압 샘플들로 변환하는 것을 가능하게 하는 전하 전송 감광 장치(charge-transfer photosensitive)로서, 상기 전압 샘플들을 배출하는 적어도 하나의 출력을 갖는 상기 전하 전송 감광 장치를 포함하는, 상기 2진 정보 판독 시스템에 있어서,

- 상기 출력에 접속된 지연 수단(1,2)으로서, 동일한 트랙의 일련의 연속적인 판독 샘플들 SAM(k)(k는 상기 트랙 상 상기 샘플 SAM(k)의 인덱스임)을 얻도록, 상기 모아진 전압 샘플들을 상기 출력 상에 재배열하는 것을 가능하게 하는 상기 지연 수단 (1,2),

- 상기 샘플 SAM(k) 및 상기 샘플 SAM(k)을 일괄하는 i+j개의 판독 샘플들에 기초하여, 판독 샘플 SAM(k) 각각에 대해 보간 샘플 I(k)를, I(k) = a_k-i SAM(k-i)+...+a_k SAM(k) +...+ a_k+j SAM(k+j)와 같이 계산하는 것을 가능하게 하는 보간 수단(여기서, 계수들 a_k-i,..., a_k,..., a_k+j는 선택된 보간법에 따르는 값들을 가짐), 및

- 상기 보간 샘플 I(k)를 유효화하거나 또는 무효화하도록 의도된 정보 항목(VAL)을 발생하는 것을 가능하게 하는 유효화 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 장점은 클럭 재생 회로들 및 2진 정보 디코딩 회로들의 증가를 회피할 수 있다는 점이다.

본 발명의 다른 장점들과 특징들은 첨부된 도면들과 관련하여 주어진 바람직한 실시예를 통해 알 수 있다.

도 1은 본 발명이 응용되는 기록/판독 시스템의 예를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 장치의 개략적인 블록도.

도 3은 도 2에 도시된 보간기(interpolater: INT)의 개략도.

도 4는 도 2에 도시된 분류 작동기(sort operator: SRT)의 개략도.

도 5는 본 발명에 따른 장치의 제 1 응용예를 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 장치의 제 2 응용예를 도시한 도면.

도 7은 제 2 응용예의 제 1 실시예에 대한 도 6의 절단면 A-A를 따라 취한 도시한 도면.

도 8은 제 2 응용예의 제 2 실시예에 대한 도 6의 절단면 A-A를 따라 취한 도시한 도면.

모든 도면들에서, 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 표시한다.

도 1은 본 발명이 응용되는 기록/판독 시스템의 예를 도시한다. 기록은 매트릭스 헤드로 수행되고, 판독은 자기 광학 시스템들로 수행된다. 보다 일반적으로, 본 발명은 다른 기록/판독 시스템들에 관련된다. 이들 다른 시스템들에 대해, 정보가 기록되는 캐리어는 자기 캐리어가 아니라 광학 캐리어일 수 있다. 이것은 테이프보다는 디스크의 형태를 취할 수 있다. 판독은 광빔 이외에 임의의 공지된 수단에 의해 예를 들어 자기-저항 소자들을 갖는 다중 트랙 헤드에 의해 수행될 수 있다.

도 1에서 기술된 시스템은 자기 테이프(MT)와 같은 레코드 캐리어를 포함한다. 매트릭스 기록 헤드(MH1)는, 회선 선택 도체들(MH3)과 데이터 선택 도체들(MH4)에 의해 제어되는 기본 헤드들(MH2)의 매트릭스를 포함한다. 이 헤드는 테이프((MT) 상에 다양한 정보 트랙들(t1,t2,...,tX)을 기록하는 것을 가능하게 한다.

톰슨 콘슈머 일렉트로닉스(Thomson Consumer Electronics)사가 1989년 11월 28일에 출원된 프랑스 특허출원 번호 제 89 17313호에 기술된 것과 같은 자기-광학 판독 헤드(RH)가 도면의 우측 상에 도시되어 있다.

이 헤드(RH)는, 자기 테이프의 평면에 평행하게 배열되고 주 길이가 테이프의 길이를 가로지르는 자기 광학 변환기(RH1; 예컨대 커어-효과 변환기)를 포함한다. 광원(RH2)은, 광빔이 자기 테이프(MT)에 근접하여 변환기(RH1)의 면 위에 실질적으로 한 줄로 접속되도록, 편광빔에 의해 그리고 집속 시스템(RH3), 변환기(RH1)를 통해 방사한다. 변환기(RH1)에 의해 반사된 빔의 극성(polarization)은 테이프 상의 자계를 기초로 하여 수정된다. 반사된 빔은 집속 시스템(AH4)과 트래킹 시스템(RH5)에 의해 광전자 검출기(RH6)에 전송된다.

검출기(RH6)는 감광 구역과 비-감광 구역으로 이루어진 전하 전송 감광 장치(charge-transfer photosensitive device)인 것이 바람직하다. 감광 구역은 Np개 픽셀들의 선형 어레이로 이루어지고, 판독 레지스터의 비-감광 구역은 전송단들로 이루어지는 것이 바람직하다. 감광 구역의 픽셀에서 발생된 전하는 판독 레지스터의 전송단에서 모아진다. 검출기(RH6)는 적어도 테이프 상의 트랙들이 존재하는 만큼의 픽셀들을 포함한다.

변환기(RH1)는 실제로 자기 테이프의 트랙에 의해 변경된 극성을 각각 갖는 트랙 판독 빔들의 수집으로 이루어진 빔을 검출기(RH6)를 향하여 반사한다. 이러한 판독 빔들의 수집은 테이프(MT)의 트랙 각각에 대해 판독된 정보의 검출을 가능하게 하는 검출기(RH6)에 의해 수신된다.

테이프가 화살표(FL)로 표시된 방향으로 돌아갈 때, 자기 광학 변환기는 X개의 병렬 트랙들(t1, t2,...tX) 상에 위치된 유사한 인덱스 R(R=1, 2,..., k-1, k, k+1,...)의 2진 정보를 동시에 판독한다.

판독된 정보는 동시에 기록되었을 수 있다. 이것은 또한, 시간에 걸쳐 스태거(stagger)되는 방식으로 기록된 정보일 수 있다. 판독된 정보는 테이프(MT) 상에 기록된 주파수 F_bit 보다 큰 주파수 F_e로 샘플링되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 장치의 개략적인 블록도를 도시한다.

편의상, 도 2에 검출기(RH6)의 판독 레지스터(RR)만을 도시하였다. 판독 레지스터(RR)는 일련의 Np개의 전송단들(TS1, TS2,...,TSNp)로 이루어진다. 판독 레지스터의 출력 회로(OC)는, 도면에 도시되지 않은 판독 다이오드와 제 1 판독 증폭기를 포함하는 전하/전압 변환기로 이루어진다.

출력 회로(OC)로부터의 신호는 일련의 정보열로 이루어진다. 원래 공지된 방식으로, 출력 회로(OC)로부터의 신호는 제 2 판독 증폭기(RA), 아날로그/디지털 변환기(ADC), 고역 필터(FI), 등화기(EQ) 및 보정기(CR)를 순차적으로 통과한다. 보정기(CR)는 픽셀과 상기 픽셀을 둘러싼 2개의 인접 픽셀들 사이에 존재하는 혼선(crosstalk)을 보정하는 회로이다. 보정기(CR)는, 예를 들어 1992년12월 22일에 프랑스에서 출원되고 제92 15474호로 등록된 특허 출원서에 개시된 것이 될 수 있다.

이전에 언급된 바와 같이, 변환기(RH1)에 의해 동시에 판독된 정보는 X개의 병렬 트랙들 상에 포함된 유사한 인덱스 k의 정보이다. 고역 필터(FI), 등화기(EQ) 및 보정기(CR)와 같은 디지털 작동기들은 동일 트랙으로부터의 연속적인 정보를 표현하도록 진행하는 연속적인 샘플들에 대해 요구되는 만큼의 지연 회로들을 포함한다.

아날로그 전송 채널에서 0부터 2π 까지 계속 가변하는 위상은 판독된 아날로그 신호 x(t)와 연관된다. 복조는 보통 순간적으로 또는 위상이 π인 경우에 신호 x(t)의 부호를 관찰함으로서 수행된다.

본 발명과 같은 디지털 전송 채널에서, 판독된 신호는 위상들이 이산되는 샘플들의 스트링이다. 따라서 위상이 π인 샘플들이 반드시 이용 가능한 것은 아니다. 본 발명의 장치는 샘플 각각에 대해 신규의 샘플을 보간에 의해 계산하고, 그 위상은 동일 트랙으로부터의 인접 샘플들의 도움으로 π가 된다. 본 발명에 따른 장치는 디코딩 중에, 검출된 신호의 진폭이 최적의 위상에서 계산되므로 판독 에러의 가능성을 최소화하는 것을 가능하게 한다. 상기로부터 본 발명은 특히, 낮은 신호 대 잡음비를 갖는 고밀도 또는 고처리율(high-throughput) 채널들에서 전달된 신호들에 대해 특히 유리하다.

동일한 트랙 상에 포함된 2진 정보(비트들이라고 흔히 칭해짐)의 기록 속도는 주파수 F_bit를 정의한다. 샘플들은 F_bit 보다 큰 샘플링 주파수 F_e에서 추출되고 F_bit에 대한 F_e의 비는 오버샘플링(oversampling) 인자를 정의한다.

본 발명에 따르면, 보정기(CR)로부터의 샘플 SAM 각각은 위상 모니터링 회로(DP)에 그리고 보간기(INT)에 동시에 전송된다.

위상 모니터링 회로(DP)의 기능은 샘플 SAM의 위상 Φ을 추정하는 것이다. 추정된 위상 정보 Φ는 보간기(INT)에 전송된다.

따라서 보간기(INT)는 샘플 SAM 각각의 추정된 위상과 진폭을 수신한다. 도 3에서 명확해지겠지만, 보간기(INT)의 기능은 인덱스 k의 샘플 SAM(k)의 값 및 동일 트랙 상의 샘플 SAM(k)을 일괄하는 샘플의 값에 기초하여, 인덱스 k의 샘플에 할당될 값 I를 보간에 의해 계산하는 것이다.

본 발명에 따라서 보간기(INT)는 또한, 보간 샘플 I와 연관되며 샘플 I의 유효 또는 무효화를 가능하게 하는 유효화 신호 VAL의 계산을 허용한다. 유효화의 원리는 도 3에 자세히 기술되어 있다.

보간 샘플 I 뿐만 아니라, 그와 연관된 유효 신호 VAL은 분류 작동기(SRT)에 전송되며, 이 분류 작동기의 기능은 유효한 것만을 보유하고자 샘플들 I를 분류한다. 분류 작동기(SRT)의 출력에서 얻어진 신호 SI는 도 4에 기술된 바와 같이 일련의 유효화 비트들, 또는 이 유효화 비트들을 패킷들로 그룹화하는 일련의 워드들로 이루어진다.

도 3은 도 2에 도시된 보간기의 개략적인 블록도이다.

도 3에 도시된 실시예에 따라서 인덱스 k의 샘플 I(k)에 대한 보간 계산은 세 개의 샘플링된 값들 SAM(k-1), SAM(k) 및 SAM(k+1)의 도움으로 수행된다. 그러나 보다 일반적으로, 본 발명은 보간 샘플 I(k)의 계산이 i+j+1 샘플들 SAM(k-i), SAM(k-(i-1)),... SAM(k),..., SAM(k+j)(여기서 I 및 j는 같거나 같지 않은 정수들이다)의 도움으로 수행되는 실시예에 관련된다.

도 3의 보간기는 세 개의 지연 작동기들(1, 2, 3)을 포함한다.

지연 작동기(1)는 X개의 샘플들을 포함하고, 지연 작동기(1)의 입력에서 인덱스 k+1의 샘플 SAM(k+1)을 수신할 때, 인덱스 k의 샘플 SAM(k-1)이 그 출력에서 복원되게 한다.

유사하게, 입력이 지연 작동기(1)의 출력에 접속된 지연 작동기(2)는 X개의 샘플들을 포함하고, 지연 작동기의 입력이 샘플 SAM(k)을 수신할 때, 샘플 SAM(k-1)이 그 출력에서 복원되게 한다.

바람직한 실시예에 따라서, 인덱스 k의 보간 샘플 I(k)는 라그랑주 보간법의 도움으로 계산된다. 그러나 보다 일반적으로 상이한 최적화 기준에 기초한 다른 보간법들이 적절할 수도 있다.

도 3에서 기술된 실시예에 따라서, 계산된 보간 샘플 I(k)는 다음과 같이 쓸 수 있다:

I(k) = a_k-1 SAM(k-1) + a_k SAM(k) + a_k+1 SAM(k+1)

이를 위해, 샘플들 SAM(k-1), SAM(k) 및 SAM(k+1)은 각각의 승산기들(7, 8 및 9)에 전송되고, 승산기들은 SAM(k-1)을 a_k-1에, SAM(k)을 a_k에, 및 SAM(k+1)을 a_k+1에 각각 곱하는 기능을 한다. 세 개의 승산기들(7, 8 및 9)로부터의 결과들은 보간 샘플 I(k)를 계산하기 위해 가산기(10)에 전송된다.

본 발명에 따르면, 계수 a_k-1, a_k 및 a_k+1의 값들은 선택된 보간법에 의존한다. 이들 값들은 인덱스 k의 샘플의 위상값 Φ(k)에 기초하여 선택된다.

보간기 내에서, 위상 Φ(k)은 후자가 인덱스 k+1의 샘플의 위상 Φ(k+1)을 보간기의 입력 상에서 수신할 때 지연 작동기(3)의 출력에서 나타난다.

상기 위상 Φ(k)은 위상 세그먼트 검색 작동기(4)에 전송된다. 위상 Φ(k)의 값은 구간 [0,2 π] 내에 있다. 본 발명에 따라서, 구간 [0,2 π]는 폭이 인 N개의 위상 세그먼트들로 나누어진다. 예로써, N은 8이 선택된다. 그러나 본 발명은 크면 클수록 오버샘플링 인자가 작아지게 선택되는 것이 바람직한 다른 N값에 관련된다.

위상 Φ(k)은 N개의 위상 세그먼트들 중 하나에 속한다. 계수들 a_k-1, a_k 및 a_k+1에 대해 세 개의 미리 계산된 값들의 수집이 위상 세그먼트 각각과 연관되어 있다. 따라서 위상 세그먼트 검색 작동기는 또한, 위상 Φ(k)이 속하는 위상 세그먼트와 연관된 계수값들을 샘플 I(k)에 대한 보간 계산에 할당하는 기능을 갖는다.

계수 a_k-1, a_k, 및 a_k+1의 값들은 테이블로부터 추출된다. 상기의 테이블은 예를 들어 PROM형의 메모리일 수 있다. I(k)에 대한 보간 계산은 실시간으로 수행된다. 샘플들 SAM(k-1), SAM(k) 및 SAM(k+1)는 계수들 a_k-1, a_k, 및 a_k+1에 실시간으로 각각 곱해진다.

다른 실시예에 따라서, 샘플들 SAM(k-1), SAM(k) 및 SAM(k+1)과 각각의 계수들 a_k-1, a_k 및 a_k+1과의 곱은 미리 수행된다. 위상 세그먼트 각각에 관하여 가능한 샘플값들 각각은 계수들 a_k-1, a_k 및 a_k+1 각각에 미리 곱해진다. 상기 실시예에 따르면 위상값들뿐만 아니라 샘플값들은 미리 계산된 결과들의 가산기(10)에 대한 어드레싱을 허용한다.

상기한 실시예들에 따라서, 샘플 I(k)는 3개의 샘플링된 값들 SAM(k-1), SAM(k) 및 SAM(k+1)로부터 계산되고, 오버샘플링 인자는 2인 것이 바람직하다. 그러나 본 발명은, 예를 들어 보간이 1.5인 오버샘플링 인자를 갖는 5개의 연속적인 샘플들에 기초하여 수행되는 다른 실시예들에 관련된다.

오버샘플링은 Nbits 비트들에 대해 Ne개 샘플들 I(k)를 평균으로 발생한다. 보간 계산은 Ne개 샘플들 I(k)의 계산을 유발한다. 샘플들 I(k) 중에서 비트들에 할당될 Nbits만이 유지될 필요가 있다. 샘플 I(k) 각각은 이를 유효화 또는 무효화하게 하는 정보 항목을 수반하는 것이 필요하다.

도 4에 VAL로 표시된 상기 정보 항목은 유효화 작동기(6)에 의해 발생된다.

유효화 작동기(6)는 인덱스 k의 샘플의 위상 Φ(k) 및 인덱스 k+1의 샘플의 위상 Φ(k+1)을 입력으로서 수신한다. 두 연속적인 샘플들 사이의 평균 위상차는

이다.

원하는 위상 π 근처에서 π-π 에서 π+π 까지 범위의 유효화 윈도우를 정의하는 것이 가능하다.

유효화 작동기(6)는 위상들 Φ(k) 및 Φ(k+1)의 값들을 유효화 윈도우의 상한(upper bound)과 비교하고, 필요하다면, Φ(k+1)의 값을 세그먼트 [0,4 π]로 확장시킨다.

상한 가 구간 [Φ(k), Φ(k+1)]에 속하면, 정보 항목 VAL은, 계산된 샘플 I(k)가 유효화되어야 함을 보여주는 값을 취한다.

상한 가 구간 [Φ(k), Φ(k+1)]에 속하지 않으면, 정보 항목 VAL은 계산된 샘플 I(k)가 무효화되어야 함을 보여주는 값을 취한다.

단일 한계(bound)와 관련된 비교 제약은 예를 들어 테이프 이동 속도의 변동들에 기인하여 정보의 템포의 변화들에 직면해도 샘플의 유효화를 보장하는 것이 가능하다.

분류 작동기의 출력에서 얻어진 정보는 일련의 유효화된 비트들로 이루어질 수 있다. 예를 들어 단일 트랙의 판독의 경우에, 분류 작동기는 유효화 신호와 같은 템포로 작동하는 메모리로 이루어진다.

분류 작동기의 출력에서 얻어진 정보는 도 4에 기술된 바와 같이 유효화 비트를 패킷으로 그룹화하는 일련의 워드들로 또한 구성된다.

y 비트들의 워드를 형성하기 위해(예컨대, y는 10인 정수이다), 분류 작동기(SRT)는 y개의 멀티플렉서(MUX1, MUX2,...,MUXy)와 Y개의 시프트 레지스터들로 이루어진다.

멀티플렉서 각각은 세 개의 폴들(poles; P1, P2 및 P3)과 제어 입력(C)을 포함한다. C에 인가된 명령의 작동하에, 링크는 폴들(P1 및 P3) 사이에 또는 폴들(P2 및 P3) 사이에서 확립된다.

멀티플렉서 각각은 시프트 레지스터의 입력과 출력에 각각 접속된 폴들 P3 및 P2를 각각 갖는다. 시프트 레지스터 각각은 X개의 단들을 포함하고, X는 판독된 트랙들의 수이다. 인덱스 1의 멀티플렉서(MUX1)의 폴(P1)은 보간 신호 I(k)를 수신하고, 1보다 큰 인덱스 x (x=2,...,y)의 멀티플렉서의 폴(P1)은 인덱스 x-1의 멀티플렉서의 폴(P2)에 접속된다. y 시프트 레지스터들의 출력은 더욱이 데이터 버스 B를 구성한다. 모든 멀티플렉서들의 제어 입력들 C는 유효화 신호 VAL에 접속된다.

클럭 비트 각각을 사용하여, 말하자면, 샘플링 주파수 F_e와 같은 템포로, 유효 신호는 멀티플렉서들의 모든 명령들(C)에 동시에 인가된다. 신호 VAL이 샘플 I(k)를 유효화하도록 요구받는 경우, 링크는 멀티플렉서 각각의 폴들 P1 및 P2 사이에 확립된다. 유효화된 샘플 I(k)가 인덱스 1의 시프트 레지스터로 들어가고, 1보다 큰 인덱스 x(X=2,...,y)의 시프트 레지스터 각각은 평균하여 인덱스 x-1의 시프트 레지스터로부터 나오는 정보 항목을 멀티플렉서의 입력 상에서 수신한다. 오버샘플링 인자의 y배인 다수의 클럭 비트들(beats)의 마지막에 임하여, y 비트의 워드는 y개의 시프트 레지스터들의 y개의 출력단들에 저장된 정보 항목으로 구성되어 있다. 트랙 각각에 대한 저장된 비트들의 수를 카운트하는 동기 장치는 재구성된 워드의 완전성을 보장해 준다. 이 워드는 데이터 버스 상에서 검색된다.

본 발명의 장점은 주파수 F_bits가 아닌 주파수에서 작동한다는 점이다.

도 2에서 기술된 실시예에 따라서, 광전자 검출기(RH6)는 전하 전송 장치이고 상기 장치의 판독 레지스터는 단일 출력 회로를 포함한다.

그러나 다른 실시예에 따라서 광전자 검출기(RH6)의 판독 레지스터는 여러개의 출력부들을 가질 수 있다. 유리하게도 판독 레지스터 내에 포함된 전하를 고속으로 배출(evacuate)하는 것이 가능하다.

도 5는 판독 레지스터가 두 출력단들을 포함하는 본 발명에 따른 장치의 제 1 응용을 나타낸 것이다.

제 1 응용에 따르면, 판독 레지스터는 본질적으로, 소위 "짝수(even)" 레지스터 그리고 소의 "홀수(odd)" 레지스터의 공지된 방식으로 나누어진다. 짝수 레지스터는 감광 구역의 짝수 인덱스의 픽셀들에 축적된 전하를 검색하고, 홀수 레지스터는 감광 구역의 홀수 인덱스의 픽셀들에 축적된 전하를 검색한다.

기호적으로 판독 레지스터를 홀수 레지스터와 짝수 레지스터로 나누는 것은 각각의 두 출력부들(Sa 및 Sb)을 제공함으로써 도 6에 도시되었다.

각각의 출력부들(Sa 및 Sb)로부터의 신호들 각각은 도 3에 기술된 유형의 판독 체인에 전송된다.

원하는 정보 항목을 전체적으로 재구성하기 위해 장치(DI)는 분류 작동기들(SRTa 및 SRTb) 각각으로부터의 신호들 SIa 및 SIb을 재배열하는 것을 가능하게 한다.

도 6은 판독 레지스터가 출력들의 번호 Q를 포함하는 본 발명에 따른 장치의 제 2 응용을 나타낸 것이다.

판독 레지스터 RR은 Q개의 서브-레지스터들(R1, R2, ..., Rj, ...RQ)로 이루어지고 상기 서브-레지스터 각각은 M개의 전송단들을 포함한다. 편의상, M은 예로서 6이 선택되었다. 본 발명에 따른 장치는, M은 2개의 다른 서브-레지스터들에 대해 상이할 수 있는 임의의 정수인 다른 실시예들에 관련된다. 서브-레지스터(Rj) 각각의 M 전송단은 전하가 인덱스 1의 단으로부터 인덱스 M의 단에 전송되도록 서로 잇따른다. 인덱스 j의 서브-레지스터(Rj)의 전하/전압 변환기의 판독 다이오드는 서브-레지스터(Rj)의 인덱스 M의 전송단에 통합된다. 이 전송단은 도 6에 OSj로 도시되고 계속 중간단이라고 언급될 것이다.

판독 레지스터 RR은, 서브-레지스터(Rj) 각각의 중간 출력단(OSj)이 서브-레지스터(Rj)의 인덱스 1의 단과 연결되도록 서브-레지스터들(Rj)(j = 1, 2, ..., Q)의 전송단들이 서로 잇따른다.

서브-레지스터(Rj) 각각의 전하/전압 변환기는 중간의 출력단(OSj) 내에 포함된 판독 다이오드로 총체적으로 이루어지고, 판독 레지스터가 속하는 구성요소로 통합될 수 있거나 그렇지 않을 수 있는 제 1 판독 증폭기(Aj)로 전체적으로 또는 부분적으로 이루어진다.

당업자에게 공지된 바와 같이, MOS형 트랜지스터(도시되지 않음)는 서브-레지스터(Rj)로 전달된 전하의 도착 전에 다이오드의 커패시턴스를 사전 충전한다.

증폭기들로부터의 신호들 각각은 도 2에 기술된 형태의 판독 체인에 전송된다. 원하는 정보 항목(Id)을 전체적으로 재구성하기 위해 각각의 분류 작동기들(SI1, SI2, ..., SIj, ..., SIQ)로부터의 신호들은 장치(DI) 내에서 재배열된다.

도 7은 도 6의 절단면 A-A를 도시한다.

인덱스 j+1의 서브-레지스터(Rj+1)의 부분뿐만 아니라 인덱스 j의 서브-레지스터(Rj)의 부분이 도 7에 도시되어 있다. 서브-레지스터(Rj)의 표현된 부분은 공지된 타입의 전송단(TS) 및 중간 출력단(OSj)으로 이루어진다. 서브-레지스터(Rj+1)의 표현된 부분은 중간 출력단(OSj)에 인접하는 공지된 타입의 전송단(TS)의 한 부분이다.

실시예를 통해, 선택된 전송 모드는 2-위상(two-phase) 형태이다. 그러나 본 발명은 위상들의 수가 2보다 큰 전송의 모드들에 관련된다.

전송단(TS)은 P-도핑된 기판(1)에서 형성된다. N-도핑된 층(2)은 매립형 채널을 구성을 위해 기판(1)을 커버한다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 2-위상 모드에서 N-도핑된 층(2)은 교대로 N^-와 N-도핑된 연속적인 구역으로 이루어진다. N^--도핑된 구역은 N-도핑된 구역을 의미하나, N-도핑된 구역보다 낮은 비율로 도핑되었다는 것으로 이해한다. 전기 절연층(3)은 도핑된 층(2)을 커버한다. 전송을 허용하는 전극은 전기 절연층(3) 상에서 생성된다.

예로서 선택된 2-위상 전송 모드에 따르면, 4개의 전극들(E1, E2, E3, E4)은 전송단(TS)에서 전하의 전송에 참여한다.

서브-레지스터 Ri로부터 서브-레지스터(Rj+1)로 향하는 것으로 정의된 방향으로 4개의 연속적인 전극들(E1, E2, E3, E4)은 매립형 채널(2)의 N^-, N, N^-, N-도핑된 구역을 각각 커버한다. 2개의 전극들(E1 및 E2)은 동상 Phi1에 접속돼 있고, 2개의 전극들(E3 및 E4)은 동상 Phi2에 접속돼 있다.

위상 Phi1 및 Phi2는 서브-레지스터(Rj)의 전송단(TS)으로부터 동일 서브-레지스터의 중간 출력단(OSj)까지 전하를 전송하는 것을 확실히 하기 위해 공지된 방식으로 조정된다.

중간 출력단(OSj)은 또한 P-도핑된 기판(1) 내에 형성된다. 전하 전송 방향으로, 중간 출력단은 연속적으로, 동상 Phi1에 접속된 2개의 전극들(E6 및 E7)과, 전압 Vg이 인가되는 출력 전극(4)과, N⁺-도핑된 구역(5)과, P⁺-도핑된 구역(6)을 포함하며, 구역들(5 및 6)은 기판(1) 내에 모두 형성된다.

판독 다이오드는 N^+-도핑된 구역과 P-도핑된 기판(1) 사이에서 접합에 의해 형성된다.

전극들(E6 및 E7)은 전기 절연층(3)의 표면상에 위치되고 매립형 채널(2)의 N^--도핑된 구역과 N-도핑된 구역을 각각 커버한다. 전극(4)은 또한 층(3)의 표면상에 위치되며 N^--도핑된 구역을 커버한다. 전극(4)에 가해진 전압 Vg는 판독 다이오드로 전하의 전송을 허용한다. P⁺-도핑된 구역 (6)은 서브-레지스터(Rj)와 서브-레지스터(Rj+1) 사이의 절연 장벽을 구성한다. 판독 다이오드의 단자들 상에 나타난 전압은 도전 접속부(Kj)를 접속을 통하여 제 1 판독 증폭기(Aj; 도면에 도시되지 않음)의 입력에 인가된다.

감광 구역으로부터 판독 레지스터까지의 전하의 전송 중에 중간 출력단은 상기에 인접한 픽셀에 축적된 전하를 검색한다. 양호하게도, 서브-레지스터(Rj) 각각의 출력 증폭기(Aj)에 대한 전하의 전송은 실시간으로 수행된다.

N⁺-도핑된 구역(5)은 중간 출력단의 폭의 전체에 대해 전하의 전파 방향에 직각인 방향으로 확장한다. 다이오드로 향하는 전하의 가속을 가능하게 하는 전계는 일정하게 된다. 전하의 가속이 균일하면 전하는 또한 균일하게 전송되고, 그에 따라 공지된 형태의 레지스터들에서보다 더욱 신속히 전송된다.

도 8은 판독 레지스터의 제 2 실시예에 관한 도 6의 절단면 A-A를 도시한다.

도 7과 유사하게, 도 8은 인덱스 j+1의 서브-레지스터(Rj+1)의 부분뿐만 아니라 인덱스 j의 서브-레지스터(Rj)의 부분을 도시한다. 선택된 전송 모드는 2-위상 형태이지만 이전에 언급한 바와 같이 본 발명은 위상들의 수가 2보다 큰 전송모드들에 관련된다.

도 8에 도시된 전송단들(TS)은 도 7에 도시된 것과 동일하다. 서브 레지스터 Rj와 서브-레지스터(Rj+1) 사이의 절연 장벽의 구성을 가능케 하는 요소에 관한 것을 제외하고는 중간 출력단(OSj)에 대해서도 동일하다. 절연 장벽은 전위 Vi가 인가된 전극(7)에 의해 만들어진다. 전극(7)은 층(3)의 표면상에 위치하고 N^--도핑된 구역을 커버한다.

도 6에 기술된 감광 장치를 사용하면, 매우 높은 정보 처리율을 제공하는 것이 가능한 유리한 점이 있다. 예를 들어 1024개의 픽셀들과 32개의 출력들을 갖고, 1000개의 트랙들을 갖는 테이프를 판독하기 위해 사용되는 광전자 검출기(RH6)는 초당 수백 M비트 정도의 정보 처리율을 제공한다.

Claims (15)

1. 캐리어 상에 기록되며 적어도 하나의 트랙을 구성하는 2진 정보를 판독하는 방법으로서, 상기 2진 정보는 주파수 F_bit로 캐리어 상에 기록된, 상기 2진 정보 판독 방법에 있어서,

   동일한 트랙의 일련의 연속적인 판독 샘플들 SAM(k)을 구성하도록, 상기 2진 정보를 샘플링 주파수 F_e로 판독하는 단계로서, 상기 SAM(k)는 차수 k의 판독 샘플이고, 차수 k의 판독 샘플 각각은 0과 2π 사이에 놓인 위상 Φ(k)을 갖는, 상기 판독 단계,

   상기 판독 샘플 SAM(k) 및 상기 판독 샘플 SAM(k)을 일괄(bracket)하는 i+j개의 판독 샘플들(SAM(k-i),...,SAM(k+j))에 기초하여, 상기 판독 샘플 SAM(k)에 대응하는 π와 동일한 위상을 갖는 보간 샘플 I(k)를, I(k) = a_k-i SAM(k-i) +...+a_k, SAM(k) +...+ a_k+j SAM(k+j)(여기서, 계수들 a_k-i,..., a_k,...,a_k+j는 선택된 보간법에 따르는 값들을 가짐)와 같이 계산하는 것을 가능하게 하는 보간 단계, 및

   상기 보간 샘플 I(k)를 유효화하거나 또는 무효화하도록 의도된 정보 항목(VAL)을 발생하는 것을 가능하게 하는 유효화 단계를 포함하고,

   상기 보간 단계는, 상기 처리된 연속적인 샘플들이 하나의 동일 트랙의 상기 연속적인 정보 항목들을 표현하도록 지연 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유효화 단계는, 가 구간[Φ(k), Φ(k+1)]에 속하면, 상기 정보 항목(VAL)이 상기 보간 샘플 I(k)를 유효화하고, 또는 가 상기 구간에 속하지 않으면, 상기 정보 항목(VAL)이 상기 보간 샘플 I(k)를 무효화하도록, 을 상기 구간 [Φ(k),Φ(k+1)]과 비교하는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 계수들 a_k-i,..., a_k,..., a_k+j의 값들은 테이블들 내에 포함되어 있으며, 상기 샘플 SAM(k)의 위상 Φ(k)의 값에 기초하여 선택되는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 계수들의 값들은, 구간 [0,2π]를 나누는 N개의 위상 세그먼트들에 대해 미리 계산되고, 상기 계수들에 대해 선택된 값들은 상기 샘플 SAM(k)의 위상 Φ(k)이 속하는 위상 구간에 대응하는 값들인 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   크기들 a_k-i SAM(k-i),..., a_k SAM(k),...., a_k+j SAM(k+j)에 의해 취해질 수 있는 값들은 상기 구간 [0,2π]를 나누는 N개의 위상 세그먼트들에 대해 미리 계산되고, 상기 샘플들 SAM(k-i),..., SAM(k),...., SAM(k+j)의 값들은 상기 샘플들에 의해 취해질 수 있는 모든 값들 중에서 취해지고, 상기 크기들에 대해 선택된 값들은 상기 샘플 SAM(k)의 값 및 상기 샘플 SAM(k)의 위상 Φ(k)이 속하는 위상 구간에 대응하는 값들인 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 보간 샘플들이 유효한지 또는 무효한지에 따라서 보간 샘플들을 분류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 분류 단계는 일련의 워드들을 구성하도록, 유효화된 보간 샘플들을 패킷들로 그룹화하는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   단일 트랙의 판독에 관련되고, 상기 분류 단계는 상기 보간 샘플들을 유효화하도록 의도된 상기 정보 항목(VAL)과 같은 템포로 상기 보간 샘플들을 저장하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 방법.
9. 자기 캐리어 상에 기록되며 적어도 하나의 트랙을 구성하는 2진 정보를 판독하는 시스템으로서, 상기 2진 정보는 주파수 F_bit로 상기 캐리어 상에 기록되어 있는, 상기 2진 정보 판독 시스템에 있어서,

   - 동일한 트랙의 일련의 연속적인 판독 샘플들 SAM(k)(k는 상기 트랙 상의 상기 샘플 SAM(k)의 인덱스임)을 얻도록 상기 2진 정보를 샘플링 주파수 F_e로 판독하는 것을 가능하게 하는 판독 수단,

   - 상기 샘플 SAM(k) 및 상기 샘플 SAM(k)을 일괄하는 i+j개의 판독 샘플들에 기초하여, 판독 샘플 SAM(k) 각각에 대해 보간 샘플 I(k)를, I(k) = a_k-i SAM(k-i)+...+ a_k SAM(k) +...+ a_k+j SAM(k+j)(여기서, 계수들 a_k-i,..., a_k,..., a_k+j는 선택된 보간법에 따르는 값들을 가짐)와 같이 계산하는 것을 가능하게 하는 보간 수단, 및

   상기 보간 샘플 I(k)를 유효화하거나 또는 무효화하도록 의도된 정보 항목(VAL)을 발생하는 것을 가능하게 하는 유효화 수단을 포함하고,

   상기 보간 수단은, 상기 처리된 연속적인 샘플들이 하나의 동일 트랙의 연속적인 정보 항목들을 표현하도록 지연 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    - 적어도 하나의 트랙 상에서 샘플링 주파수 F_e로 동시에 판독된 상기 2진 정보를 발광(luminous) 정보로 변환하는 것을 가능하게 하는 광자기 판독 헤드,

    - 상기 발광 정보를 모으고, 상기 발광 정보를 일련의 전압 샘플들로 변환하는 것을 가능하게 하는 전하 전송 감광 장치(charge-transfer photosensitive)로서, 상기 전압 샘플들을 배출하는 적어도 하나의 출력을 갖는 상기 전하 전송 감광장치, 및

    - 상기 출력에 접속된 지연 수단 (1,2)으로서, 동일한 트랙의 일련의 연속적인 판독 샘플들 SAM(k)(k는 상기 트랙 상 상기 샘플 SAM(k)의 인덱스임)을 얻도록, 상기 모아진 전압 샘플들을 상기 출력 상에 재배열하는 것을 가능하게 하는 상기 지연 수단 (1,2)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 시스템.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 보간 수단은, 제 1 입력단과 제 2 입력단을 각각 포함하는 i+j+1개의 승산기들(7, 8, 9)과 가산기(10)로 이루어지며, i+j+1개의 연속적인 샘플들 SAM(k-i), ..., SAM(k), ..., SAM(k+j)은 상기 i+j+1의 승산기들(7, 8, 9)의 제 1 입력단에 각각 인가되고, 상기 승산기들의 제 2 입력단들은 각각의 계수들 a_k-i,...,a_k,...,a_k+j를 수신하며, 승산기 각각으로부터 나온 결과는 상기 보간 샘플 I(k)를 얻기 위해 상기 가산기(10)에 전송되며,

    상기 유효화 수단은 상기 판독 샘플 SAM(k)의 위상 Φ(k)과 상기 판독 샘플 SAM(k+1)의 위상 Φ(k+1)이 전송되는 유효화 작동기(6)로 이루어지고, 상기 유효화 작동기는 가 구간 [Φ(k), Φ(K+1)]에 속하면, 상기 보간 샘플을 유효화하는 신호(VAL)를 발생하고, 가 상기 구간에 속하지 않으면, 상기 보간 샘플을 무효화하는 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 시스템.
12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 유효화된 보간 샘플들만을 유지하는 것을 가능하게 하는 분류 작동기(SRT)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 시스템.
13. 제 10 항에 있어서,

    전하 전송 감광 장치는 픽셀들의 선형 어레이로 이루어진 감광 구역과 전송단들로 구성된 판독 레지스터(RR)로 이루어진 비-감광 구역으로 구성되고, 픽셀 내에 발생된 전하는 상기 판독 레지스터의 전송단 내에서 모이고, 상기 판독 레지스터(RR)는 Q개의 서브-레지스터들(R1,R2,...,Rj,...,RQ)로 이루어지고, 서브-레지스터(Rj) 각각은 M 개의 전송단들을 포함하고, M은 2개의 다른 서브-레지스터들에 대해 다를 수 있는 임의의 정수이고, 서브-레지스터 각각의 M개의 전송단들은 상기 전하가 인덱스 1의 단으로부터 인덱스 M의 단까지 전송되도록 서로 잇따르고, 서브-레지스터 각각의 인덱스 M의 전송단은, 전하 변동들을 검출하여 전압의 변동들로 변환하는 것을 가능하게 하는 판독 다이오드를 포함하며, 서브-레지스터 각각의 판독 다이오드 각각은 상기 판독 레지스터(RR)의 출력을 구성하는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 시스템.
14. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 자기 캐리어는 수 개의 비동기적으로 판독 가능한 정보 트랙들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 시스템.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 자기 캐리어는 수 개의 비동기적으로 판독 가능한 정보 트랙들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 2진 정보 판독 방법.