KR20050079018A

KR20050079018A - 광 디스크 구조

Info

Publication number: KR20050079018A
Application number: KR1020040007087A
Authority: KR
Inventors: 이만형
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-02-03
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2005-08-09

Abstract

본 발명은 광 디스크 구조에 관한 것으로서, 특히 광원에서 방출된 광의 파장에 따라 선택된 기록층에서 데이터를 읽거나 기록할 수 있는 다수의 기록층이 구비된 광 디스크 구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 광 디스크 구조는 광원에서 방출된 광에 의해 정보가 기록 및/또는 재생되는 적어도 둘 이상의 기록층과, 상기 둘 이상의 기록층 중 적어도 하나 이상의 기록층의 하측에 위치하며 선택된 파장의 광에 대해서 90% 이상의 반사율을 갖는 반사층과, 상기 기록층을 보호하기 위한 보호층이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사층은 상측에 위치할수록 입사되는 광의 파장 중 짧은 파장의 광에 대하여 90% 이상의 반사율을 나타내는 것을 특징으로 한다.

Description

광 디스크 구조{OPTICAL DISK STRUCTURE}

최근, 광 저장매체에 있어서 저장 용량의 증대를 위한 다양한 방법이 연구되고 있다.

예를들면, 광 스폿경을 더욱 작게 하여 기록 밀도를 올리는 방법이나, 신호를 다단계로 기록하여 기록 밀도를 높이는 방법(Multi-Level) 및 기록층을 여러개 구비하여 기록 밀도를 높이는 방법(Multi-Layer)등이 연구되고 있다.

이 중 기록층을 여러개 구비한 구조(Multi-Layer)를 이용한 기록 밀도 향상 방법의 경우 일반적으로 각 층에서의 광 반사율이 비슷하며, 기록층이 많아지는 경우 반사되는 광량이 점차 줄어드는 문제점이 있다.

또한, 각 기록층에서 반사된 빛에 의해 신호의 간섭이 발생되어 노이즈가 증가하는 문제점이 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 광 디스크의 멀티 레이어 구조와 작용를 설명하는 도면이다.

도 1에는 3개의 기록층이 구비된 광 디스크가 도시되어 있으며, 각 기록층에서의 반사율은 거의 동일하게 구비된다.

즉, 커버(10)가 가장 상측 레이어에 형성되며, 보호층(11), 기록층(12), 보호층(13)이 순서대로 형성된다. 그리고, 기록층(12)간의 간격이 유지되도록 하는 스페이서(14)가 구비되고, 다시 보호층, 기록층, 보호층, 스페이서가 순서대로 반복된다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 기록층(12)에 데이터가 기록된 경우와 미기록된 경우에 따라 흡수율 및 반사율에 차이가 있는데, 데이터가 기록된 경우 반사율이 R2라고 하면 흡수율은 A2가 되고, 미기록된 경우 반사율이 R1이라 하면 흡수율은 A1이 된다.

종래의 멀티 레이어 디스크는 단일 파장(λ1)을 갖는 광원에 대해서 각 레이어는 소정의 투과율 T, 반사율 R, 흡수율 A를 갖으며, 각 특성간에는 T+R+A=1의 관계가 성립된다.

여기서 기록 및 미기록 여부에 따라 투과율 T는 도 2에 도시된 바와 같이 동일하고, 데이터가 기록된 디스크상의 기록부의 경우 흡수율은 증가(A2＞A1)하고, 반사율은 감소(R1＞R2)함으로써 기록에 따라 신호를 얻을 수 있다.

도 3에는 데이터가 기록된 경우 및 미기록된 경우 광 디스크에서의 신호를 설명하는 도면이다.

도 3에서 보는 바와 같이 디스크상의 데이터가 기록된 기록부와 그렇지 않는 미기록부의 반사율이 각각 R1과 R2로 차이가 나고, 이를 이용하여 디스크를 재생할 수 있다.

그러나, 이때 발생하는 반사 광량의 차이는 수 %에 불과하여 노이즈 대비 재생 신호의 비(S/N비)가 매우 낮은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 멀티 레이어 디스크 구조에서 각각의 기록층에서 반사되는 광량이 동일하도록 하여 하측의 기록층으로 갈 수록 반사되는 광량이 급격히 감소하여 신호가 약해지는 문제점을 해결할 수 있는 광 디스크 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 멀티 레이어 디스크 구조에서 각각의 기록층에서 반사되는 신호에 의한 노이즈를 최소화할 수 있는 광 디스크 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 멀티 레이어 디스크 구조에서 각각의 기록층에서 기록부의 반사광량과 미기록부의 반사광량을 극대화하여 재생신호의 S/N비를 극대화할 수 있는 광 디스크 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광 디스크 구조에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 광 디스크 구조를 설명하는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 광 디스크 구조는 상측부터 커버(20), 보호층(21), 기록층(22), 반사층(23), 보호층(24)이 차례로 구비되고, 그 아래로 각 기록층이 일정 간격을 유지할 수 있도록 스페이서(25)가 형성된다.

그리고, 보호층(26), 기록층(27), 반사층(28), 보호층(29), 스페이서(30), 보호층(31), 기록층(32), 반사층(33), 보호층(34)이 차례로 형성된다.

즉, 도 4에 도시된 본 발명에 따른 광 디스크 구조는 적어도 2개이상의 기록층이 구비된 멀티 레이어 디스크 구조에서 각각의 기록층(22)(27)(33)의 하층에는 반사층(23)(28)(34)이 구비된다.

여기서, 상기 반사층(23)(28)(34)은 각각 빛의 파장에 따라 다른 특성이 갖는다.

도 5는 본 발명에 따른 광 디스크 구조에서 기록층(22)과 반사층(23)이 구비되고 기록층(22)의 기록 및 미기록 여부에 따른 반사 특성을 설명하는 도면이다.

상기 반사층(23)은 반사율(R)이 실질적으로 1에 가깝게 구비되고 도면에서는 0.999로 표시하였다.

그리고, 상기 기록층(22)에는 데이터가 기록된 기록부와 데이터가 기록되지 않은 미기록부가 구비된다.

먼저, 상기 기록부는 투과율이 T1, 흡수율이 A1, 반사율이 R1이고, 상기 미기록부는 투과율이 T2, 흡수율이 A2, 반사율이 R2로 정의된다.

따라서, 상기 반사층(23)의 반사율이 1이라고 하면, 상기 기록부에서 반사된 반사광량은 R1+T1(1-A1-R1)이고, 미기록부에서 반사된 반사광량은 R2+T2(1-A2-R2)가 된다.

여기서, R1과 R2가 매우 작으며 기록/미기록 여부에 따라 투과율이 변하는 기록 재료를 사용하는 경우 변조도의 크기는 투과율 및 흡수율에 의해 결정되고, 따라서 기록부와 미기록부 간의 반사광은 미기록부의 경우 T1(1-A1)이 되고, 기록부의 경우 T2(1-A2)가 된다.

예를들어, 미기록부에서 투과율(T2)이 0.5, 반사율(R2)이 0.05, 흡수율(A2)이 0.45이고, 기록부에서 투과율(T1)이 0.4, 반사율(R1)이 0.01, 흡수율(A1)이 0.59라고 할 때 재생 신호의 차이는 도 6과 같이 나타난다.

즉, 반사층이 있는 경우와 반사층이 없는 경우 재생 신호의 진폭은 3배 가까이 차이가 나는 것을 알 수 있다.

그러나, 현실적으로 멀티 레이어 디스크에서 임의의 한 레이어에서의 반사율이 1이라면 그 하측에 위치한 레이어에는 빛이 도달하지 않는다. 따라서, 위와 같은 방법만으로 각 기록층별로 고반사율의 반사층을 형성하는 것이 불가능하다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 광 디스크를 기록 및 재생하는 광 픽업에 파장을 선택적으로 제어 변경할 수 있는 광원을 구비하거나, 단일 광원 앞에 외부 공진장치(Optical Parametric Oscillator)를 설치하여 공진 조건의 선택적 제어에 의해 파장이 변환되도록 하거나, 다수개의 서로 다른 파장을 갖는 광원을 구비하고 광원을 선택적으로 구동함으로써 필요에 따라 각각 다른 파장의 빛이 출사되도록 한다.

그리고, 광 디스크의 반사층은 각각 다른 파장에 대하여 투과율이 0이 되도록 하여, 즉 각각 다른 파장에 대하여 반사율이 1이 되도록 한다.

따라서, 광원에서 방출되는 빛의 파장에 따라 특정 기록층에서만 고반사(90%이상의 반사율)가 나타나고 그 외의 층에서는 반사율이 거의 0가 되도록 하여, 기록 재생하고자 하는 기록층의 반사율을 극대화하여 향상된 S/N비를 얻을 수 있다.

즉, 도 6에서 설명한 바와 같이 진폭은 큰 신호레벨을 얻을 수 있으며, 각 기록층에서 반사된 빛에 의한 노이즈를 최소화할 수 있다.

도 7은 본 발명에서 광 디스크의 기록층에 대한 각각의 파장에 따른 투과율 특성을 설명하는 도면이다.

각각의 반사층은 파장 λ1, λ2, λ3 중 임의의 한 파장에 대하여 하나의 반사층이 고반사율을 나타내고, 다른 반사층은 빛을 모두 투과되도록 하므로, 임의의 한 파장에 대해서는 멀티 레이어가 아닌 싱글 레이어인 것과 동일한 효과가 나타난다. 여기서, 고 반사율이라 함은 90% 이상의 반사율을 의미한다.

이때, 반사특성의 배열에 있어 짧은 파장에 대하여 고 반사율을 나타내는 반사층은 입사측, 즉 최상층에 배열하고, 하측으로 갈수록 점점 긴 파장에 대하여 고 반사율을 나타내는 반사층을 배열하는 것이 바람직하다. 이는 파장에 따라 변화하는 스폿경에 의한 기록 밀도의 변화, 민감도의 변화를 고려한 것이다. 다만, 가장 하측에 위치한 반사층의 경우 모든 파장의 빛에 대하여 고반사율을 갖도록 할 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이 반사층이 구비됨에 따라 동일 파장에 의하여 기록, 재생되는 레이어의 수가 하나 이상 구비될 수 있으며, 도 8에는 각각 다른 파장에 의해 기록, 재생되는 레이어를 그룹으로 묶어 표현하였다.

본 발명은 멀티 레이어 구조의 광 디스크에 있어 각 레이어별로 서로 다른 파장에 대하여 고반사율을 나타내는 반사층이 구비되도록 함으로써, 입사 파장의 변경에 의하여 반사율이 높은 임의의 레이어를 선택하여 기록, 재생한다.

따라서, 신호의 S/N비가 향상되고 인접 기록층에서 반사가 일어나지 않으므로 광학 노이즈를 줄일 수 있다.

그리고, 기록층을 설계함에 있어서 반사율을 고려하지 않고 투과율과 흡수율의 변화만을 고려하면 되므로 보다 용이한 설계가 가능하다.

도 1은 종래의 광 디스크의 멀티 레이어 구조와 작용를 설명하는 도면.

도 2는 기록층에 데이터가 기록된 경우와 미기록된 경우에 따라 흡수율 및 반사율에 차이를 설명하는 도면.

도 3은 데이터가 기록된 경우 및 미기록된 경우 광 디스크에서의 신호를 설명하는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 광 디스크 구조를 설명하는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 광 디스크 구조에서 기록층과 반사층이 구비되고 기록층의 기록 및 미기록 여부에 따른 반사 특성을 설명하는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 광 디스크 구조에서 재생 신호의 차이를 설명하는 도면.

도 7은 본 발명에서 광 디스크의 기록층에 대한 각각의 파장에 따른 투과율 특성을 설명하는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 광 디스크 구조의 다른 실시예를 설명하는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

11 ; 보호층 12 ; 기록층 13 ; 보호층

14 ; 스페이서 20 ; 커버 21 ; 보호층

22 ; 기록층 23 ; 반사층 24 ; 보호층

25 ; 스페이서 26 ; 보호층 27 ; 기록층

28 ; 반사층 29 ; 보호층 30 ; 스페이서

31 ; 보호층 32 ; 기록층 33 ; 반사층

34 ; 보호층

Claims

광원에서 방출된 광에 의해 정보가 기록 및/또는 재생되는 적어도 둘 이상의 기록층과,

상기 둘 이상의 기록층 중 적어도 하나 이상의 기록층의 하측에 위치하며 선택된 파장의 광에 대해서 90% 이상의 반사율을 갖는 반사층과,

상기 기록층을 보호하기 위한 보호층이 형성된 것을 특징으로 하는 광 디스크 구조.
제 1항에 있어서,

상기 반사층은 상측에 위치할수록 입사되는 광의 파장 중 짧은 파장의 광에 대하여 90% 이상의 반사율을 나타내는 것을 특징으로 하는 광 디스크 구조.