KR20010024907A - 직교 워블에 기반을 둔 트랙킹 방법 및 트랙 포맷 - Google Patents

직교 워블에 기반을 둔 트랙킹 방법 및 트랙 포맷 Download PDF

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KR20010024907A
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페르보옴요하네스
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

광 디스크와 같이, 디지탈 광학 정보를 저장하기 위해 다수의 인접한 트랙(N, N+1, N+2, N+3, N+4, N+5)을 갖는 광 기록매체가 제공된다. 트랙을 예를 들면 디스크(1)의 중심을 둘러싸면서 접선 방향(T)으로 연장된다. 각각의 트랙은, 예를 들면, 트랙을 가로질러 중심으로부터 외부로 반경방향(R)으로 피치량 만큼 떨어진다. 복수의 트랙 각각은 트랙 상의 4개의 별개의 접선방향의 위치 A, B, C 및 D 중에서 한 개의 위치에 트랙 상에 배치된 한 개의 트랙킹 마크(TM)를 포함하는 서보 필드를 갖는다. 매체 상의 4개의 인접한 트랙마다에 대해 이들 4개의 위치 중에서 한 개에 한 개의 마크가 존재한다. 트랙킹 마크(TM)의 위치는 4개의 인접한 트랙마다에 대해 동일한 순서로 반복된다. 임의의 4개의 이와 같은 트랙에 대해, 위치 A 및 B에 있는 마크를 갖는 트랙은 한 개의 트랙만큼 분리되며, 위치 C 및 D에 있는 마크를 갖는 트랙은 한 개의 트랙만큼 분리된다.

Description

직교 워블에 기반을 둔 트랙킹 방법 및 트랙 포맷{TRACKING METHOD AND TRACK FORMAT BASED ON QUADRATURE WOBBLE}
본 발명은, 일반적으로 디지탈 데이터 기록 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 광학 데이터 기록을 위한 트랙킹 방법과 트랙 포맷에 관한 것이다.
광 디스크로도 불리는 광 기록매체는 통상적으로, 보통 일정한 트랙 피치를 갖고 외부로 나선형을 그리는 나선형 트랙으로 사전에 포맷된다. 복수의 트랙은 통상적으로 복수의 섹터로 분할된다. 복수의 섹터는, 디지탈 정보가 복수의 마크 및 피트의 형태로 저장되며, 그것으로부터 정보가 판독되거나 검색되는 장소이다. 회전하는 디스크의 트랙은 복수의 마크와 피트로부터 반사된 빛을 통해 판독되며, 이것은 전기 신호로 신호처리된다.
(비록, 피트와 마크는 각각 사전에 포맷된 데이터와 디스크 상에 사용자에 의해 저장되는 정보를 칭할 수 있지만, 명명법에 있어서 이와 같은 구별이 항상 이루어지는 것은 아니다. 따라서, 본 출원은 총괄적으로 "마크"를 디스크 상의 임의의 정보(사전에 포맷된 정보, 사용자에 의해 기록된 정보 등)로 칭한다.)
다수의 동심을 이루는 트랙을 갖는 디스크에 대해, 트랙을 따르는 지점에 있는 방향을 접선 방향으로 부르는 한편, 트랙을 가로지르는 방향(즉, 디스크의 중심으로부터 외부로의 방향)을 반경 방향으로 부른다.
디스크의 복수의 트랙 상의 사전에 포맷된 데이터는 서보 필드 또는 영역을 포함한다. 사보 필드에 있는 복수의 마크는 판독이 이루어지는 특정한 트랙에 대해 레이저의 반경방향의 정력을 유지하는데 사용된다. 서보 필드에 있는 마크의 판독과 처리는 트랙에 대한 레이저의 반경방향의 위치의 표시를 제공하며 그것의 정정을 허용한다. 이에 따라, 트랙 상의 (사용자에 의해 저장된 정보와 같은) 다른 마크의 적절한 판독과 신호처리가 더욱 보장된다.
종래의 트랙 포맷의 일례를 도 1에 나타내었다. 이 포맷은 필립스 레이저 및 자기 저장장치(Philips Laser and Magnetic Storage)의 LM4000 매체에서 사용된 포맷을 나타낸다. 도 1은 서보 필드에 있는 특정한 마크의 포맷을 간략화한 개략도를 나타낸 것이다. 이때, 도 1에 도시된 4개의 트랙은 그것들이 놓인 광 디스크의 중심에 대해 동심을 이루는, 도 1에 도시된 서보 필드의 부분은 전체적인 트랙의 작은 부분이므로 도 1에서는 직선으로 나타난다는 점에 주목하기 바란다.(후속하는 도면에 대해서도 마찬가지이다.)
도 1에 도시된 것과 같이, 디스크(1)의 중심은 트랙 N의 위에 존재하며. 반경 및 접선 방향 R 및 T를 도시된 트랙 세그먼트에 대해 나타내었다. 도 1에 도시된 매체에 대해, 매체는 중심을 주위로 시계 방향으로 회전하므로, 도 1에 도시된 세그먼트는 도면상에서 우측으로부터 좌측으로 이동하는 것으로 생각된다. 트랙을 판독하는데 사용되는 광 스폿은 일정한 접선 위치로부터 세그먼트 상에 주사되며, 반경 방향으로 움직일 수 있다.
도시된 것과 같이, 복수의 트랙킹 마크 TM은 각각의 트랙에 대해 접선 방향의 위치 A 및 B에 배치된다.(이 트랙킹 마크는 "워블" 마크로도 불린다.) 트랙킹 마크 TM은 트랙 사이에 특정한 트랙의 교번하는 측에 반경 방향으로 배치된다. 트랙킹 마크 A는 도 1에 도시된 것과 같이 각각의 트랙 위에 존재하는 한편, 트랙킹 마크 B는 그것의 아래에 존재한다.
또한, 도 1의 우측에는 "트랙킹 오차신호 S1"이 도시되어 있다. 이 그래프는, 레이저 스폿의 반경방향의 위치에 대한 트랙킹 마크의 신호 강도의 차이(A-B)를 나타낸다. 따라서, 레이저 스폿의 반경방향의 위치에 대해, 트랙킹 오차신호 강도는 트랙 위치 A에서 판독된 신호 강도에서 트랙 위치 B에서 판독된 신호 강도를 나타낸다.
따라서, 레이저 스폿이 정확히 트랙 위에 배치되었을 때에는, 트랙킹 오차신호 S1이 제로값이 되며, 레이저 스폿이 트랙 위치로부터 벗어나게 반경방향으로 움직임에 따라 (양 또는 음의 방향으로) 크기가 증가한다. 이에 따라, 트랙킹 오차신호 S1은, 스폿이 트랙의 바로 위에 놓이도록 스폿의 반경방향의 위치를 조정하는데 사용될 수 있다. 이 트랙킹 오차시호 S1은 얼마나 많은 양의 조정이 필요한지를 나타낸다.
도 1에 도시된 클록 마크 CM은 트랙 상에 다른 마크가 존재하는 위치를 표시하여 "포착(capture)"을 제공하기 위한 동기 마크로서 사용된다. 각각의 클록 마크는 트랙의 바로 위에 놓이므로, 레이저 스폿이 트랙 위에 반경방향으로 배치되었을 때, 클록 마크로부터의 신호가 최대값이 된다.
클록 마크 CM과 트랙킹 마크 TM은 도 1에 마찬가지로 개략적으로 도시된 것과 같이 제 2 "코사인 신호" S2를 발생하는데 사용된다. 도 1에 도시된 코사인 신호 그래프는, 클록 마크 신호 강도의 2배와 트랙킹 마크의 신호의 합계의 차이값(2C-(A+B))을 레이저 스폿의 반경방향의 위치의 함수이다. 코사인 신호는, 스폿이 트랙 위에 있을 때 최대값이 되며, 정확히 트랙 사이에서 최소값이 된다. 따라서, 코사인 신호는 트랙킹 오차신호와 90°만큼 위상이 어긋난다.
코사인 신호는 일반적으로 낮은 반경방향의 속도에서 탐색(seek)중에 레이저 스폿의 운동 방향을 유도하는데 사용된다. "탐색"은 레이저 스폿이 한 개의 트랙으로부터 다른 트랙으로 반경방향으로 일부로 움직이는 장소이다. 이동이 단지 한 개 또는 몇 개의 트랙에 걸치는 경우에는 탐색이 낮은 속도에서 발생하므로, 반경방향으로의 스폿의 속도가 낮아진다. 이와 달리, 더 길이가 긴 다중 트랙 탐색의 종료시에 저속의 탐색이 발생한다. 이와 같은 더 길이가 긴 탐색의 도중에, 반경 방향의 속도가 더 커진 후, 탐색의 종료시에 원하는 트랙을 포착하기 위해 속도가 늦추어진다.
이와 같은 두가지 경우에, 레이저 스폿(이와 달리, 스폿을 투사하는 "헤드"로도 불린다)의 이동 방향을 결정하는 것은, 디스크의 중심에 대한 트랙의 편심율에 의해 어려워진다. 이와 같은 편심율은 헤드가 실제로 움직이는 것과 다른 방향으로 또는 다른 속도로 움직이는 헤드의 운동을 나타낼 수 있다.
따라서, (트랙에 대한) 광학 헤드의 운동 방향을 저속에서 예측할 수 없다. 코사인 신호 S2는 트랙킹 오차신호 S1과 조합하여, 운동 방형의 정확한 결정을 제공한다. 예를 들면, 도 1을 참조하면, 헤드가 (디스크의 중심으로부터 멀어지게) 양의 반경방향으로 움직이면, 트랙킹 오차신호가 양의 값일 때, (점선으로 나타낸) 디지탈화된 코사인 신호의 상승부(leading edge)(2)가 항상 발생한다. 역으로, 헤드가 (디스크의 중심을 향해) 음의 반경방향으로 움직일 때에는, 트랙킹 오차신호가 제로값일 때 디지탈화된 코사인 신호의 상승부(2)가 발생한다.
따라서, 디지탈화된 코사인 신호가 게이트 신호로 사용되며s서, 디지탈화된 트랙킹 오차신호가 플립플롭에 대한 입력으로 사용될 때, 양의 반경방향으로의 헤드의 이동은 플립플롭의 양(+1)의 출력에 의해 표시된다. 음의 반경방향으로의 헤드의 이동은 플립플롭의 제로값 출력에 의해 표시된다.
도 1에 도시된 트랙킹 포맷은 다수의 문제점을 제시한다. 먼저, 트랙의 피치(즉, 복수의 트랙 사이에 있는 공간)가 크거나, 레이저 스폿이 비교적 작으면, 클록 마크 CM이 탐색 중에 손실될 수 있다. 이것은, 특히 더 큰 피치를 갖는 오래된 매체가 더 작은 피치를 갖는 미래의 드라이브에서 사용될 때, 동기의 손실을 일으킬 수 있다.
둘째, 미래의 매체는 점점 줄어드는 트랙 피치를 사용한다. 도 1에 도시된 매체에 대한 트랙 피치가 줄어듦에 따라, 각각의 트랙 마크 TM은 이웃하는 인접한 트랙에 더 근접하게 움직인다. 예를 들면, 트랙 N+2로부터의 "B" 마크는 트랙 N+3에 접근하여, 트랙 N+3을 트랙킹하면서 B 마크를 판독할 때 더 큰 노이즈를 발생한다.(물론, 노이즈의 증가는, 트랙 N+4 상의 트랙킹 마크 A로부터 트랙 N+3 상의 A 마크에서 발생한다). 따라서, 인접한 A 마크와 B 마크 사이의 해상도가 줄어듦에 따라 미래의 매체에서의 도 1에 도시된 포맷의 사용은 어렵게 되므로, 트랙킹 오차신호 S1과 코사인 신호 S2 모두에서 나쁜 신호대 잡음비를 발생한다. 실제로, 이 포맷은 매체의 트랙 밀도를 제한한다.
셋째, 길이가 긴 탐색 중에, 다수의 크랙을 가로질러 움직일 때, 시간 지연을 최소화하기 위해서는, 많은 탐색에 대해 헤드를 높은 속도로 움직이도록 하는 것이 바람직하다. 일부의 시스템에 있어서, 스폿이 반경 방향으로 움직일 때 트랙을 계수하기 위해 트랙킹 오차신호 S1이 샘플링된다. 그러나, 도 1에 도시된 트랙킹 오차신호 S1은 각각의 트랙에 대해 한 개의 완전한 사이클을 완료한다는 것이 밝혀졌다. 이와 같은 비교적 높은 주사수의 신호는 이와 같은 시스템의 반경방향의 탐색 속도를 제한하여, 스폿이 너무 빠르게 움직이면, 인접한 사이클로부터의 신호가 신호의 인접한 사이클로부터의 "에일리어스(alia)" 신호의 검출을 일으켜, 트랙 교차점의 계수값을 부정확하게 할 수 있다.
마지막으로, 도 1에 도시된 트랙킹 마크 TM은 트랙 위에 놓이지 않는다. 이와 같은 "트랙을 벗어난(off-track)" 마크의 제조는 (도 1에 도시된 클록 마크 CM과 같은) 트랙 상의 마크에 비해 매우 어려우며 더 비용이 많이 든다.
도 1에 도시된 매체의 포맷에 의해 제기된 다수의 문제점은 도 2에 도시된 매체의 포맷으로 개선되는데, 이것은 도 1에 도시된 것과 유사한 매체의 세그먼트이다. 이 포맷은 필립스 레이저 및 자기 저장장치의 LM6000 매치에서 사용된 포맷을 나타낸다. 마찬가지로, 도 2에 도시된 4개의 트랙 N 내지 N+3에 대해, 디스크(1)의 중심이 트랙 N 위에 존재한다. 도 2에 도시된 것과 같이, 매체는 중심을 주위로 시계 방향으로 회전하므로, 도 2에 도시된 세그먼트는 도면에서 우측으로부터 좌측으로 움직이는 것으로 생각된다.
트랙킹 마크 A 및 B의 반경방향의 위치는 인접한 트랙에 대해 트랙의 일측으로부터 타측으로 교번한다. 따라서, 트랙 N과 N+1에 대한 B 마크는, 모두 트랙 N과 N+1 사이에 놓인다. 따라서, 인접한 트랙의 마크는, 트랙 그 자체에 대한 트랙킹 마크보다 더 가깝게 잠식할 수 없으므로, 노이즈를 줄인다.
트랙킹 오차신호 그래프는 마찬가지로 레이저 스폿의 반경방향의 위치에 대한 트랙킹 마크의 신호 강도의 차이(A-B)를 나타낸다. 또한, 레이저 스폿이 트랙 위에 정확히 놓일 때 트랙킹 오차신호 S1이 제로값이며, 레이저 스폿이 반경방향으로 트랙 위치로부터 멀어짐에 따라 (양 또는 음의 방향으로) 크기가 증가한다. 따라서, 트랙킹 오차신호 S1은 스폿이 트래 바로 위에 놓이도록 스폿의 반경방향의 위를 조정하는데 사용될 수 있다. 트랙킹 오차신호 S1은 얼마 만큼의 반경방향의 조정이 필요한지를 나타낸다.
A와 B 트랙킹 마크 TM이 이웃하는 트랙 사이에서 동일한 측에서 "그룹화"괴기 때문에, 트랙킹 오차신호 S1이 트랙 사이의 중간 지점에서 한 개의 최대값 또는 최소값에 도달한다는 것을 알 수 있다. 트랙킹 오차신호 S1의 주파수는, 도 1에 도시된 포맷의 절반에 해당한다. 따라서, 길이가 긴 탐색 중에 트랙을 계수하기 위해 트랙킹 신호를 사용하는 시스템에 대해, 도 2에 도시된 포맷은 헤드가 에일리어싱 없이 더 높은 속도에서 움직일 수 있도록 한다.
또한, 도 2에 도시된 포맷에 도시된 것은, 2개의 접선 위치 C 및 D에 배치된 각각의 트랙 상의 별개의 코사인 마크 CoM이다. 인접한 트랙에 대한 코사인 마크 CoM의 위치는 위치 C와 D 사이에서 교번하므로, 마찬가지로 트랙킹 오차신호에 대해 90°만큼 위상이 벗어난 도 2에 도시된 것과 같은 코사인 신호 S2를 제공한다. 도 1의 포맷에 대해 전술한 것과 마찬가지로, 코사인 신호 S2는 트랙킹 오차신호 S1과 연계하여 사용되어 헤드의 운동 방향을 결정한다.
마지막으로, 도 2에 도시된 포맷은 트랙 상과 트랙 사이에 배치된 클록 마크 CM을 나타낸다. 복수의 트랙 사이에 트랙킹 마크 TM을 갖는 것은 더 작은 스폿 및/또는 큰 트랙 피치에 대해 동시의 손실을 방지하는 역할을 한다.
도 2에 도시된 포맷도 마찬가지로 다수의 문제점을 갖는다. 트랙킹 마크의 위치가 이웃하는 트랙에 대해 노이즈를 줄이는 역할을 하지만, 매체의 피치가 여전히 한계가 없이 줄어들 수 없다. 비록, 복수의 마크가 (도 1에 도시된 것과 같이) 더 이상 이웃하는 트랙을 바로 잠식하지는 않지만, 도 2에 도시된 트랙킹 마크의 그룹화에 대한 피치의 감소가 인접한 복수의 마크의 잠식을 생성한다. 이것은 마찬가지로 노이즈를 일으킨다. 더욱 근본적으로, 이것은 인접한 트랙 마크가 병합하기 시작하기 때문에, 피치가 줄어들 수 있는 양을 제한한다.
더구나, 트랙킹 마크 TM과 클록 마크 CM의 절반은 포맷에 대해 축을 벗어나 존재한다. 이미 설명한 것과 같이, 이와 같은 형태의 축을 벗어난 포맷화는 구현하기가 어려우며 비용이 많이 든다.
결국, 본 발명의 목적은, 트랙을 벗어난 마크에 대한 필요성을 제거하는 광 디스크의 서보 필드에 대한 포맷화 방법 및 포맷을 생성함에 있다. 또한, 본 발명의 목적은, 전체가 트랙 상에 놓이며, 트랙들 사이의 위치로 벗어난 광학 빔의 위치를 검출 및 정정하는데 사용될 수 있는 광 디스크의 동기 마크에 대한 포맷화 방법 및 포맷을 생성함에 있다.
본 발명은, 트랙 상의 마크를 사용하는 광 디스크의 서보 필드에 대한 포맷화 방법 및 포맷을 제공한다. 이 포맷은 타원형, 즉 트랙에 수직한 방향으로 폭이 더 넒은 마크를 사용한다. 예를 들면, 일 실시예에 있어서 이들 마크는, 장축이 트랙에 수직하며(광 디스크에 대해서는 반경 방향으로) 트랙 상에 중심을 둔 타원형 형상을 가진다.
서보 필드에 있는 마크의 타원형 형상 뿐만 아니라, 그것의 배치는 마크를 트랙들 사이에 있는 영역으로 확장시킨다. 따라서, 특정한 트랙을 트랙킹하는 광학 빔은 인접한 트랙의 서보 필드 마크를 검출한다.(인접한 트랙의 서보 필드에 있는 이와 같은 마크의 검출은 "크로스토크(cross-talk)"로 불린다.
고려중인 트랙을 둘러싸는 인접한 트랙으로부터의 트랙킹 마크의 크로스토크에 의해 생성된 신호는 본 발명에 따른 시스템에서 신호처리되어, 광 빔의 트랙킹 오차의 표시값을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광 디스크와 같이, 디지탈 광학 정보를 저장하기 위해 다수의 인접한 트랙을 갖는 광 기록매체가 제공된다. 트랙을 예를 들면 디스크의 중심을 둘러싸면서 접선 방향으로 연장된다. 각각의 트랙은, 예를 들면, 트랙을 가로질러 중심으로부터 외부로 반경방향으로 피치량 만큼 떨어진다.
복수의 트랙 각각은 트랙 상의 4개의 별개의 접선방향의 위치 A, B, C 및 D 중에서 한 개의 위치에 트랙 상에 배치된 한 개의 트랙킹 마크를 포함하는 서보 필드를 갖는다. 매체 상의 4개의 인접한 트랙마다에 대해 이들 4개의 위치 중에서 한 개에 한 개의 마크가 존재한다. 트랙킹 마크의 위치는 4개의 인접한 트랙마다에 대해 동일한 순서로 반복된다.
임의의 4개의 이와 같은 트랙에 대해, 위치 A 및 B에 있는 마크를 갖는 트랙은 한 개의 트랙만큼 분리되며, 위치 C 및 D에 있는 마크를 갖는 트랙은 한 개의 트랙만큼 분리된다.
예를 들어, 위치 A에 있는 마크를 갖는 트랙에서 시작하면, 4개의 인접한 트랙의 순서는 A, C, B, D일 수 있다.(나머지 트랙 중에서 한 개가 먼저 선택되면, 이와 같은 순서는 C, B, D, A; B, D, A, C; 및 D, A, C, B와 동일하다.) 이것은 또한 A, D, B, C일 수도 있다(이것은 D, B, C, A; B, C, A, D; 및 C, A, D, B와 동등하다). 이와 같은 모든 순서는 트랙 상의 후속하는 트랙에 대해 반복된다.
판독이 이루어질 때, 이와 같이 설명한 광 기록매체는 90°위상이 어긋난 2개의 트랙킹 오차신호를 생성한다. 첫 번째 트랙킹 오차신호는 디스크 상의 반경방향의 위치에 대해 위치 A 및 B에 있는 신호 강도의 차이에 근거를 둔다. 매체 상에서 반경방향으로 이동하면, 제 1 트랙킹 오차신호는 A가 트랙 상의 신호인 경우에 최대값을 가지며, B가 트랙 상의 신호인 경우에 최소값을 가진다. 트랙 상의 신호 A 및 B가 한 개의 트랙만큼 분리되기 때문에, 제 1 트랙킹 오차신호는 그것이 위치 C 및 D에 있는 트랙 상의 마크를 갖는 트랙을 교차할 때 제로값을 통과한다. 따라서, 제 1 트랙킹 오차신호는, 위치 C 및 D에 있는 트랙 상의 마크를 갖는 복수의 트랙을 판독할 때 필요한 반경방향의 정정의 표시값으로 사용될 수 있다. 또한, 제 1 트랙킹 오차신호는 4개의 트랙마다 한 개의 사이클을 완료한다.
제 2 트랙킹 오차신호는 디스크 상의 반경방향이 위치에 대해 위치 C 및 D에서의 신호 강도의 차이에 근거를 둔다. 매체 상에서 반경방향으로 이동하면, 제 2 트랙킹 오차신호는 C가 트랙 상의 신호인 경우에 최대값을 가지며, D가 트랙 상의 신호인 경우에 최소값을 갖는다. 트랙 상의 신호 C 및 D가 한 개의 트랙만큼 분리되기 때문에, 제 2 트랙킹 오차신호는 그것이 위치 A 및 B에 있는 트랙 상의 마크를 갖는 트랙을 교차할 때 제로값을 통과한다. 따라서, 제 2 트랙킹 오차신호는, 위치 A 및 B에 있는 트랙 상의 마크를 갖는 복수의 트랙을 판독할 때 필요한 반경방향의 정정의 표시값으로 사용될 수 있다. 또한, 제 2 트랙킹 오차신호는 4개의 트랙마다 한 개의 사이클을 완료한다.
(이와 달리, 제 1 트랙킹 오차신호는, B 위치에서 최대값을 생성하고 A 위치에서 최소값을 생성하는 신호 강도의 차이 B-A에 근거를 두어, 신호를 180°만큼 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 이와 달리 제 2 트랙킹 오차신호는, 트랙 상의 D 위치에서 최대값을 생성하고 트랙 상의 A 위치에서 최소값을 생성하는 신호 강도의 차이 D-C에 기반을 두어 제 2 신호를 180°만큼 이동시킬 수 있다.)
제 1 및 제 2 트랙킹 오차신호는 정의에 의해 90°만큼 위상이 벗어난다. 따라서, 이들 신호는 탐색 후의 레이저 스폿의 이동 방향을 결정하는데 적합하다.
또한, 전술한 광 기록매체의 트랙의 트랙킹을 조정하는 시스템에 포함된다. 광학계는 판독이 이루어지는 트랙으로부터 신호를 발생하는 광학신호 처리기를 구비한다. 또한, 광학계는 트랙을 판독할 때 위치 A 및 B에 있는 매체로부터의 신호 강도의 차이에 근거하여 제 1 오차신호를 결정하는 제 1 신호처리 회로를 구비한다. 따라서, 이 신호는, 판독되고 있는 트랙이 위치 C 및 D에 있는 축 상의 마크를 갖는 경우에, 반경방향의 오차신호를 결정하는데 사용된다. 또한, 광학계는, 트랙을 판독할 때 위치 C 및 D에 있는 매체로부터의 신호 강도의 차이에 근거하여 제 2 오차신호를 결정하는 제 2 신호처리 회로를 구비한다. 따라서, 이 신호는, 판독되고 있는 트랙이 위치 C 또는 D에 있는 축 상의 마크를 갖는 경우에, 반경방향의 오차신호를 결정하는데 사용된다.
본 발명을 더욱 더 잘 이해하기 위해, 다음의 상세한 설명과 연계하여 주어지는 이하의 도면을 참조하기 바란다:
도 1은 광 디스크의 광학주사로부터 발생된 신호의 그래프와 함께, 광 디스크의 서보 필드의 종래의 포맷의 세그먼트에 대한 개략도이고,
도 2는 광 디스크의 광학주사로부터 발생된 신호의 그래프와 함께, 광 디스크의 서보 필드의 제 2 종래의 포맷의 세그먼트에 대한 개략도이며,
도 3은 광 디스크의 광학주사로부터 발생된 신호의 그래프와 함께, 본 발명에 따른 광 디스크의 서보 필드의 포맷의 세그먼트에 대한 개략도이고,
도 4는 도 3의 포맷을 갖는 트랙에 대해 반경방향의 오차신호를 결정하는 시스템에서 사용된 전자회로의 개략도이며,
도 5는 도 3에 도시된 포맷을 갖는 디스크의 광학주사로부터 발생된 신호의 그래프이고,
도 6은 도 3에 도시된 포맷을 갖는 디스크를 판독할 때 헤드의 반경방향의 이동을 결정하는 시스템에서 사용되는 전자회로의 개략도이며,
도 7은 도 3에 도시된 포맷을 갖는 디스크를 판독할 때 헤드의 반경방향의 이동을 결정하는 시스템에서 사용되는 또 다른 전자회로의 개략도이고,
도 8은 도 3에 도시된 포맷을 갖는 디스크를 판독할 때 헤드의 반경방향의 이동을 결정하는 시스템에서 사용되는 또 다른 전자회로의 개략도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광 디스크의 서보 필드에 대한 포맷의 대표적인 실시예를 나타내었다. 도시된 것과 같이, 모든 마크는, 타원의 장축이 (반경방향 R로) 트랙에 수직하게 배치된, 계란형 또는 타원형의 형상을 갖는다. 또한, 모든 마크는 트랙 상에 중심을 두고 있으며, 도 1 및 도 2에서 일부(또는 모든 것)와 같이, 어떠한 마크도 트랙 사이에 놓이지 않는다.
도 3에 도시된 서보 필드의 트랙킹 마크 TM에 초점이 맞추어질 때, 각각의 트랙 상에는, 트랙 상에 배치된 한 개의 트랙킹 마크 TM이 존재한다. 트랙 상의 트랙킹 마크 TM은, A, B, C 또는 D로 나타낸 트랙 상의 4개의 위치 중에서 한 개에 놓인다. 위치 A 및 B 사이의 접선 방향의 거리는 위치 C 및 D 사이의 접선방향의 거리와 동일하며, 도 3에서는 "X"로 라벨을 붙였다. ("Y"로 라벨이 붙여진) 위치 B와 C 사이의 접선방향의 거리는 X보다 약간 크다.
6개의 트랙 N 내지 N+5를 도 3에 나타내었다. 트랙킹 마크는, 디스크의 중심을 향해 반경방향으로 움직이는 패턴 A, C, B, D로 반복된다. 따라서, 트랙 N과 N+4(및 도 3에 미도시된 트랙 N+8 등)는 위치 A에 트랙킹 마크를 갖고, 트랙 N+1과 N+5(및 도 3에 미도시된 트랙 N+9, N+13 등)는 위치 B에 트랙킹 마크를 가지며, 트랙 N+2(및 도 3에 미도시된 트랙 N+6, N+10 등)는 위치 C에 트랙킹 마크를 갖고, 트랙 N+3(및 도 3에 미도시된 트랙 N+7, N+11 등)은 위치 D에 트랙킹 마크를 갖는다.
전술한 것과 같이, 트랙킹 마크의 반경방향의 위치는, 도 1 및 도 2에서와 같이 트랙들 사이에 배치되는 것이 아니라, 트랙 상에 배치된다. 더구나, 동일한 접선방향의 위치를 갖는 가장 근접한 트랙킹 마크 TM은 4 트랙만큼 떨어져 있다. 따라서, 트랙에 과도한 노이즈를 생성하지 않고 트랙 피치를 상당히 줄일 수 있다.
트랙킹 마크의 타원형 형상은 "크로스토크"를 일으킨다. 따라서, 한 개의 트랙킹 위치에 있는 트랙킹 마크 TM은, 인접한 트랙에 있는 그 위치를 판독할 때 검출된다. 예를 들어, 트랙 N+2를 판독할 때, 신호는 인접한 트랙 N+1 및 N+3 각각에 있는 트랙킹 마크 TM으로부터의 크로스토크로부터 트랙킹 마크 위치 C 및 D에서 판독된다. 마찬가지로, 트랙 N+3을 판독할 때, 신호는 인접한 트랙 N+4 및 N+2 각각에 있는 트랙킹 마크 TM으로부터의 크로스토크로부터 트랙킹 마크 위치 A 및 B에서 판독된다.
도 3에 도시된 포맷은 2개의 분리된 트랙킹 오차신호 S1(A-B) 및 S2(C-D)를 발생하는데 사용된다. (도 3에서 "S1(A-B)"로 라벨이 붙여진) 제 1 오차신호는 레이저 스폿의 반경방향의 위치에 대한 트랙킹 위치 A 및 B에서의 신호 강도의 차이를 나타낸다. (도 3에서 "S1(C-D)"로 라벨이 붙여진) 제 2 오차신호는 레이저 스폿의 반경방향의 위치에 대한 트랙킹 위치 C 및 D에서의 신호 강도의 차이를 나타낸다.
트랙킹 오차신호 S1(A-B)은, 레이저 스폿이 트랙킹 마크가 A에 놓인 트랙(즉, 도 3에서는 트랙 N과 N+4) 위에 배치될 때 최대값에 도달하며, 레이저 스폿이 트랙킹 마크가 B에 놓인 트랙(즉, 도 3에서는 트랙 N+2) 위에 배치될 때 최소값에 도달한다. 따라서, 트랙킹 오차신호 S1(A-B)은 4개의 트랙마다 한 개의 사이클을 갖는다.
A-B의 최대값과 최소값 사이에서, 즉 레이저 스폿이 트랙 N+1, N+3 및 N+5 위에 있을 때, 트랙킹 오차신호 S1(A-B)가 제로값이 된다. 이들 트랙에 대해, 트랙킹 마크 C 또는 D는 트랙 상의 마크이며, 위치 A 및 B에서 판독된 신호는 (위 또는 아래에) 인접한 트랙의 누화로부터 발생한다. 트랙 N+1, N+3 및 N+5를 판독할 때, 인접한 트랙으로부터의 누화는 크기가 동일하므로, 트랙킹 오차신호 S1(A-B)가 제로값이 된다.
따라서, 트랙킹 오차신호 S1(A-B)는, 트랙 N+1, N+3, N+5 등을 판독할 때 스폿이 트랙 바로 위에 존재하도록 스폿의 반경방향의 위치를 조정하는데 사용된다. 트랙킹 오차신호 S1(A-B)의 크기는 얼마만큼 반경방향의 조정이 필요한지를 나타낸다. 신호 S1(A-B)가 양인지 음인지 여부는 반경방향의 정정의 방향을 결정한다.
예를 들면, 트랙 T+3을 판독하기 위하여, 트랙킹 오차신호 S1(A-B)가 양의 값일 때, 헤드는 (트랙 N+4에 더 근접한) 트랙의 위에 존재하며, 정정은 음의 반경 방향으로 존재한다. 트랙 N+1 및 N+5를 판독하기 위해, 트랙킹 오차신호 S1(A-B)가 음일 경우에, 헤드는 (트랙 N 및 N+4에 더 근접한) 트랙 위에 존재하며, 정정은 양의 반경 방향으로 존재한다.
마찬가지로, 트랙킹 오차신호 S1(C-D)은, 레이저 스폿이 트랙킹 마크 TM이 C 위치에 놓인 트랙(즉, 도 3에서는 트랙 N+1과 N+5) 위에 배치될 때 최대값에 도달하며, 레이저 스폿이 트랙킹 마크가 D 위치에 놓인 트랙(즉, 도 3에서는 트랙 N+3) 위에 배치될 때 최소값에 도달한다. 도시된 것과 같이, 트랙킹 오차신호 S1(C-D)도 4개의 트랙마다 한 개의 사이클을 갖는다. 최대값과 최소값 사이에서, 즉 레이저 스폿이 트랙 N, N+2 및 N+4 위에 있을 때, 트랙킹 오차신호 S1(C-D)가 제로값이 된다. 이들 트랙에 대해, 트랙킹 마크 A 또는 B는 트랙 상의 마크이며, 위치 C 및 D에서 판독된 신호는 (위 또는 아래에) 인접한 트랙의 누화로부터 발생한다. 이들 트랙을 판독할 때, 인접한 트랙으로부터의 누화는 크기가 동일하므로, 트랙킹 오차신호 S1(A-B)가 제로값이 된다.
따라서, 트랙킹 오차신호 S1(C-D)는, 트랙 N, N+2, N+4를 판독할 때 스폿이 트랙 바로 위에 존재하도록 스폿의 반경방향의 위치를 조정하는데 사용될 수 있다. 트랙킹 오차신호 S1(C-D)의 크기는 얼마만큼 반경방향의 조정이 어느 방향으로 필요한지를 나타낸다.
도 3에 도시된 것과 같이, 4개의 위치 중에서 한 개의 위치에 있는 트랙킹 마크 TM을 사용하는 것은, 이진 어드레스 지정 시스템을 사용하는 매체에 특히 적합하다. 이지 어드레스 지정 시스템에 있어서, 각각의 트랙은 (어드레스 필드에 있는 마크를 통한) 트랙 어드레스 TA 00, 01, 10 또는 11을 사용하여 지정된다. 이들 트랙은 연속적으로 지정되며, 이와 같은 지정은 4개의 트랙마다 반복된다. 따라서, 도 3을 참조하면, 트랙 N은 최하위 비트 00을 갖는 트랙 어드레스에 해당하고, 트랙 N+1은 최하위 비트 01을 갖는 어드레스에 해당하며, 트랙 N+2는 최하위 비트 10을 갖는 어드레스에 해당하고, 트랙 N+2는 최하위 비트 11을 갖는 어드레스에 해당한다. 이때, 트랙 어드레스의 2개의 최하위 비트가 반복되는데, 트랙 N+4는 트랙 어드레스 00를 갖고, 트랙 N+5는 트랙 어드레스 01을 가지며, 트랙 N=6은 트랙 어드레스 10을 갖고, 트랙 N+7은 트랙 어드레스 11을 갖는다. (편의를 기하기 위해, "트랙 어드레스"와 그 뒤의 이진수에 대한 참조부호는 트랙 어드레스의 3개의 최하위 비트를 언급하는 것으로 이해될 것이다.) 어드레스 시퀀스는 4개의 트랙마다 반복된다.
동일한 트랙 상의 트랙 마크를 갖는 모든 트랙은 동일한 어드레스를 갖는다. 따라서, 도 3에 대해서, 위치 A에 있는 트랙 상의 마크를 갖는 모든 트랙은 어드레스 00를 갖고, 위치 C에 있는 트랙 상의 마크를 갖는 모든 트랙은 어드레스 01을 가지며, 위치 B에 있는 트랙 상의 마크를 갖는 모든 트랙은 어드레스 10을 갖고, 위치 D에 있는 트랙 상의 마크를 갖는 모든 트랙은 어드레스 11을 갖는다.
이진 어드레스 시스템은 트랙킹을 용이하게 하는데 유용하다. 전술한 것과 같이, 트랙킹 오차신호 S1(A-B)는 도 3에 있어서 어드레스 01 또는 11을 갖는 트랙 상의 마크 C 및 D를 갖는 트랙을 트랙킹하는데 사용된다. 트랙킹 오차신호 S1(C-D)는 도 3에 있어서 어드레스 00 또는 10을 갖는 트랙 상의 마크 A 및 B를 갖는 트랙을 트랙킹하는데 사용된다. 따라서, 도 2의 어드레스 지정에 대해, 홀수의 트랙 어드레스가 판독될 때, 트랙킹 오차신호 S1(A-B)가 사용된다. 짝수의 트랙 어드레스가 판독될 때에는, 트랙킹 오차신호 S1(C-D)가 사용된다.
도 3에 도시된 트랙킹 마크 위치에 대한 트랙 어드레스의 지정은 유일하지 않다. 4개의 어드레스 중에서 어느 것도 4개의 트랙킹 마크 위치 A, B, C 또는 D 중에서 어느 한 개에 대응할 수 있다. 이와 같은 초기 배치가 이루어지면, 각각의 4개의 트랙에 대해 순차적으로 순서를 반복해야 한다. 예를 들면, 트랙 어드레스 00는 위치 C에 대응할 수 있고, 어드레스 01은 위치 A에 대응할 수 있으며, 어드레스 10는 위치 D에 대응할 수 있고, 어드레스 11은 위치 A에 대응할 수 있다. 이와 같은 경우에, 홀수 어드레스는 트랙킹 오차신호 S1(C-D)를 사용하고, 짝수 어드레스는 트랙킹 오차신호 S1(A-B)를 사용한다.
도 4는 트랙킹을 조정하기 위해 서보 루프로 전송되는 적절한 반경방향의 오차신호를 얻기 위해 트랙으로부터 판독된 신호를 신호처리하는 시스템에서 사용되는 전자회로의 특정한 일 실시예를 나타낸다. (도 4에 있어서 SR로 표시된) 트랙을 판독하는 광학신호에 의해 발생된 전자신호는 트랙 상의 점 PA, PB, PC및 PD에서 샘플링된다. 샘플링된 신호는 별도의 샘플 홀드장치(10a, 10b, 10c, 10d)에 기억된다.
신호 A 및 B의 샘플은 감산기(20)의 입력으로 된다. 따라서, 감산기(20)의 출력은 A-B이며, 이것은 스위치 S1에 있는 신호가 된다. 감산기(20)로부터 출력된 신호 A-B는 마찬가지로 분할되며 인버터(22)에서 반전된다. 따라서, 스위치 S2에 있는 신호는 B-A이다.
마찬가지로, 신호 Cs및 Ds의 샘플은 감산기(20')의 입력으로 된다. 따라서, 감산기(20')의 출력은 C-D이며, 이것은 스위치 S3에 있는 신호가 된다. 감산기(20')로부터 출력된 신호 C-D는 마찬가지로 분할되며 인버터(22')에서 반전된다. 따라서, 스위치 S4에 있는 신호는 D-C이다.
반경방향의 오차신호로서 서보 루프 상에 전송된 신호는 4개의 검출기(24) 중 한개에 의해 결정된다, 드라이브 제어기는 4개의 검출기(24) 중에서 한 개에 입력신호로서 제공되며, 이것은 액세스될 트랙의 트랙 어드레스의 2개의 최하위 비트에 해당한다. 트랙 어드레스는 TA0와 TA1으로 표시된다.
일례에 있어서, 드라이브 제어기는 긴 탐색 후에 디코더에 대한 입력을 제공한다. 드라이브 제어기는 그것이 긴 탐색 중에 통과하는 트랙의 어드레스를 감시할 수 있다. 헤드가 찾고자 하는 트랙을 갖는 섹터(4개의 트랙의 그룹) 위에 놓이면, 드라이브 제어기는 트랙 어드레스의 2개의 최하위 비트를 4개의 디코더 중에서 한 개에 입력시킨다. 후술하는 것과 같이, 이것은 관련된 스위치 S1, S2, S3 또는 S4를 폐쇄하여, 선택된 반경방향의 신호를 사용하여 트랙킹 루프를 폐쇄하는 역할을 수행한다.
또 다른 상황에서, 트랙킹은 탐색을 따르지 않는데, 즉, 헤드는 디스크의 섹터의 순차적인 트랙을 단순히 판독한다. 이와 같은 경우에, 트랙 어드레스가 판독되고, 드라이브 제어기는 4개의 디코더(24) 중에서 어느 한 개에 대한 입력으로 트랙 어드레스의 2개의 최하위 비트를 공급한다. 후술하는 것과 같이, 이것은 마찬가지로 관련된 스위치 S1, S2, S3 또는 S4를 폐쇄하여, 선택된 반경방향의 신호를 사용하여 트랙킹 루프를 폐쇄하는 역할을 수행한다.
다시 도 3을 참조하면, 디코더에 주어진 트랙 어드레스의 2개의 최하위 비트가 00(트랙 상의 마크 A)인 경우에, S1(C-D)는 적정한 반경방향의 오차신호이다. (마찬가지로, 편의를 위해, 디코더에 주어진 트랙 어드레스의 2개의 최하위 비트를 단순히 "트랙 어드레스"라 칭한다.) S1(C-D) 인접한 트랙 00의 양의 값은 레이저 스폿이 인접한 트랙 01을 향해 양의 반경방향으로 트랙을 벗어난 것을 나타낸다. S1(C-D) 인접한 트랙 00의 음의 값은 레이저 스폿이 인접한 트랙 11을 향해 음의 반경방향으로 트랙을 벗어난 것을 나타낸다. 따라서, 디코더는 입력 어드레스 00에 대해 스위치 S3를 폐쇄한다.
마찬가지로 도 3에 도시된 어드레스 지정에 대해, B-A는 트랙 어드레스 01에 대해 사용된 반경방향의 오차신호로서, 양의 값은 레이저 스폿이 인접한 트랙 10을 향해 양의 반경방향으로 트랙을 벗어난 것을 나타내는 한편, 음의 값은 레이저 스폿이 인접한 트랙 00를 향해 음의 반경방향으로 트랙을 벗어난 것을 나타낸다. 마찬가지로, D-C는 트랙 어드레스 10에 대한 적정한 반경방향의 오차신호에 해당하며, A-B는 트랙 어드레스 11에 대한 적절한 반경방향의 오차신호에 해당한다.
따라서, 디코더(24)는 입력 01이 주어질 때 스위치 S2를 폐쇄하고, 입력 10이 주어질 때 스위치 S4를 폐쇄하며, 입력 11이 주어질 때 스위치 S1을 폐쇄한다.
도 3에 도시된 트랙킹 포맷은, 인접한 트랙에 대한 짧은 탐색에 대해서도 적합하다. 원하는 트랙 어드레스는 디코더(24)로 전송될 수 있으며, 이것은 서보 루프 상으로 인접한 트랙에 대한 반경방향의 오차신호를 전송하는 스위치를 폐쇄한다. 따라서, 레이저 스폿은 반경방향으로 원하는 트랙으로 움직이게 된다.
트랙킹 오차신호 S1(A-B)는 도 2에 도시된 포맷의 주파수의 절반의 주파수를 갖고 도 1에 도시된 포맷의 1/4의 주파수를 갖는다는 것을 알 수 있다. 따라서, 긴 탐색 중에 트랙을 계수하기 위해 트랙킹 신호를 사용하는 시스템에 대해, 도 3에 도시된 포맷은 헤드가 에일리어스 신호를 생성하지 않으면서 더욱 높은 속도에서 움직일 수 있도록 한다. (트랙킹 오차신호 S1(C-D)는 동일한 주파수를 갖고 이와 달리 탐색 중에 고속을 유지하는데 사용될 수도 있다).
도 3에 도시된 포맷에 대해, 트랙킹 오차신호 S1(C-D)는 트랙킹 오차신호 S1(a-B)와 90°위상이 어긋난 것을 알 수 있다. 따라서, 트랙킹 오차신호 S1(C-D)는, 탐색 중에 헤드의 운동 방향을 결정하기 위해, 트랙킹 신호 S1(A-B)에 대한 코사인 신호로서의 역할을 수행할 수 있다. 이것을 이하의 도 5-도 8을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 5는 도 3에 도시된 트랙킹 오차신호 그래프를 수형으로 개조한 것으로 반경방향으로 더 연장한 것이다. 수평축은 마찬가지로 트랙 어드레스 TA를 나타낸다. 각각의 트랙킹 오차신호에 대해 점선으로 나타낸 것은 디지탈화된 트랙킹 오차신호이다. (디지탈화된 트랙킹 오차신호 A-B는 "dig(A-B)"로 불리며, 디지탈화된 트랙킹 오차신호 C-D는 "dig(C-D)"로 불린다).
도 6은 dig(A-B)와 dig(C-D)를 사용하여 헤드의 운동 방향을 결정하기 위한 간단한 회로를 나타낸 것이다. 도 6에 있어서, dig(A-B)는 플립플롭의 입력이고, dig(C-D)는 클록신호로서 사용된다. 헤드가 양의 반경방향으로 움직이고 있으면, dig(C-D)는 클록신호로서 사용된다. 헤드가 양의 반경방향으로 움직이고 있으면, 트랙 어드레스 00에 대응하는 반경에 있는 dig(C-D)의 모서리는 플립플롭을 갱신한다. 트랙 어드레스 00에 대한 변경에서, dig(A-B)가 1이므로, 헤드가 양의 반경방향으로 움직이고있을 때 플립플롭(Q)의 출력은 1이 된다.
마찬가지로, 헤드가 음의 반경방향으로 움직이고 있으면, 반경 10에 있는 트랙에 대응하는 dig(C-D)의 모서리는 갱신을 일으킨다. 10에서는, dig(A-B)가 0이므로, 헤드가 양의 반경방향으로 움직이고 있을 때 플립플롭(Q)의 출력은 1이 된다.
그러나, 도 6에 도시된 플립플롭은 상승부에 대해서만 갱신되기 때문에, 갱신이 운동 방향의 정확한 표시를 제공하기 전에 헤드가 4 트랙만큼 가로질러 움직여야 한다. 도 7은 운동을 검출하기 위한 개량된 회로를 제공한다. 도 7에 도시된 회로에 대해서, 헤드가 양의 반경방향으로 움직이고 있을 때, AND 게이트(30)의 출력은 1이며 AND 게이트(32)의 출력은 0이다. 헤드가 음의 반경방향으로 움직이고 있을 때, AND 게이트(30)의 출력은 0이며, AND 게이트(32)의 출력은 1이다. 이 출력은 도 6에 도시된 회로에 비해 더욱 더 빈번하게 dig(C-D)의 상승 및 하강부 모두에서 갱신된다.
도 7에 있어서, 방향의 변화가 있는 경우에 양자의 출력은 0가 될 수 있다. 이와 같은 상태는 다음의 상승부, 즉 2개의 트랙의 반경방향의 거리까지 갱신되지 않는다. 따라서, 상승부 바로 이전의 방향의 변화에 대해 도 7에 도시된 출력이 정밀하게 방향을 반영하기 전에 스폿은 4개의 트랙에 근접한 반경 방향의 거리를 이동시켜야 한다.
도 8은 헤드 운동을 검출하기 위한 또 다른 개량된 회로를 제공한다. 도 8에 도시된 회로에 대해, 헤드가 양의 반경방향으로 움직이고 있을 때, (D+,A와 D+,B로 나타낸) 출력 "Pos Direction A"와 "Pos Direction B"는 모두 1이다. 헤드가 음의 반경방향으로 움직이고 있을 때, (D-,A, D-,B로 나타낸) "Neg Direction A"와 "Neg Direction B"로 표시된 출력은 모두 1이다. 양자의 신호의 상승부가 사용되기 때문에, 방향이 역전되었을 때, 이들 출력 중에서 한 개는 제 1 트랙 교차점에서 제로값으로 변화한다. 따라서, 도 8에 도시된 회로는 한 개의 트랙 폭 내에서 헤드 운동의 정확한 표시를 제공한다.
이때, 도 4에 도시된 포맷은 트랙들 사이에 스폿을 서보하는데에도 사용될 수 있다는 점에 주목하기 바란다. 예를 들면, 트랙 N과 N+1(트랙 어드레스 00 및 01) 사이에 트랙킹하기 위해, 트랙킹 오차신호 S1(A-C)가 사용될 수 있다. 마찬가지로, 신호 S1(C-B)는 트랙 01과 10 사이에서 트랙킹하는데 사용될 수 있고, 신호 S1(B-D)는 트랙 10과 11 사이에서 트랙킹하는데 사용될 수 있고, 신호 S1(D-A)는 트랙 11과 00 사이에서 트랙킹하는데 사용될 수 있다.
또한, 현존하는 트랙킹 오차신호 S1(A-B)와 S1(C-D)는 트랙킹 사이에서의 트랙킹을 위해 조합될 수 있다. 예를 들면, 정확히 트랙 00과 01 사이에서, 트랙킹 오차신호 S1(A-B)와 S1(C-D)는 동일한 크기를 가지므로, 트랙 00과 01 사이에서 트랙킹하기 위해, 트랙들 사이에서 제로값과 동일한 신호 S1((A-B)-(C-D))가 사용될 수 있다. 마찬가지로, 합계가 정확히 트랙들 사이에서 제로값이 되므로, S1((A-B)+(C-D))가 트랙 01과 10 사이에서 트랙킹하는데 사용될 수 있다. 마찬가지로, 다른 합계도 트랙 어드레스의 다른 2개의 쌍에 대해 구성될 수 있다.
마지막으로, 다시 도 3에 도시된 포맷을 참조하면, 클록 마크 CM도 마찬가지로 반경방향으로 타원형일 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 레이저 스폿이 트랙을 벗어날 때, 인접한 트랙으로부터의 클록 마크 CM의 크로스토크가 검출되므로, 동기 손실의 순간을 줄이거나 제거할 수 있다.
상기한 타원은 적절한 크로스토크를 제공하기 위해 충분히 높은 종횡비를 가져야 한다. 크로스토크의 필요한 양은 광 디스크 또는 시스템의 신호대 잡음비(signal-to-noise: SNR)에 관련된다.
일반적으로, 광 기록매체의 트랙 상의 데이터 마크는 (30 kHz의 차수를 갖는 측정된 대역폭("BW")에 대해) 50 dB의 차수의 SNR을 갖는다. 더구나, 인접한 트랙 상의 데이터 마크로부터의 허용된 크로스토크는 트랙 상에 놓인 마크의 신호에 대해 -31 dB의 차수를 갖는다.
크로스토크의 SNR은, 트랙 상의 배경(매체) 노이즈에 대한 크로스토크 신호 강도의 비율에 해당한다. 전술한 내용으로부터, 크로스토크의 SNR은 18 dB의 차수를 갖는다는 것이 나온다.
트랙킹 마크 TM이 데이터 마크에 필적하는 크기를 갖는다고 가정하면, 18 dB의 SNR은 신뢰할 수 있는 트랙킹을 위해 부적절한 것으로 생각되며, 이때 트랙킹 서보와 시스템은 약 5%의 트랙 피치의 정밀도를 갖고 트랙을 따라가야 한다. 트랙 피치의 축소는 트랙킹 서보에 대한 트랙킹 마크로부터 크로스토크의 SNR을 상승시키기 위한 한 개의 고려할 수 있는 설계 옵션이지만, 복수의 데이터 마크로부터 크로스토크를 허용할 수 없는 레벨로 상승시킨다.
(30 kHz의 차수를 갖는 측정된 BW에 대해) 30 dB 또는 그 이상의 차수를 갖는 트랙킹 마크의 크로스토크에 대한 SNR은, 트랙킹 서보에 의한 신뢰할 수 있는 트랙킹을 위해 바람직하다. 따라서, 위에서 주어진 파라미터를 사용하면, 트랙킹 마크 TM으로부터의 크로스토크는 트랙 상의 마크의 신호에 대해 -20 dB이어야 하며, 또는, 이와 동등하게, 크로스토크는 트랙 상의 마크의 10%(또는 그 이상)이어야 한다.
이들 개념이 어떻게 트랙킹 마크에 대해 특정한 타원 크기를 갖는 구조로 변환되는지의 일례로서, 대략 660 nm의 직경과 약 850 nm의 트랙 피치를 갖는 원형 데이터 마크에 대해, 10% 크로스토크를 얻기 위해서는 반경방향으로의 마크의 반경방향의 폭이 대략 1050 nm 또는 그 이상으로 확장되어야 한다. 이들 2개의 파라미터를 사용하면, 660 nm의 접선방향의 폭과 1050 nm의 반경방향의 폭은 대략 1.59의 종횡비를 갖는 타원으로 변환된다. 물론, 1050 nm가 최소 폭이기 때문에, 종횡비는 1.59보다 클 수 있다. 예를 들면, 신중한 설계에 따르면, 1.8의 종횡비를 갖는 트랙킹 마크를 얻을 수 있다.
서보 필드에 있는 마크는 반드시 타원일 필요는 없다. 그것이 충분히 트랙 사이의 영역으로 확장되어 충분한 크로스토크를 제공하기만 하면 임의의 형상이라도 허용될 수 있다. 따라서, 이들 신호는 직사각형이나, 또는 매우 큰 원일 수 있다. (그러나, 트랙킹 마크가 원형인 경우에는, 이 마크가 적절한 접선방향의 해상도를 제공하기 위해 접선방향으로 더 분리되어야 하기 때문에, 오버헤드를 증가시킬 수 있다.) 전술한 것과 같이, 마크의 반경방향의 확장은, 크로스토크 신호에 대해 대략 30dB 또는 그 이상의 SNR을 제공하기 위해 일반적으로 충분해야 한다. 광 매체의 통상적인 SNR에 대해, 크로스토크 신호에 대한 충분한 진폭은 트랙 상의 마크 진폭의 10%(또는 그 이상)이다.
마크에 대한 다른 형상이 충분한 크로스토크를 제공할 수 있지만, 반경방향으로 배향된 장축을 갖는 타원 형상이 현재 가장 바람직한 실시예에 해당한다. 접선방향으로(즉, 트랙을 따라) 배향된 단축은 우수한 접선방향의 해상도(즉, 트랙 상의 마크에 의해 발생된 신호 사이의 더 큰 분리)와 낮은 포맷 오버헤드(즉, 서보 필드를 수용하는데 필요한 접선방향의 공간의 양)를 위해 바람직하다.
더구나, 타원형 또는 거의 타원형 형성을 갖는 마크의 생성은 간단하다. 예를 들어, 인덱스(index) 안내된 반도체 레이저가 타원형 빔을 방사하는데 적합하다. (비로, 많은 광학기기는 타원형 형상을 완전히 제거할 수 없어, 약간 타원형을 갖는 마크를 생성하지만) 광학 기록장치는 보통 기록매체에 있는 스폿의 타원율을 줄이기 위해 광학기기를 사용한다. 이와 같은 광학기기를 제거하거나, 빔의 타원율을 향상시키는 특징부를 추가함으로써, 충분히 높은 종횡비가 용이하게 얻어질 수 있으므로, 서보 기록기에 사용될 수 있다.
사전 포맷화 마스터/스탬퍼에 대한 마스터링 장치에 대해서는, 가스 레이저가 높은 더 출력 요구사항으로 인해 보통 바람직하게 사용된다. 이들 레이저로부터 발생된 빔은 꽤 원형을 지니므로, 타원형 스폿을 생성하기 위해 광학기기가 추가되어야 한다. 원형 스폿을 타원형으로 만들기 위한 대안으로서, 빔은 타원에 근접하는 2개의 약간 떨어진 중첩하는 빔으로 분할될 수 있다. (이와 같은 빔의 분할은 고정된 광학기기를 사용하여 행해질 수 있으므로, 종래기술의 포맷에서와 같이 트랙 사이에 기록하는데 필요한 빔의 편향 또는 전환된 스프리팅과 관련된 복잡성과 신뢰성의 문제를 일으키지 않는다.)
전술한 실시예는 단지 본 발명의 예에 지나지 않는다. 본 발명과 첨부된 청구범위의 사상과 범주를 벗어나지 않으면서 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 있어서 다양한 변화 및 변형이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 특정한 실시예에 있어서의 트랙킹 마크의 순서는 A, C, B, D이다. 그러나, 이와 같은 순서는 본 발명에 유일한 것은 아니며, 순서 B, C, A, D도 본 발명의 범주에 속한다.(본 기술분야의 당업자는, 일반적으로 트랙 상의 마크 A와 B는 한 트랙만큼 떨어져야 하고, 트랙 상의 마크 C와D는 한 트랙만큼 떨어져야 한다는 것을 인식하고 있을 것이다.) 도 3에 도시된 것으로부터 위치 A와 B(또는, 이와 동등하게, C와 D)의 반전은 단지 2개의 트랙킹 오차신호를 180°만큼 이동시킨다. 물론, 도 5-8에 기재된 전자장치는 이와 같은 순서를 위해 조정되어야 하지만, 이것은 매우 간단하며 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 있어서 자명한 사항이다. 따라서, 상기한 발명내용은 본 발명의 대표적인 실시예로서 본 발명의 범주를 제한하기 위해 주어진 것이 아니다.

Claims (9)

  1. 접선 방형으로 연장된 디지탈 광학 정보를 저장하기 위한 다수의 인접한 트랙(N, N+1, N+2, N+3, N+4, N+5)을 갖고, 이들 트랙(N, N+1, N+2, N+3, N+4, N+5)이 반경 방향으로 피치량 만큼 분리되며, 이들 트랙(N, N+1, N+2, N+3, N+4, N+5) 각각이 4개의 별개의 접선 방향의 위치 A, B, C 및 D 중에서 한 개의 위치에 트랙 상에 놓인 한 개의 트랙킹 마크(TM)와, 매체 상에 있는 4개의 인접하게 배치된 매 트랙에 대해 이들 위치 A, B, C 및 D 중에서 한 개의 위치에 있는 트랙킹 마크를 포함하는 서보 필드를 갖고, 이들 트랙은 한 개의 트랙만큼 분리된 위치 A 및 B에 있는 복수의 마크를 가지며, 이들 트랙은 한 개의 트랙만큼 분리된 위치 C 및 D에 있는 복수의 마크를 갖는 것을 특징으로 하는 광 기록매체.
  2. 제 1항에 있어서,
    트랙 상의 트랙킹 마크(TM)의 위치의 순서는 4개의 트랙마다 반복되는 것을 특징으로 하는 광 기록매체.
  3. 제 1항에 있어서,
    제 1 트랙(N, N+4)은 위치 A에 트랙킹 마크(TM)를 갖고, 제 1 트랙(N, N+4)에 인접한 제 2 트랙(N+1, N+5)은 위치 C에 트랙킹 마크(TM)를 가지며, 제 2 트랙(N+1, N+5)에 인접한 제 3 트랙(N+2)은 위치 B에 트랙킹 마크(TM)를 갖고, 1 제 3 트랙(N+2)에 인접한 제 4 트랙(N+3)은 위치 D에 트랙킹 마크(TM)를 갖는 것을 특징으로 하는 광 기록매체.
  4. 제 1항에 있어서,
    제 1 트랙은 위치 B에 트랙킹 마크(TM)를 갖고, 제 1 트랙에 인접한 제 2 트랙은 위치 C에 트랙킹 마크(TM)를 가지며, 제 2 트랙에 인접한 제 3 트랙은 위치 A에 트랙킹 마크(TM)를 갖고, 제 3 트랙에 인접한 제 4 트랙은 위치 D에 트랙킹 마크(TM)를 갖는 것을 특징으로 하는 광 기록매체.
  5. 제 1항에 있어서,
    90°위상이 어긋난 2개의 트랙킹 오차신호(S1(A-B), S1(C-D))를 생성하기 위해 복수의 트랙킹 마크(TM)로 구성된 시퀀스가 판독되고, 제 1 트랙킹 오차신호(S1(A-B))는 위치 A 및 B에서의 신호 강도의 차이에 근거하고, 제 2 트랙킹 오차신호(S1(C-D))는 위치 C 및 D에서의 신호 강도의 차이에 근거한 것을 특징으로 하는 광 기록매체.
  6. 제 1항에 있어서,
    복수의 트랙킹 마크(A, B, C, D)는 접선 방향보다 반경 방향으로 더 연장되는 것을 특징으로 하는 광 기록매체.
  7. 제 6항에 있어서,
    복수의 트랙킹 마크(A, B, C, D)는 타원 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광 기록매체.
  8. 제 1항에 있어서,
    광 기록매체는 광 디스크이고, 복수의 트랙(N, N+1, N+2, N+3, N+4, N+5)은 디스크의 중심 주위로 동심원 형태로 연장되며, 접선 방향은 트랙(N, N+1, N+2, N+3, N+4, N+5)을 따라 존재하고, 반경 방향은 디스크의 중심으로부터 트랙(N, N+1, N+2, N+3, N+4, N+5)을 가로지르는 것을 특징으로 하는 광 기록매체.
  9. 접선 방형으로 연장된 디지탈 광학 정보를 저장하기 위한 다수의 인접한 트랙(N, N+1, N+2, N+3, N+4, N+5)을 갖고, 이들 트랙(N, N+1, N+2, N+3, N+4, N+5)이 반경 방향으로 피치량 만큼 분리되며, 이들 트랙(N, N+1, N+2, N+3, N+4, N+5) 각각이 트랙 상의 4개의 별개의 접선 방향의 위치 A, B, C 및 D 중에서 한 개의 위치에 트랙 상에 놓인 한 개의 트랙킹 마크(TM)와, 매체 상에 있는 4개의 인접하게 배치된 매 트랙에 대해 이들 위치 A, B, C 및 D 중에서 한 개의 위치에 있는 트랙킹 마크(TM)를 포함하는 서보 필드를 갖고, 이들 트랙은 한 개의 트랙만큼 분리된 위치 A 및 B에 있는 복수의 마크를 가지며, 이들 트랙은 한 개의 트랙만큼 분리된 위치 C 및 D에 있는 복수의 마크를 갖는 것을 광 기록매체의 트랙의 트랙킹을 조정하고,
    a) 판독이 이루어지는 트랙으로부터 신호를 발생하는 광학 신호 처리기와,
    b) 트랙을 판독할 때, 위치 A 및 B에 있는 매체로부터의 신호 강도의 차이에 근거하여 제 1 오차신호를 결정하는 제 1 신호처리 회로(10a, 10b, 20, 22)와,
    c) 트랙을 판독할 때, 위치 C 및 D에 있는 매체로부터의 신호 강도의 차이에 근거하여 제 2 오차신호를 결정하는 제 2 신호처리 회로(10b, 10d, 20', 22')를 구비하며,
    트랙이 위치 C 또는 D에 있는 축 상의 마크를 갖는 경우에는 반경방향의 오차신호를 결정하기 위해 제 1 오차신호를 선택하고, 트랙이 위치 A 또는 B에 있는 축 상의 마크를 갖는 경우에는 반경방향의 오차신호를 결정하기 위해 제 2 오차신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 광학계.
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