KR20030029138A - 자구확장 기록매체를 판독하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 외부 자기장의 확장 방향의 지속기간이 판독 시스템의 상한 주파수에 따라 결정되는, 자구확장 광자기 기록매체로부터 정보를 판독하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이에 따르면, 기록밀도와 전력 마진이 향상될 수 있다.
Description
본 발명은, 기록 또는 저장층과 확장 또는 판독층을 포함하는, MAMMOS(Magnetic AMplifying Magneto-Optical System) 디스크 등의 광자기 기록매체로부터 정보를 판독하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
광자기 저장 시스템에서는, 기록된 마크들의 최소 폭이 회절한계, 즉 초점 렌즈의 개구수와 레이저 파장에 의해 결정된다. 폭의 축소는 일반적으로 더 짧은 파장의 레이저와 더 높은 NA의 초점 광학계에 기반을 두고 있다. 광자기 기록중에, 레이저 펄스화 자기장 변조(Laser Pulsed Magnetic Field Modulation: LP-MFM)를 사용하여 최소 비트 길이가 광학 회절한계 아래로 줄어들 수 있다. LP-MFM에서는, 비트 천이들이 필드의 스위칭과 레이저의 스위칭에 의해 유도된 온도 구배에 의해 결정된다. 이와 같은 방법으로 기록된 작은 초승달 형태의 마크들을 판독하기 위해서는, 자기 고해상(Magnetic Super Resolution: MSR) 또는 자구확장(DomEx) 방법을 사용해야 한다. 이들 기술은 다수의 정자기 또는 교환결합 RE-TM 층을 갖는 기록매체에 기반을 두고 있다. MSR에 따르면, 자구확장에 따라, 스폿의 중심에 있는 자구가 확장되는 동안, 광자기 디스크 상의 판독층이 판독중에 인접한 비트들을 차폐하도록 배치된다. MSR에 비해 우수한 자구확장 기술의 이점으로 인해, 회절제한된 스폿에 필적한 크기를 갖는 비트들과 유사한 신호대 잡음비(SNR)를 갖는 회절한계보다 작은 길이가 검출될 수 있다. MAMMOS는, 판독층 내부의 확장된 자구들의 확장과 붕괴를 위해 자기장이 사용되는, 정자기적으로 결합된 저장 및 판독층들에 기반을 둔 자구확장법이다.
따라서, 전술한 자구확장 기술에서는, MAMMOS와 같이, 외부 자기장의 도움으로 레이저 가열시에 저장층으로부터의 기록된 마크가 판독층으로 복사된다. 이와 같은 판독층의 낮은 보자력으로 인해, 복사된 마크는 광학 스폿을 채우도록 확장되고, 마크 크기에 무관한 포화된 신호 레벨을 사용하여 검출될 수 있다. 외부 자기장의 반전은 확장된 자구를 붕괴시킨다. 한편, 저장층 내부의 스페이스는 복제되지 않으므로, 확장이 일어나지 않는다.
MAMMOS 판독 과정의 해상도, 즉 인접한 비트로부터의 간섭이 없이 재생될 수 있는 최소의 비트 크기는 복제과정의 공간 크기, 즉 소위 복사 또는 검출 창에 의해 제한된다. 이와 같은 복사창은, 판독 레이저 전력이 줄어들 때 감소한다. 이에 반해, 복사과정을 가능하게 하기 위해서는 최소의 레이저 전력이 필요하다. 따라서, 높은 저장밀도에 이르기 위해서는 복사창이 가능한한 작아야 한다. 이것은, 높은 NA(Numerical Aperture) 광학계와 더 짧은 파장의 레이저 광을 사용한 매우 국부적이고 가파른 온도 프로파일을 사용함으로써 달성될 수 있다. 더욱 일반적으로 말하면, 성공적인 MAMMOS 판독은 최소 레이저 전력보다 큰 레이저 전력을 필요로 하는 한편, 인접한 비트들의 간섭이 추가적인 틀린 MAMMOS 신호들, 즉 소위 '이중 피크(double peak)'를 발생하기 때문에 이들 간섭을 피해야 한다.
도 2는 종래의 판독 방식의 신호흐름도이다. 외부 자기장의 확장 방향의 지속기간(Hext의 상부 레벨)은 붕괴방향의 지속시간(Hext의 하부 레벨)과 동일하다. 복사창 w의 크기는 최소 비트길이 b를 좌우한다: bmin=2w. 도 2에서는 크기 조건이 충족되므로, 저장층에 있는 각각의 마크 영역(상향 자화)에 대해 정확한 MAMMOS 피크들이 얻어진다. 중첩 곡선은 복사창과 마크 영역의 중첩량을 나타낸다. 이와 같은 중첩이 동일한 복사창 내부에서 외부 자기장의 이전 또는 다음의 확장 기간에 이르면, MAMMOS 신호에 소위 "이중 피크들"이 발생된다.
도 3은 종래의 판독 방식의 신호흐름도로서, 복사창이 너무 크거나 비트 길이 b가 너무 작으므로, w>b/2가 된다. 따라서, MAMMOS 신호에 원치 않는 이중 피크가 발생한다.
따라서, 일반적으로, 성공적인 MAMMOS 판독은 최소 레이저 전력보다 큰 레이저 전력을 필요로 하는 한편, 인접한 비트들의 간섭이 추가적인 틀린 MAMMOS 신호를 발생하므로 이러한 간섭을 피해야만 한다.
확장 또는 상향 방향의 지속기간이 붕괴 또는 하향 방향의 지속기간보다 작게 선택되도록 외부 자기장의 듀티 사이클이 조정되면, 원치 않은 이중 피크들을 억제할 수 있다. 일례로서, 문헌 EP 0 913 818 A1 및 EP 0 915 462 A1에는, 더 작은 지속기간과 범위 0.15≤T1(T1+T2)≤0.9가 제시되어 있는데, 이때 T1은 자구확장의 지속기간을 나타내고, T2는 자구 소거(즉, 붕괴)의 지속기간을 나타낸다. 그러나, 이와 같이 제시된 범위에 따르면, 확장 지속기간도 마찬가지로 붕괴 지속기간보다 커질 수 있다.
결국, 본 발명의 목적은, 동일한 디스크 적층체와 레코더 광학계에 대해 전력 마진이 최적화될 수 있고 해상도가 향상될 수 있도록 하는, 자구확장 기록매체의 판독 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적은 청구항 1에 기재된 방법과 청구항 4에 기재된 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 이들 국면과 다른 국면은 이하에서 설명하는 실시예를 참조하여 더욱 더 명확해질 것이다.
도면에서,
도 1은 바람직한 실시예에 따른 광자기 디스크 재생장치의 개략도이고,
도 2는 확장 방향으로, 그후 붕괴 방향으로 동일한 지속기간을 갖는 외부 자기장을 지닌 종래의 판독 방식을 나타낸 것이며,
도 3은 확장 방향과 붕괴 방향으로 동일한 지속기간을 갖는 외부 자기장을 지니고, 과도한 복사창으로 인해 MAMMOS 신호에 이중 피크들이 발생하는 종래의 판독 방식을 나타낸 것이고,
도 4는 바람직한 실시예에 따른 판독 방식을 나타낸 것이다.
이하, 바람직한 실시예를 도 1에 도시된 MAMMOS 디스크 재생장치에 근거하여 설명한다.
도 1은 디스크 재생장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다. 이 디스크 재생장치는, 기록중에 코드 데이터와 동기된 주기를 갖는 펄스들로 변환된 빛을 사용하여 광자기 디스크 등의 광자기 기록매체(10)를 조사하기 위한 레이저빔 조사부를 갖는 광 픽업부(30)를 구비하고, 광자기 기록매체(10) 상에 기록 및 재생시에 자기장을 조절하여 인가하는 자기 헤드(12)를 갖는 자기장 인가부를 더 구비한다. 광 픽업부(30) 내부에서, 레이저는 기록 펄스 조정부(32)로부터 기록 펄스들을 수신하여 광 픽업부(30)의 레이저의 펄스 진폭과 타이밍을 조절하는 레이저 구동회로에 접속된다. 기록 펄스 조정회로(32)는 PLL(Phase Locked Loop) 회로를 포함할 수 있는 클록 발생기(26)로부터 클록신호를 수신한다.
이때, 간략을 기하기 위해, 도1에서는 자기 헤드(12)와 광 픽업부(30)를 디스크의 반대측에 도시하였다는 점에 주목하기 바란다. 그러나, 바람직한 실시예에 따르면, 이들을 디스크(10)의 동일한 면에 배치되어야 한다.
자기 헤드(12)는 헤드 구동부(14)에 연결되어, 기록시에, 위상 조정회로(18)를 통해 변조기(24)로부터 코드 변환된 데이터를 수신한다. 변조기(24)는 입력 기록신호를 소정의 코드로 변환한다.
재생시에, 헤드 구동기(14)는 클록 발생기(26)로부터 재생 조정회로(20)를 통해 클록신호를 수신하고, 재생 조정회로(20)는 자기 헤드(12)에 인가된 위상과 펄스 진폭을 조정하기 위한 동시신호를 발생한다. 기록 및 재생시에 헤드 구동기(14)로 주어지는 각각의 신호를 전환 또는 선택하기 위해 기록/재생 스위치(16)가 설치된다.
더구나, 광 픽업부(30)는, 광자기 기록매체(10)로부터 반사된 레이저 빔을 검출하고, 판독신호를 디코딩하여 출력 데이터를 생성하도록 구성된 디코더(28)에 인가되는 해당하는 판독신호를 발생하는 검출기를 구비한다. 더구나, 광 픽업부(30)에 의해 발생된 판독신호는, 광자기 기록매체(10)의 엠보싱된 클록 마크들로부터 클록신호를 추출하고, 기록 펄스 조정회로(32), 재생 조정회로(20) 및 변조기(24)에 동기 목적을 위해 클록신호를 인가하는 클록 발생기(26)로 인가된다. 특히, 클록 발생기(26)의 PLL 회로에서 데이터 채널 클록이 발생될 수 있다.
데이터 기록의 경우에, 광 픽업부(30)의 레이저는 데이터 채널 클록의 주기에 대응하여 고정된 주파수로 변조되고, 회전하는 광자기 기록매체(10)의 데이터 기록 영역 또는 스폿이 등거리에서 국부적으로 가열된다. 더구나, 클록 발생기(26)에 의해 출력된 데이터 채널 클록은 변조기(24)를 제어하여 표준 클록주기를 갖는 데이터 신호를 발생한다. 기록 데이터는 변조기(24)에 의해 변조 및 코드 변환되어, 기록 데이터의 정보에 대응하는 이전 런길이 정보가 얻어진다.
이 광자기 기록매체(10)의 구조는 JP-A-2000-260079에 기재된 구조와 일치할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 재생 조정회로(20)는 외부 자기장의 확장 방향의 최소의 지속기간을 제공하기 위해 헤드 구동기(14)를 통해 자기 헤드(12)의 코일에 공급되는 신호의 듀티 사이클을 설정하도록 구성된다. 따라서, 확장을 위한 시간이 최소의 허용가능한 값으로 줄어들어, 최소의 패널 비트 길이와 이에 따라 최대의 기록밀도를 허용하게 된다. 이에 반해, 더 길이가 긴 채널 비트 길이의 경우에는,확장을 위한 최소의 시간이 복사창의 크기에 있어서 높은 유연성을 허용하므로, 전력 마진을 최적화하게 된다.
도 4는 바람직한 실시예에 따른 판독 방식의 신호흐름도로서, 이때 외부 자기장의 확장 방향의 지속기간이 재생 조정회로(20)에 의해 가능한한 작도록 조정된다.
해상도에 대한 일반적인 정의는 다음 식으로 주어진다:
w<vT2, 이때 b=v(T1+T2),
이때 v는 기록매체(10)의 디스크 선속도를 나타내고, T1은 확장 방향의 지속 기간이며, T2는 붕괴 방향의 지속기간이다.
따라서, T1<<T2에 대해서는, 동일한 비트 길이에 대해 더 큰 복사창이 허용되고, 다음 식으로부터 얻어질 수 있는 것과 같이, 현 상황(T1<≒T2)에 대해 동일한 복사창을 사용하여 더 작은 비트가 판독될 수 있다:
wmax:=b-vT1
bmin:=w+vT1.
그러나, 확장에 대한 시간이 실질적으로 줄었을 때, MAMMOS 신호를 검출하기 위한 시간도 줄어든다. 이것은, 더 빠른 검출기가 필요하고, 검출기 전화회로의 대역폭이 증가되어야만 한다는 것을 의미한다. 즉, (최대 밀도 및/또는 최저 전력 마진을 좌우하는) 외부 자기장의 확장 방향의 지속기간 T1은 검출 전자회로 및/또는 자기장 발생 회로를 구비한 판독 시스템의 상한 주파수에 근거하여 결정되거나 설정된다. 이와 같은 상한 주파수는, 예를 들면 자기 헤드(12)의 코일의 대역폭과 그것의 구동기(14), 디스크 재료(즉, 주로 확장된 자구들의 확장/붕괴 속도) 및/또는 디스크 속도 등에 의해 근거하여 결정될 수 있다.
따라서, 적절한 고주파 필드를 발생하기 위한 코일 및 코일 구동기 하드웨어의 변형이 더 우수한 광학계, 적층체 설계 등으로부터 얻어진 해상도 및 전력 마진 결과값을 향상시키는데 사용될 수 있다.
바람직하게는, 붕괴 지속기간 T2에 대한 확장 지속기간 T1의 비율은 T1/(T1+T2)<0.15의 범위에서 선택되어야 한다.
비트 영역이 작은 서브 마크 영역 b↑와 그후의 더 큰 비마크 영역 b↓(즉, b↑+b↓=b)의 시퀀스로서 기록되는 비대칭적인 서브 부분들을 갖는 기록 방식에 상기한 규칙을 적용하면, 정확한 판독을 위해 더욱 더 큰 창이 허용된다. 따라서, 최대의 허용되는 창은 다음과 같이 주어진다:
wmax=b+b↓-exp=2b-b↓-exp,
이때, exp는 대응하는 길이를 얻기 위해 디스크 속도 v에 확장 지속기간 T1을 곱한 값에 해당한다. 이것은 다음과 같은 최소 기록 비트 길이에 해당한다:
bmin=[w+b↑=exp]/2.
(NA=0.60, 660nm 레이저, v=1 m/s를 사용하여 실험적으로 얻어진) 길이 w=55 nm를 갖는 복사창, 확장 기간 T1=10ns 및 서브마크 길이 b↑=25nm에 대한 일례로서, 다음과 같은 최소 기록 비트 길이가 얻어질 수 있다:
bmin=[55nm+25nm+10nm}/2=45nm(종래의 비트 길이 110nm와 비교할 것).
따라서, 적당한 크기의 복사창에서 상당한 기록밀도의 증가를 얻어, 충분한 전력 마진을 허용할 수 있다.
본 발명은, 교번하는 외부 자기장이 판독층에 있는 자구를 확장 및 붕괴하기 위해 인가되는 자구확장 기록매체용의 판독 시스템에 적용될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 바람직한 실시예들이 변형될 수 있다.
Claims (6)
- 저장층과 판독층을 포함하는 광자기 기록매체(10)로부터 정보를 판독하는 방법에 있어서,외부 자기장의 도움으로 레이저 가열시에 상기 저장층으로부터 상기 판독층으로 기록된 마크를 복사하여, 상기 판독층에 확장된 자구를 형성하는 단계와,상기 외부 자기장의 방향을 반전시켜 상기 판독층으로부터 상기 확장된 자구를 제거하는 단계와,판독 시스템의 상한 주파수에 따라 상기 외부 자기장의 확장 방향의 지속기간을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 판독방법.
- 제 1항에 있어서,상기 확장 방향과 제거 방향의 지속기간의 합에 대한 확장 방향의 지속기간(T1)의 비율이 0.15보다 작은 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 판독방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 상한 주파수는, 자기 헤드(12)의 코일의 대역폭과 그것의 구동기(14), 디스크 재료 및/또는 디스크 속도에 근거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 판독방법.
- 저장층과 판독층을 포함하는 광자기 기록매체(10)로부터 정보를 판독하는 장치에 있어서,외부 자기장의 도움으로 레이저 가열시에 상기 저장층으로부터 상기 판독층으로 기록된 마크를 복사하여, 상기 판독층에 확장된 자구를 형성하고, 상기 외부 자기장의 방향을 반전시켜 상기 판독층으로부터 상기 확장된 자구를 제거하는 판독수단(12, 30)과,판독 시스템의 상한 주파수에 따라 상기 외부 자기장의 확장 방향의 지속기간을 설정하는 설정수단(20)을 구비한 것을 특징으로 하는 판독장치.
- 제 4항에 있어서,상기 설정수단(20)은, 확장 방향의 지속기간(T1)과 상기 확장 방향 및 제거 방향의 지속기간의 합의 비율을 0.15보다 작은 값으로 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 판독장치.
- 제 4항 또는 제 5항에 있어서,상기 판독장치는 MAMMOS 디스크용 디스크 재생장치인 것을 특징으로 하는 판독장치.
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