KR20070093882A - 데이터 재생 방법, 데이터 재생 장치, 광 디스크, 및데이터 기록/재생 장치 - Google Patents

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Abstract

광원, 상기 광원으로부터 상기 광 디스크로 방출되는 광을 집속시키는 대물 렌즈를 갖는 광학 시스템, 및 상기 광 디스크로부터 반사되는 광을 수광하는 광 검출기를 포함하는 광 헤드, 상기 광 검출기로부터 출력되는 신호로부터 RF 신호를 발생하는 신호 발생 회로, 상기 기록된 데이터가 회절 한계보다 작은 피치로 정렬된 기록 마크에 기록될 때, 상기 RF 신호의 위상 왜곡을 보정하는 위상 보정 회로, 상기 보정된 RF 신호로부터 클럭을 추출하는 클럭 추출 회로, 및 상기 클럭 추출 회로에 의해 추출된 클럭에 동기하여, 상기 RF 신호로부터 상기 기록된 데이터를 디코딩하는 디코딩 회로를 포함하는, PRML 검출 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치가 개시되어 있다.
광 디스크, 데이터 재생, 데이터 기록, PRML, 수퍼 해상도

Description

데이터 재생 방법, 데이터 재생 장치, 광 디스크, 및 데이터 기록/재생 장치{DATA REPRODUCTION METHOD, DATA REPRODUCTION APPARATUS, OPTICAL DISK, AND DATA RECORDING/REPRODUCTION APPARATUS}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디스크 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수퍼 해상도 광 디스크를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수퍼 해상도 광 디스크의 재생 전력과 CNR 간의 관계를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디스크의 미세 개구 영역과 미세 마스크 영역을 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디스크의 미세 마스크 영역의 효과를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수퍼 해상도 광 디스크의 반사광의 광 세기 분포와 재생 전력 간의 관계를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 이득에 대한 주파수 특성 및 위상에 대한 주파수 특성을 나타낸 보드선도.
도 8은 도 1에 도시된 디코더(이진 데이터 획득 회로)를 나타낸 개략도.
도 9는 도 8에 도시된 비대칭 FIR 필터를 나타낸 개략도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 설정 조건(1-5)을 나타낸 테이블.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 설정 조건(1)에 따른 반사광의 광 세기 분포를 나타낸 그래프.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 설정 조건(1)에 따른 비대칭 FIR 필터의 등화 계수를 나타낸 그래프.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 설정 조건(2)에 따른 반사광의 광 세기 분포를 나타낸 그래프.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 설정 조건(2)에 따른 비대칭 FIR 필터의 등화 계수를 나타낸 그래프.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 설정 조건(3)에 따른 반사광의 광 세기 분포를 나타낸 그래프.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 설정 조건(3)에 따른 비대칭 FIR 필터의 등화 계수를 나타낸 그래프.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 설정 조건(4)에 따른 비대칭 FIR 필터의 등화 계수를 나타낸 그래프.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 설정 조건(5)에 따른 반사광의 광 세기 분포를 나타낸 그래프.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 설정 조건(6)에 따른 비대칭 FIR 필터의 등화 계수를 나타낸 그래프.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디스크 장치에 광 디스크가 로드될 때 행해지는 동작을 나타낸 플로우차트.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 재생 동작을 나타낸 플로우차트.
도 22는 위상 왜곡이 보정되는 경우의 아이 패턴(eye pattern)을 나타낸 개략도.
도 23은 위상 왜곡이 보정되지 않는 경우의 아이 패턴을 나타낸 개략도.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 비트 에러율과 비대칭 FIR 필터의 관계를 나타낸 테이블.
도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디코더(이진 데이터 획득 회로)를 나타낸 개략도.
도 26은 도 25에 도시된 비대칭 FIR 필터를 나타낸 개략도.
도 27은 광 디스크가 수퍼-해상도 광 디스크가 아닌 경우에 도 26에 나타낸 비대칭 FIR 필터의 등화 계수를 나타낸 그래프.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 계수 계산 회로를 갖는 비대칭 FIR 필터를 나타낸 개략도.
도 29는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디코더(이진 데이터 획득 회로)를 나타낸 개략도.
도 30은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디코더(이진 데이터 획득 회로)를 나타낸 개략도.
도 31은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디코더(이진 데이터 획득 회로)를 나 타낸 개략도.
도 32는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디코더(이진 데이터 획득 회로)를 나타낸 개략도.
도 33은 본 발명의 일 실시예에 따른, 등화 계수에 관한 데이터가 저장되어 있는 영역을 나타낸 개략도.
도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른, 등화 계수에 관한 데이터가 저장되어 있는 영역을 나타낸 개략도.
도 35는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 디스크 장치를 나타낸 블록도.
도 36a 및 도 36b는 클럭 타이밍과 광 디스크로부터 반사된 광의 광 세기 간의 관계를 나타낸 개략도.
도 37은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디코더를 나타낸 블록도.
도 38은 비터비 디코더를 나타낸 블록도.
도 39는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 디스크 장치에서 사용되는 PR급 PR(1, 2, 2, 2, 1)에 대응하는 상태 천이도.
도 40은 도 39에 도시된 상태 천이도에 대응하는 트렐리스(Trellis) 다이어그램.
도 41은 경로 메모리를 나타낸 블록도.
도 42는 본 발명의 일 실시예에 따른 결정 피드백 유형 비터비 디코더를 나타낸 블록도.
도 43은 본 발명의 일 실시예에 따른 임시 판정 기능을 갖는 경로 메모리를 나타낸 블록도.
도 44는 본 발명의 일 실시예에 따른 임시 판정 결과를 획득하는 방법을 나타낸 개략도.
도 45는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 보상 메모리를 나타낸 블록도.
도 46a 내지 도 46c는 본 발명의 일 실시예에 따른 보상값 CV(n)을 결정하는 방법을 나타낸 테이블.
도 47a는 본 발명의 일 실시예에 따른 ADC로부터 출력된 신호의 아이 패턴(eye pattern)을 나타낸 개략도.
도 47b는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 FIR 필터로부터 출력된 신호의 아이 패턴을 나타낸 개략도.
도 48a는 결정 피드백 비트가 없는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 결정 피드백 유형 비터비 디코더로부터 출력된 신호의 아이 패턴을 나타낸 개략도.
도 48b는 결정 피드백 비트가 3 비트인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 결정 피드백 유형 비터비 디코더로부터 출력된 신호의 아이 패턴을 나타낸 개략도.
도 49는 본 발명의 예를 다른 비교예와 비교하기 위한 그래프를 나타낸 도면.
도 50은 최소 기록 마크 길이가 162 nm인 경우에 비선형 보정 비트 수와 비트 에러율 간의 관계를 나타낸 그래프.
도 51은 본 발명의 일 실시예에 따른 보상값 트레이닝 메카니즘을 나타낸 개략도.
도 52a 및 도 52b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디스크에서의 각각의 영역을 나타낸 개략도.
도 53은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산값을 포함하는 B(6)/보상값 저장 메모리(516)를 나타낸 테이블.
도 54는 본 발명의 일 실시예에 따른 비선형 성분 보정 신호 출력 메카니즘을 나타낸 블록도.
도 55는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디코더를 나타낸 블록도.
도 56은 본 발명의 실시예에 따라 단계적으로(step by step) 보상값 및 파형 등화 계수를 획득하기 위하여 단계적으로(stepwise) 보상값/파형 등화 계수 획득 동작을 도시하는 흐름도.
도 57은 본 발명의 실시예에 따라 광 디스크의 트레이닝(training) 영역을 설명하는 개략도.
도 58은 본 발명의 실시예에 따른 PLL 67을 도시하는 블록도.
도 59는 본 발명의 실시예에 따른 교차-상관 PLL 67b을 사용하는 디코더(1028e)를 도시하는 블록도.
도 60은 본 발명의 실시예에 따른 교차-상관 PLL 67b을 도시하는 블록도.
도 61은 본 발명의 실시예에 따른 교차-상관 위상 비교기를 도시하는 블록도.
도 62는 본 발명의 실시예에 따른 교차-상관을 계산하는 식.
도 63은 본 발명의 실시예에 따른 교차-상관 위상 비교기에 의한 동작을 도시하는 흐름도.
도 64는 본 발명의 실시예에 따른 교차-상관 PLL을 사용하는 디코더(1028e)의 변형예를 도시하는 블록도.
도 65는 본 발명의 실시예에 따른 비선형 성분 보정 신호 출력 메카니즘의 변형예를 도시하는 블록도.
도 66a 및 도 66b는 본 발명의 실시예에 따른 광 디스크의 변형예를 도시하는 개략도.
도 67a 내지 도 67e는 본 발명의 실시예에 따른 비트 에러률과 PR 특성 간의 상관을 도시하는 그래프.
본 발명은 데이터 재생 방법, 데이터 재생 장치, 광 디스크, 및 데이터 기록/재생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광 디스크에 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 방법, 데이터 재생 장치, 광 디스크, 및 데이터 기록/재생 장치에 관한 것이다.
디지털 기술 및 데이터 압축 기술의 진보와 함께, DVD(Digital Versatile Disc) 등의 광 디스크가 음악, 영화, 사진 및 컴퓨터 소프트웨어 등의 데이터를 기록하는 매체로서 더 많은 관심을 얻고 있다. 따라서, 광 디스크가 더 저렴하게 됨 에 따라, 광 디스크에 기록된 데이터를 재생하는 광 디스크 장치(정보 재생 장치)가 널리 사용되고 있다.
광 디스크 장치에서, 재생 목적의 광 빔(재생 광 빔)은 광 디스크로 집속되고, 그에 의해 광 디스크로부터 반사된 광에 기초하여 정보를 재생한다(예를 들어, 일본 공개 특허 출원 제2002-319137호 참조).
최근 수년 동안, 회절 한계보다 작은 피치를 갖는 기록 마크로부터의 데이터의 재생(이후부터, "수퍼 해상도 재생"이라고 함)을 가능하게 해주는 광 디스크(이후부터, "수퍼 해상도 광 디스크"라고 함)가 제안되었다(예를 들어, 일본 공개 특허 출원 제6-183152호, 제5-205314호, 제11-250493호, 및 제2001-250174호 참조). 수퍼-해상도 광 디스크는, 예를 들어, 광이 그에 집속될 때 광학 상수(예를 들어, 굴절율 실수부 n 및 굴절율 허수부 k)가 변하는 물질을 함유하는 층(이후부터, "수퍼-해상도층"이라고 함)을 갖는다.
따라서, 재생 광 빔이 수퍼-해상도층에 집속될 때, 광학 상수의 변화에 따라 재생 광 빔의 빔 스폿 내에 미세한 마스크 영역 또는 미세한 개구 영역이 형성되고, 그에 의해 데이터의 고해상도 재생을 달성한다.
그렇지만, 일본 공개 특허 출원 제2002-319137호에 개시된 광 디스크 장치를 사용하여 수퍼-해상도 광 디스크에 기록된 데이터를 재생하려고 시도하는 경우에, 반사된 광으로부터 획득된 RF 신호에 위상 왜곡이 일어나는 경향이 있다. 이것은 재생 에러가 빈번하게 발생하게 한다.
따라서, 일본 공개 특허 출원 제1996-221839호는 위상 보정을 수행하기 위해 슬라이서를 사용하는 재생 시스템에서 파형 등화기를 사용하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법에서, 자기-광학 디스크의 수퍼-해상도 재생으로 인한 재생 신호의 비대칭성이 정정될 수 있다.
그렇지만, 일본 공개 특허 출원 제1996-221839호에 개시된 방법이 작은 피치의 기록 마크를 디코딩하는 성능을 향상시키는 PRML(Partial Response Maximum Likelihood, 부분 응답 최대 우도) 방법을 사용하지 않기 때문에, 수퍼-해상도 재생이 사용되는 경우에도 고밀도를 달성하기 어렵다.
접선 방향 틸트(tangential tilt)로부터의 광학 수차가 보통의 광 디스크에 대해서도 재생 신호의 위상 왜곡을 야기할 수 있다. 따라서, 일본 공개 특허 출원 제2002-32919호는 위상 보정을 위해 PRML 방법에서 PR(Partial Response, 부분 응답) 필터를 사용하는 방법을 개시하고 있다.
보다 구체적으로는, 일본 공개 특허 출원 제2002-32919호는 미리 정해진 심볼간 간섭을 제공하는 PR(Partial Response) 필터로서 적응적 PR 필터를 사용하는 방법을 개시하고 있다.
이 적응적 PR 필터는 디지털 구성을 갖는 FIR 필터를 포함한다. 고정밀도의 파형 등화를 달성하기 위해, 재생 신호의 클럭 추출 이후에 클럭 타이밍으로 적응적 PR 필터에 재생 신호가 제공된다. 따라서, 예를 들어, 회전 불균일에 의해 영향을 받지 않고 위상 보정이 수행될 수 있다. 따라서, 파형 등화는 정확한 PR 특성으로 수행될 수 있다.
그렇지만, 자기-광학 디스크의 자화 전달(magnetic transfer) 또는 접선 방 향 틸트로 야기되는 빔 스폿의 비대칭성을 사용하는 수퍼-해상도 방법과 비교하여, 수퍼-해상도 재생은 상당한 위상 왜곡을 일으킨다. 따라서, 위상 보정의 기능을 달성하기 위해 적응적 신호가 사전에 추출된 클럭을 사용하기 어렵다.
게다가, 다른 측면으로부터, 최근에 계속하여, 디지털 기술의 진보 및 데이터 압축 기술의 개선에 따라 더 큰 데이터 용량을 갖는 광 디스크에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 수요를 충족시키는 방법에 있어서, 예를 들어, 데이터 재생에 사용되는 레이저 빔의 빔 스폿 직경을 감소시켜 광학 시스템의 해상도를 증가시키는 방법이 있다.
예를 들어, DVD(Digital Versatile Disc)보다 더 큰 데이터 용량을 갖는 광학 디스크(예를 들어, 블루-레이 디스크)로 데이터를 재생 및 기록하는 데 사용되는 광 디스크 장치에서, 데이터는, 예를 들어, 대략 390 nm - 420 nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 대략 0.70 - 0.90의 개구수를 갖는 대물 렌즈에 집속시키고 대략 0.48 ㎛의 빔 스폿 직경으로 광 디스크의 기록층 상에 레이저 빔을 포커싱함으로써 0.160 ㎛ - 0.138 ㎛ 보다 크지 않은 직경을 갖는 기록 마크로 판독 및 기록될 수 있다.
그렇지만, 광 디스크에 사용되는 폴리카보네이트 물질의 투명도 등의 인자들로 인해, 더 짧은 파장을 갖는 레이저 빔 또는 더 높은 개구수를 갖는 대물 렌즈를 제공하기가 더욱 어렵게 되고 있다. 따라서, 최근 수년 동안, 회절 한계보다 작은 피치를 갖는 기록 마크로부터 데이터의 재생(수퍼 해상도 재생)을 가능하게 해주는 광 디스크(수퍼 해상도 광 디스크)가 제안되어 왔다(예를 들어, 일본 공개 특허 출 원 제6-183152호(특허 문서 1), 제5-205314호(특허 문서 2), 제11-250493호(특허 문서 3), 및 제2001-250174호(특허 문서 4)를 참조할 것). 수퍼-해상도 광 디스크는, 예를 들어, 레이저 빔이 그에 집속될 때 광학 상수가 변하는 물질을 함유하는 수퍼-해상도층을 갖는다. 따라서, 데이터 재생을 위한 레이저 빔(재생 레이저 빔)이 수퍼-해상도층에 집속될 때, 광학 상수의 변화에 따라 재생 레이저 빔의 빔 스폿 내에 미세한 마스크 영역 또는 미세한 개구 영역이 형성되고, 그에 의해 데이터의 고해상도 재생을 달성한다.
그렇지만, 특허 문서 1 내지 4에 개시된 광 디스크 장치를 사용하여 수퍼-해상도 광 디스크에 기록된 데이터를 재생하려고 시도하는 경우에, 반사된 광으로부터 획득되는 RF 신호에 위상 왜곡이 일어나는 경향이 있다. 이것은 재생 에러가 빈번하게 일어나게 한다. 따라서, 특허 문서 1 내지 4에 개시된 광 디스크 장치에서 데이터 용량을 증가시키기가 어렵다.
최근에, 또한 PR(Partial Response) 방법을 사용하는 디지털 데이터 재생 장치를 갖는 광 디스크 장치의 광범위한 사용이 있다. 이러한 광 디스크 장치의 사용은, 디지털 데이터가 기록되는 광 디스크(기록 매체)의 기록 밀도의 증가에 따라, 이웃 비트의 간섭(심볼간 간섭)을 겪지 않고 단일 비트의 디지털 데이터를 판독하기가 점점 어려워지기 때문이다.
부분 응답 방법은 미리 정해진 선형 파형 간섭을 능동적으로 발생시킴으로써 등화 디코딩 프로세스 동안에 신호 특성의 열화를 방지하기 위해 사용된다. 최근에, 부분 응답 방법과 ML(Maximum Likelihood) 방법의 조합인 PRML 방법이 고정밀 도 신호 처리를 수행하기 위해 사용되었다.
그렇지만, 광 디스크로부터 데이터를 판독하는 판독 시스템은 광 회절을 사용하여 신호를 판독하는 원리로 인해 비선형 특성을 갖는다. 따라서, RF 신호는 판독 시스템의 비선형 특성으로 야기되는 비대칭 특성을 갖는다. 게다가, RF 신호는 또한 기록 패턴의 기록 마크의 위치의 변화로 인해 생성되는 비선형 성분을 포함하고 있다. 기록 마크의 위치의 이러한 변화는 데이터 기록 동작 동안의 온도 간섭에 의해 야기된다. RF 신호의 비대칭 특성 및 비선형 성분이 광 디스크에 데이터를 기록하는 밀도를 증가시키기 어렵게 만든다.
따라서, 비특허 문서 1("광 기록 매체에서의 적응적 부분 응답 최대 우도 검출(Adaptive Partial-Response Maximum-Likelihood Detection in Optical Recording Media)", Naoki Ide, ISOM2002)은 비선형 성분의 심볼간 간섭을 고려하는 것과 함께 비선형 보상 테이블을 사용하는 최대 우도 방법을 제안한다. 그렇지만, 비특허 문서 1에 기술된 방법에서 최대 우도 추정 비트 길이 및 비선형 보상 길이가 동일하기 때문에, 비선형 보상 길이가 광 디스크(기록 매체) 상의 빔 스폿의 길이에 대해 짧은 경우(즉, 고밀도 기록의 경우) 비선형 보상 효과가 제한된다. 상세하게는, 빔 스폿 직경이 증가되는 경우, 광학 시스템의 회절 한계보다 큰 밀도로 데이터가 기록되어 있는 고해상도 광 디스크로부터 데이터의 재생 동안에 또는 수차(예를 들어, 색수차, 비점수차)의 발생 동안에 비선형 보상 효과가 충분하지 않다.
따라서, 예를 들어, 특허 문서 5(일본 공개 특허 출원 제2004-326839호)에 개시된 바와 같이, 미리 정해진 비트 길이의 선형 심볼간 간섭을 예상하고 더 긴 비트 길이를 갖는 비선형 보상 테이블을 사용하여 비선형 보상 및 최대 우도 추정을 수행하는 방법이 있다. 그렇지만, 특허 문서 5에 개시된 방법에서는 비선형 보상 비트 길이와 동일한 범위로 최대 우도 추정이 수행되어야만 하기 때문에, 비선형 보상 범위가 증가함에 따라 회로 크기가 상당히 크게 된다. 이 방법으로 최대 우도 추정을 수행하기 위해, 비트 길이가 1 비트 증가될 때마다 상태 번호는 2배로 된다. 그에 따라, 회로 크기가 2배로 된다. 또한, 패턴 보상 비트의 수가 한번에 3비트 추가되는 경우, 회로 크기는 10배 이상으로 된다. 이것은 재생 장치를 비싸게 만든다.
게다가, 특허 문서 6(일본 공개 특허 출원 제2001-126394호)은, 이전의(과거의) 임시 판정 결과의 결과를 사용하여 회로 크기를 증가시키지 않고, 긴 범위 비트 스트링에 대해 비선형 보상을 수행하는 방법을 개시하고 있다. 그렇지만, 비선형 보상을 사용하는 것에 의한 기록 밀도의 증가는 작다(10% - 20%). 따라서, 이 방법은 데이터 용량의 상당한 증가를 달성하기에는 불충분하다.
또한, 또다른 태양으로부터, 부분 응답 방법을 이용하여, 사용되고 있는 재생 시스템의 특성과 매칭되는 부분 응답 특성을 선택함으로써 노이즈가 감소될 수 있고, 비트 에러률이 향상될 수 있다. 예컨대, 특허 문서 7(일본 등록 특허 제3696130)은, 원점(0)이 중심인 대칭 형상(예컨대, PR 특성이 5 비트로 표현될 수 있는 경우("a", "b", "c" 각각은 주어진 실수), PR(a, a), PR(a, b, a), PR(a, b, b, a), PR(a, b, c, b, a), PR(a, b, b, b, a), PR(a, a, b, a, a))을 갖는 부분 응답 특성을 갖는 신호 처리 장치를 개시한다. 그러나, 특허 문헌 7의 대칭 형상의 부분 응답 특성은, 특허 문서 1 - 4에 개시된 슈퍼 해상도 광 디스크에 비대칭 빔 스폿을 조사함으로써 판독된 아날로그 재생 신호의 특성과의 매칭과는 거리가 멀다. 이것은 재생 시스템의 특성과 부분 응답 특성 간의 불일치(inconsistency)(미스매치(mismatch)의 문제점을 낳는다. 이것은 비트 에러률의 증가를 초래한다.
본 발명은 종래 기술의 한계 및 단점에 의해 야기되는 문제점들 중 하나 이상을 실질적으로 제거하는 데이터 재생 방법, 데이터 재생 장치, 광 디스크, 및 데이터 기록/재생 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점이 이하의 설명에 기술되어 있으며, 부분적으로는 이 설명 및 첨부 도면으로부터 명백하게 되거나 설명에 제공된 개시 내용에 따라 본 발명을 실시하면 알 수 있다. 본 발명의 다른 특징 및 이점은 물론 목적은, 당업자라면 본 발명을 실시할 수 있을 정도로 상세하고 명백하며 간결하고 정확한 용어로 본 명세서에 상세히 기재되어 있는, 데이터 재생 방법, 데이터 재생 장치, 광 디스크, 및 데이터 기록/재생 장치에 의해 실현되고 달성된다.
이들 및 다른 이점을 달성하기 위해 또한 본 발명의 목적에 따르면, 본 명세서에 구현되고 광의적으로 기술된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 PRML 검출 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치를 제공하며, 이 데이터 재생 장치는, 광원, 상기 광원으로부터 상기 광 디스크로 방출되 는 광을 집속시키는 대물 렌즈를 갖는 광학 시스템, 및 상기 광 디스크로부터 반사되는 광을 수광하는 광 검출기를 포함하는 광 헤드, 상기 광 검출기로부터 출력되는 신호로부터 RF 신호를 발생하는 신호 발생 회로, 상기 기록된 데이터가 회절 한계보다 작은 피치로 정렬된 기록 마크에 기록될 때, 상기 RF 신호의 위상 왜곡을 보정하는 위상 보정 회로, 상기 보정된 RF 신호로부터 클럭을 추출하는 클럭 추출 회로, 및 상기 클럭 추출 회로에 의해 추출된 클럭에 동기하여, 상기 RF 신호로부터 상기 기록된 데이터를 디코딩하는 디코딩 회로를 포함한다.
게다가, 본 발명의 다른 실시예는 PRML 검출 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치를 사용하는 데이터 재생 방법을 제공하며, 이 데이터 재생 방법은, a) 상기 광 디스크로 광 빔을 방사하는 단계, b) 상기 광 디스크로부터 반사된 광을 수광하는 단계, c) 상기 수광된 광에 따라 RF 신호를 발생하는 단계, d) 상기 기록된 데이터가 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크에 기록될 때 상기 RF 신호의 위상 왜곡을 보정하는 단계, e) 상기 보정된 RF 신호로부터 클럭을 추출하는 단계, 및 f) 상기 단계 e)에서 추출된 상기 클럭에 동기하여 상기 RF 신호로부터 상기 기록된 데이터를 디코딩하는 단계를 포함한다.
게다가, 본 발명의 다른 실시예는 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크를 포함하는 기록 마크 영역, 및 상기 기록 마크에 기록된 데이터를 재생하기에 적합한 등화 계수 데이터를 포함하고 있는 제1 데이터 영역을 포함하는 광 디스크를 제공한다.
게다가, 본 발명의 다른 실시예는 PRML 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치를 제공하며, 광 디스크의 기록된 데이터는 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크에 기록되며, 이 데이터 재생 장치는, 광원, 상기 광원으로부터 상기 광 디스크로 방출되는 광을 집속하는 대물 렌즈를 갖는 광학 시스템, 및 상기 광 디스크로부터 반사된 광을 수광하는 광 검출기를 포함하는 광 헤드; 상기 광 검출기로부터 출력된 신호로부터 RF 신호를 발생하는 신호 발생 회로; 상기 RF 신호의 파형을 상기 PRML 방법의 미리 정해진 부분 응답 특성을 갖는 파형으로 등화하는 파형 등화기; 상기 기록 마크의 비트 패턴에 대응하는 복수의 보상값을 저장하는 패턴 보상 메모리; 상기 PRML 방법에 따라 복수의 상태에 대응하는 과거 판정 결과를 저장하는 경로 메모리; 및 상기 경로 메모리에 저장된 과거 판정 결과에 따른 상기 복수의 보상값 중 하나를 사용하여 상기 등화된 RF 신호의 가능성을 계산하는 브랜치 메트릭 계산기(branch metric calculator)를 포함한다.
게다가, 본 발명의 다른 실시예는 PRML 방법을 사용하여 데이터를 재생하는 데이터 재생 방법을 제공하며, 이 데이터 재생 방법은, a) 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크에 상기 데이터가 기록되어 있는 광 디스크로부터 RF 신호를 판독하는 단계, b) 상기 RF 신호의 파형을 상기 PRML 방법의 미리 정해진 부분 응답 특성을 갖는 파형으로 등화시키는 단계, c) 상기 등화된 RF 신호의 비트 패턴에 대응하는 보상값을 계산하는 단계, 및 d) 상기 PRML 방법에 따라 복수의 상태에 대응하는 과거 판정 결과에 따른 상기 보상값을 사용하여 상기 등화된 RF 신호의 가 능성을 계산하는 단계를 포함한다.
게다가, 본 발명의 다른 실시예는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 재생 장치에 사용되는 광 디스크를 제공하며, 이 광 디스크는 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크를 포함하고 있는 기록 마크 영역; 기록 밀도, 재생 전력, 선속도, 및 상기 광원의 파형 중 적어도 하나를 나타내는 제1 데이터를 포함하고 있는 제1 데이터 영역; 및 상기 RF 신호의 상기 비트 패턴의 파형 등화 에러량의 평균 및 상기 RF 신호의 상기 비트 패턴의 파형 등화 에러량의 분산값 중 적어도 하나를 나타내는 제2 데이터를 포함하고 있는 제2 데이터 영역을 포함한다.
게다가, 본 발명의 다른 실시예는 광 디스크에 대해 데이터를 기록 및 재생하는 데이터 기록/재생 장치를 제공하며, 이 데이터 기록/재생 장치는, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 재생 장치; 및 회절 한계보다 작은 피치로 정렬된 기록 마크를 갖는 광 디스크에 데이터를 기록하는 데이터 기록 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 목적 및 추가의 특징은 첨부 도면과 관련하여 이하의 상세한 설명을 읽어볼 때 그로부터 명백하게 될 것이다.
이하에서, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 기술한다.
[섹션 1]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디스크 장치(20)를 나타낸 개략도이다.
도 1에서, 광 디스크 장치(20)는, 예를 들어, 광 디스크(15)를 회전시키는 스핀들 모터(22), 광 픽업 장치(23), 광 픽업 장치(23)를 반경 방향으로 구동하는 탐색 모터(21), 레이저 제어 회로(24), 구동 제어 회로(26), 재생 신호 처리 회로(28), 버퍼 RAM(34), 버퍼 관리자(37), 인터페이스(38), 플래쉬 메모리(39), CPU(40), 및 RAM(41)을 포함한다. 유의할 점은 도 1에 나타낸 화살표가 대표적인 신호 및 데이터의 흐름을 나타낸 것이며 블록들 각각의 연결 관계 전체를 나타낸 것이 아니라는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디스크(15)는 수퍼-해상도 재생을 가능하게 해주는 수퍼-해상도 광 디스크이다. 광 디스크(15)는 투명 기판(154) 사이에 끼워져 있는 기록층(151), 반사층(152), 및 수퍼-해상도층(153)을 포함하는 구성을 갖는다. 기록층(151)은 그에 데이터를 기록하기 위한 것이다. 반사층(152)은 광 디스크(15)로 방사되는 레이저 빔을 반사하기 위한 것이다. 수퍼-해상도층(153)은 광학 상수(예를 들어, 반사율 실수부 n 및 반사율 허수부 k)가 온도에 따라 변하는 물질을 함유한다.
광 픽업 장치(23)는 레이저 빔을 광 디스크(15)로 방사하고 광 디스크(15)로부터 반사된 광을 수광하기 위한 것이다. 광 픽업 장치(23)는, 예를 들어, 광 디스크(15)에 대응하는 파장을 갖는 레이저 빔을 방사하기 위한 광원(231), 광원(231)으로부터의 레이저 빔을 광 디스크(15)로 집속시키고 광 디스크(15)로부터 반사된 광을 대물 렌즈(232-1)를 통해 미리 정해진 영역(들)으로 안내하는 대물 렌즈(232-1)를 포함하는 광학 시스템(232), 반사된 광을 수광하기 위한 미리 정해진 영역(들)에 배치된 광 검출 영역(들)(수광 영역(들))을 갖는 광 검출기(233), 및 대물 렌즈(232-1)의 구동의 미세 조정을 행하기 위한 구동 시스템(234)을 포함한 다. 광 검출기(233)의 각각의 수광 영역은 수광된 광량(수광량)에 대응하는 신호를 재생 신호 처리 회로(28)로 출력한다. 구동 시스템(234)은 촛점 방향으로 대물 렌즈(232-1)를 구동하는 포커싱 액츄에이터(도시 생략) 및 대물 렌즈(232-1)를 트래킹 방향으로 구동하는 트래킹 액츄에이터(도시 생략)를 포함한다. 일례로서, 광원(231)으로부터 방출되는 레이저 빔의 파장(이후부터, "광원 파장"이라고도 함)은 635nm이고, 대물 렌즈(232-1)의 개구수(NA)는 0.6이다. 이 예에서, 회절 한계는 대략 530nm(≒ 광원 파장/2 NA)이다.
도 3은, 광 픽업 장치(23)가 400 nm의 피치로 형성된 피트(피트 길이 = 200 nm)를 갖는 광 디스크(15)로부터 데이터를 재생하는 경우에, 캐리어/노이즈 비(carrier/noise ratio)(CNR)와 재생 전력(Pr) 간의 관계의 예를 나타낸 그래프이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 재생 전력(Pr)이 2mW 이상일 때 CNR은 30 dB를 넘으며, 따라서 수퍼-해상도 재생이 수행될 수 있음을 보여준다. 유의할 점은 수퍼-해상도 재생을 가능하게 해주는 재생 전력이 이후부터 "수퍼-해상도 재생 전력"이라고도 한다는 것이다.
수퍼-해상도 재생 전력을 갖는 레이저 빔이 광 디스크(15)에 집속될 때, 레이저 빔이 집속되는 영역에서 온도가 상승하고, 그에 의해 레이저 빔의 빔 스폿에 미세한 개구 영역 또는 미세한 마스크 영역(도 4의 (A) 및 (B)에 각각 도시되어 있음)을 형성한다. 미세한 개구 영역 및 미세한 마스크 영역 둘다는 레이저 빔의 빔 스폿의 이동 방향의 반대 방향으로 끌려가면서 형성되는 테일 부분(tail part)을 갖는다. 유의할 점은 미세한 개구 영역 또는 미세한 마스크 영역이 광 디스크(15) 의 수퍼-해상도층(153)에 형성되는지 여부가, 예를 들어, 수퍼-해상도층(153)의 물질 또는 광 디스크(15)의 층들의 구성에 의존한다는 것이다.
따라서, 미세한 개구 영역이 형성되는 경우에, 반사광의 양은 피트(들)가 미세한 개구 영역에 위치하고 있는지 여부에 따라 크게 변한다. 게다가, 미세한 마스크 영역이 형성되어 있는 경우에, 반사광의 양은 피트(들)가 미세한 마스크 영역에 의해 마스킹되어 있는지 여부에 따라 크게 변한다.
예를 들어, 도 5의 (A)에 나타낸 바와 같이, 미세한 마스크 영역이 형성되어 있는 경우에, 수퍼-해상도층의 광학 상수는 레이저 빔의 빔 스폿에 의해 가열된 영역에서 변하며, 그에 의해 (빔 스폿 이동 방향에 대해) 빔 스폿의 후방 부분에서 반사도를 감소시킨다. 따라서, 도 5의 (B)에 도시한 바와 같이, 수퍼-해상도층(153)(PL 표면)의 입사(들어오는)측의 표면에서의 광 세기 분포의 측면으로부터, PL 표면에 입사하는 광은 대칭 형상을 갖는 빔 스폿을 형성한다. 한편, PL 표면에서 반사되는 광은 비대칭 형상(상태)을 갖는 빔 스폿을 형성한다. 이것은 RF 신호의 위상 왜곡을 야기하는데, 그 이유는 기록층(151)에서의 데이터가 비대칭적으로 형성된 빔 스폿에 따라 판독되기 때문이다.
도 6은 재생 전력에 대한 반사광의 광 세기 분포의 의존성을 나타낸 예시적인 그래프이다. 이 그래프에 따르면, 재생 전력(Pr)이 수퍼-해상도 전력으로 상승되는 경우, 빔 스폿의 후방 부분이 마스킹되며 반사광의 광 세기 분포가 그의 후방 부분에서 감소되며, 따라서 그의 후방 부분에서 차단 영역을 갖는 반사광의 광 세기 분포를 나타낸다. 이 예에서, 도 6에 나타낸 벤치마크(원점)는 빔 스폿의 중심 위치를 나타낸다.
도 6에 나타낸 광 세기 분포에 푸리에 변환을 수행함으로써 획득된 광학 시스템(232)의 판독 시스템(광 디스크를 포함함)이 도 7의 보드선도 (A) 및 (B)에 나타내어져 있다. 재생 전력(Pr)이 2.5 mW인 경우, (도 7의 (A)에 나타낸 바와 같이) 이득이 고주파 영역에서 회절 한계를 넘게 유지되지만, (도 7의 (B)에 나타낸 바와 같이) 회절 한계보다 낮은 주파수에서 위상 왜곡이 일어난다. 이 위상 왜곡은 RF 신호의 위상 왜곡을 야기하며, RF 신호에 포함된 데이터의 디코딩에 역효과를 준다.
도 1로 돌아가서, 재생 신호 처리 회로(28)는, 예를 들어, 증폭기(28a), 서보 신호 발생 회로(28b), 워블 신호 발생 회로(28c), RF 신호 발생 회로(28d), 및 디코더(28e)를 포함한다.
증폭기(28a)는 광 픽업 장치(23)의 광 검출기(233)로부터의 복수의 광전 변환 신호를 전압 신호로 변환하고 이 신호를 미리 정해진 이득으로 증폭하기 위한 것이다.
서보 신호 발생 회로(28b)는 증폭기(28a)로부터 출력된 신호에 기초하여 서보 신호(포커스 에러 신호, 트래킹 에러 신호)를 발생하기 위한 것이다. 발생된 서보 신호는 구동 제어 회로(26)로 출력된다.
워블 신호 발생 회로(28c)는 증폭기(28a)로부터 출력된 신호에 기초하여 워블 신호를 발생하기 위한 것이다.
RF 신호 발생 회로(28d)는 증폭기(28a)로부터 출력된 신호에 기초하여 RF 신 호를 발생하기 위한 것이다.
디코더(28e)는 워블 신호로부터, 예를 들어, 어드레스 데이터 및 동기 신호를 추출하기 위한 것이다. 추출된 어드레스 데이터는 CPU(40)로 출력되고, 추출된 동기 신호는 구동 제어 회로(26)로 출력된다.
디코더(28e)는, 예를 들어, RF 신호에 디코딩 프로세스 및 에러 검출 프로세스를 수행한다. 디코더가 RF 신호에서 에러를 검출하는 경우, 디코더(28e)는 RF 신호에 대해 에러 정정 프로세스를 수행한다. 이어서, 처리된 RF 신호는 디코더(28e)로부터 재생 데이터로서 출력되고 버퍼 관리자(37)를 통해 버퍼 RAM(34)에 저장된다. 디코더(28e)는 RF 신호 발생 회로(28d)로부터 출력된 RF 신호로부터 이진 데이터를 획득하기 위한 이진 데이터 획득 회로로서 구성된다. 이 예에서, 이진 데이터 획득 회로(디코더)(28e)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 고역 통과 필터(HPF)(60), 등화 회로(61), AD 변환기(ADC)(62), 비대칭 FIR 필터(63)를 포함하는 위상 보정 회로(900), 보간기(64), 또하나의 등화 회로(65), 비터비 디코더(66), PLL(67), 및 스위치 회로(68)를 포함한다.
HPF(60)는 RF 신호 내의 저주파 노이즈를 제거하기 위한 것이다. HPF(60) 이후에 제공되는 등화 회로(61)는 광학 시스템(232)의 MTF(Modulation Transfer Function, 변조 전달 함수)의 감소에 의해 감쇠된 고역 통과 성분을 보강하고 심볼간 간섭을 감소시키기 위한 것이다. 유의할 점은 등화 회로(61)가 또한 ADC(62)에서의 AD 변환 동안에 엘리어싱 노이즈를 방지하기 위해 고주파 성분을 차단하기 위한 저역 통과 필터(LPF)로서 역할한다는 것이다.
등화 회로(61) 이후에 제공되는 ADC(62)는 등화 회로(61)로부터 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환(AD 변환)하기 위한 것이다. ADC(62) 이후에 제공되는 스위치 회로(68)는, CPU(49)로부터의 명령어에 따라, ADC(62)로부터의 디지털 신호의 출력을 비대칭 FIR 필터(63) 또는 보간기(64)로 전환하기 위한 것이다.
비대칭 FIR 필터(63)를 포함하는 위상 보정 회로(900)는 RF 신호의 위상 왜곡을 보정하기 위해 ADC(62)로부터 출력되는 디지털 신호에 대해 필터링 프로세스를 수행하기 위한 것이다. 비대칭 FIR 필터(63)를 포함하는 위상 보정 회로(900)의 구성에 대해 이하에 상세히 기술한다.
보간기(64)는 ADC(62)로부터 출력된 신호 또는 비대칭 FIR 필터(63)로부터 출력된 신호에 대해 보간 프로세스를 수행하기 위한 것이다, 즉 2개 이상의 이전의 또한 후속하는 타이밍의 (전후의) 샘플 값에 따라 클럭 타이밍의 샘플값을 보간하기 위한 것이다.
PLL(67)은 보간기(64)로부터 출력된 신호로부터 광 디스크(15)에 기록된 기록 신호의 클럭을 재생하고 클럭 타이밍을 보간기(64)에 지시하기 위한 것이다. 즉, 기록 클럭에 동기화하는 샘플링 동작은 보간기(64) 및 PLL(67)의 조합에 의해 수행된다. 이 예에서, 기록 클럭의 주기는 이후부터 "1T"라고 한다.
보간기(64) 이후에 제공되는 등화 회로(65)는, 신호가 원하는 PR(Partial Response, 부분 응답) 특성에 대응하는 응답 신호가 되도록, 보간기(64)로부터 출력되는 신호에 대해 파형 등화를 수행하기 위한 것이다. 원하는 PR 특성은, 예를 들어, (1, 2, 2, 2, 1)일 수 있다.
등화 회로(65) 이후에 제공되는 비터비 디코더(66)는 등화 회로(65)로부터 출력되는 신호에 대해 최대 우도(maximum likelihood)(비터비 디코딩 프로세스)를 사용하여 디코딩 프로세스를 수행하고 그에 의해 이진 데이터를 출력하기 위한 것이다. 즉, 이 예에서, PRML(Partial Response Maximum Likelihood, 부분 응답 최대 우도) 신호 처리 방법이 사용된다.
도 1로 돌아가서, 구동 제어 회로(26)는 대물 렌즈(232-1)의 위치의 편차를 보정하기 위해 재생 신호 처리 회로(28)로부터의 서보 신호에 따라 광 픽업 장치(23)의 구동 시스템(234)을 구동하기 위한 구동 신호를 발생한다. 그에 의해, 트래킹 제어 및 포커스 제어는 구동 신호에 따른다. 구동 제어 회로(26)는 또한 CPU(40)로부터의 명령어에 따라 탐색 모터(21)를 구동하기 위한 구동 신호 및 스핀들 모터(22)를 구동하기 위한 구동 신호를 발생한다. 구동 제어 회로(26)는 대응하는 구동 신호를 탐색 모터(21) 및 스핀들 모터(22)로 출력한다.
버퍼 RAM(34)은, 예를 들어, 광 디스크(15)로부터 재생된 데이터(재생 데이터)를 일시적으로 저장하기 위한 것이다. 버퍼 RAM(34)로의 데이터 입력 및 그로부터의 데이터 출력은 버퍼 관리자(37)에 의해 관리된다.
레이저 제어 회로(24)는 광 픽업 장치(23)에서 광원(231)의 방사 전력을 제어하기 위한 것이다.
인터페이스(38)는 상위 레벨 장치(90)(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터)에 대해 양방향 통신을 수행하기 위한 인터페이스이다. 인터페이스(38)는 ATAPI(AT Attachment Packet Interface), SCSI(Small Computer System Interface) 및 USB(Universal Serial Bus) 등의 표준 인터페이스를 포함한다.
플래쉬 메모리(39)는, 예를 들어, CPU(40)에 의해 판독가능한 코드로 기록되는 여러가지 프로그램, 광 픽업 장치(23)의 광원(231)의 광 방출 특성에 관한 데이터(광원 특성 데이터), 및 등화 계수에 관한 데이터(등화 계수 데이터)를 저장하기 위한 것이다.
CPU(40)는 플래쉬 메모리(39)에 저장된 프로그램(들)에 따라 상기한 장치들, 회로들, 및 부분들 각각의 동작(프로세스)을 제어하고 또 여러가지 데이터(예를 들어, 제어를 수행하기 위해 사용되는 데이터)를 RAM(41) 및 버퍼 RAM(34)에 저장하기 위한 것이다.
<위상 보정 회로의 비대칭 FIR 필터의 상세 설명>
그 다음에, 본 발명의 실시예에 따른 위상 보정 회로(900)를 포함하는 비대칭 FIR 필터(63)에 대해 상세히 기술한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 위상 보정 회로(900)의 예시적인 구성은, 예를 들어, 20개의 지연 회로(D1-D20), 21개 곱셈기(h1-h21)를 갖는 비대칭 FIR 필터(63), 계수 설정 회로(100), 및 가산기(102)를 포함한다. 즉, 비대칭 FIR 필터(63)는 21개 탭의 FIR 필터를 포함한다. 각각의 곱셈기(h1-h21)의 곱셈 계수(n;n=1-21)는 또한 "탭 계수"라고도 한다. 게다가, 각각의 곱셈기(h1-h21)의 곱셈 계수의 조합은 또한 "등화 계수"라고 한다. 편의상, 지연 장치 및 곱셈기의 일부가 도 9에서 생략되어 있다(도시되어 있지 않다). 유의할 점은 각각의 지연 장치의 지연 시간이 "1T"(기록 클럭의 단일 사이클)라는 것이다.
가산기(102)는 각각의 곱셈기(h1-h21)로부터 출력되는 신호들을 가산하고 가산된 신호를 보간기(64)로 출력하기 위한 것이다.
계수 설정 회로(100)는, 예를 들어, 광 디스크(15)의 수퍼-해상도층의 구성, 기록 밀도, 기록 전력, 재생 동안의 선속도, 및 광원(231)을 구동하기 위한 파형(이후부터, "계수 설정 조건"이라고도 함)에 기초하여 등화 계수를 설정하기 위한 것이다. 이 예에서, 각각의 계수 설정 조건에 대응하여 적당한 등화 계수가 사전에 획득되어, 등화 계수 데이터로서 플래쉬 메모리(39)에 저장된다. 따라서, 계수 설정 회로(100)는 플래쉬 메모리(39)로부터 계수 설정 조건에 대응하는 등화 계수를 추출하고 각각의 곱셈기(h1-h21)에 등화 계수를 설정한다.
이 예에서, 등화 계수를 획득하기 위해, 광 디스크(15)에 기록된 미리 정해진 피트 어레이가 재생되고, 목표 신호(이로부터 PLL(67)에서 기록 클럭이 신뢰성있게 획득될 수 있음)와 비대칭 FIR 필터(63)로부터 출력되는 신호 간의 차이가 최소 평균 제곱(least mean square, LMS) 알고리즘 또는 재귀 최소 제곱(recursive least squre, RLS) 알고리즘을 사용하여 획득된다. 비대칭 FIR 필터(63)의 목표 신호와 출력 신호 간의 차이의 최소값은 그 때의 계수 설정 조건에 대응하는 적당한 등화 계수로서 설정된다. 유의할 점은 계산의 수렴이, 비대칭 등화 계수값을 초기값으로서 사용함으로써, 가속화될 수 있다는 것이다.
그 다음에, 계수 설정 회로(100)에 의해 설정된 등화 계수의 예에 대해 설명한다. 이 예에서, 도 10에 도시한 바와 같이, 기록 매체 유형 "A", 재생 전력 "2.5 mW", 선속도 "4.30 m/s" 및 최단 피치 길이(또한 "최단 마크 길이"라고도 함) "0.193 ㎛"를 갖는 "계수 설정 조건 1", 기록 매체 유형 "A", 재생 전력 "2.1 mW", 선속도 "4.30 m/s" 및 최단 피치 길이 "0.193 ㎛"를 갖는 "계수 설정 조건 2", 및 기록 매체 유형 "B", 재생 전력 "2.7 mW", 선속도 "4.30 m/s" 및 최단 피치 길이 "0.193 ㎛"를 갖는 "계수 설정 조건 3", 기록 매체 유형 "B", 재생 전력 "2.7 mW", 선속도 "4.30 m/s" 및 최단 피치 길이 "0.130 ㎛"를 갖는 "계수 설정 조건 4", 및 기록 매체 유형 "A", 재생 전력 "2.7 mW", 선속도 "3.00 m/s" 및 최단 피치 길이 "0.193 ㎛"를 갖는 "계수 설정 조건 5"가 설정된다. 유의할 점은 유형 "A"의 기록 매체는 미세한 마스크 영역(들)이 형성되어 있는 수퍼-해상도 광 디스크이고, 유형 "B"의 기록 매체는 미세한 개구 영역(들)이 형성되어 있는 수퍼-해상도 광 디스크이다.
도 11은 "계수 설정 조건 1"이 선택되는 경우 PL 표면으로부터 반사된 광의 광 세기 분포를 나타낸 것이다. 도 11은 반사된 광의 빔 스폿의 후방 부분의 광 세기가 가열된 영역에 형성된 미세한 마스크 영역에 의해 감소되며, 따라서 비대칭 형상을 갖는 광 세기 분포를 나타냄을 보여준다. 도 12는 "계수 설정 조건 1"이 선택되는 경우의 등화 계수를 나타낸 것이다. 도 12는 탭 계수(이 예에서, k11)의 중심이 원점인 경우 등화 계수도 역시 비대칭 형상을 나타냄을 보여준다.
도 13은 "계수 설정 조건 2"가 선택되는 경우 PL 표면으로부터의 반사된 광의 광 세기 분포를 나타낸 것이다. 도 13은 미세한 마스크 영역의 크기(면적)이 감소되고 광 세기 분포의 형상이 대칭 형상에 가까와지는 것을 보여준다. 이것은 계수 조건 1의 재생 전력과 비교하여 재생 전력이 감소된 것으로 인한 것이다. 도 14는 "계수 설정 조건 2"가 선택되는 경우 등화 계수를 나타낸 것이다. 도 12에 나타낸 등화 계수와는 달리, 도 14는 재생 전력에 따라 등화 계수가 변경되는 것을 보여준다.
도 15는 "계수 설정 조건 3"이 선택되는 경우에 PL 표면으로부터의 반사된 광의 광 세기 분포를 나타낸 것이다. 도 15는 반사된 광의 빔 스폿의 후방 부분의 광 세기가 가열된 영역에 형성된 미세한 개구 영역에 의해 증가되며, 그에 의해 비대칭 형상을 갖는 광 세기 분포를 나타냄을 보여준다. 도 16은 "계수 설정 조건 3"이 선택되는 경우의 등화 계수를 나타낸 것이다. 도 12에 나타낸 등화 계수와는 달리, 도 16은 광 디스크(15)의 유형(수퍼 해상도층의 유형)에 따라 등화 계수가 변경되는 것을 보여준다.
도 17은 "계수 설정 조건 4"가 선택되는 경우의 등화 계수를 나타낸 것이다. 도 16에 나타낸 등화 계수와는 달리, 도 17은 최단 마크 길이(기록 밀도)에 따라 등화 계수가 변경됨을 보여준다. 유의할 점은 계수 설정 조건 4와 계수 설정 조건 3 사이의 유일한 차이점이 최단 마크 길이(기록 밀도)이고 계수 설정 조건 4의 광 세기 분포가 계수 설정 조건 3의 분포와 거의 동일하다는 것이다.
도 18은 "계수 설정 조건 5"가 선택되는 경우에 PL 표면으로부터의 반사된 광의 광 세기 분포를 나타낸 것이다. 계수 설정 조건 1의 광 세기 분포와 비교하여, 계수 설정 조건 5의 광 세기 분포는 반사된 광의 빔 스폿의 후방 부분의 광 세기가 가열된 영역에 형성된 미세한 마스크 영역에 의해 더 감소됨을 보여주는데, 그 이유는 수퍼-해상도층이 선속도의 감소로 인해 더 높은 온도로 가열되기 때문이 다. 도 19는 "계수 설정 조건 5"이 선택되는 경우의 등화 계수를 나타낸 것이다. 도 12에 도시한 등화 계수와는 달리, 도 19는 선속도에 따라 등화 계수가 변경됨을 보여준다.
그 다음에, 본 발명의 일 실시예에 따라 광 디스크(15)가 광 디스크 장치(20)에 로드(탑재)되는 동작에 대해 도 20을 참조하여 기술한다. 도 20에 나타낸 플로우차트는 CPU(40)에 의해 실행되는 일련의 프로세스를 갖는 알고리즘에 대응한다.
먼저, CPU(40)는 미리 정해진 선속도(또는 각속도)로 광 디스크(15)를 회전시키도록 구동 제어 회로(26)에 지시한다(단계 S401).
이어서, 광 디스크(15)에 기록되어 있는 디스크 데이터 및 계수 설정 조건이 판독된다(단계 S403).
이어서, 광 디스크(15)로부터 판독된 디스크 데이터에 기초하여 광 디스크(15)가 수퍼-해상도 광 디스크인지 여부가 판정된다(단계 S405). 이 예에서는, 광 디스크(15)가 수퍼-해상도 광 디스크이기 때문에 긍정으로 판정된다(단계 S405에서 '예').
이어서, 광 디스크 장치(20)에 로드된 광 디스크(15)가 수퍼-해상도 광 디스크임을 나타내기 위해 플래그 F에 값 "1"이 설정된다(단계 S407).
이어서, 판독된 계수 설정 조건, 디스크 데이터, 및 플래그 F의 값(플래그 값 데이터) 등의 여러가지 데이터가 RAM(41)에 저장된다(단계 S411).
이어서, 계수 설정 조건 및 플래그 값 데이터를 비롯한 저장된 데이터는 그 데이터를 필요로 하는 광 디스크 장치(20) 내의 대응하는 부분으로 전송(보고)된다(단계 S413). 광 디스크(15)를 광 디스크 장치(20)로 로드하는 동작은 단계(S413)가 실행된 후에 완료된다.
광 디스크(15)가 수퍼-해상도 광 디스크가 아닌 경우에, 단계(S405)에서 부정으로 판정되고(단계(S405)에서 '아니오'), 동작은 단계(S409)로 진행한다. 이어서, 광 디스크 장치(20)에 로드되는 광 디스크(15)가 수퍼-해상도 광 디스크가 아님을 나타내기 위해 값 "0"이 플래그 F에 설정된다(단계 S409). 이어서, 동작은 단계(S411)로 진행한다.
<재생 동작>
그 다음에, 상위 레벨 장치(90)가 광 디스크(15)의 데이터 재생을 요청하는 경우의 광 디스크 장치(20)의 동작(재생 동작)에 대해 도 21을 참조하여 기술한다. 도 21에 나타낸 플로우차트는 CPU(40)에 의해 실행되는 일련의 프로세스를 갖는 알고리즘에 대응한다.
먼저, CPU(40)는 데이터 재생을 요청하는 명령(재생 명령)이 상위 레벨 장치(90)로부터 광 디스크 장치(20) 내의 각각의 부분(예를 들어, 재생 신호 처리 회로(28), 레이저 제어 회로(24))으로 수신되었음을 보고한다(단계 S501). 그에 따라, 계수 설정 회로(100)는, 플래쉬 메모리(39)에 저장된 등화 계수 데이터 및 RAM(41)에 저장된 계수 설정 조건에 기초하여, 상기한 방식으로 등화 계수를 설정한다.
이어서, RAM(41)에 저장된 플래그 값 데이터가 판독된다(단계 S503). 이어 서, 플래그 데이터의 값이 "1"인지 여부가 판정된다(단계 S505). 이 예에서, 플래그 데이터의 값이 "1"이기 때문에, 긍정으로 판정된다(단계(S505)에서 '예').
이어서, ADC(62)로부터의 출력 신호가 비대칭 FIR 필터(63)에 입력되도록, CPU(40)가 ADC(62)의 신호 출력을 전환하도록 스위치 회로(68)에 지시한다(단계 S507).
이어서, 빔 스폿이 재생 명령에 포함된 지정된 주소에 대응하는 목표 위치의 근방에 위치될 수 있도록, CPU(40)가 구동 제어 회로(26)에 지시한다(단계 S511). 따라서, 구동 제어 회로(26)는 탐색 동작을 수행하기 위한 구동 신호를 발생한다. 탐색 동작이 완료된 후에, 동작은 단계(S513)로 진행한다. 탐색 동작이 불필요한 경우, 단계(S511)에서의 프로세스는 생략될 수 있다.
이어서, 재생 프로세스가 개시된다(단계 S513).
이어서, 재생 프로세스가 완료되었는지 여부가 판정된다(단계 S515). 재생 프로세스가 완료되지 않은 경우에, 부정으로 판정되고(단계(S515)에서 '아니오'), 미리 정해진 시간이 경과한 후에, 단계(S515)의 판정이 다시 수행된다. 재생 프로세스가 완료된 경우에, 긍정으로 판정되고, 그에 의해 재생 동작을 완료한다.
플래그 데이터의 값이 "0"인 경우, 부정으로 판정된다(단계(S505)에서 '아니오'). 이어서, CPU(40)는, ADC(62)로부터의 출력 신호가 보간기로 입력되도록, ADC(62)의 신호 출력을 전환하라고 스위치 회로(68)에 지시한다(단계 S509). 이어서, 재생 동작은 단계(S511)로 진행한다.
따라서, 광 디스크 장치(20)는 수퍼-해상도 광 디스크 및 종래의 광 디스크 (이 예에서, DVD) 둘다에 대해 재생 동작을 적응적으로 수행할 수 있다.
도 22는 상기한 재생 동작이 수행되는 경우에 비대칭 FIR 필터(63)를 통해 보간기(64)로 입력되는 신호의 아이 패턴(eye pattern)의 일례를 나타낸 것이다. 이 예에서, 아이는 열려 있으며, 그에 의해 기록 클럭이 PLL(67)에서 정확하게 추출될 수 있게 된다. 상세하게는, 아이(eye)는 최단 피트 길이에 대해서도 충분히 열려 있다. 따라서, 기록 클럭의 추출이 용이하게 수행될 수 있다. 도 23은, 비대칭 FIR 필터(63)의 개입이 없이, 보간기(64)에 입력되는 신호의 아이 패턴의 비교예를 나타낸 것이다. 이 비교예에서, 아이(eye)는 열려있지 않으며, 그에 의해 기록 클럭을 추출하는 것이 어렵게 된다. 상세하게는, 아이가 열려 있지 않기 때문에, 기록 클럭은 최단 피트 길이에 대해 추출될 수 없다. 환언하면, RF 신호의 위상 왜곡이 비대칭 FIR 필터(63)에 의해 보정된다.
도 24는 193 nm의 피트 길이로 데이터가 기록되어 있는 광 디스크(15)에 대해 재생 동작이 수행되는 경우의 비트 에러율을 나타낸 테이블이다. 여기서, 재생 동작의 조건은 재생 전력(Pr) 2.5 mW 및 (기록 동안의) 선속도 2.5 m/s이다. 이 예에서 사용되는 비대칭 FIR 필터(63)의 등화 계수는 도 12에 도시된 각각의 탭 계수이다. 비대칭 FIR 필터(63)의 개입 없이 수행되는 재생 동작은 대략 0.5의 비트 에러율을 나타낸다. 따라서, 비대칭 FIR 필터(63)의 개입 없이는 데이터가 디코딩될 수 없다. 한편, 비대칭 FIR 필터(63)의 개입이 있는 상태에서 수행되는 재생 동작은 대략 0.0020의 상당히 감소된 비트 에러율을 나타낸다. 그에 따라, 데이터가 만족스럽게 디코딩될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 광 디스크 장치(20)에서, RPF 신호는 HPF(60)에서 제거되는 저주파 노이즈를 갖는다. 이어서, 등화 회로(61)는 RF 신호의 심볼간 간섭을 감소시킨다. 이어서, ADC(62)는 RF 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이어서, ADC(63)는, 광 디스크 장치(20)에 로드(탑재)되는 광 디스크(15)가 수퍼-해상도 광 디스크인 경우, 디지털 신호를 비대칭 FIR 필터(63)로 출력한다. 플래쉬 메모리(39)로부터 광 디스크(15)의 계수 설정 조건에 대응하는 등화 계수를 획득하고 곱셈기(h1-h21) 각각에 등화 계수를 설정함으로써, 비대칭 FIR 필터(63)는 RF 신호의 위상 왜곡을 보정한다. 비대칭 FIR 필터(63)의 출력 신호는 보간기(64)를 통해 PLL(67)로 전송된다. RF 신호의 위상 왜곡이 비대칭 FIR 필터(63)에 의해 보정되기 때문에, 기록 클럭이 RF 신호로부터 정확하게 추출될 수 있다. 따라서, 보간기(64)는 기록 클럭과 동기하여 정확하게 샘플링을 수행한다. 보간기(64)의 출력 신호는 등화 회로(65) 및 비터비 디코더(66)에 의해 PRML 신호 처리 방법으로 디코딩된다. 그에 의해, 회절 한계보다 작은 피치를 갖는 기록 마크로 형성된 광 디스크에 기록된 데이터가 정확하게 재생될 수 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이진 데이터 획득 회로(800)는, ADC(62)의 출력 디지털 신호가 비대칭 FIR 필터(63)에 입력되도록, 스위치 회로(68) 없이 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상 보정 회로(900)(도 26 참조)에서, 등화 계수를 변경하도록 계수 설정 회로(100)에 지시하기 위해 계수 변경 회로(104)가 비대칭 FIR 필터(63)에 제공될 수 있다. 광 디스크(15)가 수퍼-해상도 광 디스크가 아닌 경우에, 계수 변경 회로(104)는, 원점이 탭 계수의 중심(이 경우에, k11)인 경우에 등화 계수가 복수의 대칭 탭 계수를 갖게 구성되도록, 계수 설정 회로(100)에 지시한다. 이 경우에, 계수 변경 회로(104)는, 등화 계수를 비대칭 FIR 필터(63)가 심볼간 간섭을 감소 또는 조정하기 위한 FIR 필터로서 역할할 수 있게 해주는 값으로 설정하도록, 계수 설정 회로(100)에 지시할 수 있다(도 27 참조). 게다가, 광 디스크(15)가 수퍼-해상도 광 디스크가 아닌 경우에, 계수 변경 회로(104)는 주어진 곱셈기의 탭 계수를 "1"로 설정하고 다른 나머지 곱셈기의 탭 계수들을 "0"으로 설정하도록 계수 설정 회로(100)에 지시할 수 있으며, 그에 따라 비대칭 FIR 필터(63)가 취소(무효화)된다.
게다가, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 광 디스크(15)가 광 디스크(15)의 워블 데이터를 포함하는 영역을 갖는 경우(도 33 참조), 또는 광 디스크가 광 디스크(15)의 내주부에 등화 계수 데이터를 포함하는 TOC(Table OF Contents)를 갖는 경우(도 34 참조), 상기한 단계(S403)에서, CPU(40)는 광 디스크(15)로부터, 예를 들어, 워블 데이터 또는 등화 계수 데이터를 판독하여 이 판독된 데이터를 RAM(41)에 저장할 수 있다. 따라서, 상위 레벨 장치(90)로부터의 재생 요청 명령이 수신되는 경우, 계수 설정 회로(100)는 RAM(41)에 저장된 계수 설정 조건 및 등화 계수 데이터에 기초하여 등화 계수를 설정할 수 있다.
이 경우에, 위상 보정 회로(900)(도 28 참조)에 도시한 바와 같이, 광 디스크(15)에 기록된 등화 계수 데이터에 기초한 재생 명령에 응답하여 계수 설정 회로(100)에 의해 설정될 등화 계수를 계산하기 위해, 계수 계산 회로(106)가 비대칭 FIR 필터(63)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 광 디스크(15)에 기록되어 있는 등화 계수 데이터가 4배속 재생에 대응하는 데이터이고 재생 명령이 16배속 재생을 요청하는 상황에서, 계수 계산 회로(106)는 광 디스크(15)에 기록된 등화 계수 데이터에 기초하여 16배속 재생을 달성하기 위해 등화 계수를 계산한다. 계수 계산 회로(106)에 의해 계산된 등화 계수는, 계산된 등화 계수가 나중에 다시 사용될 수 있도록, RAM(41)에 또는 광 디스크(15) 내의 미리 정해진 영역에 기록될 수 있다. 게다가, 계수 계산 회로(106)는 비대칭 등화 계수를, 계산의 수렴을 가속화시키기 위한 초기값으로서 사용할 수 있다.
본 발명의 상기한 실시예에 따른 비대칭 FIR 필터(63)가 21개 탭을 포함하는 FIR 필터이지만, 비대칭 FIR 필터(63)는 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 비대칭 FIR 필터(63)는 5개 탭을 갖는 FIR 필터일 수 있다. 게다가, 비대칭 FIR 필터(63)의 탭의 수는 홀수로 제한되지 않으며 짝수일 수도 있다.
본 발명의 상기한 실시예에 따르면 등화 회로(61)가 선형 회로인 경우에 HPF(60)가 선형 회로이기 때문에, HPF(60) 및 등화 회로(61)의 배열의 순서가 바뀔 수 있다.
이진 데이터 획득 회로(800)가 도 29에 도시된 구성을 갖는 경우에, ADC는 기록 클럭에 동기하여 샘플링 동작을 수행할 수 있다. 이 경우에, PLL(67)에 의해 추출된 기록 클럭이 ADC(62)로 전송된다. 따라서, 이 구성에서, 보간기(64)는 이진 데이터 획득 회로(800)에 제공되지 않는다.
게다가, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭 FIR 필터(63)는 아날로그 회로로서 구성될 수 있다. 이 경우에, 도 30에 도시한 바와 같이, ADC는 보간기(64) 이전에(즉, 비대칭 FIR 필터(63) 이후에) 제공된다.
도 31에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이진 데이터 획득 회로(800)는 ADC(62)의 출력 신호가 보간기(64)에 직접 입력될 수 있고 또 비대칭 FIR 필터(63)의 출력 신호만이 PLL(67)에 입력될 수 있게 해주는 구성을 가질 수 있다. 이 구성에서, RF 신호를 디코딩하기 위한 종래의 회로가 사용될 수 있다.
게다가, 수퍼-해상도 재생(이 예에서, 재생 전력 2.5 mW를 갖는 재생 동작) 동안에 RF 신호의 위상 왜곡에 대해 반대 위상 특성을 갖는 위상 보상 아날로그 필터(73)는 비대칭 FIR 필터(63)의 대안으로서 사용될 수 있으며(도 32 참조), 그에 의해 RF 신호의 위상 왜곡을 제거한다. 이 경우에, ADC(62)는 보간기(64) 이전에 제공된다.
본 발명의 상기한 실시예에 따른 광 디스크 장치(20)가 광 디스크로부터 데이터를 재생하는 기능만 갖는 것으로 도시되어 있지만, 광 디스크 장치(20)가 광 디스크로부터 데이터를 재생하는 기능을 갖는 한, 데이터 기록 기능, 데이터 소거 기능, 및/또는 데이터 재생 기능을 갖는 다른 광 디스크 장치(20)도 역시 사용될 수 있다.
본 발명의 상기한 실시예에 따른 광 픽업 장치(23)가 단일의 광원(231)을 갖는 것으로 기술되어 있지만, 광 픽업 장치(23)는, 예를 들어, 서로 다른 파장을 갖는 레이저 빔을 방사하는 복수의 광원을 가질 수 있다.
[섹션 2]
도 35는 본 발명의 실시예에 따른 광 디스크 장치(1020)를 나타낸 개략도이 다. 유의할 점은, 본 발명의 이하의 실시예들의 도면 전체에 걸쳐, 섹션 1에서 상기한 본 발명의 실시예들에서와 같이, 유사한 구성요소는 유사한 참조 번호로 표시되어 있으며, 더 설명하지 않는다는 것이다.
도 35에서, 광 디스크 장치(1020)는, 예를 들어, 광 디스크(1015)를 회전시키는 스핀들 모터(1022), 광 픽업 장치(1023), 광 픽업 장치(1023)를 반경 방향으로 구동하는 탐색 모터(1021), 레이저 제어 회로(1024), 구동 제어 회로(1026), 재생 신호 처리 회로(1028), 버퍼 RAM(1034), 버퍼 관리자(1037), 인터페이스(1038), 플래쉬 메모리(1039), CPU(1040), 및 RAM(1041)을 포함한다. 유의할 점은 도 35에 나타낸 화살표가 대표적인 신호 및 데이터의 흐름을 나타낸 것이며 블록들 각각의 연결 관계 전체를 나타낸 것이 아니라는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디스크(1015)는 수퍼-해상도 재생을 가능하게 해주는 수퍼-해상도 광 디스크이다. 광 디스크(1015)는 도 2의 광 디스크(15)와 거의 동일한 구성을 갖는다. 광 디스크(1015)의 구성은 투명 기판(154) 사이에 끼워져 있는 기록층(151), 반사층(152), 및 수퍼-해상도층(153)을 포함한다. 기록층(151)은 그에 데이터를 기록하기 위한 것이다. 반사층(152)은 광 디스크(15)로 방사되는 레이저 빔을 반사하기 위한 것이다. 수퍼-해상도층(153)은 광학 상수가 온도에 따라 변하는 물질을 함유한다.
광 픽업 장치(1023)는 레이저 빔(23a)(도 23a 참조)을 광 디스크(1015)로 방사하고 광 디스크(1015)로부터 반사된 광을 수광하기 위한 것이다. 광 픽업 장치(1023)는, 예를 들어, 광 디스크(1015)에 대응하는 파장을 갖는 레이저 빔을 방사하기 위한 광원(1231), 광원(1231)으로부터의 레이저 빔(23a)을 광 디스크(1015) 로 집속시키고 광 디스크(1015)로부터 반사된 광을 대물 렌즈(1232-1)를 통해 미리 정해진 영역(들)으로 안내하는 대물 렌즈(1232-1)를 포함하는 광학 시스템(1232), 반사된 광을 수광하기 위한 미리 정해진 영역(들)에 배치된 광 검출 영역(들)(수광 영역(들))을 갖는 광 검출기(1233), 및 대물 렌즈(1232-1)의 구동의 미세 조정을 행하기 위한 구동 시스템(1234)을 포함한다. 광 검출기(1233)의 각각의 수광 영역은 수광된 광량(수광량)에 대응하는 신호를 재생 신호 처리 회로(1028)로 출력한다. 구동 시스템(1234)은 촛점 방향으로 대물 렌즈(1232-1)를 구동하는 포커싱 액츄에이터(도시 생략) 및 대물 렌즈(1232-1)를 트래킹 방향으로 구동하는 트래킹 액츄에이터(도시 생략)를 포함한다. 일례로서, 광원(1231)으로부터 방출되는 레이저 빔의 파장(이후부터, "광원 파장"이라고도 함)은 635nm이고, 대물 렌즈(1232-1)의 개구수(NA)는 0.6이다. 이 예에서, 회절 한계는 대략 530nm(≒ 레이저 빔 파장/2 NA)이다.
도 3은, 광 픽업 장치(1023)가 400 nm의 피치로 형성된 기록 마크(피트)(기록 마크 길이 = 200 nm)를 갖는 광 디스크(1015)로부터 데이터를 재생하는 경우에, 캐리어/노이즈 비(carrier/noise ratio)(CNR)와 재생 전력(Pr) 간의 관계의 예를 나타낸 그래프이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 재생 전력(Pr)이 2mW 이상일 때 CNR은 30 dB를 넘으며, 따라서 수퍼-해상도 재생이 수행될 수 있음을 보여준다. 유의할 점은 수퍼-해상도 재생을 가능하게 해주는 재생 전력이 이후부터 "수퍼-해상도 재생 전력"이라고도 한다는 것이다.
수퍼-해상도 재생 전력을 갖는 레이저 빔이 광 디스크(1015)에 집속될 때, 레이저 빔이 집속되는 영역에서 온도가 상승하고, 그에 의해 레이저 빔의 빔 스폿(BS)에 미세한 개구 영역(HA) 또는 미세한 마스크 영역(MA)(도 4의 (A) 및 (B)에 각각 도시되어 있음)을 형성한다. 미세한 개구 영역(HA) 및 미세한 마스크 영역(MA) 둘다는 레이저 빔의 빔 스폿(BS)의 이동 방향의 반대 방향으로 끌려가면서 형성되는 테일 부분(tail part)을 갖는다. 유의할 점은 도 4에 도시된 검은 점이 광 디스크(1015)에 형성된 기록 마크(피트)를 나타낸다는 것이다. 게다가, 유의할 점은 미세한 개구 영역(HA) 또는 미세한 마스크 영역(MA)이 광 디스크(1015)의 수퍼-해상도층(153)에 형성되는지 여부가, 예를 들어, 수퍼-해상도층(153)의 물질 또는 광 디스크(1015)의 층들의 구성에 의존한다는 것이다.
따라서, 미세한 개구 영역(HA)이 형성되는 경우에, 반사광의 양은 기록 마크(들)가 미세한 개구 영역(HA)에 위치하고 있는지 여부에 따라 크게 변한다. 게다가, 미세한 마스크 영역(MA)이 형성되어 있는 경우에, 반사광의 양은 기록 마크(들)가 미세한 마스크 영역(MA)에 의해 마스킹되어 있는지 여부에 따라 크게 변한다.
예를 들어, 도 5의 (A)에 나타낸 바와 같이, 미세한 마스크 영역(MA)이 형성되어 있는 경우에, 수퍼-해상도층(153)의 광학 상수는 그의 광축으로서 AX를 갖는 레이저 빔(23a)의 방사에 의해 가열된 영역에서 변한다. 이 결과, 레이저 빔(23a)의 빔 스폿의 후방 부분에 마스크 영역(MA)이 형성되고 또 (빔 스폿 이동 방향에 대해) 빔 스폿의 후방 부분에서 반사층(152)으로부터의 반사도가 감소된다. 따라서, 도 5의 (B)에 도시한 바와 같이, 수퍼-해상도층(153)(PL 표면)의 입사(들어오 는)측의 표면에서의 광 세기 분포의 측면으로부터, PL 표면에 입사하는 광은 대칭 형상을 갖는 빔 스폿을 형성한다. 한편, PL 표면에서 반사되는 광은 비대칭 형상(상태)을 갖는 빔 스폿을 형성한다. 이것은 RF 신호의 위상 왜곡을 야기하는데, 그 이유는 기록층(151)에서의 데이터가 비대칭적으로 형성된 빔 스폿에 따라 판독되기 때문이다.
도 6에 나타낸 상기한 그래프(재생 전력에 대한 반사광의 광 세기 분포의 의존성을 나타낸 그래프)에 따르면, 재생 전력(Pr)이 수퍼-해상도 전력으로 상승되는 경우, 빔 스폿의 후방 부분이 마스킹되며 반사광의 광 세기 분포가 그의 후방 부분에서 감소되며, 따라서 그의 후방 부분에서 차단 영역을 갖는 반사광의 광 세기 분포를 나타낸다. 이 예에서, 도 6에 나타낸 벤치마크(원점)는 빔 스폿의 중심 위치를 나타낸다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 레이저 빔의 파장이 감소되는 경우 또는 대물 렌즈의 개구수(NA)가 감소되는 경우에 광 디스크의 기록층 상에 형성된 빔 스폿과 비교하여, 수퍼-해상도 광 디스크(1015)의 기록층(151) 상에 형성된 빔 스폿의 형상은 광 세기 분포의 선두 부분에서 더 예리한 반면 가장자리 부분의 폭은 변하지 않은 채로 있는 특징을 갖는다.
따라서, 레이저 빔의 파장을 감소시키거나 대물 렌즈의 개구수(NA)를 증가시킴으로써 빔 스폿의 스폿 직경을 감소시키는 경우와 비교하여, 기록 밀도가 수퍼-해상도 광 디스크에 대해 증가되는 경우, 레이저 빔의 빔 스폿의 가장자리 부분의 폭으로 인해 넓은 영역에서의 심볼간 간섭이 일어날 가능성이 더 많다. 도 36a는 보통 기록 밀도를 갖는 광 디스크(예를 들어, DVD)에 기록되는 데이터를 재생하기 위한 클럭 타이밍과 광 디스크로부터 반사되는 광의 광 세기 간의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 36b는 보통 기록 밀도보다 2배 더 큰 기록 밀도로 광 디스크에 기록된 데이터를 재생하기 위한 클럭 타이밍과 그 광 디스크로부터 반사되는 광의 광 세기 간의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 36c는 레이저 빔이 높은 NA를 갖는 대물 렌즈에 집속되는 경우 또는 데이터가 짧은 파장 레이저 빔으로 재생되는 경우에 보통 기록 밀도보다 2배 더 큰 기록 밀도로 광 디스크에 기록된 데이터를 재생하기 위한 클럭 타이밍과 그 광 디스크로부터 반사된 광의 광 세기 간의 관계를 나타낸 그래프이다.
보통 기록 밀도로 기록된 데이터를 재생하는 경우에, 빔 스폿의 심볼간 간섭을 갖는 영역의 범위(이후부터, "심볼간 간섭 영역"이라고도 함)(PA)는 대략 3 클럭과 동등하다(도 36a 참조). 보통 기록 밀도보다 2배 더 큰 기록 밀도로 기록된 데이터를 재생하는 경우에, 심볼간 간섭 영역(PA)의 범위는 대략 5 클럭과 동등하다(도 36b 참조). 레이저 빔이 높은 NA 대물렌즈에 집속되는 경우 또는 짧은 파장을 갖는 레이저 빔이 사용되는 경우 보통 기록 밀도보다 2배 더 큰 기록 밀도로 기록된 데이터를 재생하는 경우에, 심볼간 간섭 영역(PA)의 범위는 대략 3 클럭과 동등하다(도 36c 참조). 따라서, 예를 들어, 보통 기록 밀도보다 2배 더 큰 기록 밀도로 수퍼-해상도 광 디스크에 기록된 데이터를 재생하는 경우에, 심볼간 간섭 영역(PA)은 도 36c에 도시된 경우에 비해 길다. 따라서, 심볼간 간섭은 오랜 기간(범위) 동안 방지되어야 한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 빔 스폿의 가장자리 부분의 폭이 수퍼-해상도 광 디스크에 데이터를 기록하기 위해 변하지 않기 때문에, 레이저 빔의 빔 스롯의 크기가 쉽게 감소될 수 없다. 따라서, 고밀도로 수퍼-해상도 광 디스크에 데이터를 기록함에 있어서, 광 디스크의 기록층에 고정밀도 기록 마크를 형성하기가 어렵다. 게다가, 예를 들어, 이웃하는 또는 인접하는 기록 마크의 열 간섭으로 인해 기록 에러가 일어날 수 있다. 이 기록 에러는 비선형 심볼간 간섭을 일으키며 재생 신호에 악영향을 미친다.
게다가, 피트 부분 및 빈공간 부분을 포함하는 피트 패턴을 갖는 재생 전용의 수퍼-해상도 광 디스크(재생 수퍼-해상도 광 디스크)에서, 피트 부분과 빈공간 부분의 열 용량은 구조적 차이로 인해 서로 다르며, 수퍼-해상도층(153)의 열 분포는 빔 스폿이 형성되는 피트 패턴에 따라 변한다. 따라서, 빔 스폿의 형상은 광 디스크의 피트 패턴에 대응하여 변한다. 이것은 비선형 심볼간 간섭을 가져오고 재생 신호에 악영향을 미친다.
따라서, 높은 기록 밀도로 수퍼-해상도 광 디스크에 기록된 데이터를 재생하기 위해, 오랜 기간 동안 비선형 심볼간 간섭을 방지하는 것이 요망된다.
도 35로 돌아가서, 재생 신호 처리 회로(1028)는, 예를 들어, 증폭기(1028a), 서보 신호 발생 회로(1028b), 워블 신호 발생 회로(1028c), RF 신호 발생 회로(1028d), 및 디코더(1028e)를 포함한다.
증폭기(1028a)는 광 픽업 장치(1023)의 광 검출기(1233)로부터의 복수의 광전 변환 신호를 전압 신호로 변환하고 이 신호를 미리 정해진 이득으로 증폭하기 위한 것이다.
서보 신호 발생 회로(1028b)는 증폭기(1028a)로부터 출력된 신호에 기초하여 서보 신호(포커스 에러 신호, 트래킹 에러 신호)를 발생하기 위한 것이다. 발생된 서보 신호는 구동 제어 회로(1026)로 출력된다.
워블 신호 발생 회로(1028c)는 증폭기(1028a)로부터 출력된 신호에 기초하여 워블 신호를 발생하기 위한 것이다.
RF 신호 발생 회로(1028d)는 증폭기(1028a)로부터 출력된 신호에 기초하여 RF 신호를 발생하기 위한 것이다.
디코더(1028e)는 워블 신호로부터, 예를 들어, 어드레스 데이터 및 동기 신호를 추출하기 위한 것이다. 추출된 어드레스 데이터는 CPU(1040)로 출력되고, 추출된 동기 신호는 구동 제어 회로(1026)로 출력된다.
디코더(1028e)는, 예를 들어, RF 신호에 디코딩 프로세스 및 에러 검출 프로세스를 수행한다. 디코더가 RF 신호에서 에러를 검출하는 경우, 디코더(1028e)는 RF 신호에 대해 에러 정정 프로세스를 수행한다. 이어서, 처리된 RF 신호는 디코더(1028e)로부터 재생 데이터로서 출력되고 버퍼 관리자(1037)를 통해 버퍼 RAM(1034)에 저장된다.
도 37은 본 발명의 일 실시예에 따른 디코더(1028e)를 나타낸 블록도이다. 도 37에 나타낸 바와 같이, 디코더(1028e)는 고역 통과 필터(HPF)(1060), 등화 회로(1061), AD 변환기(ADC)(1062), 비대칭 FIR 필터(1063), 보간기(1064), 또하나의 등화 회로(1065), 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066), 및 PLL(1067)을 포함한 다.
HPF(1060)는 RF 신호 내의 저주파 노이즈를 제거하기 위한 것이다. HPF(1060) 이후에 제공되는 등화 회로(1061)는 광학 시스템(1232)의 MTF(Modulation Transfer Function, 변조 전달 함수)의 감소에 의해 감쇠된 RF 신호의 고역 통과 성분을 보강하고 심볼간 간섭을 감소시키기 위한 것이다. 유의할 점은 등화 회로(1061)가 또한 ADC(1062)에서의 AD 변환 동안에 엘리어싱 노이즈를 방지하기 위해 고주파 성분을 차단하기 위한 저역 통과 필터(LPF)로서 역할한다는 것이다.
등화 회로(1061) 이후에 제공되는 ADC(1062)는 등화 회로(1061)로부터 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환(AD 변환)하기 위한 것이다.
비대칭 FIR 필터(1063)는 수퍼-해상도 광 디스크(1015) 상에 형성된 빔 스폿의 비대칭 특성으로 인해 RF 신호의 위상 왜곡을 보정하기 위해 ADC(1062)로부터 출력되는 디지털 신호에 대해 필터링 프로세스를 수행하기 위한 FIR 필터이다. 비대칭 FIR 필터(1063)는 원점이 그의 탭 계수의 중심인 비대칭 등화 계수를 갖는 FIR 필터이다.
보간기(1064)는 ADC(1062)로부터 출력된 신호 또는 비대칭 FIR 필터(1063)로부터 출력된 신호에 대해 보간 프로세스를 수행하기 위한 것이다, 즉 2개 이상의 이전의 또한 후속하는 타이밍의 (전후의) 샘플 값에 따라 클럭 타이밍의 샘플값을 보간하기 위한 것이다.
PLL(1067)은 보간기(1064)로부터 출력된 신호로부터 광 디스크(1015)에 기록 된 신호의 클럭(이후부터, "재생 클럭"이라고도 함)을 재생하고 클럭 타이밍을 보간기(1064)에 지시하기 위한 것이다. 즉, 재생 클럭에 동기화하는 샘플링 동작은 보간기(1064) 및 PLL(1067)의 조합에 의해 수행된다. PLL(1067)의 신호 클럭과 재생 클록 간의 위상을 비교하기 위한 부분(이하, "위상 비교부"라 칭함)은 슬라이서를 이용함으로써 이진화된 신호의 위상을 비교할 수도 있다는 것이 주목되어야 한다. 또한, 재생 클록과 신호 클록 간의 위상 에러를 갖지 않는 목표 심볼의 레벨값과 재생 신호의 레벨값 간의 차이에 따른 위상차를 검출하는 방법 또한 사용될 수도 있다.
보간기(1064) 이후에 제공되는 등화 회로(1065)는, 신호가 원하는 PR(Partial Response, 부분 응답) 특성에 대응하는 응답 신호가 되도록, 보간기(1064)로부터 출력되는 신호에 대해 파형 등화를 수행하기 위한 것이다. 원하는 PR 특성은, 예를 들어, (1, 2, 2, 2, 1)일 수 있다.
등화 회로(1065) 이후에 제공되는 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)는 등화 회로(65)로부터 출력되는 신호에 대해 최대 우도(maximum likelihood)(비터비 디코딩 프로세스)를 사용하여 디코딩 프로세스를 수행하고 그에 의해 이진 데이터를 출력하기 위한 것이다. 즉, 이 예에서, 등화 회로(65) 및 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)는 부분 응답(partial response, PR) 방법 및 최대 우도(maximum likelihood, ML) 방법의 조합인 PRML(Partial Response Maximum Likelihood, 부분 응답 최대 우도)을 사용하여 신호 처리를 수행한다.
도 35로 돌아가서, 구동 제어 회로(1026)는 대물 렌즈(1232-1)의 위치의 편 차를 보정하기 위해 재생 신호 처리 회로(1028)로부터의 서보 신호에 따라 광 픽업 장치(1023)의 구동 시스템(1234)을 구동하기 위한 구동 신호를 발생한다. 그에 의해, 트래킹 제어 및 포커스 제어는 구동 신호에 따른다. 구동 제어 회로(1026)는 또한 CPU(1040)로부터의 명령어에 따라 탐색 모터(1021)를 구동하기 위한 구동 신호 및 스핀들 모터(1022)를 구동하기 위한 구동 신호를 발생한다. 구동 제어 회로(1026)는 대응하는 구동 신호를 탐색 모터(1021) 및 스핀들 모터(1022)로 출력한다.
버퍼 RAM(1034)은, 예를 들어, 광 디스크(1015)로부터 재생된 데이터(재생 데이터)를 일시적으로 저장하기 위한 것이다. 버퍼 RAM(1034)로의 데이터 입력 및 그로부터의 데이터 출력은 버퍼 관리자(1037)에 의해 관리된다.
레이저 제어 회로(1024)는 광 픽업 장치(1023)에서 광원(1231)의 방사 전력을 제어하기 위한 것이다.
인터페이스(1038)는 상위 레벨 장치(1090)(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터)에 대해 양방향 통신을 수행하기 위한 인터페이스이다. 인터페이스(1038)는 ATAPI(AT Attachment Packet Interface), SCSI(Small Computer System Interface) 및 USB(Universal Serial Bus) 등의 표준 인터페이스를 포함한다.
플래쉬 메모리(1039)는, 예를 들어, CPU(1040)에 의해 판독가능한 코드로 기록되는 여러가지 프로그램, 광 픽업 장치(1023)의 광원(1231)의 광 방출 특성에 관한 데이터(광원 특성 데이터), 및 등화 계수에 관한 데이터(등화 계수 데이터)를 저장하기 위한 것이다.
CPU(1040)는 플래쉬 메모리(1039)에 저장된 프로그램(들)에 따라 상기한 장치들, 회로들, 및 부분들 각각의 동작(프로세스)을 제어하고 또 여러가지 데이터(예를 들어, 제어를 수행하기 위해 사용되는 데이터)를 RAM(1041) 및 버퍼 RAM(1034)에 저장하기 위한 것이다.
<결정 피드백 유형 비터비 디코더의 상세 설명>
그 다음에, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)에 대해 상세히 기술한다. 이 예에서, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)의 PR 클래스가 PR(1, 2, 2, 2, 1)이고 또 최소 역방향 간격(minimum reverse interval)이 2T인 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)가 기술된다. 그렇지만, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)의 PR 클래스가 PR(1, 2, 2, 2, 1)에 한정되지 않는다. 예를 들어, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)의 PR 클래스는 PR(1, 2, 2, 1) 또는 PR(1, 1)일 수 있다. 이하에 기술되는 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)의 임시 판정은 3-비트 어레이를 사용하여 수행되지만, 이 비트 어레이는 3 비트로 한정되지 않는다. 예를 들어, 3 비트보다 많은 비트 어레이가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)에 대해 기술하기 이전에, 통상적인 비터비 디코더에 대해 기술한다. 도 38은 통상적인 비터비 디코더(1066')의 예시적인 구성을 나타낸 블록도이다. 도 38에 도시한 바와 같이, 비터비 디코더(1066')는 브랜치 메트릭 계산기(branch metric calculator)(1070), ACS(Add-Compare-Select) 조작기(1071), 경로 메모리(1072), 출력 선택기(1073), 및 경로 메트릭 메모리(1074)를 포함한다. 게다가, 비터비 디 코더(1066')의 PR 클래스가 PR(1, 2, 2, 1)이기 때문에, 도 39에 나타낸 비터비 디코더(1066')의 상태 천이도는 4-비트 비트 스트링으로 표현된 10개의 상태(S0000-S1111) 및 각각의 상태(S0000-S1111)에 대응하는 16개 브랜치 B(n)(n=1, 2,..., 16)를 보여준다. 상태(S0000-S1111) 간의 상태 천이는 도 40에 나타낸 트렐리스 다이어그램으로 표현될 수 있다.
브랜치 메트릭 계산기(1070)는 각각의 상태의 현재 시간(도 40에서의 시간(t-1))에서 시작하여 각각의 상태의 미리 정해진 시간(t)까지의 브랜치(들)의 목표값과 입력 신호 간의 유클리드 거리(Euclid distance)(브랜치 메트릭 BMt)를 계산하기 위한 것이다. 보다 구체적으로는, 각각의 브랜치 B(n)에 대한 목표값은 PR 클래스 및 각각의 브랜치에 대응하는 비트 스트링에 의해 정의된다. 게다가, 각각의 브랜치 B(n)에 대한 브랜치 메트릭은 이하의 수학식 1로 표현된다.
BMt(n) = (PP(n) × PR-RF)2
여기서, "n"은 1 내지 16의 정수이고, "PR"는 행렬 [12221]T이며, "RF"는 그의 파형이 미리 정해진 PR 속성을 갖는 입력 신호로 등화되어 있는 RF 신호의 값이다. 게다가,"PP(n)"은 각각의 브랜치 B(n)에 대응하는 5-비트 비트 스트링이다. 즉, PP(n)은 도 39에 나타낸 대응하는 브랜치 B(n)의 4-비트 비트 스트링(천이 이전의 상태)의 처음에 1 비트를 추가함으로써 형성되는 5-비트 비트 스트링이다. 예를 들어, 도 39의 브랜치 B(5)에 대응하는 비트 스트링 PP(5)은 [00110]이고, 도 39의 브랜치 B(6)에 대응하는 비트 스트링 PP(6)은 [01111]이다. 브랜치 메트릭 계산기(1070)는 상기한 수학식 1에 기초하여 16개 브랜치 메트릭(BMT)(n)을 계산한다. 유의할 점은 수학식 1에서의 "×"가 행렬의 곱셈을 나타낸다는 것이다.
도 38로 돌아가서, ACS(Add-Select-Select) 조작기(1071)는 경로 메트릭 메모리(1074)로부터 시간(t-1) 동안에 각각의 상태(S0000-S1111)에 대응하는 경로 메트릭 PMt-1(0000)-PMt-1(1111)을 판독하고 또 브랜치 메트릭 계산기(1070)에 의해 (시간 t-1에서 시간 t까지) 계산된 대응하는 브랜치 메트릭 BMt(n)에 판독된 경로 메트릭을 가산함으로써 가산된 값 PM'(n)을 획득하기 위한 것이다. 예를 들어, 경로 메트릭 PMt-1(0011)은 브랜치 메트릭 BMt(5) 또는 브랜치 메트릭 BMt(4)에 가산되고, 경로 메트릭 PMt-1(1110)은 브랜치 메트릭 BMt(9)에 가산된다. 환언하면, 천이 원점이 각각의 상태의 경로 메트릭 PMt-1은 천이를 나타내는 브랜치 B(n)에 대응하는 브랜치 메트릭 BM(n)에 가산된다.
도 40에 나타낸 트렐리스 다이어그램에서 시간 t 동안에 각각의 상태(S0000-S1111)에 연결되는 2개의 경로가 있는 경우에, ACS 조작기(1071)는 어느 것이 시간 t 동안에 상태의 생존 경로(survivor path)인지 판정하기 위해 2개의 경로에 대응하는 경로 메트릭을 비교한다. ACS 조작기(1071)는 더 작은 경로 메트릭에 대응하는 경로가 생존 경로인 것으로 판정한다. 단지 하나의 경로만이 시간 t 동안에 각각의 상태(S0000-S1111)에 연결되어 있는 경우, 그 경로는 무조건적으로 시간 t의 상태의 생존 경로인 것으로 판정된다. 판정 결과는 경로 메모리(1072)에 저장된다. 따라서, ACS 조작기(1071)의 판정 결과를 경로 메모리(1072)에 연속적으로 저장되게 함으로써, 과거의 생존 경로가 경로 메모리(1072)에 이력 데이터로서 저장(보관)된다. ACS 조작기(1071)는, 판정 프로세스와 병행하여, 생존 경로에 대응하는 가산된 값 PM'(n)을 획득하고, 이 획득된 가산된 값을 시간 t에 대한 새로운 경로 메트릭 값으로 설정함으로써 경로 메트릭 메모리(1072) 내의 경로 메트릭 PM(0000)-PM(1111)의 값을 갱신한다.
도 41은 본 발명의 일 실시예에 따른 경로 메모리(1072)의 블록도이다. 경로 메모리(1072)는 미리 정해진 수의 시프트 레지스터를 구비하고 있다. 경로 메모리(1072)에 제공된 시프트 레지스터의 수는 PR 클래스에 따라 결정된 상태의 수와 같다. 이 예에서, PR 클래스는 PR(1, 2, 2, 2, 1)이기 때문에, 경로 메모리 셀(900-9016)은 10개의 시프트 레지스터를 구비하고 있다. 각각의 경로 메모리 셀(900-9016)의 시프트 레지스터는, 시간 (t)마다 한번씩 그 다음 메모리 셀로 시프트하면서, ACS 조작기(1071)의 판정 결과를 저장한다. 이 프로세스에서, 선택된 생존 경로의 한번의 시간 (t) 이전의 상태에 대응하는 추정 결과가, ACS 조작기(1071)로부터 출력되는 추정 결과에 따라, 복사된다. 따라서, 후속하는 경로 메모리 셀(들)에서, 남아 있는 생존 경로의 수는 ACS 조작기(1071)에 의해 경로 선택이 수행됨에 따라 더 적어지게 된다. 따라서, 마지막 경로 메모리 셀(9016)의 시프트 레지스터에 남아 있는 추정 결과는 실질적으로 동일한 결과로 된다. 즉, 경로 병합이 완료된다.
도 38로 돌아가서, 출력 선택기(1073)는 최소값을 갖는 경로 메트릭에 대응하는 생존 경로, 즉 경로 메트릭 메모리(1072)로부터 가장 확실한 것으로 간주되는 생존 경로를 선택하기 위한 것이다. 이어서, 출력 선택기(1073)는 경로 메모리(1072)의 마지막 경로 메모리 셀(9016)의 출력으로부터 선택된 경로에 대응하는 값을 획득하고 이 획득된 값을 이진 데이터(결정 데이터)로서 출력한다. 유의할 점은, 경로 메모리(1072) 내의 경로 메모리 셀의 수가 충분하고 또 RF 신호의 품질이 만족스러운 경우, 출력 선택기(1073)가 생략될 수 있다는 것이며, 그 이유는 마지막 경로 메모리 셀의 시프트 레지스터에 남아 있는 결과가 대부분의 경우에 출력될 결과와 동일하기 때문이다.
그 다음에, 본 발명의 일 실시예에 따른 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)에 대해 기술한다. 도 42는 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)의 예시적인 구성을 나타낸 블록도이다. 상기한 통상적인 비터비 디코더(66')와 비교하여, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)는, 브랜치 메트릭 계산기(1077) 대신에, 보상 기능을 갖는 브랜치 메트릭 계산기(1077)를 사용하고, 경로 메모리(1072) 대신에, 임시 판정 기능을 갖는 경로 메모리(1076)를 사용한다. 게다가, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)는 또한 패턴 보상 메모리(1075)를 포함한다.
그 다음에, 상기한 통상적인 비터비 디코더(66')에 대한 차이점을 주로 설명하는 것으로, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)에 대해 기술한다.
도 43은 본 발명의 일 실시예에 따른 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)의 임시 판정 기능을 갖는 경로 메모리(1076)를 나타낸 블록도이다. 임시 판정 기능을 갖는 경로 메모리(1076)는, 경로 메모리 셀(900-9016)의 내용에 기초하여, 각각의 상태에 대응하는 임시 판정 결과를 패턴 보상 메모리(1075)로 출력한다. 임시 판정 결과는 최대 우도 추정 프로세스를 거친 비트 직후 비트의 데이터를 포함한다. 따라서, 이러한 비트 데이터는 최대 우도 추정 프로세스에서 후속 비트(들)를 결정하기 위한 데이터로서 사용될 수 있으며, 그에 의해 기록 매체 상의 더 많은 범위(긴 비트 길이)에 대해 비선형 보상을 가능하게 해준다.
그 다음에, 본 발명의 일 실시예에 따른 임시 판정 결과를 획득하는 방법은 도 44를 참조하여 설명된다. 도 44는 본 발명의 일 실시예에 따른 임시 판정 결과를 획득하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다. 도 44에서, 시간 t1에서 시간 t-4까지에 대응하는 상태들은 최대 우도 추정 프로세스 동안의 상태 천이 부분이다. 게다가, 시간 t-5에서 시간 t-9까지에 대응하는 상태들은 임시 판정 결과 부분이다. 도 44는 각각의 생존 경로에 대응하는 단일의 임시 판정 비트 스트링이 시간 t-1에서의 각각의 상태로부터 생존 경로(두꺼운 검은 화살표로 표시됨)를 거꾸로 추적함으로써 결정될 수 있음을 보여준다. 즉, 시간 t-1의 상태(S0000-S1111)로부터 시간 t-9(즉, 경로 병합이 완료되는 시간)의 상태(S0000)까지의 생존 경로를 따라 추적하는 경로는 일의적으로 결정될 수 있다. 따라서, 시간 t-1의 상태(S0000-S1111)부터 t-5의 상태(S0000-S1111)까지의 임시 판정 비트가 결정될 수 있다. 이 어서, 도 43 및 도 44를 참조하면, 임시 판정 기능을 갖는 경로 메모리(1076)는 시간 t-5에서 시간 t-7까지의 상태(S0000-S1111)에 대응하는 3-비트 비트 스트링 B(0000)-B(1111)을, 임시 판정 비트 스트링으로서 패턴 보상 메모리(1075)로 출력한다.
도 45는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 보상 메모리(1075)를 나타낸 블록도이다. 패턴 보상 메모리(1075)는 각각의 브랜치 B(n)에 대응하는 16개 B(N)/보상값 저장 메모리(511-5116)를 포함한다. 임시 판정 기능을 갖는 경로 메모리(1076)로부터의 임시 판정 비트 스트링 B(0000)-B(1111)은 대응하는 B(N)/보상값 저장 메모리(511-5116)에 입력된다. 이어서, 입력된 임시 판정 비트 스트링 B(0000)-B(1111)에 대응하는 보상값 CV(n)은 B(N)/보상값 저장 메모리(511-5116)로부터 출력된다. 일례로서, 도 46a는 임시 판정 비트 스트링 B(0000)과 B(1)/보상값 저장 메모리(511)에 저장된 보상값 CV(1) 간의 대응 관계를 나타내는 테이블을 나타낸 것이다. 도 46b는 임시 판정 비트 스트링 B(0110)과 B(6)/보상값 저장 메모리(516)에 저장된 보상값 CV(6) 간의 대응 관계를 나타내는 테이블을 나타낸 것이다. 도 46c는 임시 판정 비트 스트링 B(1100)과 B(12)/보상값 저장 메모리(5112)에 저장된 보상값 CV(12) 간의 대응 관계를 나타내는 테이블을 나타낸 것이다. 도 44에 나타낸 트렐리스 다이어그램으로 생존자를 결정(판정)하는 경우에, B(1)/보상값 저장 메모리(511)에 입력되는 비트 스트링 (0000)은 (110)이다. 따라서, 0.11이 도 46a에 나타낸 테이블에 따라 B(1)/보상값 저장 메모리(511)의 보상값 CV(1)으로서 결정(판정)된다. 이와 마찬가지로, B(6)/보상값 저장 메모리(516)에 입력되는 비트 스트링 (0110)은 (000)이다. 따라서, -0.01이 도 46b에 나타낸 테이블에 따라 B(6)/보상값 저장 메모리(516)의 보상값 CV(6)으로서 결정(판정)된다. 이와 마찬가지로, B(12)/보상값 저장 메모리(5112)에 입력되는 비트 스트링 (1100)은 (111)이다. 따라서, -0.08이 도 46c에 나타낸 테이블에 따라 B(12)/보상값 저장 메모리(5112)의 보상값 CV(12)으로서 결정(판정)된다. 따라서, 결정된 보상값 CV(1), CV(6) 및 CV(12)는 보상 기능을 갖는 브랜치 메트릭 계산기(1077)로 출력된다.
도 42로 돌아가서, 보상 기능을 갖는 브랜치 메트릭 계산기(1077)는, 패턴 보상 메모리(1075)로부터 출력된 각각의 브랜치 B(n)의 보상값 CV(n)을 PR 클래스에 따라 결정된 비트 길이를 갖는 선형 심볼간 간섭 예상값과 가산함으로써, 목표값을 획득하고, 예를 들어 이 목표값과 파형 등화된 RF 신호의 값(입력 신호) 간의 유클리드 거리(브랜치 메트릭)를 계산한다. 이하의 수학식 2는 보상 기능을 갖는 브랜치 메트릭 계산기(1077)에 의해 사용되는 브랜치 메트릭식이다. 보상 기능을 갖는 브랜치 메트릭 계산기(1077)는 각각의 브랜치 메트릭 BMt(n)을 획득하기 위해 수학식 2를 사용한다. 수학식 2는, 각각의 브랜치 B(n)에 대응하는 보상값 CV(n)에 대한 항이 수학식 2에 포함되어 있다는 점에서, 상기한 수학식 1과 다르다.
BMt(n) = (PP(n) × PR + CV(n) - RF)2
수학식 2를 사용하여 각각의 브랜치 메트릭 BMt(n)의 계산이 완료될 때, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)는 통상적인 비터비 디코더(1066')에서 기술된 것과 동일한 방식으로 이진 신호를 발생한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기한 광 디스크 장치(1020)에서, 각각의 브랜치 B(n)에 대응하는 브랜치 메트릭 BM(n)은 패턴 보상 메모리(1075)로부터 출력되는 각각의 브랜치 B(n)의 보상값 CV(n)을 PR 클래스에 따라 결정된 비트 길이를 갖는 선형 심볼간 간섭 예상값에 가산하여 목표값을 획득하고, 예를 들어, 이 획득된 목표값과 등화 회로(1065)로부터 입력되는 파형 등화된 RF 신호의 값 간의 유클리드 거리를 계산함으로서 계산될 수 있다. 따라서, RF 신호에 포함된 비선형 성분은 최대 우도 추정 프로세스 동안에 보상될 수 있다. 그 결과, 회절 한계보다 작은 기록 마크를 갖는 광 디스크(1015)에 기록된 데이터의 정확한 재생이 달성될 수 있다.
게다가, 본 발명의 이 실시예에서의 PR 클래스가 PR(1, 2, 2, 2, 1)이기 때문에, 각각의 브랜치 B(n)에 대응하는 3-비트 비트 어레이 B(0000)-B(1111)에 따라 결정된 보상값 CV(n)을 고려하여 브랜치 메트릭 BM(n)을 계산하는 것은 8 비트의 비선형 보상 비트 수와 거의 같다. 따라서, 8 비트와 동등한 회로를 갖는 디코더에 의해 달성되는 거의 동일한 디코딩 성능이 5 비트(3 비트의 임시 판정 비트 어레이가 포함되지 않음)와 동등한 회로를 갖는 디코더로 달성될 수 있다. 이것은 광 디스크 장치(1020)의 제조 단가를 감소시킨다.
도 47a는 본 발명의 일 실시예에 따른 ADC(1062)로부터 출력되는 신호의 아이 패턴(eye pattern)을 나타낸 도면이다. 도 47b는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 FIR 필터(1063)로부터 출력되는 신호의 아이 패턴을 나타내는 도면이다. 도 48a는, 결정 피드백 비트가 없는 경우에(즉, 비선형 보정 비트 길이가 5 비트인 경우에), 보상 신호 출력을 갖는 결정 피드백 유형 비선형 비터비 디코더(1069)(이하에서 상세히 기술함)로부터 출력되는 신호의 아이 패턴을 나타낸 도면이다. 도 48b는, 결정 피드백 비트가 3 비트인 경우에(즉, 비선형 보정 비트 길이가 8 비트인 경우에), 보상 신호 출력을 갖는 결정 피드백 유형 비선형 비터비 디코더(1069)로부터 출력되는 신호의 아이 패턴을 나타낸 도면이다. 도 47a에 나타낸 아이 패턴에서, 아이(eye)는 전혀 열려 있지 않다. 도 47b에 나타낸 아이 패턴에서, 아이가 약간 열려 있기는 하지만, 그 열림은 충분하지 않다. 게다가, 도 47b의 아이 패턴의 비대칭성이 크다. 도 48a에 나타낸 아이 패턴에서, 아이가 약간 열려 있기는 하지만, 그 열림은 불충분하다. 그렇지만, 도 48a의 아이 패턴에서는 비대칭이 제거되어 있다. 도 48b의 아이 패턴에서, 아이는 충분히 열려 있다. 도 48b의 아이 패턴은 충분한 비선형 보상이 달성됨을 보여준다. 상기한 바와 같이, 광 디스크(1015)로부터 데이터를 재생하는 데 긴 범위이 비선형 보상이 요망된다. 이러한 긴 범위의 비선형 보상을 달성하는 최적의 방법은 회로 스케일의 측면으로부터의 결정 피드백이다. Volterra 필터 등의 비선형 필터를 사용하여 비선형 심볼간 간섭을 제거하는 방법이 수퍼 해상도 광 디스크에 대한 비트 에러율을 효과적으로 감 소시킬 수 있지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 결정 피드백 방법을 사용하는 것이 회로 스케일의 측면에서 볼 때 더 적합하다.
도 49는 본 발명의 예와 비교예 간의 성능(효과)를 비교하는 개략도이다. 비트 에러율 한계가 1 × 10-4인 경우, 특허 문서 1-4의 비교예는 대략 1%의 상당히 작은 데이터 용량 증가를 나타낸다. 특허 문서 6의 비교예가 대략 4%의 데이터 용량 증가를 나타내지만, 이러한 데이터 용량 증가는 불충분하다. 한편, 본 발명의 예는 170nm 이하의 단축된 최소 마크 길이를 및 1.45배 이상(45% 이상)의 데이터 용량 증가 효과를 나타낸다.
이하에 기술되는 표 1은, 최소 기록 마크 길이가 대략 162 nm인 경우에, 결정 피드백 비트 수 및 비트 에러율(BER) 간의 관계를 나타낸 테이블이다. 표 1에 따르면, 비선형 보상이 수행되지 않은 경우에, 비트 에러율은 2.01 × 10-2이다. 임시 판정 비트가 없을 때 비선형 보상이 수행되는 경우에, 비트 에러율은 대략 절반(4.44 × 10-3)으로 된다. 게다가, 임시 판정 비트가 본 발명에 다른 상기한 결정 피드백 방법으로 구해지는 경우에 비트 에러율은 2.67×10-4이며, 그에 의해 결정 피드백 방법이 1 자리 이상의 비트 에러율을 감소시킬 수 있음을 보여준다. 게다가, 표 1은, 비선형 보상 길이가 8 비트, 9 비트 및 10 비트일 때, 동일한 자릿수를 갖는 비트 에러율이 달성되는 것을 고려하면 8 비트가 충분한 비선형 보상 길이임을 보여준다.
비선형 비트 수 결정 피드백 비트 수 BER
0 - 2.01 ×10-2
5 0 4.44 ×10-3
6 1 3.98 ×10-3
7 2 1.73 ×10-3
8 3 2.67 ×10-4
9 4 1.67 ×10-4
10 5 1.67 ×10-4
도 50은 최소 기록 마크 길이가 대략 162 nm인 경우에 비선형 정정 비트 수와 비트 에러율 간의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 50은 비선형 정정 비트 수가 7 비트 내지 8 비트인 경우에 비트 에러율의 상당한 개선을 보여준다. 따라서, 도 50은 비선형 정정 비트 수로서 적어도 8 비트가 요망됨을 보여준다. 비선형 정정 비트 수가 8 비트 이상인 경우, 비트 에러율은 실제 사용에 적용가능한 값(1 × 10-4)이며, 따라서 8 비트 이상의 비트 패턴에 대응하는 보상값이 충분함을 보여준다.
유의할 점은, 본 발명의 일 실시예에 따른 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)가 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)의 과거 판정 결과를 계산함으로써 획득된 선형 심볼간 간섭 추정값 및 실제 신호의 에러값에 대한 시간 평균을 계산함으로써 획득되는 평균값을 사용할 수 있다는 것이다. 도 51은 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)와 함께 보상값 트레이닝 메카니즘(1030)을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보상값 트레이닝 메카니즘(1030)은, 예를 들어, 보상값 계산기(1009), 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)의 디코딩 시간과 동등한 기간 동안 입력 신호를 지연시키는 지연부(1012), 및 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)로부터 출력되는 이진 신호에 (PR 클래스에 대응하는) 심볼간 간섭을 적용하는 PR 심볼간 간섭 발생기(1010)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 보상값 트레이닝 메카니즘(1030)에서, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)로부터 출력된 이진 신호, 및 지연부(1012)를 거쳐 등화 회로(1065)로부터 출력되는 신호로부터 PR 심볼간 간섭 발생기(1010)를 거쳐 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)로부터 출력된 이진 신호를 차감함으로써 획득되는 에러값(입력 신호의 비선형 성분)이 보상값 계산기(1009)에 입력된다. 이어서, PR 심볼간 간섭 발생기(1010)를 거쳐 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)로부터 획득된 이진 신호에 기초하여, 보상값 계산기(1009)는 패턴 보상 메모리(1075)로부터의 이진 데이터 스트링에 대응하는 비트 패턴의 보상값을 판독하고 입력 에러값과 이 판독된 보상값 간의 차이를 획득한다. 이어서, 보상값 계산기(1009)는 획득된 차이를 미리 정해진 상수와 곱하고, 이 곱해진 값을 보상값에 가산하여, 패턴 보상 메모리(1075)의 값을 재기입한다. 보상 트레이닝 메카니즘(1030)으로 상기 프로세스를 반복함으로써, 최적의 보상값이 획득될 수 있다. 보상값을 재기록하기 위한 주기가 짧은 경우(예컨대, 1 클록 마다), 즉 보상값 재기록 주파수(보상값 재기록 주기의 역수)가 긴 경우, PLL(1067)에서 재생 클록을 획득하기 위하여 피드백 루프에 관하여 간섭이 발생할 수도 있다는 것에 주목바란다. 따라서, 재생 안정성을 달성하는 태양으로부터, 재기록 주파수의 보상값은 PLL(1067)에서의 피드백 루프의 개루프 크로스-오버 주파수보다 크지 않는 것이 바람직하다.
또한, 시작으로부터 고 밀도로 기록된 데이터를 재생하는 경우에, 비선형 보정을 수행하기 위한 적합한 보상 데이터 또는 FIR 필터(1063)의 적합한 파형 등화 계수가 시작시 알려지지 않을 수도 있다. 이러한 경우, PLL(067)은 RF 신호로부터 재생 클록을 추출할 수 없을 수도 있다. 따라서, 기록된 데이터가 재생될 수 없다. 이것이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 보상값과 파형 등화 계수가 저 기록 밀도에서 고 기록 밀도로 단계적으로 학습되고 갱신되는 도 56에 도시된 트레이닝 동작(학습 동작)이 수행될 수도 있다. 먼저, 저 기록 밀도에 대한 보상값 및 파형 등화 계수가 학습된다. 다음, 보다 높은 기록 밀도에 대한 데이터가 재생되어 보상값을 더 학습하고 파형 등화 계수를 갱신한다. 그 결과, PLL(1067)이 고 밀도 기록된 데이터에 대해서도 재생 클럭을 추출할 수 있을 것이다. 따라서, 데이터가 정확하게 재생될 수 있다. 보다 구체적으로는, 도 27에 도시된 트레이닝 동작에서, PLL(1067)이 로킹되도록 하는 데 충분한 저 기록 밀도가 선택된다(단계 S102). 다음, 트레이닝(학습)에 대하여 전용인 비트 패턴이 재생된다(단계 S103). 다음, 비선형 성분의 보상값과 FIR 필터 등화 계수의 트레이닝이 수행되고, 다시 말하면, 보상값과 파형 등화 계수가 학습되고 갱신된다(단계 S104). 다음, 현재 기록 밀도가 데이터의 실제 기록을 수행하기 위한 기록 밀도인지의 여부가 판정된다(단계 S105). 현재 기록 밀도가 데이터 기록을 수행하기 위하여 충분하지 않는 경우(단계 S105에서 아니오), 기록 밀도가 증가한다(단계 S106). 데이터 기록이 현재 기록 밀도로 충분히 수행될 수 있는 경우(단계 S105에서 예), 트레이닝 동작은 종료된다(단계 S107).
본 발명의 일 실시예에 따른 수퍼-해상도 광 디스크(1015)는 TOC(Table of Contents) 데이터 또는 미리 정해진 패턴 데이터(광 디스크(1015)의 미리 정해진 섹션에 기록되어 있음)를 포함하는 보상값 트레이닝 영역을 갖게 형성될 수 있다. 예를 들어, 광 디스크(1015)의 보상값 트레이닝 영역에 기록된 비트 패턴 데이터를 재생함으로써, 비트 패턴 데이터는, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)로부터의 출력을 사용하는 것의 대안으로서, 보상값을 획득하는 데 사용될 수 있다. 보상값 트레이닝 영역은, 도 52a에 나타낸 바와 같이, 광 디스크(1015)의 기록 영역(1002)의 내주부에 위치하는 TOC 영역(1001)에 제공될 수 있다. 다른 대안으로서, 보상값 트레이닝 영역은 도 52b에 검은 점(1003)으로 나타낸 바와 같이 기록 영역(1002)에 주기적으로 배열되어 있을 수 있다. 그에 의해, 보상값의 트레이닝(학습)은 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)로부터 출력되는 에러 비트에 의해 영향을 받지 않고 일관성있게 수행될 수 있다. 또한, 트레이닝 영역은 제작 동안 미리 ROM에 미리 결정된 비트 패턴을 기록함으로써, 또는 재기록가능 유형 또는 1회 기록 유형 광 디스크에 미리 기록된 비트 패턴을 이용함으로써 제공될 수도 있다. 또한, 미기록된 트레이닝 영역이 미리 준비될 수도 있고, 미기록된 트레이닝 영역에 기록된 미리 결정된 비트 패턴을 가질 수도 있다. 또한, 트레이닝 영역의 준비시, 복수의 트레이닝 영역이 미리 제공될 수도 있어서, 복수의 기록 밀도에 대응하는 복수의 보상값이 상술된 학습 동작을 이용함으로써 학습될 수 있다. 이에 따라, 고 밀도로 기록된 데이터를 재생할 때에도, PLL(1067)은 향상된 안정성으로 동작할 수 있고, 고 밀도 기록된 데이터가 정확하게 재생될 수 있다. 예컨대, 도 57에 도시된 광 디스크(1015)는 제1 TOC(Table OF Contents) 영역(100)에 저 밀도로 기록된 트레이닝 데이터 영역과, 제2 TOC 영역(1002)에 고 밀도로 기록된 다른 트레이닝 데이터 영역을 가질 수도 있다.
게다가, 광 디스크(1015)는, 광 디스크 장치(1020)로 광 디스크(1015)를 재생할 때 적당한 보상값이 판독될 수 있게 해주기 위해, 사전에 적당한 보상값(즉, 광 디스크(1015)에 적당한 보상값)이 그에 기록되어 있을 수 있다. 예를 들어, 워블 데이터, TOC 데이터, 또는 보상값 관련 데이터(이후부터, "예비 보상값 데이터"라고도 함)가 광 디스크(1015)에 사전에 기록되어 있는 경우에, CPU(1040)는 광 디스크(1015)의 예비 보상값 데이터를 판독하고 이 예비 보상값 데이터를 RAM(1041)에 저장할 수 있다. 따라서, 패턴 보상 메모리(1075)의 값은 예비 보상값 데이터 및 다른 재생 조건에 기초하여 설정될 수 있다.
여러가지 재생 조건(예를 들어, 수퍼 해상도층의 구성, 기록 밀도, 재생 전력, 재생 동안의 선속도, 광원의 파형)에 따른 미세한 개구 영역(HA)/미세한 마스크 영역(MA)의 형상의 변화 및 수퍼 해상도층의 온도 분포의 변화에 따라 RF 신호의 비대칭 특성이 다르기 때문에, 최적의 예비 보상값을 적용하기 위한 하나 이상의 파라미터를 갖는 것이 요망된다. 예를 들어, 여러가지 예비 보상값 데이터(이 예에서, 4배속 재생에 대응하는 예비 보상값 데이터)를 준비함으로써, 사용자가 16배속 재생을 요청하는 경우에도, 보상값은 예비 보상값 데이터를 사용하여 추정될 수 있다.
게다가, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)의 과거 판정 결과에 따라 계산된 선형 심볼간 간섭 추정값 및 그 때의 실제 신호의 에러값은 각각의 비트 패턴에 대한 확률 분포를 나타낸다. 따라서, 분산값 VV(n)은, 브랜치 메트릭 BM(n)이 이하의 수학식 3으로 계산될 수 있도록, B(n)/보상값 저장 메모리(511-5116)에 보상값과 함께 기록될 수 있다. 유의할 점은, "k"가 1 내지 4의 상수라는 것이다. 이 계산 방법에서, 분산값을 고려하여 최대 우도 추정이 수행될 수 있다. 따라서, 비트 에러의 제어가 더 개선될 수 있다.
BMt(n) = (PP(n) × PR + CV(n) - RF)2 / (VV(n))k
이 계산 방법에서, 분산값 VV(n)은 보상값 CV(n)과 함께 B(n)/보상값 저장 메모리(511-5116)에 사전에 기록되어 있다. 이어서, 대응하는 보상값 CV(n)을 출력하는 것과 동일한 방식으로, 대응하는 분산값 VV(n)은, 임시 판정 결과(즉, 비트 스트링 B(0000)-B(1111))에 따라, 임시 판정 기능을 갖는 경로 메모리(1076)로부터 보상 기능을 갖는 브랜치 메트릭 계산기(1077)로 출력된다. 이어서, 보상 기능을 갖는 브랜치 메트릭 계산기(1077)는 상기한 수학식 3을 사용하여 브랜치 메트릭 BM(n)을 계산한다. 도 53은 항목 "분산값 VV(6)"이 B(6)/보상값 저장 메모리(516)에 추가되어 있는 테이블을 나타낸 것이다. 분산값의 다른 대안으로서, 편차값이 기록될 수 있다.
게다가, 관련 기술 사례(일본 공개 특허 출원 제2005-223584호)가 유사한 계 산 방법을 보여주고 있지만, 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)는 이하에 기술되는 이유로 비트 에러율의 감소에서 상당한 개선을 나타낸다.
비선형 보상 비트 길이가 짧은 경우에, 중심 극한 정리(central limit theorem)에 따른 정규 분포에 가깝게 되도록 비트 패턴의 등가의 에러값의 확률 분포가 함께 추가된다. 그렇지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)에서, 각각의 비트 패턴에 대한 고유의 확률 분포가 달성될 수 있고, 보상 비트 길이를 증가시킴으로써 분산값의 분명한 차이가 나타난다. 따라서, 높은 비트 에러율 감소 효과가 달성될 수 있다. 분산값을 고려하는 것이, 예를 들어, 긴 비트 길이의 비선형 보상을 필요로 하지 않는 특허 문서 6에 개시된 결정 피드백 유형 비터비 디코더만을 사용하는 경우, 거의 효과가 없지만, 수퍼-해상도 광 디스크가 광 디스크로서 사용될 때, 상당한 효과가 얻어질 수 있다. 이하에 제공된 표 2는 분산값을 고려한 경우/고려하지 않은 경우의 비트 에러율(BER) 감소 효과를 나타낸 것이다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 비선형 정정 비트 길이가 짧은 경우, 비트 에러율 감소 효과가 작다(대략 10%). 그렇지만, 비선형 정정 비트 길이를 증가시킴으로써, 비트 에러율이 절반 이하로 감소될 수 있다.
비선형 비트수 결정 피드백 비트수 분산 BER1을 고려하지 않는 경우 분산 BER2를 고려하는 경우 분산을 고려한 경우의 BER 감소 효과
5 0 4.44 × 10-3 3.90 × 10-3 0.88
6 1 3.98 × 10-3 3.14 × 10-3 0.79
7 2 1.73 × 10-3 1.13 × 10-3 0.65
8 3 2.67 × 10-4 1.89 × 10-4 0.71
9 4 1.67 × 10-4 6.70 × 10-5 0.40
10 5 1.67 × 10-4 6.70 × 10-5 0.40
도 54는 본 발명의 일 실시예에 따른 비선형 성분 보정 신호 출력 메카니즘(1031) 및 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)를 나타낸 블록도이다. 비선형 성분이 결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)에 입력되는 신호에 포함되어 있지만, 비선형 성분은, 패턴 보상 메모리(1075)에 저장된 값으로 비선형 성분을 보상함으로써, 입력 신호로부터 제거될 수 있다. 비선형 성분 보정 신호 출력 메카니즘(1031)에서, 비선형 성분 보상기(비선형 성분 분리기)(1009)는 패턴 보상 메모리(1075)로부터 이진 데이터 스트링에 대응하는 패턴의 보상값을 판독하고, 지연부(1012)로부터 출력되는 지연 신호(결정 피드백 유형 비터비 디코더(1066)의 디코딩 시간과 동등한 기간 동안 지연됨)로부터 보상값을 차감하고, 그에 의해 그의 비선형 성분이 보상된 재생 신호를 출력한다.
도 65는 본 발명의 일 실시예에 따른 비선형 성분 보정 신호 출력 메카니즘(1031)의 수정예를 나타낸 블록도이다. 이 예에서, 출력 선택기(1073)와 동일한 기능을 갖는 출력 선택기(1013b)는 경로 메트릭 메모리(1072)로부터 최저(최소) 경로 메트릭 값을 갖는 경로(즉, 가장 확실한 가능성있는 경로)에 대응하는 단일의 생존 경로를 선택한다. 그렇지만, 출력 선택기(1073)가 경로 메모리(1076)의 마지막 경로 메모리 셀(도 43에서 경로 메모리 셀(9016))로부터 판정값을 출력한다는 점에서, 출력 선택기(1013b)는 출력 선택기(1073)와 다르다. 따라서, 도 65에 나타낸 연결에서 나타낸 바와 같이, 출력 선택기(1013b)로부터 출력되는 이진값(임시 판정값)은 경로 메모리(1076)(예를 들어, 경로 메모리 셀(904))의 임시 판정 출력에 따라 선택된 경로에 대응하는 값이다. 출력 선택기(1073)의 판정 결과가 출력 선택기(1013b)의 판정 결과와 비교하여 더 만족스러울 수 있지만, 출력 선택기(1013b)를 사용함으로써 디코더에서의 판정 결과를 출력하기 위한 지연시간이 더 작을 수 있다. 그에 의해, PLL 루프에서의 지연 시간이 단축될 수 있다. 그 결과, PLL(1067)의 성능이 안정된다.
도 55를 참조하면, 보상된 재생 신호를 PLL(1067)(재생 신호로부터 재생 클럭을 추출하는 데 사용됨)로 출력함으로써, PLL(1067)은 안정되게 재생 클럭을 추출할 수 있다. 따라서, 비트 에러가 감소될 수 있다. 게다가, 모니터 결과가 재생 신호 품질을 평가하는 지표로서 사용될 수 있도록, 재생 신호의 아이 패턴 또는 지터가 모니터링될 수 있다.
그 다음에, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLL(1067)에 대해 더 상세히 기술한다. 도 58은 PLL(1067)의 구성을 상세히 나타낸 블록도이다. PLL(1067)에서, 입력 신호는 슬라이서(1113)에 의해 적당한 신호 레벨로 이진화된다. 이어서, 이진화된 신호는 엣지 검출기/위상 비교기(1112)로 출력된다. 엣지 검출기/위상 비교기(1112)에서, VCO(Voltage Controlled Oscillator, 전압 제어 발진기)로부터의 기준 주파수 신호와 슬라이서로부터의 출력 신호 둘다에 대한 상승 및 하강의 위상차가 획득된다. PLL(1067)의 루프의 시상수를 결정하기 위한 것인 루프 필터(1111)는, 예를 들어, LPF(저역 통과 필터) 또는 진상/지상(lead/lag) 필터를 포함한다. 따라서, 재생 클럭은 이 구성을 갖는 PLL(1067)로부터 추출된다.
이 예에서, PLL(1067)이 슬라이서 및 엣지 검출 위상 비교기를 사용하기 때문에, PLL(1067)은 고밀도 기록 데이터의 재생 동안에 또는 최소 마크의 CN 비가 작은 수퍼 해상도 재생 동안에 불안정하게 되는 경향이 있다. 이것은 비트 에러의 증가를 가져온다.
따라서, 이 예에서, 이 문제를 해결하기 위해 도 60에 도시된 교차-상관 PLL(클럭 추출 회로)(1067b)가 PLL(1067)의 대안으로서 사용될 수 있다. 게다가, 도 55에 도시된 디코더(1028e)의 구성도 역시 도 59에 도시된 구성으로 변경된다.
PR 심볼간 간섭 발생기(1067a)가 도 51에 도시된 PR 심볼간 간섭 발생기(1010)와 동일한 기능을 가지고 있기 때문에, PR 심볼간 간섭 발생기(1010)의 출력이 PR 심볼간 간섭 발생기(1010)의 대안으로서 사용될 수 있다. PR 심볼간 간섭 발생기(1067b)에 사용되는 PR 클래스가 등화 회로(1065)에 사용되는 PR 클래스에 가까운 것이 선호되지만, 예를 들어, PR(1)의 PR 클래스는 PR 심볼간 간섭 발생기(1067b)의 구성을 단순화하는 데 사용될 수 있다. 즉, PR 심볼간 간섭 발생기(1067b)는 PR 심볼간 간섭 발생기(1067b)가 이진 데이터가 그대로(미처리된 이진 데이터) 통과할 수 있게 해주는 구성을 갖는 경우에도 충분히 동작할 수 있다. 그 후에 교차-상관 계산기가 사용되기 때문에, 신호의 직류(DC) 성분이 제거된다, 즉 PR(1)이 PR 클래스로서 사용되는 경우에, 1 또는 0의 이진 신호가 처리되어 1 또는 -1로 된다.
그 다음에, 교차-상관 PLL(1067b)에 대해 기술한다. 교차-상관 PLL(1067b)은 PR 심볼간 간섭 발생기(1067a)의 출력과 보간기(1064), 등화 회로(1065), 또는 보상 신호 출력을 갖는 결정 피드백 유형 비선형 비터비 디코더(1069)의 출력 간의 위상 비교를 수행하기 위한 교차-상관 위상 비교기(1114)를 포함한다. 도 63은 본 발명의 일 실시예에 따른 교차-상관 위상 비교기(1114)를 나타낸 블록도이다. PR 심볼간 간섭 발생기(1067a)로부터 심볼 출력(이후부터, "입력 A"라고도 함)은 2 클럭(2T) 동안 입력 A를 지연시키는 지연부(1100b)를 통해 곱셈기(1101a) 및 곱셈기(1101b)에 입력된다. 보간기(1064), 등화 회로(1065), 또는 보상 신호 출력을 갖는 결정 피드백 유형 비선형 비터비 디코더(1069)로부터의 심볼 출력(이후부터, "입력 B"라고도 함)은 1 클럭(1T)동안 입력 B를 지연시키는 지연부(1100a)를 통해 곱셈기(1101b) 및 곱셈기(1101a)에 입력된다. 즉, 1T 지연된 입력 A와 입력 B 간의 곱 및 1T 지연된 입력 A와 2T 지연된 입력 B 간의 곱이 각각 계산된다. 이어서, 계산된 결과들의 차이는 감산기(1102)에 의해 획득된다. 저역 통과 필터(LPF)(1111)가 교차-상관 비교기(1114) 이후에 제공되어 있는 것을 고려하면, 저역 통과 필터(1111)는 1T 지연된 입력 A와 입력 B의 교차-상관과 1T 지연된 입력 A와 2T 지연된 입력 B의 교차-상관 간의 차이를 구하는 역할을 한다. 환언하면, 교차-상관 위상 비교기(1114) 및 루프 필터(1111)는 모두 2개의 교차-상관 계산 회로로서 동작한다.
그 다음에, 교차-상관을 구하기 위한 계산식에 대해 도 62를 참조하여 기술한다. 도 62에 나타낸 식에서, "x"는 입력 A를 나타내고, "y"는 입력 B를 나타내며, "t"는 시간을 나타내고, "R"은 교차-상관값을 나타낸다. 게다가, 이 식에서, 루프 필터(1111)는 "Σ"로서 역할한다. 입력 A와 입력 B 간에 위상차가 없는 경우에, 교차-상관값은 최대값이 된다. 그렇지만, 교차-상관값이 최대가 되도록 PLL이 로크되도록 설정되는 경우, 피드백 루프가 달성될 수 없는데 그 이유는 위상차 및 에러 신호가 0이 되기 때문이다. 따라서, 에러량의 부호가 인식될 수 있게 해주는 위상 에러 신호가 필요하다. 교차-상관값이 대칭이어서 그의 중심으로서 위상 에러량 0을 갖는 특성을 사용함으로써, 플러스 쪽으로 1T 이동된 입력 B와 입력 T의 교차-상관과 마이너스 쪽으로 1T 이동된 입력 B와 입력 A의 교차-상관 간의 차이를 구하는 것으로 위상 비교가 수행될 수 있다. 그에 의해, 필요한 위상 에러 신호가 획득될 수 있다. 도 62에 나타낸 식을 사용함에 있어서, 위상차는 "R(1)-R(-1) = 위상차 신호"로서 표현될 수 있다. 상기한 교차-상관 위상 비교기(1114)의 동작이 도 63에 도시되어 있다.
이어서, 신호가 루프 필터(1111)로부터 출력된 후에, VCO(1110)는 위상 에러량에 부합하는 주파수를 갖는 신호를 재생하고, 그에 의해 RF 신호의 재생 클럭이 추출될 수 있게 해준다.
보간기(1064), 등화 회로(1065) 또는 보상 신호 출력을 갖는 결정 피드백 유형 비선형 비터비 디코더(1069)로부터의 출력이 교차-상관 PLL(1067b)의 입력으로서 사용될 수 있지만, 보상 신호 출력을 갖는 결정 피드백 유형 비선형 비터비 디코더의 출력을 사용함으로써, 그의 비선형 성분이 제거된 신호에 대해 위상 비교가 수행될 수 있다. 이것은 PLL(1067b)이 보다 안정되게 동작할 수 있게 해준다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, PR 심볼간 간섭 발생기(1067a)의 출력과 보간기(1064), 등화 회로(1065), 또는 보상 신호 출력을 갖는 결정 피드백 유형 비선형 비터비 디코더(1069)의 출력의 시간을 일치시키기 위해 교차-상관 PLL(1067b)의 전방에 지연부가 제공된다.
상기한 바와 같이, 도 59에 도시한 디코더가 재생 클럭 타이밍을 조정하기 위해 보간기(1064)를 사용하는 경우에, 보간기(1064), 등화 회로(1065), 또는 보상 신호 출력을 갖는 결정 피드백 유형 비선형 비터비 디코더(1069)의 출력은 PLL(1067b)에의 상부 입력으로서 사용될 수 있다(도 59에서 점선으로 나타냄). 그렇지만, PLL(1067b)로의 상부 입력이 재생 클럭 타이밍의 조정 이후 디코더 이전에 위치될 수 있다는 것을 고려하면, 디코더가 PLL에 의해 발생된 재생 클럭을, 재생 클럭 타이밍을 조정하기 위한 그의 재생 클럭으로서 갖는 ADC를 사용하는 경우에, PLL(1067b)에의 상부 입력은, ADC 이후 디코더 이전에 배치되어 있는 한, 어디에라도 제공될 수 있다.
이 예에서, 디코더(1069)가 이진화된 판정 결과를 사용하기 때문에, 판정 결과가 부정확한 경우(에러), PLL(1067)은 적절히 동작하지 않는다. 따라서, RF 신호의 비선형 성분 및 등화 회로(1065)의 파형 등화 계수를 정정하기 위한 보상값은 디코더(1069)의 에러율을 감소시키는 데 큰 효과가 있다. 따라서, 이 예에서, 낮은 기록 밀도부터 높은 기록 밀도까지 단계별로 보상값 및 파형 등화 계수를 획득(학습)하는 상기한 트레이닝 방법 또는 재기록 주파수의 보상값을 PLL(1067)에서의 피드백 루프의 개루프 교차 주파수(open loop cross-over frequency)보다 크지 않은 값으로 설정하는 방법이 재생 안정성을 향상시키기 위해 사용될 수 있다.
게다가, 광 디스크(1015)가 미리 정해진 패턴이 기록되어 있는 트레이닝 영역을 갖는 경우에, 미리 정해진 비트 패턴이, 비터비 디코더(1069)의 이진화된 판정 결과의 대안으로, 교차-상관 PLL(1067b)의 입력으로서 사용될 수 있으며, 그에 의해 PLL(1067)의 안정성을 향상시킨다. 이 경우에, 디코더(1028e)는 도 64에 나타낸 구성을 갖는다. 스위치(1067d)를 사용함으로써, 비터비 디코더(1069)의 출력 및 미리 정해진 비트 패턴으로부터의 출력이 광 디스크(1015)의 트레이닝 영역에 기록된다. 따라서, 비선형 성분 및 등화 회로(1065)의 파형 등화 계수를 정정하기 위한 보상값이 광 디스크(1015)의 트레이닝 영역을 재생함으로써 학습될 수 있기 때문에, 사전에 트레이닝 영역에 기록된 미리 정해진 비트 패턴을 사용함으로써 PLL(1067)의 성능이 안정화될 수 있다. 따라서, 적당한 보상값 및 파형 등화 계수가 획득될 수 있다.
게다가, PR 심볼간 간섭 발생기(1010)의 PR 클래스 및 FIR 필터(1063)의 PR 클래스는 차이 클래스로 설정될 수 있다. 예를 들어, PR 심볼간 간섭 발생기(1010) 및 FIR 필터(1063)의 PR 클래스가 동일한 PR 클래스 (1, 2, 2, 2, 1)로 설정되어 있는 경우, 2T 마크 캐리어가 없게 된다. 이것은 PLL(1067)이 슬라이서를 사용하여 재생 클럭을 추출하는 것을 어렵게 만든다. 그렇지만, PR 심볼간 간섭 발생기(1010) 및 FIR 필터(1063)를 서로 다른 PR 클래스, 예를 들어, 2T 마크 캐리어 PR(0, 1, 2, 1, 0) 및 PR(1, 1, 2, 1, 1)를 갖는 PR 클래스로 설정함으로써, PLL(1067)로 전송되는 신호는 PR(0, 1, 2, 1, 0) 또는 PR(1, 1, 2, 1, 1)의 신호와 동등하다. 그에 의해, PLL(1067)은 정상적으로 동작할 수 있다.
PR의 비트 길이는, 특히 ML의 비트 길이에 의해서는 제한되지 않는다. 예를 들어, ML이 5 비트의 비트 길이를 갖는 경우에, PR의 비트 길이는 PR(1, 2, 3, 4, 4, 3, 2, 1)일 수 있고, 즉 PR은 ML의 비트 길이보다 작지 않은 비트 길이(예를 들어, 8 비트)를 가질 수 있다. 이 경우에, 브랜치 메트릭은 이하의 수학식 4를 사용하여 계산될 수 있다. 수학식 4에서, "n"은 1 내지 16의 정수를 나타내고, "PR"은 행렬 [1 2 3 4 4]T를 나타내며, "RF"는 PR 특성으로 파형 등화된 RF 신호의 값을 나타내고, "PP(n)"은 각각의 브랜치 B(n)에 대응하는 5-비트 비트 스트링을 나타내며, "CV(n)"은 각각의 브랜치 B(n)에 대응하는 보상값을 나타낸다. 이 예에서, 5개의 상위 비트(ML 비트 길이와 동수의 비트)가 브랜치 메트릭을 계산하기 위한 PR 특성으로서 사용된다. 이 상태에서, 패턴 보상값이 트레이닝된다. 따라서, 3개의 하위 비트는 패턴 보상값으로 심볼간 간섭을 발생하는 데 사용된다.
BMt(n) = (PP(n) × PR + CV(n) - RF)2
게다가, PR 특성의 데이터의 3개의 하위 비트는 이하의 수학식 5에서의 임시 판정 결과를 사용할 수 있다. 수학식 5에서, "n"은 1 내지 16의 정수를 나타내고, "PR"은 행렬 [1 2 3 4 4 3 2 1]T를 나타내며, "RF"는 PR 특성으로 파형 등화된 RF 신호의 값을 나타내고, "PP(n)"의 5개의 상위 비트는 각각의 브랜치 B(n)에 대응하는 5-비트 비트 스트링을 나타내며, "PP(n)"의 3개의 하위 비트는 3-비트 임시 판정 비트 스트링을 나타내고, "CV(n)"은 각각의 브랜치 B(n)에 대응하는 보상값을 나타낸다.
BMt(n) = (PP(n) × PR + CV(n) - RF)2
따라서, 비트 에러율을 더 감소시키기 위해, 수퍼-해상도 재생 신호에 더 적합한 긴 PR 클래스가 사용된다.
본 발명의 상기한 실시예에 따른 광 디스크 장치(1020)가 광 디스크로부터 데이터를 재생하는 기능만을 갖는 것으로 기술되어 있지만, 광 디스크 장치(1020)가 광 디스크로부터 데이터를 재생하는 기능을 가지고 있는 한, 데이터 기록 기능, 데이터 소거 기능, 및/또는 데이터 재생 기능을 갖는 다른 광 디스크 재생 장치(1020)도 역시 사용될 수 있다.
본 발명의 상기한 실시예에 따른 광 픽업 장치(1023)가 단일의 광원(1231)을 갖는 것으로서 기술되어 있지만, 광 픽업 장치(1023)는, 예를 들어, 서로 다른 파장을 갖는 레이저 빔을 방사하는 복수의 광원을 가질 수 있다.
[섹션 3]
상기한 바와 같이, 부분 응답 방법은, 미리 정해진 선형 파형 간섭을 능동적으로 발생함으로써, 등화 디코딩 프로세스 동안의 신호 특성의 열화를 방지하기 위해 사용된다. 최근에, 부분 응답 방법과 ML(Maximum Likelihood) 방법이 조합인 PRML(Partial Response Maximum Likelihood, 부분 응답 최대 우도) 방법이 고정밀도 신호 처리를 수행하는 데 사용되었다.
게다가, 5 비트에 대한 PR 특성을 갖는 신호 처리에서와 같이, 대칭 형상을 갖는 부분 응답 특성(이후부터, "대칭 PR 특성"이라고도 함)을 갖는 신호 처리 장치가 있으며, 여기서 원점(0)이 중심이다(예를 들어, PR(a, a), PR(a, b, a), PR(a, b, b, a), PR(a, b, c, b, a), PR(a, b, b, b, a), PR(a, a, b, a, a)("a", "b", "c" 각각은 주어진 실수임)). 그렇지만, 상기한 수퍼 해상도 재생을 수행함에 있어서, 수퍼 해상도 광 디스크에 기록된 데이터가 비대칭 빔 스폿을 광 디스크에 방사함으로써 판독된다는 사실로 인해, 신호 처리 장치의 PR 특성과 아날로그 재생 신호의 특성 간에 비부합이 발생한다.
유의할 점은 비대칭 PR 특성이, n 비트의 PR 특성의 경우에, PR(PR1, PR2, PR3,..., PRn)으로 표현된다는 것이다. 대칭 PR 특성의 "n"이 짝수인 경우에, 이하의 <식 1>의 조건이 만족된다. 대칭 PR 특성의 "n"이 홀수인 경우, 이하의 <식 2>의 조건이 만족된다. 반면에, 원점(0)이 중심인 대칭 형상을 갖는 부분 응답 특성(이후부터, "비대칭 PR 특성"이라고 함)은 이하의 <식 1> 및 <식 2>의 조건이 만족되지 않는 특성을 갖는다. 따라서, 광 디스크 장치(1020)가, 예를 들어, PR(1, 1, 4, 4, 1)의 PR 특성을 광 디스크(1015)에 적용하게 함으로써 비트 에러율이 향상될 수 있다.
<식 1>
Figure 112007020459517-PAT00001
<식 2>
Figure 112007020459517-PAT00002
게다가, 또한 유의할 점은, 등화 회로의 PR 특성을 선택함에 있어서, 파형 등화 동안에 각각의 비트의 비트 에러율(BER)이 낮은 값인 것이 선호된다(즉, BER 값이 낮을수록, 더 낫다).
게다가, 또한, 유의할 점은, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디스크(2015)에 적합한 PR 특성에 관련한 데이터(이후부터, "PR 특성 데이터"라고도 함)는, 재생 동작 동안에 광 디스크 장치(20 또는 1020)가 기록된 PR 특성 데이터를 판독 및 사용할 수 있게 해주기 위해, 사전에 광 디스크(2015)의 미리 정해진 영역(들)에 기록될 수 있다.
예를 들어, 광 디스크(2015)가 광 디스크(2015)의 워블 데이터를 포함하는 영역을 갖는 경우 또는 광 디스크(2015)가 광 디스크(2015)의 내주부에 PR 특성 데이터를 포함하는 TOC(Table OF Contents) 영역을 갖는 경우에(도 66a 참조), CPU(40)(1040)는, 예를 들어, 광 디스크(2015)로부터 워블 데이터 또는 PR 특성 데이터를 판독하고 이 판독된 데이터를 RAM(41)(1041)에 저장할 수 있다. 따라서, 상위 레벨 장치(90)(1090)로부터 재생 요청 명령이 수신되는 경우, 예를 들어, RAM(41)(1041)에 저장된 재생 조건 및 PR 특성 데이터에 기초하여 PR 특성이 설정될 수 있다. 다른 대안으로서, PR 특성 데이터가 기록되어 있는 영역이, 도 66b의 검은 점(2003)으로 나타낸 바와 같이, 기록 영역(2002)에 주기적으로 배열되어 있 다.
RF 신호의 비대칭 속성이 여러가지 재생 조건(예를 들어, 수퍼-해상도층의 구성, 기록 밀도, 재생 전력, 재생 동안의 선속도, 광원의 파형)에 따른 미세한 개구 영역(HA)/미세한 마스크 영역(MA)의 형상의 변화 및 수퍼 해상도층의 온도 분포의 변화에 따라 변하기 때문에, 최적의 PR 특성을 적용하기 위한 하나 이상의 파라미터를 갖는 것이 바람직하다.
<PR 특성과 관련한 효과의 설명>
도 67a 내지 도 67e는 수퍼 해상도 광 디스크로부터 출력되는 재생 신호에 대해 5 비트 PR 특성의 PR 특성을 랜덤하게 변경함으로써 비트 에러율(BER)의 변화를 관찰하는 실험에 따른 비트 에러율(BER)에 대한 각각의 비트의 PR 특성을 나타낸 그래프이다. 이 실험에서, 수퍼 해상도 광 디스크는 147 nm의 최소 기록 마크 길이를 갖는 기록 마크를 갖는다. 보다 구체적으로는, 도 67a 내지 도 67e의 각각의 그래프에서의 PR 특성은 PR 특성의 인자 값들의 합의 정규화된 결과를 나타낸 것이다. 즉, PR 특성이 PR(a1, a2, a3, a4, a5)로 표현되는 경우에, 도 67a는 제1 비트에 대응하는 값 a1/(a1 + a2 + a3 + a4 + a5)과 비트 에러율 간의 상관 관계를 나타낸 것이고, 도 67b는 제2 비트에 대응하는 값 a2/(a1 + a2 + a3 + a4 + a5)과 비트 에러율 간의 상관 관계를 나타낸 것이며, 도 67c는 제3 비트에 대응하는 값 a3/(a1 + a2 + a3 + a4 + a5)과 비트 에러율 간의 상관 관계를 나타낸 것이고, 도 67d는 제4 비트에 대응하는 값 a4/(a1 + a2 + a3 + a4 + a5)과 비트 에러율 간의 상관 관계를 나타낸 것이며, 도 67e는 제5 비트에 대응하는 값 a5/(a1 + a2 + a3 + a4 + a5)과 비트 에러율 간의 상관 관계를 나타낸 것이다. 유의할 점은 도 67a 내지 도 67e의 각각의 그래프에 나타낸 직선이 각각의 관찰점의 1차 근사화에 의해 획득된 것이라는 것이다.
상기한 바와 같이, 등화 회로의 PR 특성을 선택함에 있어서, 파형 등화 동안에 각각의 비트의 비트 에러율(BER)이 낮은 값인 것이 선호된다(즉, BER 값이 낮을수록, 더 낫다). 이하의 표 3은 비트 에러율(BER)이 낮은 수직축 근방에 위치한 근사선의 값 ai/(a1 + a2 + a3 + a4 + a5)(i = l - 5)을 관찰하는 경우에 각각의 비트의 값 a1/(a1 + a2 + a3 + a4 + a5)을 나타낸 것이다.
예를 들어, 제2 비트와 제4 비트를 비교할 때, 값 a2/(a1 + a2 + a3 + a4 + a5)와 값 a4/(a1 + a2 + a3 + a4 + a5) 간에 상당한 차이(대략 0.5)가 있음을 알 수 있다. 이것은 수퍼 해상도 광 디스크로부터의 재생 신호가 제2 및 제4 비트에 대한 비대칭 PR 특성에 대응함을 보여준다.
비트 ai/(a1 + a2 + a3 + a4 + a5)
제1 비트 0.10 ~ 0.15
제2 비트 -0.03 ~ 0.02
제3 비트 0.32 ~ 0.37
제4 비트 0.48 ~ 0.53
제5 비트 0.01 ~ 0.06
이하의 표 4는, 수퍼 해상도 광 디스크로부터 데이터의 수퍼 해상도 재생을 수행할 때, 낮은 비트 에러율(BER)을 나타내는 2개의 대칭 PR 특성의 비트 에러율의 값 및 7개의 비대칭 PR 특성의 비트 에러율(BER)의 값을 나타낸다. 표 4에 나타낸 바와 같이, 대칭 PR 특성 PR(1, 2, 2, 2, 1)에 대한 비트 에러율 값은 비대칭 PR 특성 PR(2, 0, 5, 8, 1)에 대한 비트 에러율 값의 대략 1/7이다. 게다가, 다른 비대칭 PR 특성도 그의 비트 에러율 값이 대칭 PR 특성의 비트 에러율 값보다 1 자릿수 더 작음을 보여준다. 이것은, 수퍼 해상도 광 디스크에 대해 수퍼 해상도 재생을 수행하는 경우에 재생 신호에 파형 등화를 수행하는 데 비대칭 PR 특성을 사용함으로써, 비트 에러율이 상당히 감소될 수 있음을 보여준다. 상기한 광 디스크 장치(20)(1020)가 파형 등화를 수행하는 데 PR(1, 1, 4, 4, 1)의 비대칭 PR 특성을 사용하기 때문에, 비트 에러율은, 예를 들어, PR(1, 2, 2, 2, 1)의 대칭 PR 특성으로 파형 등화를 수행하는 경우에 비해, 상당히 감소될 수 있다.
PR 특성 비트 에러율(BER)
PR(1, 2, 2, 2, 1) 4.2 × 10-3
PR(3, 1, 8, 1, 3) 3.5 × 10-3
PR(3, 0, 8, 1, 1) 8.2 × 10-4
PR(2, 0, 5, 1, 0) 8.2 × 10-4
PR(2, 0, 4, 6, 0) 6.5 × 10-4
PR(2, 0, 5, 8, 1) 6.0 × 10-4
PR(2, 0, 5, 5, 1) 7.7 × 10-4
PR(1, 0, 2, 4, 0) 7.1 × 10-4
PR(2, 0, 4, 5, 0) 8.8 × 10-4
유의할 점은, 상기한 광 디스크 장치(20)(1020)가 재생 신호에 대해 파형 등화를 수행하는 데 PR(1, 1, 4, 4, 1)의 PR 특성을 사용하지만, 다른 PR 특성도 역시 사용될 수 있다. 예를 들어, PR 특성은 PR(3, 0, 8, 1, 1), PR(2, 0, 5, 1, 0), PR(2, 0, 8, 3, 1), PR(1, 0, 5, 2, 1), PR(2, 0, 5, 5, 1), PR(2, 0, 8, 4, 1), PR(2, 0, 4, 6, 0), PR(2, 0, 5, 8, 1), PR(1, 0, 2, 4, 0), PR(2, 0, 4, 5, 0), 및 PR(3, 1, 8, 1, 1) 중 임의의 하나일 수 있다. 환언하면, PR 특성이 상기한 <식 3> 및 <식 4>의 조건을 만족하지 않는 한, 재생 신호에 대해 파형 등화를 수행하는 데 여러가지 PR 특성이 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예는 회절 한계보다 작은 기록 마크를 갖는 광 디스크로부터 데이터를 정확하게 재생할 수 있는 데이터 재생 장치를 제공한다. 게다가, 본 발명의 다른 실시예는 회절 한계보다 작은 기록 마크를 갖는 광 디스크로부터 데이터가 정확하게 재생될 수 있게 해주는 광 디스크를 제공한다. 게다가, 본 발명의 다른 실시예는 회절 한계보다 작은 기록 마크를 갖는 광 디스크로부터 데이터를 정확하게 재생할 수 있는 데이터 재생 방법을 제공한다.
게다가, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 여러 변형 및 수정이 행해질 수 있다.

Claims (49)

  1. PRML(Partial Response Maximum Likelihood) 검출 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치로서,
    광원,
    상기 광원으로부터 상기 광 디스크로 방출되는 광을 집속시키는 대물 렌즈를 갖는 광학 시스템, 및
    상기 광 디스크로부터 반사되는 광을 수광하는 광 검출기
    를 포함하는 광 헤드;
    상기 광 검출기로부터 출력되는 신호로부터 RF 신호를 발생하는 신호 발생 회로;
    상기 기록된 데이터가 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크에 기록될 때, 상기 RF 신호의 위상 왜곡을 보정하는 위상 보정 회로;
    상기 보정된 RF 신호로부터 클럭을 추출하는 클럭 추출 회로; 및
    상기 클럭 추출 회로에 의해 추출된 클럭에 동기하여, 상기 RF 신호로부터 상기 기록된 데이터를 디코딩하는 디코딩 회로
    를 포함하는, PRML 검출 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위상 보정 회로는 추정된 위상 왜곡과 관련하여 역 위 상 특성(inverse phase characteristic)을 갖는 위상 보상 아날로그 필터를 포함하는 것인 데이터 재생 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 위상 보정 회로는 FIR 필터 및 상기 FIR 필터의 등화 계수를 설정하는 계수 설정 회로를 포함하는 것인 데이터 재생 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광 디스크는 그 안에 등화 계수 데이터가 기록되어 있으며, 상기 계수 설정 회로는, 상기 광 디스크에 기록된 상기 등화 계수 데이터와, 기록 밀도, 재생 전력, 재생 동안의 선속도, 및 상기 광원의 파형 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 FIR 필터의 상기 등화 계수를 설정하는 것인 데이터 재생 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 광 디스크는 그 안에 등화 계수 데이터가 기록되어 있고, 상기 위상 보정 회로는, 상기 광 디스크에 기록된 상기 등화 계수 데이터와, 기록 밀도, 재생 전력, 재생 동안의 선속도, 및 상기 광원의 파형 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 FIR 필터의 상기 등화 계수를 계산하는 계산 회로를 더 포함하며,
    상기 계수 설정 회로는 상기 계산된 등화 계수를 상기 FIR 필터의 상기 등화 계수로서 설정하는 것인 데이터 재생 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 계산 회로는 상기 등화 계수를 계산하기 위한 초기값 으로서 비대칭 등화 계수를 사용하고, 상기 비대칭 계수의 중심은 원점인 것인 데이터 재생 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 FIR 필터의 상기 등화 계수는 중심을 원점으로 갖는 비대칭 형상을 갖는 것인 데이터 재생 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광 디스크의 상기 기록된 데이터가 상기 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크에 기록되는 경우, 상기 등화 계수가 중심을 원점으로 갖는 대칭 형상을 갖도록, 상기 FIR 필터의 상기 등화 계수를 변경하는 계수 변경 회로를 더 포함하는 데이터 재생 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 RF 신호를 상기 위상 보정 회로 및 상기 디코딩 회로로 전환가능하게 출력하는 스위치 회로를 더 포함하며, 상기 기록된 데이터가 상기 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크에 기록되는 경우 상기 RF 신호는 상기 위상 보정 회로로 출력되고, 상기 기록된 데이터가 상기 회절 한계보다 작지 않은 피치로 배열된 기록 마크에 기록되는 경우 상기 RF 신호는 상기 디코딩 회로로 출력되는 것인 데이터 재생 장치.
  10. PRML 검출 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치를 사용하는 데이터 재생 방법으로서,
    a) 상기 광 디스크로 광 빔을 방사하는 단계;
    b) 상기 광 디스크로부터 반사된 광을 수광하는 단계;
    c) 상기 수광된 광에 따라 RF 신호를 발생하는 단계;
    d) 상기 기록된 데이터가 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크에 기록될 때 상기 RF 신호의 위상 왜곡을 보정하는 단계;
    e) 상기 보정된 RF 신호로부터 클럭을 추출하는 단계; 및
    f) 상기 단계 e)에서 추출된 상기 클럭에 동기하여 상기 RF 신호로부터 상기 기록된 데이터를 디코딩하는 단계
    를 포함하는, PRML 검출 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치를 사용하는 데이터 재생 방법.
  11. 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크를 포함하는 기록 마크 영역; 및
    상기 기록 마크에 기록된 데이터를 재생하기에 적합한 등화 계수 데이터를 포함하고 있는 제1 데이터 영역을 포함하는 광 디스크.
  12. 제11항에 있어서, 상기 등화 계수 데이터는 상기 기록 마크가 기록되어 있는 영역과 상이한 영역에 기록되는 것인 광 디스크.
  13. 제12항에 있어서, 상기 등화 계수 데이터가 기록되어 있는 영역은 TOC 데이 터 영역인 것인 광 디스크.
  14. 제11항에 있어서, 상기 등화 계수 데이터는 워블 데이터를 포함하는 것인 광 디스크.
  15. 제11항에 있어서, 기록 밀도, 재생 전력, 재생 동안의 선속도, 및 상기 광원의 파형 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 포함하는 제2 데이터 영역을 더 포함하는 것인 광 디스크.
  16. PRML 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치로서, 상기 광 디스크의 상기 기록된 데이터는 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크에 기록되어 있으며,
    상기 데이터 재생 장치는,
    광원,
    상기 광원으로부터 상기 광 디스크로 방출되는 광을 집속하는 대물 렌즈를 갖는 광학 시스템, 및
    상기 광 디스크로부터 반사된 광을 수광하는 광 검출기
    를 포함하는 광 헤드;
    상기 광 검출기로부터 출력된 신호로부터 RF 신호를 발생하는 신호 발생 회로;
    상기 RF 신호의 파형을 상기 PRML 방법의 미리 정해진 부분 응답 특성을 갖는 파형으로 등화하는 파형 등화기;
    상기 기록 마크의 비트 패턴에 대응하는 복수의 보상값을 저장하는 패턴 보상 메모리;
    상기 PRML 방법에 따라 복수의 상태에 대응하는 과거 판정 결과를 저장하는 경로 메모리; 및
    상기 경로 메모리에 저장된 과거 판정 결과에 따른 상기 복수의 보상값 중 하나를 사용하여 상기 등화된 RF 신호의 우도(likelihood)를 계산하는 브랜치 메트릭 계산기(branch metric calculator)
    를 포함하는, PRML 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 패턴 보상 메모리에 저장된 상기 보상값은 상기 RF 신호의 상기 비트 패턴의 파형 등화 에러량의 평균을 포함하는 것인 데이터 재생 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 보상값은 목표 재생 신호와 각 비트 패턴에 대응하는 상기 파형 등화 RF 신호 간의 파형 등화 에러량의 평균을 포함하고, 상기 목표 재생 신호는 상기 미리 정해진 부분 응답 특성과는 상이한 다른 부분 응답 특성과 기록 비트 데이터 간의 컨벌루션(convolution)에 의하여 계산되는 것인 데이터 재생 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 패턴 보상 메모리에 저장된 상기 보상값은 상기 RF 신호의 상기 비트 패턴의 파형 등화 에러량의 분산값을 더 포함하는 것인 데이터 재생 장치.
  20. 제16항에 있어서, 상기 패턴 보상 메모리에 저장된 상기 보상값은 8 비트 이상의 비트 패턴에 대응하는 것인 데이터 재생 장치.
  21. 제16항에 있어서, 재생 클럭을 추출하는 클럭 추출 회로를 더 포함하며,
    상기 클럭 추출 회로는 상기 광 디스크로부터 판독된 상기 RF 신호와 상기 PRML 방법으로 상기 RF 신호를 디코딩함으로써 획득된 신호 간에 위상을 비교하는 교차-상관 계산 회로를 포함하는 것인 데이터 재생 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 클럭 추출 회로는,
    상기 판독된 RF 신호와 상기 디코딩된 신호를 1 주기 동안 지연시켜 발생된 제1 지연 신호 간의 교차-상관을 계산하는 제1 교차-상관 계산 회로;
    상기 판독된 RF 신호와 상기 디코딩된 신호를 2 주기 동안 지연시켜 발생된 제2 지연 신호 간의 교차-상관을 계산하는 제2 교차-상관 계산 회로; 및
    상기 제1 교차-상관 회로의 출력과 상기 제2 교차-상관 계산 회로의 출력 간 의 차이를 구하는 감산기
    를 포함하며,
    상기 제2 지연 신호의 상기 2 주기는 상기 제1 지연 신호의 주기보다 더 긴 것인 데이터 재생 장치.
  23. 제16항에 있어서, 상기 클럭 추출 회로는 상기 광 디스크에 기록된 미리 정해진 비트 패턴을 사용하여 상기 재생 클럭을 추출하도록 구성되어 있는 것인 데이터 재생 장치.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 PRML 방법으로 상기 RF 신호를 디코딩하는 데 요구되는 시간과 동등한 기간 동안 상기 RF 시간을 지연시키는 지연부; 및
    상기 지연된 RF 신호의 값과 상기 패턴 보상 메모리에 저장된 상기 보상값 간의 차이에 기초하여, 상기 RF 신호의 비선형 성분을 보상하는 비선형 성분 보상기
    를 더 포함하는 데이터 재생 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 비선형 성분 보상기는 상기 경로 메모리에 저장된 상기 복수의 상태에 대응하는 상기 과거 판정 결과를 사용하여 임시 판정을 수행하는 출력 선택기를 포함하는 것인 데이터 재생 장치.
  26. 제24항에 있어서, 상기 비선형 성분 보상기로부터 출력된 신호로부터 재생 클럭을 추출하는 클럭 추출 회로를 더 포함하는 데이터 재생 장치.
  27. 제16항에 있어서, 상기 광 디스크는 그 안에 보상값 데이터가 기록되어 있으며, 상기 패턴 보상 메모리는, 상기 광 디스크에 기록된 상기 보상값 데이터와, 기록 밀도, 재생 전력, 재생 동안의 선속도, 및 상기 광원의 파형 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 보상값을 설정하는 것인 데이터 재생 장치.
  28. 제16항에 있어서, 상기 부분 응답 특성의 비트 길이는 최대 우도 추정(maximum likelihood estimation)을 수행하기 위한 상태의 비트 길이보다 더 긴 것인 데이터 재생 장치.
  29. PRML 방법을 사용하여 데이터를 재생하는 데이터 재생 방법으로서,
    a) 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크에 상기 데이터가 기록되어 있는 광 디스크로부터 RF 신호를 판독하는 단계;
    b) 상기 RF 신호의 파형을 상기 PRML 방법의 미리 정해진 부분 응답 특성을 갖는 파형으로 등화시키는 단계;
    c) 상기 등화된 RF 신호의 비트 패턴에 대응하는 보상값을 계산하는 단계; 및
    d) 상기 PRML 방법에 따라 복수의 상태에 대응하는 과거 판정 결과에 따른 상기 보상값을 사용하여 상기 등화된 RF 신호의 우도를 계산하는 단계
    를 포함하는, PRML 방법을 사용하여 데이터를 재생하는 데이터 재생 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 단계 c)는 상기 RF 신호의 상기 비트 패턴의 파형 등화 에러량의 평균을 구하는 단계를 포함하는 것인 데이터 재생 방법.
  31. 제28항에 있어서, 상기 단계 c)는 목표 재생 신호와 상기 파형 등화 RF 신호 간의 파형 등화 에러량의 평균을 획득함으로써 상기 보상값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 목표 재생 신호는 상기 미리 정해진 부분 응답 특성과는 상이한 다른 부분 응답 특성과 기록 비트 데이터 간의 컨벌루션에 의하여 계산되는 것인 데이터 재생 방법.
  32. 제29항에 있어서, 상기 단계 c)는 상기 RF 신호의 상기 비트 패턴의 파형 등화 에러량의 분산값을 구하는 단계를 더 포함하는 것인 데이터 재생 방법.
  33. 제29항에 있어서, 재생 클럭을 추출하는 단계를 더 포함하며,
    상기 재생 클럭 추출 단계는 상기 광 디스크로부터 판독된 상기 RF 신호와 상기 PRML 방법으로 상기 RF 신호를 디코딩함으로써 획득된 신호 간의 위상을 비교하는 교차-상관 계산을 수행하는 단계를 포함하는 것인 데이터 재생 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 재생 클럭 추출 단계는,
    상기 판독된 RF 신호와 상기 디코딩된 신호를 1 주기 동안 지연시켜 발생된 제1 지연 신호 간의 제1 교차-상관을 계산하는 단계;
    상기 판독된 RF 신호와 상기 디코딩된 신호를 2 주기 동안 지연시켜 발생된 제2 지연 신호 간의 제2 교차-상관을 계산하는 단계; 및
    상기 제1 교차-상관 계산의 출력과 상기 제2 교차-상관 계산의 출력 간의 차이를 구하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제2 지연 신호의 상기 2 주기는 상기 제1 지연 신호의 상기 주기보다 더 긴 것인 데이터 재생 방법.
  35. 제29항에 있어서, 상기 재생 클럭은 상기 광 디스크에 기록된 미리 정해진 비트 패턴 및 상기 광 디스크로부터 판독된 상기 RF 신호를 사용하여 추출되는 것인 데이터 재생 방법.
  36. 제33항에 있어서, 상기 재생 클럭은 상기 광 디스크에 기록된 미리 정해진 비트 패턴을 사용하여 추출되는 것인 데이터 재생 방법.
  37. 제29항에 있어서,
    e) 상기 PRML 방법으로 상기 RF 신호를 디코딩하는 데 요구되는 시간과 동등한 기간 동안 상기 RF 신호를 지연시키는 단계;
    f) 상기 지연된 RF 신호의 값과 상기 보상값 간의 차이에 기초하여 상기 RF 신호의 비선형 성분을 보상하는 단계; 및
    g) 상기 단계 f)에서 보상된 상기 RF 신호로부터 재생 클럭을 추출하는 단계
    를 더 포함하는 데이터 재생 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 단계 f)는 상기 복수의 상태에 대응하는 상기 과거 판정 결과를 사용하여 임시 판정을 수행하는 출력 선택 단계를 포함하는 것인 데이터 재생 방법.
  39. 제29항에 있어서, 상기 부분 응답 특성의 비트 길이가 최대 우도 추정을 수행하기 위한 상태의 비트 길이보다 더 긴 것인 데이터 재생 방법.
  40. 제29항에 있어서, 상기 단계 c)는,
    저 기록 밀도로 기록된 데이터에 대한 제1 보상값을 획득하는 단계;
    상기 제1 보상값을 이용함으로써 상기 보상값을 사용하여 데이터를 재생하는 단계; 및
    고 기록 밀도로 기록된 데이터에 대한 제2 보상값을 획득하는 단계
    를 포함하는 것인 데이터 재생 방법.
  41. 제16항에 기재된 데이터 재생 장치에 사용되는 광 디스크로서,
    회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크를 포함하고 있는 기록 마크 영역;
    기록 밀도, 재생 전력, 선속도, 및 상기 광원의 파형 중 적어도 하나를 나타내는 제1 데이터를 포함하고 있는 제1 데이터 영역; 및
    상기 RF 신호의 상기 비트 패턴의 파형 등화 에러량의 평균 및 상기 RF 신호의 상기 비트 패턴의 파형 등화 에러량의 분산값 중 적어도 하나를 나타내는 제2 데이터를 포함하고 있는 제2 데이터 영역
    을 포함하는, 제16항에 기재된 데이터 재생 장치에 사용되는 광 디스크.
  42. 제16항에 기재된 데이터 재생 장치에 사용되는 광 디스크로서,
    상기 RF 신호의 상기 비트 패턴의 파형 등화 에러량의 평균 및 상기 RF 신호의 상기 비트 패턴의 파형 등화 에러량의 분산값 중 적어도 하나를 트레이닝(training)시키는 데이터를 포함하고 있는 트레이닝 데이터 영역을 포함하는, 제16항에 기재된 데이터 재생 장치에 사용되는 광 디스크.
  43. 제16항에 기재된 데이터 재생 장치에 사용되는 광 디스크로서,
    복수의 기록 밀도에 관하여 파형 등화 에러량의 평균값 또는 분산값을 트레이닝하기 위한 데이터를 포함하는 트레이닝 데이터 영역, 또는 복수의 기록 밀도에 관하여 파형 등화 에러량의 평균값 또는 분산값을 트레이닝하기 위한 미기록된 데이터 영역 중 적어도 하나를 포함하는 데이터 영역을 포함하는, 제16항에 기재된 데이터 재생 장치에 사용되는 광 디스크.
  44. 광 디스크에 대해 데이터를 기록 및 재생하는 데이터 기록/재생 장치로서,
    제16항에 기재된 데이터 재생 장치; 및
    회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크를 갖는 광 디스크에 데이터를 기록하는 데이터 기록 장치
    를 포함하는, 광 디스크에 대해 데이터를 기록 및 재생하는 데이터 기록/재생 장치.
  45. PRML 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치로서, 상기 광 디스크의 상기 기록된 데이터는 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크에 기록되어 있으며, 상기 데이터 재생 장치는,
    광원,
    상기 광원으로부터 상기 광 디스크로 방출되는 광을 집속하는 대물 렌즈를 갖는 광학 시스템, 및
    상기 광 디스크로부터 반사된 광을 수광하는 광 검출기
    를 포함하는 광 헤드;
    상기 광 검출기로부터 출력된 신호로부터 RF 신호를 발생하는 신호 발생 회 로; 및
    원점이 중심인 비대칭 형상을 갖는 비대칭 부분 응답 특성을 갖는 파형으로 상기 RF 신호의 파형을 등화하는 파형 등화기
    를 포함하는, PRML 방법을 사용하여 광 디스크로부터 기록된 데이터를 재생하는 데이터 재생 장치.
  46. 제45항에 있어서, 상기 비대칭 부분 응답은, PR(3, 0, 8, 1, 1), PR(2, 0, 5, 1, 0), PR(2, 0, 8, 3, 1), PR(1, 0, 5, 2, 1), PR(2, 0, 5, 5, 1), PR(2, 0, 8, 4, 1), PR(1, 1, 4, 4, 1), PR(2, 0, 4, 6, 0), PR(2, 0, 5, 8, 1), PR(1, 0, 2, 4, 0), PR(2, 0, 4, 5, 0), 및 PR(3, 1, 8, 1, 1) 중 적어도 하나를 포함하는 것인 데이터 재생 장치.
  47. 제45항에 있어서, 상기 파형 등화기는, 상기 광 디스크에 기록된 PR 특성 데이터에 따라 설정된 파형 등화 계수와, 기록 밀도, 재생 전력, 재생 동안의 선속도, 및 상기 광원의 파형 중 적어도 하나에 기초하여 상기 파형 등화를 실행하도록 구성된 것인 데이터 재생 장치.
  48. 제45항에 기재된 데이터 재생 장치에 사용되는 광 디스크로서,
    회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크를 포함하고 있는 기록 마크 영역;
    기록 밀도, 재생 전력, 재생 동안의 선속도, 및 상기 광원의 파형 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 포함하고 있는 제1 데이터 영역; 및
    PR 특성 데이터를 포함하는 제2 데이터 영역
    을 포함하는 제45항에 기재된 데이터 재생 장치에 사용되는 광 디스크.
  49. PRML 방법을 사용하여 데이터를 재생하기 위한 데이터 재생 방법으로서,
    a) 회절 한계보다 작은 피치로 배열된 기록 마크에 기록된 데이터를 갖는 광 디스크로부터 RF 신호를 판독하는 단계; 및
    b) 원점이 중심인 비대칭 형상을 갖는 비대칭 부분 응답 특징을 갖는 파형으로 상기 RF 신호의 파형을 등화하는 단계
    를 포함하는, PRML 방법을 사용하여 데이터를 재생하기 위한 데이터 재생 방법.
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