KR100641592B1 - 광학 기록 매체 및 광학 기록 재생 장치 - Google Patents

광학 기록 매체 및 광학 기록 재생 장치 Download PDF

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Abstract

고밀도 광학 기록 매체 및 광학 기록 재생 장치는 단파장 블루 레이저 빔들을 사용해서 기록 및 재생을 수행한다. 상기 기록 매체의 정보 기록면에 0.6 mm 두께의 광 투과 층이 형성된다. 상기 광 투과 층을 통해, 파장 λ가 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 인 레이저 빔이 NA 가 0.6 ≤ NA ≤0.72 인 렌즈 시스템을 거쳐 투과된다. 상기 광학 기록 매체에서는 상기 레이저 빔을 사용하여 기록 및/또는 재생이 수행될 수 있다. 상기 광 투과 층의 두께의 변동은 ±5.98 λ/(NA)4 내이다.
광학 기록 매체, 광학 기록 재생 장치, 개구 수, 광 투과 층, 렌즈 시스템

Description

광학 기록 매체 및 광학 기록 재생 장치{optical recording medium and optical recording/reproducing apparatus}
도 1은 본 발명의 제1 실시예 따라 구성된 광학 기록 매체의 단면도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예 따라 구성된 광학 기록 매체의 단면도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예 따라 구성된 광학 기록 매체의 단면도.
도 4는 본 발명의 제4 실시예 따라 구성된 광학 기록 매체의 단면도.
도 5는 본 발명의 제5 실시예 따라 구성된 광학 기록 매체의 단면도.
도 6은 본 발명에 따라 구성된 스큐 보상 유닛의 구성도.
도 7은 본 발명에 따라 구성된 광학 픽업의 구성도.
도 8a 및 8b는 본 발명에 따른 광학 기록 매체 상에 정보를 기록하는 기록 패턴들의 도시도.
도 9는 본 발명에 따른 광학 기록 매체 상에 정보를 기록하는 기록 패턴 도시도.
도 10a 내지 10c는 본 발명에 따른 광학 기록 매체 상에 정보를 기록하는 기록 패턴들의 도시도.
*도면의 주요 부호에 대한 간단할 설명
1 : 정보 기록면 2 : 광 투과 층
3 : 클램프부
본 발명은 광 디스크들 및 광 카드들과 같은 광학 기록 매체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 광학 기록 및/또는 재생을 수행하는 광학 기록 재생 장치에 관한 것이다.
최근 정보 처리 기술 분야의 급속한 진전에 따라, 데이터를 디지털 신호들로서 나타내는 것이 증가하는 추세이다. 이것은 특히 정보 처리, 통신, 비디오 디스플레이, 및 오디오 분야에서 두드러진다. 그러므로, 정보를 기록하고 소프트웨어를 분배하는 고밀도 광 디스크들에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러한 고밀도 광 디스크들을 제공하기 위해 개발된 가장 효과적이고 실뢰성 있는 수단 중 하나는 광 신호들을 기록 및 재생하기 위해 높은 개구 수(high numerical aperture:NA)의 광학 시스템들용 단파장 블루 레이저 빔들(blue-laser beams)을 사용하는 것이다.
그러한 고밀도 광 디스크의 일례로는 디지털 버서타일 디스크(DVD)가 있으며, 이것은 점차 표준화되고 있고 실제 응용들에서 사용되고 있다. DVD들의 저장 용량을 증가시키기 위한 기술 개발과 DVD들과 관련된 매체는 많이 보고 되었는데, 예를 들면 "니케이 일렉트로닉스", 1997년 5월 5일자, Vol, no. 688 (13쪽 표1 참조)가 있다.
본 발명의 목적은 종래의 DVD와 호환성을 유지하면서 광학 기록 및 재생을 위해 단파장 블루 레이저 빔을 사용하는 고밀도 광학 기록 매체 및 고밀도 광학 기록 재생 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 DVD들과 호환성을 유지하면서 광학 기록 및 재생을 위해 높은 개구 수의 렌즈 및 블루 레이저 빔을 사용하는 고밀도 광학 기록 매체 및 고밀도 광학 기록 재생 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적들 및 이점들은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이다.
본 발명에 따라, 두께가 약 0.6 mm인 광 투과 층을 갖는 광학 기록 매체가 제공된다. 상기 광학 기록 매체에서는 기록 및 재생 중 적어도 하나가, 상기 광학 기록 매체의 광 투과 층에 입사하는 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장을 갖는 레이저 빔에 의해 수행된다. 상기 레이저 빔은 개구 수(NA)가 0.6 ≤ NA ≤0.72 인 렌즈 시스템을 거쳐 상기 광학 기록 매체 상에 집속(focus)된다. 상기 광 투과 층의 두께의 변동은 그 평균 두께 값으로부터 ±5.98 λ/(NA)4 범위를 유지한다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 광학 기록 재생 장치가 제공되며, 이 장치는, 두께가 0.6 mm인 광 투과 층과 상기 광 투과 층의 두께의 변동이 ±5.98 λ/(NA)4 의 범위를 유지하는 광학 기록 매체를 포함한다. 상기 광학 기록 재생 장치는 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚의 파장을 갖는 레이저 빔을 사용하여 기록 및 재생 중 적어도 하나를 수행한다. 상기 레이저 빔은 개구 수(NA)가 0.6 ≤ NA ≤0.72 인 대물 렌즈를 거쳐 상기 광 투과 층을 통해 상기 광학 기록 매체에 입사한다.
본 발명에 따라, 종래의 DVD들과 호환성이 유지되면서 고밀도 및 고용량의 기록 또는 재생이 수행될 수 있다. 그래서, 종래의 DVD들 및 종래의 기록 재생 장치와의 호환성이 유지되면서 고 기록 밀도가 달성될 수 있다.
또한, 본 발명의 기록 재생 장치에 따라, 기록 및/또는 재생을 수행하는 광학 유닛의 경사각이 상기 광학 기록 매체의 스큐(skew)에 따라 조정될 수 있다. 이에 의해, 상기 광학 기록 매체의 어떠한 스큐라도 실질적으로 보상될 수 있으며, 고밀도 기록 및 재생이 수행될 수 있다.
따라서 본 발명은 몇 가지 단계들 및 하나 이상의 그러한 단계들의 상호간의 관계를 포함하고, 그러한 단계들을 효과적으로 실현하는데 적합한 구성, 요소들의 결합 및 부품들의 배열을 구현한 장치를 포함하며, 이 모두는 후술되는 상세한 설명에 예시되며, 본 발명의 범위는 특허 청구 범위에 나타나 있다.
도 1 내지 도 5에 본 발명에 따른 복수의 광학 기록 매체의 단면도들이 도시되어 있다. 이들 도면들에 도시된 바와 같이, 광학 기록 매체는 정보 기록 면(information recording face)에 형성된 광 투과 층(light-transmitting layer) "t1 ~ t5"으로 형성된다. 상기 광 투과 층은 변동 범위(Δt) ±5.98 λ/(NA)4 를 갖는 0.6 mm의 두께를 갖는다. 개구 수(NA)가 0.6 ≤ NA ≤0.72 인 렌즈 시스템을 거쳐 상기 광학 기록 매체의 상기 광 투과 층을 통해 투과된, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장 λ를 갖는 레이저 빔에 의해 상기 기록 매체로부터 또는 기록 매체에 기록 및 재생이 수행된다.
도 1 내지 도 5에서, "tc"는 상기 기록 매체의 클램프부(clamp section)의 두께를 나타낸다. 상기 클램프부는 종래의 DVD와 호환성이 있는 광학 기록 재생 장치의 구동 유닛에 탈착 가능하면서(removably) 고정되도록 구성된다. 상기 두께 tc 는 1.2 mm로 표준화되어 있기 때문에 종래의 DVD와 호환 가능하다. 도 1 내지 도 5가 본 발명에 따라 구성된 광학 기록 매체의 다양한 예들을 보여 주고 있지만, 상기 광학 기록 매체가 이러한 예들에 제한되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광학 기록 매체(10)는 예를 들어 폴리카보네이트(polycarbonate;PC)의 사출 성형(injection molding)으로 형성된 광 투과 디스크 기판으로 형성된다. 또한, 상기 광학 기록 재생 장치의 디스크-회전 구동 유닛에 상기 기록 매체를 탈착 가능하게 맞추기 위해 클램프부(3)를 형성하는 광학 기록 매체(10)의 적어도 일부는 (위에서 언급한 바와 같이) 1.2 mm의 두께로 형성된다. 광 투과 층(2)은 클램프부(3)에 인접하는 기록 매체의 주변부에 의해 한정되며 정보 기록면(1)을 형성하는 부분을 포함한다. 광 투과 층(2)은 두께 t1=0.6mm±5.98 λ/(NA)4 로 형성되며, 여기서 λ 의 단위는 마이크로미터이다. 광학 기록 매체(10)의 정보 기록면(1)에서의 광 기록 및/또는 재생은 대물 렌즈(4)를 거쳐 상기 광 투과 층을 통해 기록 매체 상에 입사하는 레이저 빔 L을 집속함으로써 수행된다.
정보 기록면(1)은 기록 트랙들에 형성된 정보 기록 피트들을 포함하는 ROM(판독 전용 메모리)의 정보 기록면으로서 형성될 수 있다. 이 경우에, 정보 기록면(1)의 표면은 알루미늄 증착막으로 형성되며 판독 가능한 영역은 광 투과 층(2)의 일부나 전체면에 걸쳐 확장될 수 있다. 정보 기록면(1)은 안내 홈들(guide grooves)이 광 투과 층(2) 상에 기록 트랙들을 형성하도록 형성된다. 각각의 안내 홈 내에 및/또는 이웃하는 안내 홈들 사이에 기록 가능 영역이 형성된다. 상술된 안내 홈들과 피트들이 형성된 상기 광 투과 층의 면에 자기 광학 기록 층들이 피복되어, 케르 효과(Kerr effect)를 이용한 정보의 판독이 가능해진다. 대안적으로, 상기 광 투과 층의 피트 형성(formation) 및 위상 변이를 야기하는 광을 방출하는 기록 레이저가 사용될 수 있다. 이러한 기록 동작에 있어서 상기 광 투과 층의 광학적 특성들이 변화되어 간섭 패턴들이 발생된다. 형성된 상기 광 투과 층(2)의 특성들에서의 이러한 변화들에 의해 정보가 판독된다. 상기 기록 매체의 기록 층들 상에 반사층들이 필요에 따라 형성된다. 게다가, 광 투과 층(2)의 표면들에 보호층들이 형성된다. 도 2에 도시된 장치는 도 1에 도시된 요소들과 유사한 요소들을 사용하지만 약간 상이하게 배열된다.
도 1에 도시된 예에서는, 클램프부(3)의 주면(main face)으로부터 거슬러 올라간 기록 매체의 오목부(indented part)에 정보 기록면(1)이 형성된다. 도 2에 도시된 예에서는, 기록 매체(20)의 정보 기록면(21)이 두께 t2=0.6mm±5.98 λ/(NA)4 인 광 투과 층(22)을 포함하며, 여기서 λ 의 단위는 마이크로미터이며, 상기 기록면은 클램프부(23)의 면과 동일한 평면 상에서 홈들로 형성된다. 광학 기록 매체(20)의 정보 기록면(21)에서의 광학 기록 및/또는 재생은 대물 렌즈(24)를 거쳐 상기 광 투과 층을 통해 기록 매체 상에 입사하는 레이저 빔 L을 집속함으로써 수행된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 및 제4 실시예들에 따라 구성된 기록 매체(30 또는 40) 각각은 제1 기판(31 또는 41) 및 제2 기판(32 또는 42)으로 형성된다. 이들 제1 및 제2 기판들은, 기록 매체(클램프부(37 또는 47)를 포함함)가 1.2 mm의 전체 두께 tc를 갖도록 자외선 경화 수지(ultra-violet-curing resin)를 통해 결합된다. 기록 매체의 변형을 방지하도록 제1 기판들(31 또는 41) 및 제2 기판들(32 또는 42)이 동일한 물질, 예를 들어 폴리카보네이트로 형성되고, 동일한 두께를 갖는 것이 바람직하다. 그렇지만, 제2 기판(32 또는 42)은 비투명 물질로 형성될 수도 있다.
도 3에 도시된 예에서는, 제2 기판(32)에 마주하는 제1 기판(31)의 표면에 정보 기록면(33)이 형성된다. 도 4에 도시된 예에서는, 제1 기판(41)에 마주하는 제2 기판(42)의 표면에 정보 기록면(43)이 형성된다. 어느 경우이든지, 제1 기판(31 또는 41)은 광 투과 층(36 또는 46)을 각각 형성한다. 도 3 및 도 4에서의 정보 기록면은 도 1 및 도 2에서와 동일한 방식으로 형성된다.
도 3 및 도 4에서 상기 광학 기록 매체의 상기 정보 기록면에서의 광학 기록 및/또는 재생은 광 투과 층(36 또는 46)을 통해 투과되는 레이저 빔 L을 집속함으로써, 도 1 및 도 2에서의 방식과 동일한 방식으로 수행된다.
도 5에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 따라, 제1 기판(51)과 제2 기판(52)이 자외선 경화 수지를 통해 결합되며 기록 매체(50)의 전체 두께 tc(클램프부(57)를 포함함)는 1.2 mm가 된다. 기록 매체의 변형을 방지하도록 제1 및 제2 기판들(51 및 52)은 동일한 물질, 예를 들어 폴리카보네이트로 형성되고, 동일한 두께를 갖는 것이 바람직하다. 그렇지만, 제2 기판(52)은 대안적으로 비투명 물질로 형성될 수도 있다. 제1 및 제2 기판들(51 및 52)의 서로 마주하는 면들 각각에 정보 기록면(53, 54)이 형성된다. 제1 기판(51)의 정보 기록면(53)의 상부(upper portion)와 제2 정보 기록면(54)을 규정하기 위해 상기 2 개의 기판들(51 및 52) 사이에 위치한 광 투과 자외선 경화 수지에 의해 광 투과 층(56)이 형성된다.
상기 광 기록 매체의 정보 기록면들(53 및 54)에 저장된 정보의 광학 기록 및/또는 재생은 광 투과 층(2)(제1 기판(51))의 기록 매체의 측면으로부터 수행된다. 이 경우, 2 개의 상이한 레이저 빔들 L1 및 L2가 사용된다. 레이저 빔들 L1 및 L2 의 초점들은 관련 대물 렌즈들(58 및 59)에 따라 선택적으로 선택되어 제1 및 제2 정보 기록면들(53 및 54)로부터 정보가 독립적으로 재생되거나 또는 기록될 수 있다.
정보 기록면들(53 및 54)은 도 1 및 도 2의 경우에 서술된 정보 기록면과 유사하게 생성된다. 그렇지만, 이 예에서, 제2 정보 기록면(54)에서의 기록 및 재생은 제1 정보 기록면(53)을 통해 투과되는 광에 의해 실시된다. 이러한 이유로, 제1 정보 기록면(53)의 반사면은 레이저 빔 L2의 파장에 대해 반투과 물질이 되며, 예를 들면 알루미늄형 금속 반사 박막, 또는 반투과 절연 반사막이 된다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 광학 기록 재생 장치는 정보 기록면과 일체로 형성된 광 투과 층을 갖는 광학 기록 매체를 사용한다. 상기 광 투과 층은 ±5.98 λ/(NA)4 의 변동 범위 Δt를 갖는 두께 t5=0.6 mm로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 장치는 NA(개구 수)가 0.6 ≤ NA ≤0.72 인 렌즈 시스템을 거쳐 상기 광 투과 층의 측면으로부터 제공되는, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장 λ를 갖는 레이저 빔들을 이용해서 기록 및 재생 중 적어도 하나를 수행한다.
다음의 도 6에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따라 구성된 광학 기록 매체로부터 데이터를 기록 및/또는 재생하는 광학 기록 재생 장치(60)는 광학 픽업 유닛(61)을 포함한다. 광학 픽업 유닛(61)은 상기 광학 기록 매체의 스큐(skew)에 따라 신호 특성들을 규준화(normalize)하기 위해 기계적 및 전기적 보상을 수행하는 보상기를 포함한다. 광학 픽업 유닛(61)은 예를 들어, 전자기 수단이나 또는 전기 모터 구동기와 같은 구동 기구(62)에 의해 회전되어 기록 매체의 스큐를 필요에 따라 조정한다. 상기 광학 기록 재생 장치는 또한 광학 기록 매체의 상기 스큐를 검출하는 스큐 검출기(63)와, 검출된 스큐 신호를 증폭하는 증폭기(64)와, 증폭기(64)의 출력을 사용해서 구동 기구(62)를 구동하고 제어하는 구동 유닛(65)을 포함한다.
광학 기록 매체의 상기 스큐는 통상적으로 기록 매체의 U자형 변형 또는 다른 변형에 의해 생기며, 스큐 검출기(63)는 기록 매체의 개별적인 부분들에서의 경사각을 검출하도록 구성된다. 특히, 스큐 검출기(63)는 반도체 레이저(66)를 포함하는 것이 바람직하며, 이 반도체 레이저는 상기 광학 기록 매체로부터 정보를 기록하고 재생하는 동작에 영향을 미치지 않는 파장으로 동작한다. 레이저(66)는 파워-검출 광학 빔 L0를 방출하며 또한 포토다이오드(67)와 같은 검출 소자를 포함하며, 이 검출 소자는 광학 기록 매체(100)로부터 검출 광학 빔 L0의 반사된 광학 빔 LR의 파워를 검출한다. 검출 광학 빔 L0은 광학 유닛(61)으로부터 방출되는 기록 및 판독 레이저 빔들이 상기 광학 기록 매체 상에 형성되는 곳 근처에서 광학 기록 매체(100) 상의 위치에 집속된다.
파워-검출 광학 빔 L0이 광학 기록 매체(100)로부터 반사되는 반사된 광학 빔 LR은 포토다이오드(67) 상에 약간 상이한 각도로 입사하며, 광학 기록 매체의 스큐에 의존하는 검출 광학 빔 L0 의 반사 경사각에 의거해서 위치한다. 포토다이오드(67)는 분할 포토다이오드들로 구성되며 이에 따라 개개의 분할 포토다이오드들에서 광량의 변화가 결정될 수 있다. 이에 의해 광학 기록 매체(100)로부터 반사된 광학 빔 LR이 입사하는 위치를 검출할 수 있다. 이 검출은 상기 기록 및 판독 레이저 빔들이 광학 유닛(61)으로부터 방출되는 위치 근처에서의 기록 매체의 경사각을 나타낸다.
포토다이오드(67)로부터 발생된 검출 신호는 증폭기(64)에 의해 증폭된다. 증폭기(64)로부터의 출력은 구동 기구(62)를 차례로 제어하는 구동 유닛(65)으로 입력된다. 그래서, 광학 유닛(61)의 경사각은 광학 기록 매체의 스큐 각에 부합되도록 조정된다. 이 방법에 따라, 기록 매체의 스큐나 또는 변형으로 인해 상기 기록 및 판독 레이저 빔의 방출-스폿 모양이 변형될지라도, 광학 유닛(61)에 의해 적절한 기록 및 판독이 수행될 수 있다.
광학 유닛(61)의 구성이 도 7에 도시되어 있다. 이 구성은 반도체 레이저나 또는 레이저와 그 파장 변조 소자로 구성되는 레이저 빔원(71); 회절 격자(72); 빔 스플리터(73); 대물 렌즈(74); 및 포토다이오드와 같은 검출 소자(75)를 포함한다. 검출 소자(75)는 반사된 광학 빔을 검출함으로써 정보의 판독을 허용하며, 상기 반사된 광학 빔은 광학 기록 매체(100) 상에 기록된 정보에 따라 변조된 그 광학적 세기를 갖는다.
위에서 언급한 바와 같이, 도 1 내지 도 5에 도시된 레이저 빔들 L, L1, 또는 L2는 860 nm의 파장 λ을 가질 수 있으며, 실제로 사용된 약 430 nm의 파장 λ는 SHG(제2 고조파 발생) 소자와 같은 파장-변조 소자에 의해 레이저 빔의 파장을 변조시킴으로써 발생된다. 대안적으로, 약 400 nm의 파장을 갖는 반도체 레이저가 레이저 빔들을 발생하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 상기 레이저 빔 파장은 ±10 nm의 범위내에서 변동될 수 있다. 이러한 인자들에 따라, 본 발명에 사용되는 레이저 빔들의 파장은 바람직하게 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚가 된다.
허용 두께 변동 TM 및 허용 스큐 SM을 다음과 같이 표시한다.
TM ∝ λ/(NA)4
SM ∝ λ/(NA)3/t
그러므로, 참고로 파장 λ=0.65 ㎛, TM=±30 ㎛, 및 SM=±0.4°의 DVD 방식을 사용하고, 광학 기록 매체에 대한 기록 및 판독을 수행하는 본 발명의 장치가 표준 DVD 방식에도 부합할 수 있도록, 본 발명의 광학 기록 매체의 광 투과 층의 두께를 0.6 mm로 가정하면, 상기 허용 두께 변동 TM 및 허용 스큐 SM이 다음과 같이 표시된다.
TM = ±30 × (0.6/NA)4 × (λ/0.65)
= ±5.98 λ/(NA)4
SM = ±0.4 × (0.6/NA)3 × (λ/0.65)
= ±0.133 λ/(NA)3
보다 상세히 설명하면, 본 발명의 구성에 있어서, 광 투과 층의 두께가 0.6 mm 이면, 두께 변동 Δt가 상기 허용 두께 TM의 ±5.98 λ/(NA)4 범위 내에 있는 것으로 결정된다. 또한, 0.39 ㎛ ≤ λ ≤ 0.44 ㎛ 의 파장을 갖는 레이저 빔의 경우에, DVD 개구 수(NA)는 0.6보다 크거나 동일할 수 있으며, 0.72보다 작거나 같을 수 있고, 즉 0.6 ≤ NA ≤0.72 이다.
이후에, 참고적으로, 본 발명의 정보 기록면이 직경 120 mm 이고, DVD-등가 신호-기록 영역에 의거해서 단일 층으로 형성되는 ROM 디스크 (또는 DVD) 구성에 대해 설명할 것이다.
표준 DVD의 기록 용량은 4.7 GB이고, DVD의 트랙 피치는 TP=0.74 ㎛이며, 기록된 정보의 선밀도는 LD=0.27 ㎛/bit 이며, 최단 피트 길이 Pmin=0.4㎛이다. 또한, 표준 DVD는 λ=0.65의 파장을 갖는 기록 및 재생 레이저를 사용하고 허용 스큐 SM=±0.4°를 갖는다. λ=0.44 및 NA=0.6의 레이저 빔을 사용하는 DVD 호환 가능 기록 매체 상에 기록을 행하는 본 발명에 따라 구성된 장치의 최소 기록 용량은 다음과 같다.
4.7 × (0.65/0.44)2[GB]
= 10.3 GB
개별적인 관련 인자들은 다음과 같다.
TM = ±5.98 λ/(NA)4[㎛]
= ±20 ㎛
SM = ±0.133 λ/(NA)3[degrees]
= ±0.27°
TP = 0.74 × 0.44/0.65[㎛]
= 0.5 ㎛
LD = 0.27 × 0.44/0.65[㎛/bit]
= 0.18 ㎛/bit
Pmin = 0.4 × 0.44/0.65[㎛]
= 0.27 ㎛
λ=0.39 ㎛의 파장 및 NA=0.72를 갖는 레이저를 이용해서 상기와 동일한 기록 매체에 대한 본 발명에 따른 장치의 최대 기록 용량은 다음과 같다.
4.7 × (0.65/0.39 × 0.72/0.6)2[GB]
= 18.8 GB
개별적인 관련 인자들은 다음과 같다.
TM = ±5.98 λ/(NA)4[㎛]
= ±9 ㎛
SM = ±0.133 λ/(NA)3[degrees]
= ±0.14°
TP = 0.74 × 0.39/0.65 × 0.6/0.72[㎛]
= 0.37 ㎛
LD = 0.27 × 0.39/0.65 × 0.6/0.72[㎛/bit]
= 0.13 ㎛/bit
Pmin = 0.4 × 0.39/0.65 ×0.6/0.72[㎛]
= 0.20 ㎛
본 발명에 따라, 상기 광학 기록 매체는, 트랙 피치가 0.37 내지 0.5 ㎛이고, 최단 비트 길이가 0.20 내지 0.27 ㎛이고, 기록 선밀도가 0.13 내지 0.18 ㎛/bit인 방식으로 피트-스트링 데이터를 구비하는 영역을 적어도 포함한다. 이들 인자들은 표준 DVD 방식에 부합되도록 포맷되고 콤팩트화된 데이터를 나타낸다. 일본 특허 출원 제1-312748호에 따라 비트 폭을 감소시키는 기술을 사용하면, 상기 데이터가 표준 DVD 와 더 이상 호환되지 않지만, 상기 비트 길이는 약 30% 정도 감소된다. 따라서, 상기 비트 폭은 상기 Pmin의 70%로 감소되고, 결과적으로 Pmin = 0.37 × 0.7 = 0.26 ㎛ 로 된다. 또한, 용량은 18.8/0.7=26.8 GB로 증가된다.
본 발명은 또한 표준 DVD+R/W 디스크(SONY 상표)에 적용될 수도 있는데, 이것은 트랙 피치 TP=0.80 ㎛, 선밀도 LD=0.35 ㎛/bit, 표준 기록 용량 3.0 GB인 단일 나선형 홈 기록 구조를 갖는다.
본 발명을 그러한 기록 매체에 적용하면, 기록 용량이 최소로 되며, ( λ=0.44㎛ 및 NA=0.6 을 사용하면) 기록 용량은 다음과 같이 된다.
3.0 × (0.65/0.44)2[GB]
= 6.5 GB
다른 개별적인 인자들은 다음과 같다.
TP = 0.8 × 0.44/0.65 [㎛]
= 0.54 ㎛
LD = 0.35 × 0.44/0.65 [㎛/bit]
= 0.24 ㎛/bit
최대 기록 용량을 원한다면(λ=0.39㎛ 및 NA=0.72 를 사용하면),
기록 용량은 다음과 같다.
3.60 × (0.65/0.39 × 0.72/0.6)2[GB]
= 12 GB
다른 개별적인 인자들은 다음과 같다.
TP = 0.8 × 0.39/0.65 × 0.6/0.72[㎛]
= 0.4 ㎛
LD = 0.35 × 0.39/0.65 × 0.6/0.72[㎛/bit]
= 0.18 ㎛/bit
본 발명의 이 실시예에 따라, 광학 기록 매체는 트랙 피치 0.4 내지 0.54 ㎛ 의 범위, 기록 선밀도 0.18 내지 0.24 ㎛/bit 의 범위인 단일 나선형 기록 가능 영역을 갖는 배열이 된다.
본 발명은 표준 DVD-RAM 디스크에도 적용될 수 있으며, 이것은 트랙 피치 TP=0.74 ㎛, 선밀도 LD=0.41 ㎛/bit, 기록 용량 2.6 GB인 L/G(랜드 앤드 그루브(land-and-groove)) 구조를 갖는다.
본 발명을 그러한 기록 매체에 적용하면, 기록 용량은 최소로 되며(λ=0.44 ㎛ 및 NA=0.6 을 사용하면), 기록 용량은 다음과 같다.
2.6 × (0.65/0.44)2[GB]
= 5.7 GB
TP는 다음과 같다.
TP = 0.74 × 0.44/0.65 [㎛]
= 0.5 ㎛
LD는 다음과 같다.
LD = 0.41 × 0.44/0.65 [㎛/bit]
= 0.28 ㎛/bit
최대 기록 용량을 원한다면(λ=0.39 ㎛ 및 NA=0.72 를 사용하면), 기록 용량은 다음과 같다.
2.6 × (0.65/0.39 × 0.72/0.6)2[GB]
= 10.4 GB
TP는 다음과 같다.
TP = 0.74 × 0.39/0.65 × 0.6/0.72[㎛]
= 0.37 ㎛
LD는 다음과 같다.
LD = 0.41 × 0.39/0.65 × 0.6/0.72 [㎛/bit]
= 0.21 ㎛/bit
본 발명의 이 실시예에 따라, 광학 기록 매체는 트랙 피치 0.37 내지 0.50 ㎛ 의 범위, 기록 선밀도 0.21 내지 0.28 ㎛/bit 의 범위인 랜드 앤드 그루브 구조를 갖는 기록 가능 영역을 갖는 배열이다.
자기-광학 기록 매체 상에 정보를 기록하기 위해 레드 레이저 방식(red-laser format)을 사용하는 기록 시스템이 "니케이 일렉트로닉스" 1997년 5월 5일자, Vol. No.688(13쪽 표 1 참조)에 서술되어 있다. 이 방식은 랜드 앤드 그루브(L/G) 기록 구조를 사용하며, TP=0.6㎛, LD=0.2㎛/bit, 용량은 7GB인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 단파장 레이저 및 고 NA 렌즈를 상기 장치 및 기록 매체에 적용하면 ASMO(어드밴스드 자기 광학 저장) 방식이 생성된다. 최소 기록 용량을 원한다면(λ=0.44 ㎛, NA=0.6 을 사용하면), 이 용량은 다음과 같다.
5 × (0.65/0.44)2[GB]
= 10 GB
개별적인 인자들은 다음과 같다.
TP = 0.64 × 0.44/0.65 [㎛]
= 0.43 ㎛
LD = 0.23 × 0.44/0.65 [㎛/bit]
= 0.16 ㎛/bit
최대 기록 용량을 원한다면(λ=0.39 ㎛, NA=0.72 를 사용하면), 기록 용량은 다음과 같다.
7 × (0.65/0.39 × 0.72/0.6)2[GB]
= 28 GB
관련 개별적인 인자들은 다음과 같다.
TP = 0.6 × 0.39/0.65 × 0.6/0.72[㎛]
= 0.30 ㎛
LD = 0.2 × 0.39/0.65 × 0.6/0.72 [㎛/bit]
= 0.10 ㎛/bit
표준 위상-변이 기록 방법에 따라, MMVF 방식으로 기록이 행해지면, 트랙 피치 TP=0.56 ㎛, 밀도 LD=0.285 ㎛/bit 및 기록 용량 5.2 GB 로 된다. 상기 위상-변이 방법은 랜드 앤드 그루브(L/G) 기록 구조를 사용해서 기록한다. 본 발명의 방법 및 장치를 상기 위상-변이 기록 방법에 적용할 때, 최소 기록 용량을 원한다면(λ=0.44 ㎛, NA=0.6 을 사용하면), 기록 용량은 다음과 같다.
5.2 × (0.65/0.44)2[GB]
= 11.3 GB
관련 개별적인 인자들은 다음과 같다.
TP = 0.56 × 0.44/0.65 [㎛]
= 0.38 ㎛
LD = 0.285 × 0.44/0.65 [㎛/bit]
= 0.19 ㎛/bit
최대 기록 용량을 원한다면(λ=0.39 ㎛, NA=0.72 를 사용하면), 기록 용량은 다음과 같다.
5.2 × (0.65/0.39 × 0.72/0.6)2[GB]
= 21 GB
관련 개별적인 인자들은 다음과 같다.
TP = 0.56 × 0.39/0.65 × 0.6/0.72 [㎛]
= 0.28 ㎛
LD = 0.285 × 0.39/0.65 × 0.6/0.72 [㎛/bit]
= 0.10 ㎛/bit
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 광학 기록 매체의 정보 기록면들의 패턴들의 예를 도시한다. 도 8a 및 8b는 피트-스트링 데이터(pit-string data)를 포함하는 배열 패턴을 도시한다. 피트들 P는 도 8a에 도시된 단일 나선형 라인 상이나 또는 도 8b에 도시된 복수의 나선형 라인들(바람직하게는 이중의 나선형 라인들) 상에 형성될 수 있다.
도 9는 기록 가능 영역(40)(도면에서 빗금쳐진 부분)이 피트들 P가 형성되는 영역과는 다른 영역에 형성되는 예를 도시한다. 기록 가능 영역(40)은 위에서 언급된 피트-스트링 데이터의 경우와 유사하게, 단일 나선형 또는 복수의 나선형들에도 형성될 수 있다.
이중의 나선형과 같은 복수의 나선형들을 형성할 때는, 단일 나선형 홈을 형성할 수 있고, 2 개의 기록 가능 영역들을 형성하는데, 상기 홈 내에 하나의 기록 가능 영역을 형성하고 홈간 영역(inter-groove region)(또는 랜드)에 다른 하나의 기록 가능 영역을 형성한다. 대안적으로, ROM을 형성하는 피트들 P는 랜드에 형성될 수도 있다.
또한, 도 10a 내지 10c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 나선형 홈 Grv(도면에서 빗금친 부분)가 형성된다. 도 10a에 나타난 바와 같이, 피트-스트링 데이터 P는 홈 Grv 및 랜드 Lnd 의 연장부들에 기록될 수 있다. 또한, 도 10b 및 10c에 도시된 바와 같이, 홈 Grv 및 랜드 Lnd는 연속적으로 형성될 수 있으며, 피트-스트링 P는 그 연장부에 형성될 수 있다. 이 방법으로, 다양한 변형들이 배열될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 광학 기록 매체의 개별 포맷들에 따르면, 종래 DVD들 및 이 DVD들과 호환성이 유지되는 기록 재생 장치들과의 호환성을 유지하면서, 향상되고 더 높은 기록 밀도가 달성될 수 있고, 따라서 증가된 기록 용량을 달성할 수 있다.
게다가, 본 발명의 기록 재생 장치에 따라, 기록 및 재생 중 적어도 하나를 수행하는 광학 유닛의 경사각이 광학 기록 매체의 스큐에 따라 조정될 수 있다. 이에 의해, 광학 기록 매체의 스큐는 실질적으로 보상될 수 있어서, 높은 수준의 기록 및 재생이 수행될 수 있다.
상술한 설명으로부터 분명한 본 발명의 목적들은 효과적으로 달성된다는 것을 알 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어남이 없이, 위에서 언급한 방법 및 구성들을 수행하는데 있어서 특정한 변형이 이루어질 수 있기 때문에, 상술한 설명에 포함되고 첨부된 도면에 도시된 모든 설명은 제한적인 것이 아님을 이해해야 한다.
또한, 첨부된 청구범위는 본 명세서에 언급한 본 발명의 일반적이고 특정한 특징들을 망라하며 본 발명의 범위에 대한 모든 설명에 부합된다는 것을 이해해야 한다.
본 발명에 따른 광학 기록 매체 및 광학 기록 재생 장치에서, 종래의 DVD들과 종래의 기록 재생 장치간의 호환성이 유지되면서 고 기록 밀도가 달성될 수 있다.

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 광학 기록 매체에 있어서,
    두께가 약 0.6 mm 인 광 투과 층으로서, 상기 광 투과 층을 통해 상기 광학 기록 매체에 입사하는, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장을 갖는 레이저 빔에 의해 기록과 재생 중 적어도 하나가 수행되도록 허용하는, 상기 광 투과 층을 포함하고;
    상기 레이저 빔은 개구 수(NA)가 0.6 ≤ NA ≤ 0.72 인 렌즈 시스템에 의해 집속되고;
    상기 광 투과 층의 상기 두께의 변동은 ±5.98 λ/(NA)4의 범위 내인, 광학 기록 매체.
  3. 광학 기록 매체에 있어서,
    두께가 약 0.6 mm 인 광 투과 층으로서, 상기 광 투과 층을 통해 상기 광학 기록 매체에 입사하는, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장을 갖는 레이저 빔에 의해 기록과 재생 중 적어도 하나가 수행되도록 허용하는, 상기 광 투과 층; 및
    두께가 적어도 1.2 mm 인 클램프부로서, 이에 의해 표준 DVD 방식(format)에 부합되는, 상기 클램프부를 포함하는 광학 기록 매체.
  4. 광학 기록 매체에 있어서,
    두께가 약 0.6 mm 인 광 투과 층으로서, 상기 광 투과 층을 통해 상기 광학 기록 매체에 입사하는, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장을 갖는 레이저 빔에 의해 기록과 재생 중 적어도 하나가 수행되도록 허용하는, 상기 광 투과 층을 포함하고;
    상기 광학 기록의 스큐(skew)는 ±0.133 λ/(NA)3(°)의 범위 내에 있으며, 상기 파장 λ는 마이크로미터로 측정되는, 광학 기록 매체.
  5. 광학 기록 매체에 있어서,
    두께가 약 0.6 mm 인 광 투과 층으로서, 상기 광 투과 층을 통해 상기 광학 기록 매체에 입사하는, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장을 갖는 레이저 빔에 의해 기록과 재생 중 적어도 하나가 수행되도록 허용하는, 상기 광 투과 층; 및
    피트 스트링 데이터(pit-string data)가 0.37 내지 0.50 ㎛ 범위의 트랙 피치를 가지며, 최단 피트 길이가 최대 0.27 ㎛이며, 기록 밀도가 최대 0.18 ㎛/bit인 정보 영역의 적어도 일부를 포함하는 광학 기록 매체.
  6. 광학 기록 매체에 있어서,
    두께가 약 0.6 mm 인 광 투과 층으로서, 상기 광 투과 층을 통해 상기 광학 기록 매체에 입사하는, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장을 갖는 레이저 빔에 의해 기록과 재생 중 적어도 하나가 수행되도록 허용하는, 상기 광 투과 층; 및
    피트 스트링 데이터가 0.37 내지 0.50 ㎛ 범위의 트랙 피치를 가지며, 최단 피트 길이는 0.20 내지 0.27 ㎛이며, 기록 밀도는 0.13 내지 0.18 ㎛/bit인 정보 영역의 적어도 일부를 포함하는 광학 기록 매체.
  7. 광학 기록 매체에 있어서,
    두께가 약 0.6 mm 인 광 투과 층으로서, 상기 광 투과 층을 통해 상기 광학 기록 매체에 입사하는, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장을 갖는 레이저 빔에 의해 기록과 재생 중 적어도 하나가 수행되도록 허용하는, 상기 광 투과 층; 및
    트랙 피치가 최대 0.54 ㎛이고 기록 밀도가 최대 0.24 ㎛/bit인 기록 가능 영역을 정보 기록 영역에 포함하는 광학 기록 매체.
  8. 광학 기록 매체에 있어서,
    두께가 약 0.6 mm 인 광 투과 층으로서, 상기 광 투과 층을 통해 상기 광학 기록 매체에 입사하는, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장을 갖는 레이저 빔에 의해 기록과 재생 중 적어도 하나가 수행되도록 허용하는, 상기 광 투과 층; 및
    트랙 피치가 0.4 내지 최대 0.54 ㎛이고 기록 밀도가 0.18 내지 0.24 ㎛/bit인 기록 영역을 정보 기록 영역에 포함하는 광학 기록 매체.
  9. 광학 기록 매체에 있어서,
    두께가 약 0.6 mm 인 광 투과 층으로서, 상기 광 투과 층을 통해 상기 광학 기록 매체에 입사하는, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장을 갖는 레이저 빔에 의해 기록과 재생 중 적어도 하나가 수행되도록 허용하는, 상기 광 투과 층; 및
    트랙 피치가 최대 0.50 ㎛이고, 기록 밀도가 최대 0.28 ㎛/bit인 기록 영역을 랜드 앤드 그루브 구조(land-and-groove structure)를 갖는 정보 기록 영역에 포함하는 광학 기록 매체.
  10. 광학 기록 매체에 있어서,
    두께가 약 0.6 mm 인 광 투과 층으로서, 상기 광 투과 층을 통해 상기 광학 기록 매체에 입사하는, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚ 의 파장을 갖는 레이저 빔에 의해 기록과 재생 중 적어도 하나가 수행되도록 허용하는, 상기 광 투과 층; 및
    트랙 피치가 0.37 내지 0.50 ㎛이고, 기록 밀도가 0.21 내지 0.28 ㎛/bit인 기록 영역을 랜드 앤드 그루브 구조를 갖는 정보 기록 영역에 포함하는 광학 기록 매체.
  11. 두께가 약 0.6 mm 이고 상기 두께의 변동이 ±5.98 λ/(NA)4의 범위 내인 광 투과 층을 갖는 광학 기록 매체를 사용하는 광학 기록 재생 장치에 있어서,
    상기 광학 기록 매체에 대한 기록 및 재생 중 적어도 하나를 수행하는 광학 유닛으로서, 상기 광 투과 층을 통해 상기 광학 기록 매체에 입사하는, 390㎚ ≤ λ ≤ 440㎚의 파장을 갖는 레이저 빔을 방출하는 상기 광학 유닛을 포함하는 광학 기록 재생 장치.
  12. 제11항에 있어서, 개구 수(NA)가 0.6 ≤ NA ≤0.72인 렌즈 시스템을 더 포함하는 광학 기록 재생 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 광학 기록 매체의 검출된 스큐에 따라, 재생된 데이터의 신호 특성들을 보상하는 보상 수단을 더 포함하는 광학 기록 재생 장치.
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