KR20040029139A - 광학 데이터 저장매체와 이 매체의 판독 및 기록 방법 - Google Patents

광학 데이터 저장매체와 이 매체의 판독 및 기록 방법 Download PDF

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KR20040029139A
KR20040029139A KR10-2004-7003123A KR20047003123A KR20040029139A KR 20040029139 A KR20040029139 A KR 20040029139A KR 20047003123 A KR20047003123 A KR 20047003123A KR 20040029139 A KR20040029139 A KR 20040029139A
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KR10-2004-7003123A
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반보우덴베르그로엘
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

광학 데이터 저장매체(1)가 기술된다. 이 매체(1)는 제 1 광학 반사율을 갖는 광학적으로 판독가능한 정보층을 갖는다. 사용자 데이터 기록 영역(2) 바깥에 있는 환형 구역(12)은 제 2 광학 반사율을 갖는 영구 정보 마크(7)가 설치된 적어도 1개의 제 1 형태의 섹터(5)를 갖는다. 이 구역은, 제 1 광학 반사율과 다른 제 3 광학 반사율을 갖는 기록가능한 식별 마크(8)가 설치된 적어도 1개의 제 2 형태의 섹터(6)를 갖는다. 이에 따르면, 거의 반경방향의 공간을 필요로 하지 않는 영구 및 기록가능한 정보 모두를 갖는 하이브리드 바코드 형태의 구조가 제공된다. 더구나, 이와 같은 영구 정보 마크들(7)/기록가능한 식별 마크들(8)을 판독하는 방법과, 이와 같은 기록가능한 식별 마크들(8)을 기록하는 방법이 개시된다.

Description

광학 데이터 저장매체와 이 매체의 판독 및 기록 방법{OPTICAL DATA STORAGE MEDIUM AND METHODS FOR READING AND WRITING SUCH A MEDIUM}
본 발명은, 제 1 광학 반사율을 갖고, 사용자 데이터 기록 영역 외부에 내주연과 외주연을 지닌 환형 구역을 갖는 광학적으로 판독가능한 정보층을 구비하되, 상기 환형 구역이 제 1 광학 반사율과 다른 제 2 광학 반사율을 갖는 영구 정보 마크가 설치된 적어도 1개의 제 1 형태의 섹터를 갖는 광학 데이터 저장매체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 이와 같은 광학 데이터 저장매체로부터 영구 정보 마크와 기록가능한 식별 마크를 판독하는 방법과, 이와 같은 광학 데이터 저장매체 상에 기록가능한 식별 마크를 기록하는 방법에 관한 것이다.
서두에 기재된 형태를 갖는 광학 데이터 저장매체의 일 실시예는 미국특허 US 5,671,202에 공지되어 있다. 본 특허 명세서에 기재된 실시예는, 사용자 데이터 영역의 외부에 있는 반사층에 광학적으로 판독가능한 패턴들을 갖는 광 디스크이다. 이들 패턴은 육안이나 장치에 의해 판독가능하며, 영구 정보 마크로서의 역할을 할 수 있다.
광학 데이터 저장, 특히 광 기록 디스크에서의 재기록가능한 기록 및 1회 기록형 기록은, 현재 다량의 데이터의 고밀도 저장에의 이용이 증가하고 있다. 이와관련하여, 데이터 저장은 디지털 비디오, 디지털 오디오 및 소프트웨어의 데이터 저장을 포함한다. 광 기록매체에 있어서, 정보는, 방사빔, 예를 들면 초점이 맞추어진 레이저 빔과 광 기록매체의 상호작용을 통해 검색된다. 광 저장매체의 최근의 형태는, 그것이 제조된 후에 정보가 이 매체 상에 기록되도록 하는 능력을 갖고 있다. 더구나, 또 다른 형태는 이 정보가 소거 또는 변형되도록 하는 능력을 갖고 있다. 이들 형태는, 일반적으로, 1회 기록형/기록형, 소거형 또는 재기록형 광학 저장매체로 불린다. 예로는, 콤팩트 디스크(CD)-레코더블(R), CD-rewritable(RW), 디지털 다기능 디스크(DVD)-R, DVD-RW, DVD+RW, DVD-랜덤 액세스 메모리(RAM)와 디지털 비디오 레코딩(DVR)-레드 및 블루 디스크를 들 수 있으며, 이때 레드 및 블루는 방사빔, 예를 들면 기록 및 판독 레이저 빔의 파장을 칭한다.
재기록형 또는 기록형 광 기록 디스크는, 비교적 높은 전력 레벨을 갖는 방사빔에 응답하는 기록/정보층을 포함하는 복수의 층의 적층체를 갖는다. 출사된 방사빔은 기록 적층체의 기록층의 특성을 변화시킨다. 전체 기록 적층체는 광학 반사율을 갖고, 반사층으로 생각할 수 있다. 기록층의 특성 변화는, 기록 적층체의 반사율 변화를 일으키며, 비교적 낮은 전력 레벨을 갖는 출사된 방사빔과의 상호작용을 통해 광학적으로 검출된다. 이에 따라, 특성 변화를 사용하여 인코딩된 데이터가 복원될 수 있다. 예를 들면, 반사된 방사선의 강도, 위상 또는 편광 변화는 포토다이오드에 의해 검출되어, 전기신호로 변환될 수 있다. 그후, 전기신호는 신호처리시스템에 의해 간편하게 조작될 수 있는 포맷으로 변환된다.
예를 들면, 디스크 형태, 제조사, 디스크의 트랙 피치와, 판독 또는 기록을위해 필요한 파장의 사양서 등의 기본적인 디스크 정보를 제공하기 위해, 영구 정보 마크가 광학 데이터 저장매체 상에 존재할 수도 있다. 영구 정보 마크는 내주연 및 외주연에 의해 한정된 환형 구역에 존재한다. 이와 같은 영구 정보 마크는, 예를 들면, 광학 데이터 저장매체의 마스터 디스크를 제조하는 도안 기록된 바코드로 이루어진 소위 위상 인코딩된 부분(Phase Encoded Part: PEP)일 수 있다. 이와 같은 마스터 디스크는, 피트들 또는 안내 트랙들의 형태로 영구 정보를 포함하는 광 디스크 기판들을 프레싱하는데 사용되는 소위 스탬퍼를 제조하는데 사용된다. 바코드는, 래디얼 트랙킹이 없이도 정보가 판독될 수 있도록 포맷된 엠보싱된 피트들의 패턴들을 포함하며, 이 바코드가, 광 디스크 드라이브의 광픽업 장치(OPU) 내부의 대물렌즈 대신에, 광 디스크 드라이브 내부의 추가적인 간단한 바코드 리더, 예를 들면 검출기와 결합된 간단한 LED를 사용하여 판독될 수 있도록, 감소된 밀도가 사용될 수 있다. DVR 포맷에서는, 이들 2가지 형태의 판독이 가능하다. PEP는, 다수의 트랙들, 예를 들면 0.7mm의 반경방향의 구역에 반복되는 바코드 형태의 구조의 1 회전으로 구성된다. PEP 방법은, 국제표준 ISO/IEC 10089(1991) 및 10090(1992)에 따른 ISO-광자기(ISO-MO) 디스크에서도 사용된다.
저장매체 상에 저장된 데이터에 대한 복제방지 보호책을 제공하기 위해, 특유의 기록가능한 식별 마크를 갖는 광학 저장매체를 제공하기 위한 기술에 대한 필요성이 인식되어 왔다. 이와 같은 기록가능한 식별 마크는 각각의 개별적인 저장매체, 예를 들면 광 디스크에 적용되며, 이들 저장매체 각각에 대해 서로 다르다. 따라서, 이와 같은 형태의 기록가능한 식별 마크는 광 디스크에 대한 마스터 디스크의 제조중에 적용이 불가능한데, 이것은 모든 광 디스크가 동일한 식별 마크를 갖게 될 수 있다는 것을 의미하기 때문이다.
기록가능한 식별 마크는, 광 디스크의 1회 기록 또는 소거가능한 기록층에 기록되는, 예를 들면 일련번호를 표시하는 바코드일 수 있다. 복사방지된 콘텐트를 기록하는 동안, 사용자 데이터, 즉 오디오/비디오 파일들은 이 기록가능한 식별 마크에 기반을 둔 키를 사용하여 암호화된다. 예로는, DVD-RA과 다른, 예를 들면 차세대의 재기록형 포맷에 대한 기록형 매체를 위한 복제방지(CPRM)를 들 수 있다. 사용자 데이터 기록영역에 존재하는 암호화된 사용자 데이터를 복사하는 동안, 타겟 매체의 드라이브의 하드웨어가 타겟 매체의 식별 마크를 소거하고 소스 매체의 식별 마크를 복사/기록하도록 설계되지 않았기 때문에, 원본의 기록가능한 식별 마크가 타겟 매체로 복사될 수 없다. 전술한 것과 같이, 빈 타겟 매체는, 그것의 제조중에 이 매체에 이미 적용된 다른 기록가능한 식별 마크를 갖는다. 원본 암호해제 키는 복사된 콘텐트에 속하는 정확한 기록가능한 식별 마크가 아닌 복제물의 기록가능한 식별 마크에 반드시 기반을 두기 때문에, 복제된 매체를 판독하는 플레이어는 정확한 원본 암호해제 키를 구성할 수 없다. 이것은 디스크의 소위 비트 복사 또는 복제를 방지한다. 원본 디스크의 정확한 기록가능한 식별 마크의 위치를 정하기 위해서는, 해커가, 먼저 빈 디스크의 기록가능한 식별 마크를 소거한 후, 암호화된 데이터에 해당하는 기록가능한 식별 마크를 기록해야만 한다.
이와 같은 종류의 기록가능한 식별 마크는, CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM 및 DVR 레드 또는 블루에 대해 적합한 좁은 버스트 절단 영역(Narrow BurstCutting Area: NBCA)라는 이름으로 알려져 있다. 이와 같은 NBCA는, 소정의 구역, 즉 반경 22.7 내지 23.5 mm를 포함하며, 더욱 큰 반경방향의 구역을 필요로 하였던 버스트 절단 영역(BCA)으로 알려진 이전 형태의 기록가능한 식별 마크를 개량한 것이다.
기록층은 소거 가능한 형태를 갖는 비정질/결정형 기록층일 수 있다. 이와 같은 소위 상변화 기록층은 진공증착 또는 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다. 이와 같이 적층된 기록층은 비정질로 낮은 반사율을 나타낸다. 높은 반사율을 갖는 적절한 기록층을 얻기 위해서는, 이 층의 데이터 기록 영역이 먼저 완전히 결정화되어야만 하는데, 이것은 보통 초기화로 불리며, 각각의 매체의 제조시에 최종 단계에서 일어난다. 이것은, 초기화기로 불리는 제조장치에서 수행되는데, 이때 레이저 빔은 움직이는 기록층을 주사하고 그것의 융점보다 낮으면서 그것의 재결정화 온도보다 높은 온도로 가열하여, 비정질 기록층을 결정화시킨다. 이와 같은 제조장치는 트랙킹 구조의 수많은 트랙들의 반경방향의 폭을 갖는 경로를 결정화한다. 전체의 데이터 기록 영역이 결정화되어야만 하는데, 이것은 매체를 회전시키면서 초기화 빔을 반경방향으로 이동시킴으로써 달성된다. 그러나, 디스크의 내부 영역 및 외부 영역에서는, 예를 들면, DVD+RW에 대해서는 23.5 mm의 반경 내부와 58.5 mm의 반경을 넘어서는, 초기화기에서 펄스화된 레이저 빔을 사용하여 디스크가 부분적으로 결정화될 수 있다. 따라서, 기록가능한 식별 마크, 예를 들면 바코드 패턴이 데이터 기록 영역의 외부에 기록될 수 있다. 디스크의 회전에 로킹된 펄스 시퀀스를 개시하고, 일정 각속도(CAV) 모드로 디스크를 회전시킴으로써, 기록가능한 식별 마크가 디스크에 기록된다. 기록가능한 식별 마크가 초기화 중에 기록되고 이 공정단계에만 아주 적은 백분율의 시간만을 추가하기 때문에, 제조비용이 무시할 수 있을 정도로 작다. 상변화 기록층을 사용할 때, 기록가능한 식별 마크가 소거가능한 사용자 데이터 기록에서 사용된 것과 같이 기록층의 동일하거나 역의 특성 변화를 사용하여 기록되므로, 이 식별 마크는 원리상 소거가능하다.
23.5 mm 내부와 58.5 mm를 넘는 위치에 있는 디스크의 층들의 광학품질과 균일성은 일반적으로 기록 영역 내부에서보다 열악하다. 따라서, 신뢰할 수 있는 검출을 얻기 위해서는, 사용자 데이터에 비해 비교적 낮은 비트밀도 패턴을 사용하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 초기화 레이저 빔은 사각형 형태를 갖고, 접선방향으로는 약 1 마이크로미터이고 반경방향으로는 100 마이크로미터의 길이를 갖는다. DVD-RW와 DVD+RW에 대해 기록가능한 식별 마크를 기록하는 것이 시연된 바 있다. 기록가능한 식별 마크를 기록하는 것은 이미 필요한 초기화 단계의 일부이므로, 이것은 구미가 당기는 경제적인 방법이다.
ISO-MO형 PEP 바코드와 DVD-NBCA형 바코드들의 문제점은, 이들이 디스크의 비교적 넓은 반경방향의 영역 또는 구역을 필요로 한다는 것이다. 이것은, 바코드가 트랙킹없이 판독되어야만 하므로, 디스크가 광 디스크 드라이브에서 판독될 때, 예를 들면 디스크 편심을 수용할 수 있을 정도로 그것의 반경방향의 폭이 충분히 넓어야 하며, 더구나 바코드를 기록할 때, 초기하기 또는 다른 형태의 NBCA형 기록장치가 일반적으로 0.05-0.1 mm의 크기를 갖는 편심을 수용하기 위한 마진을 필요로 하므로, 바코드가 NBCA 형태의 경우에 충분한 반경방향의 마진을 가질 필요가 있기 때문이다. 제 1 조건은 구역의 폭이 적어도 0.3-0.5 mm가 되어야만 한다는 것을 의미하는 반면에, 제 2 조건은, 시작 및 종료 위치에서 0.1-0.2 mm의 마진이 필요하며, 초기화기가 기록한 바코드가, 예를 들면 프리그루브들과 PEP 엠보싱된 정보를 마스터링하는 동안 기록된 트랙들에 대해 상대적인 편심을 갖는 것이 허용된다는 것을 의미한다.
종래의 데이터 저장매체의 문제점은, 영구 정보 마크에의 기록가능한 식별 마크의 추가가 적어도 약 0.7 mm의 최소의 추가적인 반경방향의 공간을 필요로 하여, 가용 사용자 데이터 저장 공간을 동일한 양만큼 불가피하게 줄인다는 것이다.
결국, 본 발명의 목적은, 영구 정보 마크와 기록가능한 식별 마크가 추가적인 반경방향의 공간을 사용하지 않고 동일한 매체에 존재하는, 서두에 기재한 형태를 갖는 광학 데이터 저장매체를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 상기 환형 구역이, 기록가능한 식별 마크가 설치되고 제 1 광학 반사율과 다른 제 3 광학 반사율을 갖는 적어도 한 개의 제 2 형태의 섹터를 갖는 구성에서 달성된다. 영구 정보 마크를 위해 이미 사용되는 환형 구역이 기록가능한 식별 마크를 기록하는데 다시 사용되므로, 기록가능한 식별 마크를 기록하는데 추가적인 반경방향의 공간이 필요하지 않다. 이에 따르면, 영구 정보 마크들과 기록가능한 식별 마크들의 혼합물을 포함하는 하이브리드 구역이 생성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 제 1 형태 및 제 2 형태의 섹터들은 접선방향으로 교번하는 순서를 형성한다. 모든 "짝수" 섹터는 영구적 형태, 예를 들면 엠보싱되는 반면에, 모든 "홀수" 섹터는 기록가능한 형태, 즉 1회 기록 또는 소거가능한 반사형 기록층을 사용한다. 이와 같은 구성은, 양 형태의 섹터로부터 정보를 판독하기 위한 최소의 회전 대기시간을 허용한다. 즉, 이들 양 섹터에서의 정보는 서로의 바로 다음에 판독되어, 신속하게 처리할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 기록가능한 식별 마크가, 영구 정보 마크의 물리 포맷 및 공간 비트-셀 밀도와 거의 동일한 물리 포맷 및 공간 비트-셀 밀도를 갖는다. 비트-셀은, 영구 정보 마크의 경우에는 1개의 반사층과 일련의 엠보싱된 피트들의 시퀀스의 길이이거나, 또는 기록가능한 식별 마크의 경우에는 1개의 반사층과 기록가능한 연속 마크의 시퀀스의 최소 길이로 정의된다. 이 길이는 초점이 맞추어진 방사빔의 주사 스폿의 방향에서 측정되며, 영구 정보 마크와 기록가능한 식별 마크를 판독하는데 사용된다. 시간 도메인에서의 비트-셀의 길이를 도 3에 참조번호 31을 사용하여 표시하였다. 즉, 이 길이는 바코드의 "어둡고" "밝은" 최소의 영역의 길이이다.
물리 포맷은, 채널 코드와 오류정정 코드(ECC)를 포함하는 디스크 상에 있는 데이터, 즉 영구 정보 마크와 기록가능한 식별 마크의 구조이다. 디스크 상의 이와 같은 데이터 구조의 일례는 프리앰블+싱크+(ECC의 일부인 채널 코드를 사용하여 인코딩된)데이터+포스트앰블이며, 이때 프리앰블=갭+VFO이고, 포스트앰블=시퀀스를 정확하게 종결하기 위한 소정 세트의 비트이며, 이때 VFO= (비트 검출에서 사용되는 타이밍 복원을 수행하는) 위상 동기 루프(PLL)와 그것의 슬라이서가 정착될 수 있도록 하는 규칙적인 패턴이다. 갭의 기능은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 나중에 개시된다. 따라서, 이 두가지 형태의 데이터에 대해 동일한 타이밍 복원(PLL+슬라이서+선택적으로 등화기), 채널 디코더와 ECC 디코더가 가능하다.
이에 따르면, 예를 들면 제 1 및 제 2 형태의 섹터들로부터 신호를 저역 필터링한 후에, 이들 2가지 형태의 섹터들이 동일한 데이터 검출회로를 사용하여 검출될 수 있다. 비트-셀을 결정하는 측면들(flanks)의 거리는 거의 동일하며, 별개의 논리 디코딩회로를 사용할 필요없이 기록가능한 식별 마크와 영구 정보 마크들 모두에 대해 파악된다. 따라서, 공간 비트 밀도를 결정하는 비트-셀 길이들이 거의 동일하다. 검출된 물리 포맷이 거의 동일하다. 마이크로 스케일로, 기록가능한 마크들의 물리적 외관은 영구 정보 마크들의 물리적 외관과 다를 수 있지만, 판독 시스템에 있는 필터가 이와 같은 차이를 보상한다.
또 다른 실시예에서는, 4개의 제 1 형태 및 4개의 제 2 형태의 섹터들이 존재한다. 이에 따르면, 구역 내에 8개의 섹터들이 존재한다. 이것은, 현존하는 DVR 디스크의 사용자 데이터 기록 영역에 존재하는 섹터들의 수와 일치한다. 이것은, 구역에 있는 섹터들의 판독을 위해 DVR 데이터 영역의 섹터들에서 사용된 것과 동일한 타이밍 신호를 사용할 수 있도록 한다. 더구나, 마크들의 4배의 중복도는, 이들 섹터들 중에서 한 개가 손상되어, 데이터가 특정한 섹터에서 판독될 수 없는 경우에, 재판독을 허용한다.
바람직하게는, 영구 정보 마크들과 기록가능한 식별 마크들은 바코드 형태를 갖는 마크들을 포함한다. 이와 같은 변조 체계는 그것의 강건성이 밝혀져 있으며, 구현하기가 비교적 용이하다.
바람직한 실시예에서는, 영구 정보 마크가, 광학 위상 구조를 형성하고 상기 제 2 광학 반사율을 갖는 반사층 내부에 복수의 피트를 포함한다. 제 1 형태의 섹터들 내부의 영구 정보 마크들은, 예를 들면 ISO-MO 엠보싱된 형태를 가지므로, 한 개의 마스터, 즉 한 개의 배치(batch)에서 만들어진 모든 디스크에 대해 동일하다.
정보층은 결정 상태와 비정질 상태 사이에서 전환될 수 있는 금속들의 합금을 포함하고, 한 개의 상태는 상기 제 3 광학 반사율을 가지며, 나머지 상태는 제 1 광학 반사율을 갖고, 기록가능한 식별 마크가 상기 제 3 광학 반사율을 갖는 영역들을 포함한다. 적절한 합금들로는, 2개 이상의 금속들인 Al, Ge, Sb, Te, Tb, Sb, In, Ag, Au, Cr, Cu, 예를 들면 AgInSbTe, GeInSbTe, Ge2Sb2Te5를 들 수 있다. 이들 합금은, NBCA 비정질-결정(amorphous-crystalline: A/C)형의 마크들의 기록을 허용하며, 예를 들면 일반적으로, 128, 256 또는 512 비트의 유일한 디스크 번호를 유지하는데 사용된다. 바람직하게는, 기록가능한 식별 마크는 광학 데이터 저장매체의 사용자 데이터 콘텐트에 연결된 정보를 표시한다. 서두에서 설명한 것과 같이, 이것은 매체의 사용자 데이터 영역에 존재하는 데이터의 복제 방지를 위한 안전한 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 2 국면에 따르면, 서두에 기재된 광학 저장매체의 환형 구역은, 기록가능한 식별 마크를 포함하지 않고, 식별 마크의 기록에 적합하며 제 1 광학 반사율과 다른 제 3 광학 반사율을 갖는 적어도 한 개의 제 2 형태의 섹터의 배치를 위해 예약되고 준비된 공간만을 갖는다. 이와 같은 경우에, 광학 저장매체는, 본 발명에 따른 기록가능한 식별 마크를 수신하기 위해 특별히 준비된다. 어떤 경우에는, 매체의 제조 순간과 다른 시간상의 순간에, 예를 들면 그것의 판매후에, 식별 마크를 기록하는 것이 필요할 수도 있다. 이와 같은 형태의 광학 저장매체는 본 발명의 범주에 명시적으로 포함된다.
또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 광학 데이터 저장매체로부터 영구 정보 마크와 기록가능한 식별 마크를 판독하며,
- 소정의 주사 속도로 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 환형 구역을 주사하는 단계와,
- 초점이 맞추어진 방사빔으로부터의 반사광을 광 검출기를 사용하여 가로채는 단계와,
- 영구 정보 마크의 제 1 광학 반사율과 제 2 광학 반사율의 반사율 차이를 검출하고, 이들 반사율 차이를 제 1 교류 전기신호로 변환하는 단계와,
- 기록가능한 식별 마크의 제 1 광학 반사율과 제 3 광학 반사율의 반사율 차이를 검출하고, 이들 반사율 차이를 제 2 교류 전기신호로 변환하는 단계를 포함하는 판독방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 영구 정보 마크와 기록가능한 식별 마크 모두에 대해 거의 동일한 검출 시스템을 사용하여 상기 영구 정보 및 기록가능한 식별 마크를 판독하는데 적합한 이와 같은 방법을 제공함에 있다.
이와 같은 목적은, 제 1 및 제 2 교류 전기신호가, m-1단위의 영구 정보 마크의 피트들의 공간 주파수와 ms-1단위의 초점이 맞추어진 방사빔의 주사속도의 산술 곱보다 낮은 s-1단위의 차단 주파수를 갖는 저역 필터를 사용하여 필터링되는 구성으로 달성된다. 엠보싱된 영구 정보 마크는 일반적으로 사로 다른 크기를 갖는 길이를 지닌 일련의 피트들을 포함한다. 전술한 것과 같이, 1 비트-셀의 정보는 일반적으로, 일련의 피트들과 동일한 길이를 갖는 공백 영역과 결합된 비교적 높은 공간 주파수를 갖는 최소의 일련의 피트들로 표시된다. 이것은 소위 PEP 포맷에 해당한다. 이들 일련의 피트들의 반경방향으로 정렬되는데, 이것은, 모든 일련의 피트들이 동일한 접선방향을 가지면서 바깥쪽으로 반경방향으로 반복된다는 것을 의미한다. 이와 같은 구성은, 광학 드라이브에 의해 수립된 래디얼 트랙킹이 없이도 이 대역 또는 구역으로부터 정보의 복원을 허용한다. PEP 비트-셀은, 마스터링 공정중에 비트-셀의 제 1 또는 제 2 절반부에 피트들을 기록함으로써 기록된다. 예를 들면, 논리 제로 PEP 비트는 PEP 비트-셀의 제 1 절반부에 기록된 피트들과 PEP 비트-셀의 제 2 절반부의 피트없음으로 표시될 수 있고, 논리 1의 PEP 비트는 PEP 비트-셀의 제 2 절반부에 기록된 피트들과 PEP 비트-셀의 제 1 절반부의 피트없음으로 표시될 수 있다. 따라서, 1 비트를 표시하는데 다수의 피트가 사용된다. 판독 스폿이 광학 드라이브에서 회전하는 동안 광학매체의 일반적으로 존재하는, 예를 들면 50-100 ㎛의 편심율 때문에 트랙을 반경방향으로 약간 주사한다는 사실과 결합하여, 이 판독 스폿이 일련의 피트들을 주사하기 때문에, 이와 같은 영구 정보 마크의 판독신호, 즉 제 1 교류 전기신호는 비교적 높은 주파수를 갖게 된다.
기록가능한 식별 마크는, 한 개의 상태가 제 3 광학 반사율을 갖고 나머지 상태가 제 1 광학 반사율을 갖는 결정 및 비정질 상태 사이에서 전환될 수 있는 금속들의 합금을 포함하는 정보층 내에 기록될 수도 있다. 이것은, 상변화 기록층으로도 불린다. 기록가능한 식별 마크는 상기한 제 3 광학 반사율을 갖는 영역들을 포함한다. 기록가능한 식별 마크의 이들 영역은, 이들이 연속적이라는 점을 제외하고는, 영구 정보 마크 내부의 일련의 피트와 일치한다. 따라서, 동일한 PEP 포맷을 사용할 때, PEP 비트-셀의 절반은 제 1 광학 반사율을 가질 수 있으며, 나머지 절반은 제 3 광학 반사율을 가질 수 있다. 더구나, 상기한 제 3 광학 반사율을 갖는 영역은 반경방향으로 연속적으로 기록될 수도 있는데, 즉 어떠한 트랙도 존재하지 않는다. 따라서, 광학 드라이브의 OPU 판독 광학계를 사용하여 이와 같은 기록가능한 식별 마크를 판독할 때, 판독신호, 즉 제 2 교류 전류신호는 영구 정보 마크의 판독신호에 비해 비교적 낮은 주파수를 갖는다. 제 1 전기신호와 제 2 전기신호를 제시된 적절한 차단 주파수를 지닌 저역 필터를 사용하여 필터링함으로써, 결과적으로 얻어진 필터링된 신호는 시간 도메인에서 거의 동일한 형태를 갖게 된다. 그러나, 도 3의 그래프 34 및 35에 도시된 것과 같이 진폭은 다를 수 있다.
특정한 실시예에서는, 초점이 맞추어진 방사빔이 발광 다이오드(LED)에 의해 발생되고, 상기 초점이 맞추어진 방사빔은 영구 정보 마크의 피트들의 피트 크기보다 실질적으로 큰 판독 스폿 직경을 갖고, 전기적인 저역 필터가 생략된다. 전술한 것과 같이, 별개의 LED 정보/기록가능한 식별 마크 판독장치가 사용될 때에는, 판독신호의 전기 필터링을 건너뛸 수 있다. 이것은, LED 장치가 영구 정보 마크에 있는 작은 피트들을 개별적으로 식별할 수 없는 비교적 큰 광학 판독 스폿을 갖기 때문이다. 필터링은, LED 광학 판독장치의 변조 전달 함수(modulation transferfunction: MTF)에 의해 광학적으로 행해진다.
더구나, 본 발명은, 본 발명에 따른 광학 데이터 저장매체에 기록가능한 식별 마크를 기록하며,
- 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 환형 구역을 주사하는 단계와,
- 초점이 맞추어진 방사빔으로부터 반사광을 광 검출기를 사용하여 가로채는 단계와,
- 영구 정보 마크의 제 1 광학 반사율과 제 2 광학 반사율의 반사율 차이를 검출하고, 이들 반사율 차이를 제 1 교류 전기신호로 변환하는 단계와,
- 제 1 교류 전기신호로부터 영구 정보 마크들의 접선방향의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 기록방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 영구 정보 마크와 기록가능한 식별 마크 사이에 간섭을 일으키지 않으면서, 상기 영구 정보 마크에 가능한한 근접하여 상기 기록가능한 식별 마크를 기록하는데 적합한 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적은, 영구 정보 마크들의 접선방향의 위치를 기준값으로 사용하여 영구 정보 마크들의 어느 것과도 접선방향으로 중첩되지 않는 적어도 1개의 기록가능한 식별 마크가 기록되어, 기록가능한 식별 마크의 시작점과 영구 정보 마크의 종료점 사이에 제 1 갭을 남기고, 기록가능한 식별 마크의 종료점과 다음의 영구 정보 마크의 시작점 사이에 제 2 갭을 남기며, 이들 갭들은 기록가능한 식별 마크의 기록 시스템에 의해 얻어질 수 있는 접선방향의 정렬 공차를 수용할 수 있을 정도로 충분히 큰 구성에서 달성된다. 마스터링 공정중에 매우 엄밀한 공차에 의해거의 완전하게 위치가 지정되는 엠보싱된 PEP 영구 정보 마크들과 달리, 기록 시스템, 예를 들면 초기화기 또는 광학 드라이브가 덜 엄밀한 공차를 가지므로, 기록된 PEP 식별 마크들은 불가피하게 접선방향의 위치에서 기록 오차를 갖게 된다. 섹터마다 또는 디스크마다의 차이가 존재할 수 있다. 중첩, 이에 따라 기록가능한 식별 마크들과 영구 정보 마크들 사이의 간섭을 방지하기 위해, 갭이 도입된다.
본 발명에 따른 데이터 저장매체의 일 실시에를 첨부도면을 참조하여 설명한다. 이때, 도면은 개략적인 것으로 축적에 맞추어 비례 도시하지 않았다.
도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 데이터 저장매체의 일 실시예의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이고,
도 2는 도 1의 데이터 저장매체의 단면의 확대도이며,
도 3은 영구 정보 마크의 일부와, 동일한 비트값을 포함하는 기록가능한 식별 마크의 일부의 판독신호를 개략적으로 나타낸 것으로, 이들 신호는 필터 F를 사용하여 필터링한 후에 도시된 것이다.
도 1에, 광학 데이터 저장매체(1)가 도시되어 있다. 이 매체(1)는 광학 반사율 r1을 갖는 광학적으로 판독가능한 반사층을 갖는다. 이 층은, 사용자 데이터 기록 영역(2)의 바깥에 내주연(3)과 외주연(4)을 지닌 환형 구역(12)을 갖는다. 내주연(3)은 22.0 mm의 반경을 갖고, 외주연(4)은 22.7 mm의 반경을 갖는다. 도 2에는,영역 20의 상세부가 도시되어 있다. 환형 구역(12)은, r1과 다른 광학 반사율 r2를 갖는 영구 정보 마크(7)가 설치된 제 1 형태의 섹터들(5)을 갖는다. 영구 정보 마크(7)는, 거의 광학 위상 구조를 형성하는 반사층 내부에 복수의 피트(9)를 구비한다. 이 구역은, 제 1 광학 반사율과 다른 제 3 광학 반사율 r3를 갖는 기록가능한 식별 마크(8)가 설치된 제 2 형태의 섹터들(6)을 갖는다. 초점이 맞추어진 반사광의 2개의 서로 다르게 크기가 설정된 판독 스폿들 10 및 10'이 도시되어 있다. 영구 정보 마크들(7)과 기록가능한 식별 마크들(8)은 바코드 형태를 갖는다. 제 1 형태의 섹터들(5)과 제 2 형태의 섹터들(6)은 접선방향으로 교번하는 순서를 형성한다. 4개의 제 1 형태의 섹터들(5)과 4개의 제 2 형태의 섹터들(6)이 존재한다.
기록가능한 식별 마크(8)는, 영구 정보 마크(7)의 물리 포맷 및 공간 비트-셀(31) 밀도와 거의 동일한 물리 포맷 및 공간 비트-셀(31) 밀도를 갖는다.
광학 데이터 저장매체의 정보층은 재료 Ge2Sb2Te5로 제조된다. 이것은 결정 상태와 비정질 상태 사이에서 전환될 수 있는 금속들의 합금으로, 한가지 상태는 제 3 광학 반사율 r3를 갖고, 나머지 상태는 제 1 광학 반사율 r1을 갖는다. 도 2에서, 기록가능한 식별 마크(8)는, 본 경우에는 반사층의 비정질 상태의 반사율과 일치하는 제 3 광학 반사율 r3를 갖는 영역들을 포함한다. 따라서, 기록가능한 식별 마크들(8)은 실질적으로 진폭 마크들인데, 즉 제 3 광학 반사율 r3를 갖는 영역들에서는, 피트들(9)의 저부에서의 반사광이 피트들(9)의 가장자리의 반사광과 위상이어긋나, 빛의 상쇄 간섭을 일으키는 영구 정보 마크들(7)에서의 반사광과 달리, 주로 반사광의 진폭이 변한다. 기록가능한 식별 마크(8)의 판독신호는 도 3에 파형 33으로 개략적으로 도시하였다.
광학 데이터 저장매체(1)의 기록가능한 식별 마크들(8)과 영구 정보 마크들(7)은, 0.85의 개구수(NA)에서 405 nm의 파장을 갖는 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 5.70 m/s의 주사 속도로 환형 구역(12)을 주사하여 판독된다. 이 방사빔으로부터 발생된 판독 스폿(10)이 도 2에 도시되어 있다. 스폿 크기는 방사빔의 파장 λ와 방사빔의 초점 대물계의 NA에 의해 결정되며, 1.22λ/NA=0.58 ㎛이다. 따라서, 광학 드라이브의 광픽업부(OPU)의 판독 스폿(10)은 피트들(9)의 접선방향의 길이와 거의 동일한 직경을 가지며, 약 0.6 ㎛의 최소 크기를 갖는다. 초점이 맞추어진 방사빔으로부터의 반사광은, 사용자 데이터를 기록 및 판독하기 위해 광학 드라이브 내에 이미 존재하는 광 검출기를 사용하여 가로채진다. 도 3에서, 영구 정보 마크(7)의 제 1 광학 반사율 r1과 제 2 광학 반사율 r2사이의 반사율 차이는 시간의 함수로써 제 1 교류 전기신호(32)의 형태로 도시되어 있다. 더구나, 기록가능한 식별 마크(8)의 제 1 광학 반사율 r1과 제 3 광학 반사율 r3사이의 반사율 차이가 시간의 함수로써 제 2 교류 전기신호(33)의 형태로 도시되어 있다. 비트-셀의 길이가 도 3에 도시되어 있으며, 양 신호 32 및 33에 대해 동일하다. 제 1 및 제 2 교류 전기신호들 32 및 33이 2 MHz의 차단 주파수를 갖는 전기 저역필터 F를 사용하여 필터링된다. 이것은, 영구 정보 마크(7)의 피트들(9)의 공간 주파수0.83*106/m와 초점이 맞추어진 방사빔의 주사속도 5.75 m/s의 산술 곱에 해당하는 4.73 MHz보다 낮다. 이때, 피트들(9)의 다른 공간 주파수와 필터의 다른 차단 주파수를 갖는 또 다른 실시예들이 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 실현가능하다는 점에 주목하기 바란다.
필터링된 파형 32 및 33의 결과를 도 3의 저면에 각각 파형 34 및 35로 도시하였다. 파형 34 및 35의 진폭은 일반적으로 동일하지 않다.
이와 달리, 광학 데이터 저장매체(1)의 영구 정보 마크(7)와 기록가능한 식별 마크(8)는, 660-690 nm의 범위의 파장을 갖는 발광 다이오드(LED)에 의해 발생되는 초점에 맞추어진 방사빔을 사용하여 판독된다. 도 2에서, 이와 같은 LED를 사용하여 얻어진 판독 스폿(10')은, 영구 정보 마크(7)의 피트들(9)의 피크 크기보다 실질적으로 큰 직경을 갖는다. 이와 같은 판독 스폿(10')은 축적에 맞추어 도시하지 않았으며, 실제로는 수 마이크로미터보다 큰 크기를 가질 수 있다. 이 스폿(10')을 사용하여 발생된 판독신호는 도 3의 파형 34의 형태와 유사한 형태를 갖는다. LED 방사선의 산란과 파괴 간섭으로 인해, 반사율 r2는 r1보다 작다. 따라서, 큰 스폿(10')이 영구 정보 마크(7)에 존재할 때, 반사율은 어떤 피트들(9)도 갖지 않는 공백 영역에 존재할 때보다 더 작다. 비교적 큰 스폿(10') 크기는 영구 정보 마크(7)의 별개의 피트들(9)을 구별할 수 없다. 이와 같은 "광학 필터링"으로 인해, 도 3의 전기 저역 필터 F는 더 이상 필요하지 않으므로, 생략될 수도 있다.
전술한 것과 같이, 기록가능한 식별 마크(8)는 광학 드라이브의 OPU를 사용하여 환형 구역(12)을 먼저 주사한 후에 기록된다. 영구 정보 마크(7)의 제 1 광학 반사율 r1과 제 2 광학 반사율 r2사이의 반사율 차이가 검출되고, 제 1 교류 전기신호(32)로 변환된다. 영구 정보 마크들(7)의 접선방향의 위치는 제 1 교류 전기신호 32로부터 결정된다. 기록가능한 식별 마크들(8)이 기록되고, 영구 정보 마크들(7)의 접선방향의 위치 정보가 기준값으로 사용되기 때문에, 이 식별 마크들이 접선방향으로 영구 정보 마크들(70의 어느 것과도 중첩하지 않는다. 기록가능한 식별 마크(8)의 시작점과 영구 정보 마크(7)의 종료점 사이에 미소된 제 1 갭이 남게 되며, 기록가능한 식별 마크(8)의 종료점과 다음의 영구 정보 마크(7)의 시작점 사이에 도 2에 도시된 제 2 갭(11)이 남게 된다. 이들 갭은, 기록 시스템, 즉 광학 드라이브와 OPU에 의해 얻어질 수 있는 접선방향의 정렬 공차를 수용할 수 있을 정도로 충분히 크다.
기록가능한 식별 마크(8)를 기록하는 바람직하며 더욱 경제적인 방법은, 광학 데이터 저장매체(1)의 제조중에 초기화장치를 사용하는 것이다. 초기화 장치는, 이미 존재하는 영구 정보 마크(7)를 검출하는 주사수단을 갖는다. 더구나, 이전의 단락에서 언급된 것과 동일한 방법이 사용된다. 또 다른 이점은, 광학 드라이브의 OPU와 달리, 초기화 기록 빔은 그것의 비교적 큰 스폿 크기 때문에 기록중에 래디얼 트랙킹을 필요로 하지 않는다는 것이다. 더구나, 큰 스폿 크기는 기록가능한 식별 마크(8)를 기록하는데 필요한 시간을 줄인다. 광학 데이터 저장매체(1)의 주사가 초기화 장치에서 수행되고, 기록이 초기화 빔을 사용하고 수행될 때, 동일한 기록 기술을 채용할 수 있다.
이때, 전술한 실시예들은 본 발명을 제한하기보다는 예시하는 것으로, 본 기술분야의 당업자는 첨부된 청구범위의 범주를 벗어나지 않으면서 수많은 다른 실시예들을 설계할 수 있다는 것은 자명하다. 청구범위에서, 괄호안에 놓인 참조번호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 용어 "구비한", "구비한다"는 청구항에 나열된 구성요소 또는 단계들 이외의 것들의 존재를 배제하는 것이 아니다. 구성요소 앞의 "a" 또는 "an"은 이와 같은 복수의 구성요소들의 존재를 배제하는 것이 아니다. 특정한 구성들이 서로 다른 종속항들에서 언급된다는 단순한 사실이 이들 구성들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다.
본 발명에 따르면, 한 개의 환형 구역에 하이브리드 영구 정보/기록가능한 식별 마크를 갖는 광학 데이터 저장매체가 제공된다. 따라서, 별개의 환형 구역에 영구 정보 마크와 기록가능한 식별 마크를 기록할 때보다, 더 적은 반경방향의 공간이 필요하다. 더구나, 하이브리드 마크를 판독하고 기록가능한 식별 마크를 기록하는 방법이 제공된다.

Claims (12)

  1. 제 1 광학 반사율을 갖고, 사용자 데이터 기록 영역(2) 외부에 내주연(3)과 외주연(4)을 지닌 환형 구역(12)을 갖는 광학적으로 판독가능한 정보층을 구비하되, 상기 환형 구역(12)이 제 1 광학 반사율과 다른 제 2 광학 반사율을 갖는 영구 정보 마크(7)가 설치된 적어도 1개의 제 1 형태의 섹터(5)를 갖는 광학 데이터 저장매체에 있어서,
    상기 환형 구역(12)이, 기록가능한 식별 마크(8)가 설치되고 제 1 광학 반사율과 다른 제 3 광학 반사율을 갖는 적어도 한 개의 제 2 형태의 섹터(6)를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 데이터 저장매체(1).
  2. 제 1항에 있어서,
    제 1 형태(5) 및 제 2 형태(6)의 섹터들은 접선방향으로 교번하는 순서를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 데이터 저장매체(1).
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    기록가능한 식별 마크(8)가, 영구 정보 마크(7)의 물리 포맷 및 공간 비트-셀(31) 밀도와 거의 동일한 물리 포맷 및 공간 비트-셀(31) 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 데이터 저장매체(1).
  4. 제 2항 및 제 3항에 있어서,
    4개의 제 1 형태(5) 및 4개의 제 2 형태(6)의 섹터들이 존재하는 것을 특징으로 하는 광학 데이터 저장매체(1).
  5. 제 1항∼제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    영구 정보 마크들(7)과 기록가능한 식별 마크들(8)은 바코드 형태를 갖는 마크들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 데이터 저장매체(1).
  6. 제 1항∼제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    영구 정보 마크(7)가, 광학 위상 구조를 거의 형성하고 상기 제 2 광학 반사율을 갖는 반사층 내부에 복수의 피트(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 데이터 저장매체(1).
  7. 제 6항에 있어서,
    정보층은 결정 상태와 비정질 상태 사이에서 전환될 수 있는 금속들의 합금을 포함하고, 한 개의 상태는 상기 제 3 광학 반사율을 가지며, 나머지 상태는 제 1 광학 반사율을 갖고, 기록가능한 식별 마크(8)가 상기 제 3 광학 반사율을 갖는 영역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 데이터 저장매체(1).
  8. 제 1항∼제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    기록가능한 식별 마크(7)는 상기 광학 데이터 저장매체(1)의 사용자 데이터 콘텐트에 연결된 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 광학 데이터 저장매체(1).
  9. 제 1 광학 반사율을 갖고, 사용자 데이터 기록 영역(2) 외부에 내주연(3)과 외주연(4)을 지닌 환형 구역(12)을 갖는 광학적으로 판독가능한 정보층을 구비하되, 상기 환형 구역(12)이 제 1 광학 반사율과 다른 제 2 광학 반사율을 갖는 영구 정보 마크(7)가 설치된 적어도 1개의 제 1 형태의 섹터(5)를 갖는 광학 데이터 저장매체에 있어서,
    상기 환형 구역(12)은, 식별 마크(8)의 기록에 적합하며 제 1 광학 반사율과 다른 제 3 광학 반사율을 갖는 적어도 한 개의 제 2 형태의 섹터(6)의 배치를 위해 예약되고 준비된 공간을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 데이터 저장매체(1).
  10. 청구항 7에 기재된 광학 데이터 저장매체의 영구 정보 마크와 기록가능한 식별 마크를 판독하며,
    - 소정의 주사 속도로 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 상기 구역(12)을 주사하는 단계와,
    - 초점이 맞추어진 방사빔으로부터의 반사광을 광 검출기를 사용하여 가로채는 단계와,
    - 영구 정보 마크(7)의 제 1 광학 반사율과 제 2 광학 반사율의 반사율 차이를 검출하고, 이들 반사율 차이를 제 1 교류 전기신호(32)로 변환하는 단계와,
    - 기록가능한 식별 마크의 제 1 광학 반사율과 제 3 광학 반사율의 반사율 차이를 검출하고, 이들 반사율 차이를 제 2 교류 전기신호(33)로 변환하는 단계를 포함하는 판독방법에 있어서,
    제 1 및 제 2 교류 전기신호(32, 33)가, m-1단위의 영구 정보 마크(7)의 피트들(9)의 공간 주파수와 ms-1단위의 초점이 맞추어진 방사빔의 주사속도의 산술 곱보다 낮은 s-1단위의 차단 주파수를 갖는 전기 저역 필터(F)를 사용하여 필터링되는 것을 특징으로 하는 광학 데이터 저장매체(1)의 영구 정보 마크(7)와 기록가능한 식별 마크(8)의 판독방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    초점이 맞추어진 방사빔은 발광 다이오드에 의해 발생되고, 상기 초점이 맞추어진 방사빔은 영구 정보 마크(7)의 피트들(9)의 피트 크기보다 실질적으로 큰 판독 스폿(10') 직경을 갖고, 전기적인 저역 필터(F)가 생략된 것을 특징으로 하는 광학 데이터 저장매체(1)의 영구 정보 마크(7)와 기록가능한 식별 마크(8)의 판독방법.
  12. 청구항 7에 기재된 광학 데이터 저장매체(1)에 기록가능한 식별 마크(8)를 기록하며,
    - 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 환형 구역(12)을 주사하는 단계와,
    - 초점이 맞추어진 방사빔으로부터 반사광을 광 검출기를 사용하여 가로채는 단계와,
    - 영구 정보 마크(7)의 제 1 광학 반사율과 제 2 광학 반사율의 반사율 차이를 검출하고, 이들 반사율 차이를 제 1 교류 전기신호(32)로 변환하는 단계와,
    - 제 1 교류 전기신호(32)로부터 영구 정보 마크들(7)의 접선방향의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 기록방법에 있어서,
    영구 정보 마크들(7)의 접선방향의 위치를 기준값으로 사용하여 영구 정보 마크들(7)의 어느 것과도 접선방향으로 중첩되지 않는 적어도 1개의 기록가능한 식별 마크(8)가 기록되어, 기록가능한 식별 마크(8)의 시작점과 영구 정보 마크(7)의 종료점 사이에 제 1 갭을 남기고, 기록가능한 식별 마크(8)의 종료점과 다음의 영구 정보 마크(7)의 시작점 사이에 제 2 갭을 남기며, 이들 갭들(11)은 기록가능한 식별 마크(8)의 기록 시스템에 의해 얻어질 수 있는 접선방향의 정렬 공차를 수용할 수 있을 정도로 충분히 큰 것을 특징으로 하는 기록방법.
KR10-2004-7003123A 2001-09-05 2002-08-28 광학 데이터 저장매체와 이 매체의 판독 및 기록 방법 KR20040029139A (ko)

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