KR910000532B1 - 디지탈 정보 기록재생 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

디지탈 정보 기록재생 방법 및 그 장치

제1도는 광화학 홀 버닝현상을 설명하기 위한 그래프.

제2도는 본 발명의 1실시예에 의한 정보 기록매체를 도시한 부분 평면도.

제3도는 1실시예의 디스크 형식의 기록매체를 도시한 평면도.

제4도는 제2도의 IV-IV에서 본 단면도.

제5도는 본 발명의 기록 재생장치의 구성을 도시한 개략도.

제6도는 제5도에 도시된 광빔의 파장이 미리 설정된 순서로 미리 설정된 시간에서 변화되는 것을 나타내는 그래프.

제7도는 제5도의 장치를 사용하여 제2도의 기록매체 위에 형성되는 다수의 정보 비트의 상호위치를 설명하는 도면.

제8도는 제5도에 도시한 레이저 다이오드의 일예를 도시한 도면.

제9도는 제어전류와 레이저 다이오드의 파장 사이의 관계를 도시한 도면.

제10도는 재생시 제5도의 장치의 여러 위치에서 신호 파형을 도시한 도면.

제11도는 기록시 파형을 도시한 도면.

제12도는 본 발명의 또 하나의 실시예에 의한 정보 기록매체의 부분 단면도를 도시한 도면.

제13도는 본 발명의 또 하나의 실시예에 의한 기록 재생장치의 구성을 도시한 도면.

본 발명은 디지탈 정보를 광학적으로 기록재생하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

디지탈 정보 기록매체(또는 광기록 매체)는 기판위에 형성된 기록막위에 레이저 광을 가하여 막을 국부적으로 가열하고, 그 기록막의 광학적 또는 자기적 성질을 변화시킴으로써 디지탈 정보 신호를 기록재생 또는 소거할 수 있는 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 이러한 정보 기록매체는 자기 기록매체의 기록밀도보다 10배나 높은 기록밀도를 얻을 수 있다.

그와 같은 광학적 기록매체의 기록밀도(밀도라함은 단위 면적당 매체위에 기록되어야할 비트의 수를 말함)는 집속광의 스포트 직경에 의해 결정된다. 이 스포트 직경이 작으면 작을수록 기록밀도는 높아진다. 정보의 기록 재생을 위해 현재 사용되고 있는 광기록 매체의 레이저 빔 스포트 직경은 약 1㎛이며, 이는 레이저 빔의 단파장화와 대물렌즈의 개구수에서 고려한다면 거의 극한 값이다.

그러므로, 그보다 높은 기록밀도는 기대할 수 없다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 미국 특허 No.4101976호의 명세서에 개시되어 있는 바와 같이 PHB(Photo-chemical Hole Burning)현상을 이용한 광 파장 다중메모리가 제안되어 있다. PHB 현상은 물질의 파장 선택적인 광화학 반응에 의해 야기되는 일종의 표백현상이다.

그와 같은 현상을 갖는 재료로써는 프탈로시아닌(Phtalocy-anine H₂PC)을 분산시킨 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl metacrylate PMMA)등이 알려져 있다.

제1도를 참조하여 PHB 현상을 간략하게 설명한다.

제1a도에 도시한 바와 같이, 그러한 재료의 광흡수파장의 스펙트럼 특성은 균일한 폭 △ωh를 갖는 다수의 흡수 대역 WT로 구성되는 불균일 폭 △ωi을 갖는 흡수 대역으로 나타낼 수 있다. 그러한 재료에 파장 λ1을 갖는 어떤 흡수 대역 WT에 적합한 파장 λ₁, λ₂, λ₃의 레이저 광을 조사하면, 각각 hυ1=h_c만큼의 광자 에너지를 갖는 레이저 빔의 흡수 대역 WT의 양쪽에서 광자 에너지의 범위에 있는 에너지를 갖는 분자만이 공진하여 광을 흡수하고 여기된다. 이 여기된 분자는 다른 분자들에 영향을 미치지 않고 다른 에너지를 갖는 광 생성물로 변환된다. 그 결과 제1c도에 도시한 바와 같이 스펙트럼 특성에는 파장 λ₁, λ₂, λ₃에서 흡수 대역 WT의 폭 △ωh와 같은 폭과 광-유도 물질의 안정도에 의해 결정되는 지속시간을 갖는 좁은 광홀이 나타난다.

이 홀에서의 흡수율은 다른 위치에서의 흡수율보다 작으며, 레이저 빔의 강도에 따라 변화한다. 만약, 이러한 재료의 박막에 백색광을 조사하면, 제1d도에 표시된 바와 같이 큰 전달도에 대응하는 파장 λ₁, λ₂, λ₃에서 신호가 검출된다. 따라서, 예를 들면 파장 λ₁의 단색 광을 재생 목적으로 주사하면, 파장 λ₁의 레이저 빔으로 기록되었던 정보를 얻을 수 있다.

상기 미국특허 명세서에 개시된 종래의 기술은 이러한 현상을 이용한 것이다. 이 종래의 기술에 의하면, 먼저 파장 λ₁의 레이저 빔을 사용하여 정보 기록매체의 전 표면에 정보를 기록하고, 그 다음에 파장 λ₂의 레이저 빔이 기록 목적으로 사용된다. 이와 같은 방법으로, 레이저 빔의 파장을 전환하면서 매체의 전 표면에 걸쳐서 정보를 기록한다. 재생할때에도 레이저 빔의 파장을 전환한다. 재생시 파장을 전환하는 것에는 실제 사용에 있어 몇가지 문제점을 수반한다. 레이저 빔의 전달 특성은 관계되는 흡수 대역 WT의 흡수율에만 의존하여 변환하므로, 박막위의 정보를 파장 λ₁의 레이저 빔을 이용하여 재생하고자하면, 파장 λ₁의 레이저 빔으로 기록되었던 정보만이 재생된다.

그러므로, 각각 λ₁, λ₂, λ₃등의 파장을 갖는 레이저 빔에 의한 기록 영역을 서로 중첩시키는 것에 의해 레이저 빔에 의한 정보 비트를 중첩시킬 수 있어 정보의 다중 기록이 가능해진다.

레이저 빔의 파장을 변화시킴으로써 중첩되는 정보 비트를 기록하는 종래의 광파장 다중 기록 방식에 의하면, 정보 기록 매체의 기록 밀도는 비트가 서로 중첩되지 않을때의 기록 밀도와 변화되는 레이저 빔의 파장의 수 배로 되므로 고밀도 기록이 가능하다. 정보 기록 매체위에 기록이 가능한 면적에 기록 밀도를 곱한 양, 즉 기록이 가능한 최대 정보량을 기록 용량이라 한다.

상기의 것과는 달리 화상 파일로서, 정보 기록 매체를 사용하는 것이 최근에 널리 채용되고 있으며, 영상 신호와 같은 재생신호의 질을 개선하는 것이 요구되고 있다.

이러한 목적을 위하여, 재생 신호를 위한 광대역폭이 현재 고려중에 있다. 광대역폭을 실현하기 위해서는 전송속도를 높일 필요가 있으며, 이 전송속도는 단위 시간당 기록 재생할 수 있는 정보량, 즉 단위 시간당 기록 재생을 위한 정보 신호의 샘플링 수로 정의된다. 전송속도가 높은 만큼 정보신호의 기록대역을 넓힐 수가 있다. 이 전송 속도는 레이저 빔의 스포트 직경에 관련된다. 즉, 레이저 빔의 스포트 직경이 작을수록 하나의 정보 비트가 차지하는 면적이 작아진다. 정보 비트를 순차적으로 근접하게 배치시키면, 단위 시간당 기록 재생되는 정보 비트의 수는 증가한다. 따라서, 기록 재생을 위한 정보 신호의 샘플링 수가 증가하여 전송속도를 더욱 높일 수 있다. 이러한 관점에서는 정보 밀도를 높이면 높일수록 전송 속도가 높아진다고 말할 수 있다.

상기의 미국특허 명세서에 개시된 종래의 기술은 PHB 현상을 이용한 고밀도 기록을 실현시켰다. 종래의 기술에 의하면, 정보 기록 매체의 전체에 걸쳐서 기록할때마다 각각 레이저 빔의 파장을 변화시켜 준다. 따라서, 의도적으로 정보 신호를 기록할 수 있는 동안의 시간을 다중 광 파장에 의해 길게 하거나, 정보 기록 매체의 기록 용량을 의도적으로 크게 해준다.

종래의 기술에 의한 전송 속도는 정보 비트의 크기에 의해 결정되므로 정보 비트는 같은 파장의 레이저 빔으로 순차적으로 생성되어 종래의 기술과 마찬가지로 서로 중첩되지 않도록 나란히 배치된다. 그렇지만, 상기한 바와 같이, 레이저 빔 스포트 직경은 거의 1㎛의 극한값에 있으므로, 정보 비트의 크기도 그의 극한값에 가깝다. 따라서, 전송 속도의 향상은 기대할 수는 없다.

본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제를 해결하여 기록 밀도를 높이는 것에 의해 전송 속도를 더욱 높일 수 있는 디지탈 정보 재생 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

디지탈 정보 기록 매체의 기록막으로써는 광파장 다중기록을 할 수 있는 재료가 사용된다. 일련의 프리피트로 이루어지는 광빔 가이드 트랙은 기록 재생 광빔으로 정보 비트를 기록 재생시키는 기록 막위에 마련된다. 그 일련의 프리피트는 트랙 방향으로 정보 비트의 길이 보다 긴 거리만큼 떨어져 각각 배치된다.

정보 기록 매체위에 기록 재생하는데 PHB 현상이 이용된다. 기록 막위의 프리피트는 동기 표시로 사용된다.

기록 재생 광빔의 파장은 프리피트사이의 1피치를 주사하는 동안 순차적으로 변화하여 서로 다른 파장의 기록 재생광빔에 관련된 정보 비트는 서로 중첩되어 형성된다.

각각의 프리피트는 기록 막위에 형성된 각각의 정보 비트에 대하여 어떤 파장의 기록 재생 광빔이 사용되었는가를 판별하는 기준으로 사용된다. 그러므로 재생시 각각의 정보 비트로부터의 정보 리드는 항상 기록 재생 광빔의 정확한 파장을 이용하여 실행할 수 있다. 동일 파장의 기록 재생 광빔으로 기록된 인접한 비트 사이의 정보내용은 샘플링시의 샘플링 주기 동안 정보 신호를 또 샘플링하여 얻어지는 정보 내용도 기록할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

제2도는 본 발명의 제1의 실시예에 의한 디지탈 정보 기록 매체의 부분 평면도로써, (1)은 프리피트, (2)는 레이저빔 스포트를 나타낸다.

이 도면에서, 피치 W로 배열된 오목 블록형상의 프리피트(1)로 되는 다수의 프리피트 열이 피치 P의 구간에서 주사 방향 A로 기록 막(8)위에 마련되어 있다. 이 프리피트 열은 기록 재생 레이저 빔 스포트(2)의 가이드 트랙으로서 작용할뿐만 아니라, 후에 설명하는 광 파장 다중 기록 재생시 동기신호를 검출하기 위한 위상 피트로서도 작용한다. 빔 스포트(2)는 기록 재생을 위해 프리피트 열사이에서 주사된다. 프리피트 열 사이의 피치 P는 정확한 트랙킹만이 실행된다면, 빔 스포트(2)가 양쪽의 프리피트(1)을 동시에 주사하도록 설정된다. 프리피트 열사이에서 디지탈 정보 신호를 기록 재생하기 위하여, 각각의 프리피트의 적어도 한쪽의 에지가 프리피트 열에 수직인 방향의 직선 AL 상에 정렬하도록 인접한 프리피트 열사이에 프리피트(1)을 배치한다.

프리피트 열사이에 정보 비트를 형성시키는 대신, 정보 신호의 기록 트랙을 프리피트 열에 겹쳐 형성시킬 수도 있다(즉, 정보 비트를 프리피트에 겹쳐 형성시킨다). 이 경우, 프리피트 에지 정렬을 위한 상기의 요구 조건이 항상 필요한 것은 아니다.

디스크형의 정보 기록 매체인 경우에, 제3도에 도시한 바와같이, 프리피트 열(6)은 디스크형 정보 기록 매체(3)의 기록 영역의 안둘레(4)와 바깥둘레(5)사이에 동심원적으로 형성된다. 정보 신호의 기록용 트랙을 프리피트열 사이에 형성시키기 위하여, 상기 경우의 요구 조건에 의하면 각 프리피트의 하나의 에지는 정보 기록 매체의 반경방향으로 직선 AL 상에 정렬된다.

제4도는 제2도의 일점쇄선 IV-IV의 단면도로써, (7)은 투명 기판(8)은 기록막(9)는 보호막이다.

제4도에서, 프리피트(1)의 역할을 하는 요면은 기록막(8)과 보호막(9)가 마련되는 투명 기판(7)위에 형성된다.

투명 기판(7)은 종래의 제조방식을 이용하여 글라스나 아크릴수지, 폴리카보네이트 수지등으로 이루어진다. 투명기판(7)의 제조 공정에서 프리피트 열을 만들기 위하여 일련의 요면을 기판의 표면위에 형성시킨다. 기록막(8)은 프탈로시아닌(H₂PC)를 분산시킨 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), LiF:Mg, NaF등과 같은 광파장 다중 기록이 가능한 재료로 만들어진다. 기록막(8)은 스퍼터링, 증착 또는 플라즈마중합등을 이용하여 박막형상으로 만들어진다. 기록막(8)위에 SiO₂, Al₂O₃또는 광폴리머로 만들어지는 보호막(9)를 형성한다.

제5도는 본 발명의 실시예에 의한 기록 재생 장치의 구성도이다. 이 장치는 입력 단자(10), 다음에 기술하는 레이저 다이오드(11), 렌즈(12), 반사경(13), 레이저 빔(14), 렌즈(15), 회전축(16), 4분할 포토다이오드(17), 지역필터(18), 동기 펄스 발생기(19), 레이저 구동회로(20), 고역필터(21)과 재생 신호 출력 단자(22)를 포함한다.

제5도에서 디지탈 정보가 기록 재생되는 정보 기록 매체(3)은 디스크 형상으로 되어 있다고 가정한다. 정보 기록 매체(3)은 먼저 제2도∼제4도에서 설명한 바와 같은 구조를 갖는다. 매체(3)은 기록 재생시 회전축(16) 위에 탑재되어 구동수단 M에 의해 소정의 속도로 회전된다.

레이저 다이오드(11)은 출력되는 레이저 빔(14)의 파장을 변화시킬 수 있다. 출력된 레이저 빔(14)는 렌즈(12)에 의해 평행 빔으로 정형되고, 반사경(13)에 의해 반사된다. 그후, 빔은 렌즈(15)에 의해 정보 기록 매체(3)의 기록막(8)위에 집광된다.

제4도에 도시한 투명 기판(7)과 보호막(9)는 광을 통과시키는 성질을 가지며, 기록막(8)은 조사광의 일부를 통과시킨다. 그러므로, 렌즈(15)(제5도)를 통과한 레이저 빔(14)(제5도)는 투명 기판(7)쪽에서 조사되고 기록막(8) 위에 집광되어 제2도에서 설명한 바와 같이 빔 스포트(2)를 형성한다.

제2도 및 제4도에서 설명한 바와 같이 프리피트(1)로 이루어지는 프리피트 열이 정보 기록 매체(3)위에 형성된다. 투명 기판의 굴절율을 N, 프리피트(1)의 길이 d를 레이저 빔(14)의 파장 λ의 1/4N 배로 설정하면, 프리피트(1)을 통과한 레이저 빔(14)의 성분과 프리피트(1)을 통과하지 않는 성분사이의 위상이 서로 반전된 관계를 가지게 되어 그 성분들은 서로 간섭을 일으켜 레이저 빔의 강도를 저하시킨다.

제5도로 되돌아가서, 정보 기록 매체(3)을 통과한 레이저 빔(14)는 4분할 포토다이오드(17)에 의해 수광된다. 프리피트(1)에 의해 발생하는 간섭에 의해 기록막(8)(제4도)위에 집광되는 제2도의 빔 스포트(2)의 상이 4분할 포토다이오드(17)위에 생긴다. 4분할 다이오드(17)의 각각의 검출 요소의 출력은 빔 스포트(2)와 프리피트 열의 상대적 위치에 따라서 빔 스포트(2)가 프리피트(1)위에 조사될때 진폭이 저하된다. 그러므로 이 요소들로부터 얻어지는 진폭사이의 관계는 빔 스포트(2)의 위치를 검출, 즉 트랙킹 상태를 검출할 수 있어 빔 스포트(2)에 대한 트랙킹 제어가 그 요소들로부터의 검출 출력에 따라 실행된다. 1㎛의 빔 스포트(2)의 직경, 0.6㎛의 프리피트 폭(1), 프리피트 열사이의 1.6㎛의 피치 P의 조건하에서 트랙과 미세한 트랙킹 오차 신호 사이에 작은 크로스토오크가 얻어졌다.

4분할 포토다이오드(17)의 각각의 검출 요소들로부터의 출력 신호가 가산되어 저역 필터(18)과 고역 필터(21)에 공급된다. 프리피트(1)을 나타내는 펄스 신호는 저역 필터(18)로부터 추출되어 저역 필터(18)로부터의 펄스 신호의 리딩에지에서 동기 펄스를 발생하는 동기 펄스 발생기(19)에 공급된다. 동기 펄스는 리딩에지에 동기되어 레이저 다이오드(11)로부터의 레이저 빔(14)의 파장을 변화시키는 레이저 구동 회로(20)에 공급된다. 이와 같은 방법에 의해 광파장 다중 기록 재생이 실행된다.

정보 기록 매체(3)위에 레이저 빔(14)를 집광시키기 위하여, 종래의 비점수차 방법을 사용할 수도 있다.

제1도와 관련하여 상술한 바와 같이 기록막(8)은 PHB 현상을 이용한 광파장 다중 기록을 할 수 있는 재료로 만들어지므로, 특정한 파장에 대응하는 흡수율은 기록시 파장이 변화하는 레이저 빔(14)의 강도에 따라 변화한다(제6도). 레이저 빔(14)의 강도는 입력단자(10)으로부터 공급되는 기록 신호에 의해 변조되어 기록 신호에 따라 특정한 흡수 대역 WT의 흡수율을 변화시킨다. 이 방법으로 정보 비트 열로써의 기록 신호가 프리피트 열사이에서 기록막(8)위에 기록된다.

다음에 제5도∼제7도를 참조하여 광파장 다중 기록 재생동작을 좀더 상세히 설명한다.

여기서는 제1c도에 나타낸 바와 같이 기록 매체(3)의 광흡수 스펙트럼 곡선의 폭 △ωi으로 흡수율을 낮추는 n개의 광홀을 형성할 수 있다고 가정한다. 이 경우, 레이저 빔(2)는 프리피트 사이에서 1피치 W만큼 이동하므로(제2도), 레이저 빔(14)의 파장은 순차적으로 n회 변화된다. 이 파장은 각각의 광홀에 대응된다.

특히, 제6도에서 각각의 홀에 대한 파장은 λ₁,λ₂,λ₃…λ_n-1'λ_n으로 나타내어지고, 프리피트(1) 사이에서 레이저 빔을 1피치 W만큼 주사하는데 필요한 시간은 T로 나타내지며, 레이저 구동 회로(20)이 동기 펄스 발생기(19)로부터 동기 펄스를 받는 시간은 t₁,t_n+1,t_2n1…로 나타낸다고 가정한다. 그러면, 레이저 빔(14)의 파장은 시간 t₁에서 t₂까지의 기간 △t(=T/n)에서는 λ₁로, t₂에서 t₃까지의 시간 △t에서는 λ₂로, t₃에서 t₄까지의 기간 △t에서는 λ₃으로, …, t_n-1부터 t_n까지의 기간 △t에서는 λ_n-1로, t_n부터 t_n+1까지의 기간 △t에서는 λ_n으로 설정된다. 시간 t_n+2에서 레이저 빔(14)의 파장은 t_n+1부터 t_n+2까지의 기간 △t 동안에 다시 λ₁로 설정된다. 마찬가지로, 기간 △t가 지날때마다 레이저 빔(14)의 파장은 순차적으로 λ₂,λ₃,…로 전환된다. 따라서, 프리피트(1)사이에서 1피치 W만큼 레이저 빔(14)를 이동시키는 각각이 기간 T마다 레이저 빔(14)의 파장 λ₁,λ₂,λ₃,…,λ_n-1의 전환이 반복된다.

이와 같은 레이저 빔(14)의 파장의 전환에 의해, 제7도에 나타낸 바와 같이, 기록막(8)위에 정보 비트가 형성된다. 특히, 레이저 빔(14)의 주사속도(이 속도는 레이저 빔(14)가 주시되는 정보 기록 매체부분의 이동 속도와 같다)를 υ라고 하면 정보 비트(21)은 레이저 빔(14)의 파장 λ₁,λ₂,λ₃,…λ_n-1,λ_n에 대응하여 프리피트의 1피치 사이 및 레이저 빔(14)를 주사하는 시간 T동안에 기록된다. 이 경우에, 서로 다른 파장의 레이저 빔에 의해 시계열적으로 기록되는 정보 비트(21)은 서로 중첩된다. 그러나, 동일 파장의 레이저 빔에 의해 기록되는 정보 비트(21)은 서로 중첩되지 않도록 배열된다.

제7도에서, 정보 비트(21₁)은 파장 λ₁을 갖는 레이저 빔에 의해 기록되고, 정보 비트(21₂는 파장 λ₂를 갖는 레이저 빔에 의해 기록되고, …정보 비트(21_n)은 파장 λ_n을 갖는 레이저 빔(14)에 의해 기록된다. 각 피치 W사이의 정보 비트는 각각의 번호 다음에 아포스트로피(')를 붙여서 구별하고 있지만, 같은 접미숫자를 갖는 정보 비트는 동일 파장의 레이저 빔에 의해 형성된다.

정보 비트 (21₁),(21₂),…등은 서로 중첩되어 기록되지만, 동일 파장의 레이저 빔(14)에 의해 기록되는 정보 비트(정보 비트(21₁),(21₁'),(21₁")는 서로 중첩되지는 않는다는 것을 제7도로부터 알 수 있다.

프리피트(1)사이의 1피치 W사이에 기록되는 각각의 정보 비트(21)은 순차적으로 형성되며, υ·△t만큼 변위된다. 이 경우에, 파장 λ₁의 레이저 빔(14)에 의한 정보비트(21₁),(21₁'),(21₁")는 프리피티(1)의 검출에 동기되어 기록되므로, 프리피트(1)사이의 피치는 트랙방향의 정보 비트의 길이 보다 길어야 하며, 동일 파장의 레이저 빔에 의해 기록되는 정보 비트를 중첩시키지 않도록 거리 υ·△t는 관계식 υ·△t≤W/n을 만족시켜야 한다.

광파장 다중 기록은 상기의 방법으로 행하여진다.

재생시에는 기록신호가 입력 단자(10)으로부터 공급되지는 않지만, 그 강도가 일정하며 기록시의 것보다는 작은 레이저 빔(14)가 사용된다. 기록하는 경우와 마찬가지로, 레이저 빔(14)의 파장은 동기 펄스 발생기(19)로부터 출력되는 동기 펄스와 동기되어 변화한다. 따라서, 기록하는 동안에서와 같은 파장에 의해 형성되는 레이저 빔 스포트(2)는 정보 기록 매체(3) 위의 각각의 정보 비트위에 조사되며, 시계열적으로 기록된 정보 비트(21₁),(21₂)…의 정보내용을 순차적으로 리드하여 고역 필터(21)을 통해 출력 단자(22)에서 정확한 정보 신호로서 출력된다.

상기한 설명으로부터 알 수 있듯이, 1이상의 정보 비트는 동일 파장의 레이저 빔에 의해 형성되는 정보비트사이에서 기록된다. 서로 중첩되지 않게 정보 비트를 기록하는 것은 종래의 기술 분야에서와 같다. 그렇지만, 1이상의 정보 비트를 같은 파장의 레이저 빔에 의해 형성되는 정보 비트사이에서 기록할 수 있는 상기의 실시예에서와 같이 지금까지 종래 기술에 의해 디지탈 정보 신호를 샘플링했던 샘플링 주기 동안 정보 비트를 또 샘플링하여 기록할 수 있다. 더구나, 이 샘플링된 내용들은 정확하게 재생하는 것이 가능하다. 그 결과, 기록 밀도가 개선되고, 따라서 전송속도가 높아진다. 프리피트의 1피치 W당 정보 비트의 수를 n(2이상의 정수)이라 가정하면, 본 실시예에 의한 전송속도는 종래의 것보다 n배나 높아진다.

정보 신호의 기록 트랙이 프리피트 열사이에 형성되는 경우에, 상술한 것과 마찬가지로 각각의 프리피트의 적어도 하나의 에지가 프리피트 열에 수직인 직선 AL위에 배열되는 방법으로 프리피트가 배치된다. 그러므로 기록 재생시 레이저 빔의 파장의 전환제어가 두개의 인접한 프리피트 열의 어느 하나에 근거하여 프리피트 재생 타이밍에서 수행된다하더라도 정확한 파장의 레이저 빔을 사용하여 정확하게 정보 내용을 리드하는 것이 가능하다.

제5도의 레이저 다이오드(11)은 고속으로 파장을 변화시키는 동안 레이저 빔을 주사할 수 있는 형식의 것이다. 그와 같은 레이저 다이오드의 1예를 제8도에 나타내었다.

제8도에 도시한 레이저 다이오드는 DBR(Distributed Bragg Reflector)를 사용한 GaAlAs/InP 집적 레이저이며, DBR 영역, 레이저 영역 그리고 파장 제어영역으로 구성된다. 활성층(22)의 양쪽에 각각 탑재된 DBR 가이드(23)과 외부 가이드(24)에 의해 결정되는 유효 공진 길이는 전극(25)에 공급되는 전류 It에 따라 변화하여 레이저빔(14)의 파장을 변화시킨다.

레이저 빔(14)의 강도는 파장에 관계없이 레이저 영역위에 형성된 전극(26)에 공급되는 전류 I에 따라 변화한다. 이 형식의 레이저 다이오드는 다음 문헌, 즉 YUICHI TOHMORI등의 저서 "Wavelength Tuning of Ga-In-As-P/In=P Integrated Laser wity Butt-jointed Built-in Distributed Bragg Reflector", 4-th International Conference on Integrated Optics and Optical Fiber Communincation Technical Digest, IOOC, 1983 June에 기재되어 있다.

제9도는 제8도의 레이저 다이오드의 파장의 변화를 보여주는 특성 곡선의 한 예이다. 제9도에서 명백한 바와 같이, 전극(25)를 지나는 전류 It(제8도)를 1 내지 6mA의 범위에서 변화시키면 레이저 빔(14)의 파장이 약 10Å정도 변화한다.

λ₁＜λ₂＜λ₃……………＜λ_n-1＜λ_n을 가정하고, 제6도에 도시한 바와 같이 레이저 빔(14)의 파장을 변화시키기 위하여 전류 It는 레이저 구동 회로(20)(제5도)로부터 제8도에 도시된 제어 영역의 전극(25)에 공급되며, 제10도에 도시된 바와 같이 각각의 주기 △t에서 단계적으로 감소되는데, 이것은 주기 T(=n·△t)에서 반복된다. 재생시, 제8도에 도시된 레이저 영역의 전극(26)에 공급되는 전류 I는 기록막위에 조사될때 PHB 현상을 막는데 충분한 일정한 강도의 레이저 빔(14)를 발생시키는 일정한 값 I₁로 설정된다.

그와 같이 설정된 레이저 빔(14)를 제5도에 나타낸 바와 같이 선속도 υ로 회전하는 디지탈 정보 기록매체(3)위에 조사시킬때, 프리피트 열에 의한 일부의 레이저 빔(14)의 회전에 의해 T=W/υ에 의해 변조되는 RF 신호가 제10도에 나타낸 바와 같이 4분할 포토 다이오드(17)로부터 얻어진다. 만일 정보 기록 매체(3)위에 기록된 정보신호가 있다면, 4분할 포토 다이오드(17)은 RF 신호를 검출하는 주파수보다 n배나 높은 정보 신호도 얻을 수 있다. 이 RF 신호와 정보 신호는 저역 필터(18)과 고역 필터(21)에 의해 분리되고, 프리피트(1)을 나타내는 동기 신호는 제10도에 나타낸 바와 같이 저역 필터(18)로부터 얻을 수 있다. 동기 신호의 리딩 에지(27)을 검출하면 동기 펄스 발생기(19)는 다른 파장의 레이저 다이오드(11)의 주사를 개시하기 위한 동기 펄스를 발생시킨다.

레이저 다이오드(11)을 주사하여 그의 파장이 변화해서 정보신호를 기록하는 동안, 레이저 다이오드(11)의 레이저 영역의 전극(26)(제8도)에 공급되는 전류 I는 제11도의 정보 신호의 각각의 기록 데이터에 대해 기록에 필요한 전류 I₂와 재생에 필요한 전류 I₁사이에서 제11도에 도시한 바와 같이 변조된다. 재생의 경우도 마찬가지로, 4분할 포토다이오드(17)은 RF 신호뿐만 아니라 그위에 중첩되는 정보 신호도 출력시킨다. 재생되는 RF 신호로부터 저역 필터(18)과 고역 필터(21)은 동기 신호와 기록 데이터와 같은 재생 데이타를 발생시킨다. 발생된 동기 신호는 레이저 다이오드(11)을 주사하고 그의 파장을 변화시키는데 사용된다.

상술한 것에서 알수 있듯이, 레이저 다이오드(11)은 프리피트로부터의 재생 타이밍에 따라서 기록 재생시에 주사 및 그의 파장을 변화시키기 시작한다. 그러므로 정보 신호는 재생시에 출력 진폭이 저하되지 않고 효과적으로 재생된다.

반면에, 트랙킹 가이드 홀이 연속적으로 기록되고, 파장이 순차적으로 변화되는 레이저 빔에 의해 정보 비트가 시계열적으로 형성된다면, 가이드 홀의 재생 신호에 따라서 레이저 빔의 어떤 파장이 정보 비트를 기록하는데 사용되었는가를 판별하는 것은 가능하지 않다. 따라서, 정보 신호의 재생은 불가능하다.

상기의 실시예의 잇점을 정량적으로 설명한다.

디스크형의 정보 기록 매체의 바깥둘레의 직경이 120mm, 기록 영역의 직경이 50∼110mm, 트랙 피치가 1.6㎛, 회전수가 400rpm, 레이저 빔의 파장 범위가 8320∼8330Å, 빔 스포트의 직경이 1㎛, 파장 범위내의 파장의 구간이 2Å이라고 가정한다. 이 2Å 구간에 의해 동일 파장의 빔 스포트에 의해 형성되는 정보 비트사이의 1피치 W 사이에서 다른 파장의 빔 스포트에 의한 정보 비트를 서로 부분적으로 중첩되도록 형성할 수 있어 5개의 정보 비트를 기록할 수 있다. 즉, 5분할 광파장 다중 기록 재생이 가능하다. 동일 파장의 빔 스포트에 의해 기록되는 정보 비트사이의 피치 W는 정보 비트가 중첩되지 않도록 하는 최소값(즉, 가장 안둘레의 트랙에서 정보 비트 직경과 같은 1㎛)으로 설정된다. 그러면, 동일 파장의 빔 스포트에 의해 1트랙에 형성되는 정보 비트의 수 N은 다음과 같다.

1트랙당 주사 시간은 60/400sec이므로, 상기의 실시예의 전송 속도는 다음과 같다.

또한, 기록 영역내의 트랙의 수는 30(mm)/1.6(㎛)이므로, 정보 기록 매체의 기록 용량은 다음과 같다.

상기의 예에서는 제6도 및 제7도에서 크기를 △t=0.2μsec, T=5×0.2=1μsec, 가장 안둘레의 트랙에서의 주사 속도 ν=10³mm/sec, w=vT=㎛, 가장 안둘레의 트랙에서의 프리피트 길이=w/2=0.5㎛로 취하였다.

반면에, 다중 광파장 다중 기록을 하지 않는 종래의 기술에 의한 최대 전송 속도는 상기와 동일한 조건으로한 경우, 상기한 바와 같이 1트랙당 정보 비트의 최대 수가 50π×10³이며, 1트랙당 주사 시간이 60/400sec이므로,

이다. 따라서, 상기의 실시예는 상기 종래의 것보다 5배나 높은 전송 속도를 달성할 수 있다. PHB 현상을 이용하고 기록 영역 전체를 주사할때마다 레이저 빔의 파장을 변화시키는 것에 의해 다중 기록을 달성하는 경우에도 마찬가지이며, 상기의 실시예는 그와 같은 다중 기록의 경우보다 5배나 높은 전송 속도를 달성할 수 있다.

제12도는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 의한 디지탈정보 기록 매체를 나타낸 부분 단면도이다.

여기서, (28)은 반사층을 나타내며, 제4도에 대응하는 요소는 동일한 번호를 붙이고 그들에 대한 반복적인 설명은 생략한다.

상기의 실시예는 투과형의 정보 기록 매체를 사용하였지만, 제12도에 나타낸 본 실시예는 기록막(8)위에 탑재되는 반사층(28)을 갖는 반사형의 매체를 사용한다. 제2도에 나타낸 실시예와 마찬가지로 본 실시예도 오목 형상의 프리피트(1)의 열로 만들어지는 가이드 트랙이 형성되어 있다. 정보 기록 매체는 Au, Ag, Al, Ni 또는 Ti와 같은 금속 박막의 반사층(28)을 투명 기판(7)위의 프탈로시아닌(H₂PC)/폴리메틸 메타크릴 레이트(PMMA)등으로 이루어지는 기록막위에 증착법으로 퇴적시켜 구성한다. 또한, 보호막(9)는 반사층(28)위에 형성된다.

본 실시예에서 기록막(8)위에 형성되는 정보 비트의 반사율이 반사층(28)에 의해 분명히 증가한다. 특히, 기록막(8)의 깊이를 적당히 설정하여 2개의 층을 간섭 상태로 둔다면, 기록 전의 반사율은 낮아지며, 기록 후의 반사율은 높아져서 높은 재생 출력을 얻을 수 있다. 본 실시예에 레이저 빔의 파장을 λ, 투명기판(7)의 굴절율을 N이라고 하면 프리피트(1)의 깊이 d'는 λ/8N이며, 이것에 의해 제1의 실시예와 마찬가지로 트랙킹 오차신호를 얻을 수 있다.

제13도는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형의 정보 기록 매체를 사용하는 기록 재생 장치의 구성을 나타낸 구성도로써, (29)는 편광 프리즘, (30)은 1/4파장판, (31)은 렌즈를 나타낸다. 제4도의 요소에 대응하는 것은 동일한 번호를 붙여 나타낸다.

반사형의 정보 기록 매체를 사용하는 종래의 기록 재생장치와 마찬가지로 렌즈(12)와 렌즈(15)사이의 광로내에 편광프리즘(29)와 1/4파장 판(30)을 마련하여 정보 기록 매체(3)에 조사되는 레이저 빔(14)의 광로와 매체(3)으로부터 반사되는 레이저 빔(32)의 광로를 양빔이 분리 가능하게 일부 공통으로 한다. 분리된 레이저 빔(32)는 렌즈(31)을 거쳐서 4분할 포토 다이오드(17)에 의해 수광된다. 다른 부분의 구조와 그들의 동작 및 효과는 제4도에 나타낸 실시예와 마찬가지이다.

제13도에 도시한 실시예에서는 제12도에 도시한 바와 같이 정보 신호의 기록재생이 가능하므로 제13도에 도시한 구성의 것을 제12도의 보호막(9)위에 부착시키면 기록용량이 두배로 된다.

상기의 실시예에 있어서, 기록된 정보신호를 소거하기 위해서는 PHB 현상을 일으키지 않는 파장의 광을 소거되어야할 신호가 위치하는 기록막 부분위에 조사한다. 만일 전체적으로 소거하고자 한다면, 기록막의 전면을 가열한다. 소거처리한후, 제1c도에 나타낸 바와 같이 홀은 기록막위에서 자연적으로 소멸되어 제1a도에 나타낸 바와 같은 광 흡수 특성이 재개된다.

본 발명의 정보 기록 매체로써는 디스크형의 것은 물론 레이저 빔을 2차원적으로 주사하여 기록 재생이 실행되는 판형상의 것일 수도 있다는 것은 분명하다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다수의 정보 비트가 동일 파장의 광빔에 의해 형성되는 2개의 정보 비트사이에 시계열적으로 형성된다. 다수의 정보비트의 내용은 기록시와 같은 순서로 정확하게 재생할 수 있다. 따라서, 본 발명은 기록 밀도와 전송속도를 개선시킬 수 있다는 점에서 매우 효과가 있다.

Claims (6)

1. 광 파장 다중기록이 가능한 기록매체위에, 소정의 피치로 떨어져 있으며 각각이 주사방향으로 배치되어 기록재생용의 광 빔 스포트의 직경보다 큰 간격으로 서로 떨어져서 배치되어 있는 일련의 프리피트로 구성되는 다수의 광빔 가이드 트랙을 형성하는 스텝, 상기 광빔을 상기의 프리피트의 1간격으로 주사하면서 서로 다른 파장을 갖도록 상기 광빔을 소정의 순서로 소정의 n회 변화시키는 것에 의해 정보 비트를 기록 재생하는 스텝을 포함하는 디지탈 정보 기록 재생 방법.
2. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 파장 변화의 타이밍은 상기 프리피트의 적어도 1간격에 따라서 설정되는 디지탈 정보 기록 재생 방법.
3. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 기록 매체는 투명 기판과 상기 투명 기판위에 형성된 기록막으로 되는 디지탈 정보 재생 방법.
4. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 기록 매체는 투명 기판, 상기 투명 기판위에 형성된 기록막과 상기 기록막 위에 형성된 반사층으로 되는 디지탈 정보 기록 재생 방법.
5. 광 파장 다중 기록이 가능한 기록매체(3), 상기 기록 매체위에 형성되어 주사 방향으로 배치되고, 기록 재생용의 광빔의 스포트의 직경보다 큰 간격으로 서로 떨어져 있으며, 상기 주사방향과 수직으로 소정의 피치로 서로 떨어져서 배치되는 일련의 프리피트(1), 반도체 레이저를 구동하기 위한 디지탈 기록 정보 신호가 입력되는 레이저 구동수단(20), 소정의 다수의 파장에 대응하여 상기 기록매체위에 상기 레이저 구동 수단으로부터의 출력에 응답하여 다수의 정보 비트를 기록하는 상기 반도체 레이저(11), 상기 기록 매체를 구동하는 구동수단(M), 상기 기록 매체에서 반사되거나 전달된 광을 검출하는 광 검출 수단(17), 저역필터(18)과, 상기 광검출 수단의 출력으로부터 상기 레이저 구동수단에 인가해야 할 동기 펄스 신호를 추출하는 동시 펄스 발생기(19)를 포함하는 수단 및 상기 광검출 수단의 출력으로부터 재생신호를 얻는 고역필터(21)를 포함하고, 상기 소정의 다수의 파장에 대응해서 각각 기록된 상기 정보비트는 상기 프리피트의 1간격내에서 소정의 순서로 배치되는 디지탈 정보 기록 재생 장치.
6. 특허청구의 범위 제5항에 있어서, 1피치로 떨어져 있는 다수의 프리피트열(6)에서 상기 프리피트의 적어도 하나의 에지는 상기 주사방향과 수직인 직선(AL)상에 정렬되는 디지탈 정보 기록 재생 장치.

Images