KR20040062563A - 상이한 그루브에 상이한 워블 패턴이 형성된 광 디스크 - Google Patents

상이한 그루브에 상이한 워블 패턴이 형성된 광 디스크 Download PDF

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Abstract

광 디스크의 그루브(2-1, 2-2)에 데이터를 기록하는 경우, 가능한 한 최저 주파수 대역에서, 가능한 한 많은 정보를 기록할 수 있도록, S/N 비를 향상시킨다. 워블 패턴을 이용하여 상이한 정보를 기록하는 광 디스크는, 1주기의 워블이, 급준한 상승 에지(edge)와 완만한 하강 에지를 포함하는 제1워블 패턴(22)을 갖는 제1그루브(2-1)와, 1주기의 워블이, 완만한 상승 에지와 급준한 하강 에지를 포함하는 제2워블 패턴(24)을 갖는 제2그루브(2-2)를 구비하고 있다. 상기 제1 및 제2워블 패턴의 각각은, 푸리에 급수의 1차 기본파와 2차 고조파로써 표시된다. 상기 제2워블 패턴의, 우수차(偶數次)의 고조파인 2차 고조파의 극성은, 상기 제1워블 패턴의 2차 고조파의 극성과 반대이다. 이러한 광 디스크의 제조 방법을 또한 제공한다.

Description

상이한 그루브에 상이한 워블 패턴이 형성된 광 디스크{AN OPTICAL DISC WITH DIFFERENT WOBBLE PATTERNS IN DIFFERENT GROOVES}
최근, DVD-RAM, CD-RW, 및 미니 디스크를 포함하는, 사용자에 의한 기록이 가능한 각종의 광 디스크를 이용할 수 있다. 이러한 기록 가능한 광 디스크는, 복수의 나선상(螺旋狀) 또는 동심원상의 트랙을 따라서 그루브를 형성하고, 그루브의 표면을 상변화(相變化) 재료 또는 광자기 재료로써 제조한다. 또한, 트랙에는 광 디스크상의 특정 위치를 식별하는 어드레스가, 재기록 불가능한 마크로써 미리 기록되어 있다. 디스크의 기록 밀도가 증가함에 따라서, 추가적인 어드레스 정보가 필요하게 된다. 따라서, 가능한 한 효율적으로 어드레스 정보를 부여하는 것이 매우 중요하다.
일본국 특허 공개 공보 제8-315426호는, 그루브의 불연속 영역에 어드레스 신호에 대응하는 패턴을 형성함으로써 이러한 효율적인 어드레스 정보의 부여를 달성하는 한 가지 방법을 제시하고 있다. "어드레스 신호에 대응하는 패턴"이라는 것은, 각각의 불연속 영역에서 반전하는 2치화 신호를 의미한다. 이러한 불연속 영역은, 정보의 유무를 나타내는 신호로서 이용되고, 따라서, 어드레스 정보를 효율적으로 부여하는 데에 이용할 수 없다.
종래 기술의 제2예로서 국제 공개 공보 WO 01/52250호에 개시된 다른 어드레스 부여 방법은, 광 디스크상에 파상(波狀)의 워블 그루브를 형성하고, 워블 패턴을 선택적으로 변형하는 기술을 제시하고 있다. 이러한 워블 변형부를 이용하여, 2개 이상의 의미, 즉, 상이한 정보를 인코딩함으로써, 더욱 효율적으로 어드레스 정보를 부여할 수 있다.
상기의 제2의 종래예에 있어서는, 이러한 워블 패턴 변형부는, 그루브의 골짜기(또는 산)를 급준하게 산(또는 골짜기)으로 변화시킴으로써 형성된다. 워블 패턴의 급준한 변화 부분과 완만한 변화 부분과의 사이의 경사의 차이가 크면 클수록, 정보 성분이 더욱 많아지고, 재생시에 검출이 더욱 용이하게 된다. 그러나, 이와 같이 워블 패턴이 급준히 변화하는 그루브를 갖는 광 디스크를 제조하기 위해서는, 비교적 주파수 대역이 넓은 레이저 편광기가 필요하다.
본 발명은, 일반적으로 광 디스크의 구조에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는, 워블 그루브를 구비한 광 디스크에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 광 디스크의 개략도.
도 2는 워블 패턴을 포함하는 영역의 확대도.
도 3A는 패턴 "1"에 대한 워블 패턴을 나타내는 도면.
도 3B는 패턴 "0"에 대한 워블 패턴을 나타내는 도면.
도 4는 계수 H2가 -15㏈인 경우의 파형도.
도 5는 계수 H2가 -13.5㏈인 경우의 파형도.
도 6은 계수 H2가 -12㏈인 경우의 파형도.
도 7은 계수 H2가 -10㏈인 경우의 파형도.
도 8은 계수 H2가 -6㏈인 경우의 파형도.
도 9는 1차 기본파와 2차∼4차 고조파를 이용하여 생성한 제1타입의 파형도.
도 10은 1차 기본파와 2차∼4차 고조파를 이용하여 생성한 제2타입의 파형도.
도 11은 워블 그루브를 포함하는 광 디스크를 제조하는 광 디스크 제조 장치의 개략도.
도 12는 어드레스 포맷의 예를 나타내는 도면.
도 13은 MSK 변조를 설명하는 도면.
본 발명의 목적은, 광 디스크에 정보를 기록할 때, 가능한 한 최저 주파수 대역에서, 가능한 한 많은 정보를 기록할 수 있도록, S/N 비를 향상시키는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 워블 패턴을 이용하여 상이한 정보를 기록하는 본 발명에 의한 광 디스크는, 1주기의 워블이, 급준한 상승 에지(edge)와 완만한 하강 에지를 포함하는 제1워블 패턴을 갖는 제1그루브와, 1주기의 워블이, 완만한 상승 에지와 급준한 하강 에지를 포함하는 제2워블 패턴을 갖는 제2그루브를구비하고 있다. 상기 제1워블 패턴은, 푸리에(Fourier) 급수의 1차 기본파와 2차 고조파로써 표시되고, 또한 상기 제2워블 패턴도, 푸리에 급수의 1차 기본파와 2차 고조파로써 표시되며 여기서, 우수차(偶數次)의 고조파인 이 2차 고조파의 극성은, 상기 제1워블 패턴의 2차 고조파의 극성과 반대이고, 이에 따라서 본 발명의 목적이 달성된다.
본 발명에 의하면, 워블 패턴에 의한 정보를 광 디스크의 그루브에 기록할 때 1차 기본파, 및 n차 고조파(n은 2 이상의 유한(有限)의 정수(整數))까지의 고조파를 포함하는 파형을 이용하여 워블이 형성된다. 따라서, 본 발명을 이용하여, 많은 정보를 기록하면서 유한의 비교적 낮은 주파수 대역에서 워블 패턴을 용이하게 형성할 수 있고, 이에 따라서 S/N 비도 개선할 수 있다.
상기 제1워블 패턴은, 또한, 푸리에 급수의 3차 고조파와 4차 고조파로써 표시되고, 상기 제2워블 패턴은, 또한, 푸리에 급수의 3차 고조파와 4차 고조파로써 표시되며 여기서, 모두 우수차의 고조파인 2차 고조파와 4차 고조파의 극성은, 상기 제1워블 패턴의 2차 고조파와 4차 고조파의 극성과 각각 반대인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1워블 패턴은, 또한, 푸리에 급수의 n차 고조파(n은 유한한 우수)까지의 고조파를 이용하여 표시되고, 상기 제2워블 패턴은, 또한, 푸리에 급수의 n차 고조파(n은 유한한 우수)까지의 고조파를 이용하여 표시되며 여기서, 상기 제2워블 패턴의 우수차의 고조파의 극성은 상기 제1워블 패턴의 우수차의 고조파의 극성과 반대인 것이 바람직하다.
그리고 또한, 상기 1차 기본파의 제1계수에 대한, 상기 2차 고조파의 제2계수의 비는, -13.5 ㏈로부터 -10 ㏈까지의 범위에 포함되어도 좋다. 상기 비는, 또한, -13.5 ㏈로부터 -12 ㏈까지의 범위에 포함되어도 좋다.
본 발명에 의하면, 광 디스크는, 광 디스크의 물리적 어드레스의 어드레스 데이터를 상이한 정보로서 포함하는 데이터 서브블록, 및 이 데이터 서브블록의 어드레스 데이터의 파형을 복조하기 위한 기준으로서 이용되는, 제1워블 패턴과 제2워블 패턴 중 하나를 포함하는 기준 서브블록으로 구성되어 있다.
워블 패턴을 이용하여 상이한 정보를 기록하는 본 발명에 의한 광 디스크의 제조 방법은, 푸리에 급수의 1차 기본파와 2차 고조파로써 표시되고, 또한 1주기의 워블이 급준한 상승 에지와 완만한 하강 에지를 포함하는 제1워블 패턴을 갖는 제1그루브를 형성하는 단계와, 푸리에 급수의 1차 기본파와 2차 고조파로써 표시되고, 또한 1주기의 워블이 완만한 상승 에지와 급준한 하강 에지를 포함하는 제2워블 패턴을 갖는 제2그루브를 형성하는 단계로서, 우수차의 고조파인 이 2차 고조파의 극성은 상기 제1워블 패턴의 2차 고조파의 극성과 반대인 단계를 포함한다.
제1그루브를 형성하는 단계는, 또한, 푸리에 급수의 3차 고조파와 4차 고조파를 이용하여 상기 제1워블 패턴을 형성하고, 제2그루브를 형성하는 단계는, 또한, 푸리에 급수의 3차 고조파와 4차 고조파를 이용하여 상기 제2워블 패턴을 형성하며 그리고, 모두 우수차의 고조파인 이 2차 고조파의 극성 및 4차 고조파의 극성을, 상기 제1워블 패턴의 2차 고조파의 극성 및 4차 고조파의 극성과 반대로 하는 것이 바람직하다.
제1그루브를 형성하는 단계는, 또한, 푸리에 급수의 n차 고조파(n은 유한한 우수)까지의 고조파를 이용하여 상기 제1워블 패턴을 형성하고, 제2그루브를 형성하는 단계는, 또한, 푸리에 급수의 n차 고조파(n은 유한한 우수)까지의 고조파를 이용하여 상기 제2워블 패턴을 형성하며 그리고, 제2워블 패턴의 우수차의 고조파의 극성을, 상기 제1워블 패턴의 우수차의 고조파의 극성과 반대로 하는 것이 바람직하다.
그리고 또한, 상기 1차 기본파의 제1계수에 대한, 상기 2차 고조파의 제2계수의 비는, -13.5 ㏈로부터 -10 ㏈까지의 범위에 포함되어도 좋다. 상기 비는, 또한, -13.5 ㏈으로부터 -12 ㏈까지의 범위에 포함되어도 좋다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 광 디스크(10)의 개략도이다. 광 디스크(10)는 나선상 또는 동심원상의 복수의 트랙(2)을 구비하고 있다. 도 1에서는, 나선상의 트랙을 구비한 광 디스크(10)를 나타낸다. 도 1에서는 트랙(2)의 트랙 피치가 매우 크게 도시되어 있지만, 실제의 트랙 피치는, 예로서, 0.32 ㎛이다. 각각의 트랙(2)은, 데이터 기록 단위 및 재생 단위로 이용되는 복수의 섹터로 구분되어 있다.
트랙(2)은, 광 디스크(10)에 형성된 그루브로서 규정된다. 인접하는 2개의 트랙(그루브)(2) 사이의 공간을 랜드(land)라고 부른다. 도 1로부터 명백한 바와 같이, 각각의 그루브는 워블 패턴이라고 하는 파상(波狀)의 패턴으로 형성되어 있다. 본 발명에서는, 상이한 워블 패턴을 이용하여, 광 디스크(10)상의 특정 위치에위치시키는 데에 이용하는 물리 어드레스인 섹터 어드레스를 기록한다.
이하, 도 1의 영역(20)에 나타낸 트랙(2)의 일부를 참조하여, 이러한 워블 패턴을 더욱 상세하게 설명한다. 도 2는, 워블 패턴(22 및 24)을 포함하는 영역(20)의 확대도이다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 랜드(4)는 트랙(2-1)과 트랙(2-2)을 분리시킨다. 또한, 도면으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 워블 패턴은, 트랙, 즉, 각 그루브(2-1 및 2-2)의 양측에, 동일한 위상이고 또한 대체로 동일한 그루브 폭을 갖는 거치상(鋸齒狀) 패턴이다. 환언하면, 그루브의 한 쪽의 패턴의 오목한 부분 및 볼록한 부분은, 다른 쪽의 패턴의 볼록한 부분 및 오목한 부분에 대향해서 형성되어 있다. 패턴은, 트랙에 직교하여 진동하는 레이저의 노광(露光)에 의해서 형성되므로, 그루브의 양측에 요철이 동조된 패턴을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 워블 패턴을 그루브의 양측이 아니고, 한 측에만 형성할 수도 있는 것을 유념해야 한다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 좌측으로부터 우측으로 판독하면, 거치상의 워블 패턴은, 상승 에지가 비교적 급준하고 하강 에지가 비교적 완만한 워블 패턴(22)(패턴 A)과, 상승 에지가 비교적 완만하고 하강 에지가 비교적 급준한 워블 패턴(24)(패턴 B)을 포함한다. 본 발명에서는, 패턴 A를 값 "1"로 판독하고, 패턴 B를 값 "0"으로 판독한다. 예로서, 37개의 연속적인 패턴 A를 형성함으로써, 1의 비트 값을 기록할 수 있고, 또한 37개의 연속적인 패턴 B를 형성함으로써, 0의 비트 값을 기록할 수 있다. 패턴을 연속적으로 형성하는 것은, 판독시의 S/N 비를 향상시키기 위한 것이다. 소정의 디바이더(divider)에 의해서 분리된 연속적인 패턴 A 또는 B를 복수 세트 형성함으로써 수십 개의 비트(예로서, 60 비트)를 포함하는 어드레스를 기록할 수 있다. 이 소정의 디바이더는, 예로서, 국부적으로 위상을 반전시켜서 형성한 워블 패턴(도면에 도시되어 있지 않음)이다. 따라서, 디스크에 형성된 물리적 워블 구조를 이용하여 광 디스크에 디스크 어드레스 정보를 기록하게 할 수 있다.
본 발명의 특징은, 패턴 A 및 B의 워블 패턴을, 낮은 주파수 대역에서 광 디스크에 형성하는 것이다.
도 3을 참조하여, 값 1을 나타내는 패턴 A(이하, "패턴 1"), 및 값 0을 나타내는 패턴 B(이하, "패턴 0")를 이하에 추가로 설명한다. 도 3A는 패턴 1에 대한 워블 패턴을 나타내고, 도 3B는 패턴 0에 대한 워블 패턴을 나타낸다.
패턴 1 및 패턴 0의 워블 패턴은, 수학적으로 표현할 수 있다. 도 3A에 나타내는 바와 같이, 디스크 회전 방향이 시간축 방향인 시간의 함수 f1(t)로서 워블 패턴 1을 표시할 수 있다. 도 3A에 나타내는 바와 같이, 시간 함수 f1(t)의 상승 에지에서의 경사 각도는 대략 90도이지만, 하강 에지에서의 경사는 보다 완만하다. 이러한 시간 함수 f1(t)는, 삼각함수를 이용한 푸리에 급수로서 나타낼 수 있다. 도 3A에는, 이러한 푸리에 급수의 구체적인 수식이 기재되어 있고, 여기서, sin(ω0t)는 1차 기본파이고, sin(nω0t)는 n차 고조파이다. sin(nω0t)의 계수는 푸리에 계수 Hn이라고 부른다. 도 3A는, 1차 기본파, 2차, 3차, 4차 고조파, 및 그 푸리에 계수 H1∼H4의 구체적인 예를 나타낸다.
마찬가지로, 도 3B에 나타내는 바와 같이, 디스크 회전 방향이 시간축 방향인 시간의 함수 f2(t)로서 워블 패턴 0을 표시할 수 있다. 이 경우, 하강 에지에서의 경사 각도는 대략 90도이고, 상승 에지에서의 경사 각도는 비교적 완만하다. 이러한 시간 함수 f2(t)도 또한, 삼각함수를 이용한 푸리에 급수로서 나타낼 수 있다. 도 3B에는, 이러한 푸리에 급수의 구체적인 수식이 기재되어 있고, 여기서 1차 기본파, 및 n차 고조파의 정의는 상기한 바와 같다. 도 3A는, 1차 기본파, 2차, 3차, 4차 고조파, 및 그 푸리에 계수 H1∼H4의 구체적인 예를 나타낸다.
여기서 유의해야 할 것은, 시간 함수 f1(t) 및 f2(t)의 기수차(奇數次)의 푸리에 계수는 동일하지만, 우수차의 푸리에 계수는 부호가 반대인 것이다. 이것은, 도 3A 및 3B에 나타낸 푸리에 계수 Hn및 Hn의 내용으로부터 명백하다. 기수차의 파형의 계수가 동일하고, 우수차의 파형의 계수의 부호가 반대이면, 파형의 급준한 성분과 완만한 성분의 위치가 교체된다. 패턴 1에 대한 시간 함수 f1(t)의 푸리에 계수 Hn이 결정되면, 패턴 0의 푸리에 계수 Hn도 결정할 수 있고, 또한 시간 함수 f2(t)도 구할 수 있다.
상기의 워블 패턴을 시간 함수 f1(t) 및 f2(t)로서 정의하여 결정하면, 그 워블 패턴을 정보를 인코딩하는 데에 이용할 수 있다. 그러나, 실제로 광 디스크에이러한 패턴을 노광하고 또한 광 디스크로부터 검출하기 위해서는, 주파수 대역이 넓은 레이저 편광기가 필요하고, 또한 광 디스크의 제조시에 매우 고차의 고조파까지 푸리에 급수를 체크할 필요가 있으므로, 이러한 워블 패턴은 비실용적이다.
따라서, 광 디스크상에 형성하는 파형의 함수를 결정하기 위해서는, 어느 차수까지의 고조파를 이용해야 할 것인가를 결정할 필요가 있다. 이용하지 않는(즉, 잘라 버리는) 고조파 성분의 영향을 고려하면, 이용하는 고조파의 하나 이상의 계수의 값을, 푸리에 계수의 값과 상이하게 할 수도 있다. 또한, 정보를 인코딩하는 데에 이용할 수 있는 파형을 생성하기 위하여 어느 정도의 큰 계수가 필요한 가를 결정할 필요가 있다. 또한, 어느 차수까지의 고조파를 이용할 것 인가를 고려하면, 고조파를 발생시키는 데에 사용하는 회로 및 기구는 가능한 한 적어야 하는 것은 명백하다. 따라서, 너무 많은 고조파를 고려하는 것은 실용적이 아니다.
그러므로, 본 발명에서는, 1차 기본파와 2차 고조파를 이용한 예를 참조로 하여 설명하고, 또한, 1차 기본파와 2차∼4차 고조파를 이용한 예도 추가로 설명한다. 그리고, 파형에 정보를 인코딩하는 데에 필요한 고조파의 계수의 범위를 설명한다. 또한, 고조파는, 6차 고조파까지 또는 8차 이상의 고조파까지도 이용할 수 있는 것을 유념해야 한다. 고조파를 많이 이용하면, 변화가 더욱 급준한 파형을 실현할 수 있으므로, 어떠한 고조파를 이용할 것인가는 필요한 특성을 갖는 파형을 실현할 수 있도록 선택하는 것이 바람직하다. 푸리에 급수는, 일반적으로 삼각함수를 이용하여 표현되므로, sin 함수 또는 cos 함수를 이용할 수 있다. 이하의 설명에서는, 1차 기본파를 cos(ωt)로 나타내고, n차 고조파를 sin(nωt)로 나타낸다.푸리에 계수와 상이한 계수를 채용한 경우, n차 고조파의 계수는 Hn으로 표기한다.
일반적으로, f=H1cos(ωt)+∑Hnsin(nωt)로 나타낼 수 있다.
즉, 함수 f는, 1차 기본파와, n차(n은 2 이상의 유한한 정수)까지의 고조파와의 합이다.
도 4∼도 8은, 1차 기본파와 2차 고조파를 이용하여 생성한 파형의 예를 나타낸다. 각각의 도면은 각각의 파형의 3주기 분을 나타내고 있다. 횡축은 위상을 나타낸다. 파형의 1주기는 2π이다. 2차 고조파의 계수 H2는, 1차 기본파의 계수 H1에 대한 비(比)로서 데시벨 값으로 표시되어 있다. 도 4의 제1열 및 제2열의 2개의 함수를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 2개의 함수에 있어서 2차 고조파의 계수 H2의 부호가 반대이다. 2차 고조파의 계수 H2의 부호가 반대이면, 2개의 파형의 상승 및 하강도 또한 상이하게 된다. 본 발명에서는, 계수 H2가 정(正)인 파형에 대하여 1의 값을 부여하고, 계수 H2가 부(負)인 파형에 대하여 0의 값을 부여하고 있다.
도 4는 계수 H2가 -15 ㏈인 경우의 파형을 나타낸다. 계수 H2는 계수 H1에 비하여 작으므로, 주로 1차 기본파의 패턴이 나타나 있다. 상이한 정보를 나타내기 위한 파형 f41및 f42는, 그다지 상이하지 않지만, 차별화할 수 있고 그 차이를 검출할 수 있다. 파형에서 인코딩된 정보를 검출할 수 있지만, 용이한 검출을 위해서는 더욱 높은 계수(㏈ 값)이 바람직하다.
도 5는, 계수 H2가 -13.5 ㏈인 경우의 파형을 나타낸다. 데시벨 레벨이 증가할수록, 계수 H2는 계수 H1에 더 가까워진다. 따라서, 2차 고조파의 영향이 1차 기본파의 파형에 나타난다. 즉, 완만한 경사 부분의 2차 고조파의 파형이, 1차 기본파의 파형에 나타나기 시작한다. 2차 고조파의 진폭이 증가함에 따라서, 그 합성파의 진폭도 또한 증가하고, 광 디스크에 형성된 파형의 검출이 용이하게 된다. 그러나, 동시에, 파형의 찌그러짐도 커지고, 검출이 더욱 어렵게 된다. 도 5에 나타낸 예에서는, 진폭이 약간 증가하고, 대체로 파형의 찌그러짐은 거의 없다. 또한, 상이한 정보를 인코딩하기 위한 파형의 차이도 충분히 식별할 수 있다. 따라서, 파형에 정보를 부여할 수 있다.
도 6은 계수 H2가 -12 ㏈인 경우의 파형을 나타내고, 도 7은 계수 H2가 -10 ㏈인 경우의 파형을 나타낸다. 이 경우의 각각에 있어서, 파형의 찌그러짐은 문제가 되지 않고, 각각의 파형의 급준한 경사와 완만한 경사의 식별이 용이하며, 또한 파형이 상이한 정보를 인코딩하기에 충분히 상이하다. 따라서, 상기 파형을 정보를 인코딩하는 데에 이용할 수 있다.
도 8은 계수 H2가 -6 ㏈인 경우의 파형을 나타낸다. 이들 파형에서는, 찌그러짐이 현저하지만, 아직 검출은 가능하다. 또한 계수 H2가 O ㏈, 즉, H1=H2인 경우에는, 파형의 찌그러짐은 더욱 현저하지만, 검출은 아직 가능하다.
이상의 예는, 계수 H2가 -6 ㏈ 이하, 즉, H2/H1<1/2인 것이 파형의 검출의 관점에서 바람직한 것을 나타낸다. 더욱 바람직한 것은, 계수 H2가 -13.5 ㏈로부터 -10 ㏈까지의 범위인 것이다. 또한 더욱 바람직한 것은, 계수 H2가 -13.5 ㏈로부터 -12 ㏈까지의 범위인 것이다. 이 범위내에서는, 파형의 진폭이 충분히 크고, 찌그러짐이 충분히 적으며, 파형의 차이도 충분히 검출할 수 있다. 따라서, 워블 패턴을 이용하여 광 디스크상에 어드레스 정보를 인코딩할 수 있다.
이어서, 도 9에 1차 기본파와 2차∼4차 고조파로부터 생성한 제1타입의 파형을 나타내고, 도 10에 1차 기본파와 2차∼4차 고조파로부터 생성한 제2타입의 파형을 나타낸다. 제1타입은 4차 고조파까지 이용하여, 파형의 평탄도를 강조하고 있다. 제2타입은 4차 고조파까지 이용하여, 급준한 상승 에지 및 하강 에지를 강조하고 있다. 필요로 하는 패턴은 n차 고조파의 계수 Hn을 조정함으로써, 실현할 수 있다.
도 11은, 워블 그루브를 갖는 광 디스크를 제조하는 광 디스크 제조 장치(110)의 개략도이다. 광 디스크 제조 장치(110)는, 파형 생성부(112)와, 스위치(113)와, 극성 반전부(114)와, 가산부(116)와, 저역통과 필터(LPF)(118)와, 광 헤드(120)를 구비하고 있다.
파형 생성부(112)는, 1차 기본파를 생성하는 1차 기본파 생성 유닛(112-1), 및 2차로부터 n차까지의 고조파를 각각 생성하는 2차∼n차 고조파 생성 유닛(112-n)(n은 2 이상의 정수(整數))을 구비하고 있다. 도 8에 나타낸 예에서는, n=8이다. 각각의 유닛(112-n)은, 인가되는 주파수의 n배의 주파수를 생성한다. 예로서, 1차기본파 생성 유닛(112-1)은, 1차 기본파인 H1cos(ωt)를 생성하여 출력하고, n차 고조파 생성 유닛(112-n)은, Hnsin(nωt)를 생성한다.
스위치(113)는, n차 고조파 생성 유닛(112-n)(여기서, n은 우수)에 접속된다. 스위치(113)는, 기록 데이터, 즉, 어드레스 값의 비트 값, 0 또는 1에 따라서, 신호 경로를 절환한다. 본 발명의 실시형태에서는, 스위치(113)는, 비트 값 0의 경우에는, 극성 반전부(114)를 통하는 신호 경로를 선택하고, 비트 값 1의 경우에는, 가산부(116)에 직접 접속되는 신호 경로를 선택한다. 신호 경로의 선택은, 항상 동기화되어서 실행된다.
극성 반전부(114)는 각각의 n차 고조파 생성 유닛(112-n)(여기서, n은 우수)에 대하여 설치되고, 또한 각각의 극성 반전부(114)는 대응하는 스위치(113)에 접속되어 있다. 도 11에서는, 4개의 극성 반전부(114-2, 114-4, 114-6, 114-8)를 나타낸다. 각각의 극성 반전부(114-2, 114-4, 114-6, 114-8)는, 스위치(113)를 통하여 우수차의 고조파 생성 유닛(112-2, 112-4, 112-6, 112-8)의 출력에 접속되어, 그 출력 고조파의 극성을 반전시킨다. 여기서 말하는 "극성을 반전시킨다"는 것은, 신호의 정(正) 및 부(負)의 부호를 역으로 하는 것을 의미한다. 이 처리는, 우수차 고조파의 계수를 부(負)로 하는 것에 상당한다. 극성은, 실제 파형의 정 및 부를 반전시킴으로써, 또는 위상을 반주기 만큼 편이시킴으로써, 또는 기타 방법으로써 반전시킬 수 있다.
기수차 고조파 생성 유닛, 즉, 1차 기본파 유닛(112-1), 및 3차, 5차, 7차고조파 유닛(112-3, 112-5, 112-7)으로부터의 출력, 우수차 고조파 생성 유닛으로부터의 출력, 및 극성 반전부(114)로부터의 극성이 반전된 우수차의 고조파 출력은, 가산부(116)에 입력된다. 이어서, 가산부(116)는, 입력된 신호를 가산한다. 이 처리를 신호의 합성이라고도 한다. 가산부(116)로부터의 출력은, 신호 경로 L을 따라서, 저역통과 필터(118)에 입력된다. 이 경로 L을 따라서 흐르는 신호 f는, f= H1cos(ωt) + Hnsin(nωt)로 표시된다. 더욱 상세하게는, n=2이면, f= H1cos(ωt) + H2sin(2ωt)이다.
저역통과 필터(118)는, n차 고조파 이상의 주파수의, 외부로부터의 주파수 성분(노이즈)을 차단하고, n차 고조파까지의 주파수를 포함하는 저주파를 통과시킨다. 저역통과 필터(118)로부터의 출력, 즉, 신호 f1은 광 헤드(120)에 인가되어서, 광 디스크(10)에 레이저를 조사(照射)한다. 광 디스크(10)의 표면은, 미러(mirror) 처리되고, 그 위에 포토레지스트가 도포되어 있다. 광 디스크(10)를 회전시키면서, 광 헤드(120)를 트랙에 직교하여 구동시켜서 레이저를 조사함으로써 광 디스크(10)상에 워블 그루브가 형성된다. 도 11에 나타내는 예에 의해서 형성된 워블 그루브는, 1차 기본파와, 2차 내지 8차까지의 고조파를 포함하는, 비교적 낮은 주파수의 워블이다.
본 발명에 의한 광 디스크(10)는 이와 같이 제조된다. 이 광 디스크 제조 장치(110)는, 8차 고조파까지를 이용하는 것으로 하여 설명한 것을 유념해야 한다. 1차 기본파와 2차 고조파를 이용하는 경우, 고조파 생성 유닛(112-3, 112-4, 112-5,112-6, 112-7, 112-8), 및 극성 반전부(114-4, 114-6, 114-8)를 생략할 수 있는 것은 명백하다. 어느 차수까지의 고조파를 이용하고, 어느 차수 이상의 고조파를 이용하지 않을 것인가는 원하는 대로 결정할 수 있다.
또한, 가산부(116) 이전의 처리를 실제의 회로를 이용하여 실행할 수도 있고, 또는 가산부에 의해서 출력되는 신호 f를 컴퓨터로써 계산하여, 신호 f를 생성하는 데에만 회로를 이용할 수도 있는 것을 주목해야 한다. 중요한 것은, 신호 f= H1cos(ωt) + Hnsin(nωt)가 신호 경로 L을 통과하는 것이다.
이어서, 상이한 워블 패턴을 이용하여, 어드레스 정보를 인코딩하는 방법을 이하에 상세하게 설명한다. 도 12는 어드레스할 수 있는 영역을 "101010.... 1010" 등 60비트 어드레스 번호로써 나타낸 어드레스 포맷의 예를 나타낸다. 어드레스 영역은, 광 디스크상에 나선상 트랙을 따라서 형성된다.
테이블의 좌측에 나타내는 번호 0∼82는, 하나의 어드레스로써 표시되는 어드레스 영역을, 83개의 서브블록으로 분할했을 때의 서브블록의 번호를 나타낸다(이하, 예로서, 서브블록 No.10으로 나타낸다). 서브블록은, CLV(Constant Linear Velocity) 기록 방법을 이용하여 광 디스크상에 순차적으로 기록된다. 테이블의 상부의 번호 0∼55는, 1 주기가 상기에서 설명한 워블 패턴의 1 주기인 주기의 수를 나타낸다(이하, 예로서, 워블 No.10으로 나타낸다). 테이블의 일부는 중복을 피하기 위해서 생략되어 있는 것을 염두에 두어야 한다.
1개의 서브블록은, 워블 No.0∼55, 즉, 56개의 워블을 포함한다. 각각의 서브블록의 워블 No.1∼3에는, 기호 a, b, c로써 표시되는 특정의 워블 패턴을 기록하고, 여기서, "a"는 cos(1.5w)의 패턴을, "b"는 -cos(1.0w)의 패턴을, "c"는 -cos(1.5w)의 패턴을 나타낸다. 이것들은, MSK(Minimum Shift Keying) 변조에 의해서 변조된 패턴이다. 특정한 패턴이 56 주기마다 출현하므로, 디스크 판독장치는, 디스크상의 현재의 판독 위치(워블 번호)를 판단할 수 있다. MSK 변조 마크에 의해서 식별된 특정한 패턴은 비트 동기화에 이용되므로, 비트 동기 패턴이라고도 부르는 것을 염두에 두어야 한다. 또한 도 12의 테이블의 공백 부분에는, 캐리어 신호 cos(1.0w)에 의한 워블 패턴을 나타내는 것을 염두에 두어야 한다.
각각의 서브블록에는, 특정한 기능이 미리 할당되어 있다. 도 12의 각각의 서브블록 번호의 우측의 열에는, 각각의 서브블록의 기능의 설명이 표시되어 있다. "Mono"는 아무런 데이터, 또는 어드레스 동기 신호도 존재하지 않는 모노톤 서브블록을 나타낸다. "Sync"는, 어드레스 동기 신호를 검출하는 데에 이용하는 동기 서브블록을 나타낸다. "1"은, 데이터 값 "1"을 포함하는 서브블록을 나타내고, "0"은, 데이터 값 "0"을 포함하는 서브블록을 나타낸다. "Ref"는, 이 후에 형성되는 데이터 서브블록의 특정한 어드레스 데이터 파형을 복조할 때에, 기준으로서 이용되는 기준 서브블록이다.
도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 모노톤 서브블록과 동기 서브블록은 최초의 7개의 서브블록에서 교대로 반복 배치되고, 기준 서브블록은 제8의 서브블록에만 배치되어 있다. 또한, 모노톤 서브블록은 4개의 데이터 서브블록마다 그 다음에 배치된다.
이어서, 동기 서브블록을 추가로 설명한다. 워블 No.1∼3에 기록된 MSK 변조 패턴 이외에, 동기 서브블록은, 또한, 서브블록 번호에 따라서 상이한 워블 번호에 기록된 MSK 변조 패턴을 포함하여 모든 동기 서브블록 패턴이 고유하다. 예로서, 서브블록 No.1에서는, 워블 No.16∼18 및 No.26∼28에, 기호 a, b, c로써 표시되는 특정한 워블 패턴이 기록된다. 이러한 동일한 워블 패턴은, 동기 서브블록 No.3에서는, 워블 No.18∼20 및 28∼30에, 동기 서브블록 No.5(도면에 도시되어 있지 않음)에서는, 워블 No.20∼22 및 30∼32에, 또한 동기 서브블록 No.7에서는, 워블 No.22∼24 및 32∼34에 기록된다. 따라서, 이러한 어드레스 동기 신호를 검출함으로써, 어드레스의 동기를 가능하게 한다. 또한, 특정한 패턴이 출현하는 위치를 인식함으로써, 광 디스크 판독장치는, 디스크상의 현재의 판독 위치(서브블록 번호)를 판단할 수 있다. 어드레스 동기 신호, 및 기준 서브블록에 기록된 패턴에 의한 워블 파형 신호를 이용하여, 비트 데이터를 검출할 수 있고, 또한 어드레스의 디코딩이 가능하다(이하에 추가로 설명).
이어서, 데이터 서브블록("0" 또는 "1")을 설명한다. 각각의 데이터 서브블록에는, 0 또는 1의 값이, MSK 변조 워블 패턴과, f= H1cos(ωt) + ∑Hnsin(nωt)(여기서, n은 2 이상의 유한한 정수)로서 정의되는 거치상(鋸齒狀) 워블 패턴을 이용하여 기록된다. 상기한 바와 같이, 이 거치상 워블 패턴은, 어드레스 정보를 충분히 표시할 수 있는 범위의 계수 Hn을 이용하여 형성한다.
이하, 데이터 서브블록을 더욱 상세하게 설명한다. MSK 변조 패턴은, 패턴이형성되는 워블 번호에 따라서, 값 0 또는 1을 나타낸다. 또한, 거치상 패턴 형상은, 0 또는 1을 나타낸다. 더욱 상세하게는, "1"을 나타내는 데이터 서브블록에서는, 워블 No.12∼14에, MSK 변조 패턴 a, b, c가 형성되고, 또한 워블 No.18∼54에, "1"을 나타내는 거치상 패턴(도 3A)이 형성된다. "0"을 나타내는 데이터 서브블록에서는, 워블 No.14∼16에, MSK 변조 패턴 a, b, c가 형성되고, 또한 워블 No.18∼54에, "0"을 나타내는 거치상 패턴(도 3B)이 형성된다. 따라서, 광 디스크 판독장치는, MSK 변조 패턴 또는 거치상 워블 패턴을 이용하여, 데이터 서브블록에 기록된 비트 데이터를 검출할 수 있다. 상기의 2 종류의 상이한 방법으로 동일한 데이터를 표시함으로써, 하나의 방법이 실패하는 경우, 다른 하나의 방법을 이용하여, 정보를 판독할 수 있고 또한 판독이 더욱 신뢰성이 있다. 따라서, 판독 오류가 매우 적어서, 판독 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이어서, 기준 서브블록(Ref)을 상세하게 설명한다. 기준 서브블록은, 더욱 정확하게는, 데이터 서브블록의 워블 No.18∼54에 형성된 워블 패턴의, 우수차 캐리어의 위상 오프셋(offset)을 보정하기 위해서 이용된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 기준 서브블록의 워블 No.18∼54에, "0"을 나타내는 워블 패턴이 기록되지만, "1"을 나타내는 워블 패턴을 기록할 수도 있다. 이어서, 기준 서브블록을 이용하는 이유를 이하에 설명한다.
상기한 바와 같이, 서브블록은 CLV 기록 방법에 의해서 기록되어 있으므로, 데이터 서브블록이 형성된 2개의 인접하는 트랙의 워블 파형의 위상 관계는 일정하지 않다. 따라서, 워블 파형은, 이 인접하는 트랙간의 크로스토크의 영향으로 인하여, 상시 변화되는 위상 간섭을 받는다. 캐리어 워블 파형에 우수차의 고조파가 중첩된 거치상 파형의, 1차 기본파(캐리어 성분)와 우수차 고조파(우수차 캐리어 성분)는, 위상 간섭에 의해서 상이하게 영향을 받으므로, 1차 기본파와 우수차 고조파의 사이에 위상 편이가 발생한다. 본 발명은, 캐리어 성분으로부터 생성된 클록 신호에 동기화된 어드레스 정보의 검출을 실행한다. 광 디스크 판독장치는, 클록 신호로부터 생성된 우수차 고조파 캐리어 신호의 승산(乘算) 검파를 이용하여, 어드레스 정보에 따라서 포함되는 우수차 고조파 신호의 위상 반전을 검출함으로써, 어드레스 정보를 취득한다. 우수차 고조파 신호의 위상이, 인접 트랙으로부터의 크로스토크의 영향으로 오프셋되어 있으면, 위상 반전을 정확하게 검출할 수 없는 경우도 있다.
그러므로, 본 발명에서는, 기준 서브블록(Ref)을 설치하여, 크로스토크에 의한 위상 편이를 미리 검출하는 데에 이 기준 서브블록(Ref)을 이용한다. 검출된 위상 편이량은, 우수차 고조파 성분의 위상 반전을 검출할 때의 보정에 이용된다. 더욱 상세하게는, 특정 패턴(예로서, 비트 0에 상당하는 위상 관계로 우수차 고조파가 부가된 패턴 등)으로부터 추출한 우수차 고조파와, 캐리어 워블에 동기화된 동일한 주파수의 우수차 캐리어 신호와의 위상차를, PLL(Phase Lock Loop) 등에서 사용하는 위상 비교기를 이용하여 검출한다. 이어서, 이 검출한 위상차에 따라서 우수차 캐리어 신호의 위상을 보정한다. 따라서, 인접 트랙으로부터의 크로스토크에 의한 위상 편이를 상쇄시킬 수 있다.
이어서, MSK 변조를 설명한다. 도 13은 MSK 변조를 설명하기 위한 도면이다.도 13의 "데이터"의 파형은 값 "1"을 나타내고, 하이 레벨의 구간이, 2개의 워블 길이와 동일하다. 이어서, 이 데이터 값은 차동적으로 코딩되어서 프리코드(precode) 데이터로 변환된다. 프리코드 데이터는, 1 워블 주기의 상승 에지와 하강 에지와의 사이에 "1"을 나타낸다. 그 후, 프리코드 데이터는 MSK 변조되어서 MSK 스트림이 생성된다. MSK 스트림은, 프리코드 데이터가 "0"일 때, 캐리어 신호 cos(1.0w)(또는 -cos(1.0w))를 포함하고(즉, 도 12의 패턴 b), 프리코드 데이터가 "1"일 때, 캐리어 신호 주파수의 1.5배의 신호(cos(1.5w)(또는 -cos(1.5w))를 포함한다(즉, 도 12의 패턴 a 및 c). 판독/기록 채널의 채널 길이가 1ch인 경우, 캐리어 신호의 주기는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 69ch이다. 이와 같이 생성된 MSK 스트림은 소정의 워블 번호의 위치에 기록되고, 그 위치에 따라서, 동기 신호로서, 또는, 0 또는 1을 나타내는 신호로서 검출된다.
상기에서 거치상 신호를 참조로 하여 워블을 설명했지만 본 발명은 명백히 이것에 한정되지 않는 것을 염두에 두어야 한다. 정보를 인코딩할 수 있는 것이면 어떠한 파형이라도 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 디스크의 오목부로 되어 있는 그루브에 워블 신호를 형성하는 것을 설명했지만, 그루브가 오목부로 되어 있지 않은 디스크 타입에도 본 발명을 또한 적용할 수 있는 것은 명백하고, 상기와 동일한 효과를 달성할 수 있다.

Claims (11)

  1. 워블 패턴을 이용하여 상이한 정보를 기록하는 광 디스크에 있어서,
    1주기의 워블이, 급준한 상승 에지(edge)와 완만한 하강 에지를 포함하는 제1워블 패턴을 갖는 제1그루브와,
    1주기의 워블이, 완만한 상승 에지와 급준한 하강 에지를 포함하는 제2워블 패턴을 갖는 제2그루브를 구비하고,
    상기 제1워블 패턴은, 푸리에(Fourier) 급수의 1차 기본파와 2차 고조파로써 표시되고, 또한
    상기 제2워블 패턴도, 푸리에 급수의 1차 기본파와 2차 고조파로써 표시되며, 우수차(偶數次)의 고조파인 이 2차 고조파의 극성은, 상기 제1워블 패턴의 2차 고조파의 극성과 반대인 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1워블 패턴은, 또한, 푸리에 급수의 3차 고조파와 4차 고조파로써 표시되고,
    상기 제2워블 패턴은, 또한, 푸리에 급수의 3차 고조파와 4차 고조파로써 표시되며, 여기서 모두 우수차의 고조파인 2차 고조파와 4차 고조파의 극성은, 상기 제1워블 패턴의 2차 고조파와 4차 고조파의 극성과 각각 반대인 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1워블 패턴은, 또한, 푸리에 급수의 n차 고조파(n은 유한한 우수)까지의 고조파를 이용하여 표시되고,
    상기 제2워블 패턴은, 또한, 푸리에 급수의 n차 고조파(n은 유한한 우수)까지의 고조파를 이용하여 표시되며, 여기서 상기 제2워블 패턴의 우수차의 고조파의 극성은 상기 제1워블 패턴의 우수차의 고조파의 극성과 반대인 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  4. 제1항에 있어서, 상기 1차 기본파의 제1계수에 대한, 상기 2차 고조파의 제2계수의 비는, -13.5 ㏈로부터 -10 ㏈까지의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  5. 제4항에 있어서, 상기 비는, 또한, -13.5 ㏈로부터 -12 ㏈까지의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 광 디스크.
  6. 제1항에 있어서,
    광 디스크의 물리적 어드레스의 어드레스 데이터를 상이한 정보로서 포함하는 데이터 서브블록, 및
    이 데이터 서브블록의 어드레스 데이터의 파형을 복조하기 위한 기준으로서이용되는, 제1워블 패턴과 제2워블 패턴 중 하나를 포함하는 기준 서브블록을 구비한 광 디스크.
  7. 워블 패턴을 이용하여 상이한 정보를 기록하는 광 디스크의 제조 방법으로서,
    푸리에 급수의 1차 기본파와 2차 고조파로써 표시되고 또한 1주기의 워블이 급준한 상승 에지와 완만한 하강 에지를 포함하는, 제1워블 패턴을 갖는 제1그루브를 형성하는 단계와,
    푸리에 급수의 1차 기본파와 2차 고조파로써 표시되고 또한 1주기의 워블이 완만한 상승 에지와 급준한 하강 에지를 포함하는, 제2워블 패턴을 갖는 제2그루브를 형성하는 단계로서, 우수차의 고조파인 이 2차 고조파의 극성이 상기 제1워블 패턴의 2차 고조파의 극성과 반대인 단계를 포함하는 광 디스크의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    제1그루브를 형성하는 단계는, 또한, 푸리에 급수의 3차 고조파와 4차 고조파를 이용하여 상기 제1워블 패턴을 형성하고,
    제2그루브를 형성하는 단계는, 또한, 푸리에 급수의 3차 고조파와 4차 고조파를 이용하여 상기 제2워블 패턴을 형성하며, 그리고, 모두 우수차의 고조파인 이 2차 고조파의 극성 및 4차 고조파의 극성을, 상기 제1워블 패턴의 2차 고조파 및 4차 고조파의 극성과 반대로 한 것을 특징으로 하는 광 디스크의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    제1그루브를 형성하는 단계는, 또한, 푸리에 급수의 n차 고조파(n은 유한한 우수)까지의 고조파를 이용하여 상기 제1워블 패턴을 형성하고,
    제2그루브를 형성하는 단계는, 또한, 푸리에 급수의 n차 고조파(n은 유한한 우수)까지의 고조파를 이용하여 상기 제2워블 패턴을 형성하며, 그리고, 제2워블 패턴의 우수차의 고조파의 극성을, 상기 제1워블 패턴의 우수차의 고조파의 극성과 반대로 한 것을 특징으로 하는 광 디스크의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 1차 기본파의 제1계수에 대한, 상기 2차 고조파의 제2계수의 비는, -13.5 ㏈로부터 -10 ㏈의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 비는, 또한, -13.5 ㏈로부터 -12 ㏈의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 제조 방법.
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