KR100960041B1 - 광 기록매체의 정보층에 데이터를 표시하는 마크들을기록하는 방법 및 장치 - Google Patents

광 기록매체의 정보층에 데이터를 표시하는 마크들을기록하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 펄스 방사빔을 사용하여 정보층을 조사함으로써 기록매체의 정보층에 데이터를 표시하는 마크들을 기록하되, 각각의 마크가 펄스들의 시퀀스에 의해 기록되고, 기록된 마크들이 소거 방사빔으로 정보층을 조사하여 소거가능한 기록방법에 관한 것이다. 오래된 데이터의 직접 오버라이트를 손상시키지 않고서도, 이중층 광 기록매체의 투명 히트싱크의 온도 감소를 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 상기 소거 방사빔이, 제 1 소거 기간(t1) 동안에 제 1 소거 파워 레벨(e1)을 갖고, 제 2 소거 기간(t2) 동안에 상기 제 1 소거 파워 레벨(e1) 이상의 제 2 소거 파워 레벨(e2)을 가지며, 제 3 소거 기간 동안(t3)에 상기 제 2 소거 파워 레벨(e2)보다 낮은 제 3 소거 파워 레벨(e3)을 갖는 구성이 제안된다.
Figure 112004059025638-pct00001
오버라이트 성능, 투명 히트싱크, 온도 감소, 2단계 부스트, 소거 방사빔, 소거 파워 레벨

Description

광 기록매체의 정보층에 데이터를 표시하는 마크들을 기록하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR RECORDING MARKS REPRESENTING DATA IN AN INFORMATION LAYER OF AN OPTICAL RECORD CARRIER}
본 발명은, 펄스 방사빔을 사용하여 정보층을 조사함으로써 기록매체의 정보층에 데이터를 표시하는 마크들을 기록하되, 각각의 마크가 펄스들의 시퀀스에 의해 기록되고, 기록된 마크들이 소거 방사빔으로 정보층을 조사하여 소거가능한 기록방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 펄스 방사빔을 사용하여 정보층을 조사함으로써 기록매체의 정보층에 데이터를 표시하는 마크들을 기록하고, 상기 방사빔을 공급하는 방사원과, 각각의 마크가 펄스들의 시퀀스에 의해 기록되고, 기록된 마크들이 소거 방사빔으로 정보층을 조사하여 소거가능하도록, 상기 방사빔의 파워를 제어하는 제어부를 구비한 대응하는 광 기록장치에 관한 것이다.
이와 같은 방법 및 장치는, WO01/04885A1에 공지되어 있다. 이 문헌에서는, 방사빔 펄스들의 시퀀스에 의해 기록매체의 상변화층에 마크가 기록된다. 방사빔 펄스들의 시퀀스의 최종 기록 펄스 다음에, 소거 파워 레벨보다 높은 값을 갖는 후미(trailing) 파워 레벨이 도입된다. 더구나, 시퀀스의 최종 기록 펄스의 파워 레벨이 상승될 수도 있다. 이와 같은 구성은, 특히 높은 기록속도에서 기록이 발생하는 경우에, 기록되는 마크들의 지터를 줄인다. 이에 따르면, 마크들은 기록매체의 상변화층에 기록된다. 2개의 연속하는 마크들 사이의 영역은 스페이스로 불린다. 기록매체 상의 마크들과 스페이스들의 패턴은 이 기록매체에 저장된 정보를 표시한다.
"Title Phase-Change Recording: Options for 10 to 20GB(dual layer, high NA, and blue)", Wierenga H.A., Proceedings of the SPIE The International Society for Optical Engineering(USA), vol. 3401, p.64-70, 1998에 기재된 것과 같은 제 2 기록층의 도입에 의해, 재기록형 광 기록매체의 2배의 저장용량 증가를 얻을 수 있다. 이들 2개의 기록층에 접근하기 위해서는, 기록장치의 대물렌즈들에 더 근접한 층이 투명할 필요가 있다. 이와 같은 투명한 기록층을 제조하는데에는 기록층 적층체 설계의 주요한 변화가 필요하게 된다. 단층 디스크에서는, 이 적층체가 보통 금속 거울층, 유전 간섭층과 상변화층으로 구성된다. 그러나, 이들 형태의 적층체들은 금속 거울층으로 인해 투명하지 않다. 이중층 디스크에서 금속 거울층을 제외하는 것은, 적층체의 거동(적층체가 적어도 부분적으로 투명하게 된다)에 대해 영향을 미칠 뿐만 아니라, 그것의 열적 특성에 대해서도 영향을 미친다.
투명한 이중 기록 적층체들에서는, 적층체의 투명도를 손상시키지 않으면서 상변화층의 적절한 냉각을 적어도 달성하기 위해, 투명한 히트싱크들이 도입된다. 이와 같은 적층체의 더 느린 냉각 특성은, 2가지 종류의 문제를 일으키는 열 축적을 유발한다. 첫째, 마크들의 기록중에 기록 펄스들 사이에 더 긴 냉각 간격이 필요하다. 이것은 더 짧은 기록 펄스들을 사용하여 달성될 수 있다. 둘째, 마크의 시작 부분에서는 히트싱크의 온도가 낮을 필요가 있다. 가장 수월한 해결책들은, 스 페이스 기록 스트래티지 중에 소거 파워를 감소시키는 것 또는 제 1 기록 펄스 앞에 냉각 간격을 도입하는 것이다. 그러나, 광 기록 시스템(예를 들어, DVD 등)에서의 실험에 따르면, 이들 2가지 방법이 모두 열악한 오버라이트 성능을 제공한다는 것이 밝혀졌다.
결국, 본 발명의 목적은, 오버라이트 성능을 손상시키지 않으면서, 투명 히트싱크의 온도 감소를 달성할 수 있는, 기록매체의 정보층에 마크들을 기록하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에 따르면, 상기 소거 방사빔이, 제 1 소거 기간 동안에 제 1 소거 파워 레벨을 갖고, 제 2 소거 기간 동안에 상기 제 1 소거 파워 레벨 이상의 제 2 소거 파워 레벨을 가지며, 제 3 소거 기간 동안에 상기 제 2 소거 파워 레벨보다 낮은 제 3 소거 파워 레벨을 갖는, 서두에 기재된 방법을 제공함으로써 달성된다. 또한, 상기한 목적은, 청구항 11에 기재된 대응하는 기록장치를 제공함으로써 달성된다.
본 발명은, 스페이스 기록 스트래티지를 적어도 2개, 바람직하게는 3개의 서로 다른 파워 레벨들로 분할한다는 착상에 근거를 두고 있다. 스페이스의 시작시에, 1단계 또는 2단계의 소거 파워 레벨 부스트(boost)가 사용되어 적층체를 급속하게 가열한다. 이전의 마크의 끝 부분에서의 재결정화를 방지하기 위해, 1단계 부스트의 초기 단계, 또는 2단계 부스트의 경우에는 제 1 단계가 필요하다. 그후, 즉 초기 단계 이후에, 또는 2단계 부스트의 제 2 단계 후에, 부스트를 사용하지 않는 종래의 스페이스 기록 스트래티지에서 필요한 것보다 대체로 낮은 값으로 소거 파 워를 줄인다. 최종적인 결과는, 기록하고자 하는 다음의 마크 앞에서 적층체 온도가 바람직하게 줄어든다는 것이다.
전술한 새로운 기록 스트래티지와, 바람직하게는 인듐 주석 산화물(ITO)로 제조되는 1개의 투명한 히트싱크층을 갖는 적층체의 조합은, 특히 매우 양호한 오버라이트 성능을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 종속항들에 기재되어 있다. 스페이스 기록 스트래티지에 사용되는 다양한 파워 레벨들과 다양한 소거 기간들에 대한 유리한 실시예들은 청구항 2 내지 청구항 7에 기재되어 있다. 바람직하게는, 제 3 소거 레벨은 종래의 스페이스 기록 스트래티지들에서 적용되는 소거 파워 레벨보다 낮은 한편, 적어도 제 2 소거 파워 레벨이 종래의 소거 파워 레벨보다 높다.
본 발명의 일 실시예에서는, 제 1 및 제 3 소거 파워 레벨들이 거의 같으며, 제 2 소거 파워 레벨보다 낮다.
더구나, 제 1 및 제 2 소거 기간의 합은, 가장 짧은 유효(즉, 마크) 길이의 절반보다 짧은 것이 바람직한데, 예를 들면 가장 짧은 유효(즉, 마크) 길이로서 2T를 갖는 코드에 대해 1T의 지속기간을 갖는다.
2단계 소거 부스트를 사용하는 본 발명에 따른 스페이스 기록 스트래티지는, 바람직하게는, 적어도 2개의 정보층을 포함하는 광 기록매체의 (반)투명층에 직접 오버라이트(direct overwrite: DOW)에 적용된다. 이와 같은 소거 부스트를 사용하는 기록 스트래티지들은, 예를 들면 DVD 및 DVR 이중층 기록에 적용될 수 있다.
정보층은, 결정상과 비정질상 사이에서 가역적으로 변화가능한 위상을 갖는 형태를 지니는 것이 바람직하다. 이중층 기록매체들과, 단층 기록매체들의 고속 기록에서의 냉각 문제의 유사성으로 인해, 전술한 소거 파워 레벨 부스트가 적용되는 본 발명에 따른 방법과 기록장치는, 고속 CD-RW, DVD 및 DVR 기록에도 유리하게 적용될 수 있다.
이하, 바람직한 실시예에 근거하여, 다음의 첨부도면을 참조하여, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다:
도 1a는 이중층 기록매체의 단면도이고,
도 1b는 반투명 정보층의 단면도이며,
도 2는 데이터 신호와, 2단계 부스트를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사빔의 파워 레벨을 제어하는 이에 대응하는 제어신호를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 유리한 효과를 예시하는 단일 트랙 지터의 측정결과를 나타낸 것이며,
도 4는 본 발명에 따른 기록장치의 블록도이고,
도 5는 1단계 부스트를 갖는 본 발명의 실시예들에 따른 제어신호들을 나타낸 도면이다.
도 1s는 이중층 디스크형 기록매체(1)를 개략적으로 나타낸 것이다. 디스크(1)는, 폴리카보네이트 기판(10), 스페이서층(12)에 의해 분리된 상변화 형태의 2개의 기록층들(11, 13)과, 커버층(14)을 구비한다. 정보층들(11, 13)에 기록된 데 이터는, 레이저 광 빔 등의 방사빔(2)에 의해 기록 또는 판독된다. 정보층 11에서 데이터를 판독하거나 이 정보층에 데이터를 기록하려면, 레이저빔(2)을 향하는 면에 더 근접한 나머지 정보층 13이 적어도 부분적으로 투명해야 한다.
도 1b는 이와 같은 반투명 정보층(13)의 단면의 일례를 나타낸 것이다. 도시된 것과 같이, 상변화층(132), 유전층들(131, 133, 135)에 의해 분리된 투명 히트싱크층(134)을 구비한다. 이와 달리, 다른 적층체 배치들도 가능하다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에서 사용된 2가지 신호인 디지털 데이터 신호(20)와 제어신호(30)를 나타낸 도면이다. 도 2a는 시간의 함수로써의 디지털 데이터 신호(20)의 값을 제공하는데, 이 신호의 값은 기록하고자 하는 정보를 표시한다. 이 데이터 신호(20)를 기록할 때, "하이" 기간(21) 기간이 이 "하이" 기간의 지속기간에 대응하는 길이를 갖는 마크로서 기록된다. "로우" 기간(22)은, 마크들 사이에 놓이고 "로우" 기간의 지속기간에 대응하는 길이를 갖는 공백 영역인 스페이스로서 기록된다. 일반적으로, 마크의 길이는 데이터 신호의 채널 비트 주기들의 수(데이터 클록의 주기들의 수)에 기록 속도를 곱한 값과 거의 같다.
도 1에 도시된 것과 같은 2개의 정보층들을 갖는 광 기록매체와 같이, 1개 이상의 정보층을 갖는 광 기록매체(1)에 데이터가 기록된다. 데이터를 표시하는 마크들은, 펄스 방사빔을 사용하여 정보층을 주사함으로써 정보층 내부의 트랙을 따라 기록된다. 마크들은 그들의 주변부와는 다른 광학 특성을 가져, 마크들이 광학 기록을 가능하게 하는 정보층의 영역들이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예의 데이터 신호(20)에 대응하는 제어신호(30)를 나타낸 것이다. 제어신호(30)는, 마크들이 정보층에 기록될 때 사용하는 방사빔의 파워를 변조하는데 사용되는데, 이때 방사빔의 파워 레벨은 제어신호의 레벨에 비례한다. 도 2b는, 시간의 함수로써, 마크(21)를 기록하기 위한 기록 펄스들의 시퀀스의 최종 펄스(31)를 나타내고 있다. 이들 기록 펄스들은 기록 파워 레벨 w를 갖는 한편, 시퀀스의 기록 펄스들 사이의 파워 레벨은 바이어스 파워 레벨 b이다. 더구나, 스페이스(22) 뒤에 다음의 마크(21)를 기록하기 위한 기록 펄스들의 시퀀스의 첫 번째 펄스(32)가 우측에 도시되어 있다. 기록되고 있는 마크들(21) 사이에 있는 이전에 기록된 마크들은, 혹시 존재한다면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소거 기록 스트래티지를 이용하여 소거된다.
스페이스(22)의 시작 부분에서는, 적층체를 신속하게 가열하기 위해 2단계 부스트가 사용된다. 이전의 마크(21)의 끝 부분에서의 재결정화를 방지하기 위해, 제 1 소거 기간 t1 동안에 제 1 소거 파워 레벨 e1을 갖는 로우 레벨의 제 1 단계(33)가 사용된다. 그후, 제 2 소거 기간 t2 동안에 제 1 소거 파워 레벨 e1보다 높은 제 2 소거 파워 레벨 e2를 갖는 제 2 부스트(34)가 적용된다, 제 2 부스트(34) 다음에, 제 3 기간 t3 동안에, 즉 스페이스의 나머지 시간 동안에, 제 1 소거 파워 레벨 e1보다 낮은 제 3 소거 파워 레벨 e3로 소거 파워가 낮아진다(참조번호 35).
또한, 본 발명에 따른 소거 부스트를 사용하지 않는 종래의 스페이스 기록 스트래티지를 이 도면에 점선으로 표시하였다. 이와 같은 종래의 스페이스 기록 스트래티지에서는, 스페이스(22)를 기록하는 전체 기간 동안 소거 파워 레벨이 제 3 소거 파워 레벨 e3보다 높은 일정한 레벨 e0로 설정된다. 이때, e1이 ed2와 동일한 1단계 부스트도 사용될 수 있다는 점에 주목하기 바란다.
본 발명에 따른 스페이스 기록 스트래티지의 최종적인 결과는 적층체 온도의 바람직한 저하이다. 이와 같은 새로운 기록 스트래티지와 도 1에 도시된 것과 같이 1개의 투명 히트싱크를 갖는 적층체의 조합에 의해, 도 3에서 볼 수 있는 것과 같이, 매우 양호한 오버라이트 성능이 얻어진다. 이때, 직접 오버라이트(DOW) 사이클의 수의 함수로써 평균 단일 트랙(ST) 지터를 나타내었다. 마크의 끝 부분에서 냉각 간격을 사용한 종래의 기록 스트래티지는 열악한 오버라이트 성능을 나타내는 반면에(다이아몬드로 표시된 라인 41), 도 2b에 예시된 것과 같이, 줄어든 소거 파워 e3와 함께 스페이스의 시작 부분에서 소거 파워 레벨을 부스팅하는 것은 양호한 오버라이트 성능을 제공한다(정사각형으로 표시된 라인 42).
이때, 소거 파워 레벨 e1, e2, e3와 소거 기간 t1, t2, t3의 최적값들은 기록매체, 레이저 펄스와 정보층 상의 레이저 스폿의 특성에 의존한다는 점에 주목하기 바란다. 일례로서, 다음과 같은 값들을 사용할 수 있다:
t1=1/2T; t2=1/2T; e1=2.3mW;e2=2.6mW;e3=1.1mW.
이때, 도 2b에 도시된 것과 같은 2단계 부스트 대신에, 1단계 부스트가 사용될 수도 있다. 이와 같은 1단계 부스트의 일례를 도 5a에 예시하였는데, 이때에는 1단계 부스트를 함께 구성하는 제 1 및 제 2 파워 레벨들 e1 및 e2가 동일하며 제 3 소거 파워 레벨 e3보다 높다. 부스트의 제 1 및 제 2 소거 파워 레벨들 e1 및 e2는 종래의 스페이스 기록 스트래티지에서 사용되는 일정한 소거 파워 레벨 e0보다 높다. 또 다른 실시예를 도 5b에 예시하였는데, 이때에는 제 1 및 제 3 소거 파워 레벨 e1 및 e3가 동일하며 제 2 소거 파워 레벨 e2보다 낮아, 1 단계 부스트를 형성한다. 마찬가지로, 부스트의 제 2 소거 파워 레벨 e2는 종래의 스페이스 기록 스트래티지에서 사용되는 일정한 소거 파워 레벨 e0보다 높다.
이때, 용어 "같다"는 "정확히 같다"는 것을 반드시 의미하는 것은 아니며, 같은 레벨로부터의 약간의 차이가 본 발명의 이점을 훼손하는 것은 아니므로, 오히려 "대략 같다"는 것을 의미한다는 점에 유의하기 바란다.
도 4는 디스크 형태의 광 기록매체(1)에 데이터를 기록하는 본 발명에 따른 기록장치의 일 실시예를 나타낸 것이다. 이와 달리, 기록매체는 테이프의 형태를 가질 수도 있다. 기록하고자 하는 정보를 포함하는 데이터 신호 SD가 제어부(60)에 인가된다. 제어부(60) 내부의 전류 공급원(61)은 5개의 출력들 A, B, C, D 및 E를 갖는다. 출력 A는, 제어신호 SC를 통해 방사원(51)에 공급될 때, 기록 파워 레벨(w)을 갖는 방사빔(52)을 일으키는 전류를 제공한다. 마찬가지로, 출력 B, C, D 및 E는 각각 바이어스 파워 레벨(b), 제 1 소거 파워 레벨(e1), 제 2 소거 파워 레벨(e2) 및 제 3 소거 파워 레벨(e3)을 일으키는 전류를 제공한다. 각각의 출력 A, B, C, D 및 E의 전류는 전환부(62)에 의해 선택될 수 있다. 전환부(62)는 데이터 신호 SD와 클록신호 SK에 의해 제어되는 패턴 발생기(63)에 의해 동작한다. 패턴 발생기(63)는 데이터 신호 SD를 원하는 패턴에 따른 파워 레벨들을 갖는 제어신호로 변환한다. 클록신호 SK는 클록 발생기(58)에서 얻어진다.
제어부(60)의 출력에 주어진 제어신호 SC는 방사원(51)에 인가되어, 방사원(51)에 의해 발생된 방사빔(52)의 파워를 제어한다. 방사빔은 렌즈(53)에 의해 기록매체(1)의 정보층(11)(또는 13)에 초점이 맞추어진다. 디스크 형태의 기록매체(1)는 모터(54)에 의해 그것의 중심 주위로 회전한다.

Claims (13)

  1. 펄스 방사빔을 사용하여 정보층을 조사함으로써 기록매체의 정보층에 데이터를 표시하는 마크들을 기록하되, 각각의 마크가 펄스들의 시퀀스에 의해 기록되고, 기록된 마크들이 소거 방사빔으로 정보층을 조사하여 소거가능한 기록방법에 있어서,
    마크들을 기록하기 위한 펄스들의 2개의 연속적인 시퀀스 사이의 상기 소거 방사빔이 3개의 연속적인 소거 기간으로 이루어지고, 상기 소거 방사빔이, 제 1 소거 기간 동안에 제 1 소거 파워 레벨을 갖고, 제 2 소거 기간 동안에 상기 제 1 소거 파워 레벨 이상의 제 2 소거 파워 레벨을 가지며, 제 3 소거 기간 동안에 상기 제 2 소거 파워 레벨보다 낮은 제 3 소거 파워 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 기록방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3 소거 파워 레벨은 상기 제 1 소거 파워 레벨보다 낮은 것을 특징으로 하는 기록방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 소거 파워 레벨과 상기 제 3 소거 파워 레벨은 거의 동일하고 상기 제 2 소거 파워 레벨보다 낮은 것을 특징으로 하는 기록방법.
  4. 제 1항에 있어서.
    상기 제 2 소거 파워 레벨은 마크들을 기록하기 위한 상기 펄스 방사빔의 상기 펄스들의 기록 파워 레벨(w)보다 낮은 것을 특징으로 하는 기록방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3 소거 파워 레벨은 마크들을 기록하기 위한 상기 펄스 방사빔의 상기 펄스들 사이의 바이어스 파워 레벨(b)보다 높은 것을 특징으로 하는 기록방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 소거 기간과 상기 제 2 소거 기간은 상기 제 3 소거 기간보다 짧은 것을 특징으로 하는 기록방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 소거 기간과 상기 제 2 소거 기간의 합은 기록되는 가장 짧은 마크의 절반보다 짧은 것을 특징으로 하는 기록방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 정보층은 결정상과 비정질상 사이에서 가역적으로 변화가능한 위상을 갖는 것을 특징으로 하는 기록방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 기록매체는 적어도 2개의 정보층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 정보층들 중에서 적어도 1개는 적어도 부분적으로 투명한 층인 것을 특징으로 하는 기록방법.
  11. 펄스 방사빔을 사용하여 정보층을 조사함으로써 기록매체의 정보층에 데이터를 표시하는 마크들을 기록하고, 상기 방사빔을 공급하는 방사원과, 각각의 마크가 펄스들의 시퀀스에 의해 기록되고, 기록된 마크들이 소거 방사빔으로 정보층을 조사하여 소거가능하도록, 상기 방사빔의 파워를 제어하는 제어부를 구비한 기록장치에 있어서,
    마크들을 기록하기 위한 펄스들의 2개의 연속적인 시퀀스 사이의 상기 소거 방사빔이 3개의 연속적인 소거 기간으로 이루어지고, 상기 소거 방사빔이, 제 1 소거 기간 동안에 제 1 소거 파워 레벨을 갖고, 제 2 소거 기간 동안에 상기 제 1 소거 파워 레벨 이상의 제 2 소거 파워 레벨을 가지며, 제 3 소거 기간 동안에 상기 제 2 소거 파워 레벨보다 낮은 제 3 소거 파워 레벨을 갖도록, 상기 제어부가 상기 방사빔을 제어하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 기록장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 3 소거 파워 레벨이 상기 제 1 소거 파워 레벨보다 낮도록, 상기 제어부가 상기 방사빔을 제어하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 기록장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 소거 파워 레벨과 상기 제 3 소거 파워 레벨이 거의 동일하고 상기 제 2 소거 파워 레벨보다 낮도록, 상기 제어부가 상기 방사빔을 제어하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 기록장치.
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