KR20080019729A - 모놀리식 집적회로 - Google Patents

Abstract

그 내부 또는 그 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지는 표면. 상기 부호화된 데이터는 상기 표면상이나 상기 표면의 각각의 위치에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 정렬 데이터를 포함하며, 상기 정렬 데이터는 최소한 2개의 등록 위치들을 최소한 부분적으로 나타낸다. 상기 등록 위치들은 차례로 상기 표면에 대한 최소한 1개의 데이터 부분의 상대적인 위치를 최소한 부분적으로 나타냄으로써, 상기 데이터 부분이 최소한 부분적으로 복호화되도록 한다.

Mnem 포맷, 복호알고리즘, 복호기

Description

모놀리식 집적회로{Monolithic Integrated Circuit}

본 발명은 디지털 데이터를 물리적 표면들상에 저장하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 관한 다양한 방법, 시스템 및 장치들은 2002년 10월 15일에 본 발명의 출원인 또는 양수인에 의해 출원된 다음의 출원들 및 함께 계류중인 출원들에 개시되어 있다. 이들 출원들 및 함께 계류중인 출원들의 내용은 상호 참조자료로서 여기에 포함되어 있다.

몇 개의 출원들은 그들의 문서번호들에 의해 순서대로 목록화되어 있으며, 이것들은 유용할 때 출원번호로 대체될 것이다.

도트카드들(DotCards)은 카드상에서 데이터를 일련의 마크들로서 부호화하 며, "카드들상의 잉크 도트들의 형태에서의 데이터 분배장치"의 명칭의 미국 특허 출원 09/112781호를 포함하여, 일련의 권리를 받은 특허들 및 계류중인 특허 출원들에 상세히 설명되어 있다.

Mnem 은 디지털 데이터를 물리적 표면들상에 저장하는 튼튼한 2차원 광학 부호화 구조이다. 그 데이터 용량은 표면적에 따라 선형으로 변한다. 이것은 기본적으로 판독 전용(RO; Read-Only) 및 웜(WORM; Write-Once Read-Many) 어플리케이션들을 지원하며, 데이터를 부가하는 능력을 포함한다. 이것은 실제 표면 저하에 대처하기 위해 선택적으로 고장오차허용성을 포함한다.

Mnem 은 잉크젯 인쇄에 적합하다. 적외선 흡수 또는 형광 잉크와 같은 비가시적인 잉크를 사용하여 인쇄될 때, Mnem-부호화된 데이터는 가시적인 본문 및 컬러 그래픽들상에 부가될 수도 있다. 예컨대, 이것은 상기 사진의 칼러 인쇄상에 부가되는 디지털적인 음(陰; negative)의 사진을 가능하게 한다.

Mnem 은 Mnem-부호화된 데이터의 선형 주사동안 효율적인 실시간 복호에 아주 적합하다. 소형의 Mnem 복호기 칩은 상기 복호 기능을 수행한다. 데이터가 카드 매체상에서 부호화되는 응용 분야에서, 상기 복호기 칩은 전형적으로 선형 이미지 센서와 카드 운송장치에 연결된다. 그 다음, 상기 카드가 상기 선형 이미지 센서를 지나 운송되면서 상기 복호기는 실시간으로 기능한다.

상기 Mnem 복호기는 전적으로 소프트웨어 간섭없이 동작하며, 외부 메모리에 계속적으로 복호된 데이터를 기록한다. 이것은 로(raw) 및 고장오차허용성 동작 모드들 모두를 제공하며, 고장오차허용성 모드에서는 파라미터와 여분 데이터의 일시적인 저장에 대한 소량의 부가적인 외부 메모리만을 요구한다. 상기 복호기는 선택 적으로 이미지 포착 및 매체 운송을 제어한다.

이 문서는 Mnem 포맷, 복호 알고리즘, 및 복호기의 구조 및 완전한 판독기를 설명한다.

상기 Mnem 구성은 초기의 도트카드 구성을 밑바탕으로 하며, "카드들상의 잉크 도트들의 형태의 데이터 분배 시스템"의 명칭의 미국 특허 09/112781호를 포함하는, 일련의 특허받은 특허들 및 계류중인 특허 출원들에 상세히 설명되어 있고, 이러한 기술에 대한 모든 다른 특허들 및 계류중인 출원들은 상기 상호참조의 절에 제공된다. 이것은 효율적인 복호를 위해 최적화되는 도트카드와 다르다. 상기 2개의 참고자료들 사이의 차이점은 아래에 상세히 설명된다.

본 발명의 제1 형태는 그 내부 또는 그 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지는 표면을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면의 각각의 위치에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분과, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 정렬 데이터를 포함하며, 상기 정렬 데이터는 최소한 2개의 등록 위치들을 적어도 부분적으로 나타내고, 상기 등록 위치들은 상기 표면에 대한 최소한 1개의 데이터 부분의 상대적인 위치를 적어도 부분적으로 나타냄으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 적어도 부분적으로 복호화되도록 한다.

상기 정렬 데이터는 선택적으로, 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들을 나타내는 제1 등록 구조 및, 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들을 나타 내는 제2 등록 구조를 포함한다.

상기 제1 등록 구조는 선택적으로, 정렬 방향에서의 상기 부호화된 데이터의 전체 위치를 나타내는 다수의 마커들(markers) 및, 정렬 방향에서의 상기 부호화된 데이터의 세밀한 위치를 나타내는 클록 트랙을 포함한다.

상기 제2 등록 구조는 선택적으로, 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서의 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 최소한 2개의 클록 트랙들 및, 각 클록 트랙에 대한 2개의 정렬 라인들을 포함하며, 상기 2개의 정렬 라인들은 상기 정렬 방향에서의 각각의 클록 트랙의 위치를 나타낸다.

포맷은 선택적으로, 최소한 1개의 데이터 블록을 포함하며, 상기 데이터 블록은, 복수의 가능값들을 정의하는 마크들의 배열 및, 상기 마크들의 위치를 나타내는 정렬 데이터를 포함한다.

각 데이터 블록은 선택적으로, 그 자신의 파일럿 트랙이 제공된 것, 그 자신의 등록 특징이 제공된 것, 그 자신의 클록킹 특징(clocking feature)이 제공된 것, 데이터-부호화 영역의 반대편들상에 2개의 클록킹 특징들이 제공된 것, 비트스트림(bit stream)의 일부분을 부호화하는 것, 데이터-부호화 영역에서의 비트스트림(bit stream)의 일부분을 부호화하는 것 및, 수직의 데이터-부호화 영역으로부터 형성된 것들 중 최소한 1개이다.

데이터는 선택적으로 파라미터 데이터를 사용하여 부호화되며, 각 데이터 블록은 최소한 몇 개의 상기 파라미터 데이터를 부호화하고, 상기 파라미터 데이터는, 상기 부호화된 데이터의 크기를 나타내는 것, 인터리브 팩터(interleave factor)를 나타내는 것, 파라미터들과 연관된 검사합계(checksum), 파라미터들과 연관된 CRC 검사합계(checksum), 파라미터들과 연관된 여분 데이터, 파라미터들과 연관된 리드 솔로몬(Reed-Solomon) 여분 데이터 및, 파라미터들과 검사합계의 복사물들중 최소한 1개를 사용하여 고장오차허여되도록 부호화된 것들 중 최소한 1개이다.

상기 데이터는 선택적으로 데이터를 고장오차허여되도록 부호화하기 위해 다수의 삽입된 코드워드들을 사용하여 부호화된다.

상기 정렬 데이터는 선택적으로 파일럿 특징을 포함하며, 상기 파일럿 특징은, 고장오차허여되도록 부호화된 것, 1세트의 병렬 라인들로부터 형성된 것, 2진 파일럿 시퀀스를 부호화하는 1세트의 병렬 라인들로부터 형성된 것, 110101100100011 및, 110010001111010 중 최소한 1개를 부호화하는 파일럿 시퀀스들 중 최소한 1개이다.

본 발명의 제2 형태는 그 내부 또는 그 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지는 표면을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면의 각각의 위치에 배열되고, 정렬 방향으로 연장되어 있는 최소한 1개의 데이터 부분 및, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 정렬 데이터를 포함하며, 사용시, 주사선 방향으로 연장되어 있는 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 감지장치는, 최소한 2개의 위치들에서 상기 정렬 데이터와, 다수의 데이터 부분들중 최소한 1개의 적어도 일부분을 감지하며, 최소한 2개의 등록 위치들을 사용하여 상기 주사선 방향과 상기 정렬 방향 사이의 정렬각을 결정하고, 최소한 1개의 등록 위치와 상기 정렬각 을 사용하여 상기 감지영역에 대한 최소한 1개의 감지된 데이터 부분의 상대적인 위치를 결정하며, 그리고, 상기 상대적인 위치와 상기 정렬각을 사용하여 상기 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하도록 동작한다.

본 발명의 제3 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에 제공된 부호화된 데이터를 복호하는 시스템을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및, 최소한 1개의 클록 인디케이터(clock indicator)를 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 시스템은 , 감지영역에 제공된 데이터를 감지하며, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분과, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하는 센서, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여, 상기 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여, PLL을 업데이트하고, 상기 PLL을 사용하여, 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하며, 그리고, 상기 상대적인 위치를 사용하여, 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하는 복호기를 포함한다.

상기 복호기는 선택적으로, 전체 등록을 결정하기 위해 최소한 1개의 마커의 위치를 결정하고, 상기 전체 등록을 사용하여, 클록 트랙에서 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여, 정렬 PLL을 업데이트하고, 상기 정렬 PLL을 사용하여, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 세밀한 등록(fine registration)을 결정한다.

상기 부호화된 데이터는 선택적으로 등록 구조를 포함하며, 상기 등록 구조 는 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서의 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 최소한 2개의 클록 트랙들 및 각 클록 트랙에 대한 2개의 정렬 라인들을 포함하고, 상기 2개의 정렬 라인들은 상기 각각의 클록 트랙의 위치를 나타내며, 상기 복호기는, 정렬 PLL을 사용하여, 각각의 클록 트랙에 대한 상기 정렬 라인들의 위치를 결정하고, 상기 정렬 라인들의 위치를 사용하여, 각각의 클록 트랙의 위치를 결정하며, 상기 정렬 PLL을 업데이트한다.

상기 복호기는 선택적으로, 각각의 데이터 클록 PLL을 사용하여, 각 클록 트랙에 대해 상기 클록 트랙상에 클록 인디케이터의 위치를 결정하고, 각 클록 트랙상에 상기 클록 인디케이터의 위치를 사용하여, 정렬각을 결정하며, 각 데이터 클록 PLL을 업데이트한다.

상기 복호기는 선택적으로, 상기 정렬 데이터를 사용하여 주사선에 대한 변환을 결정함으로써, 그리고 상기 변환은 상기 데이터 부분들내에 비트 부호화 로케이션들의 좌표들을 나타내며, 상기 변환을 사용하여 비트값들을 검출함으로써 상기 부호화된 데이터를 복호한다.

상기 복호기는 선택적으로, 상기 비트 부호화 로케이션들의 좌표들로부터 샘플값들의 좌표들을 결정하며, 그리고 2개의 연속적인 주사선들로부터 샘플값들을 보간(補間)함으로써 비트 부호화값을 결정한다.

상기 복호기는 선택적으로, 일시적인 값을 2개 이상의 가능값들을 가지는 복호화된 비트스트림 비트에 할당하며, 데이터 부호화 영역에서 주위의 비트들의 값들에 근거한 상기 비트에 대한 2진 값을 해독하고, 그리고, 비트스트림 순서로 해 독된 부호화된 비트스트림 비트값들을 저장장치에 기록한다.

상기 복호기는 선택적으로, 상기 정렬 데이터에서의 파일럿 특징을 검출하고, 상기 파일럿 특징은 최소한 2개의 위치들에서 검출되며, 상기 파일럿 특징을 사용하여, 주사선 방향과 정렬 방향 사이의 정렬각, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 초기 등록을 결정하며, 상기 정렬 데이터에서의 등록 특징에서 등록 마커를 검출하고, 상기 등록 마커를 사용하여, 상기 정렬 방향에서의 전체 등록을 결정하고, 상기 전체 등록을 사용하여, 상기 정렬 데이터에서의 등록 클록 인디케이터를 검출하며, 상기 등록 클록 인디케이터를 사용하여, 상기 정렬 방향에서 세밀한 등록을 결정하고, 상기 세밀한 등록과 상기 정렬각과 상기 초기 등록을 사용하여, 최소한 1개의 정렬 라인을 검출하며, 상기 최소한 1개의 검출된 정렬 라인을 사용하여, 상기 세밀한 등록을 업데이트하고, 상기 업데이트된 세밀한 등록을 사용하여, 상기 정렬 데이터에서 2개의 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하며, 상기 데이터 클록 트랙들의 위치를 사용하여, 각 데이터 클록 트랙상에서 데이터 클록 인디케이터를 검출하고, 각각의 데이터 클록 인디케이터를 사용하여, 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 업데이트된 정렬각 및 업데이트된 등록을 결정하며, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 검출하고, 그리고, 상기 세밀한 등록과 상기 업데이트된 등록을 사용하여, 상기 업데이트된 정렬각과 최소한 몇 개의 상기 적어도 1개의 검출된 데이터 부분을 복호한다.

선택적으로 상기 복호기는 반복적으로, 상기 최소한 1개의 정렬 라인을 검출하고, 상기 세밀한 등록을 업데이트하며, 상기 업데이트된 세밀한 등록과 상기 업 데이트된 등록을 사용하여, 상기 데이터 클록 트랙들의 상기 위치를 결정하고, 각각의 데이터 클록 트랙상에서 데이터 클록 인디케이터를 검출하고, 상기 업데이트된 정렬각과 상기 업데이트된 등록을 업데이트하며, 그리고, 상기 최소한 1개의 검출된 데이터 부분의 적어도 일부분을 검출함으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 복호되도록 하여준다.

상기 복호기는 선택적으로, 상기 파일럿 특징에서의 2개의 위치들에서 클록 인디케이터를 검출하고, 각각의 파일럿 PLL을 각각의 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 파일럿 특징을 트랙하며, 상기 파일럿 PLL을 사용하여, 상기 정렬각 및, 상기 초기 등록을 결정하고, 상기 초기 등록과 상기 정렬각을 사용하여, 2개의 데이터 클록 PLL들을 초기화하며, 상기 정렬 데이터에서 상기 등록 마커를 검출하고, 상기 등록 마커를 사용하여, 상기 전체 등록을 결정하고, 상기 전체 등록을 사용하여, 등록 PLL을 상기 정렬 데이터에서의 상기 등록 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 등록 특징을 트랙하며, 상기 등록 PLL을 사용하여, 상기 세밀한 등록을 결정하고, 상기 세밀한 등록을 사용하여, 2개의 정렬 PLL들을 초기화하며, 상기 정렬 PLL들을 정렬 마커들과 동기화함으로써 상기 데이터 클록 트랙들을 트랙하고, 상기 정렬 PLL들을 사용하여, 상기 정렬 데이터에서의 2개의 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하며, 데이터 클록 트랙들의 위치를 사용하여, 각각의 데이터 클록 트랙상에서 데이터 클록 인디케이터를 검출하고, 각각의 데이터 클록 PLL을 해당 데이터 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 데이터의 상기 등록을 트랙하며, 그리고, 상기 데이터 클록 PLL들을 사용하 여, 상기 업데이트된 정렬각, 및 상기 표면상의 부호화된 데이터의 위치들중 최소한 1개를 결정한다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에 제공된 부호화된 데이터를 복호하는 방법을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및, 최소한 1개의 클록 인디케이터(clock indicator)를 최소한 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 방법은, 복호기에서, 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 센서를 사용하여, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분, 및, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하는 단계, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여, 상기 클록 인디케이터를 결정하는 단계, 상기 클록 인디케이터를 사용하여, PLL을 업데이트하는 단계, 상기 PLL을 사용하여, 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하는 단계 및, 상기 상대적인 위치를 사용하여, 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 전체 등록을 결정하기 위해 최소한 1개의 마커의 위치를 결정하는 단계, 상기 전체 등록을 사용하여, 클록 트랙에서의 클록 인디케이터를 결정하는 단계, 상기 클록 인디케이터를 사용하여, 정렬 PLL을 업데이트하는 단계, 상기 정렬 PLL을 사용하여, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 세밀한 등록을 결정하는 단계를 포함한다.

상기 부호화된 데이터는 선택적으로 등록 구조를 포함하며, 상기 등록 구조는 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 최 소한 2개의 클록 트랙들 및 각 클록 트랙에 대한 2개의 정렬 라인들을 포함하고, 상기 2개의 정렬 라인들은 상기 각각의 클록 트랙의 위치를 나타내며, 상기 방법은, 정렬 PLL을 사용하여, 각각의 클록 트랙에 대한 상기 정렬 라인들의 위치를 결정하는 단계, 상기 정렬 라인들의 위치를 사용하여, 각각의 클록 트랙의 위치를 결정하는 단계, 및 상기 정렬 PLL을 업데이트하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 각각의 데이터 클록 PLL을 사용하여, 각 클록 트랙에 대해 상기 클록 트랙상에서 클록 인디케이터의 위치를 결정하는 단계, 각 클록 트랙상의 상기 클록 인디케이터의 위치를 사용하여, 정렬각을 결정하는 단계, 각 데이터 클록 PLL을 업데이트하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로 상기 정렬 데이터를 사용하여 주사선에 대한 변환을 결정하는 것에 의해, 그리고 상기 변환은 상기 데이터 부분들내의 비트부호화 로케이션들의 좌표를 나타내며, 상기 변환을 사용하여 비트값들을 검출함으로써 상기 부호화된 데이터를 복호하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 비트 부호화 로케이션의 좌표들로부터 샘플값들의 좌표들을 결정하는 단계, 및 2개의 연속적인 샘플 라인들로부터 샘플값들을 보간(補間)함으로써 비트 부호화값을 결정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 일시적인 값을 2개 이상의 가능값들을 가지는 복호화된 비트스트림 비트에 할당하는 단계, 상기 데이터 부호화 영역에서 주위의 비트들의 값들에 근거한 상기 비트에 대한 2진 값을 해독하는 단계, 및 비트스트림 순서로 해독된 부호화된 비트스트림 비트값들을 저장장치에 기록하는 단계를 포함한 다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 정렬 데이터에서 최소한 2개의 위치들에서 검출되는 파일럿 특징을 검출되는 단계, 상기 파일럿 특징을 사용하여, 주사선 방향과 정렬 방향 사이의 정렬각, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 초기 등록을 결정하는 단계, 상기 정렬 데이터에서 등록 특징에서의 등록 마커를 검출하는 단계, 상기 등록 마커를 사용하여, 상기 정렬 방향에서의 전체 등록을 결정하는 단계, 상기 전체 등록을 사용하여, 상기 정렬 데이터에서의 등록 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 상기 등록 클록 인디케이터를 사용하여, 상기 정렬 방향에서 세밀한 등록을 결정하는 단계, 상기 세밀한 등록과 상기 정렬각과 상기 초기 등록을 사용하여, 최소한 1개의 정렬 라인을 검출하는 단계, 상기 최소한 1개의 검출된 정렬 라인을 사용하여, 상기 세밀한 등록을 업데이트하는 단계, 상기 업데이트된 세밀한 등록을 사용하여, 상기 정렬 데이터에서 2개의 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하는 단계, 상기 데이터 클록 트랙들의 위치를 사용하여, 각 데이터 클록 트랙상에서 데이터 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 각각의 데이터 클록 인디케이터를 사용하여, 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서의 업데이트된 정렬각 및 업데이트된 등록을 결정하는 단계, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 검출하는 단계, 및, 상기 업데이트된 정렬각과 상기 세밀한 등록과 상기 업데이트된 등록을 사용하여, 최소한 몇 개의 상기 적어도 1개의 검출된 데이터 부분을 복호하는 단계를 포함한다.

선택적으로 상기 방법은 반복적으로, 상기 최소한 1개의 정렬 라인을 검출하 는 단계, 상기 세밀한 등록을 업데이트하는 단계, 상기 업데이트된 세밀한 등록과 상기 업데이트된 등록을 사용하여, 상기 데이터 클록 트랙들의 상기 위치를 결정하는 단계, 각각의 데이터 클록 트랙상에서 데이터 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 상기 업데이트된 정렬각과 상기 업데이트된 등록을 업데이트하는 단계, 및 상기 최소한 1개의 검출된 데이터 부분의 적어도 일부분을 검출하여줌으로써 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 복호되도록 허용하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 파일럿 특징에서의 2개의 위치들에서 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 각각의 파일럿 PLL을 각각의 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 파일럿 특징을 트랙하는 단계, 상기 파일럿 PLL들을 사용하여, 상기 정렬각, 및, 상기 초기 등록을 결정하는 단계, 상기 초기 등록과 상기 정렬각을 사용하여, 2개의 데이터 클록 PLL들을 초기화하는 단계, 상기 정렬 데이터에서의 상기 등록 마커를 검출하는 단계, 상기 등록 마커를 사용하여, 상기 전체 등록을 결정하는 단계, 상기 전체 등록을 사용하여, 등록 PLL을 상기 정렬 데이터에서의 상기 등록 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 등록 특징을 트랙하는 단계, 상기 등록 PLL을 사용하여, 상기 세밀한 등록을 결정하는 단계, 상기 세밀한 등록을 사용하여, 2개의 정렬 PLL들을 초기화하는 단계, 상기 정렬 PLL들을 정렬 마커들과 동기화함으로써 상기 데이터 클록 트랙들을 트랙하는 단계, 상기 정렬 PLL들을 사용하여, 상기 정렬 데이터에서 2개의 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하는 단계, 상기 데이터 클록 트랙들의 위치를 사용하여, 각각의 데이터 클록 트랙상에서 데이터 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 각각의 데이터 클록 PLL을 해당 데이터 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 데이터의 상기 등록을 트랙하는 단계, 및, 상기 데이터 클록 PLL들을 사용하여, 상기 업데이트된 정렬각, 및 상기 표면상의 부호화된 데이터의 위치들중 최소한 1개를 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에 배치된 부호화된 데이터를 갖는 표면을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 데이터를 각 데이터 부분이 다른 데이터 부분들과 독립적으로 복호 가능한 복수의 데이터 부분들로 분할하고, 각 데이터 부분이 정렬 방향으로 연장되어 있도록, 그리고, 최소한 1개의 제1 데이터 부분이 상기 정렬 방향, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향중 최소한 1개에서 적어도 1개의 제2 데이터 부분으로부터 변위되도록 상기 데이터 부분들이 상기 표면의 상면 또는 그 내부에 배치되도록 야기시키며, 최소한 몇 개의 데이터 부분들의 배열을 나타내는 정렬 데이터를 생성하고, 그리고, 상기 표면이 주사선을 정의하는 감지장치의 감지영역에 제공될 때, 상기 감지장치가, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분을 감지하며, 상기 감지된 정렬 데이터를 사용하여, 상기 주사선과 상기 정렬 방향 사이의 각을 결정하고, 상기 최소한 1개의 제1 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하며, 그리고, 상기 결정된 각을 사용하여, 상기 최소한 1개의 제2 데이터 부분이 감지되기 전 상기 최소한 1개의 감지된 제1 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하도록 상기 정렬 데이터가 상기 표면상이나 상기 표면에 배치되도록 야기시킴으로써 부호화된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에 배치된 부호화된 데이터 를 갖는 표면을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 주사선을 정의하는 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 센서를 사용하여, 최소한 1개의 데이터 부분의 제1 부분, 및, 상기 주사선에 수직인 방향에서 상기 제1 부분에 대하여 변위되는 상기 최소한 1개의 데이터 부분의 제2 부분을 감지하고, 그리고, 상기 제1 부분을 나타내는 제1 지시 데이터, 상기 제2 부분을 나타내는 제2 지시 데이터를 메모리에 저장하며, 그리고, 프로세서 및 메모리부터의 상기 제1 및 제2 지시 데이터를 사용하여, 최소한 몇 개의 상기 적어도 1개의 데이터 부분을 최소한 부분적으로 복호함으로써 복호화된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에 배치된 부호화된 데이터를 갖는 표면을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 표면상에 인쇄를 하기 위한 최소한 1열의 노즐들을 갖는 연장 프린트 헤드 및, 표면상의 마킹들을 감지하기 위한 최소한 1열의 픽셀 센서들을 가지는 연장 이미지 센서를 포함하는 모놀리식 집적회로(monolithic integrated circuit)를 사용하여 인쇄 및 감지된 것 중 최소한 1개이다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에 배치된 부호화된 데이터를 갖는 표면을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 표면상에 부호화된 데이터를 인쇄하기 위한 프린트 헤드 및, 상기 표면상에 부호화된 데이터를 감지하기 위해 사용된 감지장치를 포함하는 모놀리식 집적회로를 사용하여 인쇄 및 감지된 것중 최소한 1개이며, 사용시, 상기 집적회로는 부호화된 데이터를 각각 인쇄 또는 감지하기 위해 상기 표면이 상기 프린트 헤드 및 감지장치를 지나 이동되도록 허용하는 운송모듈 근처에 제공된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에 배치된 부호화된 데이터를 갖는 표면을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 부호화된 데이터를 저장하는 저장장치와, 상기 부호화된 데이터에 대한 코드워드 포맷을 결정하고, 상기 결정된 포맷을 사용하여 상기 부호화된 비트스트림 및 상기 여분 데이터를 다수의 코드워드들중 각각으로 해체하도록 판독되는 부호화된 데이터를 상기 저장장치로부터 판독하며, 각 코드워드는 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 포함하고, 상기 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 사용하여 상기 부호화된 비트스트림에서의 오류들을 보정하고, 그리고, 상기 보정된 데이터를 상기 저장장치에 기록하는 복호기를 포함하는 시스템에 의해 복호된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에 배치된 부호화된 데이터를 갖는 표면을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 저장장치에 저장되며, 상기 부호화된 데이터는, 부호화된 비트스트림 및, 상기 비트스트림과 연관된 여분 데이터를 포함하고, 그리고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 부호화된 데이터에 대한 코드워드 포맷을 결정하고, 상기 결정된 포맷을 사용하여, 상기 부호화된 비트스트림 및 상기 여분 데이터를 다수의 코드워드들중 각각으로 해체하기 위해 판독되는 부호화된 데이터를 상기 저장장치로부터 판독하며, 각 코드워드는 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 포함하고, 상기 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 사용하여, 상기 부호화된 비트스트림에서 오류들을 보정하고, 그리고, 상기 보정된 데이터를 상기 저장장치에 기록함으로써 복호된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에 배치된 부호화된 데이터를 갖는 표면을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하는 포맷에 의해 부호화된 비트스트림이며, 상기 최소한 1개의 데이터 부분은 해당 여분 데이터가 뒤따르는 상기 비트스트림을 포함하는 데이터 시퀀스를 부호화하고, 상기 데이터 시퀀스는 삽입된 코드워드들을 형성하며, 각 코드워드는 상기 비트스트림의 최소한 일부분 및 상기 각각의 비트스트림 부분과 연관된 여분 데이터를 부호화한다.

본 발명의 제4 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에서 비트스트림을 부호화하는 데이터 저장 포맷을 제공하며, 상기 포맷은, 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하며, 상기 최소한 1개의 데이터 부분은 해당 여분 데이터가 뒤따르는 상기 비트스트림을 포함하는 데이터 시퀀스를 부호화하고, 상기 데이터 시퀀스는 삽입된 코드워드들을 형성하며, 각 코드워드는 상기 비트스트림의 최소한 일부분 및 상기 각각의 비트스트림 부분과 연관된 여분 데이터를 부호화한다.

상기 포맷은 선택적으로 상기 표면의 상면 또는 그 내부에 배열된 정렬 데이터를 포함하며, 상기 정렬 데이터는 상기 표면상에 상기 데이터 부분들의 위치를 최소한 부분적으로 나타낸다.

상기 정렬 데이터는 선택적으로, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들을 나타내는 제1 등록 구조 및, 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들을 나타내는 제2 등록 구조를 포함한다.

상기 제1 등록 구조는 선택적으로, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 전체 위치를 나타내는 다수의 마커들 및, 상기 정렬 방향에서의 상기 부호화된 데이터의 세밀한 위치를 나타내는 클록 트랙을 포함한다.

상기 제2 등록 구조는 선택적으로, 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 최소한 2개의 클록 트랙들 및, 상기 정렬 방향에서의 각각의 클록 트랙의 위치를 나타내는 각 클록 트랙에 대한 2개의 정렬 라인들을 포함한다. 상기 포맷은 선택적으로, 최소한 1개의 데이터 블록을 포함하며, 상기 데이터 블록은, 복수의 가능값들을 정의하는 마크들의 배열 및, 상기 마크들의 위치를 나타내는 정렬 데이터를 포함한다.

각 데이터 블록은 선택적으로, 그 자신의 파일럿 트랙이 제공된 것, 그 자신의 등록 특징이 제공된 것, 그 자신의 클록킹 특징이 제공된 것, 데이터-부호화 영역의 반대편들상의 2개의 클록킹 특징들이 제공된 것, 비트스트림(bit stream)의 일부분을 부호화하는 것, 데이터-부호화 영역에서의 비트스트림(bit stream)의 일부분을 부호화하는 것 및, 수직의 데이터-부호화 영역으로부터 형성된 것들 중 최소한 1개이다.

상기 데이터는 선택적으로 데이터를 고장오차허여되도록 부호화하기 위해 다수의 삽입된 코드워드들을 사용하여 부호화된다.

상기 포맷은 선택적으로 상기 비트스트림을 부호화하기 위해 사용된 최소한 1개의 파라미터를 최소한 부분적으로 나타내는 파라미터 데이터를 포함한다.

상기 비트스트림의 최소한 일부분은 적어도 1개의 데이터 블록으로서 부호화 되며, 상기 데이터 블록은 최소한 몇 개의 파라미터 데이터 및 적어도 몇 개의 부호화된 데이터를 포함한다.

데이터 블록은 선택적으로 복수의 가능값들을 정의하는 마크들의 배열을 정의하는 데이터 그리드(data grid)를 포함하며, 상기 데이터 그리드의 최소한 제1 및 최종 칼럼(column)은 상기 파라미터 데이터를 부호화하기 위해 사용된다.

상기 파라미터 데이터는 선택적으로, 상기 부호화된 데이터의 크기를 나타내는 것, 인터리브 팩터(interleave factor)를 나타내는 것, 파라미터들과 연관된 검사합계(checksum), 파라미터들과 연관된 CRC 검사합계(checksum), 파라미터들과 연관된 여분 데이터, 파라미터들과 연관된 리드 솔로몬(Reed-Solomon) 여분 데이터 및, 파라미터들과 검사합계의 복사물들중 최소한 1개를 사용하여 고장오차허여되도록 부호화된 것들 중 최소한 1개이다.

상기 정렬 데이터는 선택적으로 파일럿 특징을 포함하며, 상기 파일럿 특징은, 고장오차허여되도록 부호화된 것, 1세트의 병렬 라인들로부터 형성된 것, 2진 파일럿 시퀀스를 부호화하는 1세트의 병렬 라인들로부터 형성된 것, 110101100100011 및, 110010001111010 중 최소한 1개를 부호화하는 파일럿 시퀀스들 중 최소한 1개이다.

본 발명의 제5 형태는 부호화된 데이터를 복호하는 시스템을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 부호화된 비트스트림 및, 상기 비트스트림과 연관된 여분 데이터를 포함하고, 그리고, 상기 시스템은, 상기 부호화된 데이터를 저장하는 저장장치와, 상기 부호화된 데이터에 대한 코드워드 포맷을 결정하고, 상기 결정된 포맷 을 사용하여 상기 부호화된 비트스트림 및 상기 여분 데이터를 다수의 코드워드들중 각각으로 해체하기 위해 판독되어 부호화된 데이터를 상기 저장장치로부터 판독하고, 각 코드워드는 비트스트림부 및 해당 여분 데이터를 포함하며, 상기 비트스트림부 및 상기 해당 여분 데이터를 사용하여 상기 부호화된 비트스트림에서의 오류들을 보정하고, 그리고, 상기 보정된 데이터를 상기 저장장치에 기록하는 복호기를 포함한다.

상기 복호기는 선택적으로, 상기 정렬 데이터를 사용하여 주사선에 대한 변환을 결정함으로써, 그리고 상기 변환은 상기 데이터 부분들내의 비트 부호화 로케이션들의 좌표를 나타내며, 상기 변환을 사용하여 비트값들을 검출함으로써 상기 부호화된 데이터를 복호한다.

상기 복호기는 선택적으로, 상기 비트 부호화 위치의 상기 좌표들로부터 샘플값들의 좌표들을 결정하며, 2개의 연속적인 샘플 라인들로부터 샘플값들을 보간함으로써 비트 부호화값을 결정한다.

상기 복호기는 선택적으로, 일시적인 값을 2개 이상의 가능값들을 가지는 복호화된 비트스트림 비트에 할당하며, 상기 데이터 부호화 영역에서 주위의 비트들의 값들에 근거한 상기 비트에 대한 2진 값을 해독하고, 그리고, 비트스트림 순서로 해독된 부호화된 비트스트림 비트값들을 저장장치에 기록한다.

상기 복호기는 선택적으로, 전체 등록을 결정하기 위해 최소한 1개의 마커의 위치를 결정하고, 상기 전체 등록을 사용하여 클록 트랙에서 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 정렬 PLL을 업데이트하고, 상기 정렬 PLL을 사용하여, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 세밀한 등록을 결정한다.

상기 부호화된 데이터는 선택적으로 등록 구조를 포함하며, 상기 등록 구조는 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 최소한 2개의 클록 트랙들 및 각 클록 트랙에 대한 2개의 정렬 라인들을 포함하고, 상기 2개의 정렬 라인들은 상기 각각의 클록 트랙의 위치를 나타내며, 상기 복호기는, 정렬 PLL을 사용하여 각각의 클록 트랙에 대한 상기 정렬 라인들의 위치를 결정하고, 상기 정렬 라인들의 위치를 사용하여 각각의 클록 트랙의 위치를 결정하며, 상기 정렬 PLL을 업데이트한다.

상기 복호기는 선택적으로, 각각의 데이터 클록 PLL을 사용하여 각 클록 트랙에 대해 상기 클록 트랙상에 클록 인디케이터의 위치를 결정하고, 각 클록 트랙상의 상기 클록 인디케이터의 위치를 사용하여 정렬각을 결정하며, 그리고, 각 데이터 클록 PLL을 업데이트한다.

본 발명의 다른 형태는 저장장치에 저장된 부호화된 데이터를 복호하는 방법을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 부호화된 비트스트림 및, 상기 비트스트림과 연관된 여분 데이터를 포함하고, 그리고, 상기 방법은, 상기 부호화된 데이터에 대한 코드워드 포맷을 결정하는 단계, 상기 결정된 포맷을 사용하여 상기 부호화된 비트스트림 및 상기 여분 데이터를 다수의 코드워드들중 각각으로 해체하기 위해 판독되는 부호화된 데이터를 상기 저장장치로부터 판독하는 단계, 각 코드워드는 비트스트림부 및 해당 여분 데이터를 포함하는 단계, 상기 비트스트림부 및 상기 해당 여분 데이터를 사용하여 상기 부호화된 비트스트림에서의 오류들을 보정하는 단계, 그리고, 상기 보정된 데이터를 상기 저장장치에 기록하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 정렬 데이터를 사용하여 주사선에 대한 변환을 결정함으로써, 그리고 상기 변환은 상기 데이터 부분들내의 비트 부호화 로케이션들의 좌표를 나타내며, 상기 변환을 사용하여 비트값들을 검출함으로써 상기 부호화된 데이터를 복호하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 비트 부호화 로케이션의 상기 좌표들로부터 샘플값들의 좌표들을 결정하는 단계, 및 2개의 연속적인 샘플 라인들로부터 샘플값들을 보간(補間)함으로써 비트 부호화값을 결정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 일시적인 값을 2개 이상의 가능값들을 가지는 복호화된 비트스트림 비트에 할당하는 단계, 상기 데이터 부호화 영역에서 주위의 비트들의 값들에 근거한 상기 비트에 대한 2진 값을 해독하는 단계, 그리고, 비트스트림 순서로 해독된 부호화된 비트스트림 비트값들을 저장장치에 기록하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 전체 등록을 결정하기 위해 최소한 1개의 마커의 위치를 결정하는 단계, 상기 전체 등록을 사용하여 클록 트랙에서 클록 인디케이터를 결정하는 단계, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 정렬 PLL을 업데이트하는 단계, 상기 정렬 PLL을 사용하여 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 세밀한 등록을 결정하는 단계를 포함한다.

상기 부호화된 데이터는 선택적으로 등록 구조를 포함하며, 상기 등록 구조 는 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 최소한 2개의 클록 트랙들 및 각 클록 트랙에 대한 2개의 정렬 라인들을 포함하고, 상기 2개의 정렬 라인들은 상기 각각의 클록 트랙의 위치를 나타내며, 상기 방법은, 정렬 PLL을 사용하여 각각의 클록 트랙에 대한 상기 정렬 라인들의 위치를 결정하는 단계, 상기 정렬 라인들의 위치를 사용하여 각각의 클록 트랙의 위치를 결정하는 단계, 및 상기 정렬 PLL을 업데이트하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 각각의 데이터 클록 PLL을 사용하여 각 클록 트랙에 대해 상기 클록 트랙상의 클록 인디케이터의 위치를 결정하는 단계, 각 클록 트랙상의 상기 클록 인디케이터의 위치를 사용하여 정렬각을 결정하는 단계, 및 각 데이터 클록 PLL을 업데이트하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에서 비트스트림을 부호화하는 데이터 저장 포맷을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 데이터를 각 데이터 부분이 다른 데이터 부분들과 독립적으로 복호 가능한 복수의 데이터 부분들로 분할하고, 각 데이터 부분이 정렬 방향으로 연장되어 있도록, 그리고, 최소한 1개의 제1 데이터 부분이 상기 정렬 방향, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향중 최소한 1개에서 적어도 1개의 제2 데이터 부분으로부터 변위되도록, 상기 데이터 부분들이 상기 표면의 상면 또는 그 내부에 배치되도록 야기시키며, 최소한 몇 개의 데이터 부분들의 배열을 나타내는 정렬 데이터를 생성하고, 그리고, 상기 표면이 주사선을 정의하는 감지장치의 감지영역에 제공될 때, 상기 감지장치가, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분을 감지하며, 상기 감지된 정렬 데이터를 사용하여 상기 주 사선과 상기 정렬 방향 사이의 각을 결정하고, 상기 최소한 1개의 제1 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하며, 그리고, 상기 결정된 각을 사용하여 상기 최소한 1개의 제2 데이터 부분이 감지되기 전 상기 최소한 1개의 감지된 제1 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하도록 상기 정렬 데이터가 상기 표면상이나 상기 표면에 배치되도록 야기시킴으로써 부호화된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에서 비트스트림을 부호화하는 데이터 저장 포맷을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 복호기에서, 주사선을 정의하는 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 센서를 사용하여, 최소한 1개의 데이터 부분의 제1 부분 및, 상기 주사선에 수직인 방향에서 상기 제1 부분에 대하여 변위되는 상기 최소한 1개의 데이터 부분의 제2 부분을 감지하고, 그리고, 상기 제1 부분을 나타내는 제1 지시 데이터, 상기 제2 부분을 나타내는 제2 지시 데이터를 메모리에 저장하며, 그리고, 프로세서 및 메모리부터의 상기 제1 및 제2 지시 데이터를 사용하여, 상기 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호함으로써 복호화된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에서 비트스트림을 부호화하는 데이터 저장 포맷을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및, 최소한 1개의 클록 인디케이터(clock indicator)를 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 그리고, 상기 부호화된 데이터는, 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 센서를 사용하여, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분, 및 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일 부분을 감지하고, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여 상기 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 PLL을 업데이트하고, 상기 PLL을 사용하여 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하고, 그리고, 상기 상대적인 위치를 사용하여 상기 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호함으로써 복호된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에서 비트스트림을 부호화하는 데이터 저장 포맷을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및, 최소한 1개의 클록 인디케이터(clock indicator)를 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 부호화된 데이터는, 감지영역에 제공된 데이터를 감지하며, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분, 및 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하는 센서, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여 상기 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 PLL을 업데이트하고, 상기 PLL을 사용하여 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하며, 그리고, 상기 상대적인 위치를 사용하여 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하는 복호기를 포함하는 시스템에 의해 복호된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에서 비트스트림을 부호화하는 데이터 저장 포맷을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 표면의 상면 또는 그 내부에 배치되고, 상기 표면은 상기 표면상이나 상기 표면의 각각의 위치에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 정렬 데이터를 포함하며, 상기 정렬 데이터는 최소한 2개의 등록 위치들을 적어도 부분적으로 나타내고, 상기 등록 위치들은 상기 표면에 대한 최소한 1개의 데이터 부분의 상대적인 위치를 적어도 부분적으로 나타냄으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 적어도 부분적으로 복호화되도록 한다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에서 비트스트림을 부호화하는 데이터 저장 포맷을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 표면의 상면 또는 그 내부에 배치되고, 상기 표면은 상기 표면상이나 상기 표면의 각각의 위치에 배열되며, 각각 정렬 방향으로 연장되어 있는 최소한 1개의 데이터 부분 및, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 정렬 데이터를 포함하며, 사용시, 주사선 방향으로 연장되어 있는 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 감지장치는, 최소한 2개의 위치들에서 상기 정렬 데이터, 및 다수의 데이터 부분들중 최소한 1개의 적어도 일부분을 감지하며, 최소한 2개의 등록 위치들을 사용하여 상기 주사선 방향과 상기 정렬 방향 사이의 정렬각을 결정하고, 최소한 1개의 등록 위치와 상기 정렬각을 사용하여 상기 감지영역에 대한 최소한 1개의 감지된 데이터 부분의 상대적인 위치를 결정하며, 그리고, 상기 상대적인 위치와 상기 정렬각을 사용하여 상기 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하도록 동작한다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에서 비트스트림을 부호화하는 데이터 저장 포맷을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 표면상에 인쇄를 하기 위한 최소한 1열의 노즐들을 갖는 연장 프린트 헤드 및, 표면상에 마킹들을 감지하기 위한 최소한 1열의 픽셀 센서들을 갖는 연장 이미지 센서를 포함하는 모놀 리식 집적회로를 사용하여 인쇄 및 감지된 것 중 최소한 1개이다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에서 비트스트림을 부호화하는 데이터 저장 포맷을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 표면상에 부호화된 데이터를 인쇄하기 위한 프린트 헤드 및, 상기 표면상의 부호화된 데이터를 감지하기 위해 사용된 감지장치를 포함하는 모놀리식 집적회로를 사용하여 인쇄 및 감지된 것 중 최소한 1개이며, 사용시, 상기 집적회로는 부호화된 데이터를 각각 인쇄 또는 감지하기 위해 상기 표면이 상기 프린트 헤드 및 감지장치를 지나 이동되도록 허용하는 운송모듈 근처에 제공된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에서 비트스트림을 부호화하는 데이터 저장 포맷을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 주사선 방향으로 연장되어 있는 감지영역에 제공된 부호화된 데이터를 감지하는 감지장치를 사용하여 복호되고, 상기 부호화된 데이터는 최소한 1개의 데이터 부분 및 상기 최소한 1개의 데이터 부분의 위치를 정의하는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 포맷은 상기 정렬 데이터에서 최소한 2개의 위치들에서 검출되는 파일럿 특징을 검출하고, 상기 파일럿 특징을 사용하여, 주사선 방향과 정렬 방향 사이의 정렬각, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 초기 등록을 결정하며, 상기 정렬 데이터에서 등록 특징에서의 등록 마커를 검출하고, 상기 등록 마커를 사용하여 상기 정렬 방향에서 전체 등록을 결정하고, 상기 전체 등록을 사용하여 상기 정렬 데이터에서 등록 클록 인디케이터를 검출하며, 상기 등록 클록 인디케이터를 사용하여 상기 정렬 방향에서 세밀한 등록을 결정하고, 상기 정렬각과 상기 세밀한 등록과 상기 초기 등록을 사용하 여 상기 정렬 데이터에서 2개의 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하며, 상기 데이터 클록 트랙들의 위치를 사용하여 각 데이터 클록 트랙상의 데이터 클록 인디케이터를 검출하고, 각각의 데이터 클록 인디케이터를 사용하여 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 업데이트된 정렬각 및 업데이트된 등록을 결정하며, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 검출하고, 그리고, 상기 업데이트된 정렬각과 상기 세밀한 등록과 상기 업데이트된 등록을 사용하여 최소한 몇 개의 상기 적어도 1개의 검출된 데이터 부분을 복호함으로써 복호된다.

본 발명의 제6 형태는 표면상에 인쇄를 하기 위한 최소한 1열의 노즐들을 갖는 연장 프린트 헤드 및, 표면상의 마킹들을 감지하기 위한 최소한 1열의 픽셀 센서들을 갖는 연장 이미지 센서를 포함하는 모놀리식 집적회로를 제공한다.

상기 회로는 선택적으로 상기 프린트 헤드를 사용하여 부호화된 데이터를 인쇄하는 것, 그리고, 상기 이미지 센서를 사용하여 부호화된 데이터를 감지하는 것중 최소한 1개를 위해 사용된다.

상기 부호화된 데이터는 선택적으로, 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하며, 상기 최소한 1개의 데이터 부분은 해당 여분 데이터가 뒤따르는 상기 비트스트림을 포함하는 데이터 시퀀스를 부호화하고, 상기 데이터 시퀀스는 삽입된 코드워드들을 형성하며, 각 코드워드는 상기 비트스트림의 최소한 일부분 및 상기 각각의 비트스트림 부분과 연관된 여분 데이터를 부호화한다.

상기 부호화된 데이터는 선택적으로, 상기 표면의 상면 또는 그 내부의 각 위치에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및 상기 표면의 상면 또는 그 내부에 배 열된 정렬 데이터를 포함하며, 상기 정렬 데이터는 최소한 2개의 등록 위치들을 적어도 부분적으로 나타내고, 상기 등록 위치들은 상기 표면에 대한 최소한 1개의 데이터 부분의 상대적인 위치를 적어도 부분적으로 나타냄으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 적어도 부분적으로 복호화되도록 한다.

상기 프린트 헤드는 선택적으로, 각 데이터 부분이 정렬 방향으로 연장되어 있도록, 그리고, 최소한 1개의 제1 데이터 부분이 상기 정렬 방향에 수직인 제2 방향에서 최소한 1개의 제2 데이터 부분으로부터 변위되도록 상기 표면의 상면 또는 그 내부에서의 상기 데이터 부분들을 인쇄하고, 그리고, 최소한 몇 개의 데이터 부분들의 배열을 나타내는 정렬 데이터를 인쇄함으로써 상기 부호화된 데이터를 인쇄한다.

상기 픽셀 센서들은 선택적으로, 최소한 2개의 위치들에서 상기 정렬 데이터의 적어도 일부분을 감지하고(상기 감지된 정렬 데이터는 상기 이미지 센서 및 상기 정렬 방향 사이의 각을 결정하도록 사용됨), 상기 최소한 1개의 제1 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지함(상기 감지된 데이터 부분은 상기 최소한 1개의 제2 데이터 부분이 감지되기 전, 상기 결정된 각 사용하여, 상기 최소한 1개의 감지된 제1 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호됨)으로써 상기 부호화된 데이터를 감지한다.

상기 부호화된 데이터는 선택적으로, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들을 포함하는 제1 등록 구조 및, 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들 을 포함하는 제2 등록 구조중 최소한 1개를 포함한다.

상기 부호화된 데이터는 선택적으로, 최소한 1개의 데이터 블록을 포함하며, 상기 데이터 블록은 복수의 가능값들을 정의하는 마크들의 배열 및, 상기 마크들의 상기 위치를 나타내는 정렬 데이터를 포함한다.

각 데이터 블록은 선택적으로 복수의 가능값들을 정의하는 마크들의 배열을 정의하는 데이터 그리드(data grid)를 포함하며, 상기 데이터 그리드의 최소한 제1 및 최종 칼럼(column)은 상기 부호화된 데이터를 생성하는데 사용된 파라미터 데이터를 부호화하기 위해 사용된다. 상기 데이터는 선택적으로 데이터를 고장오차허여되도록 부호화하기 위해 다수의 삽입된 코드워드들을 사용하여 부호화된다.

상기 프린트 헤드는 선택적으로, 잉크젯 프린트 헤드 및, 멤젯(Memjet^TM) 프린트 헤드중 최소한 1개이다.

상기 이미지 센서는 선택적으로, 능동 픽셀 CMOS 이미지 센서 및, CCD 이미지 센서중 최소한 1개이다.

상기 프린트 헤드는 선택적으로, 실질적으로 비가시적인 잉크를 사용하는 포맷, 적외선 흡수 잉크를 사용하는 상기 포맷, 가시적인 잉크들을 사용하는 가시적인 정보, 상기 매체의 실질적으로 동일한 영역에서 가시적인 정보 및 상기 실질적으로 비가시적인 포맷, 상기 가시적인 정보 및 실질적으로 동일한 시간에서 상기 실질적으로 비가시적인 포맷 및, 넷페이지(netpage) 부호화된 데이터중 최소한 1개를 인쇄하도록 구성된다.

본 발명의 제7 형태는 표면상에 인쇄를 하기 위한 최소한 1열의 노즐들을 갖는 연장 프린트 헤드 및, 표면상의 마킹들을 감지하기 위한 최소한 1열의 픽셀 센서들을 갖는 연장 이미지 센서를 포함하는 모놀리식 집적회로를 포함하는 장치를 제공한다.

상기 장치는 선택적으로, 운송 통로, 상기 집적회로를 포함하는 공동(空洞) 및 물방울들이 상기 운송 통로에 제공된 매체상에 퇴적되도록 하는 물방울 분출 통로를 정의하는 슬롯을 포함하는 하우징, 최소한 1개의 잉크 공급장치, 최소한 1개의 잉크 공급장치로부터 잉크를 상기 모놀리식 집적회로의 표면에 제공된 1개 이상의 입구들로 공급하기 위한 잉크 공급 몰딩 장치, 상기 매체를 노출시키기 위한 최소한 1개의 발광원 및, 상기 매체로부터의 발광을 상기 픽셀 센서들로 집중시키기 위한 최소한 1개의 집중소자를 포함한다.

상기 장치는 선택적으로, 인쇄되는 상기 마킹들을 나타내는 데이터를 저장하는 도트 시프트 레지스터, 상기 노즐들의 분출을 제어하는 데이터를 저장하는 분출 시프트 레지스터 및, 데이터를 상기 분출 시프트 레지스터에 저장하는 노즐 타이밍 및 제어 블록을 포함하는 컨트롤러를 포함한다.

상기 장치는 선택적으로, 상기 픽셀 센서들이 상기 감지된 마킹들을 나타내는 신호들을 출력시키도록 야기시키는 픽셀 제어블록, 다중 신호를 형성하기 위해 상기 신호들을 다중 송신하는 멀티플렉서, 증폭된 다중 신호를 형성하기 위해 상기 다중 신호를 증폭하는 증폭기 및, 상기 증폭된 다중 신호를 상기 감지된 마킹들을 나타내는 데이터로 변환하는 A/D 변환기(analog to digital converter)를 포함하는 컨트롤러를 포함한다.

상기 장치는 선택적으로, 상기 매체를 상기 이미지 센서를 지나 운송시키는 최소한 1개의 운송 모터, 비트스트림 데이터를 저장하는 저장장치, 상기 매체의 존재를 검출하는 최소한 1개의 매체 검출기 및, 상기 복호 시스템을 제어하는 호스트 컨트롤러중 최소한 1개를 포함한다.

상기 장치는 선택적으로, 프린터, 판독기, 복호 시스템, 카메라 및, 휴대폰중 최소한 1개를 포함한다. 본 발명의 제8 형태는 표면상에 부호화된 데이터를 인쇄하기 위한 프린트 헤드 및, 상기 표면상에 부호화된 데이터를 감지하기 위해 사용된 감지장치를 포함하는 모놀리식 집적회로를 제공하며, 사용시, 상기 집적회로는 부호화된 데이터를 각각 인쇄 또는 감지하기 위해 상기 표면이 상기 프린트 헤드 및 감지장치를 지나 이동되도록 허용하는 운송모듈 근처에 제공된다.

본 발명의 다른 형태는 모놀리식 집적회로를 제공하며, 상기 회로는 표면의 상면이나 표면에 데이터를 부호화하는 방법으로 사용되며, 상기 방법은, 상기 데이터를 각 데이터 부분이 다른 데이터 부분들과 독립적으로 복호 가능한 복수의 데이터 부분들로 분할하는 단계, 각 데이터 부분이 정렬 방향으로 연장되어 있도록, 그리고, 최소한 1개의 제1 데이터 부분이 상기 정렬 방향, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향중 최소한 1개에서 적어도 1개의 제2 데이터 부분으로부터 변위되도록 상기 데이터 부분들이 상기 표면의 상면 또는 그 내부에 배치되도록 야기시키는 단계, 최소한 몇 개의 데이터 부분들의 배열을 나타내는 정렬 데이터를 생성하는 단계, 그리고, 상기 표면이 주사선을 정의하는 감지장치의 감지영역에 제공될 때, 상기 감지장치가, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분을 감지하며, 상기 감지된 정렬 데이터를 사용하여 상기 주사선과 상기 정렬 방향 사이의 각을 결정하고, 상기 최소한 1개의 제1 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하며, 그리고, 상기 결정된 각을 사용하여 상기 최소한 1개의 제2 데이터 부분이 감지되기전 상기 최소한 1개의 감지된 제1 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하도록 상기 정렬 데이터가 상기 표면의 상면이나 표면에 배치되도록 야기시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 모놀리식 집적회로를 제공하며, 상기 회로는 표면의 상면이나 표면에 제공된 부호화된 데이터를 복호하는 방법으로 사용되며, 상기 부호화된 데이터는 상기 표면의 상면이나 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하고, 상기 방법은, 복호기에서, 주사선을 정의하는 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 센서를 사용하여 최소한 1개의 데이터 부분의 제1 부분, 및, 상기 주사선에 수직인 방향에서 상기 제1 부분에 대하여 변위되는 상기 최소한 1개의 데이터 부분의 제2 부분을 감지하는 단계, 그리고, 메모리에서, 상기 제1 부분을 나타내는 제1 지시 데이터와, 상기 제2 부분을 나타내는 제2 지시 데이터를 메모리에 저장하는 단계, 그리고, 프로세서 및 메모리부터의 상기 제1 및 제2 지시 데이터를 사용하여 최소한 몇 개의 상기 적어도 1개의 데이터 부분을 최소한 부분적으로 복호하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 모놀리식 집적회로를 제공하며, 상기 회로는 표면의 상면이나 표면에 제공된 부호화된 데이터를 복호하는 방법으로 사용되며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분, 및, 최소한 1개의 클록 인디케이터(clock indicator)를 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 방법은, 복호기에서, 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 센서를 사용하여 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분, 및, 상기 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하는 단계, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여 상기 클록 인디케이터를 결정하는 단계, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 PLL을 업데이트하는 단계, 상기 PLL을 사용하여 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하는 단계 및, 상기 상대적인 위치를 사용하여 상기 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 모놀리식 집적회로를 제공하며, 상기 회로는 표면의 상면이나 표면에 제공된 부호화된 데이터를 복호하는 시스템에서 사용되며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및, 최소한 1개의 클록 인디케이터(clock indicator)를 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 시스템은, 감지영역에 제공된 데이터를 감지하며, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분과, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하는 센서, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여 상기 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 PLL을 업데이트하고, 상기 PLL을 사용하여 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하며, 그리고, 상기 상대적인 위치를 사용하여 상기 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하는 복호기를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 모놀리식 집적회로를 제공하며, 상기 회로는 상면 또는 내부에 배치된 부호화된 데이터를 갖는 표면과 함께 사용되며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면의 각각의 위치에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분, 그리고, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 정렬 데이터를 포함하며, 상기 정렬 데이터는 최소한 2개의 등록 위치들을 적어도 부분적으로 나타내고, 상기 등록 위치들은 상기 표면에 대한 최소한 1개의 데이터 부분의 상대적인 위치를 적어도 부분적으로 나타냄으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 적어도 부분적으로 복호화되도록 한다.

본 발명의 다른 형태는 모놀리식 집적회로를 제공하며, 상기 회로는 상면 또는 내부에 배치된 부호화된 데이터를 갖는 표면과 함께 사용되며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면의 각각의 위치에 배열되고, 정렬 방향으로 뻗어 있는 최소한 1개의 데이터 부분, 그리고, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 정렬 데이터를 포함하며, 사용시, 주사선 방향으로 뻗어 있는 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 감지장치는, 최소한 2개의 위치들에서 상기 정렬 데이터와, 다수의 데이터 부분들중 최소한 1개의 적어도 일부분을 감지하며, 최소한 2개의 등록 위치들을 사용하여 상기 주사선 방향과 상기 정렬 방향 사이의 정렬각을 결정하고, 최소한 1개의 등록 위치와 상기 정렬각을 사용하여, 상기 감지영역에 대한 최소한 1개의 감지된 데이터 부분의 상대적인 위치를 결정하며, 그리고, 상기 상대적인 위치와 상기 정렬각을 사용하여 상기 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하도록 동작한다.

본 발명의 다른 형태는 모놀리식 집적회로를 제공하며, 상기 회로는 부호화된 데이터를 복호하는 시스템에서 사용되며, 상기 부호화된 데이터는, 부호화된 비트스트림 및, 상기 비트스트림과 연관된 여분 데이터를 포함하고, 상기 시스템은, 상기 부호화된 데이터를 저장하는 저장장치, 상기 부호화된 데이터에 대한 코드워드 포맷을 결정하고, 상기 결정된 포맷을 사용하여 상기 부호화된 비트스트림 및 상기 여분 데이터를 다수의 코드워드들중 각각으로 해체하기 위해 판독되는 부호화된 데이터를 상기 저장장치로부터 판독하며, 각 코드워드는 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 포함하고, 상기 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 사용하여 상기 부호화된 비트스트림에서의 오류들을 보정하며, 그리고, 상기 보정된 데이터를 상기 저장장치에 기록하는 복호기를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 모놀리식 집적회로를 제공하며, 상기 회로는 저장장치에 저장된 부호화된 데이터를 복호하는 방법으로 사용되며, 상기 부호화된 데이터는, 부호화된 비트스트림 및, 상기 비트스트림과 연관된 여분 데이터를 포함하고, 그리고, 상기 방법은, 상기 부호화된 데이터에 대한 코드워드 포맷을 결정하는 단계, 상기 결정된 포맷을 사용하여 상기 부호화된 비트스트림 및 상기 여분 데이터를 다수의 코드워드들중 각각으로 해체하기 위해 판독되는 부호화된 데이터를 상기 저장장치로부터 판독하는 단계(각 코드워드는 비트스트림부 및 해당 여분 데이터를 포함함), 상기 비트스트림부 및 상기 해당 여분 데이터를 사용하여 상기 부호화된 비트스트림에서의 오류들을 보정하는 단계, 및, 상기 보정된 데이터를 상기 저장장치에 기록하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 모놀리식 집적회로를 제공하며, 상기 회로는 표면상또는 표면에서 비트스트림을 부호화하기 위한 데이터 저장포맷과 함께 사용되며, 상기 포맷은, 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하며, 상기 최소한 1개의 데이터 부분은 해당 여분 데이터가 뒤따르는 상기 비트스트림을 포함하는 데이터 시퀀스를 부호화하고, 상기 데이터 시퀀스는 삽입된 코드워드들을 형성하며, 각 코드워드는 상기 비트스트림의 최소한 일부분 및 상기 각각의 비트스트림 부분과 연관된 여분 데이터를 부호화한다.

본 발명의 다른 형태는 모놀리식 집적회로를 제공하며, 상기 회로는 주사선 방향으로 뻗어 있는 감지영역에 제공된 부호화된 데이터를 감지하는 감지장치를 사용하여 부호화된 데이터를 복호하는 방법으로 사용되며, 상기 부호화된 데이터는, 최소한 1개의 데이터 부분 및 상기 최소한 1개의 데이터 부분의 위치를 정의하는 정렬 데이터를 포함하고, 상기 방법은, 상기 정렬 데이터에서 최소한 2개의 위치들에서 검출되는 파일럿 특징을 검출하는 단계, 상기 파일럿 특징을 사용하여 주사선 방향과 정렬 방향 사이의 정렬각, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서의 초기 등록을 결정하는 단계, 상기 정렬 데이터에서 등록 특징에서의 등록 마커를 검출하는 단계, 상기 등록 마커를 사용하여 상기 정렬 방향에서의 전체 등록을 결정하는 단계, 상기 전체 등록을 사용하여 상기 정렬 데이터에서의 등록 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 상기 등록 클록 인디케이터를 사용하여 상기 정렬 방향에서의 세밀한 등록을 결정하는 단계, 상기 정렬각과 상기 세밀한 등록과 상기 초기 등록을 사용하여 상기 정렬 데이터에서 2개의 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하는 단계, 상기 데이터 클록 트랙들의 위치를 사용하여 각 데이터 클록 트랙상의 데이터 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 각각의 데이터 클록 인디케이터를 사용하여 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서의 업데이트된 정렬각 및 업데이트된 등록을 결정하는 단계, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 검출하는 단계, 및, 상기 업데이트된 정렬각과 상기 세밀한 등록과 상기 업데이트된 등록을 사용하여 최소한 몇 개의 상기 최소한 1개의 검출된 데이터 부분을 복호하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제9 형태는 표면상이나 표면에서 데이터를 부호화하는 시스템을 제공하며, 상기 시스템은, 상기 데이터를 각 데이터 부분이 다른 데이터 부분들과 독립적으로 복호 가능한 복수의 데이터 부분들로 분할하고, 각 데이터 부분이 정렬 방향으로 연장되어 있도록, 그리고, 최소한 1개의 제1 데이터 부분이 상기 정렬 방향, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향중 최소한 1개에서 적어도 1개의 제2 데이터 부분으로부터 변위되도록 상기 데이터 부분들이 상기 표면의 상면 또는 그 내부에 배치되도록 야기시키며, 최소한 몇 개의 데이터 부분들의 배열을 나타내는 정렬 데이터를 생성하고, 그리고, 상기 표면이 주사선을 정의하는 감지장치의 감지영역에 제공될때, 상기 감지장치가, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분을 감지하며, 상기 감지된 정렬 데이터를 사용하여 상기 주사선과 상기 정렬 방향 사이의 각을 결정하고, 상기 최소한 1개의 제1 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하며, 그리고, 상기 결정된 각을 사용하여 상기 최소한 1개의 제2 데이터 부분이 감지되기 전, 상기 최소한 1개의 감지된 제1 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하도록 상기 정렬 데이터가 상기 표면상이나 상기 표면에 배치되도록 야기시키는 부호기를 포함한다.

상기 정렬 데이터는 선택적으로, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들을 포함하는 제1 등록 구조 및, 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들을 포함하는 제2 등록 구조를 포함한다.

상기 제1 등록 구조는 선택적으로, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 전체 위치를 나타내는 다수의 마커들 및, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 세밀한 위치를 나타내는 클록 트랙을 포함한다.

상기 제2 등록 구조는 선택적으로, 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 최소한 2개의 클록 트랙들 및, 각 클록 트랙에 대한 2개의 정렬 라인들을 포함하며, 상기 2개의 정렬 라인들은 상기 각각의 클록 트랙의 위치를 나타낸다.

상기 표면은 선택적으로 최소한 1개의 데이터 블록을 포함하며, 상기 데이터 블록은, 복수의 가능값들을 정의하는 마크들의 배열 및, 상기 마크들의 위치를 나타내는 정렬 데이터를 포함한다.

각 데이터 블록은 선택적으로, 그 자신의 파일럿 트랙이 제공된 것, 그 자신의 등록 특징이 제공된 것, 그 자신의 클록킹 특징이 제공된 것, 데이터-부호화 영역의 반대편들상에 2개의 클록킹 특징들이 제공된 것, 비트스트림(bit stream)의 일부분을 부호화하는 것, 데이터-부호화 영역에서의 비트스트림(bit stream)의 일부분을 부호화하는 것 및, 수직의 데이터-부호화 영역으로부터 형성된 것들 중 최소한 1개이다.

데이터는 선택적으로 파라미터 데이터를 사용하여 부호화되며, 각 데이터 블록은 상기 최소한 몇 개의 파라미터 데이터를 부호화하고, 상기 파라미터 데이터는 , 상기 부호화된 데이터의 크기를 나타내는 것, 인터리브 팩터(interleave factor)를 나타내는 것, 파라미터들과 연관된 검사합계(checksum), 파라미터들과 연관된 CRC 검사합계(checksum) 및, 파라미터들과 검사합계의 복사물중 최소한 1개를 사용하여 고장오차허여되도록 부호화된 것중 최소한 1개이다.

상기 데이터는 선택적으로 데이터를 고장오차허여되도록 부호화하기 위해 다수의 삽입된 코드워드들을 사용하여 부호화된다.

상기 최소한 1개의 데이터 부분은 해당 여분 데이터가 뒤따르는 상기 비트스트림을 포함하는 데이터 시퀀스를 부호화하고, 상기 데이터 시퀀스는 삽입된 코드워드들을 형성하며, 각 코드워드는 상기 비트스트림의 최소한 일부분 및 상기 각각의 비트스트림 부분과 연관된 여분 데이터를 부호화한다.

상기 부호기는 선택적으로, 상기 부호화된 데이터에 대한 코드워드 포맷을 결정하고, 상기 비트스트림을 저장장치로부터 판독하며, 다수의 코드워드들을 생성하고, 각 코드워드는 비트스트림부 및 해당 여분 데이터를 포함하며, 각 코드워드에서 상기 여분 데이터로부터 상기 비트스트림에 대한 여분 데이터를 결정하기 위해 상기 코드워드들을 삽입하고, 그리고, 상기 데이터 시퀀스를 형성하기 위해 상기 여분 데이터를 상기 저장장치에 저장된 상기 비트스트림에 부가한다.

상기 정렬 데이터는 선택적으로 파일럿 특징을 포함하며, 상기 파일럿 특징은 고장오차허여되도록 부호화된 것, 1세트의 병렬 라인들로부터 형성된 것, 2진 파일럿 시퀀스를 부호화하는 1세트의 병렬 라인들로부터 형성된 것, 110101100100011 및, 110010001111010 중 최소한 1개를 부호화하는 파일럿 시퀀스중 최소한 1개이다.

본 발명의 제10 형태는 표면의 상면이나 표면에서 데이터를 부호화하는 방법을 제공하며, 상기 방법은, 상기 데이터를 각 데이터 부분이 다른 데이터 부분들과 독립적으로 복호 가능한 복수의 데이터 부분들로 분할하는 단계, 각 데이터 부분이 정렬 방향으로 뻗어 있도록, 그리고, 최소한 1개의 제1 데이터 부분이 상기 정렬 방향, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향중 최소한 1개에서 적어도 1개의 제2 데이터 부분으로부터 변위되도록 상기 데이터 부분들이 상기 표면의 상면 또는 그 내부에 배치되도록 야기시키는 단계, 최소한 몇 개의 데이터 부분들의 배열을 나타내는 정렬 데이터를 생성하는 단계, 그리고, 상기 표면이 주사선을 정의하는 감지장치의 감지영역에 제공될 때, 상기 감지장치가, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분을 감지하며, 상기 감지된 정렬 데이터를 사용하여 상기 주사선과 상기 정렬 방향 사이의 각을 결정하고, 상기 최소한 1개의 제1 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하며, 그리고, 상기 결정된 각을 사용하여 상기 최소한 1개의 제2 데이터 부분이 감지되기전, 상기 최소한 1개의 감지된 제1 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하도록 상기 정렬 데이터가 상기 표면의 상면이나 표면에 배치되도록 야기시키는 단계를 포함한다.

상기 정렬 데이터는 선택적으로, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들을 포함하는 제1 등록 구조 및, 상기 정렬 방 향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들을 포함하는 제2 등록 구조를 포함한다.

상기 제1 등록 구조는 선택적으로, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 전체 위치를 나타내는 다수의 마커들 및, 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 세밀한 위치를 나타내는 클록 트랙을 포함한다.

상기 제2 등록 구조는 선택적으로, 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 최소한 2개의 클록 트랙들 및, 각 클록 트랙에 대한 2개의 정렬 라인들을 포함하며, 상기 2개의 정렬 라인들은 상기 각각의 클록 트랙의 위치를 나타낸다.

상기 표면은 선택적으로 최소한 1개의 데이터 블록을 포함하며, 상기 데이터 블록은, 복수의 가능값들을 정의하는 마크들의 배열 및, 상기 마크들의 위치를 나타내는 정렬 데이터를 포함한다.

각 데이터 블록은 선택적으로, 그 자신의 파일럿 트랙이 제공된 것, 그 자신의 등록 특징이 제공된 것, 그 자신의 클록킹 특징이 제공된 것, 데이터-부호화 영역의 반대편들상에 2개의 클록킹 특징들이 제공된 것, 비트스트림(bit stream)의 일부분을 부호화하는 것, 데이터-부호화 영역에서의 비트스트림(bit stream)의 일부분을 부호화하는 것 및, 수직의 데이터-부호화 영역으로부터 형성된 것들 중 최소한 1개이다.

데이터는 선택적으로 파라미터 데이터를 사용하여 부호화되며, 각 데이터 블록은 상기 최소한 몇 개의 파라미터 데이터를 부호화하고, 상기 파라미터 데이터는 , 상기 부호화된 데이터의 크기를 나타내는 것, 인터리브 팩터(interleave factor)를 나타내는 것, 파라미터들과 연관된 검사합계(checksum), 파라미터들과 연관된 CRC 검사합계(checksum) 및, 파라미터들과 검사합계의 복사물중 최소한 1개를 사용하여 고장오차허여되도록 부호화된 것중 최소한 1개이다.

상기 데이터는 선택적으로 데이터를 고장오차허여되도록 부호화하기 위해 다수의 삽입된 코드워드들을 사용하여 부호화된다.

상기 최소한 1개의 데이터 부분은 해당 여분 데이터가 뒤따르는 상기 비트스트림을 포함하는 데이터 시퀀스를 부호화하고, 상기 데이터 시퀀스는 삽입된 코드워드들을 형성하며, 각 코드워드는 상기 비트스트림의 최소한 일부분 및 상기 각각의 비트스트림 부분과 연관된 여분 데이터를 부호화한다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면이나 표면에서 데이터를 부호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면의 각각의 위치에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분, 및, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열되어 최소한 2개의 등록 위치들을 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 등록 위치들은 상기 표면에 대한 최소한 1개의 데이터 부분의 상대적인 위치를 적어도 부분적으로 나타냄으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 적어도 부분적으로 복호화되도록 한다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면이나 표면에서 데이터를 부호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및, 최소한 1개의 클록 인디케이터(clock indicator)를 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 방법은, 복호기에서, 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 센서를 사용하여 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분 및, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하는 단계, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여 상기 클록 인디케이터를 결정하는 단계, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 PLL을 업데이트하는 단계, 상기 PLL을 사용하여 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하는 단계 및, 상기 상대적인 위치를 사용하여 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면이나 표면에서 데이터를 부호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및, 최소한 1개의 클록 인디케이터(clock indicator)를 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 시스템은, 감지영역에 제공된 데이터를 감지하며, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분, 및 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하는 센서, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여 상기 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 PLL을 업데이트하고, 상기 PLL을 사용하여, 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하며, 그리고, 상기 상대적인 위치를 사용하여 최소한 1개 의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하는 복호기를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면이나 표면에서 데이터를 부호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면의 각각의 위치에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분, 및 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 2개의 등록 위치들을 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 등록 위치들은 상기 표면에 대한 최소한 1개의 데이터 부분의 상대적인 위치를 적어도 부분적으로 나타냄으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 적어도 부분적으로 복호화되도록 한다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면이나 표면에서 데이터를 부호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는, 주사선을 정의하는 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 센서를 사용하여, 최소한 1개의 데이터 부분의 제1 부분, 및 상기 주사선에 수직인 방향에서 상기 제1 부분에 대하여 변위되는 상기 최소한 1개의 데이터 부분의 제2 부분을 감지함으로써, 그리고, 상기 제1 부분을 나타내는 제1 지시 데이터, 상기 제2 부분을 나타내는 제2 지시 데이터를 메모리에 저장함으로써, 그리고, 프로세서 및 메모리부터의 상기 제1 및 제2 지시 데이터를 사용하여, 최소한 몇 개의 상기 적어도 1개의 데이터 부분을 최소한 부분적으로 복호함으로써 복호화된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면이나 표면에서 데이터를 부호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는, 표면상에 인쇄를 하기 위한 최소한 1열의 노즐들을 갖는 연장 프린트 헤드 및, 표면상의 마킹들을 감지하기 위한 최소한 1열의 픽셀 센서들을 갖는 연장 이미지 센서를 포함하는 모놀리식 집적회로를 사용하여 인쇄 및 감지된 것중 최소한 1개이다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면이나 표면에서 데이터를 부호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는, 표면상에 부호화된 데이터를 인쇄하기 위한 프린트 헤드 및, 상기 표면상의 부호화된 데이터를 감지하기 위해 사용된 감지장치를 포함하는 모놀리식 집적회로를 사용하여 인쇄 및 감지된 것중 최소한 1개이며, 사용시, 상기 집적회로는 부호화된 데이터를 각각 인쇄 또는 감지하기 위해 상기 표면이 상기 프린트 헤드 및 감지장치를 지나 이동되도록 허용하는 운송모듈 근처에 제공된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면이나 표면에서 데이터를 부호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 부호화된 데이터를 저장하는 저장장치, 상기 부호화된 데이터에 대한 코드워드 포맷을 결정하고, 상기 결정된 포맷을 사용하여 부호화된 데이터를 상기 저장장치로부터 판독하며(상기 부호화된 데이터는 상기 부호화된 비트스트림 및 상기 여분 데이터를 다수의 코드워드들중 각각으로 해체하기 위해 판독되고, 각 코드워드는 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 포함), 상기 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 사용하여 상기 부호화된 비트스트림에서의 오류들을 보정하고, 그리고, 상기 보정된 데이터를 상기 저장장치에 기록하는 복호 기를 포함하는 시스템에 의해 복호된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면이나 표면에서 데이터를 부호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는 저장장치에 저장되며, 상기 부호화된 데이터는, 부호화된 비트스트림 및, 상기 비트스트림과 연관된 여분 데이터를 포함하고, 그리고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 부호화된 데이터에 대한 코드워드 포맷을 결정하고, 상기 결정된 포맷을 사용하여 상기 부호화된 비트스트림 및 상기 여분 데이터를 다수의 코드워드들중 각각으로 해체하기 위해 판독되는 부호화된 데이터를 상기 저장장치로부터 판독하며, 각 코드워드는 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 포함하며, 상기 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 사용하여 상기 부호화된 비트스트림에서의 오류들을 보정하고, 그리고, 상기 보정된 데이터를 상기 저장장치에 기록함으로써 복호된다.

본 발명의 다른 형태는 표면의 상면이나 표면에서 데이터를 부호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하는 포맷에 의해 부호화된 비트스트림이며, 상기 최소한 1개의 데이터 부분은 해당 여분 데이터가 뒤따르는 상기 비트스트림을 포함하는 데이터 시퀀스를 부호화하고, 상기 데이터 시퀀스는 삽입된 코드워드들을 형성하며, 각 코드워드는 상기 비트스트림의 최소한 일부분 및 상기 각각의 비트스트림 부분과 연관된 여분 데이터를 부호화한다.

본 발명의 제11 형태는 표면의 상면이나 표면에서 부호화된 데이터를 복호화 하는 시스템을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 상기 표면상이나 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하고, 상기 시스템은, 주사선을 정의하는 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 센서를 사용하여, 최소한 1개의 데이터 부분의 제1 부분, 및, 상기 주사선에 수직인 방향에서 상기 제1 부분에 대하여 변위되는 상기 최소한 1개의 데이터 부분의 제2 부분을 감지하며, 그리고, 상기 제1 부분을 나타내는 제1 지시 데이터, 상기 제2 부분을 나타내는 제2 지시 데이터를 메모리에 저장하고, 그리고, 프로세서 및 메모리부터의 상기 제1 및 제2 지시 데이터를 사용하여, 최소한 몇 개의 상기 적어도 1개의 데이터 부분을 최소한 부분적으로 복호하는 복호기를 포함한다.

상기 센서는 선택적으로 정렬 데이터의 최소한 일부분을 감지하며, 상기 정렬 데이터는 최소한 1개의 클록 인디케이터를 적어도 부분적으로 나타내고, 상기 복호기는, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여 상기 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 PLL을 업데이트하고, 상기 PLL을 사용하여 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하며, 그리고, 상기 상대적인 위치를 사용하여 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호한다.

상기 복호기는 선택적으로, 전체 등록을 결정하기 위해 최소한 1개의 마커의 위치를 결정하고, 상기 전체 등록을 사용하여 클록 트랙에서의 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 정렬 PLL을 업데이트하고, 상기 정렬 PLL을 사용하여 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 세밀한 등록을 결정한 다.

상기 부호화된 데이터는 선택적으로 등록 구조를 포함하며, 상기 등록 구조는 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 최소한 2개의 클록 트랙들 및 각 클록 트랙에 대한 2개의 정렬 라인들을 포함하고, 상기 2개의 정렬 라인들은 상기 각각의 클록 트랙의 위치를 나타내며, 상기 복호기는, 정렬 PLL을 사용하여 각각의 클록 트랙에 대한 상기 정렬 라인들의 위치를 결정하고, 상기 정렬 라인들의 위치를 사용하여 각각의 클록 트랙의 위치를 결정하며, 상기 정렬 PLL을 업데이트한다.

상기 복호기는 선택적으로, 각각의 데이터 클록 PLL을 사용하여 각 클록 트랙에 대해 상기 클록 트랙상에 클록 인디케이터의 위치를 결정하고, 각 클록 트랙상에 상기 클록 인디케이터의 위치를 사용하여 정렬각을 결정하며, 각 데이터 클록 PLL을 업데이트한다.

상기 복호기는 선택적으로 상기 정렬 데이터를 사용하여 주사선에 대한 변환을 결정함으로써, 그리고 상기 변환은 상기 데이터 부분들내의 비트 부호화 로케이션들의 좌표를 나타내며, 상기 변환을 사용하여 비트값들을 검출함으로써 상기 부호화된 데이터를 복호한다.

상기 복호기는 선택적으로 상기 비트 부호화 로케이션의 좌표들로부터 샘플값들의 좌표들을 결정하며, 2개의 연속적인 샘플 라인들로부터 샘플값들을 보간(補間)함으로써 비트 부호화값을 결정한다.

상기 복호기는 선택적으로, 일시적인 값을 2개 이상의 가능값들을 가지는 복 호화된 비트스트림 비트에 할당하며, 데이터 부호화 영역에서 주위의 비트들의 값들에 근거한 상기 비트에 대한 2진 값을 해독하고, 그리고, 비트스트림 순서로 해독된 부호화된 비트스트림 비트값들을 저장장치에 기록한다.

상기 복호기는 선택적으로, 상기 정렬 데이터에서의 최소한 2개의 위치들에서 검출되는 파일럿 특징을 검출하고, 상기 파일럿 특징을 사용하여 주사선 방향과 정렬 방향 사이의 정렬각, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서의 초기 등록을 결정하며, 상기 정렬 데이터에서 등록 특징에서의 등록 마커를 검출하고, 상기 등록 마커를 사용하여 상기 정렬 방향에서의 전체 등록을 결정하고, 상기 전체 등록을 사용하여 상기 정렬 데이터에서의 등록 클록 인디케이터를 검출하며, 상기 등록 클록 인디케이터를 사용하여 상기 정렬 방향에서 세밀한 등록을 결정하고, 상기 세밀한 등록과 상기 정렬각과 상기 초기 등록을 사용하여 최소한 1개의 정렬 라인을 검출하며, 상기 최소한 1개의 검출된 정렬 라인을 사용하여 상기 세밀한 등록을 업데이트하고, 상기 업데이트된 세밀한 등록을 사용하여 상기 정렬 데이터에서 2개의 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하며, 상기 데이터 클록 트랙들의 위치를 사용하여 각 데이터 클록 트랙상의 데이터 클록 인디케이터를 검출하고, 각각의 데이터 클록 인디케이터를 사용하여 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서의 업데이트된 정렬각 및 업데이트된 등록을 결정하며, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 검출하고, 그리고, 상기 업데이트된 정렬각과 상기 세밀한 등록과 상기 업데이트된 등록을 사용하여 상기 최소한 1개의 검출된 데이터 부분을 복호한다.

선택적으로 상기 복호기는 반복적으로, 상기 최소한 1개의 정렬 라인을 검출 하고, 상기 세밀한 등록을 업데이트하며, 상기 업데이트된 세밀한 등록과 상기 업데이트된 등록을 사용하여 상기 데이터 클록 트랙들의 상기 위치를 결정하고, 각각의 데이터 클록 트랙상에 데이터 클록 인디케이터를 검출하고, 상기 업데이트된 정렬각과 상기 업데이트된 등록을 업데이트하며, 그리고, 상기 최소한 1개의 검출된 데이터 부분의 적어도 일부분을 검출함으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 복호되도록 가능하게 한다. 상기 복호기는 선택적으로, 상기 파일럿 특징에서의 2개의 위치들에서 클록 인디케이터를 검출하고, 각각의 파일럿 PLL을 각각의 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 파일럿 특징을 트랙하며, 상기 파일럿 PLL들을 사용하여 상기 정렬각, 및 상기 초기 등록을 결정하고, 상기 초기 등록과 상기 정렬각을 사용하여 2개의 데이터 클록 PLL들을 초기화하며, 상기 정렬 데이터에서 상기 등록 마커를 검출하고, 상기 등록 마커를 사용하여 상기 전체 등록을 결정하고, 상기 전체 등록을 사용하여 등록 PLL을 상기 정렬 데이터에서 상기 등록 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 등록 특징을 트랙하며, 상기 등록 PLL을 사용하여 상기 세밀한 등록을 결정하고, 상기 세밀한 등록을 사용하여 2개의 정렬 PLL들을 초기화하며, 상기 정렬 PLL들을 정렬 마커들과 동기화함으로써 상기 데이터 클록 트랙들을 트랙하고, 상기 정렬 PLL들을 사용하여 상기 정렬 데이터에서 2개의 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하며, 데이터 클록 트랙들의 위치를 사용하여 각각의 데이터 클록 트랙상에 데이터 클록 인디케이터를 검출하고, 각각의 데이터 클록 PLL을 해당 데이터 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 데이터의 상기 등록을 트랙하며, 그리고, 상기 데이터 클록 PLL들을 사용하여 상기 업데이트된 정렬각, 및 상기 표면상에 부호화된 데이터의 위치들중 최소한 1개를 결정한다.

본 발명의 제12 형태는 표면의 상면 또는 그 내부에서 부호화된 데이터를 복호하는 방법을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하며, 상기 방법은, 복호기에서, 주사선을 정의하는 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 센서를 사용하여, 최소한 1개의 데이터 부분의 제1 부분, 및 상기 주사선에 수직인 방향에서 상기 제1 부분에 대하여 변위되는 상기 최소한 1개의 데이터 부분의 제2 부분을 감지하는 단계, 그리고, 상기 제1 부분을 나타내는 제1 지시 데이터, 상기 제2 부분을 나타내는 제2 지시 데이터를 메모리에 저장하는 단계, 그리고, 프로세서 및 메모리부터의 상기 제1 및 제2 지시 데이터를 사용하여, 최소한 몇 개의 상기 적어도 1개의 데이터 부분을 최소한 부분적으로 복호하는 단계를 포함한다.

상기 센서는 선택적으로, 최소한 1개의 클록 인디케이터를 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터의 최소한 일부분을 감지하며, 상기 복호기는, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여 상기 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 PLL을 업데이트하고, 상기 PLL을 사용하여 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하며, 그리고, 상기 상대적인 위치를 사용하여 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호한다.

상기 복호기는 선택적으로, 전체 등록을 결정하기 위해 최소한 1개의 마커의 위치를 결정하고, 상기 전체 등록을 사용하여 클록 트랙에서 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 정렬 PLL을 업데이트하고, 상기 정렬 PLL을 사용하여 상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 세밀한 등록을 결정한다.

상기 부호화된 데이터는 선택적으로 등록 구조를 포함하며, 상기 등록 구조는 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 최소한 2개의 클록 트랙들 및 각 클록 트랙에 대한 2개의 정렬 라인들을 포함하고, 상기 2개의 정렬 라인들은 상기 각각의 클록 트랙의 위치를 나타내며, 상기 복호기는, 정렬 PLL을 사용하여 각각의 클록 트랙에 대한 상기 정렬 라인들의 위치를 결정하고, 상기 정렬 라인들의 위치를 사용하여 각각의 클록 트랙의 위치를 결정하며, 상기 정렬 PLL을 업데이트한다.

상기 복호기는 선택적으로, 각각의 데이터 클록 PLL을 사용하여, 각 클록 트랙에 대해 상기 클록 트랙상에 클록 인디케이터의 위치를 결정하고, 각 클록 트랙상에 상기 클록 인디케이터의 위치를 사용하여, 정렬각을 결정하며, 각 데이터 클록 PLL을 업데이트한다.

상기 복호기는 선택적으로, 상기 정렬 데이터를 사용하여 주사선에 대한 변환을 결정함으로써, 그리고 상기 변환은 상기 데이터 부분들내의 비트 부호화 로케이션들의 좌표를 나타내며, 상기 변환을 사용하여 비트값들을 검출함으로써 상기 부호화된 데이터를 복호한다.

상기 복호기는 선택적으로, 상기 비트 부호화 로케이션의 좌표들로부터 샘플 값들의 좌표들을 결정하며, 그리고, 2개의 연속적인 샘플 라인들로부터 샘플값들을 보간(補間)함으로써 비트 부호화값을 결정한다.

상기 복호기는 선택적으로, 일시적인 값을 2개 이상의 가능값들을 가지는 복호화된 비트스트림 비트에 할당하며, 데이터 부호화 영역에서 주위의 비트들의 값들에 근거한 상기 비트에 대한 2진 값을 해독하고, 그리고, 비트스트림 순서로 해독된 부호화된 비트스트림 비트값들을 저장장치에 기록한다.

상기 복호기는 선택적으로, 상기 정렬 데이터에서의 최소한 2개의 위치들에서 검출되는 파일럿 특징을 검출하고, 상기 파일럿 특징을 사용하여 주사선 방향과 정렬 방향 사이의 정렬각, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서의 초기 등록을 결정하며, 상기 정렬 데이터에서의 등록 특징에서의 등록 마커를 검출하고, 상기 등록 마커를 사용하여 상기 정렬 방향에서의 전체 등록을 결정하며, 상기 전체 등록을 사용하여 상기 정렬 데이터에서 등록 클록 인디케이터를 검출하고, 상기 등록 클록 인디케이터를 사용하여 상기 정렬 방향에서 세밀한 등록을 결정하며, 상기 세밀한 등록과 상기 정렬각과 상기 초기 등록을 사용하여 최소한 1개의 정렬 라인을 검출하며, 상기 최소한 1개의 검출된 정렬 라인을 사용하여 상기 세밀한 등록을 업데이트하고, 상기 업데이트된 세밀한 등록을 사용하여 상기 정렬 데이터에서 2개의 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하며, 상기 데이터 클록 트랙들의 위치를 사용하여 각 데이터 클록 트랙상에 데이터 클록 인디케이터를 검출하고, 각각의 데이터 클록 인디케이터를 사용하여 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 업데이트된 정렬각 및 업데이트된 등록을 결정하며, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 검 출하고, 그리고, 상기 업데이트된 정렬각과 상기 세밀한 등록과 상기 업데이트된 등록을 사용하여 상기 최소한 1개의 검출된 데이터 부분을 복호한다.

본 발명의 다른 형태는 표면상이나 표면에서 부호화된 데이터를 복호화하는 시스템을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 상기 표면상이나 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 데이터를 각 데이터 부분이 다른 데이터 부분들과 독립적으로 복호 가능한 복수의 데이터 부분들로 분할함으로써, 또한, 각 데이터 부분이 정렬 방향으로 뻗어 있도록, 그리고, 최소한 1개의 제1 데이터 부분이 상기 정렬 방향, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향중 최소한 1개에서 적어도 1개의 제2 데이터 부분으로부터 변위되도록 상기 데이터 부분들이 상기 표면의 상면 또는 그 내부에 배치되도록 야기시킴으로써, 또한, 최소한 몇 개의 데이터 부분들의 배열을 나타내는 정렬 데이터를 생성함으로써, 그리고, 상기 표면이 주사선을 정의하는 감지장치의 감지영역에 제공될 때, 상기 감지장치가, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분을 감지하며, 상기 감지된 정렬 데이터를 사용하여 상기 주사선과 상기 정렬 방향 사이의 각을 결정하고, 상기 최소한 1개의 제1 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하며, 그리고, 상기 결정된 각을 사용하여 상기 최소한 1개의 제2 데이터 부분이 감지되기 전 상기 최소한 1개의 감지된 제1 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하도록 상기 정렬 데이터가 상기 표면상 또는 상기 표면에 배치되도록 야기시킴으로써 부호화된다.

본 발명의 다른 형태는 표면상이나 표면에서 부호화된 데이터를 복호화하는 시스템을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 상기 표면상 또는 표면에 배열된 최소 한 1개의 데이터 부분을 포함하고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면의 각각의 위치에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분, 그리고, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 2개의 등록 위치들을 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 등록 위치들은 상기 표면에 대한 최소한 1개의 데이터 부분의 상대적인 위치를 최소한 부분적으로 나타냄으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 적어도 부분적으로 복호화되도록 한다.

본 발명의 다른 형태는 표면상이나 표면에서 부호화된 데이터를 복호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및, 최소한 1개의 클록 인디케이터(clock indicator)를 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 방법은, 복호기에서, 감지영역에 제공된 데이터를 감지하는 센서를 사용하여 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분, 및, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하는 단계, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여 상기 클록 인디케이터를 결정하는 단계, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 PLL을 업데이트하는 단계, 상기 PLL을 사용하여 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하는 단계, 및 상기 상대적인 위치를 사용하여 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 표면상이나 표면에서 부호화된 데이터를 복호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지 고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분 및, 최소한 1개의 클록 인디케이터(clock indicator)를 적어도 부분적으로 나타내는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 시스템은, 감지영역에 제공된 데이터를 감지하며, 상기 정렬 데이터의 최소한 일부분, 및 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하는 센서, 상기 감지된 정렬 데이터 부분을 사용하여 상기 클록 인디케이터를 결정하며, 상기 클록 인디케이터를 사용하여 PLL을 업데이트하고, 상기 PLL을 사용하여 상기 감지영역과 상기 최소한 1개의 감지된 데이터 부분 사이의 상대적인 위치를 결정하며, 그리고, 상기 상대적인 위치를 사용하여 최소한 1개의 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호하는 복호기를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 표면상이나 표면에서 부호화된 데이터를 복호화하는 시스템을 제공하며, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 표면상이나 상기 표면의 각각의 위치에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분, 및 상기 표면상이나 상기 표면에 배열된 정렬 데이터를 포함하며, 상기 정렬 데이터는 최소한 2개의 등록 위치들을 적어도 부분적으로 나타내고, 상기 등록 위치들은 상기 표면에 대한 최소한 1개의 데이터 부분의 상대적인 위치를 적어도 부분적으로 나타냄으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 적어도 부분적으로 복호화되도록 한다.

본 발명의 다른 형태는 표면상이나 표면에서 부호화된 데이터를 복호화하는 시스템을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 상기 표면상이나 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하고, 상기 표면은 내부 또는 상면에 배치된 부호화된 데이터를 가지고, 상기 부호화된 데이터는 표면상에 인쇄를 하기 위한 최소한 1열의 노즐들을 갖는 연장 프린트 헤드 및, 표면상의 마킹들을 감지하기 위한 최소한 1열의 픽셀 센서들을 갖는 연장 이미지 센서를 포함하는 모놀리식 집적회로를 사용하여 인쇄 및 감지된 것중 최소한 1개이다.

본 발명의 다른 형태는 표면상이나 표면에서 부호화된 데이터를 복호화하는 시스템을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 상기 표면상이나 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하고, 상기 부호화된 데이터는, 표면상에 부호화된 데이터를 인쇄하기 위한 프린트 헤드 및, 상기 표면상에 부호화된 데이터를 감지하기 위해 사용된 감지장치를 포함하는 모놀리식 집적회로를 사용하여 인쇄 및 감지된 것중 최소한 1개이며, 사용시, 상기 집적회로는 부호화된 데이터를 각각 인쇄 또는 감지하기 위해 상기 표면이 상기 프린트 헤드 및 감지장치를 지나 이동되도록 허용하는 운송모듈 근처에 제공된다.

본 발명의 다른 형태는 표면상이나 표면에서 부호화된 데이터를 복호화하는 시스템을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 상기 표면상이나 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하고, 상기 부호화된 데이터는, 상기 부호화된 데이터를 저장하는 저장장치, 상기 부호화된 데이터에 대한 코드워드 포맷을 결정하고, 상기 결정된 포맷을 사용하여 상기 부호화된 비트스트림 및 상기 여분 데이터를 다수의 코드워드들중 각각으로 해체하기 위해 판독되는 부호화된 데이터를 상기 저장장치로부터 판독하고(각 코드워드는 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를포함), 상기 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 사용하여 상기 부호화된 비트스트림 에서의 오류들을 보정하고, 그리고, 상기 보정된 데이터를 상기 저장장치에 기록하는 복호기를 포함하는 시스템에 의해 복호된다.

본 발명의 다른 형태는 표면상이나 표면에서 부호화된 데이터를 복호화하는 시스템을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 상기 표면상이나 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하고, 상기 부호화된 데이터는, 부호화된 비트스트림 및, 상기 비트스트림과 연관된 여분 데이터를 포함하고, 상기 부호화된 데이터는 , 상기 부호화된 데이터에 대한 코드워드 포맷을 결정하고, 상기 결정된 포맷을 사용하여 상기 부호화된 비트스트림 및 상기 여분 데이터를 다수의 코드워드들중 각각으로 해체하기 위해 판독되는 부호화된 데이터를 상기 저장장치로부터 판독하며( 각 코드워드는 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 포함), 상기 비트스트림 부분 및 해당 여분 데이터를 사용하여 상기 부호화된 비트스트림에서의 오류들을 보정하고, 그리고, 상기 보정된 데이터를 상기 저장장치에 기록함으로써 복호된다.

본 발명의 다른 형태는 표면상이나 표면에서 부호화된 데이터를 복호화하는 시스템을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 상기 표면상이나 표면에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하고, 상기 부호화된 데이터는 최소한 1개의 데이터 부분을 포함하는 포맷에 의해 부호화된 비트스트림이며, 상기 최소한 1개의 데이터 부분은 해당 여분 데이터가 뒤따르는 상기 비트스트림을 포함하는 데이터 시퀀스를 부호화하고, 상기 데이터 시퀀스는 삽입된 코드워드들을 형성하며, 각 코드워드는 상기 비트스트림의 최소한 일부분 및 상기 각각의 비트스트림 부분과 연관된 여분 데이터를 부호화한다.

본 발명의 제13 형태는 주사선 방향으로 뻗어 있는 감지영역에 제공된 부호화된 데이터를 감지하는 감지장치를 사용하여 부호화된 데이터를 복호하는 방법을 제공하며, 상기 부호화된 데이터는 최소한 1개의 데이터 부분 및 상기 최소한 1개의 데이터 부분의 위치를 정의하는 정렬 데이터를 포함하며, 상기 방법은, 상기 정렬 데이터에서 최소한 2개의 위치들에서 검출되는 파일럿 특징을 검출하는 단계, 상기 파일럿 특징을 사용하여 주사선 방향과 정렬 방향 사이의 정렬각, 및 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서의 초기 등록을 결정하는 단계, 상기 정렬 데이터에서 등록 특징에서의 등록 마커를 검출하는 단계, 상기 등록 마커를 사용하여 상기 정렬 방향에서의 전체 등록을 결정하는 단계, 상기 전체 등록을 사용하여 상기 정렬 데이터에서의 등록 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 상기 등록 클록 인디케이터를 사용하여 상기 정렬 방향에서의 세밀한 등록을 결정하는 단계, 상기 정렬각과 상기 세밀등록과 상기 초기등록을 이용하여 상기 정렬데이터에서 2개의 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하는 단계, 상기 데이터 클록 트랙들의 위치를 사용하여 각각의 데이터 클록 트랙상에 데이터 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 각각의 데이터 클록을 사용하여 업데이트된 정렬각과 상기 정렬방향에 수직인 방향에서 업데이트된 등록을 결정하는 단계, 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 검출하는 단계, 및 상기 업데이트된 정렬각과 상기 세밀한 등록과 상기 업데이트된 등록을 사용하여 최소한 몇 개의 적어도 1개의 검출된 데이터 부분을 복호하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 세밀한 등록과 상기 정렬각과 상기 초기 등록 을 사용하여 최소한 1개의 정렬 라인을 검출하는 단계, 상기 최소한 1개의 검출된 정렬 라인을 사용하여 상기 세밀한 등록을 업데이트하는 단계, 및, 상기 업데이트된 세밀한 등록을 사용하여 상기 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.

선택적으로 상기 방법은 반복적으로, 상기 최소한 1개의 정렬 라인을 검출하는 단계, 상기 세밀한 등록을 업데이트하는 단계, 상기 업데이트된 세밀한 등록과 상기 업데이트된 등록을 사용하여 상기 데이터 클록 트랙들의 상기 위치를 결정하는 단계, 각각의 데이터 클록 트랙상에 데이터 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 상기 업데이트된 정렬각과 상기 업데이트된 등록을 업데이트하는 단계, 및 상기 최소한 1개의 데이터 부분의 적어도 일부분을 검출함으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 복호되도록 허용하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 파일럿 특징에서의 2개의 위치들에서 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 각각의 파일럿 PLL을 각각의 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 파일럿 특징을 트랙하는 단계, 상기 파일럿 PLL들을 사용하여 상기 정렬각, 및 상기 초기 등록을 결정하는 단계, 상기 초기 등록과 상기 정렬각을 사용하여 2개의 데이터 클록 PLL들을 초기화하는 단계, 상기 정렬 데이터에서 상기 등록 마커를 검출하는 단계, 상기 등록 마커를 사용하여 상기 전체 등록을 결정하는 단계, 상기 전체 등록을 사용하여 등록 PLL을 상기 정렬 데이터에서 상기 등록 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 등록 특징을 트랙하는 단계, 상기 등록 PLL을 사용하여 상기 세밀한 등록을 결정하는 단계, 상기 세밀한 등록을 사용하여 2개의 정렬 PLL들을 초기화하는 단계, 상기 정렬 PLL들을 정렬 마커들과 동기화함으로써 상기 데이터 클록 트랙들을 트랙하는 단계, 상기 정렬 PLL들을 사용하여 상기 정렬 데이터에서 2개의 데이터 클록 트랙들의 위치를 결정하는 단계, 상기 데이터 클록 트랙들의 위치를 사용하여 각각의 데이터 클록 트랙상에 데이터 클록 인디케이터를 검출하는 단계, 각각의 데이터 클록 PLL을 해당 데이터 클록 인디케이터와 동기화함으로써 상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 데이터의 상기 등록을 트랙하는 단계, 및 상기 데이터 클록 PLL들을 사용하여 상기 업데이트된 정렬각, 및 상기 표면상에 부호화된 데이터의 위치들중 최소한 1개를 결정하는 단계를 포함한다.

데이터는 선택적으로 포맷을 사용하여 상기 표면상에서 부호화된다.

상기 포맷은 선택적으로, 비트스트림을 부호화하는데 유용하며, 광학적 이미징(optical imaging) 및 복호하기 위해 사용되고, 2차원이며, 표면상으로 인쇄하기 위해 적합하며, 선형 이미지 센서를 지나 운송되는 동안 실시간 복호하기 위해 사용되고, 그리고, 2개 이상의 연속적인 샘플 라인들을 참고하지 않고서도 1세트의 연속적인 샘플 라인들로부터 복호되도록 사용된다.

상기 샘플 라인들은 선택적으로 복호 방향에 수직이다.

상기 포맷은 상기 복호 방향에 대하여 실질적으로 증가하는 비트 순서로 상기 비트스트림을 부호화한다.

상기 정렬 데이터는 선택적으로 결정되는 정렬 방향에서 데이터 부분의 등록을 허용하기 위해 등록 특징을 포함하고, 상기 등록 특징은 규칙적으로 이격된 전 체 등록 마커들로부터 형성된 것, 규칙적으로 이격된 세밀한 등록 마크들로부터 형성된 것 및, 전체 등록 마커들 사이에 배치된 세밀한 등록 마크들로부터 형성된 것중 최소한 1개이다.

상기 포맷은 선택적으로, 데이터 부분의 클록킹이 상기 복호 방향에서 1차원적으로 결정되도록 허용하는 클록킹 특징을 포함한다.

상기 클록킹 특징은 선택적으로, 상기 데이터 부분의 클록킹이 각 샘플 라인에 대해 새롭게 결정되는 것을 가능하게 한다.

선택적으로 상기 클록킹 특징은 규칙적으로 이격된 클록 마크들을 구성하는 클록 트랙이다.

상기 포맷은 선택적으로, 상기 등록 특징 및 상기 클록킹 특징에 관하여 미리 결정된 위치에서 마크의 존재나 비존재에 의해 개별적인 부호화된 데이터 비트를 나타낸다.

상기 포맷은 선택적으로, 추가적인 비트스트림이 부가되는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 제14 형태는 제4 형태의 포맷을 복호하는 방법을 제공한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 복호 방향에서 상기 포맷을 샘플링함으로써 얻어진 연속된 샘플 라인들을 처리하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 파일럿 특징을 검출하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 파일럿 시퀀스를 인식하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 오류들의 존재시에 상기 파일럿 시퀀스를 인식하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 검출동안 PLL을 사용하여 상기 파일럿 특징을 트랙하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 파일럿 특징으로부터 복호 방향에서 초기 등록을 결정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 등록 특징으로부터 복호 방향에 수직인 방향에서 초기 등록을 결정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 등록동안 PLL을 사용하여 상기 등록 특징을 트랙하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 클록킹 특징으로부터 각 샘플라인에 대해 복호 방향에서 등록을 새롭게 결정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 2개의 클록킹 특징으로부터 각 샘플라인에 대해 상기 샘플라인상에 2개의 다른 위치들에서 복호 방향에서의 등록을 새롭게 결정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, PLL들을 사용하여 상기 클록킹 특징들을 트랙하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, PLL들을 사용하여 상기 복호 방향에 수직인 방향에서 각각의 클록킹 특징의 중심을 트랙하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 각 샘플링 라인에 대한 비트값들을 새롭게 샘플링하기 위해 변환을 계산하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 2개의 클록킹 특징들로부터 상기 변환을 계산하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 각 비트스트림 비트-부호화 로케이션에 대해 2차원 샘플 라인 좌표들을 계산하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 변환을 사용하여 비트-부호화 로케이션의 상기 좌표들을 계산하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 2개의 연속적인 샘플 라인들로부터 샘플값들을 보간(補間)함으로써 비트-부호화값을 결정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 비트-부호화 로케이션의 상기 좌표들로부터 상기 샘플값들의 상기 좌표들을 계산하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 일시적인 값을 2개 이상의 가능값들을 갖는 상기 복호화된 비트스트림 비트에 할당하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 데이터-부호화 영역에서의 주위의 비트들의 일시적인 또는 해독된 값들에 근거한 상기 비트에 대한 2진값을 해독하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 해독된 부호화된 비트스트림 비트값들을 저장장치에 비트스트림 순서로 기록하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 저장된 비트스트림의 단부에서 여분 데이터를 기록하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 비트스트림에서의 몇 개의 오류들을 보정하기 위해 상기 여분 데이터를 사용하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 저장장치로부터 각 코드워드의 상기 기호들을 검색하고, 상기 코드워드에서의 오류들을 보정하며, 상기 저장장치에 보정된 기호들을 다시 기록하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 저장장치로부터 기호들을 검색하게 하기 위해 삽입된 기호들의 저장장치 어드레스들을 생성하는 단계, 그 후에 상기 저장장치로 보정된 기호들을 뒤에 기록하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 유효한 검사합계를 갖는 1세트의 파라미터들을 인식하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 파라미터들로부터 상기 비트스트림 크기를 결정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 파라미터들로부터 상기 부호화된 데이터 크기를 결정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 선택적으로, 상기 파라미터들로부터 상기 인터리브 팩터(interleave factor)를 결정하는 단계를 포함한다.

상기 시스템은 선택적으로, 선형 이미지 센서 인터페이스, 범용 입력/출력(GPIO) 인터페이스, 저장장치 인터페이스, 호스트 장치로부터 구성 및 제어 데이터를 수신하는 직렬 인터페이스, 이벤트들을 상기 호스트 장치로 신호 전송하는 인터럽트 인터페이스(interrupt interface) 및, 복호 동작을 제어 및 동기화하는 복호기 컨트롤러중 최소한 1개를 포함한다.

상기 저장장치 인터페이스는, 선택적으로 메모리 인터페이스이다.

상기 복호기 컨트롤러는 선택적으로, 상기 GPIO 인터페이스를 통해 최소한 1개의 조명 LED, 상기 GPIO 인터페이스를 통해 최소한 1개의 매체 운송모터 및, 상기 GPIO 인터페이스를 통해 최소한 1개의 선형 이미지 센서중 적어도 1개를 제어하도록 구성된다.

상기 복호기 컨트롤러는 선택적으로, 상기 GPIO 인터페이스를 통해 최소한 1개의 매체 검출기로부터 매체의 존재의 통지를 수용하고, 상기 선형 이미지 센서를 통해 매체의 존재를 검출하며, 매체의 존재의 검출시에 매체 운송, 선형 이미징 및 복호를 초기화하고, 최소한 2개의 위치들에서 매체의 존재의 검출시에 매체 운송, 선형 이미징 및 복호를 초기화하며, 원래의 비트스트림 복호에 영향을 끼치기 위하여, 포맷을 가지는 매체가 상기 선형 이미지 센서를 지나 운송되는 동안 로 디코더(raw decoder)의 동작을 제어하고, 그리고, 비트스트림 오류 보정에 영향을 끼치기 위하여, 원래의 비트스트림 복호의 완료후 상기 여분 복호기의 상기 동작을 제어하는 것중 최소한 1개를 수행하기 위해 구성된다.

상기 시스템은 선택적으로, 상기 선형 이미지 센서 인터페이스를 통해 선형 이미지 센서로부터 샘플 라인들을 수용하도록 구성된 1세트의 라인 버퍼들을 포함한다.

상기 시스템은 선택적으로, 상기 라인 버퍼들로부터 샘플 데이터를 판독하고, 상기 샘플 데이터로부터 비트스트림 비트값들을 복호하며, 그리고 상기 저장장치 인터페이스를 통해 비트값들을 저장장치에 기록하도록 구성된 로 디코더를 포함 한다.

상기 시스템은 선택적으로, 상기 저장장치에 저장된 상기 비트스트림 데이터에서의 오류들을 보정하도록 구성된 여분 복호기를 포함한다.

상기 시스템은 선택적으로, 모놀리식 집적회로(IC)에서 수행된다.

상기 IC는 선택적으로, 상기 저장장치를 포함한다.

상기 저장장치는 선택적으로, 고체-상태의 메모리이다.

상기 시스템은 선택적으로, 제4 형태에 따른 표면을 판독 및 복호하는 판독기의 일부분을 형성한다.

상기 판독기는 선택적으로, 상기 매체를 복호하는 복호 시스템, 상기 매체로부터 샘플 라인들을 캡쳐하는 선형 이미지 센서, 상기 매체를 조명하는 최소한 1개의 조명 LED, 상기 매체를 상기 이미지 센서를 지나 운송하는 최소한 1개의 운송 모터, 비트스트림 데이터를 저장하는 저장장치, 상기 매체의 존재를 검출하는 최소한 1개의 매체 검출기, 및 상기 복호 시스템을 제어하는 호스트 컨트롤러중 최소한 1개를 포함한다.

본 발명의 제15 형태는 선형 이미지 센서 및 프린트 헤드를 포함하는 모놀리식 집적회로(IC)를 제공한다.

상기 프린트 헤드는 선택적으로, 잉크젯 프린트 헤드 및 MemjetTM 프린트 헤드중 최소한 1개이다.

상기 이미지 센서는 선택적으로, 능동 픽셀 CMOS 이미지 센서 및 CCD 이미지 센서중 최소한 1개이다.

본 발명의 제16 형태는 제4 형태에 따른 상기 포맷을 매체상에 인쇄하는 프린터를 제공한다.

상기 프린터는 선택적으로 잉크젯 프린트 헤드 및 MemjetTM 프린트 헤드중 최소한 1개를 포함한다.

상기 프린터는 선택적으로, 실질적으로 비가시적인 잉크를 사용하는 포맷, 적외선 흡수 잉크를 사용하는 상기 포맷, 가시적인 잉크들을 사용하는 가시적인 정보, 상기 매체의 실질적으로 동일한 영역에서 가시적인 정보 및 상기 실질적으로 비가시적인 포맷 및, 상기 가시적인 정보 및 실질적으로 동일한 시간에서의 상기 실질적으로 비가시적인 포맷 및, 넷페이지 부호화된 데이터중 최소한 1개를 인쇄하기 위해 구성된다.

본 발명의 제17 형태는 상기 제4 형태에 따른 상기 포맷을 매체상에 인쇄하고 포맷을 갖는 매체를 판독하며 상기 포맷을 복호하도록 구성된 프린터-판독기를 제공한다.

상기 장치는 선택적으로, 제6 형태에 따른 프린터, 판독기, 및 선형 이미지 센서와 프린트 헤드 IC중 최소한 1개를 포함한다.

본 발명의 제18 형태는 프린터를 포함하는 카메라를 제공한다.

상기 카메라는 선택적으로, 제4 형태의 상기 포맷에 따라 부호화된 매체상에 캡쳐된 사진에 해당하는 디지털 이미지, 및 가시적인 잉크를 사용하여 상기 매체상에 상기 사진에 해당하는 가시적인 이미지중 최소한 1개를 인쇄하며, 그리고, 실질적으로 비가시적인 잉크를 사용하여 상기 부호화된 디지털 이미지를 인쇄하도록 구 성된다.

상기 카메라는 선택적으로 제4 특징에 따른 판독기를 포함한다.

상기 카메라는 선택적으로 상기 제4 특징에 따라 부호화된 매체로부터 디지털 이미지를 판독하고 그것을 복호하도록 구성된다.

상기 카메라는 선택적으로 디스플레이를 포함한다.

상기 카메라는 선택적으로 상기 디스플레이상에 상기 복호된 이미지를 표시하도록 구성된다.

상기 카메라는 선택적으로 저장장치를 포함한다.

상기 카메라는 선택적으로 상기 복호된 이미지를 상기 저장장치에 저장하도록 구성된다.

상기 카메라는 선택적으로 전송기를 포함한다.

상기 카메라는 선택적으로 상기 전송기를 사용하여 컴퓨터 시스템을 분리하기 위해 상기 복호된 이미지를 전송하도록 구성된다.

상기 카메라는 선택적으로 휴대폰에 포함된다.

본 발명의 제19 형태는 프린터를 포함하는 휴대폰을 제공한다.

상기 휴대폰은 선택적으로 상기 제4 형태의 상기 포맷에 따라 부호화된 상기 매체상에 캡쳐된 오디오에 해당하는 오디오 비트스트림, 및 가시적인 잉크를 사용하여 상기 매체상에 상기 오디오를 나타내는 가시적인 이미지중 최소한 1개를 인쇄하고, 그리고, 상기 부호화된 오디오 비트스트림을 실질적으로 비가시적인 잉크를 사용하여 인쇄하도록 구성된다.

상기 휴대폰은 선택적으로 판독기를 포함한다.

상기 휴대폰은 선택적으로 상기 제4 형태에 따라 부호화된 매체로부터 오디오 비트스트림을 판독하고 그것을 복호하도록 구성된다.

상기 휴대폰은 선택적으로 음성 출력장치를 포함한다.

상기 휴대폰은 선택적으로 상기 음성 출력장치를 통해 상기 복호된 음성을 동작시키도록 구성된다.

상기 휴대폰은 선택적으로 저장장치를 포함한다.

상기 휴대폰은 선택적으로 상기 복호된 음성을 상기 저장장치에 저장하도록 구성된다.

상기 휴대폰은 선택적으로 전송기를 포함한다.

상기 휴대폰은 선택적으로 상기 전송기를 사용하여 컴퓨터 시스템을 분리하기 위해 상기 복호된 음성을 전송하도록 구성된다.

본 발명의 제20 형태는 상기 제4 형태의 상기 포맷에 따라 부호화된 최소한 1개의 비트스트림을 갖는 매체를 제공한다.

상기 매체는 선택적으로 종이, 카드보드, 플라스틱, 금속 및 유리중 최소한 1개로부터 구성된다.

상기 매체는 선택적으로 얇은 판이다. 선택적으로 상기 매체는 고체이다.

Mnem 알고리즘은 종래의 PLL 을 사용한다. 이것은, 비효율적인 위상 검출기를 가지며 적절한 루프 필터를 갖지 않는, 도트카드 알고리즘의 특별한 PLL 보다 덜 복잡하며 잡음에 덜 민감하다.

상기 Mnem 알고리즘은 비트값의 명료함을 위해 완전히 지엽적인 본문을 사용한다. 이것은 정밀도를 개선시키며 감소된 리드-솔로몬 여분를 부분적으로 보충한다.

상기 Mnem 알고리즘은 원위치의 복호를 허용하기 위해 여분-부호화된 데이터의 온-더-플라이(on-the-fly) 삽입(interleaving) 및 삽입해제(de-interleaving)를 사용한다. 이것은 복호화된 데이터의 연속성을 보장하며, 응용장치들에 의한 그 사용을 단순화시킨다. 만일 상기 인터리브(interleave) 팩터가 상기 코드워드 크기와 동등하다면, 이전- 및 이후- 공정 삽입(interleaving) 및 삽입해제(de-interleaving)은 단지 원위치에서 수행될 수 있다.

1. 서론

Mnem 은 디지털 데이터를 물리적 표면들상에 저장하는 튼튼한 2차원 광학 부호화 구조이다. 그 데이터 용량은 표면적에 따라 선형으로 변한다. 이것은 기본적으로 판독 전용(RO; Read-Only) 및 웜(WORM; Write-Once Read-Many) 어플리케이션들을 지원하며, 데이터를 부가하는 능력을 포함한다. 이것은 실제 표면 저하에 대처하기 위해 선택적으로 고장오차허용성을 포함한다.

Mnem 은 잉크젯 인쇄에 적합하다. 적외선 흡수 또는 형광 잉크와 같은 비가시적인 잉크를 사용하여 인쇄될 때, Mnem-부호화된 데이터는 가시적인 본문 및 컬러 그래픽들상에 부가될 수도 있다. 예컨대, 이것은 상기 사진의 칼러 인쇄상에 부 가되는 디지털적인 음(陰; negative)의 사진을 가능하게 한다.

Mnem 은 Mnem-부호화된 데이터의 선형 주사동안 효율적인 실시간 복호에 아주 적합하다. 소형의 Mnem 복호기 칩은 상기 복호 기능을 수행한다. 데이터가 카드 매체상에서 부호화되는 응용 분야에서, 상기 복호기 칩은 전형적으로 선형 이미지 센서와 카드 운송장치에 연결된다. 그 다음, 상기 카드가 상기 선형 이미지 센서를 지나 운송되면서 상기 복호기는 실시간으로 기능한다.

상기 Mnem 복호기는 전적으로 소프트웨어 간섭없이 동작하며, 외부 메모리에 계속적으로 복호된 데이터를 기록한다. 이것은 로(raw) 및 고장오차허용성 동작 모드들 모두를 제공하며, 고장오차허용성 모드에서는 파라미터와 여분 데이터의 일시적인 저장에 대한 소량의 부가적인 외부 메모리만을 요구한다. 상기 복호기는 선택적으로 이미지 포착 및 매체 운송을 제어한다.

이 문서는 Mnem 포맷, 복호 알고리즘, 및 복호기의 구조 및 완전한 판독기를 설명한다.

상기 Mnem 구성은 초기의 도트카드 구성을 밑바탕으로 하며, "카드들상의 잉크 도트들의 형태의 데이터 분배 시스템"의 명칭의 미국 특허 09/112781호를 포함하는, 일련의 특허받은 특허들 및 계류중인 특허 출원들에 상세히 설명되어 있고, 이러한 기술에 대한 모든 다른 특허들 및 계류중인 출원들은 상기 상호참조의 절에 제공된다. 이것은 효율적인 복호를 위해 최적화되는 도트카드와 다르다. 상기 2개의 참고자료들 사이의 차이점은 아래에 상세히 설명된다.

2. 포맷

Mnem 영역은 1개 이상의 데이터의 비트스트림들을 부호화한다. 이것들은 순차적으로 0 부터 번호가 매겨진다. 비트스트림내의 이 비트들은 또한 순차적으로 0 부터 번호가 매겨진다.

도 1에 예시된 바대로, 상기 Mnem 부호화는 물리적층, 로(raw) 데이터층, 및 고장오차허용 데이터층을 가진다. 상기 로(raw) 데이터층은 2차원 부호화 구조를 사용하여 각 비트스트림을 나타낸다. 상기 물리적층은 광학적 감지 및 이미징에 적합한 형태로 부호화 구조를 수행한다. 상기 고장오차허용 데이터층은 고장오차허용성을 위해 각 비트스트림을 여분으로 부호화한다.

상기 물리적층은 응용에 따라 변할 수 있다. Mnem 응용은 Mnem 의 고장오차허용 데이터층을 사용하거나 그 자신을 수행하는 것을 선택할 수 있다.

2.1 로( raw ) 데이터층

2.1.1 비트스트림 분할

각 비트스트림은 일련의 세그먼트들로 분할된다. 비트스트림내에, 이것들은 순차적으로 0 부터 번호 매겨진다. 이 세그먼트 크기는 특정 응용을 위해 고정된다.

각 세그먼트는 2차원 블록에 의해 나타내어지므로, 비트스트림은 일련의 블록들에 의해 표시된다. 각 블록은 그것이 검출되도록 허용하는 충분한 구조, 다른 블록들과 무관하게 복호된 그 세그먼트 데이터를 포함한다. Mnem 영역의 상기 블록 구조는 2개의 목적들로 기여한다.(a) 이것은 전체의 Mnem 영역에 대해 전체적으로 보다 오히려 블록당 지역적으로 마주치게 되는 필요한 광학적 허용범위를 허용하며, (b) 이것은 새로운 비트스트림을 현존하는 Mnem 영역에 부가하는 근거를 제공한다.

상기 Mnem 영역의 구조는 도 2에 예시된 바와 같이, Mnem 공간으로 언급된 데카르트 좌표 공간내에 정의된다. 각 블록은 상기 영역내의 해당 위치를 가진다. 증가하는 블록수들은 증가하는 y 좌표들내에서 증가하는 x 좌표들을 갖는 블록 위치들에 해당하므로, 1세트의 블록 열(row)들을 정의한다. 설령 있다 해도, 스트림의 제1 블록은 이전 스트림의 최종 블록을 따른다.

블록들 사이의 공칭 에지-에지 간격 Δ_b 이 있고, 각 블록은 상기 공칭 간격(nominal spacing)에 근거한 공칭 위치를 가진다. 블록의 실제 위치는 어느 한쪽 또는 모두의 치수로 ±Δ_b /2 까지 만큼 변하도록 허용된다. 이 간격은 응용 전용이다.

상기 Mnem 영역의 에지와 상기 주사의 상기 에지 사이의 x 치수의 공칭의 최소 간격 Δ_m 이 있다. 상기 주사에 대한 상기 Mnem 영역의 실제 위치는 x 좌표에서 ± Δ_m 만큼 변하도록 허용된다. 이 간격은 응용 전용이다.

H_bmax 의 최대 허용 블록 높이, W_bmax 의 최대 허용 블록폭, H_m 의 Mnem 영역 높이, 및 W_m 의 Mnem 영역폭을 가정하면, 상기 Mnem 영역에서의 블록 로들의 수 m 및 블록 칼럼들의 수 n 은 다음의 식들에 의해 정의된다.

(식 1)

(식 2)

블록의 공칭 높이 H_b' 및 실제 폭 W_b 는 다음의 식들에 의해 정의된다.

(식 3)

(식 4)

블록의 실제 높이 H_b 는 2.1.6 절에서 유도된다.

도 3에 예시된 바대로, 블록의 구조는 블록 공간으로 언급된 데카르트 좌표 공간(Cartesian coordinate space)내에 정의된다. 도면에 도시된 다양한 블록 성분들은 규모가 변하지 않음을 유의한다.

블록 공간 및 Mnem 공간은 동일한 규모와 회전을 가진다. 이것들은 번역에 의해 관계된다. 칼럼 i 및 로 j 에서의 상기 블록은 Mnem 공간 번역 벡터 T_bm 에 대한 블록 공간을 갖는다. :

(식 5)

2.1.2 데이터 그리드

상기 블록내에 상기 세그먼트의 각 데이터 비트는 해당 부호화 위치를 가지며, 상기 비트의 값은 그 위치에서 마크의 존재나 비존재에 의해 부호화된다. 마크의 존재는 1 비트를 부호화하며, 마크의 비존재는 0 비트를 부호화한다. 상기 부호화 위치들은 규칙적인 수직 그리드상에서 배열된다. 각 위치는 정수 좌표들을 가지며 인접한 위치들의 공간은 x 와 y 모두에서 1 유닛이다. 증가하는 비트수들은 증가하는 x 좌표들내에서 증가하는 y 좌표들을 갖는 위치들에 해당하므로, 데이터 칼럼들의 열을 정의한다.

데이터 그리드의 폭 Wd 및 높이 Hd 는 2.1.6 절에서의 블록 치수들로부터 유도된다. 상기 데이터 그리드의 상기 높이는 항상 8 의 배수이다.

2.1.3 파일럿

상기 블록은, 즉, 상기 x 축에 다소 평행한 1세트의 주사선들을 사용하여, y 방향에서 주사되도록 구성된다. 따라서, 이것은 초기의 블록 방향을 허용하기 위해 저부에서 파일럿 시퀀스를 포함한다. 상기 블록의 구조는 그것이 하부-상부 또는 상부-하부로 주사되도록 허용하기 위해 회전상으로 대칭적이다. 이것은 복호기가 주사 방향을 검출하고 그것을 보정하도록 하기 위해 상부에서 다른 파일럿 시퀀스를 포함한다. 양방향 주사에 대한 지원은 그것을 필요로 하지 않는 응용분야들에 대해 생략될 수도 있다.

상기 블록은 판독기에서뿐만 아니라 부호화 자체(예컨대, 원래의 인쇄 과정에 기인하는) 에서 실세계 허용범위를 제공하기 위해, 상기 주사 방향에 대해 약간 회전될 때조차도, 주사 및 복호를 최대 회전 α_max 까지 가능하게 하도록 구성된다. 그러므로, 상기 파일럿은 상기 복호기가 상기 주사 방향에 대해 상기 블록의 실제 회전 α 를 결정하도록 한다.

상기 파일럿은, 즉, 리턴-투-제로(return-to-zero) 표현를 사용하여, 홀수의 y 좌표들에 부호화된 2진 시퀀스를 구성한다. 이것은 그것이 자체 클록킹이 되도록 한다. x 축에 평행한 라인의 존재는 1 비트를 부호화하며, 라인의 비존재는 0 비트를 부호화한다.

상기 파일럿 시퀀스는 초기 동기화를 보조하는 도입선(lead-in)을 구성하며, 인식 및 등록을 가능하게 하는 고유의 코드 시퀀스가 뒤따른다. 상기 도입선은 5개의 연속적인 것들을 구성한다. 상기 하부 파일럿 코드 시퀀스는 110101100100011 이며, 상기 상부 파일럿 코드 시퀀스는 110010001111010 이고, 즉, 상기 하부 파일럿 코드 시퀀스의 좌측의 주기적인 5-시프트이다. 상기 파일럿의 높이 H_p 는 40 유닛들이다. 상기 파일럿의 W_p 는 상기 데이터 그리드의 상기 폭 및 상기 데이터 클록 트랙들의 상기 폭(2.1.5 절 참조)에 대해 정의된다.

상기 2개의 파일럿 코드 시퀀스들은 그들의 2진 해밍(Hamming) 거리를 최대화하기 위해 선택된다. 이것은 오류들의 존재시조차도 복호기가 상기 파일럿들의 최대 검출을 수행하도록 한다. 상기 파일럿들은, 또한 예컨대, 도입선에 의해 선행 될 때와 같이, 1 비트들의 임의의 접두번호로부터 기인하는 시퀀스들로부터 그들의 해밍(Hamming) 거리를 최대화하기 위해 선택된다.

상기 복호기가 파일럿 시퀀스를 검출하면, 그것은 상기 주사에 대한 상기 블록의 y 등록을 안다. 2개의 다른 x 오프셋들에서 파일럿 시퀀스를 검출함으로써, 그것은 상기 블록에 대한 2개의 잠재적으로 다른 y 등록들을 얻는다. 그것은 이것들로부터 상기 파일럿 라인들의 경사를 계산할 수 있으므로, 상기 데이터 그리드의 초기 경사를 계산할 수 있다. 2개 이상의 위치들에서 상기 파일럿을 검출하려고 시도함으로써, 상기 복호기는 상기 파일럿을 보다 확실하게 검출할 수 있다.

2.1.4 등록 트랙들

상기 블록은 각 파일럿이 뒤따르는 등록 트랙을 포함한다. 각 등록 트랙은 규칙적인 간격들에서 등록 마커들이 산재(散在)된 클록 트랙을 구성한다. 상기 마커들은 상기 복호기가 상기 블록의 전체 x 등록을 결정하도록, 즉, 클록 주기(또는 동등하게 ±1 유닛)내로 되도록 한다. 상기 클록 트랙은 상기 복호기가 상기 블록의 세밀한 x 등록을 결정하도록, 즉, 클록 주기의 일부분내로 되도록 한다.

상기 클록 트랙은 연속적인 홀수의 x 좌표들상에 위치한 일련의 클록 틱들을 구성한다. 각 클록 틱(clock tick)은 y 축에 평행한, 짧은 라인을 구성한다.

그 공칭의 x 위치로부터의 상기 블록의 x 위치에서의 그 편향이 허용된 최대치일지라도, 상기 등록 마커들은 상기 복호기가 각 마커를 명백하게 위치 및 인식 하게 하도록 충분히 큰 폭 W_f 및 에지-에지 간격(edge-to-edge spacing) Δ_f 를 가진다:

(식 6)

(식 7)

W_{f min} 은 최소 마커 크기이다. 이것은 표 2에 정의된 고정값을 가진다. Δ_f min 은 최소 마커 간격이다. 이것은 표 2에 정의된 고정값을 가진다.

상기 하부 파일럿과 연관된 극좌(left-most)의 마커는 상기 등록 트랙의 제1 칼럼과 정렬되며, 나머지 마커들은 상기 극좌의 마커에 대해 위치한다. 상기 상부 파일럿과 연관된 극우(right-most)의 마커는 상기 등록 트랙의 최종 칼럼과 정렬되며, 나머지 마커들은 상기 극우의 마커에 대해 위치한다. 상기 마커 트랙의 폭 W_r 은 상기 데이터 그리드의 폭 및 상기 데이터 클록 트랙들의 폭(2.1.5 절 참조)에 대해 정의된다.

상기 주사 방향에 대한 회전이 허용된 최대치일지라도, 상기 데이터 그리드의 시작을 마주치기 전에, 상기 등록 마커들 및 클록 틱들은 상기 복호기가 전체의 등록 트랙을 마주치는 것을 보장하는데 충분한 높이 H_r 을 가진다.

(식 8)

상기 높이는 데이터 클록들의 정수에 해당할 뿐이다. H_{r min} 은 개별적인 마커가 검출되도록 허용하는데 필요한 최소거리이다. 이것은 표 2에 정의된 고정값을 가진다.

여분의 마커들이 있다. 상기 복호기는 최소값에서 1개의 마커를 검출만 하고 그 인접한 클록을 처리한다.

2.1.5 데이터 클록 트랙들

상기 블록은, 상기 블록의 전체 높이에 대해, 상기 데이터 그리드의 2개의 수직 측면들을 따라 뻗어 있는 2개의 클록 트랙들을 포함한다. 각 클록 트랙은 연속적인 홀수의 y 좌표들상에 위치한 일련의 클록 틱들을 구성한다. 각 클록 트랙은 x 축에 평행한, 짧은 라인을 구성한다. 또한, 각 클록 트랙은, 상기 클록 트랙의 전체 높이에 도달하는, y 축에 평행한 2개의 정렬 라인들을 포함한다. 상기 정렬 라인들은 흑색 라인에 의해 서로 그리고 상기 클록 틱들로부터 분리되어 있다. 상기 데이터 그리드에 대해, 상기 정렬 라인들은 각 클록 트랙의 외부 에지를 따라 뻗어 있다.

일단 상기 복호기가 상기 파일럿과 등록 트랙을 통해 상기 블록의 y 및 x 등록 및 상기 데이터 그리드의 초기 경사를 알면, 1개의 주사선으로부터 다음의 주사선까지 2개의 클록들을 트랙할 수 있다. 따라서, 상기 복호기는 각 주사선의 상기 2개의 단부들에 대해 2개의 잠재적으로 다른 y 등록들을 얻으며, 이것들로부터 상 기 주사선의 경사를 계산할 수 있고, 상기 주사선이 교차하는 각 비트-부호화 로케이션를 추출할 수 있다. 상기 복호기는 상기 클록 트랙들의 경사의 그 추정치를 업데이트하고, 상기 복호기가 각 클록 트랙의 중심을 트랙하도록 돕기 위해 상기 주사선의 경사를 사용할 수 있다.

상기 복호기는 상기 2개의 정렬 라인들 사이의 여백 라인(blank line)의 중심을 트랙함으로써 각 클록 트랙의 중심을 트랙한다.

각 클록 트랙의 폭 W_c 은 클록 틱의 폭, 정렬 라인들 및 간격이다.

(식 9)

클록 틱의 폭 W_ct 표 2에 정의된 고정값을 가진다.

여기서, 상기 클록 트랙들이 등록 트랙을 따라 뻗어 있고, 상기 복호기가 상기 등록 트랙을 통해 x 등록을 포착하기 전에, 상기 클록 트랙들은 상기 복호기가 상기 클록들을 포착 및 트랙하도록 허용하는 더욱 큰 폭 W_w 을 가진다.

(식 10)

2.1.6 블록 구성요소 간격

1 유닛 넓이의 전체의 블록 주위에 여백 보더(blank border)가 있다. 이것은 △_b = 0 일때 마저도 인접한 블록들의 파일럿들 및 정렬 라인들의 분리를 확실하게 한다.

각 파일럿은 흑색 라인에 의해 그 해당 등록 트랙으로부터 분리된다.

1 유닛 너비의 전체의 데이터 그리드 주위에 여백 보더(blank border)가 있다. 이것은 복호하는 동안 임의의 주어진 비트-부호화 로케이션의 근처의 비트-부호화 로케이션들의 값들에 관한 가정들을 단순화시킨다.

상기 데이터 그리드의 높이는 짝수이지만 데이터 클록 트랙들의 높이는 홀수이기 때문에, 상부 등록 트랙과 상기 데이터 그리드 사이의 보더는 2 유닛 높이이다.

비존재-데이터 높이 오버헤드 H_h 와 폭 오버헤드 W_h 는 다음과 같이 주어진다.

(식 11)

(식 12)

상기 데이터 그리드의 전체 높이 H_d 와 폭 W_d 는 다음과 같이 주어진다.

(식 13)

(식 14)

Mnem 영역의 로(raw) 바이트 용량 D_m 은 다음과 같이 주어진다.

(식 15)

상기 데이터 그리드의 높이 H_d 가 주어지면, 상기 블록의 실제 높이 H_b 는 다음과 같이 주어진다.

(식 16)

제1 전체 등록 마커의 하부 우측 코너의 위치 P_f0 는 다음과 같이 주어진다.

(식 17)

전체 등록 마커 j의 하부 우측 코너의 위치 P_f 는 다음과 같이 주어진다.

(식 18)

상기 데이터 그리드에서 제1(즉, 하부 좌측)비트-부호화 로케이션의 위치 P_d0 는 다음과 같이 주어진다.

(식 19)

상기 데이터 그리드의 칼럼 i 와 j열에서 비트-부호화 로케이션의 위치 P_d 는 다음과 같이 주어진다.

(식 20)

완전함을 위해, 상기 파일럿들의 폭과 상기 등록 트랙들의 폭은 다음과 같이 주어진다.

(식 21)

(식 22)

2.2 물리적 층

마크는 정수 좌표들을 갖는 위치를 갖는다. 도 4에 예시된 바대로, 이것은 그 위치에 중심이 있는 유닛 스퀘어의 영역과 동등한 최소 범위와, 이 유닛 스퀘어 주위를 둘러싸는 원의 영역과 동등한 최대 범위를 가진다.

라인은 x 축 또는 y 축에 평행하며, 그 단점(端点)들은 정수 좌표들을 가진다. 이것은 정수 좌표들을 가지는 1세트의 점들을 횡단한다. 그 범위는 이들 점들에 위치한 1세트의 마크들의 범위와 동일하다.

마크는, 조사되어 광학적으로 표현될 때, 표시되지 않은 표면의 것과 대비되는 응답을 가진다. 상기 표시되지 않은 표면, 상기 마크, 및 이미징 시스템의 스펙트럼 특성들은 응용 전용인데도 불구하고, 상기 표면은 전형적으로 광대역 반사적이지만, 상기 마크가 전형적으로 광대역 또는 협대역 흡수적이다.

실시예 표기들은 백색 표면상의 흑색 마크, 및 백색 표면상의 적외선 근처 흡수 마크를 포함한다.

이 문서의 나머지에서 명료함을 위해, 마크들은 흑색으로 언급 및 도시되어 있는 반면, 표시되지 않은 표면적들은 백색으로 언급 및 도시되어 있다. 또한, 마크의 비존재는 홀(hole)로 설명되어 있다.

Mnem 공간 스케일 팩터 R 에 대한 실제 공간은 Mnem 영역의 실제 공간밀도를 결정한다.

1600 dpi 멤젯(Memjet) 인쇄 시스템을 사용하여 인쇄될 때, 일련의 특허받은 특허들 및 계류중인 특허 출원들에 설명된 구성은 상기 상호 참조자료에 나열되어져 있으며, 이것은, 각 마크는 단일 멤젯(Memjet) 도트에 해당하고, R 은 인치당 1600 또는 mm 당 63 이며, 각 마크의 범위는 그 최대 허용치에 있는, 9절에 보다 상세히 설명되어 있다.

2.3 고장오차허용 데이터층

상기한 바대로, 상기 로(raw) 데이터층의 블록 구조는 고유하게 고장오차허용성이다. 상기 고장오차허용 데이터층은 데이터 고장오차허용성을 부가한다.

Mnem 은 데이터 고장오차허용성을 제공하기 위해 리드-솔로몬 여분 코우딩 및 삽입을 사용한다. 각 비트스트림은 부호화를 위하여 8-비트 기호들의 스트림으로 해석된다. 부호화 동안, 상기 기호 스트림은 삽입(interleave) 팩터에 따라 부호화된 리드-솔로몬이 삽입된 다음, 해체된다. 이것은 상기 비트스트림을 그 원래 의 상태로 남기나, 동일한 리드-솔로몬 코드워드에 속하는 기호들 사이에 최대 분리를 확실하게 한다. 상기 인터리브 팩터(interleave factor)는 전체 비트스트림을 부호화하기 위해 필요한 리드-솔로몬 코드워드들의 수를 맞추기 위해 선택된다. 이것은 해체후, 모든 여분 데이터가 원래의 비트스트림의 단부에 부가되어 나타나는 것을 확실하게 한다. 상기 원래의 비트스트림은 그 크기를 상기 코드의 치수의 정수배로 만들기 위해(즉, 상기 코드워드의 데이터 용량) 제로-패드(zero-pad)된다.

출원인은 고장오차허용성을 증가시키기 위해 임의의 횟수만큼 짧은 비트스트림을 복제하는 것을 선택할 수 있다. 상기 복제 및 상기 증가된 인터리빙(interleaving) 모두는 고장오차허용성을 증가시킨다.

Mnem 은 8-비트 (255, 233) CCSDS 코드 (CCSDS, 원격 측정법 채널 코우딩을 위한 장점, CCSDS 101, 0-B-6, 2002년 10월)을 사용하며, 이것은 코드워드당 16 기호들의 오류-보정 용량을 가진다.

복호기가 부호화된 비트스트림을 복호하도록 하기 위해, 그것은 비트스트림에서 비트스트림의 인터리브 팩터(interleave factor) 및 코드워드들의 수를 알아야 한다. Mnem 에서 이것들은 동일한 것이다. 상기 고장오차허용성 층은 상기 비트스트림 자체를 따라 상기 부호화된 비트스트림의 수와 크기를 부호화한다. 이 파라미터들은 상기 부호화된 비트스트림의 고장오차허용성으로부터 이익을 얻을 수 없기 때문에, 상기 비트스트림 파라미터들은 각 블록에서 여러번 복제된다. 주기적인 여분 체크(CRC) 시퀀스는 복호기가 세밀한 복사를 검출하도록 하기 위해 각 복사에 부가된다. 선택적 또는 부가적으로, 상기 비트스트림 파라미터들은 더욱 많은 여분 을 갖는 더욱 짧은 리드-솔로몬 코드를 사용하여, 비트스트림과 무관하게 부호화된 리드-솔로몬일 수 있다.

각 블록의 데이터 그리드의 제1 및 최종 칼럼들은 상기 비트스트림 파라미터들 및 그들의 CRC 를 부호화하기 위해 유보된다. 이것들은 데이터 칼럼의 높이에서 맞춰질 만큼 다수 회 반복된다. 상기 비트스트림수는 16-비트 정수로 부호화된다. 상기 비트스트림 크기는 32-비트 서명이 없는 정수로 부호화된다. 상기 CRC 는 CCITT (ITU, 패킷 모드에서 동작하는 단자들용 및 전용회로에 의해 공중 데이터망에 연결된 데이터 단말기 장치(DTE) 및 데이터 회로-단말장치(DCE) 사이의 인터페이스, ITU-T X.25 10/96))에 의해 정의된 16-비트 CRC 이다. 상기 파라미터들 및 상기 CRC 는 둘 다 즉, 최하위의 비트수 및 y 좌표를 갖는, 부호화된 가장 유효한 바이트 및 비트이다.

Mnem 영역의 부호화된 바이트 용량 E_m 은 다음의 식에 의해 정의된다:

(식 23)

2.4 파라미터들의 요약

표 1, 표 2, 표 3 은 Mnem 포맷을 정의하는 변수, 고정 파라미터 및 유도 파라미터들을 요약하여 표시한다.

표 1. 가변 파라미터들

표 2. 고정 파라미터들

표 3. 유도 파라미터들

3. 복호 알고리즘

3.1 로( raw ) 데이터층 복호

Mnem 블록은, 즉, x 축에 다소 평행한 1세트의 주사선들을 사용하여, y 방향에서 주사되도록 구성된다. 게다가, 2개의 가장 최근의 주사선들만을 사용하여 점증적으로 복호 가능하도록 구성된다. 상기 복호기는, 따라서, 최종 2개의 주사선들을 (또는 3개, 이미지 센서 기능에 의존하여) 버퍼하는데만 필요하며, 이것은 차례로 오프-칩(off-chip) 메모리에서보다 오히려 온-칩(on-chip) 메모리에서 주사선들을 버퍼하도록 실용적으로 만든다.

주사선 복호는 주사 동안 실시간에 Mnem 영역을 복호하도록 실제적이도록 만든다. 전형적인 구성에서, Mnem 영역은 종이나 플라스틱판과 같은 얇은 매체의 표면상에서 부호화되며, 상기 부호화된 판이 선형 이미지 센서를 지나 운송되는 동안 복호기는 동작한다.

상기 복호기는 Mnem 영역으로의 점증하는 주사선이 액세스하는 것을 요구하지만, 이것은 Mnem 영역의 영역 주사를 방해하지 않는다.

도 2에 예시된 바대로, Mnem 영역은 n 블록들 각각의 m 블록 열들을 부호화한다. 주사 복호를 위하여, 이것은 m 블록들 각각의 n 블록 칼럼들로서 생각될 수 있다. 최종 열에서 뒤따르는 블록들은 존재할 필요가 없음을 유의한다. 게다가, 주사 처리가 하부에서 상부로보다 오히려 상부에서 하부로 속행하고 있을 때, 이것은 그 자체를 제1 열에서 앞서는 블록들의 비존재로서 명시할 수 있다.

단일 주사선의 처리동안, 복호기는 Mnem 영역에서 각각의 n 블록 칼럼들상에 서 동작한다. 이것은, 그 칼럼에 대한 복호 알고리즘의 상태를 반영하는, 각 칼럼에 대한 상태를 유지한다. 상기 블록 칼럼들은 단일 주사선의 처리과정중 동일한 상태에 있을 필요가 없다. 상기 블록 칼럼 상태기계는 도 5에 도시되어 있고 아래에 설명된다.

상기 주사는 도 6에 예시된 바대로, 주사 공간으로 설명된 데카르트 공간내에서 진행한다. 주사 공간에서 x 유닛은 주사선의 공간적 샘플링 주기 d_{x ,} 즉, 주사선의 수평 픽셀 피치에 해당한다. 주사 공간에서의 y 유닛은 주사의 공간적 샘플링 주기 d_{y ,} 즉, 주사의 수직 피치에 해당한다. 이 유닛들은 명목상으로 동등하다. 이미 설명된 바대로, 상기 블록은 주사공간에 대해 α 만큼, 최대 α_max 까지 회전된다. 또한, 상기 블록은 임의로 주사공간에 대해 해석된다. 주사공간 및 블록 공간은, 따라서, 임의의 아핀(affine) 변환에 의해 관련된다.

이 문서를 통해, 주사-공간량은 틸데(tilde)에 의해 표시된다.

블록 공간에 대한 주사 샘플링율 N 이 주어지면, 주사공간의 폭

은 상기 주사를 통해 Mnem 영역을 이미지하는데 충분하다.

(식 24)

상기 판독기는 Mnem 공간의 원천의 명목상의 주사-공간 위치

의 복호기를 알린다. 몇가지 응용분야들에서 고정 파라미터일 것이다. 여기서, Mnem 영역이 카 드 매체의 에지들에 대해 고정 위치를 가진다. 상기 원천을 동적으로 결정하기 위해, 상기 판독기는 다른 응용분야들에서, 상기 매체상에서 부호화된 부가적인 목표 구조들과 같이, 부가적인 정보를 활용할 수도 있다.

상기 복호기는 각 블록 칼럼 i에서 제1 블록에 대한 블록 공간의 원천의 공칭 주사-공간 위치

를 계산하기 위해 Mnem 공간의 원천의 주사-공간 위치

를 사용한다.

(식 25)

여기서, T_bm 은 식 5에서 정의된 Mnem 공간 트랜스레이션 벡터에 대한 블록 공간이다.

3.1.1 파일럿 검출

블록 복호기가 <파일럿 검출> 상태에 있을 때, 그것은 주사에서의 2개(또는 그 이상)의 다른 x 로케이션들에서 파일럿을 검출하려고 시도한다. 각 로케이션에서 그것은 상기 파일럿에서 고유한 클록으로 동기하기 위해 PLL을 사용하며, 주사가 진행하면서 상기 클록에 따른 파일럿 비트값들을 샘플 및 축적한다. 상기 블록 복호기는 상기 비트값을 선형으로 보간(補間)하기 위해 클록 피크의 부분적인 y 좌표를 사용한다.

일반적으로, 2개의 인접한 주사-공간 샘플들이 클록 위상들 θ_a 와 θ_b 를 각 각 산출한다고 가정하면, 주사공간에서의 클록 피크를 검출하는 것은 2π 경계를 지나 천이를 검출하는 것을 포함한다.

(식 26)

일단 피크가 검출되면, 그 부분적인 주사-공간 변위

(x 나 y 치수에서 적절한)는 다음과 같이 정의된다.

(식 27)

여기서,

(식 28)

상기 복호기는 상기 축적된 파일럿 시퀀스를 복호하고 파일럿 포착을 검출하기 위해 최대 근사치 복호기를 사용한다. 상기 복호기가 두개의 로케이션들에서 상기 파일럿을 포착할 때, 상기 복호기는 주사 공간에서의 블록의 초기 y 등록 및 회전 α 를 계산한다. 그 다음으로, 상기 복호기는 <등록 트랙을 대기> 상태에 들어간다.

와

의 2개의 주사-공간 파일럿 포착점들을 가정하면, 블록 회 전 α 는 다음과 같이 주어진다.

(식 29)

(식 30)

상기 2개의 포착점들은, 2π의 위상을 가지는 제1 도입선에 근거한 2πH_p 로 정의된, 동일한 클록 위상 θ_p 을 가진다.

일반적으로, 1개의 주사-공간 유닛에 해당하는 클록 위상차이 δ 를 아는 것이 유용하다.

최근의 주사-공간 로케이션들

및

에서 측정된 위상들 θ_u 와 θ_v 이 주어지면, δ는 다음과 같이 주어진다.

(식 31)

모든 Mnem 클록들의 주파수는 동일하기 때문에, δ는, x 나 y 치수중 어느 하나에서, 임의의 최근-측정된 데이터 클록 위상들로부터 계산될 수 있다.

δ는 5절에 설명된 주사공간 변환에 대한 블록 공간에서 크기 및 회전 용어 X 에 역비례한다.

(식 32)

파일럿 포착후, 상기 복호기는, 즉, 파일럿 포착 직후 주사선에 해당하는, 각각의 넓은 데이터 클록에 대한 보정 초기위상을 계산한다.

도 7에 도시된 바대로, 파일럿 포착후 다음의 주사선상에서의 파일럿 처리점

이 주어지면, 복호기는 블록 공간의 원천의 주사-공간 위치

, 주사공간 크기에 대한 블록공간과 회전용어 X, 및 블록회전α 로부터 좌측 및 우측의 넓은 데이터 클록들의 명목상 중심들의 주사-공간 x 좌표들

과

을 계산한다.

(식 33)

(식 34)

도면에서, 실선들은 정수 좌표들을 나타내며, 점선들은 부분적인 좌표들을 나타낸다.

상기 파일럿 처리점

이 클록 위상

을 가진다고 가정하면, 상기 복호기는 그것을 사용하기 전 상기 파일럿의 알려진 위상에 대하여 그 클록 위상을 처음으로 조절한다.

(식 35)

넓은 데이터 클록의 중심의 원하는 명목상의 주사-공간 x 좌표

가 주어지면, 상기 복호기는 클록에 대한 보정 위상 θ_w 를 계산한다.

(식 36)

상기 넓은 데이터 클록들의 경계들내에 있는 x 로케이션들에서 상기 파일럿을 포착하도록 선택하면, 그것은, 식 36에 의해 표시된 위상 조정만으로 동일한 x 로케이션들에서 상기 데이터 클록들을 계속적으로 트랙할 수 있음을 유의한다.

상기 복호기는 계속적으로 연속적인 복호 단계들을 통해 2개의 데이터 클록들을 트랙한다. 4절에 설명된 바와 같이, 이것은 각 데이터 클록 트랙의 중심을 갖는 각 주사선의 교차점을 계산하는 것을 포함한다. 상기 복호기는, 5절에 설명된 바와 같이, 주사공간 변환에 대한 블록 공간을 계산하고, 데이터 클록들을 업데이트하기 위해 어느 주사선 픽셀들이 사용되는지를 인식하기 위해 이들 교차점들을 사용한다.

3.1.2 등록 트랙의 대기 및 검출

현재의 주사선이 등록 트랙내에 있을때까지 상기 복호기는 <등록 트랙의 대 기> 상태에서 주사선들을 건너뛴다. 그 다음, 상기 복호기는 <등록 트랙의 검출> 상태로 들어간다.

상기 <등록 트랙의 검출> 상태에서 상기 복호기는 등록 트랙내의 1개 이상의 등록 마커들을 탐색한다. 일단 상기 복호기가 세밀한 마커를 검출하면, 그것은 주사공간에서 블록의 초기 전체 x 등록을 계산한다. 그 다음으로, 상기 복호기는 상기 마커에 인접한 클록으로 동기하고, 상기 블록의 세밀한 x 등록을 결정하기 위해 PLL을 사용한다. 상기 복호기는, 여분을 성취하기 위해 다른 마커들로 이 과정을 다수회, 예컨대, 결국 다수의 보우트(vote)로 3회, 반복할 것이다.

각 전체 등록 마커 i의 공칭 주사-공간 위치

는 다음과 같이 정의된다:

(식 37)

이것은 실제의 블록-공간 위치 P_f 및 블록 원천의 공칭 주사-공간 위치

에 근거한다.

상기 복호기가 주사-공간 x좌표

에서 마커의 우측 에지를 검출할 때, 식 37에서 정수 i에 대해 해결함으로써 해당 마커 인덱스를 계산한다.

(식 38)

상기 복호기는 식 17을 사용하여 상기 마커의 상기 보정 블록-공간 x좌표 x_f 를 계산하기 위해 마커 인덱스 i를 사용한다.

상기 복호기는 전형적으로 마커의 시작 y좌표 y_f보다 큰 y좌표 y_f'에서 마커의 에지를 검출하기 때문에(식 17에 의해 주어진 바와 같이), 상기 복호기는 블록 회전 α와 y오프셋에 따라 상기 검출된 x좌표 x_f를 조절한다:

(식 39)

상기 마커의 우측 에지의 주사-공간 x좌표

의 복호기의 추정치에서 몇가지 불확실성이 있기 때문에, 상기 복호기는 상기 추정치를 정제하기 위해 상기 마커에 인접한 클록을 사용한다.

상기 복호기는 x등록 클록에 동기하고, x등록 클록을 트랙하는데 PLL을 사용한다. 상기 복호기는 PLL의 위상을 0으로 초기화시킨 다음, 연속적인 주사선 픽셀들을 사용하여 PLL을 반복한다. 상기 클록의 상기 위상이 상기 복호기가 상기 마커의 우측 에지를 검출한 상기 x좌표

로부터 상기 주사선을 따른 어느 정도의 거리의 주사-공간 x좌표

에 있다고 가정하면, 상기 복호기는 에서의 기대 위상과 실제 위상 사이의 차이에 근거한 보정 팩터를 사용하여 블록-공간 x좌표 x_f를 정제한다.

(식 40)

상기 등록 트랙을 통해 x등록을 결정한 후, 상기 복호기는 각각의 좁은 데이터 클록 PLL 과 그 연관된 정렬 PLL(즉, 등록을 습득하기 위해 사용된 최종 주사선에 해당)에 대한 상기 보정 초기위상을 계산한다.

등록 처리점

이 주어지면, 상기 복호기는 블록 공간의 원천의 주사-공간 위치

, 주사공간 크기와 회전용어 X에 대한 블록공간, 및 블록 회전α로부터 좌측 및 우측 데이터 클록들의 중심들의 주사-공간 x 좌표들

와

을 계산한다.

(식 41)

(식 42)

등록 처리점

이 수직 클록위상 θ_s를 가진다고 가정하고, 데이터 클록의 중심의 원하는 주사-공간 x 좌표

가 주어진다면, 상기 복호기는 클록에 대한 보정 위상 θ_c를 계산한다.

(식 43)

위상값들이 이 명세서를 통해 라디언(radian)으로 계산되지만, 복호기 실행시 그 것은 싸이클이나 반-싸이클 유닛들에서 위상값들을 계산하고, 원하는대로 명료하게 또는 불명료하게 라디언(radian)으로 변환하는 것이 편할 수도 있다. 그것들은 블록 공간 유닛들 및 위상 유닛들을 통합하기 때문에, 반-싸이클 유닛들은 매력적이다.

3.1.3 데이터의 대기 및 복호

<데이터의 대기> 상태에서 현재의 주사선이 데이터 영역을 교차할 때까지 상기 복호기는 주사선들을 건너뛴다. 그 다음으로, 그것은 <데이터의 복호> 상태로 들어간다.

상기 <데이터의 복호> 상태에서 상기 복호기는 각각의 연속적인 주사선으로부터 비트 데이터를 복호하도록 시도한다.

인접한 데이터 칼럼들에서 2개의 비트들은 블록공간에 인접한 비트-부호화 로케이션들을 가질 수도 있지만, 주사선들이 일반적으로 블록공간에서의 x축에 평행하지 않기 때문에, 상기 복호기는 다른 주사선들로부터 이 비트들을 복호할 수도 있다. 따라서, 상기 복호기는 각 데이터 칼럼에 대한 현재의 비트 인덱스 j를 유지하며, 그 칼럼에 대한 복호되는 다음의 비트의 부호화 로케이션을 인식한다.

현재의 주사선으로부터 비트 데이터를 복호하기 위해, 상기 복호기는 각 데이터 칼럼을 차례로 방문하며, 그 계류중인 비트-부호화 로케이션의 부분적인 주사 -공간 ("픽셀") 좌표들

을 계산한다. 제1 칼럼의 비트-부호화 로케이션의 좌표들을 계산하기 위해, 5절에 설명된 바와 같이, 상기 복호기는 2개의 데이터 클록들로부터 바로 계산된 공간 변환 M을 주사하기 위해 블록공간을 사용한다.

(식 44)

후속적인 칼럼의 비트-부호화 로케이션들의 좌표들을 계산하기 위해, 상기 복호기는 칼럼 증가벡터

를 이전의 칼럼의 비트-부호화 로케이션들의 좌표들에 부가한다.

(식 45)

만일 상기 비트 인덱스가 1개의 칼럼으로부터 다른 칼럼으로 변하면, 상기 복호기는, 또한, 열 증가 벡터

를 부가한다(또는 뺀다).

(식 46)

만일 상기 비트-부호화 로케이션의 픽셀 y 좌표의 정수부가 현재의 주사선의 y좌표

과 일치하면, 즉,

(식 47)

상기 복호기는 현재의 그리고 다음의 주사선으로부터 4개의 해당 픽셀들의 값들, 즉, 4개의 픽셀값들 ν₀₀, ν₀₁, ν₁₀, ν₁₁을 선형으로 보간함으로써, 해당 비트의 그레이 스케일(gray scale)(gray scale)값 ν를 계산한다.

(식 47-1)

(식 48)

(식 49)

(식 50)

보간 팩터들 f_x와 f_y는 부호화 로케이션의 픽셀 좌표들의 부분적인 부분들이다.

(식 51)

(식 52)

상기 복호기는 블록공간으로부터 주사공간까지의 변환을 사용하여 제1 칼럼의 비트-부호화 로케이션의 좌표들을 계산한다. 그것은 모든 칼럼에 대한 x델타와 그 이전의 것에 대한 다른 블록-공간 y좌표를 가지는 모든 칼럼에 대한 y델타를 더함으로써 연속적인 칼럼의 비트-부호화 로케이션들의 좌표들을 계산한다. 최대 블록 회전은 억제되기 때문에, 인접한 칼럼들 사이의 최대 블록-공간 y델타는 ±1이 다.

비트-부호화 마크들이 중첩되도록 허용되기 때문에, 비트값을 얻기 위해 보정된 스레숄딩(thresholding)의 그레이 스케일(gray scale) 값 ν는 근처의 비트들의 값들의 인식에 의해 원조된다. 주사 방향에서 다음의 비트값들은 아직 유용하기 않기 때문에, 해독되지 않은 멀티-레벨값은 일시적으로 기록된다. 일단 다음의 비트값들이 알려지면, 이것은 비트값으로 해독된다.

도 8은 데이터 복호과정의 순서도이다.

12절은 그 8개의 이웃하는 마크들의 모든 가능한 배열들에 대한 중심의 비트-부호화 로케이션에 대하여 표현된 그레이 스케일(gray scale) 값들의 분배를 설명한다. 이미지 오점이 증가하면서, 마크를 나타내는 가능값들의 범위와 홀을 나타내는 가능값들의 범위 사이의 분리는 0으로 감소한다.

이미지 오점의 잠재적 원천들은 동작 오점(motion blur), 비초점 오점(defo -cus blur), 및 고유의 이미징 오점(imaging blur)을 포함한다. 만일 부호화된 매체가 연속적인 동작에서 동안에 주사되면, 동작 오점(motion blur)은 전형적으로 주사방향에 발생한다.

Mnem 판독기는 전형적으로 잘 제어된 이미징 환경을 포함한다. 이것은 조정되는 상기 마크와 홀의 범위들을 분리하는 공칭 임계치를 허용한다. 만일 오점이 잘 제어되면, 이 단일 임계치는 정확한 복호를 가능하게 한다. 상기 임계치의 근처에 유도된 오점의 애매 모호함을 처리하기 위해, 추가의 2개의 임계치들이 제1의 것의 전후에 도입된다.

일단 복호기가 비트-부호화 값을 보간하면, 그것은 모호하지 않은 흑색, 모호한 검은 회색, 모호한 옅은 회색, 또는 모호하지 않은 백색을 나타내는, 비트-부호화 값에 4개의 값들중 하나를 할당하기 위해 이들 3개의 임계치들을 사용한다. 따라서, 상기 복호기는 출력 비트당 2개의 비트들을 기록한다.

일단 주어진 출력 비트의 8개의 이웃 비트들이 유용하면, 상기 복호기는 상기 비트의 보정값을 복호하기 위해 최대-근사치 복호기를 사용한다. 만일 2개의 임계치들과 3개의 값들(흑색, 회색, 그리고 백색)이 사용되면, 더욱 간단한 복호기가 사용될 수 있다. 또한, 이전의 열 및 칼럼으로부터 비트값들이 이미 단일 비트로 해독되었음을 유의한다.

12절에 설명된 막대 그래프가 주어지면, 전형적인 임계치들은 각각 0.125, 0.25 및 0.5 일 수 있다. 이것들은 판독기의 실제 이미징 시스템의 동적 범위에 따라 변할 것이며, 파일럿, 등록 트랙, 클록 트랙들 및 데이터의 처리과정 동안 관측된 값들의 범위에 근거하여 동적으로 생성될 수도 있다.

상기 복호기는 그것이 외부 메모리에의 효율적인 워드-기본의 기록을 수행하도록 하기 위해 각 칼럼에 대한 출력을 버퍼한다. 그것은 블록수, 칼럼수, 열수(row number)와 워드 크기에 근거하여, 필요한 각 데이터 칼럼에 대한 다음의 출력 어드레스를 계산하기 위해 어드레스 제너레이터를 사용한다.

이미 설명된 바와 같이, 블록공간이 주사공간에 대하여 180도 회전될 때, 즉, 블록들이 하부에서 상부로보다 오히려 상부에서 하부로 주사되어 질 때, 상기 복호기는 상기 파일럿으로부터 검출할 수 있다. 이것이 상기 복호기가 출력 워드들의 비트 순서를 바꾸는 경우일 때, 상기 어드레스 제너레이터는 역순서로 출력 어드레스들을 발생시킨다. 로(raw) 데이터 복호가 완료된 후, 상기 복호기는 그 시작이 적절히 정렬되도록 상기 로(raw) 데이터를 외부 메모리에 이동시켜준다.

상기 판독기의 특성들에 의하여, 상기 주사의 공간적으로 샘플링하는 주기와 주사공간에서의 블록의 회전 둘 모두는 판독기의 기계적 운송에서의 비선형성에 기인하여 변할 수도 있다. 블록공간을 주사공간으로 변환시키는 변환은 1개의 주사선으로부터 다음의 주사선으로 변할 수도 있기 때문에, 상기 복호기는, 5절에 설명된 바와 같이, 각 블록의 각 주사선에 대한 변환(그리고 그 해당 델타들)을 다시 계산한다.

3.2 고장오차허용 데이터층 복호

고장오차허용 데이터층의 복호는 2개의 반복된 단계들, 비트스트림 파라미터들의 복호의 단계, 해당 비트스트림의 복호가 뒤따르는 단계를 구성한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 로(raw) 블록들의 수가 소진될 때까지 이것들은 각 부호화된 비트스트림에 대해 반복된다.

Mnem 복호기의 구성은 이들 복호 기능들을 위해 선택적 하드웨어 지원을 포함한다. 그러나, 복호 기능들은 주사 동안 실시간에서 수행되는 것을 필요로 하지 않기 때문에, 역시 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다.

3.2.1 비트스트림 파라미터들의 복호

이미 설명된 바와 같이, 고장오차허용 데이터층에서 각 블록의 제1 및 최종 칼럼은, 적합할 만큼 다수회 복제된, CRC로 상기 비트스트림의 파라미터들을 부호화한다.

주사선 복호하는 동안, 상기 복호기는 데이터를 이들 칼럼들로부터 주 데이터 영역으로부터 분리되는 외부 메모리의 인접 영역으로 기록한다.

각 비트스트림의 여분 복호를 위한 준비 작업에서, 상기 복호기는 그 비트스트림에 대하여 세밀한 비트스트림 크기를 얻기 위해 비트스트림 파라미터 데이터를 순차적으로 처리한다. 상기 복호기는 세밀한 CRC를 갖는 제1 비트스트림 크기를 사용하며, 나머지는 무시한다. 만일 세밀한 비트스트림 크기가 얻어질 수 없으면, 상기 복호기는 그 스트림에 대한 오류를 신호로 알린다. 이 과정은 도 10에 도시되어 있다.

3.2.2 비트스트림의 복호

세밀한 비트스트림 크기를 얻어졌다면, 상기 복호기는 리드-솔로몬 코드워드들 및 Mnem 블록들의 해당 수를 계산한다. 이미 설명된 바와 같이, 코드워드들의 수는 인터리브 팩터(interleave factor)와 동일하다.

상기 복호기는 코드워드내에 삽입된 기호들의 어드레스들을 발생하기 위해 주소 생성기(address generator)를 사용하며, 외부 메모리로부터 코드워드들을 판독하면서 각 코드워드를 삽입하며, 코드워드를 다시 기록하면서 각 코드워드를 해 체한다. 그것은 코드워드를 복호하기 위해 리드-솔로몬 복호기를 사용하며, 만일 그것이 보정된 오류들을 포함하면, 코드워드를 다시 외부 메모리에 기록만 한다. 이 과정은 도 11에 도시되어 있다.

4. 트랙 데이터 클록들

상기 복호기는 다음의 복호 단계들을 통해 계속적으로 2개의 데이터 클록들을 트랙한다. 이것은 각 데이터 클록 트랙의 중심을 갖는 각 주사선의 교차점을 계산하는 것을 포함한다.

상기 교차점의 주사-공간 y좌표는 단지 주사선의 y좌표이다. 유사하게, 상기 교차점의 블록-공간 x좌표는 단지 클록 트랙의 x좌표이다.

상기 복호기는 각 데이터 클록을 트랙하기 위해 PLL을 사용한다. 상기 교차점의 블록-공간 y좌표는 클록의 위상 θ_c 와 비례하다.

(식 53)

3.1.2절에 설명된 바와 같이, 상기 복호기가 x 등록을 습득하기 전에, 상기 복호기는 이전 주사선 및 블록 회전α로 교차

로부터 새로운 주사선을 갖는 데이터 클록의 교차의 주사-공간 x 좌표

를 예측한다.

(식 54)

일단 복호기가 x 등록을 습득하면, 그것은 각각의 좁은 데이터 클록의 정렬 라인들을 트랙하기 위해 PLL을 사용한다. 상기 정렬 PLL은 잡음 면역성이 있는 정확한 라인-트랙킹 서보(line-tracking servo)를 수행한다. 상기 복호기는 상기 정렬 PLL의 위상으로부터 교차점의 주사-공간 x좌표를 계산한다.

이미 설명된 바와 같이, 각 데이터 클록의 2개의 정렬 라인들은 여백라인에 의해 분리된다. 1개의 주사선으로부터 다음의 주사선까지의 데이터 클록의 중심을 트랙킹하기 위하여, 상기 정렬 라인들은 데이터 클록에 대해 수직인 클록의 2개의 틱들(ticks)로서 처리된다. 각각의 새로운 주사선상에서, 상기 복호기는 2개의 클록 틱들(즉, 약 3π의 위상 거리에 해당하는 k 픽셀들이나 1과 1/2 클록 싸이클들)을 가로질러 각 정렬 PLL을 반복한다.

(식 55)

여기서, δ는 1개의 주사-공간 유닛(식31)에 해당하는 위상 차이다.

상기 정렬 PLL을 반복하기 전, 상기 복호기는, 거의 3π의 위상 차, 블록 회전α에 기인하는 1개의 주사선과 다음의 주사선 사이에 추정된 위상 오류를 설명하도록 조정된, 이전의 주사선의 최종 위상 θ_l 로부터 클록의 초기 위상 θ_l0' 을 복사한다.

(식 56)

만일 최대 블록 회전 α_max 이 작으면, 블록 회전의 효과는 안전하게 무시될 수 있다.

상기 복호기는 1개의 주사선과 다음의 주사선까지의 상기 정렬 PLL의 루프 필터 본문(6절에 설명된 바와 같은)을 보존한다.

x등록의 습득후 상기 정렬 PLL을 즉시 초기화하기 위해, 상기 복호기는 상기 PLL을 업데이트하도록 사용된 정수 주사-공간 x 좌표

과 제1 픽셀의 위상 θ_l0' 을 계산한다.

상기 제1 정렬 라인의 중심은 0의 정의된 정렬 위상 θ_l0 을 가진다.

(식 57)

데이터 클록 트랙의 중심은 클록 트랙 및 클록 틱의 폭으로부터 유도된 고정 정렬 위상 θ_lC 을 가진다.

(식 58)

상기 제1 정렬 라인의 중심의 부분적인 주사-공간 x 좌표

는 다음과 주어진다.

(식 59)

상기 정렬 PLL은 정수 x 좌표들을 갖는 픽셀들로 업데이트되기 때문에, 상기 복호기는 제1 픽셀의 정수 주사-공간 x 좌표

를 계산한다.

(식 60)

그러므로, 그 위상 θ_l0'은,

(식 61)

주어진 주사선상에서 상기 정렬 PLL을 업데이트하기 위해 사용된 주사-공간 x 좌표

와 상기 최종 픽셀의 위상 θ_l 이 주어지면, 상기 복호기는 클록 트랙의 중심의 알려진 위상 θ_lC 으로부터 상기 주사선을 갖는 데이터 클록의 교차의 주사-공간 x 좌표

를 계산한다.

(식 62)

상기 데이터 클록 PLL을 업데이트하기 위하여, 상기 복호기는, 상기 데이터 클록 PLL에 대한 입력 샘플을 발생시키기 위해, 선형 보간 팩터

을 사용하 여,

과

에서 픽셀들을 보간한다. 만일 최대 블록 회전 α_max 이 작으면,

에서 상기 픽셀은 인접한 픽셀들을 보간하는 것보다 오히려 직접 사용될 수 있다.

상기 복호기가 상기 정렬 PLL을 반복할 때, 그것은 데이터 클록의 중심의 정수 좌표로부터 고정된 주사-공간 거리를 시작한다. 만일 데이터 클록의 중심의 정수 좌표가 1개의 주사선으로부터 다음의 주사선까지 변하면, 상기 복호기는 상기 정렬 PLL의 초기 위상을 그에 알맞게, 즉, ±δ 만큼 조정한다.

5. 주사공간 변환에 대한 블록공간

블록공간을 주사공간에 관련시키는 일반적인 아핀 변환은 크기, 회전 및 해석(translation)으로 구성된다.

수평 및 수직 샘플링율은 동일하다고 가정된다. 보간 이외의 모든 동작들은 현재의 주사선에 대해 상대적이기 때문에, 주사선 주기에서의 실제 편차들은 미소한 효과를 가진다.

도 12는 주사공간에서의 회전된 블록을 도시한다.

블록공간에서, 상기 2개의 데이터 클록 트랙들은 P_a 와 P_b 에서 현재의 주사선을 교차한다.

(식 63)

(식 64)

그리고, 주사공간에서 상응적으로,

(식 65)

(식 66)

여기서,

은 현재의 주사선의 y 좌표이다.

블록공간을 주사공간에 관련시키는 변환 M 은,

(식 67)

여기서, S 는 스케일 팩터이고 α는 블록 회전이다.

알려진 점을 변환시키는 것은 우리가 T_{x 와} T_y 를 풀도록 해준다.

(식 68)

(식 69)

(식 70)

(식 71)

블록공간에서의 수직 x 및 y 변위 벡터들을 정의한다:

(식 72)

(식 73)

주사공간으로 변환한다.

(식 74)

(식 75)

(식 76)

(식 77)

도 12에 도시된 바대로,

(식 78)

(식 79)

(식 80)

(식 81)

그 다음으로,

(식 82)

(식 83)

블록공간을 주사공간에 관련시키는 스케일 팩터 S 는,

(식 84)

그러므로,

(식 85)

(식 86)

i번째 (i^th) 데이터 칼럼의 j번째 (j^th) 비트의 비트-부호화 로케이션을 정의한다.

(식 87)

(식 88)

그 주사-공간 변환은 다음과 같이 분해될 수 있다.

(식 89)

(식 90)

i는 각각의 다음의 칼럼에 대해 1만큼 증가하고, j는 각각의 다음의 칼럼에 대해 1의 최대치만큼 변하기 때문에, 이 최종 형태는 연속적인 칼럼들에 대한

을 점증적으로 계산하는데 적합하다.

6. 클록킹 및 PLL 들

위상 잠김 루프들(Phase-Locked Loops)은 파일럿으로 록(lock)하고, 수평 등록 클록으로 록하며, 수직 데이터 클록들을 트랙하고, 수직 데이터 클록들의 정렬 라인들을 트랙하는데 다양하게 사용된다.

모든 클록들은 동일한 주기를 가지며, 클록 주파수 변화의 가장 큰 원천은 주사공간에서 블록의 회전이다. 상기 PLL들은, 따라서, 최대 블록 회전의 싸인(sine)에 비례하는 상대적으로 작은 록(lock) 범위를 지원하기 위해 필요하다.

상기 PLL들의 2개의 주요 목적들은 (a) 표면 손상 및 오염에 기인하는 비교적 저-주파수 잡음을 억제하고, (b) 블록 회전 및 크기의 정확한 지식없이, 예컨 대, 매체 운송장치들의 예측 불허의 변동에 기인하는, 저-주파수 변동의 존재시 클록들을 트랙하는 것이다.

Mnem 영역을 효율적으로 이미징하는데 다른 전략들이 채용될 수도 있다. 이것들은 전형적으로 샘플링율과 주어진 데이터율에 대한 샘플 해상도(resolution) 사이의 트레이드 오프들(trade-off)을 반영한다. 1개의 극한치에서, 이미지의 멀티-레벨 샘플들은 상기 이미지의 나이퀴스트율(Nyquist rate)에 근접하게 취해질 수 있다. 다른 극한치에서, 상기 이미지의 2-레벨 샘플들은 상응하게 더 높은 비율로 취해질 수 있다. Mnem 데이터 그리드의 잠재적으로 높은 밀도 때문에, 멀티-레벨 나이퀴스트율(Nyquist rate) 샘플링을 수행하는 것이 보다 실용적이다.

표면 오염 및 손상의 가능성은 빠진 펄스들에 저항적인 PLL의 사용의 동기를 부여한다. 이것은 차례로 에지에 민감한 위상 검출기보다 오히려 레벨에 민감한 위상 검출기의 사용의 동기를 부여한다.

상기 나이퀴스트율 이미지 샘플링 주파수는 데이터 그리드의 주파수의 최소한 2배이다. 다양한 클록들의 틱들이 홀수 좌표들상에서 정의되기 때문에, 상기 샘플링 주파수는 클록 주파수의 최소한 4배이다. Mnem 판독기에서 상기 샘플들은 본질적으로 광학 및 각 이미지 센서소자의 2차원의 범위에 의해 저역(low-pass)으로 통과된다. 그러나, 클록 틱들의 예리한 에지들에 기인하여, 클록 주파수의 위이나 샘플링율의 절반보다 아래인 주파수들은 존재할 듯 보이며, 이것들은 추가의 디지털-도메인(digital-domain) 저역 필터링으로부터 이익을 얻을 수 있다. 보다 일반적으로, PLL에 대한 입력신호를 관심의 주파수 범위로 대역-제한하는 것이 유용하 다. PLL 위상 검출기의 구성에 의하여, 또한, 입력신호의 크기를 정상화하기 위해, 상기 입력 샘플들의 동적 범위를 유용한 동적 범위로 확장하는 것이 필요할 수도 있다.

내장형 아날로그-디지털 변환기(ADC)와 디지털 인터페이스를 갖는 이미지 센서의 사용은 디지털 구성을 갖는 PLL을 의미한다. 그러나, 나이퀴스트율(Nyquist- rate) 샘플링에 있어서, 상기 샘플링율은 종래의 2진 디지털 PLL 구성에 대해 너무 낮다. 대신에, 멀티-레벨 신호상에서 동작하는, 선형 PLL의 디지털판이 적절하다.

파일럿 클록 PLL은 초기에 폐쇄되지 않는다. 따라서, 이것은 파일럿 도입선의 크기가 최소화되는 것을 허용하기 때문에, 빨리 폐쇄하는 PLL 구성이 요구된다. 이것은, 필요로 하지 않지만, 다음에 추가로 설명된 바와 같이, 위상 오류를 직접 계산하는 위상 검출기의 사용의 동기를 부여한다. 상기 도입선의 크기는 파일럿 클록 PLL의 성능에 맞추기 위해 극도로 조정될 수 있다. 등록 클록이 전형적으로 파일럿처럼 크기-제한적이지 않지만, 유사한 이유가 초기 폐쇄되지 않은 등록 클록 PLL에 적용된다. 상기 파일럿 및 등록 클록 PLL들은 둘 다 초기에 폐쇄되는 데이터 클록 및 정렬 PLL 들과 대비된다. 유사한 이유로, 이들 다양한 PLL들에 대한 다른 루프 필터 파라미터들을 사용하는 것이 가능하다.

6.1 불연속적-시간 디지털 PLL

도 13은 예컨대, R.E., 위상-고정(位相-固定) 루프들, 구성, 시뮬레이션, 및 어플리케이션들, 5판, 맥그로힐 2003년(R.E., Phase-Locked Loops, Design, Simulation, and Applications, Fifth Edition, McGraw-Hill 2003), 에 가장 잘 설명된, 제1차 루프 필터를 갖는 불연속적-시간 디지털 PLL의 일반적인 구조를 도시한다. 상기 디지털 위상 검출기(700)는 입력 기준신호 u₁ 의 위상 θ₁ 과 발진기 출력신호 u₂ 의 위상 θ₂ 사이의 위상차 θ_e 에 비례하는 출력신호 u_d 를 발생한다. 상기 디지털 루프 필터(701)는 상기 위상 검출기 출력에 명백한 입력신호 잡음을 억제하며, 상기 위상 검출기 출력의 DC성분을 위상 오류로서((예컨대, 아브라모비치, D., 위상-동기된 루프들: 미국 제어 컨퍼런스 2002 의 제어 중앙 설명회, 회보(Abramovitch, D., Phase-Locked Loops : A Control Centric Tutorial, Proceedings of the American Control Conference 2002)에 설명된 바와 같이, 이 후자의 기능은 때때로 개별적인 저역 필터에 의해 수행되지만,) 추출한다. 상기 루프 필터 출력 u_f 은 디지털 발진기(702)로 제어신호를 공급하며, 그것을 그 중앙 주파수 ω₀ 로부터 기준신호와 동기시키고, 상기 발진기의 주파수 ω₂ 와 위상 θ₂ 가 기준신호의 주파수 ω₁ 와 위상 θ₁ 과 일치한다. 상기 PLL은 상기 ADC(703)로부터 얻어진 주기 T_s 를 갖는 샘플링 클록에 의해 클록된다.

각 입력 샘플 u₁(n), 상기 PLL은 다음과 같이 업데이트된다.

(식 91)

(식 92)

(식 93)

(식 94)

(식 95)

(식 96)

(식 97)

(식 98)

여기서, K_{d 와} K₀ 는 위상 검출기와 발진기 이득들을 각각 나타낸다.

상기 제1차 루프 필터 파라미터들 a_{1 ,} b₀ 및 b₁ 은, 예컨대, R.E., 위상-고정 루프들, 구성, 시뮬레이션, 및 어플리케이션들, 5판, 맥그로힐 2003년(R.E., Ph ase-Locked Loops, Design, Simulation, and Applications, Fifth Edition, McGraw-Hill 2003), 에 자세히 설명된, 잡음의 존재시 원하는 PLL 기능을 제공하기 위해 계산된다.

Mnem 복호기 PLL 들에 대해 발진기 위상 θ₂는 블록-공간 변위 s에 비례한다.

(식 99)

6.2 위상 검출 접근법

상기 입력신호 u₁ 와 출력신호 u₂ 는 다음과 같이 정의된다.

(식 100)

(식 101)

여기서,

(식 102)

가장 단순한 위상 검출기는 멀티플라이어(multiplier)이다. 기준신호 u₁ 와 발진기 신호 u₂ 의 곱은 그들 사이의 위상차의 싸인(sine)에 비례하는 DC 레벨을 갖는다.

(식 103)

상기 PLL이 주파수 동기될 때, 상기 기준 주파수 ω₁ 와 발진 주파수 ω₂ 는 동일하며, DC 레벨은 위상 오류 θ_e 만의 싸인(sine)에 비례한다.

(식 104)

작은 위상 오류들에 대해 상기 위상 오류의 싸인(sine)은 그 위상 오류 자체와 비슷하며, 이것은 상기 PLL의 선형화된 모델에 대한 기본이다.

(식 105)

상기 PLL이 주파수 동기되지 않을 때, 상기 기준 주파수 ω₁ 와 발진 주파수 ω₂ 사이의 차이는 위상 오류에 영향을 끼치며, 상기 발진기를 동기시킨다.

사각형파의 푸리에 급수 확장의 기본 성분은 원하는 코사인 용어에 비례하고, 더욱 높은 성분들이 루프 필터에 의해 제거되기 때문에, 보다 경제적인 사각형파 발진기는 종종 멀티플라이어 위상 검출기에 접속된 싸인파 발진기 대신에 사용된다. 그러나, 나이퀴스트-율 샘플링율들로의 접근을 위해, 싸인파 발진기를 갖는 PLL은 더욱 잘 기능한다.

상기 위상 검출기는 상기 기준입력 및 상기 발진기 출력 둘다 모두에 대한 동위상의 I 와 직각 위상 Q 신호들 모두의 유용성으로부터 이익을 얻는다.

(식 106)

(식 107)

(식 108)

(식 109)

이것은 최소한으로 상기 위상 검출기가 상기 위상 오류의 순간적인 싸인을 계산하도록 허용하며, 작은 위상 오류들에 대해서는 상기 위상 오류 자체에 근접한다(상기한 바와 같이).

(식 110)

일반적으로, 상기 위상 검출기가 상기 위상 오류의 싸인에 비례하는 신호를 출력할 때, 효율적인 위상 검출기 이득 K_d' 이 상기 위상 오류의 싸인에 비례하며, 이것은 상기 위상 오류가 ±π의 그 최대치에 도달함으로써 0으로 감소한다.

(식 111)

그러므로, 더욱 큰 위상 오류들에 대해, 우리는 위상 오류를 직접 계산하도록 동기를 부여받는다. 상기 위상 검출기가 위상 오류를 직접 계산할 때, 효율적인 위상 검출기 이득은 위상 오류와는 별개이며, 더욱 빠른 위상 동기를 가능하게 한다.

상기 위상 검출기는 위상 오류를 다음과 같이 계산할 수 있다.

(식 112)

(식 113)

(식 114)

동상(同相) 및 직각 위상 신호들은 일반적이 아닌 직접적으로 기준입력에 대해 유용하기 때문에, 힐버트(Hilbert) 변환은 다른 것으로부터 1개를 발생하도록 사용될 수 있다(예컨대, 베스트, R.E., 위상-고정 루프들, 구성, 시뮬레이션, 및 어플리케이션들, 5판, 맥그로힐 2003년, 및 스타인, J.Y., 디지털 신호 처리, 윌리-인터싸이언스, 2000을 참조)(R.E., Phase-Locked Loops, Design, Simulation, and Applications, Fifth Edition, McGraw-Hill 2003, Stein, J.Y., Digital Signal Processing, Wiley-Interscience, 2000). Mnem PLL 들의 주파수 범위는 아주 제한적이기 때문에, 더욱 간단한 π/2 지연 필터는 역시 사용될 수 있다.

많은 다른 위상 검출기 접근법이 가능하며, 보간에 근거한 영교차 검출, 보간에 근거한 피크치 검출을 포함하고, 그 구성은 상기 상호 참조자료에 나열된 일련의 특허받은 특허들 및 계류중인 특허 출원들에 공개되어져 있다.

7. 판독기 구조

판독기 및 복호기 구성을 위하여, 카드-기본의 Mnem 매체는 일정 속도로 선형 이미지 센서를 지나 운송된다고 가정하면, 상기 선형 이미지 센서는 카드의 Mnem 영역을 각 행마다 주사하며, 상기 복호기는 주사 동안 주사 데이터를 실시간으로 복호한다.

도 14는 Mnem 판독기의 고레벨 블록도를 도시한다. 상기 판독기는 이미징 시스템, 운송 시스템, 집적된 Mnem 복호기, 복호화된 데이터용 외부 메모리, 및 호스트 컨트롤러를 포함한다.

상기 판독기의 이미징 시스템은 조명 LED 들(710) 및 선형 이미지 센서(711)를 구성한다. 상기 판독기의 매체 운송 시스템은 2중 매체 검출기들(712) 및 운송모터(713)를 구성한다. 일단 상기 컨트롤러가 매체 검출기를 통해 카드 삽입을 검출하면, 그것은 주사의 지속기간 동안 상기 이미지 센서의 노출 및 모터의 속도를 제어하는 주사선 클록 펄스들을 발생시킨다.

각 주사선 클록 펄스는 상기 이미지 센서가 주사선의 습득을 시작하도록 신호 처리한다. 이 노출 주기는 상기 이미지 센서에서 미리 구성된다. 각 클록 펄스상에서, 상기 복호기는 또한 노출 주기의 지속기간 동안 상기 조명 LED 들을 켜는 레벨 신호를 발생시킨다.

상기 복호기(714)는 주사 동안 복호된 로(raw) 데이터를 외부 메모리(715)에 기록한다. 주사가 완료된 후, 상기 복호기는 상기 로(raw) 데이터에서 오류들을 보정하기 위해 선택적으로 여분 복호를 수행한다. 선택적으로, 호스트 컨트롤러(716)는 그 자신의 여분 복호를 수행한다.

상기 복호기는 상기 호스트 컨트롤러에게 인터럽트(동작되면)를 통하여 복호 완료를 알린다. 선택적으로, 상기 호스트 컨트롤러는 복호기 상태 레지스터를 폴링(poll)한다.

복호 완료후, 상기 호스트 컨트롤러는 어플리케이션 전용 사용을 위해 복호 된 데이터를 외부 메모리로부터 판독한다.

상기 호스트 컨트롤러는 1세트의 구성 레지스터들을 통해 복호기의 동작을 구성한다. 구성 파라미터들은 이미지 센서 노출 주기 및 복호 선택들뿐만 아니라, 표 1에 정의된 가변 파라미터들을 포함한다. 허용 가능한 파라미터 범위들은 복호기-전용이다.

7.1 데이터 율들

주사선에 수직인 방향에서 실제-공간 운송속도 ν_r 가 주어지면, 블록-공간 운송속도 근사치 ν_m 은 다음의 식으로 주어진다.

(식 115)

여기서, R 은 블록-공간 스케일 팩터에 대한 실제-공간이다.

상기 블록-공간 데이터율 r_d (초당 비트들로)은 다음의 식에 의해 정의된다.

(식 116)

여기서, W_m 은 Mnem 영역의 블록-공간 폭이다.

이것은 상기 복호기가 비트값들을 발생하는 비율이며, 로(raw) 복호 동안 상기 복호기와 외부 메모리 사이의 평균 데이터율을 나타낸다.

상기 주사-공간 운송속도

(초당 주사선들)는 다음의 식에 의해 정의된다.

(식 117)

여기서, N 은 샘플링율이다.

상기 주사-공간 데이터율

(초당 샘플들)은 다음의 식에 의해 정의된다.

(식 118)

여기서,

은 주사선 폭(식 24)이다.

이것은 복호기가 상기 이미지 센서로부터의 샘플들을 소비하는 비율이며, 주사 동안 상기 이미지 센서와 상기 복호기 사이의 평균 데이터율을 나타낸다.

상기 복호기가 최대 주사 데이터율

을 지원한다고 가정하면, 상기 판독기는 식 118을 만족하기 위해 주어진 주사폭

에 대한 운송속도 ν_r 을 조정할 수 있다. 이것은 다른 매체 폭들을 위해 구성된 판독기들에 대한 다른 정(淨)적인 설정 및, 다수의 다른 매체 폭들을 지원하는 판독기들에 대한 다른 동(動)적인 설정을 의미한다.

이 Mnem 영역 높이 H_m 에 대한 최소 전체 주사시간 t_scan 은 다음의 식에 의해 정의된다.

(식 119)

이것은 특정의 원하는 주사시간을 제공하기 위해 필요한 속도(그러므로, 주사 데이터율)를 계산하는데 사용될 수 있다.

7.2 기계적 고려사항

2개의 매체 검출기들이 동시에 카드의 존재를 검출하면, 주사 운송은 시작만 한다. 이것은 카드의 초기 회전을 최소화하며, 상기 카드와 상기 운송 통로의 내부의 측벽들 사이의 충돌에 기인하는 점진적인 회전을 최소화한다.

도 15에 도시된 바대로, 상기 이미지 센서는 상기 운송 롤러(717)에 근접하여 위치하면, 그것은 화살표(719)에 의해 도시된 바와 같이, 운송 방향에서 움직일 때, 상기 매체(718)의 검출에도 사용될 수 있다. 이것은 다른 매체 폭들의 검출을 허용하는 부가적인 장점을 가진다.

예컨대, 다른 매체 두께에 부응하기 위하여, 만일 상기 운송 롤러가 퉁겨지면, 상기 롤러 근처에 상기 이미지 센서를 위치시키는 것은 역시 원하는 필드의 깊이를 최소화한다.

상기 판독기가, 주사를 상기 매체의 실제 운동과 동기화하기 위해, 상기 판독기는 선택적으로 예컨대, 고든, G., 컴퓨터 시스템용 아이 마우스를 보는 것, 미국특허번호 6,433,780(Gordon, G., Seeing eye mouse for a comput -er system, US Patent Number 6,433,780)에 설명된 바와 같이, 변위 센서와 같은, 작동 모터를 포함한다.

7.3 이미징 고려

상기 작동-트리거된 블록-공간 오점 반경 b_ν 은 운송속도 ν_m 와 노출시간 t_e 의 함수이다.

(식 120)

최대 허용 블록-공간 오점 반경 b_max, 그리고 상기 이미징 광학과 관련된 오점 반경 b_f 을 가정하면, 상기 노출시간은 다음과 같이 정의된다.

(식 121)

(식 122)

상기 허용된 작동 오점 반경은 블록-공간 유닛의 크기에 의해 한정되기 때문에, 상기 노출시간은 상기 블록-공간 라인 시간 또는 상기 주사선 시간의 N 배에 의해 한정된다.

(식 123)

실제로, 이미지 센서가 주사선당 최소한 1번 판독하도록 허용하기 위해, 상기 이미지 센서에서 버퍼링이 없다고 가정하면, 상기 노출시간은 판독시간 t_i 보다 작은 주사선 시간에 의해 한정된다.

(식 124)

(식 125)

여기서, r_i 는 상기 이미지 센서 데이터 판독율(초당 샘플들)이다.

6절에 설명된 바와 같이, 상기 판독기는 상기 Mnem 영역의 다수-레벨 나이퀴스트 샘플링을 수행하기 위해 이미징 시스템을 사용한다. 따라서, 상기 샘플링율 N 은 정상적으로 2 와 3 사이에서 선택된다.

2000년 10월 3일, 개정판 0, 코닥 KLI-8811 8800 소자 선형 CCD 이미지 센서 기능 명세서(The Kodak KLI-8811 8800 Element Linear CCD Image Sensor Performa -nce Specification, Revision 0, October 3, 2000) 는 인치당 1600의 데이터 밀도 R을 갖는 Mnem 영역을 이미징하는데 적합한 선형 이미지 센서의 한 예이며, 아래의 9절에 보다 상세히 설명된 Memjet-기본의 프린터들에 의해 지지된다. 이것은 8800 픽셀들의 폭을 가지며, 각각 7 μm 폭, 거의 2.3의 샘플링율을 제공하고, 거의 62 mm 까지의 주사폭

을 지원한다.

7.4 부호화 및 인쇄 고려

판독기가 Mnem 영역들을 인쇄할 수 있는 장치의 일부분일 때, 그것은 Mnem 부호화 및 복호 기능들을 단일 집적 부호기/복호기에 결합하는 것이 유용할 수 있다.

부호화는 복호의 역과정이다. 그것은 로(raw) 데이터 부호화 위상이 뒤따르는, 여분 부호화 위상을 구성한다. 상기 로(raw) 데이터 부호화 위상은, 제공된 Mnem 영역 이미지에 대한 버퍼 메모리에 대한 필요성을 제거하기 위해, 유용하게 인쇄 동안 실시간으로 발생한다.

다른 곳에서 유의한 바와 같이, 주사선 복호는, 따라서, 블록-공간 균일성을 최소한 부분적으로 가정 및 요구한다. 이것은 차례로 일정한 인쇄속도를 필요로 한다.

상기 판독기가 Mnem 영역들을 인쇄할 수 있는 장치의 일부분일 때, 그것은 또한 선형 이미지 센서와 프린트 헤드를 단일 집적장치에 결합하는 것이 유용할 수 있다. 이것은 상기 2개의 장치들이 유사한 형태의 팩터를 가지기 때문에 효율적이며, 인쇄 및 주사는 동일한 매체 운송을 공유하기 때문에 호스트 장치에 함께 위치하고, 상기 선형 이미지 센서는 작은 오버헤드를 프린트 헤드 실리콘에 더하며, 장치 패키징 및 조작 비용이 효율적으로 반감된다.

8절은 능동 픽셀 센서들의 집적된 열을 갖는 멤젯(Memjet) 프린트 헤드를 설명하며, 그 자세한 사항들은, "열작동 잉크젯 인쇄장치"의 명칭의 미국 특허받은 특허 6302528 호를 포함하는, 일련의 일반적인 특허들 및 계류중인 특허 출원들에 제공되어 있다. 이 기술상의 모든 다른 특허들 및 계류중인 출원들은 상기 상호참조의 절에 제공되어 있다. 멤젯(Memjet) 프린트 헤드를 갖는 집적을 위해 사용될 수도 있는 몇 개의 고감도 능동 픽셀 구성들은 "디지털 프레임스토어(framestore)를 갖는 이미지 센서"의 명칭의 출원을 포함하는, 2004년 2월 17일 출원된, 일련의 특허 출원들 USSN 10/778,057, USSN 10/778,061, USSN 10/778,062, USSN 10/77 8,063, USSN 10/778,059, USSN 10/778,060, USSN 10/778,058, USSN 10/778,056 에 설명되어 있고, 이 일련의 모든 다른 출원들의 상세한 사항들은 상기 상호참조의 절에 제공되어 있다. 상기 샘플링율 N은 도시된 배열에서 2.5이다.

8. 완전한 이미지 센서 구조를 갖는 프린트 헤드

Mnem 은 물리적 표면들상에 디지털 데이터를 저장하는 강인한 2차원의 광학적 부호화 구조이다. 그 데이터 용량은 표면적에 따라 선형으로 변한다. 이것은 기본적으로 판독-전용(RO) 및 웜(Write-Once Read-Many) 어플리케이션들을 지원하며, 데이터를 부가하는 능력을 포함한다. 그것은 실세계 표면 저하에 대처하기 위해 선택적인 고장오차허용성을 포함한다.

Mnem 은 잉크젯 인쇄에 적합하다. 적외선 흡수 또는 형광 잉크와 같은 비가시적인 잉크를 사용하여 인쇄될 때, Mnem-부호화된 데이터는 가시적인 본문 및 컬러 그래픽들상에 놓여질 수 있다. 예컨대, 이것은 디지털적인 음(陰)의 사진이 상기 사진의 컬러 인쇄상에 비가시적으로 놓여지게 한다.

Mnem 판독기가 Mnem 영역들을 인쇄할 수 있는 장치의 일부분일 때, 또한, 선형 이미지 센서와 프린트 헤드를 단일 집적장치에 결합하는 것이 유용할 수 있다. 이것은 상기 2개의 장치들이 유사한 형태의 팩터를 가지기 때문에 효율적이며, 상기 장치들은 인쇄 및 주사는 동일한 매체 운송을 공유하기 때문에 호스트 장치에 함께 위치하고, 상기 선형 이미지 센서는 작은 오버헤드(overhead)만을 프린트 헤드 실리콘에 더하며, 장치 패키징 및 조작 비용이 효율적으로 반감된다.

만일 상기 프린트 헤드가 Mnem 영역들을 인쇄하는데만 사용된다면, 단지 1열의 노즐들이 필요하다.

만일 Mnem 영역들이 본문, 그래픽들 및 이미지들과 같은 인간이 판독 가능한 정보상에 놓여지면, 비가시적인 잉크가 사용되어야 한다. Mnem 영역들이 분리되어 인쇄되기만 하면, 가시적인 또는 비가시적인 잉크중 어느 하나가 사용될 수 있다.

만일 Mnem 프린터가 또한 인간이 판독 가능한 정보를 위해 사용되면, 부가적인 노즐들의 열들이 해당 단색(흑백)의 또는 컬러 잉크들용으로 제공되어야 한다. 아래의 9절에 설명된 것과 같은, 멤젯(Memjet) 프린트 헤드들은 전형적으로 청록색, 자홍색, 황색, 흑색 및 적외선 잉크들을 분출하는 최소한 5열들의 노즐들을 제공한다.

8.1 완전한 이미지 센서를 갖는 멤젯 ( Memjet ) 프린트 헤드

도 16은 완전한 이미지 센서를 갖는 멤젯(Memjet) 프린트 헤드 IC의 물리적 상세도이다. 단순함을 위해 상기 도면은 단지 연관된 액튜에이터들(actuators) 및 일반적으로 (601)에 도시된 구동회로에 인접하여 장착된 1600 dpi 노즐들(600)의 단일 열을 도시한다. 각 노즐 유닛 셀의 32-미크론 폭이 1600 dpi 인쇄를 위해 필요한 16-미크론 도트 피치를 초과하기 때문에, 노즐들의 각 열은 2개의 엇갈린 하프-열들(602, 603)로 구성되는 것을 유의한다. 이 Mnem 샘플링율 N은 도시된 배열에서 2.5이다.

Mnem 영역은 단일 부호화된 비트를 나타내기 위해 단일 인쇄된 도트를 활용할 수 있는데도 불구하고, 그것은 또한, 단일 부호화된 비트를 나타내기 위해 1개 이상의 인쇄된 도트를 활용할 수 있다. 예컨대, Mnem 영역은 단일 비트를 나타내기 위해 인쇄된 도트들의 2×2 배열을 활용할 수 있다. 그러므로, 만일 프린터 해상도가 1600 dpi이면, Mnem 영역 해상도는 단지 800 dpi이다. 어떤 어플리케이션들에서, 표면 저하나 손상의 특정 원인이 존재할 때처럼, Mnem 영역의 인쇄 해상도를 감소시키는 것은 더욱 강인한 Mnem 기능을 제공할 수 있다.

만일 Mnem 영역 해상도가 프린터 해상도보다 더 낮으면, 노즐 카운트에 대한 픽셀 카운트의 비율은, 따라서 감소될 수 있고, 더욱 큰 픽셀 센서들이 채용될 수 있다. 예컨대, 도 16의 멤젯(Memjet) 프린트 헤드의 경우에, 12.8 미크론 픽셀 센서는 2개의 6.4 미크론 픽셀 센서들 대신에 활용될 수 있다.

도 17은 도 16의 IC의 논리도이다. 단순함을 위해 상기 도면은 단지 멤젯(Memjet) 노즐들의 1/2 열임을 나타낸다.

상기 IC는 다수의 상태 및 구성 레지스터들을 저속 직렬(LSS) 링크를 통해 노출시킨다. 이것들은 이미지 캡쳐와 인쇄 파라미터들이 구성되고, 그리고 상태 정 보가 외부 제어장치에 의해 다시 판독되도록 허용한다.

8.2 선형 이미지 센서

상기 선형 이미지 센서는 CMOS 능동 픽셀 센서들(APSs)(604)의 배열을 구성한다. 각 픽셀 센서는 도 18에 도시되어 있고 아래에 추가로 설명된 전형적인 APS 회로를 활용할 수 있다. 단순함을 위해 상기 도면은 단지 1열의 픽셀 센서들을 도시한다.

단색의 선형 이미지 센서에서 픽셀 센서들(604)의 단지 1열(605)만이 필요하다. 예를 들어, 만일 상기 센서가 Mnem 영역들을 판독하는데만 사용되면, 픽셀 센서들의 단지 1열만이 필요하다. 컬러 선형 이미지 센서에서는 픽셀 센서들의 다수의 열들이 활용될 수도 있고, 각 열은 적색, 녹색이나 청색과 같은 스펙트럼 컬러에 해당하는, 또는 적외선 잉크일 수도 있는 Mnem 영역을 인쇄하는데 사용된 잉크의 흡수 스펙트럼에 해당하는 것 중 어느 하나에 해당하는, 특정 파장범위를 선택하는데 그 자신의 필터를 가질 수도 있다. 컬러 필터들은, 또한, 주사 해상도에서 다소의 손실을 갖는, 칼러 주사에 필요한 열들의 수를 감소하기 위해 단일 열내에 공간적으로 삽입될 수도 있다. 예를 들어, 상기 이미지 센서는 적색, 녹색 및 청색 필터들을 갖는 단일 열, 및 적외선 필터를 갖는 제2 열을 포함할 수도 있다.

주사 이미징은 판독기나 스캐너의 내부에서 발생하기 때문에, 전형적으로 인공적인 조명을 활용한다. 어플리케이션에 의하여, 상기 조명은 광대역 또는 협대역일 수 있다.

스펙트럼 필터들을 활용하는 것보다는 오히려(또는 게다가), 멀티-스펙트럼 이미징은 다수의 스펙트럼 광원들, 예컨대, 적색, 녹색, 청색 및 적외선 광원들을 사용하여 수행될 수 있다. 단일 열의 픽셀 센서들만을 사용하는 멀티-스펙트럼 이미징을 달성하기 위해, 이것들은 급속하게 연속적으로 스트로브(strobe)되어, 픽셀 센서들의 단일 열로부터 판독된 이미지와 삽입될 수 있다. 선택적으로, 다수 열들의 픽셀 센서들이 여전히 활용될 수 있으나, 각 열은 선택적으로, 1개의 스펙트럼 광원의 스트로빙(strobing)과 동기화되어, 차례로 노출될 수 있다. 이 경우, 각 픽셀 센서는 도 19에 도시되어 있고, 아래에 추가로 설명된 전형적인 폐쇄된 APS 회로를 활용할 수도 있다. 폐쇄된 픽셀 센서들이 비교적 느린 판독으로부터 빠른 노출을 분리할 수 있기 때문에, 이것은 모든 스펙트럼 열들의 거의 동시의 노출이 달성될 수 있는 장점을 가질 수 있다.

판독기나 스캐너는, 예컨대, 컬러 이미지들을 주사하고, Mnem 영역들을 주사하며, 등등의, 사용자 제어하의 선택 가능한, 다수의 주사 모드들을 지원할 수 있다. 판독기나 스캐너는, 또한, 적응성이며, 자동적으로 적외선 스펙트럼에서의 시험 주사를 통해 Mnem 영역의 존재를 검출하고, 결과적으로 컬러 주사로부터 Mnem 영역 주사로의 스위칭을 할 수 있다.

상기 선형 이미지 센서는 외부의 마스터 클록신호(MClk)를 수신하고, 픽셀 클록(PClk)을 발생하는 클록 생성기(610)를 포함한다. 이것은 프로그램 가능한 PLL 및/또는 클록 분할기 또는 그것이 마스터 클록으로부터 상기 픽셀 클록을 유연하게 발생하도록 허용하는 멀티플라이어(multiplier)를 포함할 수 있다.

상기 선형 이미지 센서는 픽셀 타이밍과 제어블록(611)의 제어하에서 동작한다. 그 구성 레지스터들은, 마스터 클록 멀티플라이어, 노출시간, 및 아날로그 오프셋 및 이득을 포함하는, 다수의 이미지 캡쳐 파라미터들이 설정되도록 한다. 이것은 전형적으로 픽셀 클록율 또는 그 다소의 정수 배수에서 동작한다.

상기 픽셀 제어블록은 각각 픽셀 센서 배열을 리셋, 노출 및 판독하는 리셋, 노출 및 판독 입력핀들상의 신호들에 반응적이다. 이들 제어신호들은, 또한, 레지스터-맵(register-mapped)되고, LSS 인터페이스(613)를 통해 레지스터(612)로부터 유용하다. 상기 제어블록은 픽셀 센서 배열에 대한 적절한 타이밍과 제어신호들을 발생시킨다.

리셋시, 상기 픽셀 제어블록은 전체의 픽셀센서 배열에 대한 리셋 신호를 가정한다.

노출시, 상기 픽셀 제어블록은 노출시간의 초기값을 갖는 타이머를 시동한다. 만일 픽셀 센서 배열이 폐쇄된 픽셀센서들을 활용하면, 상기 픽셀 제어블록은 노출 타이머의 지속기간 동안 전송신호를 가정한다. 만일 픽셀 센서 배열이 폐쇄되지 않은 픽셀센서들을 활용하면, 상기 픽셀 제어블록은 노출 타이머의 종료시에 판독을 자동으로 트리거하도록 구성될 수도 있다.

판독시, 상기 픽셀 제어블록은 순차적으로 배열에서 모든 픽셀 센서들의 값들을 판독한다. 만일 상기 선형 이미지 센서가, 이미 설명된 바와 같이, 픽셀 센서들의 1개 이상의 열을 포함하면, 그것은 (도 17에 도시되지 않은) 열 어드레스 복호기를 포함할 수 있다. 상기 픽셀 제어블록은 각 열 어드레스를 차례로 발생하며, 그리고 상기 열 어드레스 복호기는 상기 열 어드레스를 고유의 열 선택신호로 복호한다. 선택된 열에서의 각 픽셀 센서는 그 값을 그 해당 칼럼 버스로 가정한다. 각 열내에서, 상기 픽셀 제어블록은 각 칼럼 어드레스를 차례로 발생하고, 칼럼 어드레스 복호기(614)는 칼럼 어드레스를 특정 칼럼 버스를 출력단으로 다중 송신하는 고유의 칼럼 선택신호로 복호한다. 상기 출력단은 아날로그-디지털 변환기(ADC)가 뒤따르는 프로그램 가능한 이득 증폭기(PGA)(615)를 구성한다. 상기 PGA는 아날로그 오프셋 및 이득에 대해 디지털 제어를 제공한다. 상기 ADC는 전 픽셀의 병렬 출력핀들(P)상에 연속적으로 출력되는 디지털 픽셀값을 발생한다. 상기 ADC는 전형적으로 8-비트 또는 그 이상의 정밀도를 갖는다.

상기 픽셀 제어블록은 판독의 지속기간 동안 출력핀상에 프레임 유효신호(FValid)를 가정한다. 픽셀값들은 판독 동안 픽셀 클록(PClk)에 의해 클록된다. 상기 픽셀 클록은 PClk 출력핀상에 제공된다.

상기 픽셀센서 배열은, 또한, 어드레스 및 데이터 레지스터를 통해 레지스터-맵(register-mapped)된다. 개별적인 픽셀은 그 열 및 칼럼 어드레스를 픽셀 어드레스 레지스터에 기록한 다음, 상기 픽셀 데이터 레지스터를 판독함으로써 판독된다.

상기 픽셀 제어블록은 2개의 캡쳐 모드들을 지원한다. 자동 모드에서 전체의 리셋-노출-판독 싸이클 캡쳐는 외부 라인 동기화 신호(LsyncL)에 의해 트리거된다. 수동 모드에서 캡쳐 싸이클에서의 각 단계는 그 해당 신호에 의해 개별적으로 트리거된다.

도 18은 전형적인 CMOS 능동 픽셀센서를 도시하며, 여기서, M1 은 리셋 트랜지스터이고, M3 는 출력 트랜지스터이며, M4 는 열-선택 트랜지스터이다.

도 19는 전형적인 CMOS 폐쇄된 능동 픽셀센서를 도시하며, 여기서, 상기 폐쇄 기능은 전송 트랜지스터 M2 에 의해 제공된다. 충전 유지는 Cs 에 의해 표기된, 저장 노드 X에서 기생(parastic)용량에 의해 제공된다. 이것은 충전 유지를 증가시키기 위해 명백한 용량으로 증가될 수 있다. 픽셀값이 추가의 포토 다이오드 작동에 의해 오염없이 판독될 수 있은 후에, M2 는 픽셀 노출기간 동안 상기 전송신호에 의해 스위치가 온(on)된다.

전형적인 폐쇄된 APS 구성에 대한 향상을 포함하는 전자적으로-폐쇄된 CMOS 이미저(imager)의 구성은 2003년 2월 17일 출원된, "방법들, 시스템들 및 장치"의 명칭의, 호주의 가(假) 특허출원 2003900746호(문서번호 NPS041)로부터 우선권을 주장하는, 2004년 2월 17일 출원된, "디지털 프레임스토어를 갖는 이미지 센서"의 명칭의 미국 특허출원 USSN 10/778,056호(문서번호 NPS047), 에 보다 자세히 설명되어 있다.

8.3 멤젯 ( Memjet ) 프린트 헤드

상기 멤젯 프린트 헤드는 멤젯 노즐들의 배열을 구성하며, 그 각각은 아래의 9절에 보다 상세히 설명된 열적 벤드(bend) 또는 열적 거품(bubble) 액튜에이터를 갖는다. 도트들의 1 라인의 인쇄 전에, 상기 라인에 대한 상기 도트값들은 상기 라인과 유사한 폭을 갖는 도트 시프트 레지스터(617)로 이동된다. 상기 도트값들은 직렬 클록(SrClk)에 의해 클록된, 외부 호스트 장치에 의해 직렬 입력핀(D)상에 제공된다. 라인 동기화 신호(LsyncL)의 수신시에, 시프트 레지스터에서 각 도트값은 해당 노즐과 연관된 도트 래치(latch)로 전송된다. 전체 라인에 대한 분출 인에이블 신호들은 시프트 레지스터(618)에 포함된다. 이 시프트 레지스터는 순간적인 전력 소비를 제한하기 위해, 단지 부세트의 노즐들만이 동시에 분출하는 것을 보장하는 분출 패턴을 포함한다. 상기 시프트 레지스터는 외부 호스트에 의해 제공된 상기 분출 클록신호(FrClk)에 의해 클록된다. 각 노즐의 액튜에이터는 그 해당 도트값, 상기 분출 시프트 레지스터로부터 유도된 그 분출 인에이블 신호(Fr), 및 펄스 프로파일 신호(Pr), 및 이들 3개의 신호들의 AND 와 동등한 지속기간 동안의 분출들에 의해 제어된다.

상기 노즐 배열은 노즐 타이밍 및 제어블록(619)에 의해 제어된다. 상기 노즐 제어블록은 상기 분출 시프트 레지스터에 분출 패턴을 제공하며, 노즐 분출 동안 펄스 프로파일 신호(Pr)를 제공한다.

8.4 멀티- 세그먼트 장치

상기 IC 는 다수의 IC 들이 상응적으로 큰 수의 픽셀 센서들 및 노즐들을 갖는 더욱 큰 단일 장치를 형성하기 위해 인접될 수 있도록 유용하게 구성된다. 멤젯(Memjet) 프린트 헤드 세그먼트들을 이 성질에 연결시키는 것은 아래의 9절에 보다 상세히 설명되어 있다. 연결한 멤젯(Memjet) 세그먼트 구성은 픽셀 센서들의 연결 배열들을 포함하도록 용이하게 확장된다. 상기 IC의 제어 및 타이밍 블록들은 도 17의 픽셀 센서 및 노즐 배열들의 우측에 도시되어 있지만, 이것들은 연결구성이 요망될 때 물리적으로 상기 픽셀 센서 및 노즐 배열들의 아래의 영역에 놓여 있다.

상기 픽셀 센서 배열 및 노즐 배열 모두는 2개의 세그먼트들 사이의 중첩 영역에서 변위되기 때문에, 외부 제어장치에서 하드웨어나 소프트웨어는 상기 주사나 인쇄 매체의 알려진 운송속도와 알려진 배열 변위에 따라 상기 중첩 영역에서 입력 이미지 데이터 및 출력 인쇄 데이터를 차단하여야 한다.

도 20은 더 넓은 멀티-세그먼트 장치를 형성하기 위해 인접된 3개의 IC 세그먼트들을 도시한다. 각 IC 는 그것이 저속 직렬(LSS) 버스상의 고유 어드레스로 정적으로 구성되도록 1세트의 ID 핀들을 가진다. 세그먼트 0은 마스터 클록(MClk)으로부터 픽셀 클록(PClk)을 발생하도록 구성된다. 나머지 세그먼트들은 세그먼트 0 으로부터 상기 픽셀 클록(PClk)을 그들의 마스터 클록 및 픽셀 클록으로 수신하도록 구성된다.

리셋 및 노출 신호들은 모든 세그먼트들로 동시에 입력되나, 상기 판독신호는 사용되지 않는다. 대신, 특정 세그먼트로부터의 판독은 그 제어 레지스터에 판독 플래그를 가정함으로써 요청된다. 상기 픽셀 데이터 출력핀들(P) 및 프레임 유효 출력핀(FValid)은 정상적으로 인접되고, 픽셀 판독 동안 세그먼트에 의해 구동만 된다.

상기 라인 동기화(LsyncL), 분출 클록(FrClk), 및 직렬 클록(SrClk) 신호들은 모든 세그먼트들로 동시에 향한다. 상기 도트 데이터 라인들(D)은 직렬 도트 데 이터를 각 세그먼트로 병렬로 제공한다.

8.5 제조 및 하우징

멤젯 노즐들 및 액튜에이터들은, 아래의 9절에 설명된 바와 같이, 마이크로-전자 기계 시스템(MEMS) 제조기술을 사용하여 제조된다. 아날로그 및 디지털 전자회로는 표준 혼합된-신호 CMOS 제조기술을 사용하여 제조된다. 잉크 채널들 등은, 역시 아래의 9절에 설명된 바와 같이, MEMS 후처리를 사용하여 제조된다.

멤젯 프린트 헤드의 패키징은 아래의 9절에 설명되어 있다. 이미징 목적인 상기 IC의 후처리 및 패키징은 여기서 더 자세히 설명된다.

선형 이미지 센서는 1 : 1 접촉 이미징용으로 고안된다. 상기 선형 이미지 센서는 주사선의 상당히 예리한 이미지를 캡쳐하기 위해 픽셀당 렌징(lensing)을 요구한다. 접촉 이미징 시스템은 전형적으로 예컨대, 벨, C.J., SELFOC^TM 배열들(니뽕 시트 그라스, 정보 기술-광전자공학 제품)과 같은, 2000년 1월 4일 공개된, "세로 방향으로 광학적으로 결합된 복수의 렌즈 배열들을 포함하는 그라디언트-인덱스 렌즈 배열 어셈블리"의 명칭의 미국 특허 6,011,888호에 설명된, 그라디언트-인덱스(gradient-index)(GRIN) 로드 렌즈 배열들을 활용한다. 그것들은 또한, 아마도 굴절 초점용 굽어진 섬유단을 갖는, 크래드 섬유 배열들(쇼트 AG, 여과된 이미지 묶음)을 활용할 수도 있다. 마이크로 렌즈들은 또한, 후처리 단계로서 층 스케일에 적용될 수 있고, 그것들은 전형적으로 필 팩터를 효율적으로 증가시키기 위해 적용 된다. 예를 들어, 이것은 1994년 3월 29일 공개된, 이와사키, T. 氏 등의 "마이크로 렌즈 배열"을 발생시키는 방법"의 명칭의 미국특허 5,298,366호와, 2001년 10월 23일 공개된, 로데즈, H.E. 氏 의, "개선된 필 팩터를 갖는 마이크로 렌즈 배열", 의 명칭의 미국특허 6,307,243호에 설명되어 있다. 그러나, 그것들은 또한, 효율적인 이미징(뵐커, R., M. 아이즈너 와 K.J. 와이블, " 소형화된 이미징 시스템들" , 마이크로 전자공학 67-68 (2003) 461-472)(Voelker, R., M. Eisner and K.J. Weible, "miniaturized imaging systems", Microelectronic Engineering 67-68 (20 03) 461-472), 을 지원하기 위해 퇴적될 수 있다.

도 21은 동일한 운송장치를 관통하는 매체를 인쇄 또는 주사하기 위해 패키지된 그리고 장착된 프린트 헤드 IC(620)를 도시한다. 상기 IC는 잉크 공급장치(미도시)에 연결된 잉크 공급 몰딩 장치(621)를 가진다. 또한, 그것은 그것을 전기적으로 호스트 장치와 전원에 연결하는 유연한 회로기판(FCB)(622)을 가진다.

상기 IC는 운송통로를 갖는 플러쉬를 차례로 장착하는 하우징(623)에서의 공동(cavity)에 장착된다. 사용시, 물방울들(631)은 물방울 분출통로(624)를 따라 분출되고, 물방울들이 상기 운송통로에서 인쇄매체(626)상에 퇴적되도록 하는 상기 하우징에서의 개방 슬롯(625)을 관통한다.

이미징 통로(627)는 렌즈 배열, 및 상기 주사매체(626)를 상기 운송통로에서 이미지하는 커버 유리(629)와 같은, 초점 소자들(628)의 배열을 관통한다. 조명 LED 들(630)의 배열은 주사선의 조명을 제공하기 위해 상기 커버 유리의 아래의 각에 장착된다.

9. 프린터 구조

Mnem 영역들은 바람직하게 MEMJET^TM 프린트 헤드들에 의해 인쇄된다. 많은 다른 MEMJET^TM 프린트 헤드들의 제조 및 동작은 포괄적으로 상기 상호참조 특허들 및 출원들에 설명되어 있다. 그러나, 상기 프린트 헤드 동작 및 기본 노즐구조들의 개요는 아래에 간결하게 설명되어 있다.

9.1 프린트 헤드 어셈블리

도 22는 전형적인 MEMJET^TM 프린트 헤드의 전개 사시도이다. 이 특정의 프린트 헤드 어셈블리는 출원인의 SOHO 프린터들(USSN 11/014,769, USSN 11/014,729, USSN 11/014,743, USSN 11/014,733, USSN 11/014,755)중 하나에 사용된다.

그러나, Mnem 영역들은 상호참조 특허들 및 출원들에 공개된 다수의 다른 MEMJET^TM 프린트 헤드들에 의해 인쇄될 수도 있음을 이해할 수 있다.

도 22는 상기 요소들을 통한 상기 프린트 헤드 집적회로(74)로의 잉크 공급 시스템을 명료하게 도시하는 상기 어셈블리의 하측면도이다. 도 23은 그 조립된 형태와 정상 자세에서의 프린트 헤드 어셈블리(22)의 단면도이다. 상기 어셈블리는 U자 형태의 클립들(63)을 통해 프린터 샤시에 장착하기 위해 구성되는 연장 상부부재(62)를 포함한다.

상기 프린트 헤드 어셈블리(22)가 본체(20)에 고정될 때, 상기 상부부재(62)는 출구 몰딩(27)에서의 출구들내에서 수용되는 복수의 공급관들(64)을 가진다. 상기 공급관들(64)은 잉크 손실을 방지하는 외부 코우팅이 제공될 수도 있다.

상기 상부부재(62)는 다수의 장점들을 제공하는 액정 폴리머(LCP)로부터 만들어진다. 상기 상부부재(62)는 그 열팽창 계수(CTE)가 실리콘의 열팽창 계수(CTE) 와 유사하도록 몰딩될 수 있다. 프린트 헤드 집적회로(74)(아래에 설명된)의 CTE 에서의 임의의 상당한 차이와 밑에 있는 몰딩들은 전체 구조가 구부러지도록 야기시킬 수 있음을 이해할 것이다. 그러나, 몰드 방향에서의 LCP의 CTE는 비-몰드 방향에서의(~20 ppm/℃ 에 비교하여 ~5 ppm/℃) LCP의 CTE 보다 아주 작으므로, LCP몰딩의 몰드 방향이 프린트 헤드 집적회로(IC)(74)의 세로 범위에 단일 방향성임을 확실하게 하기 위해 주의해야 한다. 또한, LCP 는, 또한, 전형적으로 폴리탄산 에스테르, 스티렌, 나일론, PET 와 폴리프로필렌과 같은 '정상적인 플라스틱들'의 강도의 5배인 비교적 높은 강도 계수를 가진다.

도 23에 잘 도시된 바와 같이, 상부부재(62)는 하부부재(65)를 수용하는 개방형 채널 구성을 가지며, 상기 하부부재(65)는 접착막(66)을 통해(도 22 참조) 상기 상부부재(62)에 접착된다. 상기 하부부재(65)는, 또한 LCP로부터 만들어지며, 그 길이를 따라 형성된 복수의 잉크 채널들(67)을 가진다. 상기 잉크 채널들(67)의 각각은 공급관들(64)중 1개로부터 잉크를 공급받고, 프린트 헤드 어셈블리(22)의 길이를 따라 잉크를 분배한다. 상기 채널들은 1 mm 폭이며 0.75 mm 두께의 벽들에 의해 분리된다.

상기 하부부재(65)는 그 길이를 따라 뻗어 있는 5개의 채널들(67)을 가진다. 각 채널(67)은 잉크를 5개의 공급관들(64)중 단지 1개로부터 공급받으며, 차례로 다른 색의 잉크들의 혼합의 위험을 감소시키기 위해 각각의 잉크저장소들로부터 잉크를 공급받는다. 또한, 상기 하부부재(65)는 상기 상부부재(62)에 조립될 때, 접착막(66)은 잉크의 교차 채널 혼합을 방지하기 위해 개별적인 잉크 채널들(67)을 밀봉하도록 기능한다.

각 채널(67)의 저부를 따라 5개의 열들에서 일련의 동일-간격의 홀들은 상기 하부부재(65)의 저면에 도시된 홀들(69)로 유도된다. 이들 홀들(69)의 확대도는 도 24에 도시되어 있다. 상기 홀들(69)의 중앙 열은, 상기 프린트 헤드 IC(74)의 위에 직접, 상기 하부부재(65) 중앙선을 따라 뻗어 있다. 잉크가 프린트 헤드 IC(74)로 공급될 수 있도록 중앙 열의 어느 한쪽에 홀들(69)의 다른 열들은 각 홀(69)로부터 중심으로의 도관들(70)을 필요로 한다.

상기 프린트 헤드 IC(74)는 폴리머 밀봉막(71)에 의해 상기 하부부재(65)의 하측에 장착된다. 이 막은 PET나 폴리설폰막과 같은 열가소성막일 수도 있거나, 알 테크놀로지 및 로저스 코퍼레이션(AL technologies and Rogers Corporation)에 의해 제조된 것과 같은, 열경화성 수지막의 형태일 수도 있다. 상기 폴리머 밀봉막(71)은 중앙막의 양쪽상에 접착층들을 갖는 박막이며, 상기 하부부재(65)의 하측에 적층된다. 상기 홀들(72)은 접착막(71)을 통해 상기 프린트 헤드 IC(74)와 상기 채널들(67) 사이의 유체 교환을 위해 중앙에 배치된 잉크 전달점들(홀들(69)의 중앙 로 및 도관들(70)의 단부들)과 일치하도록 상기 접착막(71)을 통해 레이저 천공 된다.

상기 폴리머 밀봉막(71)의 두께는 그것이 제공하는 잉크 밀봉의 효율성에 임계적이다. 상기 폴리머 밀봉막은 상기 막의 다른 쪽의 상기 도관들(70)뿐만 아니라, 상기 프린트 헤드 IC(74)의 반대편에 에칭된 채널들(77)을 밀봉한다. 그러나, 상기 막(71)은 상기 도관들(70)의 개방형 단부를 가로질러 밀봉하기 때문에, 그것은 또한 상기 도관들(70)로 팽창 또는 수축할 수 있다. 도관(70)으로 수축하는 막의 부분은 상기 프린트 헤드 IC(74)에서의 상기 에칭된 몇 개의 채널들(77)을 가로지른다. 상기 수축은 상기 에칭된 채널들(77)의 각각을 분리하는 상기 벽들 사이의 갭을 야기시킬 수도 있다. 분명히, 이것은 상기 밀봉을 돌파하고 잉크가 상기 프린트 헤드 IC(74) 및/또는 에칭된 채널들(77) 사이중에서 누출되도록 한다.

이것을 방지하기 위해, 상기 폴리머 밀봉막(71)은 상기 에칭된 채널들(77)에 대한 밀봉을 유지하면서 상기 도관들(70)로의 임의의 수축을 담당하기에 충분하게 두꺼워야 한다. 상기 폴리머 밀봉막(71)의 최소 두께는,

1. 상기 폴리머 밀봉막이 수축하는 상기 도관의 폭

2. 상기 막의 박막 구조에서의 접착층들의 두께

3. 상기 프린트 헤드 IC(74)가 그쪽으로 밀어지는 상기 접착층의 '강도'

4. 상기 박막의 중앙막 물질의 계수

에 의존한다.

25 미크론(microns)의 폴리머 밀봉막(71) 두께는 도시된 프린트 헤드 어셈블 리(22)에 적절하다. 그러나, 50, 100 또는 200 미크론 마저의 두께를 증가시키는 것은 상응적으로 제공된 밀봉의 신뢰도를 증가시킬 것이다.

잉크 전달 입구들(73)은 프린트 헤드 IC(74)의 '전(前)'면에 형성된다. 상기 입구들(73)은 잉크를 상기 입구들상에 위치한 각각의 노즐들(801)(도 F 내지 도 J 를 참조하여 아래에 설명된)로 공급한다. 상기 잉크는 잉크를 각각의 그리고 모든 개별적인 입구(73)로 공급하기 위해 상기 IC 들로 공급되어야 한다. 따라서, 잉크 공급 복잡성 및 기록 복잡성을 감소시키기 위해 개별적인 프린트 헤드 IC(74)내의 상기 입구들(73)은 물리적으로 그룹화된다. 또한, 이것들은 전력 소비를 최소화하고 다양한 인쇄 속도를 허용하기 위해 부분적으로 그룹화된다.

각 프린트 헤드 IC(74)는 잉크의 5가지의 다른 색들(C, M, Y, K 및 IR)을 수용 및 인쇄하기 위해 구성되며, 컬러당 1280개의 잉크 입구들을 포함하고, 이들 노즐들은 짝수 및 홀수 노즐들(각각 640개)로 나누어진다. 도 25에 분명히 도시된 바와 같이, 각 색에 대한 짝수 및 홀수 노즐들 상기 프린트 헤드 IC(74)상의 다른 열들에 제공되며, 선명한 1600 dpi 인쇄를 수행하기 위해 수직으로 정렬되고, 상기 노즐들(801)은 10개의 열들로 정렬되는 것을 의미한다. 단일 열상의 2개의 인접한 노즐들(801)사이의 수평 거리는 31.75 미크론이며, 노즐들의 열들 사이의 수직 거리는 상기 노즐들의 분출 순서에 근거하는 반면, 열들은 전형적으로 도트 라인들의 정확한 수와, 용지가 열 분출 시간 사이에서 이동할 상기 거리에 해당하는 도트 라인의 일부분에 의해 분리된다. 또한, 아래에 설명되어지는 바와 같이, 주어진 색에 대한 노즐들의 짝수 및 홀수 열들의 간격은, 잉크 채널을 공유할 수 있도록 되어야 한다.

이전에 시사된 바와 같이, 본 발명은 페이지-폭 인쇄에 관계되어, 그러한 상기 프린트 헤드 IC(74)들과 같이, 상기 프린트 헤드 어셈블리(22)의 폭을 수평으로 가로질러 뻗어 있도록 배열된다. 이것을 달성하기 위해, 개별적인 프린트 헤드 IC (74)들은 상기 접착층(71)의 표면을 가로지르는 인접한 배열로 함께 연결된다. 상기 IC들을 상기 접착층의 용융점 위로 가열한 후, 그것들을 상기 밀봉막(71)에 압착하거나, 그것들을 상기 막(71)에 압착하기전에 상기 접착층을 상기 IC 아래에 레이저로 용해시킴으로써, 상기 프린트 헤드 IC(74)들은 상기 폴리머 밀봉막(71)에 부착될 수도 있다. 다른 선택 방법은 상기 IC를 상기 막(71)에 압착하기 전에, 상기 막(상기 접착성 용융점 위가 아닌)과 상기 접착층을 모두 가열하는 것이다.

개별적인 프린트 헤드 IC(74)의 길이는 20-22 mm의 근처이다. A4/US 레터 크기의 페이지를 인쇄하기 위하여, 11-12 개의 개별적인 프린트 헤드 IC(74)들은 인접하게 함께 연결된다. 개별적인 프린트 헤드 IC들(74)의 수는 다른 폭들의 종이들을 수용하기 위해 변할 수 있다.

상기 프린트 헤드 IC들(74)은 다양한 방법으로 함께 연결될 수도 있다. 상기IC들(74)을 연결시키는 1개의 특정 방식은 도 25에 도시되어 있다. 이 배열 구조에서, 상기 IC들(74)은 이웃하는 IC들 사이에 수직의 오프셋이 없이, IC들의 수평선을 형성하기 위해 함께 연결되는 그들의 단부들에 형성된다. 경사진 결합은 거의 45°의 각을 갖는 상기 IC들 사이에 제공된다. 상기 결합 에지는 직선이 아니며, 배치(positioning)를 용이하게 하기 위해 톱니 프로파일을 가지고, 상기 IC들(74)은 약 11 미크론만큼 이격되며, 상기 결합 에지에 수직으로 측정되도록 의도된다. 이 배열 구조에서, 각 열상에서의 극좌(極左)의 잉크 전달 노즐들(73)은 10 라인 피치들만큼 강하되며, 3각 구성으로 배열된다. 이것은 결합에서 노즐들의 중첩도를 제공하며, 잉크 방울들이 인쇄 지역을 따라 일정하게 전달되는 것을 확실하게 하기 위해 상기 노즐들의 피치를 유지한다. 또한, 이것은 충분한 연결을 보장하기 위해 더욱 많은 실리콘이 상기 IC들(74)의 에지에 제공되는 것을 확실하게 한다.

상기 노즐들의 동작의 제어는 SoPEC(SOHO 인쇄엔진 컨트롤러(Print Engine Controller))에 의해 수행된다. 이것은 드롭 트라이앵글(drop triangle)에서의 상기 노즐들을 보상할 수 있고, 또는 이것은 저장 필요조건에 의존하여, 프린트 헤드에서 수행될 수 있다. 상기 IC(74)의 일단에 배치된 노즐들의 경사진 3각배열(dropped triangle arrangement)은 최소의 프린트 헤드상의 저장 필요조건들을 제공한다. 그러나, 저장 필요조건들이 보다 작게 임계적인 경우, 삼각이 아닌 형태들은 사용될 수 있고, 예컨대, 경사진 열들(dropped rows)은 사다리꼴의 형태를 취할 수도 있다.

상기 프린트 헤드 IC들의 상면은 상기 SoPEC 장치로부터 상기 노즐들(73)의 동작을 제어하기 위해 데이터 및/또는 전력을 수신하는 수단을 제공하는 그 에지를 따라 제공된 다수의 본드 패드들(75)을 가진다. 상기 IC들(74)을 상기 접착층(71)의 표면상에 정확히 배치시키고, 상기 IC들(74)이 상기 접착층(71)에 형성된 상기 홀들(72)과 정확히 정렬하도록 상기 IC들(74)을 정렬함에 있어서 도움을 주기 위 해, 기준점들(76)이 역시 상기 IC들(74)의 표면상에 제공된다. 상기 기준점들(76)은 이웃하는 IC 와 상기 접착층(71)의 표면에 대해 상기 IC(74)의 정위치를 나타내는 적절한 배치장치에 의해 쉽게 인식 가능한 마커들의 형태이며, 상기 IC들(74)의 에지에, 그리고, 상기 접착층(71)의 길이를 따라 필수적으로 위치한다.

상기 폴리머 밀봉막(71)에 형성된 상기 홀들(72)로부터 잉크를 공급받고 상기 잉크를 상기 잉크 입구들(73)로 분배하기 위해, 각 프린트 헤드 IC(74)의 하측은, 도 26에 도시된 바와 같이, 구성된다. 다수의 에칭된 채널들(77)이 제공되는데, 각 채널(77)은 잉크의 1개의 특정 색이나 형태를 전달하는데 제공된 입구들(73)의 1쌍의 열들과 유체 교환을 한다. 상기 채널들(77)은 약 80 미크론 폭이며, 이것은 상기 폴리머 밀봉막(71)에서의 상기 홀들(72)의 폭과 동등하고, 상기 IC(74)의 길이쪽으로 뻗어 있다. 상기 채널들(77)은 실리콘 벽들(78)에 의해 부분들로 분할된다. 상기 입구들(73)로의 흐름 통로와 상기 개별적인 노즐들(801)로의 잉크의 고갈의 가능성를 감소시키기 위해, 각 부분들에는 직접 잉크가 공급된다. 각 부분은 그들의 각각의 입구들(73)을 통해 거의 128개의 노즐들(801)을 공급한다.

상기 잉크는 상기 노즐잉크 입구들(73)로의 공급을 위해 상기 IC들(74)의 하측에 형성된 상기 에칭된 채널들(77)로 공급된다. 도 24에 도시된 바와 같이, 상기 폴리머 밀봉막(71)을 통해 형성된 홀들(72)은 실리콘벽(78)이 상기 채널(77)을 부분들로 분리하는 점에서 상기 채널들(77)중 1개와 정렬된다. 1개의 홀(72)이 잉크를 상기 채널(77)의 2개의 부분들로 공급하도록 상기 홀들(72)은 실질적으로 상기 채널들(77)의 동일한 폭인 약 80 미크론의 폭이다. 이것은 상기 폴리머 밀봉막(71)에서 필요한 홀들(72)의 밀도를 반분한다.

제어신호들 및 전력이 상기 노즐들(801)을 제어 및 동작시키기 위해 접착 패드들(75)로 공급될 수 있도록, 상기 폴리머 밀봉막(71)의 표면, 플렉스(flex) PCB (79)(도 23 참조)로의 상기 프린트 헤드 IC들(74)의 각각의 다음의 부착 및 정렬은, 상기 IC들(74)의 에지를 따라 부착된다. 상기 플렉스(flex) PCB(79)는, 또한, 상기 제어회로로부터 수신된 상기 전력 및 데이터 신호들을 제어하기 위해 그 길이를 따라 배열된 복수의 분리 커패시터들(81)을 가질 수도 있다.

도 23에 도시된 바대로, 매체 실드(82)는 지나가는 매체와의 접촉에 기인하여 발생할 수도 있는 손상으로부터 상기 프린트 헤드 IC들(74)을 보호한다. 상기 매체 실드(82)는 적절한 클립-록 배열이나 접착제를 통해 상기 프린트 헤드 IC들(74)의 상부부재(62) 상류에 부착된다. 상기 프린트 헤드 IC들(74)은 지나가는 매체의 통로중에 상기 매체 실드(82)의 표면밑에 위치한다.

공간(83)은 에어 콤푸레셔 등으로부터 압축된 공기를 받을 수 있는 상기 매체 실드(82)와 상기 상부부재(62) 및 상기 하부부재(65) 사이에 제공된다. 이 공간(83)은 상기 프린트 헤드 어셈블리(22)의 길이를 따라 뻗어 있기 때문에, 압축된 공기는 상기 프린트 헤드 어셈블리(22)의 어느 한쪽의 단(端)에 공급될 수 있고, 상기 어셈블리를 따라 균일하게 분포될 수 있다. 상기 매체 실드(82)의 내면은, 상기 압축된 공기가 매체 전달의 방향에서 상기 프린트 헤드 IC들(74)을 가로질러 이동 및 향하는 상기 매체 실드(82)의 길이를 따라 균일하게 분포된 복수의 공기 출 구들을 정의하는 일련의 핀(fin)들(84)이 제공되어 있다. 이 배열은, 상기 노즐들에 방해물 및 손상을 야기시킬 수 있는, 먼지 및 다른 특정 물질들이 상기 프린트 헤드 IC들의 표면상에 침전되는 것을 방지하도록 기능한다.

9.2 잉크 분출 노즐들

상기한 바와 같이, 잉크 분출 노즐들의 배열은 상기 잉크 입구들(73) 위에 상기 프린트 헤드 IC(74)상에 형성된다. 본 출원은 이 프린트 헤드에 적합한 다수의 다른 노즐 구조들을 개발했다. 이들 노즐 형태들중 각각의 제조 및 동작은 위에 나열된 상호참조 문서들에 설명되어 있다. 그러나, 보다 널리 사용된 노즐 구성들중 2개는 간략히 아래에 설명되어 있다.

9.3 기계적 벤드 액튜에이터

도 27 내지 도 30은 실리콘 기판(8015) 위에 형성된 잉크 전달 노즐(801)을 도시한다. 상기 기판(8015)은 상기 프린트 헤드 IC(74)(도 22 및 도 26 참조)와 동등하며, 노즐(801)은 상기 노즐 잉크 입구들(73)의 각각의 위에 놓인다. 각각의 노즐 배열들(801)은 동일하나, 일군의 노즐 배열들(801)은 다른 색의 잉크들이나 염료가 공급되도록 배열된다. 상기 노즐 배열은 열(row)들에 배열되며 서로에 대하여 엇갈리고, 단일 열의 노즐들로 가능한 것보다 인쇄 동안 잉크 도트들의 더욱 밀접한 간격을 가능하게 한다. 이러한 배열은 고밀도의 노즐들, 예컨대, 각각의 노즐들은 각 열에서의 노즐들 사이의 약 32 미크론의 사이 공간(interspacing)과 인접 열 들 사이의 80 미크론의 사이 공간을 가지는 복수의 엇갈린 열들에 배열된 5000 개 이상의 노즐들, 을 공급할 수 있게 한다. 상기 다수의 열들은, 또한 여분(원한다면)을 가능하게 함으로써, 노즐당 미리 결정된 실패율을 허용한다.

각 노즐 배열(801)은 집적회로 제조기술의 결과이다. 특히, 상기 노즐 배열(801)은 마이크로-전자기계 시스템(MEMS)을 정의한다.

설명의 명료함과 용이함을 위해, 단일 노즐 배열(801)의 구성 및 동작이 설명될 것이다.

상기 잉크젯 프린트 헤드 집적회로(74)는 1개의 P4M 12 볼트 CMOS 마이크로프로세싱 전자장치가 그 위에 장착되는 0.35 미크론의 실리콘층 기판(8015)을 포함한다.

실리콘 이산화물(또는 선택적으로 유리)층(8017)은 상기 기판(8015)상에 위치한다. 상기 실리콘 이산화물층(8017)은 CMOS 유전층들을 정의한다. CMOS 상부-레벨 금속은 상기 실리콘 이산화물층(8017)상에 위치한 1쌍의 정렬된 알루미늄 전극 접촉층들(8030)을 정의한다. 실리콘층 기판(8015)과 상기 실리콘 이산화물층(8017) 모두는 일반적으로 원형의 단면(평면에서의)을 갖는 잉크 입구 채널(8014)을 정의하기 위해 에칭된다. CMOS 금속 1, CMOS 금속 2/3 및 CMOS 상부 레벨 금속의 알루미늄 확산 배리어(8028)는 잉크 입구 채널(8014)의 주위의 실리콘 이산화물층(8017)에 위치한다. 상기 확산 배리어(8028)는 상기 드라이브 전자장치층(8017)의 CMOS 산화물층들을 통해 수산기 이온들의 확산을 억제하도록 한다.

실리콘 질화물층(8031)의 형태의 보호막층은 알루미늄 접촉층들(8030) 및 상 기 실리콘 이산화물층(8017)상에 위치한다. 상기 접촉층들(8030) 위에 위치한 상기 보호막층(8031)의 각 부분은 상기 접촉층들(8030)로의 액세스를 제공하기 위해 그안에 정의된 개구(8032)를 가진다.

상기 노즐 배열(801)은 고리 모양의 노즐벽(8033)에 의해 정의된 노즐 챔버(8029)를 포함하며, 이것은 노즐 루프(nozzle roof)(8034)에서의 상단과, 평면에서 원형인 방사상의 내부 노즐림(nozzle rim)(804)에서 끝난다. 상기 잉크 입구 채널(8014)은 상기 노즐 챔버(8029)와 유체 교환을 한다. 상기 노즐벽의 하단에는, 이동 밀봉립(moving seal lip)(8040)을 포함하는, 이동림(moving rim)(8010)이 배치되어 있다. 에워싸는 벽(8038)은 상기 이동 노즐의 주변을 둘러싸며, 상기 노즐이 도 27에 도시된 바와 같이 정지해 있을 때, 상기 이동림(moving rim)(8010)에 인접해 있는 정지된 밀봉립(8039)을 포함한다. 유동성의 밀봉(8011)은 상기 정지된 밀봉립(8039)과 상기 이동 밀봉립(moving seal lip)(8040) 사이에 고여 있는 잉크의 표면 장력에 기인하여 형성된다. 이것은 상기 에워싸는 벽(8038)과 상기 노즐벽(8033) 사이의 저저항 결합을 제공하면서, 상기 챔버로부터의 잉크의 손실을 방지해준다.

도 27은 또한 상기 노즐림(804) 주위의 루프에서 방사상으로 뻗어 있는 복수의 오목부들을 도시한다. 이 오목부들은 상기 노즐림(804)을 지나 빠져나가는 잉크의 결과로서의 방사상의 잉크 흐름을 포함한다.

상기 노즐벽(8033)은 실리콘 질화물의 상기 층(8031)에 부착된 베이스(8037)를 갖는 일반적으로 U-자 형태의 프로파일을 갖는 캐리어(8036)에 장착되는 레버 배열의 일부를 형성한다.

상기 레버 배열은, 또한 상기 노즐 벽들로부터 뻗어 있고, 측면의 스티프닝 빔(stiffening beam)(8022)을 포함하는 레버 암(8018)을 포함한다. 상기 레버 암(8018)은 1쌍의 수동 빔들(806)에 부착되며, 질화 티타늄(TiN)으로부터 형성되고, 상기 노즐 배열의 어느 한쪽에 위치한다. 상기 수동 빔들(806)의 타단들은 상기 캐리어(8036)에 부착된다.

상기 레버 암(8018)은, 또한 액튜에이터 빔(807)에 부착되며, 이것은 TiN으로부터 형성된다. 이것은 상기 액튜에이터 빔으로의 이 부착은 작으나 상기 수동 빔(806)으로의 부착보다 더 높은 임계적인 거리의 점에서 이루어짐을 주의해야 할 것이다.

상기 액튜에이터 빔(807)은 실질적으로 평면에서 U-자 형태이며, 전극(809)과 반대의 전극(8041)과의 사이의 전류 통로를 형성한다. 상기 전극들(809, 8041)중 각각은 전기적으로 상기 접촉층(8030)에서의 각각의 점들에 접속된다. 상기 접촉부들(809)을 통해 전기적으로 접속될 뿐만 아니라, 상기 액튜에이터 빔은, 또한 앵커(anchor, 808)에 기계적으로 앵커된다. 상기 노즐 배열이 동작중일 때, 상기 앵커(808)는 도 27의 좌측으로 상기 액튜에이터 빔(807)의 이동을 억제하기 위해 구성된다.

상기 액튜에이터 빔(807)에서의 상기 TiN 은 전도성이나, 상기 전극들(809, 8041) 사이에서 전류가 통할 때, 자체-가열을 경험하는 충분히 높은 전기적 저항을 가진다. 상기 수동 빔들(806)에는 전류가 흐르지 않으므로, 그것들은 확장하지 않 는다.

사용시, 정지 상태의 상기 장치에는 표면 장력의 영향하의 메니스커스(menis -cus, 803)를 정의하는 잉크(8013)가 채워진다. 상기 잉크는 상기 메니스커스에 의해 상기 챔버(8029)에 유지되며, 몇가지의 다른 물리적 영향의 비존재시, 일반적으로 누출되지 않을 것이다.

도 29에 도시된 바와 같이, 상기 노즐로부터 잉크를 분출하기 위해, 전류는 상기 접촉부들(809, 8041)사이를 흐르며, 상기 액튜에이터 빔(807)을 통과한다. 그 저항에 기인하는 상기 빔(807)의 자체-가열은 상기 빔의 확장을 야기시킨다. 상기 액튜에이터 빔(807)의 치수와 구성은 도 28 내지 도 30에 대한 수평 방향에서 대부분의 확장을 의미한다. 상기 확장은 상기 앵커(808)에 의해 좌측으로 억제되므로, 상기 레버 암(8018)의 근처의 상기 액튜에이터 빔(807)의 단부가 우측으로 추진된다.

상기 수동 빔들(806)의 비교적 수평적인 비유연성은 그것들의 상기 레버 암(8018)으로의 지나친 수평적인 이동을 방지한다. 그러나, 상기 레버 암으로의 상기 수동 빔들과 상기 액튜에이터 빔의 부착점들의 상대적인 변위는, 상기 레버 암(8018)이 일반적으로 하향 이동시키는 비틀림 이동을 야기시킨다. 상기 이동은 효율적으로 선회(pivoting)하거나 힌징(hinging)하는 이동이다. 그러나, 진짜 선회점의 비존재는 상기 회전이 거의 상기 수동적인 빔들(806)의 구부림에 의해 정의된 선회영역임을 의미한다.

상기 레버 암(8018)의 하향 이동(그리고 약간의 회전)은 상기 수동적인 빔 들(806)로부터 상기 노즐벽(8033)의 거리에 의해 증폭된다. 상기 노즐벽들 및 루프의 하향 이동은 상기 챔버(8029)내의 압력 증가를 야기시키며, 도 29에 도시된 바와 같이, 상기 메니스커스(meniscus)의 확장을 야기시킨다. 상기 잉크의 상기 표면장력은 유체 밀봉(8011)이 잉크의 누출없이 이러한 이동에 의해 신장됨을 의미한다.

도 30에 도시된 바와 같이, 적절한 시간에, 구동전류는 흐르지 않으며, 상기 액튜에이터 빔(807)은 신속히 냉각 및 수축한다. 상기 수축은 상기 레버 암이 정점으로의 그 복귀를 시작하도록 야기시키며, 이것은 차례로 상기 챔버(8029)내의 압력 감소를 야기시킨다. 상기 노즐 챔버(8029)의 상향 이동에 의해 야기된 증가하는 잉크의 운동량의 상호작용 및 그 고유 표면장력, 그리고 음(陰)의 압력은 상기 메니스커스가 인쇄 매체의 근처에서 접촉할 때까지 상향 이동을 계속하는 잉크 방울(802)을 정의하기 위하여, 상기 팽창하는 메니스커스의 박막화 및 스내핑(snapping)을 야기시킨다.

상기 방울(802)이 이탈한 직후, 메니스커스(803)는 도 30의 오목한 형태를 형성한다. 표면 장력은 잉크가 상기 입구(8014)를 통해 상향으로 흡수될 때까지 상기 챔버(8029)내의 압력이 비교적 낮게 유지되도록 야기시키며, 이것은 상기 노즐 배열 및 상기 잉크가 도 G의 정점으로 되돌린다.

9. 4 열 거품 액튜에이터

이제 본 발명에 적합한 다른 형태의 프린트 헤드 노즐 배열은 도 31을 참조 하여 설명될 것이다. 다시 한번, 설명의 명료함과 용이함을 위해, 단일 노즐 배열(1001)의 구성 및 동작이 설명될 것이다.

상기 노즐 배열(1001)은 그 안에 노즐(1003)을 갖는 노즐판(1002)을 포함하는 거품 형태 히터 요소 액튜에이터형의 것이며, 상기 노즐은 노즐림(1004)을 가지고, 개구(1005)는 상기 노즐판을 통해 뻗어 있다. 상기 노즐판(1002)은, 화학적 증착법(CVD)에 의해, 실질적으로 에칭되는 전기 방식(防蝕)용 물질위에 퇴적되는 질화 실리콘 구조로부터 에칭되는 플라즈마이다.

상기 노즐 배열은, 각각의 노즐(1003)에 대해, 상기 노즐판이 그 위에 지지되는 측벽들(1006), 상기 벽들 및 상기 노즐판(1002)에 의해 정의된 챔버(1007), 다중층 기판(1008)과 상기 다중층 기판을 통해 상기 기판의 원측(미도시)으로 뻗어 있는 입구 통로(1009)를 포함한다. 루프된 연장 히터 요소(1010)는 상기 챔버 (1007)내에 매달려 있어, 상기 요소가 매달린 빔의 형태로 있게 된다. 도시된 상기 노즐 배열은 마이크로 전자기계학적 시스템(MEMS) 구조이며, 이것은 석판 공정에 의해 형성된다.

상기 노즐 배열이 사용중일 때, 저장소(미도시)로부터의 잉크(1011)는 상기 입구 통로(1009)를 통해 상기 챔버(1007)로 들어가서, 상기 챔버는 채워지게 된다. 그후, 상기 히터 요소(1010)는 약 1 마이크로 초 이하의 시간 동안 가열되어, 상기 가열은 열 펄스의 형태로 된다. 상기 히터 요소(1010)는 상기 챔버(1007)에서 상기 잉크(1011)와 열접촉을 하여, 상기 요소가 가열될 때, 이것은 상기 잉크에서의 증기 거품들의 생성을 야기시킨다. 따라서, 상기 잉크(1011)는 거품형성 액체를 구성 한다.

상기 거품(1012)은, 일단 생성되면, 상기 챔버(1007)내의 압력의 증가를 야기시키며, 이것은 차례로 상기 노즐(1003)을 통한 상기 잉크(1011)의 방울(1016)의 분출을 야기시킨다. 방울의 잘못된 유도(misdirection)의 기회를 최소화시키기 위해, 상기 림(1004)은 그것이 분출되면서 상기 방울(1016)의 유도를 도와준다.

상기 입구 통로(1009)당 단지 하나의 노즐(1003) 및 챔버(1007)가 있는 이유는, 상기 챔버내에 생성된 압력파가, 상기 요소(1010)의 가열 및 거품(1012)의 형성시에, 인접한 챔버들과 그들의 해당 노즐들에 영향을 끼치지 않도록 하기 위함이다.

상기 챔버(1007)내의 압력의 증가는 잉크(1011)를 상기 노즐(1003)을 통해 밖으로 밀어낼 뿐만 아니라, 약간의 잉크를 상기 입구 통로(1009)를 통해 뒤로 끌어당긴다. 그러나, 상기 입구 통로(1009)는 거의 200-300 미크론의 길이이며, 단지 거의 16 미크론의 직경이다. 그러므로, 실질적인 점착성 드래그(drag)가 있다. 결과적으로, 상기 챔버(1007)내에서 압력 증가의 현저한 효과는 상기 입구 통로 (1009)를 통해 다시 끌어당기는 것보다는 오히려, 분출된 방울(1016)로서 상기 노즐(1003)을 통한 잉크의 분출을 강화시킨다.

도 31에 도시된 바대로, 분출되고 있는 상기 잉크 방울(1016)은 상기 방울이 중지되기전 그 "넥킹 페이즈(necking phase)" 동안에 도시된다. 이 단계에서, 상기 거품(1012)은 이미 그 최대 크기에 도달하였으며, 그 다음으로, 와해점(1017)쪽으로 터지기 시작했다.

상기 와해점(1017)쪽으로 상기 거품(1012)의 와해는 어느 정도의 잉크(1011가 노즐(1003)내부로부터(상기 강하의 측면들(1018)로부터) 흡입되게, 그리고 상기 와해점쪽으로 상기 입구 통로(1009)로부터의 어느 정도의 잉크가 흡입되게 한다. 이러한 방식으로 흡입된 대부분의 잉크(1011)는 상기 노즐(1003)로부터 흡입되며, 그 중지전 상기 방울(1016)의 기저부에 고리 모양의 넥(neck, 1019)을 형성한다.

상기 방울(1016)은, 중지하기 위하여, 표면장력을 극복하는 일정한 운동량을 요구한다. 잉크(1011)가 상기 거품(1012)의 와해에 의해 상기 노즐(1003)로부터 흡입되므로, 상기 넥(neck, 1019)의 직경은 감소함으로써 상기 방울을 잡고 있는 전체 표면장력의 양을 감소시켜, 상기 노즐로부터 분출되는 상기 방울의 운동량이 상기 방울이 중지하는 것을 허용하도록 충분하다.

상기 방울(1016)이 중지할 때, 상기 거품(1012)이 상기 와해점(1017)으로 와해하면서, 진공력(cavitation force)은 화살표들(1020)에 의해 표시된 바와 같이 야기된다. 상기 진공이 영향을 가질 수 있는 상기 와해점(1017)의 근처에 실표면들이 없음을 유의할 것이다.

9.5 제어회로

상기 프린트 헤드 집적회로들(74)(도 22 참조)은, 상기 집적회로들의 길이와 필요한 바람직한 인쇄 속성들에 의존하여, 그 표면을 따라 배열된 5000개 내지 100,000개의 상기 잉크 전달 노즐들을 가질 수도 있다. 예컨대, 좁은 매체에 대해 원하는 인쇄 결과를 성취하기 위해 상기 프린트 헤드 어셈블리의 표면을 따라 배열 된 5000개의 노즐들을 필요로만 하는 것이 가능할 수도 있는 반면, 더 넓은 매체에 대해 원하는 인쇄 결과를 성취하기 위해 최소한 10,000, 20,000, 또는 50,000개의 노즐들이 상기 프린트 헤드 어셈블리의 길이를 따라 제공될 필요가 있을 수도 있다. 1600 dpi에서나 그 부근에서 A4 나 미국 편지지 크기의 매체상에 완전한 칼러 품질 이미지들을 인쇄하기 위해, 상기 집적회로들(74)은 컬러당 13824 개의 노즐들을 가질 수도 있다. 상기 프린트 헤드 어셈블리(22)가 4색(C, M, Y, K)으로의 인쇄가 가능한 경우, 상기 집적회로들(74)은 그 표면을 따라 배치된 53396 개 근처의 노즐들을 가질 수도 있다. 유사하게, 만일 상기 프린트 헤드 어셈블리(22)가 6개의 인쇄 유체들(C, M, Y, K, IR 및 염료)을 인쇄 가능하다면, 이것은 상기 집적회로들(74)의 표면상에 제공되는 82944 개의 노즐들을 초래할 수도 있다. 이러한 모든 배열들에서, 각 노즐을 지지하는 전자장치들은 동일하다.

개별적인 잉크 전달 노즐 배열들이 상기 프린트 헤드 어셈블리(22)내에서 제어될 수도 있는 방식은 이제 도 32 내지 도 34를 참조하여 설명될 것이다.

도 32는 상기 집적회로(74)와 프린트 엔진(1)의 제어전자장치들내에 제공된 프린트 엔진 컨트롤러(PEC)로의 연결들의 개략도이다. 상기한 바대로, 집적회로(74)는 각 노즐을 분출하기 위해 반복된 로직을 포함하는 노즐 코어 어레이(901), 및 상기 노즐들을 분출하기 위해 타이밍 신호들을 발생하는 노즐 제어로직(902)을 포함한다. 상기 노즐 제어로직(902)은 고속 링크를 통해 상기 PEC로부터 데이터를 수신한다.

상기 노즐 제어로직(902)은, 링크를 통해, 인쇄를 위한 노즐 어레이 코 어(nozzle array core)로 직렬 데이터를 전송하도록 구성되며, 이것은 전기 커넥터의 형태일 수도 있다. 노즐 어레이 코어(901)에 관한 상태 및 다른 동작 정보는 다른 링크(908)를 통해 상기 노즐 제어로직(902)으로 다시 통신되며, 이것은 또한, 전기적 커넥터상에 제공될 수도 있다.

상기 노즐 어레이 코어(901)는 도 33 및 도 34에 보다 상세히 도시되어 있다. 도 33에서, 상기 노즐 어레이 코어(901)가 노즐 칼럼들(911)의 어레이를 포함하는 것을 볼 수 있다. 상기 어레이는 파이어(fire)/선택 시프트 레지스터(912)와 6 컬러까지의 채널들을 포함하며, 그 각각은 해당 도트 시프트 레지스터(913)에 의해 표시된다.

도 34에 도시된 바와 같이, 상기 분출/선택 시프트 레지스터(912)는 순방향 통로 분출 시프트 레지스터(930), 역방향 통로 분출 시프트 레지스터(931), 및 선택 시프트 레지스터(932)를 포함한다. 각 도트 시프트 레지스터(913)는 홀수 도트 시프트 레지스터(933) 및 짝수 도트 시프트 레지스터(934)를 포함한다. 상기 홀수 및 짝수 도트 시프트 레지스터들(933, 934)은 일단에 접속되어 데이터가 상기 홀수 도트 시프트 레지스터(933)를 통해 한 방향으로 클록된 다음, 상기 짝수 도트 시프트 레지스터(934)를 통해 역방향으로 클록된다. 모든 그러나 최종 짝수 도트 시프트 레지스터의 출력은 멀티플렉서(935)의 1개의 입력으로 공급된다. 상기 멀티플렉서의 이 입력은 생산후 검사 동안 신호(코어스캔)에 의해 선택된다. 정상 동작에서, 상기 코어스캔(corescan) 신호는 상기 멀티플렉서(935)의 다른 입력으로 공급된 도트 데이터 입력 Dot[x]을 선택한다. 이것은 각 컬러에 대하여 Dot[x]가 각각 의 도트 시프트 레지스터들(913)로 공급되도록 한다(도 33 참조).

이제 단일 칼럼 N이 도 35를 참조하여 설명될 것이다. 도시된 실시예에서, 상기 칼럼 N은 6개의 도트 시프트 레지스터들중 각각에 대한 홀수 데이터값(936)과 짝수 데이터값(937)을 포함하는 12개의 데이터값들을 포함한다. 또한, 칼럼 N은 상기 순방향 분출 시프트 레지스터(930)로부터의 홀수 분출값(938)과 상기 역방향 분출 시프트 레지스터(931)로부터의 짝수 분출값(939)을 포함하며, 이것들은 멀티플렉서(940)로의 입력들로 공급된다. 상기 멀티플렉서(940)의 출력은 상기 선택 시프트 레지스터(932)에서 상기 선택값(941)에 의해 제어된다. 상기 선택값이 0일때, 상기 홀수 분출값은 출력이며, 상기 선택값이 1일때, 상기 짝수 분출값은 출력이다.

상기 홀수 데이터값(936)과 짝수 데이터값(937)중 각각은 해당 홀수 및 짝수 도트 래치들(942, 943)로 입력으로서 각각 제공된다.

각각의 도트 래치와 그 연관된 데이터값은 유닛셀을 형성한다. 유닛셀(944)의 자세한 사항들은 도 35에 보다 자세히 도시되어 있다. 상기 도트 래치(942)는 상기 데이터값(936)의 출력을 받는 D-형 플립플롭(946)이며, 이것은 상기 홀수 도트 시프트 레지스터(933)의 요소를 형성하는 D-형 플립플롭(946)에 의해 유지된다(도 34 참조). 상기 플립플롭(946)으로의 데이터 입력은 상기 홀수 도트 시프트 레지스터에서 이전의 요소의 출력으로부터 제공된다(고려중의 상기 요소가 상기 시프트 레지스터에서의 제2 요소가 아닌 한, 그 경우에 그 입력은 Dot[x] 값이다). 데이터는, LsyncL 상에 제공된 음의 펄스의 수신시에, 플립플롭(946)의 출력으로부터 래치(942)로 클록된다.

래치(942)의 출력은 3-입력 AND 게이트(945)로의 입력들중 하나로서 제공된다. AND 게이트(945)로의 다른 입력들은 Fr 신호(멀티플렉서(940)의 출력으로부터(도 34 참조)) 및 펄스 프로파일 신호 Pr 이다. 노즐의 분출시간은 상기 펄스 프로파일 신호 Pr 에 의해 제어되며, 예컨대, 저전력 공급에 기인하여 발생하는 저압 상태를 고려하도록 연장될 수 있다(제거 가능한 전력 공급(밧데리) 실시예에서). 이것은 잉크가 분출되자마자 비교적 일정한 양의 잉크가 효율적으로 각 노즐로부터 분출되는 것을 확실하게 한다. 설명된 상기 실시예에서, 상기 프로파일 신호 Pr 는 각 도트 시프트 레지스터에 대해 동일하며, 이것은 복잡성, 비용 및 기능 사이의 균형을 제공한다. 그러나, 다른 실시예들에서, 상기 Pr 신호는 전체적으로 인가될수 있거나(즉, 모든 노즐들에 대해 동일함), 개별적으로 각 유닛 셀로 또는 각 노즐로 맞추어질 수 있다.

일단 상기 데이터가 상기 래치(942)로 인가되면, 상기 분출 인에이블 Fr 과 펄스 프로파일 Pr 신호들은 AND 게이트(945)에 인가되며, 상기 노즐이 로직 1을 포함하는 각 래치(942)에 대한 잉크의 점을 분출하기 위해 트리거하도록 결합한다.

각 노즐 채널에 대한 상기 신호들은 다음의 표에 요약되어 있다.

도 35에 도시된 바대로, 상기 분출 신호들 Fr 은, 현재의 칼럼에서의 1개의 컬러의 분출과, 다음 칼럼에서의 다음 컬러의 분출, 등등을 가능하게 하기 위해, 대각선 방향으로 향하게 된다. 이것은 시간-지연된 양식으로 6칼럼들에 대해 그것을 분사함으로써 현재의 요구사항을 평균화한다.

다양한 시프트 레지스터들을 형성하는 상기 도트 래치들 및 상기 래치들은 본 실시예에서 완전히 정적(淨的)이며, CMOS-기본이다. 래치들의 디자인 및 구성은 집적회로 공학 및 디자인의 기술 분야에 숙련된 자들에게 아주 잘 알려져 있으므로, 이 문서에서 자세히는 설명되지 않을 것이다.

상기 노즐 속도는 약 60 ppm으로 인쇄할 수 있는 프린터용으로 20 kHz 정도, 그리고 더 빠른 속도일 수도 있다. 이 범위의 노즐 속도에서 전체의 프린트 헤드 어셈블리(도 22 참조)에 의해 분출될 수 있는 잉크양은 최소한 초당 50 밀리온 방울들(million drops)이다. 그러나, 최소한 초당 100 밀리온 방울들(million drops) 속도로 고속 및 고품질의 인쇄를 제공하기 위해 노즐들의 수가 증가하기 때문에, 바람직하게는 최소한 초당 500 밀리온 방울들(million drops) 속도 및 더욱 바람직하게는 최소한 초당 1 빌리온 방울들(billion drops)로 전달될 수도 있다. 이러한 속도로, 잉크의 강하는 약 방울당 250 나노주울(nanojoules)의 최대 강하 분출 에너지를 갖는 노즐들에 의해 분출된다.

결과적으로, 이들 속도로 인쇄를 수반하기 위해, 상기 제어전자장치들은 노즐이 동등한 비율로 잉크의 강하를 분출하는지의 여부를 결정할 수 있어야 한다. 이점에서, 어떤 경우에는 상기 제어전자장치들은 노즐이 최소한 초당 50 밀리온 디터미네이션(determinations)의 비율로 잉크의 강하를 분출하는지의 여부를 결정할 수 있어야 한다. 이것은 최소한 초당 100 밀리온 디터미네이션(determinations) 또는 최소한 초당 500 밀리온 디터미네이션(determinations)의 비율로 증가할 수도 있고, 많은 경우엔 더욱 빠른 고속의, 더욱 양질의 고품질 인쇄 응용을 위해 최소한 초당 1 빌리온 디터미네이션(determinations)의 비율로 증가할 수도 있다.

노즐 분출속도 및 인쇄속도와 함께 상기 프린트 헤드 어셈블리상에 제공된 노즐들의 수는 최소한 초당 50 cm² 의 면적 인쇄속도를 초래하며, 그리고 상기 인쇄속도에 의존하여, 최소한 초당 100 cm² 의 면적 인쇄속도, 바람직하게는 최소한 초당 200 cm² 의 면적 인쇄속도, 그리고 더욱 바람직하게는 더욱 빠른 고속에서의 최소한 초당 500 cm² 의 면적 인쇄속도를 초래한다. 상기 배열 구조는 종래의 프린터 들에서는 이미 얻어질 수 없는 속도로 매체의 면적을 인쇄할 수 있는 프린터를 제공한다.

10. 복호기 구조

클록 속도와 전력 소비를 최소화하고자 하는 바램은 전용 복호기 구성에 동기를 부여한다. 반대로, 복잡성을 최소화하고자 하는 바램은 완전히 ALU-기반의 복호기 구성에 동기를 부여한다. ALU 와 전용 블록들 모두를 포함하는 복합 구성과 같은, 이러한 2개의 극단간의 다양한 절충적인 구성들이 존재한다.

또한, ALU-기반의 복호기는, 즉, 부가적인 호스트 컨트롤러가 없는 경우엔, 판독기 및 복호기 소프트웨어뿐만 아니라 제품 응용 소프트웨어를 실행하는 ALU 를 갖는, 단일-칩 제품을 수행하는데 사용될 수 있다. 선택적으로, 상기 복호기는 더욱 큰 응용-전용 집적회로(ASIC) 또는 시스템-온-칩(SoC)에서 블록으로서 포함된다. 이것은 10.2 절에서 설명된다.

식 116은 상기 복호기가 비트값들을 보간 및 해독하는 비율 r_d 을 나타낸다. 상기 복호기가 모든 주사선을 처리하기 때문에, 상기 비율 r_d' 은 비율 r_d 보다 팩터 N 만큼 더 높다:

(식 126)

상기 복호기에 의해 수행된 2개의 가장 요구되는 작업들은 클록 트랙킹 및 데이터 복호이다. 데이터 복호는 비교적 간단하지만, 상기 평균 데이터율들 r_d 및 r_d' 에서 수행되어야 한다. 클록 트랙킹은 보다 복잡하지만, 그것은 공간적으로 배치되기 때문에, 블록폭에 해당하는 라인 시간에 대하여 아모타이즈(amortise)될 수 있다. 더욱 높은 클록율은 분명히 선택적으로 또는 부가적으로 상기 블록폭에 대해 클록 트랙킹을 아모타이징(amortising)하는데 사용될 수 있다.

예상된 클록 변화는 저주파수의 것이기 때문에, 상기 PLL 들이 그 주사선에 대해 업데이트되는 동안에서도, 데이터 클록 PLL 들은 주어진 주사선에 대한 클록 추정치들을 제공하기 위해 미리 사용될 수 있다.

데이터 유사가 없다고 가정하면, 그러므로, r_d' 은 전용 복호기의 상기 클록 속도 r_c 에 대한 최소값을 정의한다.

(식 127)

ALU-기반 복호기의 최소 클록속도는 여전히 더욱 높고, 그 지시 세트와 그것이 얼마 만큼의 전용 블록들을 포함하는지의 여부의 함수이다.

ALU-기반 복호기가 명백하게 소프트웨어에서의 복호 알고리즘을 수행하기 때문에, 이 절의 나머지는 전용 복호기 디자인을 설명한다. 이 전용 복호기 디자인의 블록들은 복합 디자인을 생산하는데 사용될 수 있다.

도 36은 Mnem 판독기의 본문에서의 상기 복호기(714)의 고레벨 블록도이다. 상기 복호기는 컨트롤러(720), 로 복호기(raw decoder, 721), 및 여분 복호기(722)를 포함한다. 상기 컨트롤러는, 제1 로 복호 단계 동안, 외부 주변장치들을 상기 로 복호기(raw decoder)와 동기적으로 제어하며, 선택적인 제2 여분 복호 단계 동안 상기 여분 복호기를 제어한다.

주사 동안, 상기 컨트롤러는 라인 클록을 발생하며, 상기 라인 클록으로부터 범용 I/O 인터페이스(GPIO, 723)를 통해 상기 내부의 로 복호기(raw decoder, 721)뿐만 아니라, 상기 조명 LED들(710), 상기 이미지 센서(711), 및 상기 운송 모터(713)를 제어하는 제어신호들을 유도한다.

상기 복호기(721)는 상기 이미지 센서(711)로부터, 이미지 센서 판독율 r_i에서 이미지 센서 인터페이스(724)를 통해 입력라인 버퍼(725)로, 픽셀-폭(즉, 전형적으로 8-비트 너비) 샘플들을 습득한다. 상기 복호기는 3개의 입력라인 버퍼들을 유지하며, 다음의 라인들상에서 그들 사이에서 교번한다. 임의의 주어진 라인상에서, 1개의 버퍼는 상기 이미지 센서 인터페이스(724)로부터 기록되어지며, 2개의 버퍼들은 상기 로 복호기(raw decoder, 721)에 의해 판독되어진다. 7.3 절에 논의된 판독 기능의 고려에 기인하여, 상기 이미지 센서 판독율 r_i 은 일반적으로 평균 주사 데이터율

(39) 보다 더 높으며, 이것은 차례로 상기 복호기 클록속도 r_c 보다 팩터 N 이하 만큼 더욱 높다(식 126 과 식 127을 참조).

주사 동안, 상기 로 복호기(raw decoder, 721)는 주사 데이터 라인을 라인에 의해 복호하며, 메모리 인터페이스(726)를 통해, 복호된 로 데이터를 외부 메모 리(715)에 기록한다.

만일 상기 복호기가 여분 복호를 수행하도록 구성되면, 상기 주사가 완료된후, 상기 컨트롤러는 여분 복호를 수행하기 위해 상기 여분 복호기(722)를 신호 제어한다. 상기 여분 복호기는 외부 메모리(715)로부터 로 데이터를 판독하며, 보정된 데이터를 다시 외부 메모리에 기록한다.

만일 상기 복호기가 종료시에 상기 호스트 컨트롤러를 인터럽트하도록 구성되면, 복호가 완료된 후, 상기 컨트롤러는 인터럽트 인터페이스(727)를 통해 상기 호스트 컨트롤러를 신호 제어한다.

상기 복호기는 직렬 인터페이스(729)를 통해 구성 레지스터들(728)에 대한 판독-기록 액세스 및 상태 레지스터들(728)에 대한 판독 액세스를 상기 호스트 컨트롤러에 공급한다.

도 37은 상기 로 복호기(raw decoder)의 고레벨 블록도이다. 상기 로 복호기(raw decoder)는 3.1 절에 설명된 상태 기계를 동작시키는 블록 복호기(730)를 포함한다. 상기 블록이 주사선을 처리하면서, 그것은 각 블록 칼럼과 차례로 연관된 내부 메모리에서의 블록 상태(731)를 나타낸다.

상기 블록 복호기(730)는 상기 파일럿을 습득하고 등록 클록들을 트랙하기 위해 공유된 PLL(732)을 사용한다. 이것은 상기 데이터 클록들 및 그들의 연관된 정렬 라인들을 트랙하기 위해 클록 복호기(733)를 사용한다. 이것은 지명 부호화 로케이션들을 생성하고 해독되지 않은 비트값들을 보간 및 스레숄딩(threshold)하기 위해 데이터 복호기(736)를 사용한다. 이것은 해독되지 않은 비트값들로부터 해 독된 비트값들을 생성하기 위해 비트 해독기(739)를 사용한다. 이것은 해독된 로 데이터 워드들을 외부 메모리(715)에 쏟아내기 위해 칼럼 플러셔(column flusher, 740)를 사용한다.

상기 클록 복호기(733)는 4 절에 설명된 데이터 클록 트랙킹 알고리즘을 수행한다. 이것은 현재의 블록내의 현재의 데이터 클록과 연관된 내부 메모리에서의 클록 상태(734)를 나타낸다. 상기 클록 복호기는 2개의 데이터 클록들에 근거한 주사공간 변환에 대한 블록 공간을 발생하는 변환 생성기(735)를 사용한다.

상기 PLL(732)은 공유되고 다용도용이다. 이것은 6절에 설명된 바와 같은 디지털 PLL을 수행한다. 이것은, 현재의 블록 상태(731) 또는 현재의 클록 상태(734)의 일부로서 유지된, 적절한 클록의 상기 PLL 상태에서 동작한다.

상기 데이터 복호기(736)는 3.1.3절에 설명된 해독되지 않은 비트 복호화 알고리즘을 수행한다. 이것은 현재의 블록내의 현재의 칼럼과 연관된 내부 메모리에서의 칼럼 상태(737)를 나타내며, 상기 현재의 블록, 현재의 해상도와 외부 메모리로의 플러싱(flushing)과 연관된 출력 버퍼(738)내의 현재의 칼럼에 해독되지 않은 비트값들을 기록한다. 상기 데이터 복호기(736)는 연속적인 지명(candidate) 비트 부호화 로케이션들의 좌표들을 발생하기 위해 상기 변환 생성기(735)에 의해 발생된 주사공간 변환에 대한 상기 블록 공간을 사용한다.

상기 변환 생성기(735)는 5절에 설명된 알고리즘을 수행한다.

상기 비트 리졸버(bit resolver, 739)는 3.1.3절에 설명된 비트 해상도 알고리즘을 수행한다. 이것은 현재의 블록과 연관된 상기 출력 버퍼내의 현재의 칼럼 이전에 칼럼내의 비트값들을 해독한다.

상기 칼럼 플러셔(column flusher, 740)는, 3.1.3절에 설명된 바와 같이, 각 데이터 칼럼에 대한 출력 어드레스를 발생하기 위해 어드레스 생성기(741)를 사용한다. 만일 여분 복호가 가능하면, 상기 칼럼 플러셔는 비트스트림 파라미터 칼럼 데이터를 개별적인 외부 메모리 영역에 기록한다.

도 38은 상기 여분 복호기의 고레벨 블록도이다. 이것은 CRC-부호화된 파라미터로부터 비트스트림 파라미터들을 추출하는 파라미터 복호기(750), 및 상기 로 데이터와 연관된 리드-솔로몬 여분 데이터를 통해 상기 로 데이터에서의 오류들을 보정하는 비트스트림 복호기(752)를 포함한다.

상기 파라미터 복호기(750)는 3.2.1절에 설명된 알고리즘을 수행한다. 이것은 상기 메모리 인터페이스(726)를 통해 외부 메모리(715)로부터 CRC-부호화된 비트스트림 파라미터 데이터를 판독한다. 이것은 상기 파라미터 복호기(750)가 유효한 파라미터 데이터를 검출하도록 허용하는 CRC 들을 발생하기 위해 CRC 생성기(751)를 사용한다.

일단 파라미터 복호기(750)가 유효한 비트스트림 파라미터들을 얻는다면, 그것은 상기 로 데이터에서의 오류들을 보정하기 위해 상기 비트스트림 복호기(752)를 신호 처리한다. 상기 비트스트림 복호기(752)는 3.2.2절에 설명된 알고리즘을 수행한다. 이것은, 외부 메모리(715)로부터 판독되는 동안, 각 코드워드의 분배된 로 데이터와 그 연관된 여분 데이터를 삽입하는 코드워드 인터리버 (codeword interleaver, 754), 상기 코드워드에서의 오류들을 보정하는 리드-솔로몬 복호 기(753), 보정된 로 데이터를 다시 그 분배된 로케이션들에 기록하는 코드워드 디-인터리버 (codeword de-interleaver, 756)를 사용한다.

상기 인터리버(interleaver, 754)와 디-인터리버(de-interleaver, 756)는 어드레스 생성기(755)를 공유하며, 이것은 코드워드 기호들의 분배된 바이트 어드레스들을 발생시킨다.

상기 복호기는 필요한대로 오프-더-쉘프(off-the-shelf) 기능 블록들을 활용할 수도 있다. 예컨대, 2002년 3월 14일의 질링크스, 리드-솔로몬 복호기 V3.0 (X -ilinx, Reed-Solomon Decoder V3.0, 14 March 2002)와 같은, CCSDS 코드들을 지원하는 리드-솔로몬 복호기 블록들이 널리 유용하다.

10.1 내부 메모리 추정치들

상기 복호기는 이미지 센서 입력을 버퍼하는 3개의 주사선 버퍼들을 사용한다. 8-비트 샘플들을 가정하면, 각 주사 버퍼의 크기 z_i 는 다음과 같이 정의된다.

(식 128)

상기 복호기는 워드-폭이 외부 메모리에 기록하는 동안 해독된 출력 비트들을 버퍼하기 위하여 데이터 칼럼당 워드-폭 출력 버퍼를 사용한다. w 비트들의 출력워드 크기를 가정하면, 상기 출력 버퍼의 크기 z_o 는 거의 다음과 같이 정의된다.

(식 129)

또한, 상기 복호기는 2개의 해독되지 않은 비트값들을 버퍼하며, 그 각각의 비트값은, 데이터 칼럼당, 2-비트값으로 표시된다.

그러므로, 블록 상태를 무시하는, 상기 복호기의 내부 메모리의 전체 크기 z_t 는 다음과 같이 정의된다.

(식 130)

10.2 복호기 구성

상기 복호기는 독립형의 ASIC으로 구성될 수도 있거나 더욱 큰 ASIC 이나 SoC 에서의 블록으로서 포함될 수도 있다.

이미 설명된 바와 같이, 상기 복호기는 그 레지스터들을 통해 다양한 Mnem 구성들을 복호하도록 동적으로 구성될 수도 있다. 상기 복호화 파라미터들은, 또한 적합한 디폴트값들(default values)을 갖도록 정적으로 구성될 수도 있다.

상기 복호기의 디자인은 매체 크기와 형태, 복호 시간, 클록 속도 및 전력 소비의 개념으로 크기 조정 가능하지만, 특정한 복호기 수행의 능력들은 그 내부 버퍼들의 그 최대 클록속도와 크기에 의해 제한된다.

재사용 가능한 블록으로서 설계되기 위해, 상기 복호기가 다른 버퍼 메모리 크기들로서 용이하게 재사용되도록, 상기 복호기의 내부 버퍼 메모리는 상기 복호기 자체로부터 잘 분리되어있다.

11. 샘플 MNEM 구성들

11.1 3.5" × 2.5" 플레잉 카드( Playing Card )

표 4. 가변 파라미터들

11.2 멤젯(Memjet)을 사용하여 인쇄된 것

표 5. 선택된 유도 파라미터들

11.3 6" × 4" 포토 ( photo )

표 6. 가변 파라미터들

11.4 멤젯(Memjet)을 사용하여 인쇄된 것

표 7. 선택된 유도 파라미터들

12. 비트-부호화 값에 대한 오점의 영향

도 39는 그 8개의 주위의 비트-부호화 로케이션들이 모두 표시되는 비어있는 비트-부호화 로케이션을 도시한다. 이 도시된 마크 직경은 최대 허용치이다. 이 배열 구조는 중앙의 비트-부호화 로케이션의 이미지된 그레이스케일(grayscale) 값에 대한 이웃하는 마크들의 최악의 경우의 효과를 야기한다.

도 39의 상기 마크들은 얼룩이 지지 않는다. 상기 오점의 효과는 다음의 도면들에 전개된다.

도 40은 모든 가능한 이웃의 마크 배열들에 대한 중앙의 비트-부호화 로케이션의 이미지된 그레이스케일(grayscale) 값의 막대 그래프이며, 오점이 없는 경우, 중앙 마크(검정색 바) 및 중앙 홀(회색 바들) 모두에 대한 중앙의 비트-부호화 로케이션의 이미지된 그레이스케일(grayscale) 값의 막대 그래프를 도시하고 있다.

상기 막대 그래프를 계산하기 위하여, 블록 공간은 23 : 1 로 슈퍼샘플(super-sample) 된다. 상기 이미지된 그레이스케일(grayscale) 값은 상기 중앙의 비트-부호화 로케이션상에 중심을 둔 블록-공간 유닛 스퀘어내의 상기 슈퍼샘플(supersample)된 이미지를 평균함으로써 계산된다. 오점은 저역 박스 필터(low-pass box filter)를 사용하여 계산된다.

도 41 및 도 43은 오점의 증가량을 갖는 도 20의 배열 구조를 도시한다. 도 42 및 도 44는 오점의 해당 양들로 계산된, 모든 가능한 이웃하는 마크 배열 구조들에 대한 상기 중앙의 비트-부호화 로케이션의 상기 이미지된 그레이스케일(grayscale) 값의 막대 그래프이다.

상기 막대 그래프들에 도시된 바와 같이, 이미지 오점이 마크를 나타내는 가능값들의 범위와 홀(hole)을 나타내는 가능값들의 범위 사이의 분리를 증가시킴에 따라, 0으로 감소한다.

홀 명암도 분포들에서의 5개의 명료한 모드들은 상기 중앙의 비트-부호화 로케이션에 직접적으로 인접한 비트-부호화 로케이션들에서 마크들의 5개의 가능한 결합들에 상응한다. 대각선 방향으로 인접한 비트-부호화 로케이션들에서의 마크들은 더욱 작은 효과를 가진다.

13. 초기의 도트카드 디자인( DotCard Design )에 관하여

13. 1 로 데이터층( Raw Data Layer )

상기 Mnem 로 데이터층(Raw Data Layer)은, 블록 검출 및 y 등록에 대한 파일럿 시퀀스, 및 x 등록에 대한 다중 해상도 등록 트랙을 사용하여, 블록 x 등록으로부터 블록 검출 및 y 등록을 분리시킨다. 도트카드의 2-차원 타겟들과 비교해 볼때, 이 구조는 복호를 단순화시키며 보다 풍부하며 튼튼하다.

13.2 고장오차허용성 층

상기 Mnem 고장오차허용성 층은 리드-솔로몬 복호 이전에 파라미터 복호를 가능하게 하기 위해 복제된 비트스트림 파라미터 데이터상의 CRC 들을 사용한다. 이것은 가변-길이 비트스트림들의 최적의 인터리빙을 허용하며, 원위치에 리드-솔로몬 복호를 허용한다(아래 참조).

상기 Mnem 고장오차허용성 층은 도트카드보다 상당히 적은 리드-솔로몬 여분(15% 대 50%)를 사용한다. 이것은 데이터 밀도를 증가시키고 복호를 단순화시킨다.

13.3 복호 알고리즘

상기 Mnem 복호 알고리즘은 몇가지 방식에서 도트카드 복호 알고리즘과 다르며, 이것의 모든 것들은, 또한, 도트카드 복호에 적용 가능하다.

상기 Mnem 알고리즘은 프린트라인 복호보다 오히려 주사선 복호를 사용한다. 주사선 복호는 주사선을 횡단함으로써 데이터를 추출하는 반면, 프린트라인 복호는 프린트라인을 횡단함으로써, 즉, 상기 프린트라인이 교차하는 모든 주사선들을 찾아감으로써, 데이터를 추출한다. 주사선 복호는 로 스캔 데이터(raw scan data)에 대한 오프-칩 버퍼링(off-chip buffering)이 없이 상기 Mnem 알고리즘이 동작하도록 허용하며, 외부 메모리 필요조건들 및 메모리 대역폭을 상당히 감소시킨다.

프린트라인 복호는 (작은 각들에 대한) 상기 블록의 최대 회전 및 매체 폭의 제곱(이것은 몇가지 부가적인 복호 복잡성을 갖는 상기 블록 폭의 제곱으로 감소될 수 있음)에 비례한 외부 메모리의 양을 필요로 한다. 원래의 도트카드 연구에서 가정된 2.2 인치의 매체 폭 및 1 도(1°)의 최대 블록 회전에 대해, 그 디자인은 상기 상호 참조자료에 나열된 일련의 특허받은 특허들 및 계류중인 특허 출원들에 공개되어져 있으며, 프린트라인 복호는 약 2 MB의 일시적인 스캔 메모리를 필요로 한다. 4 인치의 매체 폭에 대해, 프린트라인 복호는 약 6.7 MB의 일시적인 스캔 메모 리를 필요로 한다. 주사선 복호는 일정한 인쇄속도를 가정하는 반면, 프린트라인 복호는 일정한 주사속도를 가정한다.

도 1은 Mnem 부호화층들의 배열의 일예를 도시한 도면,

도 2는 Mnem 공간에서, n 블록들의 m 열들을 갖는 Mnem 영역의 배열의 일예를 도시한 도면,

도 3은 블록 공간에서의 블록 구조의 배열의 일예를 도시한 도면,

도 4는 유닛 블록-공간 그리드상의 마크(좌측)의 최소 범위 및 마크(우측)의 최대 범위의 일예를 도시한 도면,

도 5는 블록 칼럼(column) 상태 기계의 일예를 도시한 도면,

도 6은 주사 공간에서 회전된 블록의 일예를 도시한 도면,

도 7은 파일럿 포착점들을 나타내는, 주사 공간에서 회전된 상기 블록의 일예를 도시한 도면,

도 8은 데이터 복호 과정의 일예를 도시한 순서도,

도 9는 여분 복호 과정의 일예를 도시한 순서도,

도 10은 비트스트림 파라미터들 복호 과정의 일예를 도시한 순서도,

도 11은 비트스트림 복호 과정의 일예를 도시한 순서도,

도 12는 현재의 주사선과 데이터 클록들 사이의 교차점들을 나타내는 주사 공간에서의 회전된 블록의 일예를 도시한 도면,

도 13은 불연속적인 시간 디지털 PLL의 일예를 도시한 블록도,

도 14는 Mnem 판독기의 일예를 도시한 고레벨 블록도,

도 15는 매체 검출, 이미지 감지 및 운송의 일예의 개략도,

도 16은 집적 이미지 센서를 갖는 멤젯(Memjet) 프린트 헤드의 물리적인 상세도,

도 17은 도 16의 상기 프린트 헤드 및 집적 이미지 센서의 논리도,

도 18은 능동 픽셀 센서의 일예의 개략도,

도 19는 폐쇄된 능동 픽셀 센서의 일예의 개략도,

도 20은 더욱 넓은 멀티-세크먼트 장치를 형성하기 위해 인접된 3개의 IC 세크먼트들의 일예의 개략도,

도 21은 동일한 운송장치를 관통하는 매체를 인쇄 또는 주사하기 위해 패키지되어 장착된 상기 프린트 헤드 IC의 일예의 개략도,

도 22는 MEMJET^TM 프린트 헤드의 일예의 전개된 개략 사시도,

도 23은 그 조립된 형태 및 정상 오리엔테이션(orientation)의 도 22의 프린트 헤드 조립체의 개략적인 단면도,

도 24는 도 22의 상기 프린트 헤드 IC의 개략적인 평면도,

도 25는 프린트 헤드 IC들의 연결의 일예의 개략적인 평면도,

도 26은 프린트 헤드 IC들의 일예의 개략적인 하면도,

도 27은 프린트 헤드 노즐의 일예의 개략적인 사시도,

도 28 내지 도 30은 도 27의 상기 프린트 헤드 노즐의 개략적인 측면도들,

도 31은 프린트 헤드 노즐의 제2 실시예의 개략적인 측면도,

도 32는 집적회로와 상기 프린트 엔진 컨트롤러(PEC)로의 그 연결의 일예의 개략도,

도 33은 노즐 칼럼(nozzle column) 배열의 일예의 도면,

도 34는 시프트 레지스터 배열의 일예의 도면,

도 35는 단일 칼럼으로 연결들의 일예의 도면,

도 36은 mnem 복호기의 일예의 고레벨 블록도,

도 37은 로 복호기(raw decoder)의 일예의 고레벨 블록도,

도 38은 여분 복호기의 일예의 고레벨 블록도,

도 39는 얼룩이 없는 8개의 흑색 마크들에 의해 에워싸진 홀의 일예의 도면,

도 40은 얼룩이 없는 마크(흑색 바) 및 홀(회색 바들)에 대한, 모든 가능한 이웃값들에 대한 중심값의 일예 막대 그래프,

도 41은 9/33의 얼룩 반경/마크 반경을 갖는 8개의 흑색 마크들에 의해 에워싸진 홀의 일예의 도면,

도 42는 9/33의 얼룩 반경/마크 반경을 갖는 마크(흑색 바) 및 홀(회색 바들)에 대한, 모든 가능한 이웃값들에 대한 중심값의 일예 막대 그래프,

도 43은 12/33의 얼룩 반경/마크 반경을 갖는 8개의 흑색 마크들에 의해 에워싸진 홀의 일예의 도면, 및

도 44는 12/33의 얼룩 반경/마크 반경을 갖는 마크(흑색 바) 및 홀(회색 바들)에 대한, 모든 가능한 이웃값들에 대한 중심값의 일예 막대 그래프이다.

Claims (20)

1. 표면상에 인쇄를 하기 위한 최소한 1열의 노즐들을 갖는 연장 프린트헤드(elongate printhead) 및,

   표면상에서 마킹들을 감지하기 위한 최소한 1열의 픽셀 센서들을 갖는 연장 이미지 센서(elongate image sensor)를 포함하는 모놀리식 집적회로.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회로는,

   상기 프린트 헤드를 사용하여 부호화된 데이터를 인쇄하며, 또한,

   상기 이미지 센서를 사용하여 부호화된 데이터를 감지하는 것 중 최소한 하나를 위해 사용되는 모놀리식 집적회로.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 부호화된 데이터는,

   최소한 1개의 데이터 부분을 포함하며,

   상기 최소한 1개의 데이터 부분은 해당 여분 데이터가 뒤따르는 비트스트림을 포함하는 데이터 시퀀스를 부호화하고,

   상기 데이터 시퀀스는 삽입된 코드워드들을 형성하며,

   각 코드워드는 상기 비트스트림의 최소한 일부분 및 각각의 비트스트림 부분 과 연관된 여분 데이터를 부호화하는 모놀리식 집적회로.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 부호화된 데이터는,

   상기 표면상 또는 표면내의 각 위치에 배열된 최소한 1개의 데이터 부분, 및

   상기 표면상 또는 표면내에 배열된 정렬 데이터를 포함하며,

   상기 정렬 데이터는 최소한 2개의 등록 위치들을 적어도 부분적으로 나타내고,

   상기 등록 위치들은 상기 표면에 대한 최소한 1개의 데이터 부분의 상대적인 위치를 적어도 부분적으로 나타냄으로써, 상기 최소한 1개의 데이터 부분이 적어도 부분적으로 복호화되도록 가능케 하는 모놀리식 집적회로.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 프린트 헤드는,

   각 데이터 부분이 정렬 방향으로 연장되도록, 또한, 최소한 1개의 제1 데이터 부분이 상기 정렬 방향에 수직인 제2 방향에서 최소한 1개의 제2 데이터 부분으로부터 변위되도록 상기 표면상 또는 표면내에서 상기 데이터 부분들을 인쇄하고,

   최소한 몇 개의 데이터 부분들의 배열을 나타내는 정렬 데이터를 인쇄함으로써 상기 부호화된 데이터를 인쇄하는 모놀리식 집적회로.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 픽셀 센서들은,

   최소한 2개의 위치들에서 상기 정렬 데이터의 적어도 일부분을 감지하고, 상기 감지된 정렬 데이터는 상기 이미지 센서 및 상기 정렬 방향 사이의 각을 결정하도록 사용됨으로써, 그리고,

   상기 최소한 1개의 제1 데이터 부분의 적어도 일부분을 감지하며, 상기 감지된 데이터 부분은, 상기 결정된 각을 사용하여, 상기 최소한 1개의 제2 데이터 부분이 감지되기 전에 상기 최소한 1개의 감지된 제1 데이터 부분을 적어도 부분적으로 복호됨으로써 상기 부호화된 데이터를 감지하는 모놀리식 집적회로.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 부호화된 데이터는,

   상기 정렬 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들(reference points)을 포함하는 제1 등록 구조(registration structure) 및,

   상기 정렬 방향에 수직인 방향에서 상기 부호화된 데이터의 위치를 나타내는 복수의 기준점들을 포함하는 제2 등록 구조중 최소한 1개를 포함하는 모놀리식 집적회로.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 부호화된 데이터는 최소한 1개의 데이터 블록을 포함하며,

   상기 데이터 블록은,

   복수의 가능값들을 정의하는 마크들의 배열 및,

   상기 마크들의 상기 위치를 나타내는 정렬 데이터를 포함하는 모놀리식 집적회로.
9. 제 8 항에 있어서,

   각 데이터 블록은 복수의 가능값들(possible values)을 정의하는 마크들의 배열을 정의하는 데이터 그리드(data grid)를 포함하며, 상기 데이터 그리드의 최소한 제1 및 최종 칼럼(column)은 상기 부호화된 데이터를 생성하는데에 사용된 파라미터 데이터를 부호화하기 위해 사용되는 모놀리식 집적회로.
10. 제 2 항에 있어서,

    상기 데이터는 데이터를 고장오차허여되도록(fault-tolerantly) 부호화하기 위해 다수의 삽입된 코드워드들을 사용하여 부호화되는 모놀리식 집적회로.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 프린트 헤드는,

    잉크젯 프린트 헤드 및,

    멤젯(Memjet^TM) 프린트 헤드 중 최소한 1개인 모놀리식 집적회로.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 이미지 센서는,

    능동 픽셀 CMOS 이미지 센서 및,

    CCD 이미지 센서 중 최소한 1개인 모놀리식 집적회로.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 프린트 헤드는,

    실질적으로 비가시적인 잉크를 사용하는 포맷,

    적외선 흡수 잉크를 사용하는 상기 포맷,

    가시적인 잉크들을 사용하는 가시적인 정보,

    상기 매체의 실질적으로 동일한 영역에서 가시적인 정보 및 실질적으로 비가시적인 포맷,

    상기 가시적인 정보 및 실질적으로 동일한 시간에서 실질적으로 비가시적인 포맷 및,

    넷페이지(netpage) 부호화된 데이터 중 최소한 1개를 인쇄하기 위해 구성되는 모놀리식 집적회로.
14. 표면상에 인쇄를 하기 위한 최소한 1열의 노즐들을 갖는 연장 프린트 헤드 및,

    표면상에서 마킹들을 감지하기 위한 최소한 1열의 픽셀 센서들을 갖는 연장 이미지 센서를 포함하는 모놀리식 집적회로를 결합한 장치.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 장치는,

    운송 통로,

    상기 집적회로를 포함하는 공동(空洞; cavity)과, 물방울들이 상기 운송 통로에 제공된 매체상에 퇴적되도록 하는 물방울 분출 통로(droplet ejection path)를 정의하는 슬롯을 포함하는 하우징,

    최소한 1개의 잉크 공급장치,

    상기 최소한 1개의 잉크 공급장치로부터 잉크를 상기 모놀리식 집적회로의 표면에 제공된 1개 이상의 입구들로 공급하기 위한 잉크 공급 몰딩장치,

    상기 매체를 노출시키기 위한 최소한 1개의 발광원 및,

    상기 매체로부터 발광을 상기 픽셀 센서들로 집중시키기 위한 최소한 1개의 집중소자를 포함하는 모놀리식 집적회로.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 장치는,

    인쇄되는 상기 마킹들을 나타내는 데이터를 저장하기 위한 도트 시프트 레지스터(dot shift register),

    상기 노즐들의 분출을 제어하는 데이터를 저장하기 위한 분출 시프트 레지스터(fire shift register) 및,

    데이터를 상기 분출 시프트 레지스터에 저장하기 위한 노즐 타이밍 및 제어 블록을 포함하는 컨트롤러를 포함하는 모놀리식 집적회로.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 장치는,

    상기 픽셀 센서들이 상기 감지된 마킹들을 나타내는 신호들을 출력시키도록 하는 픽셀 제어블록,

    다중 신호를 형성하기 위해 상기 신호들을 다중 송신하는 멀티플렉서(multiplexer),

    증폭된 다중 신호를 형성하기 위해 상기 다중 신호를 증폭하는 증폭기 및,

    상기 증폭된 다중 신호를 상기 감지된 마킹들을 나타내는 데이터로 변환하는 A/D 변환기(analog to digital converter)를 포함하는 컨트롤러를 포함하는 모놀리식 집적회로.
18. 제 1 항에 있어서,

    상기 장치는,

    상기 이미지 센서를 지나 매체를 운송시키는 최소한 1개의 운송 모터,

    비트스트림 데이터를 저장하는 저장장치,

    상기 매체의 존재를 검출하는 최소한 1개의 매체 검출기 및,

    상기 복호 시스템을 제어하는 호스트 컨트롤러 중 최소한 1개를 포함하는 모놀리식 집적회로.
19. 제 1 항에 있어서,

    상기 장치는,

    프린터,

    판독기,

    복호 시스템,

    카메라 및,

    휴대폰 중 최소한 1개를 포함하는 모놀리식 집적회로.
20. 표면상에 부호화된 데이터를 인쇄하기 위한 프린트 헤드 및,

    상기 표면상에 부호화된 데이터를 감지하기 위해 사용된 감지장치를 포함하며,

    사용시, 상기 집적회로는 부호화된 데이터를 각각 인쇄 또는 감지하기 위해 상기 표면이 상기 프린트 헤드 및 감지장치를 지나 이동되도록 하는 운송모듈 근처에 제공되는 모놀리식 집적회로.

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