KR100879310B1 - 데이터 기록방법 및 데이터 기록장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 적어도 2개의 정보층들의 트랙들 상에 복수의 블록들의 유니트들로 데이터가 기록되는, 다층 기록매체와, 그것의 제조방법 및 기록방법에 관한 것이다. 제 1 가드 필드는 데이터 블록의 시작 위치에 기록되고 제 2 가드 필드는 데이터 블록의 종료 위치에 기록된다. 이전 데이터 블록의 제 2 가드 필드의 종료 위치가 다음 데이터 블록의 제 1 가드 필드의 영역 내부에 놓이도록 제 1 및 제 2 가드 필드의 길이를 설정함으로써, 상기 적어도 2개의 정보층들의 가장 갚은 층에 있는 초점이 맞추어진 스폿의 전력이 거의 최적값으로 유지된다. 이에 따르면, 제 1 및 제 2 가드 필드들 사이의 갭 부분들이 방지된다. 이와 달리, 제 1 및 제 2 가드 필드들의 길이는, 적어도 2개의 정보층들 중에서 하부 정보층 상에 초점이 맞추어졌을 때 적어도 2개의 정보층들 중에서 상부 정보층 내부에 있는 방사빔의 직경의 절반과, 이들 2개의 정보층들 사이의 최대 허용 오정렬의 합계와 거의 동일하게 설정된다. 이에 따르면, 사용자 데이터가 판독 또는 기록되고 있을 때, 빔이 정보층 내부에서 통과하게 되는 영역이 균일한 특성을 갖는다. 적어도 2개의 정보층들은, 헤더 스포크 등의 정렬 마크들을 소정의 측정점에서 광학적으로 측정 및 정렬함으로써 정렬이 이루어진다.
다층 기록매체, 가드 필드, 정보층, 스포크, 정렬 마크, 갭 필드

Description

데이터 기록방법 및 데이터 기록장치{DATA RECORDING METHOD AND DATA RECORDING APPARATUS}
본 발명은, 한 개의 주사장치에 의해 주사되는데 적합하고, 적어도 2개의 거의 평행한 정보층을 구비하며, 적어도 2개의 정보층의 복수의 트랙에 복수의 블록들의 유니트들로 데이터가 기록되는, 1회 기록형 또는 재기록가능형의 레코더블 광 디스크 등의 다층 기록매체에 데이터를 기록하는 방법 및 기록장치에 관한 것이다.
광 디스크 드라이브들과 같은 광학 데이터 저장 시스템은 광학매체 상에 대량의 데이터의 저장을 허용한다. 이 매체의 기록층 상에 레이저 빔의 초점을 맞춘 후, 반사된 광 빔을 검출함으로써, 데이터가 액세스된다. 가역적인 또는 재기록가능한 상변화 시스템에서는, 2개의 안정된 위상을 갖는 광학 매체가 사용된다. 작은 국부적인 영역을 한 개의 안정된 위상으로 변환시킴으로써, 데이터 비트가 매체 상에 저장된다. 기록된 영역을 다시 시작 위상으로 되돌림으로써 이 데이터 비트가 소거될 수 있다. 시작 위상은 일반적으로 결정상이고, 레이저 빔은 데이터 층에 있는 물질을 안정된 비정질 위상으로 국부적으로 변환시킴으로써 데이터를 기록한다. 이것은, 결정 영역을 그것의 융점보다 높게 가열한 다음, 그것을 급격하게 냉각하여, 무질서한 구조가 제 위치에서 고정되어 비정질 구조를 생성하도록 함으로써 달성될 수 있다. 데이터 비트는, 비정질 위상을 다시 시작 결정 위상으로 변환함으로써, 나중에 소거될 수 있다. 이것은, 비정질 영역이 가열되어 그것의 결정화 온도로 또는 그 온도보다 높게 유지되거나, 이와 달리 용융된 후 영역이 결정화될 때까지 서서히 냉각됨으로써 달성된다. 이와 같은 형태의 상변화 시스템에서의 데이터는, 광학매체 상의 결정 영역과 비정질 영역 사이에서의 반사율의 변화로서 판독되거나 검출된다.
광 디스크의 저장용량을 증가시키기 위해, 다층 기록층 시스템이 제안되었다. 2개 이상의 기록층을 갖는 광 디스크는, 렌즈의 초점위치를 변화시킴으로써 서로 다른 공간적으로 떨어진 기록층들에서 액세스될 수 있다. 더 멀리 떨어진 기록층 또는 기록층들에 있는 데이터를 판독하거나 기록하기 위해 레이저 빔이 가장 근접한 기록층을 투과한다. 다층 기록층 디스크들은, 레이저 광이 입사되는 디스크 표면과 이 표면으로부터의 최종 또는 가장 멀리 떨어진 기록층 사이에 있는 중간 기록층이 투광성을 갖는 것이 요구된다. 이와 같은 광 디스크들의 디스크 저장용량을 최대화하기 위해, 전체 디스크 표면을 가로질러 기록밀도가 거의 일정하다.
랜덤 액세스를 사용하는 (재기록가능한) 광 기록에서는, 데이터가 보통 (예를 들면 헤더가 없는 CLV 시스템에서) 복수의 ECC 블록들의 유니트들로 기록되거나, (예를 들면, 2개의 헤더들 사이의 거리가 기록 유니트 블록들의 정수배인 헤더들을 갖는 구획된 일정 각속도(Zoned Constant Angular Velocity) 시스템에서) 예를 들면 2Kbytes 또는 4Kbytes 등의 ECC 블록의 일정한 부분의 고정된 기록 유니트 블록들로 기록되거나, (EC 블록 크기가 2개의 헤더들 사이의 거리의 정수배가 아니고, 전자장치의 적절한 동작을 보장하기 위해 일부의 세그먼트 런인 및 세그먼트 런아웃을 포함하여 기록이 헤더의 앞에서 "간단히" 중단되고 헤더의 뒤에서 재개되는 디지털 비디오 기록 시스템에서) 한 개의 ECC 블록의 가변 길이의 부분들로 기록된다. ECC 블록들의 이들 부분은 DVR 시스템에서는 "기록 프레임들"로 불리고 DVD 시스템에서는 "SYNC 프레임들"로 불린다. 헤더들을 갖는 광 기록매체에서, 기록매체는 복수의 섹터로 분할되고, 각각의 섹터는 섹터를 유일하게 식별하는 어드레스를 포함하는 헤더와, 바람직하게는 오류 검출 및 정정 코드(ECC)에 의해 보호된 사용자 데이터가 기록되는 기록 유니트 블록을 포함한다.
DVR 시스템에서는, 구획된 일정 각속도(ZCAV) 시스템이 사용된다. 이와 같은 시스템에서는, 섹터의 용량이 디스크에 걸쳐 일정하지 않다. 선형밀도는 거의 일정하고 구역당 트랙들의 수는 일정하지만, 트랙의 길이(즉, 디스크의 외주)는 디스크의 내부 반경으로부터 외부 반경으로 2.4배만큼 증가되는 한편, 1회전당 헤더의 수는 일정하다. 따라서, 2개의 헤더들 사이의 비트의 수가 증가한다. DVR 시스템과 포맷은, T. Narahara et al, "Optical Disc system for Digital Video Recording", Techn. Digest ISOM/ODS(MD1) July 11-15, 1999, Kauai Hawaii, SPIE Vol. 3864(1999), 50-52 및 Jpn. J. Appl. Phys. 39 Pt.1 No.2B(2000), 912-919와, K. Schep et al, "Format description and evaluation of the 22.5 GB DVR Disc", Techn. Digest ISOM 2000(September 2000)에 기재되어 있다.
데이터가 기록될 때, 이미 존재하는 데이터와 새로 기록된 데이터의 유효성을 보장하기 위해서는 새로 기록된 데이터가 이미 존재하는 데이터와 제어되게 연결되어야만 한다. 예를 들면, 이미 기록된 블록 뒤에 새로운 블록을 기록할 때, 2가지 조치가 취해진다. 먼저, 새로운 블록은 이미 존재하는 블록에 있는 사용자 데이터 위에 기록되어서는 안된다. 존재하는 데이터 블록의 종료위치와 새로운 데이터 블록의 시작 위치 사이에 갭을 도입함으로써 이것이 보장된다. 둘째, 새로운 블록은 정확히 판독되어야 하는데, 즉 판독장치가 예를 들면 (이득 제어 기능에 의해) 진폭과 (데이터 검출용 위상동기루프에 의해) 주파수 및 위상을 재설정할 수 있는 능력을 갖고 있어야만 한다. 이것은, 첫 번째 사용자 데이터가 판독되기 전에, 회로가 안정화되고 설정되는데 충분할 정도로 긴 반복된 패턴을 포함하는 프리앰블 필드를 새로운 데이터 앞에 놓음으로써 보장된다.
도 6은 이와 같은 일반적인 방법의 원칙적인 기록 패턴을 나타낸 것으로, 이때 기록 유니트 블록(즉, 물리 클러스터)은 항상, 포스트앰블(PoA), 즉 사용자 데이터의 종료 위치를 알리기 위한 특수한 패턴(일종의 동기 패턴), 가드 필드, 즉 예를 들면 이전의 기록물의 PoA 등의 새로 기록된 데이터의 판독을 혼란시킬 수 있는 기존의 오래된 데이터에 오버라이트하기 위한 더미 데이터를 포함하는 필드와, 존재하는 다음 클러스터의 데이터가 오버라이트되지 않도록 보장하기 위한 갭 또는 갭 부분으로 끝난다. 다음의 기록 유니트 블록(즉, 다음의 물리 클러스터)은, 마찬가지로 오버라이팅을 방지하기 위한 갭, 가드 필드 G1 및 프리앰블 PrA로 시작한다. 포스트앰블 PoA, 가드 필드 G1 및 G2, 갭들과 프리앰블 PrA를 포함하는 영역은, 순차적인 기록 유니트 블록들(즉, 순차적인 물리 클러스터들)을 연결하는데 사 용되는 데이터 연결 영역으로 불린다.
도 6에 도시된 사인파 파형은, 광 디스크 상에 기록되며, 기록 클록을 유도하기 위한 타이밍 기준값과 기록 위치를 나타내는 위치 기준값으로 사용되는 워블신호를 나타낸다. 포스트앰블 PoA의 시작 위치와, 가드 필드들 G2 및 G1의 종료 및 시작 위치 각각에 대해 소정의 최대 공차 Δ1, Δ2 및 Δ3가 허용된다.
이중층 또는 다층 시스템에서, 상기한 연결방법은, 레이저빔의 상당한 영역이 상부층 또는 상부층들의 갭을 통과하는 동안 하부층이 판독된다는 문제점을 일으킨다. 따라서, 상부층의 투과율이 기록 상태와 미기록 상태에서 다르기 때문에, 상부층의 투과 특성 또는 투과도는 갭에 의존하여 다르게 된다. 이와 같은 문제점은, 예를 들면 갭들이 일반적으로 약 150㎛의 길이를 갖는 한편, 하부층을 판독할 때 상부층에 있는 빔의 직경이 약 40㎛인 DVR 시스템에서와 같이 갭이 커질 때와, 예를 들면 정수의 ECC 블록들이 한 개 또는 다수의 외주의 정수배에 거의 정확히 일치하는 CLV 또는 ZCLV 시스템의 반경 영역들과 같이 인접한 트랙에서 갭들이 동일한 각방향 위치에 있을 때 심각해진다.
더구나, 이중층 또는 다층 상변화 디스크에 있어서는, 가장 깊은 (제 2) 층의 유효 전력이 상부 (제 1) 층의 물리 구조에 따라 차이가 난다. 예를 들면, 상변화 디스크의 헤더 영역과 재기록가능한 랜드/그루브 영역의 투과 특성 또는 투과율이 차이가 난다. 가장 깊은 층에 대한 상부층에 있는 헤더 영역의 영향은 2가지 효과의 합에 해당한다. 먼저, 헤더들은 랜드/그루브 영역의 투과 특성과 다를 수 있는 투과 특성을 갖는다. 랜드/그루브 영역에 새로운 데이터가 기록되지 않는다면, 이와 같은 차이는 일반적으로 비교적 작다. 그러나, 랜드/그루브 영역에 데이터가 기록되면, 이와 같은 차이는 상당한 값이 될 수 있다. 두 번째, DVD 시스템에서는, 세그먼트 런인과 세그먼트 런아웃이 데이터가 실제로 기록되기 전에 갭으로 시작하고 종료한다는 사실로 인해, 헤더 영역의 바로 앞과 바로 뒤에서는, 그루브가 상변화 데이터를 갖고 기록되지 않는다. 이와 같은 갭은, 예를 들면, 상변화 디스크에서 오버라이트 사이클의 수를 증가시키는데 사용된 (세그먼트 런인 내부의) 랜덤 시작 위치 시프트를 위해 사용되며, 예를 들어 워블 신호로부터 기록 클록을 유도하거나 (로크되지 않은) 결정 클록을 사용하여 기록할 때의 부정확으로 인해 사용된 비트 길이가 공칭 길이보다 약간 길 때 (세그먼트 런아웃 내부의) 예약 공간으로 사용된다. 더구나, 이들 갭의 앞 및 뒤에는, 예를 들면 전자회로의 안정을 허용하기 위해, 가드 필드와 프리앰블 필드 PrA가 기록된다.
따라서, 상부층의 갭 부분에 기인한 투과 문제가 데이터 클러스터들 사이와 데이터 클러스터와 헤더 영역 사이에서 발생한다.
상부 및 하부층의 헤더 스포크들(spokes) 사이에 (랜덤한) 오정렬이 발생한 경우에 헤더 영역에 의한 투과 문제가 상당히 증가한다. 헤더 정렬과 일치는 2개의 층들 사이의 까다로운 중심맞춤과 각방향 정렬을 요구한다. 예를 들어, DVR 시스템에서는, 대략 1 워블보다 작은 워블, 즉 30㎛보다 작은 피크-피크값이 2개의 정보층 또는 기록층들에 있는 헤더들 사이의 변위에 대한 바람직한 범위가 될 수 있다. 이와 같은 변위는, 둥글지 않음(작은 값, 즉 수 ㎛보다 작다고 가정한다), 편심(중심공에 대한 나선형 트랙의 중심의 중심어긋남)과 각도 차이에서 발생될 수 있다. 중심공에 대한 나선형 트랙의 중심어긋남은, 주로 디스크 마스터링 및 복제공정의 몰딩 단계에서 도입된다. 헤더 사이의 전술한 바람직한 허용된 변위 범위는, 15㎛의 피크-피크값의 허용된 편심율과 0.015도의 허용된 각도 오정렬에 해당한다.
문헌 US 5,715,225에는, 서로 다른 정보층들 사이의 정렬을 향상시키기 위해 2개의 별개의 광학 헤드가 사용되는 다층 광 기록매체와 데이터 저장장치에 대해 개시되어 있다. 각각의 광학 헤드는 그 자신의 액추에이터를 구비한다. 기계적으로 전자적으로 연결된 2개의 별개의 액추에이터를 사용함으로써, 사전에 형성되거나 포맷화된 광 저장장치의 해당 기록층으로부터 트랙킹 및 섹터 정보가 얻어질 수 있다. 따라서, 광학 헤드들 중 한 개는 트랙킹 및 포맷 정보를 포함하는 기록층 상에 계속 초점이 맞추어진다. 이와 같은 기록층은, 반드시 사용자 데이터가 기록되거나 판독되고 있는 기록층일 필요는 없다.
더구나, 문헌 US 5,764,620에는, 기록층들이 서로 다른 파장에서 감도 피크들을 갖는 한편, 다른 파장을 갖는 빛이 이들 층을 통과할 수 있도록 하는 다층 광 기록매체가 개시되어 있다. 기록층들 상의 각각의 트랙은 식별부를 각각 갖는 복수의 섹터로 분할된다. 식별부들은 트랙킹 방향으로 서로에 대해 시프트됨으로써, 광 빔이 인접한 식별부들을 동시에 주사하는 것을 방지한다. 그 결과, 인접한 식별부들 사이에서의 누화나 영향이 줄어들 수 있다.
결국, 본 발명의 목적은, 시스템의 복잡성을 크게 증가시키지 않으면서 상부 정보 및 기록층들의 투과 차이에 의해 다층 기록매체에의 기록방법 및 장치를 제공함에 있다.
이와 같은 목적은, 청구항 1에 기재된 기록방법과, 청구항 18에 기재된 기록장치에 의해 달성된다. 이에 따르면, 이전 데이터 블록의 제 2 가드 필드의 종료 위치가 다음 데이터 블록의 제 1 가드 필드의 영역에 놓이도록 제 1 및 제 2 가드 필드의 길이를 설정함으로써, 인접한 데이터 클러스터들 또는 데이터 블록들 사이의 갭 부분이 방지된다. 따라서, 연결 영역들 내부에 갭이 설치되지 않으므로, 상부층들에서 균일한 투과율을 얻을 수 있다.
더욱이, 상기한 목적은, 청구항 3에 기재된 기록방법과, 청구항 9에 기재된 기록장치에 의해 달성된다. 이에 따르면, 제 1 및 제 2 가드 필드의 길이가, 최하층에 초점에 맞추어졌을 때 상부 정보층에 있는 판독 빔의 직경의 절반과 이들 2개의 층 사이의 허용된 오정렬을 합한 값보다 크거나 같도록 설정된다. 따라서, 상부 정보층에 있는 가드 필드들의 길이가, 가장 깊은 층에 초점을 맞출 때 빔 직경 내에서 상부층에 있는 빔이 통과하게 되는 균일한 투과 특성 또는 특징을 갖는 영역을 제공하는데 충분하게 될 수 있게 된다. 이에 따라, 상부층에 있는 방사빔의 직경에 의해 커버되는 전체 영역이 기록된 데이터를 포함하며 헤더나 기록되지 않은 데이터를 포함하지 않는다.
제 1 및 제 2 가드 필드에 더미 데이터를 기록함으로써 균일한 투과 특성이 얻어질 수 있다.
바람직하게는, 제 2 가드 필드와 헤더 영역 사이 또는 헤더 영역과 제 1 가드 필드 사이에 설치된 갭 부분의 길이는 제 1 및 제 2 가드 필드의 소정의 최소 길이보다 크거나 같다. 특히, 갭 부분들의 길이는 제 1 및 제 2 가드 필드들의 길이와 같을 수 있다. 이에 따라, 가장 깊은 층에 있는 헤더 영역을 판독할 때 상부층에 있는 상변화 데이터가 판독 빔에 의해 더 이상 "보이지" 않게 되도록, 상부층에 있는 갭의 길이가 선택된다. 적어도 2개의 정보층에서, 갭 및 가드 필드들에 대해 동일한 길이를 사용함으로써, 정보층들 사이에 대칭을 얻을 수 있다.
2개의 정보층들의 광학 정렬은, 2개의 층의 헤더들이 서로의 위에 정확히 배치되도록 함으로써, 상부층에 있는 헤더들이 항상 다른 헤더들을 마주보므로, 이들 헤더들이 하부층의 기록 성능에 어떠한 영향도 미치지 않도록 보장한다. 가드 필드의 길이의 위에서 제안된 증가로 인해, 가장 깊은 층에 데이터를 기록하거나 이 층에 있는 데이터를 판독할 때, 빔이 균일한, 즉 완전히 기록된 영역을 통과할 수 있게 될 수 있다.
광학 측정 및 정렬은, CCD(Charge Coupled Device) 카메라 등의 카메라 장치를 사용하여 수행될 수 있다.
바람직하게는, 정렬 마크들은 적어도 2개의 정보층 상에 설치된 헤더 영역들, 예를 들면 헤더 스포크들일 수 있다. 이와 같은 경우에, 측정점들은, 한 개의 스포크의 내경과 외경에 또는 2개의 대향하는 스포크의 외경에 배치된 2개의 점들을 포함하거나, 상기한 1개의 스포크 또는 상기한 2개의 스포크 각각에 대해 90도의 강도로 배치된 스포크 상에 배치된 한 개의 점이 될 수 있다. 따라서, 서로 수 직하게 배치된 헤더들의 2개의 스포크들은, 정렬이 완전히 결정되도록 정렬될 수 있다. 이에 따라, 2개의 층들이 한 개의 단계로 완전히 정렬될 수 있다.
이하, 본 발명을 다음의 첨부도면을 참조하는 바람직한 실시예에 근거하여 더욱 더 상세히 설명한다:
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중층 기록매체와 광 디스크 재생장치용 주사장치의 개략도이고,
도 2는 바람직한 실시예에 따른 상부 및 하부 기록층의 기록 구조를 나타낸 것이며,
도 3은 하부층에 초점이 맞추어졌을 때, 2개의 기록층 사이의 간격과 상부층에 있는 판독 빔의 직경 사이의 관계를 나타낸 도면이고,
도 4는 2개의 기록층들 사이의 서로 다른 형태의 오정렬을 나타낸 것이며,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정렬 과정에 대한 서로 다른 측정 위치들과 정렬된 디스크를 나타낸 것이고,
도 6은 종래기술에 따른 데이터 연결 영역을 갖는 기록 구조를 나타낸 것이며,
도 7은 종래기술과 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 데이터 연결 영역을 갖는 기록 구조를 나타낸 것이다.
이하, 바람직한 실시예를 이중층 광 디스크에 기록하고 이 디스크로부터 재 생하는 광 디스크 재생장치에 근거하여 설명한다.
도 1은, 이중층 기록매체(1)의 단면과 기록매체(1)에 저장된 정보를 광학적으로 주사하는 주사장치(10)의 주사 헤드를 나타낸 것이다. 기록매체(1)는, 투명 스페이서층(7)에 의해 분리된, 거의 평행한 제 1 정보층(6)과 제 2 정보층(8)이 설치된 투명 기판(5)을 갖는다. 본 실시예의 기록매체(1)에서는 단지 2개의 정보층을 도시하였지만, 정보층의 수는 2개보다 많을 수 있다.
주사장치(10)는, 레이저 빔 등의 방사빔(12)을 발생하는 방사원(11), 예를 들면 다이오드 레이저를 구비한다. 방사빔은, 빔 스플리터(13), 예를 들면 반투명 판과, 렌즈계(14), 예를 들면 대물렌즈를 통해 초점 스폿(15)으로 형성된다. 화살표 16으로 나타낸 것과 같이, 대물렌즈(14)를 그것의 광축을 따라 이동시킴으로써, 초점 스폿은 임의의 원하는 정보층 상에 놓일 수 있다. 제 1 정보층(6)이 부분적으로 투과성을 갖기 때문에, 방사빔은 그 층을 통해 제 2 정보층(8) 상에 초점이 맞추어질 수 있다. 기록매체(1)를 그것의 중심 주위로 회전시키고, 초점 스폿을 정보층의 평면에 있는 트랙들에 수직한 방향으로 변위시킴으로써, 정보층의 전체 정보 영역이 초점 스폿에 의해 주사될 수 있다. 정보층에 의해 반사된 방사선은 저장된 정보에 의해, 예를 들면 강도 또는 편광 방향으로 변조된다. 반사된 방사빔은 대물렌즈(14)와 빔 스플리터(13)에 의해 검출계(17)를 향해 안내되고, 이 검출계는 입사된 방사선을 1개 이상의 전기신호로 변환한다. 이들 신호중에서 한 개인 정보신호는, 반사된 반사선의 변조도에 관련된 변조도를 가지므로, 이 신호는 판독된 정보를 표시한다. 다른 전기신호들은 판독하려는 트랙에 대한 초점 스폿(15)의 위치 를 나타낸다. 후자의 신호들은 서보계(18)로 인가되며, 이 서보계는 정보층들의 평면에서 그리고 이 평면과 수직하게 대물렌즈(14)의 위치와 초점 스폿(15)의 위치를 제어함으로써, 초점 스폿이 주사하고자 하는 정보층의 평면에 있는 원하는 트랙을 따라가도록 한다.
더구나, 주사장치는, 초점 스폿이 예를 들면 전술한 서보계의 형태로 트랙을 따라가도록 하며, 초점 스폿을 한 개의 정보층으로부터 다른 정보층으로 변위시키도록 하는 수단을 구비한다. 초점 스폿의 후자의 변위는 정보층 상에 초점 스폿을 유지하는 서보계를 사용하여 구현될 수 있다. 서보계(18)는 제어 프로그램에 따라 동작하는 제어부(36)에 의해 제어되어, 정보층들(6, 8)의 기록 트랙들의 정확한 판독을 확보한다. 이 제어 프로그램은 기록매체에 정보를 기록 및 소거하는데에도 사용될 수 있다. 더구나, 기록 클록이 사전에 기록된 워블신호에 근거하여 발생된 워블 PLL 클록으로부터 유도될 수 있으며, 기록 위치가 워블 카운터(미도시)로부터 유도될 수 있다. 더구나, 워블 PLL 클록 또는 주파수는 기록과정중에 디스크 회전속도를 제어하는데에도 사용될 수 있다.
이때, 본 발명은, 다른 디스크 구조들, 예를 들면 기판이 (엠보싱된 정보를 갖는) 강체 매체로서의 역할을 하는 한편, 얇은(100㎛) 커버층을 통해 판독이 수행되는 DVR 구조에도 적용될 수 있다는 점에 주목하기 바란다. 더구나, 도 1에 도시된 단일 대물렌즈(14) 대신에, 2-렌즈 또는 (예를 들면, DVR 시스템에서와 같이) 이중렌즈 대물계가 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 가정 깊은 층, 즉 하부 정보층(8)에 위치하는 초점이 맞추어진 스폿(15)의 전력은 다음과 같은 구성을 제공함으로써 최적값으로 유지된다. 더미 데이터를 갖는 가드 필드들은, 가장 깊은 층에의 기록이 상부층에 있는 비어 있도록 기록된(empty-written) 투과 영역에 의해 발생되는 것을 방지하기 위한 길이를 갖고, 세그먼트 런인 및 런아웃 영역에 제공된다. 가드 필드들의 길이는, 가장 깊은 또는 하부 정보층(8)에 초점이 맞추어졌을 때 상부 정보층(6)에 있는 빔의 크기의 절반과 허용된 오정렬의 합계에 해당하는 소정의 최소 길이보다 크거나 같을 수 있다. 이에 대한 대안으로서, 헤더에 의해 분리되지 않은 연속적인 데이터 유니트들 사이에 있는 가드 필드들의 길이는, 가드 필드들이 중첩되고 갭이 방지되도록 선택될 수 있다. 더구나, (재)기록가능한 광 디스크에서 2개 이상의 정보층들의 헤더들은, 가장 깊은 층에 초점이 맞추어졌을 때 상부층에 있는 빔의 크기에 해당하는 거리 내에서 정렬될 수 있다. 이것은, 디스크의 제조과정 중에 광학 정렬과정에 의해 달성될 수 있다.
도 2는, 재기록가능한 사용자 데이터 영역, 런아웃 가드 영역, 런아웃 갭, 헤더 영역, 런인 갭과 런인 필드를 포함하는, 예를 들면 DVR 포맷에 따른 하부 정보층(8)과 상부 정보층(6)의 기록 구조를 나타낸 것이다. 이때, 도 2에서는, 간략을 기하기 위해 프리앰블 PrA와 포스트앰블 PoA를 나타내지 않았다는 점에 주목하기 바란다. 도 2에서 알 수 있는 것과 같이, 상부 정보층(6) 및 하부 정보층(8)의 헤더 영역들 사이에 최소의 허용된 오정렬이 규정된다. 더구나, 판독 또는 기록 빔의 빔 형태를 도면의 좌측 부분에 표시하였는데, 이때 상부 정보층(6) 위의 화살표는 주사 방향을 나타낸다. 런아웃 가드 필드와 런인 가드 필드의 길이는, 가장 깊은 또는 하부 정보층(8)에 초점이 맞추어졌을 때, 빔이 상부 정보층(6)에서 통과하게 되는 영역이 빔 직경 내에서 균일한 특성(즉, 전부가 기록된 데이터이고, 헤더가 존재하지 않으며 미기록된 영역이 존재하지 않는 것)을 갖도록 설정되거나 선택된다. 바람직하게는, 상부 정보층(6)에 있는 런아웃 갭 및 런인 갭의 길이는, 상부 정보층(6)에 있는 상변화 데이터가 제 2 정보층(8)에 있는 헤더를 판독할 때 판독 빔에 의해 더 이상 "보이지" 않도록 선택된다. 그러나, 헤더 영역이 매우 강건하게(robustly) 설계되어 있어, 신호 레벨(광 강도)이 느리게 변화하고 있을 때 헤더 검출이 많이 열화될 것으로 예상되지 않으므로, 갭들의 길이에 대한 이와 같은 요구조건은 엄격한 요구조건은 아니다.
하부 정보층(8)에 있는 갭들과 가드 필드들이 이중층 기록 시스템과 관련하여 특별한 보호 역할을 갖지 않기는 하지만, 이들 2층 사이에 대칭을 이루기 위해, 양 층에서 갭들과 가드 필드들에 대해 동일한 길이를 사용하는 것이 바람직하다.
갭들과 가드 필드들의 길이에 관한 상기한 요구조건은, 하부 정보층(8)에 초점이 맞추어졌을 때 상부 정보층(6)에 있는 빔의 직경의 절반과 2개의 층 사이의 최대 허용 오정렬의 대략 합에 해당하는 가드 필드들(헤더 영역의 완전한 보호가 구현되는 경우에는 갭들도 포함한다)의 소정의 최소 길이를 제공한다.
도 3은 (하부층(8)과 상부층(6) 사이의) 층 간격 S와 상부 정보층(6)의 빔 직경 D 사이의 관계를 유도하는데 근거가 되는 도면을 나타낸 것이다. 도 3에 근거하면, 이와 같은 관계는 다음과 같이 표현될 수 있다:
D = 2·S·tan(a sin(NA/n))
이때, D는 상부 정보층(6)에 있는 빔의 직경을 나타내고, NA는 개구수(NA=n·sinα, 이때 α는 주사빔의 개구각 또는 집속각의 절반값을 나타낸다)를 나타내며, S는 상부 정보층(6)과 하부 정보층(8) 사이의 간격 또는 거리를 나타내고, n은 층 물질의 굴절률을 나타낸다. 거리 S=30㎛, 절반 집속각 α=32-34.5°, 굴절률 n=1.5-1.6을 가정하면, 상부 정보층(6)의 빔 직경 D=38-41㎛이 얻어진다. 예를 들면 30㎛의 허용 오정렬을 더하면, 가드 필드의 총 최소길이 68-71㎛이 얻어진다.
헤더 영역들의 정렬에 대한 전술한 비교적 엄격한 요구조건은, 광 기록매체의 제조과정 동안 다음과 같은 광학 정렬 조작에 의해 달성될 수 있다.
도 4는, 서로 다른 종류의 오정렬과, 상부 및 하부 정보층 6,8의 기록 섹터들 사이에 있는 헤더 영역들의 스포크들에 미치는 그것들의 영향을 나타낸 것이다. 도 4의 좌측에 있는 패턴에서는, 수평 방향으로 광 디스크의 중심공에 대한 나선형 길고 트랙의 중심의 중심 어긋남이 도시되어 있다. 도 4의 수직 방향으로도 동일한 오정렬이 발생할 수 있다. 도 4의 중앙에 도시된 패턴에서는, 각도 오정렬이 도시되어 있는데, 이때에는 상부 및 하부 정보층(6,8)의 헤더 스포크들의 각도가 서로 다르다. 상기한 2가지 오정렬 형태의 조합은 도 4의 우측에 있는 패턴으로 도시되어 있다.
2개의 정보층들 사이에서 광학 정렬이 수행될 때에는, 작은 요구 공차 내에서의 정렬이 가능할 수 있다. CCD 카메라 등의 광학 카메라 장치를 사용함으로써, 10㎛ 아래 또는 그보다 우수한 정밀도를 얻을 수 있다. 바람직하게는, 정력은, 서로 수직하게, 즉 0°및 90°의 상태 각도로 배치된 헤더들의 2개의 스포크가 정렬 될 때 수행될 수 있다. 이것은, 도 5에 도시된 것과 같이 3개의 측정점에서 측정 및 정렬을 함으로써 달성될 수 있다. 도 5의 좌측 패턴에 따르면, 측정점들 M1 및 M2는 한 개의 헤더 스포크를 따라 내경 및 외경에 배치되며, 한 개의 측정점 M3는 한 개의 헤더 스포크에 대해 거의 90°의 상대 각도로 배치된 다른 스포크에 배치된다. 이와 달리, 도 5의 중앙 패턴에 도시된 것과 같이, 2개의 측정점들 M4 및 M6는 2개의 대향하는 헤더 스포크들의 각각의 외경에 배치되고, 한 개의 추가적인 세 번째 측정점 M5는 나머지 2개의 스포크에 대해 거의 90°의 상대 각도로 배치된 제 3 스포크에 배치될 수 있다. 측정점들의 상기한 2가지 다른 배치에 의해, 정렬이 완전히 결정될 수 있다. 이에 따르면, 2개의 정보층들이 중심 어긋남 뿐만 아니라 각도 오정렬면에서 한번의 정렬 단계로 완전히 정렬될 수 있다. 사실상, 중심맞춤과 각도 정렬에 대한 2가지 엄격한 요구조건을 2개의 요구조건의 합에 대한 한 개의 더욱 완화된 요구조건으로 완화시킨다.
도 5의 우측에 있는 패턴은 정렬된 디스크를 나타낸 것으로, 하부 정보층(8)과 상부 정보층(6)의 헤더 스포크들이 30㎛보다 작은 변위량으로 배치된다.
이때, 전술한 광 기록매체 제조중의 광학 정렬 과정은, 대응하는 세그먼트들 또는 헤더 스포크들 또는 영역들이 서로의 위에 정렬하는데에만 제한되지는 않는다. 이와 같은 정렬 과정은, 예를 들면 디스크의 내부 영역에 또는 그것의 외부 가장자리에 있는 임의의 아주 미세하게 볼 수 있거나 기계적인 정렬 마크를 사용하여 달성될 수도 있다. 이때, 상기한 정렬은, 전술한 과정과 유사하게, 정렬 마크를 검출하는 카메라 장치를 사용하여 수행될 수도 있다.
이하에서는, 도 6에 도시된 기록 패턴에 대해 균일한 투과 특성을 제공하는 방법을 설명한다. 이미 설명한 것과 같이, 데이터 클러스터들 또는 데이터 유니트들 사이의 갭들은 상부 정보층(6)의 투과 특성의 변화를 일으킨다.
도 7은, 상부의 기록 구조가 도 6에 도시된 기록 구조에 해당하고, 하부의 기록 구조가, 가드 부분들 G1 및 G2의 길이가 서로 중첩되거나 적어도 연결되도록 선택되어, 그들 사이의 갭 부분을 방지하는, 바람직한 실시예에 따른 기록 구조에 해당하는 2가지 기록 구조를 나타낸 것이다.
특히, 가드 필드들 G1 및 G2의 길이가 증가되어, 한 개의 가드 필드가 다음 또는 뒤에 있는 가드 필드로 연장되도록, 즉 블록의 종료 위치에 있는 가드 필드가 다음 블록의 시작 위치에 있는 가드 필드에 이어지도록 하는 방식으로, 가드 필드들 G1 및 G2의 더미 데이터를 주사장치(10)로 공급하는 시간이 증가된다. 따라서, 가드 필드들 G1 및 G2는, 그들의 종료/시작 위치가 다음/이전의 가드 필드에 존재하도록 하는 길이를 갖는다. 바람직하게는, 중첩에 의해 전혀 영향을 받지 않은 가드 필드들 G1 및 G2의 부분들은, 이 위치에서 오래된 데이터를 오버라이트하는데 충분하고 전자장치들이 안정화되는데 충분한 길이를 가져야만 한다. 그러나, 프리앰블 PrA가 설치되는 경우에, 이 프리앰블 PrA의 길이는 이미 충분할 수 있다. 물리적인 기록물 또는 데이터 클러스터의 시작 위치에 있는 가드 필드 G1의 시작 위치는 순환성(cyclability), 즉 사용된 포맷에 의존하여 통상적으로 +/- 64 내지 +/- 1024 채널 비트인 직접 오버라이트의 사이클의 최대수를 증가시키기 위해 일부러 변화될 수 있는데, 예를 들면 DVR에서는, +/- 128 채널 비트의 변화가 허용된 다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 도입된 전술한 구성은 단독으로 또는 조합하여 최하층의 정보층(8) 내부에 더욱 균일한 유효 판독 또는 기록 전력을 제공한다. 이에 따라, 초점이 맞추어진 스폿(15)의 전력이 그것의 최적값으로 유지될 수 있다.
이때, 본 발명의 전술한 바람직한 실시예에 한정되지는 않으며, 적어도 2개의 거의 평행한 정보층, 예를 들면 자기 또는 전기 기록층들이 설치되고, 한 개의 정보층에 기록된 기록 데이터가 다른 정보층의 판독 또는 기록에 영향을 미치는 다른 기록장치에서 사용될 수 있다는 점에 주목하기 바란다. 따라서, 바람직한 실시예가 첨부된 청구범위의 범주 내에서 변형될 수 있다.

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  11. 적어도 2개의 평행한 정보층(6, 8)을 구비한 다층 기록매체(1) 상에 데이터를 기록하는 데이터 기록방법으로서,
    a) 상기 적어도 2개의 정보층(6, 8)의 트랙 상에 복수의 데이터 블록의 유니트로 데이터를 기록하는 제 1 기록단계와,
    b) 데이터 블록의 시작 위치에 제 1 가드 필드를 기록하고 데이터 블록의 종료 위치에 제 2 가드 필드를 기록하는 제 2 기록단계를 포함하는 데이터 기록방법에 있어서,
    이전 데이터 블록의 상기 제 2 가드 필드의 종료 위치가 다음 데이터 블록의 상기 제 1 가드 필드의 영역 내부에 배치되도록, 상기 제 1 및 상기 제 2 가드 필드의 길이를 설정하는 설정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 기록방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 설정단계는, 서로 중첩되지 않은 상기 제 1 및 상기 제 2 가드 필드의 부분이 소정의 최소 길이를 갖게 설정되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록방법.
  13. 적어도 2개의 평행한 정보층(6, 8)을 구비한 기록매체를 한 개의 방사빔에 의해 주사하여 다층 기록매체(1) 상에 데이터를 기록하는 데이터 기록방법으로서,
    a) 상기 적어도 2개의 정보층(6, 8)의 트랙 상에 복수의 데이터 블록의 유니트로 상기 데이터를 기록하는 제 1 기록단계와,
    b) 데이터 블록의 시작 위치에 제 1 가드 필드를 기록하고 데이터 블록의 종료 위치에 제 2 가드 필드를 기록하는 제 2 기록단계를 포함하는 데이터 기록방법에 있어서,
    상기 제 1 및 상기 제 2 가드 필드의 길이를, 상기 적어도 2개의 정보층(6, 8) 중에서 하부 정보층 상에 초점이 맞추어졌을 때, 상기 적어도 2개의 정보층(6, 8) 중에서 상부 정보층에 있는 방사빔의 직경의 절반과, 이들 2개의 정보층 사이의 최대 허용 오정렬의 합과 동일한 소정의 최소 길이보다 크거나 갖도록 설정하는 설정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 기록방법.
  14. 제 11항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 및 상기 제 2 가드 필드에 더미 데이터를 기록하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 기록방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 및 상기 제 2 가드 필드의 상기 길이를 상기 적어도 2개의 정보층(6, 8)에서 동일하게 되도록 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 기록방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 기록매체는, 상기 제 2 가드 필드와 상기 제 2 가드 필드 뒤에 존재하는 헤더 영역 사이, 및/또는 상기 제 1 가드 필드와 상기 제 1 가드 필드 앞에 존재하는 헤더 영역 사이에 설치된 갭 부분을 포함하고, 상기 갭 부분의 길이가 상기 소정의 최소 길이보다 크거나 같도록 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 기록방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 갭 부분의 상기 길이가 상기 적어도 2개의 정보층(6, 8)에서 동일하게 되도록 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 기록방법.
  18. 적어도 2개의 평행한 정보층(6, 8)을 구비한 다층 기록매체(1) 상에 데이터를 기록하는 데이터 기록장치로서,
    a) 상기 다층 기록매체(1) 상에 복수의 데이터 블록의 유니트로 상기 데이터를 기록하되, 제 1 가드 필드가 데이터 블록의 시작 위치에 기록되고 제 2 가드 필드가 데이터 블록의 종료 위치에 기록되도록 하는 기록부(10)와,
    b) 상기 데이터 블록과 상기 제 1 및 제 2 가드 필드를 상기 적어도 2개의 정보층(6, 8)의 트랙 상에 기록하도록 상기 기록부(10)를 제어하는 제어수단(36)을 구비한 데이터 기록장치에 있어서,
    상기 기록부(10)는, 이전 데이터 블록의 상기 제 2 가드 필드의 종료 위치가 다음 데이터 블록의 상기 제 1 가드 필드의 영역 내부에 놓이도록 하는 길이로 상기 제 1 및 제 2 가드 필드를 기록하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록장치.
  19. 적어도 2개의 평행한 정보층(6, 8)을 구비한 다층 기록매체(1) 상에 데이터를 기록하는 데이터 기록장치로서,
    a) 방사빔을 발생하는 방사원(11)과,
    b) 상기 다층 기록매체(1) 상에 복수의 데이터 블록의 유니트로 상기 데이터를 기록하되, 제 1 가드 필드가 데이터 블록의 시작 위치에 기록되고 제 2 가드 필드가 데이터 블록의 종료 위치에 기록되도록 하는 기록부(10)와,
    c) 상기 데이터 블록과 상기 제 1 및 제 2 가드 필드를 상기 적어도 2개의 정보층(6, 8)의 트랙 상에 기록하도록 상기 기록부(10)를 제어하는 제어수단(36)을 구비한 데이터 기록장치에 있어서,
    상기 기록부(10)는, 상기 적어도 2개의 정보층(6, 8) 중에서 하부 정보층 상에 초점이 맞추어졌을 때, 상기 적어도 2개의 정보층(6, 8) 중에서 상부 정보층에 있는 방사빔의 직경의 절반과, 이들 2개의 정보층 사이의 최대 허용 오정렬의 합과 동일한 소정의 최소 길이보다 크거나 같은 길이로 상기 제 1 및 상기 제 2 가드 필드를 기록하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록장치.
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