KR19990082315A - 정보의 기억 및 재생 시스템 - Google Patents

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KR19990082315A
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덴 안덴 지예스베르트 요제프 반
Original Assignee
롤페스 제이. 지. 에이
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명에 따른 시스템은, 디스크 형태의 기록매체(1)와, 일정한 비트길이 B1을 갖는 복수의 비트셀로 이루어진 복수의 마크로 표시되는 정보를 트랙(9) 내부에 판독 및 기록하는 장치를 구비한다. 트랙(9)을 표시하기 위해, 상기 기록매체(1)에는, 트랙의 와인딩(3) 마다 와인딩 번호가 코딩된 서보패턴(4)이 설치된다. 이 시스템에 있어서, 트랙피치와 비트길이 사이의 비율은, 비트길이의 증가가 와인딩 마다 정수 비트수에 일치하도록 결정된다. 이와 같은 구성은, 정수를 사용하여 연산을 수행할 때 어떠한 라운딩 오차도 발생하지 않기 때문에, 상기 비율과 와인딩 번호로부터 트랙 내부의 어딘가에 존재하는 정보블록의 위치를 간단하면서도 높은 정밀도로 산출할 수 있는 가능성을 제공한다. 또한, 상기 장치에는, 상기 트랙의 주사과정 동안 복수의 비트셀과 동기하여 비트클록을 발생하는 클록수단(30)이 설치되고, 상기 클록수단은 m*B1= n*π*TP를 만족하도록 트랙피치 TP와 소정관계를 갖고 비트클록을 발생하도록 구성되는데, 이때, n 및 m은 1보다 크거나 같은 정수이다.

Description

정보의 기억 및 재생 시스템
본 발명은, 디스크 형태의 기록매체와, 복수의 와인딩(windings)으로 이루어진 나선형 패턴에 따라 배치된 기록매체 상의 트랙 내부에 또는 트랙으로부터 일정한 비트길이를 갖는 복수의 비트셀로 구성된 복수의 마크로 표시되는 정보를 기록 및 판독하는 수단이 설치된 장치를 구비한, 정보의 기억 및 재생 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 이와 같은 시스템에 사용하기 위한 기록매체에 관한 것으로, 기록용으로 형성된 트랙을 나타내는 복수의 와인딩으로 이루어진 나선형 패턴에 따라 배치된 서보패턴이 설치되고, 상기 정보는 소정의 비트길이 B1을 갖는 복수의 비트셀로 구성된 복수의 마크에 의해 표시되는 기록매체에 관한 것이다.
더구나, 본 발명은, 상기한 시스템에 사용하기 위한 정보의 기록 및 판독장치에 관한 것으로, 소정의 트랙피치 Tp를 갖는 복수의 와인딩으로 이루어진 나선형 패턴에 따라 배치된 디스크 형태의 기록매체 상의 트랙 내부에 또는 트랙으로부터 적어도 일정한 비트길이 B1을 갖는 복수의 비트셀로 구성된 복수의 마크로 표시되는 정보를 기록 및 판독하는 수단과, 상기 트랙의 주사과정 중에 상기 복수의 비트셀과 동기하여 비트클록을 발생하는 클록수단을 구비한 정보의 기록 및 판독장치에 관한 것이다.
기록매체와 정보를 판독 및 기록하는 장치를 구비한 서두에 기재된 형태의 시스템에 대해서는 WO 96/34389호(PHN 15.333)에 공지되어 있다. 상기 공지된 기록매체에는 복수의 정보를 기록하기 위해 형성된 복수의 와인딩으로 이루어진 나선형 트랙이 설치되고, 정보는 광학적으로 판독가능한 일련의 마크에 의해 표시된다. 상기 복수의 마크는 복수의 비트셀에 의해 구성되고, 이들 비트셀 각각은, 예를 들어 콤팩트 디스크(CD)와 기록가능한 CD-R에 있어서의 공지된 EFM 코드와 같은 채널코드를 사용하여 채널을 표시한다. 더구나, 상기 기록매체에는 주기적인 변조파를 갖는 서보패턴이 설치되고, 예를 들어 기록 파라미터와 같은 디스크 정보가 그 내부에 코딩된다. 이러한 변조파는 와인딩 당 일정한 수의 주기를 가져, 이것에 근거하여 상기 기록매체는 일정 각속도(constant angular velocity: CAV)로 회전할 수 있다. 상기 종래의 장치에는, 기록매체를 회전시키기 위한 구동수단과, 전자기 방사빔을 사용하여 기록매체를 주사하는 판독 및 기록부가 설치된다. 상기 장치에는, 트랙을 주사할 때에, 복수의 채널비트를 기록 및 복원하기 위해 복수의 비트셀과 동기된 비트클록을 발생하는 클록수단이 설치된다. 더구나, 상기 장치에는, 트랙 내부의 원하는 와인딩과 각 위치 상에 복수의 정보블록을 위치시키는 수단이 설치된다. 동심원 영역에 있어서는, 와인딩 당 일정한 수의 정보블록이 한 개의 영역에 대해 배치될 수 있고 비트클록이 일정하므로, 상기 영역 내부의 비트길이가 내부로부터 외부로 증가된다. 상기 영역마다, 와인딩 당 정보블록의 개수가 증가한다. 또 다른 실시예에 있어서는, 비트길이와 이에 따른 정보 밀도가 일정하고, 동일한 길이를 갖는 복수의 정보블록이 트랙 내부에 순차적으로 기록된다. 상기 비트클록은, 회전속도와 관련된 와인딩의 반경방향의 위치에 의존하여 발생된다. 판독과정 중에 최소한으로 감지가능한 비트길이가 사용되는 경우에는, 최대의 평균 정보밀도가 실현된다.
상기한 종래의 시스템이 갖는 문제점은, 트랙 내부의 정보블록의 위치를 정밀하게 계산해야 한다는 점이다. 일정한 밀도를 사용할 때, 정보블록의 원하는 위치에 이를 때까지 트랙의 길이를 계산해야 하며, 트랙의 정확한 치수를 표준에 포함시켜야 한다. 복수의 영역을 사용할 때에는, 복수의 특성값을 여타의 장치 내부에 도입할 수 있도록, 표준 형태로 테이블에 다수의 특성값을 포함시켜야 한다. 이러한 구성은 판독 및 기록장치를 복잡하게 만든다. 더구나, 상기 장치 및 기록매체가 따라야만 하는 표준은 매우 정밀한 다수의 데이터를 포함해야 한다.
결국, 본 발명의 목적은, 특히, 기록매체와 고밀도의 정보를 판독 및 기록하기 위한 장치를 구비하고, 정보블록의 위치를 간단하면서도 정밀하게 계산할 수 있는 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 제 1 면에 따르면, 서두에 기재된 것과 같이 정보를 기억 및 재생하는 시스템은, 상기 연속적인 복수의 와인딩의 길이가 상기 비트길이의 정수배 또는 유리분수(rational fraction) 만큼 다른 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 면에 따르면, 서두에 기재된 것과 같은 형태를 갖는 기록매체는, 상기 기록매체 상의 복수의 와인딩이 n*π*Tp= m*B1을 만족하는 트랙피치 Tp로 배치되고, 이때, 상기 n 및 m은 1보다 크거나 같은 정수인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 면에 따르면, 서두에 기재된 형태를 갖는 장치는, 상기 클록수단이 m*B1= n*π*Tp를 만족하도록 트랙피치 Tp와 소정관계를 갖고 상기 비트클록을 발생하도록 구성되고, 이때, 상기 n 및 m은 1보다 크거나 같은 정수인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성은, 특히, 정보블록의 위치를 산출할 때, 트랙의 일정한 와인딩 내부의 정보블록의 위치 앞에 있는 비트셀의 개수를 정확하게 계산할 수 있다는 이점을 갖는다. 와인딩 당 정수의 비트길이를 사용하는 경우에는, 연산과정이 정수를 사용함으로써 간단하게 수행될 수 있어, 어떠한 라운딩 오차(rounding error)도 발생하지 않는다. 예를 들어, 0.5와 같은 유리분수 또한 연산과정에서 간단하면서도 정확하게 처리될 수 있다. 더구나, 적어도 일정한 비트길이를 사용하기 때문에, 상기 정보밀도가 일정한 광학계 파라미터에서 최대가 된다. 더욱이, 비트클록의 주파수에 있어서 어떠한 큰 불연속이 존재하지 않게 된다. 상기한 종래의 시스템에 있어서는, 복수의 영역 사이의 천이점에 상기한 불연속이 발생하며, 이것들을 보상하기 위해서는 정보블록 사이에 충분한 거리가 필요하다. 그러나, 본 발명에 따른 시스템에 있어서는, 어떠한 반경방향의 주사위치에 있어서도 적절한 비트클록을 용이하면서도 정밀하게 산출할 수 있다.
또한, 본 발명은, 트랙피치 Tp에서 연속적인 복수의 와인딩의 길이가 2*π*TP에 따라 증가하기 때문에, 비트길이와 트랙피치 사이에 유리수의 비례관계가 없는 다수의 트랙에 걸쳐 누적된 오차가 서로 다른 장치에서의 연산과정에 있어서 차이가 발생할 수 있으므로, 위치 편차가 발생하고 복수의 정보블록이 서로 일부 중첩된다는 착상에 근거를 두고 있다. 이것은 정보의 재생에 있어서 복구할 수 없는 에러를 유발한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기록매체는, 트랙 내부의 반경 R 위치에 기준점이 설치되어, 상기 기준점으로부터 와인딩의 길이가 상기 비트길이의 정수배 또는 유리분수가 되도록 구성된 것을 특징으로 한다. 이러한 구성은, 복수의 와인딩을 기준점으로부터 계수할 때 와인딩 당 비트셀의 개수를 정확히 산출할 수 있다는 이점을 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기록매체는, 상기 서보패턴이 변조 디스크 정보가 그 내부에 코딩된 변조파를 구비하고, 상기 디스크 정보는 상기 비트길이와 트랙피치 사이의 비율을 나타내는 트랙피치 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 비율은, 정수 또는 가능한 경우에는 간단한 유리분수인 비율을 나타내는 숫자를 사용하여 제한된 수의 비트로 표시될 수 있다. 이러한 구성은, 라운딩 오차없이 기록매체로부터 관련된 비율을 판독할 수 있다는 이점을 갖는다. 더구나, 상기 장치에서 일정한 트랙피치에서 다수의 비트길이를 간단한 방식으로 사용할 수 있는 한편, 상기 장치는 상기 트랙피치 정보로부터 실제로 사용될 비트길이를 항상 도출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 상기 클록수단이, 기준점이 형성된 반경 R, 상기 기준점과 트랙 부분 사이의 와인딩의 개수 및 상기 트랙피치에 근거하여, 상기 트랙의 일부를 주사하는 동안에 비트클록을 발생하도록 구성된 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성은, 기지의 데이터, 즉, 반경 R에 위치한 기준점으로부터 기준 와인딩의 길이, 기준 와인딩으로부터의 와인딩 수 및 트랙피치에 근거하여 정확한 비트클록을 산출할 수 있다는 이점을 갖는다. 더구나, 새로운 위치로 점프할 때, 점프과정 동안에 이미 비트클록을 산출하여 정확한 값으로 설정할 수 있다.
기록매체에 트랙을 나타내는 서보패턴이 설치된, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 장치는, 와인딩 당 소정 수의 동기성분이 상기 서보패턴 내부에 존재하는 동안, 상기 클록수단이 상기 동기성분과 와인딩의 반경방향의 위치에 근거하여 상기 비트클록을 발생하도록 구성된 것을 특징으로 한다. 일반적으로, 기록매체의 회전속도는 서보패턴으로부터 얻어진 서보 정보에 근거하여 제어 루프를 사용하여 제어되는 한편, 정규속도로부터의 작은 편차가 발생할 수 있다. 이러한 실시예는, 상기 비트클록이 실제 회전속도에 따라 변형되어, 비트길이가 보다 정밀하게 된다는 이점을 갖는다.
이하, 본 발명의 이러한 발명내용과 또 다른 발명내용은 다음의 도면을 참조하여 주어지는 실시예로부터 명확해질 것이며 보다 명백해질 것이다.
도면에서,
도 1은 서보패턴이 형성된 기록매체를 나타낸 것이고,
도 2는 인접한 복수의 트랙 내부의 복수의 마크로 이루어진 패턴을 개략적으로 도시한 것이며,
도 3은 비트클록을 발생하는 장치에 대한 구성도이고,
도 4는 정보블록을 기록하는 장치를 나타낸 것이며,
도 5는 정보블록을 판독하는 장치를 나타낸 것이다.
도면에 있어서, 이미 설명된 구성요소에 대응하는 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하였다.
도 1a는 기록용으로 형성된 트랙(9)과 중앙구멍(10)을 구비한 디스크 형태의 기록매체(1)를 나타낸 것이다. 상기 트랙(9)은 복수의 와인딩(3)으로 이루어진 나선형 패턴에 따라 배치된다. 도 1b는 기록매체(1)의 b-b선에 따른 단면도로서, 투명 기판(5)에는 기록층(6)과 보호층(7)이 설치된다. 상기 기록층(6)은, 예를 들어 상변화를 사용하여 광학적으로 기록가능하거나, 공지된 CD-리라이터블(CD-Rewritable) 또는 CD-레코더블(CD-Recordable) 등과 같이 정보를 기록하는 장치를 사용하여 광자기적으로 기록가능하다. 또한, 상기한 기록층에는 먼저 마스터 디스크를 만든 다음 프레싱을 통해 복제되는 제조공정을 통해 정보가 형성될 수 있다. 상기 정보는 복수의 정보블록으로 구성되고, 예를 들어 CD 내부의 서로 다른 길이를 갖는 일련의 피트 등과 같이, 방사빔을 더 또는 덜 반사시키는 일련의 영역의 형태를 갖는 광학적으로 판독가능한 복수의 마크에 의해 표시된다. 일 실시예에 있어서는, 재기록가능한 형태를 갖는 기록매체 상의 트랙(9)은 블랭크 기록매체의 제조공정 중에 형성된 서보패턴에 의해 표시된다. 상기 서보트랙은, 예를 들어 기록헤드가 주사과정 동안 트랙(9)을 따라 갈 수 있도록 하는 예비홈(4)으로 형성된다. 이때, 상기 예비홈(4)은 하강부 또는 상승부로서 실현되거나, 그것의 주변과는 다른 물질특성으로써 실현될 수 있다. 이와 달리, 상기 서보 패턴은 랜드 및 홈 패턴으로 불리는 복수의 상승 및 하강 와인딩의 교번으로 형성될 수 있으며, 이때, 랜드로부터 홈으로 또는 역 방향으로의 천이가 와인딩 마다 발생한다. 이와 같은 재기록가능한 디스크는 신규한 고밀도 광 디스크, 즉 디지탈 다기능 디스크(Digital Versatile Disc: DVD) 장치 내부에 설치되는데, 이를 DVD-RAM이라 칭한다. 도 1c 및 도 1d는 예비홈의 주기적인 변조파[워블(wobble)]의 2가지 예를 나타낸 것이다. 이러한 변조파는 트랙킹 서보센서에 추가 신호를 발생한다. 상기 워블은 예를 들어 주파수 변조되며, 어드레스, 타임코드와 같은 위치정보 또는 와인딩 정보가 상기 변조파 내부에 코딩된다. 이와 같은 방법으로 위치정보가 설치된 재기록가능한 CD 장치에 대해서는, US 4,901,300호(PHN 12.398)와 US 5,187,699호(PHQ 88.002)에 기재되어 있다. 상기한 서보패턴은, 예들 들어 주기적으로 트랙킹 신호를 발생하는 균일하게 배치된 복수의 서브패턴으로 구성될 수도 있다. 이와 같은 설명은, 예를 들어 CD-ROM에서와 같이, 내부 와인딩으로부터 외부 와인딩으로 채워지는 나선형 트랙패턴 내부에 정보를 기억하는 것에 근거를 두고 있다.
도 2는 마크가 형성된 기록매체의 일부를 개략적으로 나타낸 것이다. 제 1 트랙(21)에는 원으로 둘러싸인 번호로 표시한 것과 같이 서로 다른 길이를 갖는 일련의 마크(25, 26)가 기록된다. 또한, 도 2에는 제 1 트랙(21)에 인접하며 마찬가지로 복수의 마크(25, 26)가 기록된 제 2 트랙(22)이 도시되어 있다. 상기 트랙들의 중심선 사이의 상호 거리를 트랙피치 TP로 표시하였으며, 화살표 24로 나타내었다. 상기 복수의 마크 내부의 원으로 둘러싸인 번호는 마크를 형성하는 비트셀의 개수를 나타낸다. 이때, 상기 복수의 마크는, CD에 있어서 피트와 피트 사이의 공간과 같이, 예를 들어 3과 11 사이에 있는 일정한 수의 가능한 길이를 갖는다. 비트셀 각각은 채널비트의 값을 표시하며, 채널비트의 수는 CD의 8비트-14비트 변조(Eight to Fourteen Modulation: EFM) 채널모드와 같은 채널코드를 통해 함께 한 개의 심볼을 구성한다. 이때, 비트셀의 비트길이 B1을 화살표 23으로 나타내었다. 주사과정 중에, 각각의 채널비트의 값은 비트셀과 동기하여 동작하는 비트클록에 의해 표시된 순간에 결정된다. 더 높은 정보밀도를 얻기 위해서는, 비트길이를 가능한한 작게 선택해야 함은 물론이다. 이와 같은 비트길이는 판독 또는 기록 빔의 파장과 광학부품과 같은 장치의 광학 파라미터에 의해 결정되며, 이에 따라 이와 같은 비트길이 B1은 일정한 장치에 대해 결정된다.
본 발명에 따르면, 기록매체 상의 트랙은, 연속적인 복수의 와인딩의 길이가 소정의 비트길이의 정수배 또는 유리분수 만큼 다른 트랙피치로 설치된다. 이러한 경우에, 비트길이 B1은 장치의 광학 특성에 의존하여 장치의 요구조건으로서 고정된다. 장치의 파라미터에 의해 결정된 이러한 비트길이에서, 트랙피치는 이러한 와인딩 당 길이의 증가가 일정한 수의 비트길이에 대응하고, 가능한 경우에는 비트길이의 0.5 또는 0.25배와 같이 간단한 유리분수가 되도록 선택된다. 와인딩 마다, 와인딩의 길이가 일정한 길이를 갖고, 즉 2*π*TP로 증가하고, 원 TP가 더 큰 반경을 갖기 때문에, 와인딩 당 비트길이 Bl과 여분의 비트길이 Bx의 수 사이에 다음 관계가 성립한다:
DVD 장치의 광학 파라미터의 실제 값은, 비트길이가 0.17333㎛이고 여분의 비트 Bx의 개수는 29이고, 트랙은 0.80000㎛의 트랙피치 TP로 기록매체 상에 형성된다. 이때, Bx는 유리수 m/n을 사용한 식으로 표시될 수도 있다. 이에 따라, 상기 값 m 및 n은 Bx가 정수, 또는 가능하다면 정수와 간단한 유리분수가 되도록 선택되어야 한다.
이 장치에 있어서, 트랙피치와 비트길이 사이의 관계는 일반적으로 다음 식: n*π*Tp= m*Bl으로 주어질 수 있으며, 이때, n 및 m은 1보다 크거나 같은 정수이다. n은 2일 때, m은 와인딩 당 길이에 부가된 전체 비트길이의 수와 동일하다. n=4일 때, m은 비트길이의 절반의 개수, n=8일 때, m은 비트길이의 4분의 1에 대한 개수 등등이다. 기준 와인딩의 비트길이 Bref의 개수를 알고 있으면, 기준 와인딩으로부터 트랙 내부의 한 점까지의 비트셀의 총수를 간단한 방법으로 산출할 수 있다. 이에 따라, 상기 장치는, 2개의 특성값 Bref와 Bx, 즉 와인딩 0(기준 와인딩)에서의 비트길이의 수와 와인딩당 비트수의 증가를 고정시킴으로써 규정되고, 이때, 상기한 특성값은 후술하는 것과 같이 트랙피치와 기준 와인딩의 위치와 일치해야만 한다. 기준 와인딩보다 Nt에 트랙피치 TP를 곱한 값보다 더 바깥쪽에 놓인, 와인딩 번호 Nt에 이르는 나선체 내부의 비트셀의 수 St는 다음과 같다:
상기 기준 와인딩이 기준점(8)(도 1 참조)으로부터 반경 R의 위치에 놓이는 경우에는, 기준 와인딩 내부의 비트 수 Bref에 대해 다음 식이 성립한다:
더 멀리 떨어진 와인딩 Nt에 있는 비트 수 Bt는 다음과 식과 같으므로:
Nt에 이르는 나선체 내부의 St의 수는 다음 식으로 표시될 수 있다:
k개의 비트셀과 길이 k*B1으로 이루어진 정보블록 Nb와 이 정보블록이 놓인 와인딩 Nt의 관계는 다음 식으로부터 결정될 수 있다:
원하는 블록 Nb에 대해 계산한 이후에, 결과 값 Nt가 257.155이라면, 와인딩 번호는 257이고, 와인딩 내부의 위치는 전체 와인딩의 15.5%의 위치가 된다. 상기한 와인딩이 8개의 세그먼트로 분할된 경우에는, 이들은 각각 세그먼트 번호 Ns= 1(위치=0.125)이고 상기 세그먼트 내부의 0.03*8 = 24%의 위치가 되며, 상기 세그먼트가 예를 들어 12개의 구간으로 더 분할되는 경우에는, 이들 값은 간격 2와 분율 0.88이 된다. 이 경우에, 이러한 계산은 항상 0에서부터 시작한다. 또한, 이와 같은 분율은 정확한 위치를 찾기 위해 상기한 구간 내에서 계수할 수 있다.
또한, 상기한 정보블록 Nb의 위치는 반복 접근법을 사용하여 결정될 수도 있다. 먼저, 예를 들어 제한된 수의 블록에 대해 위치가 설정된 테이블을 통해 대략적인 위치를 결정한다. 상기 테이블은, 블록 번호와 관련된 와인딩 번호, 각 위치의 변위와, 가능한 경우에는 비트길이 내부의 관련된 와인딩의 길이로 구성된 예를 들면 100개의 항목을 설정한다. DVD-RAM에 대해서는, 상기한 와인딩 번호는 16비트로 이루어진 수치 Winding numbertable로서, 상기한 변위는 21비트로 이루어진 수치 Shifttable로서, 상기 와인딩의 길이는 21비트로 이루어진 수치 Winding lengthtable로서 주어질 수 있다. 이때, 상기 수치의 비트 수는 최대한으로 발생하는 번호로 변형된다. 상기한 변위는, 와인딩의 시작점에 대해, 이에 따라 기준점(8)에 의해 반경 R 위에 결정된 기준 각 위치로부터 결정된다. 이와 같은 테이블은 드라이브 내부의 비휘발성 메모리 내부에 영구히 기억될 수 있지만, 드라이브의 전원을 넣은 후에 또는 드라이브 내부에 기록매체를 삽입한 이후에 산출한 다음 데이터 메모리에 기억할 수도 있다. 상기한 정보블록의 위치는 상기 테이블에 가장 근접한 항목을 출발점으로 취함으로써 산출할 수 있다. 블록 Block mumbertable에 대한 일정한 천이 Shifttable로부터, 블록의 길이를 반복적으로 가산하여, 원하는 블록 Nb에 도달할 때까지 변위를 결정할 수 있다.
Shift = Shift + Block length
Block number = Block number + 1
If Shift≥Winding length Then
Shift = Shift - Winding length
Winding number = Winding number + 1
Winding length = Winding length + Bx
이와 같은 방법에 따르면, 반복된 가산과정 만을 사용함으로써 정보블록의 정확한 위치를 산출할 수 있다.
반경 R-TP/2 상으로 기준점(8)을 다르게 선택하면, 또 다른 기준 와인딩이 반경 R-TP/2에서 R+TP/2로 연장되어, 반경 R과 비트길이의 개수 Bref2와 Bx사이에 이와 다른 관계가 존재하게 된다:
나머지 식은 유사한 방식으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 장치에 있어서는, Bx이외에, 트랙피치와 반경 R 사이의 비율이 트랙피치 정보의 표준을 통해 고정될 수 있는데, 즉 상기 비율은 다음과 같다:
드라이브 내부 또는 기록매체 상에서, 정보블록 당 k개의 비트셀의 번호와 와인딩 번호 Nt의 최대값과 같은 다른 특성값 또한 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기록매체에 있어서는, 각각의 와인딩(3)에 기록용으로 형성된 부분에 와인딩 정보가 설치된다. 이러한 와인딩 정보는, 예를 들어 와인딩의 반경방향의 위치를 나타내는 와인딩(3) 마다 특유한 코드를 포함한다. 이와 같은 코드의 간단한 예는, 예를 들어 내부 와인딩으로부터 외부 와인딩으로 0으로부터 계수되는 와인딩 번호이다. 이러한 와인딩 정보를 디코딩하기 위해서는, 예비홈의 변조파가 반경방향의 위치에 무관하게 판독 중에 일정한 주파수가 발생되도록 연장되는 것이 바람직하다. 일정한 주파수를 갖는 변조된 신호는 간단한 필터를 사용하여 간섭신호로부터 만족할 만하게 분리할 수 있다. 이를 위해, 공간 변조의 주기는 회전점(10)까지의 거리에 비례하여 증가하는 것이 바람직하다. 이러한 구성은, 기록매체의 일정한 각속도에서 일정한 변조 주파수를 발생한다. 한편, 이와 다른 공간 변조 주기의 변화와, 예를 들어 회전점(10)까지의 반경방향의 거리의 증가에 있어서 각속도의 감소와 같이, 이와 관련된 각속도의 변화를 선택할 수도 있다. 일정한 정보밀도로 기록가능한 기록매체에 대해서는, 가장 높은 정보속도와 가장 낮은 정보속도 사이의 차이가 이것에 의해 제한된다. 따라서, 상기한 공간 변조 주기는, 각속도로 곱하고 반경방향의 거리로 나눈 주기가 일정한 값을 갖도록, 각속도의 변화에 따라 선택된다. 점프를 수행한 후에 정확한 와인딩을 신속하게 확인할 수 있도록 하기 위해서는, 복수의 와인딩 정보 세그먼트 내부에서 와인딩 마다 와인딩 정보를 다수회 반복하는 것이 바람직하다. 이때, 이와 같은 와인딩 정보 세그먼트는 독립적으로 디코드 가능해야만 한다. 이러한 방법에 따르면 국부적인 손상에 대해 만족할만한 보호책 또한 얻어진다. 상기한 와인딩 정보 세그먼트에 대해 각도 번호를 사용하여 연속적인 번호를 부여함으로써, 와인딩 번호가 나선형 트랙 내부에서 변화하는 위치에 있는 가상선(8)에 대한 각도 위치에 대한 표시를 사용할 수 있도록 하는 것이 유리하다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 서보패턴에는, 예를 들어, 미세 클록마크(Fine Clock Marks: FCM)로 불리는 워블 내부의 짧으면서도 강력한 펄스의 형태를 갖는 동기성분이 설치된다. 기준점에 대한 주사위치의 각 위치는, 와인딩 마다 이들 복수의 동기성분의 일정한 수, 예를 들어 Nfcm= 96을 사용하여 정확하게 결정될 수 있다. 이와 같은 기준점은, 전술한 것과 같이 반경 R 상의 고정점이거나, 랜드/홈 서브패턴에 있어서 랜드로부터 홈으로의 변화점과 같은 또 다른 적절한 각도 기준점일 수 있다. 임의의 정보블록의 위치를 결정하기 위해서는, 원하는 반경방향의 위치와 원하는 각도 위치를 산출해야만 한다. 정보블록 마다, 상기 위치를 나타내는 어드레스가 할당되고, 이 어드레스가 정보블록 자체 내부의 헤더에 포함되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 복수의 정보블록에 간단한 어드레스, 예를 들면 정보블록에 연속적으로 번호를 부여하는 블록번호를 제공하는 것이 유리하다. 또한, 동일한 길이를 갖는 정보블록을 기록하고, 이들을 트랙 방향으로 동일한 거리에 배치함으로써 일정한 정보밀도를 얻을 수 있다. 이에 따르면, 위치를 산출할 때 라운딩 오차없이 정수의 비트길이로 치수를 결정할 수 있기 때문에, 본 발명에 따르면 일정한 블록번호를 갖는 정보블록이 시작하는 와인딩과 각도 위치를 기록매체 상에서 정확하게 결정할 수 있다. 따라서, 표준에 있어서 비트길이에 대한 트랙의 치수, 특히 트랙피치를 설정하고, 위치를 산출할 때 이러한 표준에서 주어진 트랙피치에 대한 비트길이의 이러한 비율로부터 시작하는 것이 중요하다. 일정한 비트길이에서 트랙의 치수가, 특성값 Bref, 기준 와인딩 내부의 비트길이의 수와 와인딩 당 여분의 비트길이의 수인 Bx를 사용하여 완전히 결정된다.
도 3은 모터(31)에 의해 회전하는 기록매체(1)의 동기성분에 근거하여 본 발명에 따라 비트클록을 발생하는 장치를 나타낸 것이다. 상기 모터(31)는 일정한 속도로 회전하거나, 서보패턴에 근거하여 상기 회전속도가 제어될 수 있다. 트랙은 전자기 방사빔을 통해 판독헤드(32)에 의해 공지된 방법으로 주사된다. 판독과정 동안, 서보패턴이 주사되고 서보신호가 발생되어, 공지된 형태의 서보수단(미도시)에 의해 판독헤드의 위치가 제어된다. 본 발명에 따른 장치에 있어서는, 복조기(33)에 의해 예를 들어 워블신호를 복조함으로써, 먼저 서보신호로부터 디스크 및 와인딩 정보가 복원된다. 이러한 와인딩 정보는, 예를 들어 관련된 와인딩의 와인딩 번호 Nt와, 가능한 경우에는 관련된 세그먼트의 번호 Ns를 포함하며, 이들 번호는 연산부(34)로 보내진다. 두 번째로, 동기성분, 예를 들어 FCM에 기인한 워블신호 내부의 펄스는 펄스 검출기(36)에 의해 검출된다. 이들 검출된 펄스는 위상동기루프(PLL) 회로(37)에 접속되어, 이 위상동기루프에서 이들 펄스는 PLL(37)의 출력에 위치한 비트클록(38)의 분율과 비교된다. 이러한 분율은 비트클록(38)을 조절가능한 피제수 X로 분할하는 가변 분주기에 의해 구성된다. 상기한 피제수 X는, 위치 데이터(와인딩 번호 Nt및 세그먼트 번호 Ns)와, 예를 들어 표준으로부터 알려지거나 정보매체 상의 디스크 정보 내부에 존재하는 트랙피치로부터 연산부(34)에 의해 산출된다. 와인딩 마다의 동기성분의 수 Nfcm에 대해 다음 식이 성립한다:
상기한 피제수 X는 와인딩 마다 1회 산출되며 분주기(35) 내부에서 조정될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서는, 상기 피제수 X가 예를 들어 와인딩 마다 덜 빈번하게 또는 더욱 빈번하게 재결정될 수 있다. 상기 피제수를 빈번하게 조정하면 할수록, 비트클록이 반경방향의 위치와 관련된 주파수를 보다 정확히 갖게 되어, 비트길이가 더욱 정확하게 일정하게 된다. 연속적인 주사과정 중에는, 비트클록의 변화에 있어서의 단계를 가능한한 줄이는 것이 바람직하다. 상기한 피제수 X는 매번 1 만큼만 증가시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 상승은 Bx내부에 회전할 때마다 여분의 비트클록을 발생하여, 이러한 상승을 동기성분 (Nfcm- Bx)에 적용함으로써, 정확히 원하는 여분의 비트클록 수 Bx를 발생할 수 있다. 실제로, X는 2개의 동기성분 사이의 비트클록의 수와 동일하며, Bx동기성분이 여전히 뒤따르게 되어, 여분의 비트클록이 매번 발생된다. 예를 들어, Bx= 29와 Nfcm= 96에 있어서, 상기 피제수 X는 FCM = 67로부터 1만큼 상승된다.
상기 피제수 X는, 예를 들어 점프 지령을 수행할 때, 원하는 어드레스에 근거하여 원하는 위치에 대해 사전에 산출할 수도 있다. 이러한 경우에는, 시스템 제어부의 연산부가 와인딩 번호와 가능한 경우에는 세그먼트 번호에 대한 정보를 얻어, 상기 시스템 제어부가 도 2를 참조하여 설명한 것과 같이 상기 어드레스로부터 이들 데이터를 산출한다. 이에 따르면, 점프가 수행되었을 때, 비트클록이 원하는 반경방향의 위치에 도달하였을 때 가져야 하는 새로운 값으로 비트클록이 이미 설정될 수 있다는 이점을 갖는다.
일 실시예에 따른 장치에 있어서, 상기 클록수단은 주사된 트랙 부분 내부의 비트셀의 산출된 양에 대한 비트클록의 클록 펄스량의 편차를 제어하도록 구성된다. 이를 위해, 상기 클록수단에는, 예를 들어 복수의 동기성분으로부터 기준 순간으로부터의 비트클록 펄스의 개수를 계수하는 계수부재가 설치된다. 예를 들어, 2개의 동기성분 사이에 증가된 수의 펄스가 발견되는 경우에는, 클록수단의 로크되지 않은 상태가 일정한 한계값을 넘는 편차에서 발견되어, 기록(또는 판독) 동작이 인터럽트된다. 그후, 상기 비트클록이 수정된 이후에 기록동작이 다시 수행된다. 인터럽트되지 않은 기록동작에서는, 비트클록 펄스의 개수와 원하는 산출된 펄스 수의 누적된 전체 차이에 근거한 차이신호에 의해 상기 비트클록을 수정하는 것이 바람직하다. 그 결과, 일시적인 상승 편차 이후에, 상기 비트클록은 그것이 정규값에 도달하여 편차의 적분값이 0이 되기 전에 먼저 극히 낮은 주파수가 된다. 이에 따라, 단지 아주 작은 국부적인 오프셋이 발생하면서, 기록된 비트셀의 총수가 다시 산출된 양에 정확히 일치하게 된다. 일반적으로, 이러한 오프셋은, 기껏해야 트랙의 원형에서 벗어남 또는 편심에 의해 혹은 회전 드라이브의 편차에 의해 발생된 편차와 동일한 차수를 갖는다.
도 4는 전자기 방사빔을 사용하여 광자기적으로 또는 (상변화를 통해) 광학적으로 재기록가능한 형태를 갖는 디스크 형태의 기록매체 상에 정보블록을 기록하는 장치를 나타낸 것이다. 이때, 기록매체는 도 1 및 도 2에 도시된 기록매체와 동일하다. 기록동작 중에, 정보를 나타내는 복수의 마크가 기록매체 상에 형성된다. 상기 장치에는, 기록매체(1)를 회전시키는 구동수단(45)과, 트랙을 주사하는 기록헤드(42)가 설치된다. 또한, 상기 장치에는 제어용 컴퓨터 시스템으로부터 또는 사용자로부터 명령을 받아, 장치를 제어하는 시스템 제어부(46)가 더 설치된다. 이를 위해, 시스템 제어부는, 후술하는 과정을 수행하며 상기 구성요소를 제어하는 예를 들어 마이크로프로세서와 프로그램 메모리 및 제어 게이트를 구비한다. 이때, 상기 시스템 제어부는 복수의 논리회로로 이루어진 상태머신으로 실현할 수도 있다. 상기 기록헤드(42)는 위치결정수단(44)에 의해 트랙 상의 반경방향의 위치가 결정되며, 트랙으로부터 위치정보가 검출된다. 공지된 트랙킹 및 초점화 방법에 따르면, 상기 기록헤드는 예를 들어 서보패턴 내부에의 워블로 인해 트랙킹 신호 내부에 존재하게 되는 변조파를 사용하여 트랙을 주사한다. 이와 같은 트랙킹 신호는 위치결정수단(44) 내부에서 복조되고 그 내부에 코딩된 위치정보가 복원되어, 시스템 제어부(46)로 보내진다. 이때, 기록헤드의 반경방향의 위치는 복원된 위치정보를 사용하여 확인할 수 있다. 한편, 기록수단(41)의 입력에 주어진 정보는 필요에 따라 복수의 정보블록으로 분배되어, 기록헤드(42)용의 기록신호로 변환된다. 이때, 상기 기록수단(41)은, 예를 들면 오류 부호기와 채널 부호기를 구비한다. 본 발명에 따르면, 상기 기록장치에는, 도 3을 참조하여 전술한 것과 같이 비트클록을 발생하는 클록수단(30)이 설치되고, 이 비트클록은 기록수단(41)에 접속된다. 상기 시스템 제어부(46)는 상기한 위치결정수단(44), 기록수단(41)과 구동수단(45)을 제어하며, 정보블록의 어드레스에 근거하여 와인딩 번호와 상기 와인딩 내부의 각도 위치를 산출하도록 구성된다. 상기 시스템 제어부는, 이와 같은 연산을 라운딩 오차를 발생하지 않으면서 전체 비트길이(가능한 경우에는 간단한 유리분수)에 대해 수행한다. 또한, 시스템 제어부는 도 2를 참조하여 설명한 것과 같이 와인딩 당 길이의 증가와 비트길이 사이의 비율을 사용한다. 이와 같은 트랙 피치와 비트길이 사이의 비율은 다음 식으로 표시되는 일정한 유리수를 가질 수 있다:
n = 2인 경우에는, 와인딩 당 길이가 정확히 m 비트길이의 정수배 만큼 증가된다. n = 4인 경우에는, 절반의 비트길이가 가능하고, 예를 들어, n = 4 및 m = 5에서는, 와인딩 당 22.5의 여분의 비트길이가 존재하게 된다. 주어진 시스템에 대해서, 상기 파라미터 m 및 n은, 일정한 트랙피치에서 최소한의 사용가능한 비트길이가 얻어지며, 더구나, 와인딩 당 정수의 비트가 얻어질 수 있도록 선택된다. 일 실시예에 따른 기록장치에 있어서, 일정한 트랙피치에서 서도 다른 비트길이를 실현하기 위해 상기한 클록수단은 다수의 m 값에 대해 비트클록을 발생하도록 구성된다. 동작환경이나 이전에 행해진 선택에 근거하여, (제한된) 일정한 수의 가능성으로부터 비트길이가 선택될 수 있다. 이와 같은 구성은, 표준화된 시스템 내부에서 동일한 기록매체가 서로 다른 장치에서 기록 및 판독될 수 있어, 항상 동일한 비트길이를 제공한다는 이점을 갖는다. 더구나, 예를 들어 이러한 기록매체가 더 우수한 품질을 갖는 경우에는, 서로 다른 비트길이를 갖는 서로 다른 기록매체가 기록될 수 있다. 이러한 구성은, 시간이 지남에 따라 복수의 마크를 제공 및 판독하는 기술이 향상되면, 더 작은 마크를 사용할 수 있다는 또 다른 이점을 갖는다. 이와 같은 장치에 있어서는, 더 큰 비트길이를 갖는 구형의 기록매체와 더 작은 마크를 갖는 새로운 기록매체의 양자가 기록될 수 있다. 이때, 사용된 비트길이는 트랙피치에 비례하여, 예를 들면 비례 상수 m 및 n으로써 기록매체 상에 기록하는 것이 바람직하다.
도 5는 복수의 정보블록을 판독하기 위한 본 발명에 따른 판독장치를 나타낸 것이다. 상기 판독장치에는, 디스크 형태의 기록매체(1)를 회전시키기 위한 구동수단(45)과, 기록매체 상의 트랙을 주사하는 판독헤드(52)가 설치된다. 상기 판독헤드(52)는, 기록매체 상의 복수의 마크로부터 도출된 신호에 근거하여 위치결정수단(44)에 의해 반경방향으로 트랙 상에 위치가 결정된다. 종래의 미분 위상 검출(Differential Phase Detection: DPD) 또는 미분 시간 검출(Differential Time Detection: DTD) 장치에 따르면, 예를 들어 반사된 방사빔은 4개의 서브 검출기로 분할된 검출기(미도시) 상에 수신된다. 상기한 복수의 서브 검출기의 신호 사이의 위상 또는 시간차를 판정함으로써, 트랙 내부에 기록된 일련의 마크에 대한 주사 스폿의 위치를 결정할 수 있다. 판독과정 동안, 상기 판독헤드(52)의 신호는, 예를 들어 채널 복호기와 오류 정정기를 구비한 판독수단(43) 내부에서 정보로 변환된다. 본 발명에 따르면, 상기 장치에는 도 3을 참조하여 설명한 것과 같이 비트클록을 발생하는 클록수단(30)이 설치된다. 상기 장치는 장치를 제어하는 시스템 제어부(46)를 더 구비하는데, 이 시스템 제어부는 기록장치의 시스템 제어부의 기능과 동일한 기능을 갖는다. 비트클록은 판독수단(43)에 접속되어, 트랙 내부의 마크에 무관하게 발생된다. 이러한 구성은, 기록되지 않은 영역 다음에 정보블록이 기록되는 경우에, 이 정보블록 이전의 비트클록이 이미 정확한 값으로 설정된다는 이점을 갖는다. 종래의 판독장치에 있어서는, 비트클록이 예를 들어 PLL을 통해 판독신호로부터 복원되어, PLL이 판독신호에 대해 로크인(lock in)된다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 판독장치에 있어서는, 상기 클록수단이 복수의 마크 상에 추가로 로크인되도록 구성된다. 이에 따라, 비트클록의 주파수는, 도 3에 도시된 것과 같은 위치와, 비트클록과 복수의 마크의 판독신호 사이의 차이 양자에 의해 제어된다. 이러한 위치제어는, 원하는 주파수가 거의 산출되어 설정되기 때문에 비트클록의 추가적인 로크인 범위를 상당히 제한할 수 있다는 이점을 갖는다. 따라서, 위상의 교정과, 필요한 경우에는 주파수의 약간의 교정이 복수의 마크에 근거한 추가적인 로크인에 의해 수행된다. 상기한 추가적인 로크인은, 점프 중에 또는 어떠한 미기록된 영역도 존재하지 않는 경우에, 산출된 블록 만을 사용하여 및/또는 가능하다면 동기성분의 펄스를 사용하여 상기 클록수단(30)을 제어함으로써 실현된다. 이와 달리, 동기식 모터로부터 발생된 복수의 타코 펄스(tacho pulse) 또는 제어펄스 등과 같이, 구동수단(45)으로부터 도출된 동기펄스를 사용하여 개시할 수도 있다. 판독헤드((52)가 기록된 영역 위에 위치하여 복수의 마크를 판독할 수 있을 때에는, 여분의 제어신호가 발생되어 상기 클록수단의 제어입력에 인가된다. 이러한 여분의 제어신호는, 예를 들어 비트클록을 위상 비교기 내부의 판독신호와 비교함으로써 발생되며, 이와 같은 위상차에 근거하여, PLL이 클록수단(30) 내부에서 재조정된다. 이러한 구성은, 비트클록이 반경방향의 위치와 트랙피치 정보, 와인딩 번호 및 회전속도에 근거하여 정확하게 산출된 값에 의해 실질적으로 결정되어, 로크인 범위가 매우 상당량 제한될 수 있으므로, 비트클록이 예를 들어 기록매체의 표면에 있는 오물에 의해 발생된 교란에 덜 민감하게 된다는 이점을 제공한다.

Claims (13)

  1. 디스크 형태의 기록매체(1)와, 복수의 와인딩으로 이루어진 나선형 패턴에 따라 배치된 기록매체 상의 트랙(9) 내부에 또는 트랙으로부터 일정한 비트길이를 갖는 복수의 비트셀로 구성된 복수의 마크로 표시되는 정보를 기록 및 판독하는 수단(41, 42, 43, 44)이 설치된 장치를 구비한 정보의 기억 및 재생 시스템에 있어서, 연속적인 복수의 와인딩의 길이가 상기 비트길이의 정수배 또는 유리분수 만큼 다른 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 청구항 제 1항에 기재된 시스템 내부에서 사용되고, 기록용으로 형성된 트랙(9)을 나타내는 복수의 와인딩으로 이루어진 나선형 패턴에 따라 배치된 서보패턴(4)이 설치되며, 정보가 소정의 비트길이 B1을 갖는 복수의 비트셀로 구성된 복수의 마크에 의해 표시되는 디스크 형태의 기록매체에 있어서, 상기 기록매체 상의 복수의 와인딩이 n*π*Tp= m*B1을 만족하는 트랙피치 Tp로 배치되고, 이때, 상기 n 및 m은 1보다 크거나 같은 정수인 것을 특징으로 하는 디스크 형태의 기록매체.
  3. 제 2항에 있어서,
    n = 2인 것을 특징으로 하는 디스크 형태의 기록매체.
  4. 제 2항에 있어서,
    n = 4인 것을 특징으로 하는 디스크 형태의 기록매체.
  5. 재 2항에 있어서,
    상기 트랙 내부의 반경 R 위치에 기준점(8)이 설치되어, 상기 기준점으로부터 와인딩의 길이가 상기 비트길이의 정수배 또는 유리분수가 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 디스크 형태의 기록매체.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 서보패턴(4)은 디스크 정보가 그 내부에 코딩된 변조파를 구비하고, 상기 디스크 정보는 상기 비트길이와 트랙피치 사이의 비율을 나타내는 트랙피치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 형태의 기록매체.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 디스크 정보는, 상기 비트길이와 상기 기준점으로부터의 와인딩의 길이 사이의 비율을 나타내는 기준길이 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 형태의 기록매체.
  8. 청구항 제 1항에 기재된 시스템 내부에서 사용되고, 소정의 트랙피치 Tp를 갖는 복수의 와인딩으로 이루어진 나선형 패턴에 따라 배치된 디스크 형태의 기록매체(1) 상의 트랙99) 내부에 또는 트랙으로부터 적어도 일정한 비트길이 B1을 갖는 복수의 비트셀로 구성된 복수의 마크로 표시되는 정보를 기록 및 판독하는 수단(41, 42, 43, 44)과, 상기 트랙의 주사과정 중에 상기 복수의 비트셀과 동기하여 비트클록을 발생하는 클록수단(30)을 구비한 장치에 있어서, 상기 클록수단(30)이 m*B1= n*π*Tp를 만족하도록 트랙피치 Tp와 소정관계를 갖고 상기 비트클록을 발생하도록 구성되고, 이때, 상기 n 및 m은 1보다 크거나 같은 정수인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    n = 2인 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 클록수단(30)은, 일정한 트랙피치에서 서로 다른 비트길이를 실현하기 위해 다수의 m 값에 대해 비트클록을 발생하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 클록수단(30)은, 기준점(8)이 형성된 반경 R, 상기 기준점과 트랙 부분 사이의 와인딩의 개수 및 상기 트랙피치에 근거하여, 상기 트랙의 일부를 주사하는 동안에 비트클록을 발생하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 기록매체에 트랙(9)을 나타내는 서보패턴(4)이 설치되고, 와인딩 당 소정 수의 동기성분이 상기 서보패턴 내부에 존재하는 동안, 상기 클록수단(30)이 상기 동기성분과 상기 와인딩의 반경방향의 위치에 근거하여 상기 비트클록을 발생하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 클록수단은 상기 복수의 동기성분에 근거한 동기신호와 상기 비트클록의 분율(35) 사이의 차이에 근거하여 제어가능한 오실레이터(37)를 구비하고, 상기 분율은 상기 트랙피치 TP, 비트길이 B1과 반경 R 상에 형성된 기준점(8)으로부터의 복수의 와인딩의 번호를 나타내는 와인딩 번호로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
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