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KR100896866B1 - 디스크형 기록 매체, 디스크 드라이브 장치 및 디스크형 기록 매체의 제조 장치 및 방법 - Google Patents

디스크형 기록 매체, 디스크 드라이브 장치 및 디스크형 기록 매체의 제조 장치 및 방법 Download PDF

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KR100896866B1
KR100896866B1 KR1020037007991A KR20037007991A KR100896866B1 KR 100896866 B1 KR100896866 B1 KR 100896866B1 KR 1020037007991 A KR1020037007991 A KR 1020037007991A KR 20037007991 A KR20037007991 A KR 20037007991A KR 100896866 B1 KR100896866 B1 KR 100896866B1
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KR
South Korea
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KR1020037007991A
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자코부스 페트루스 조셉후스 힘스케르크
코넬이스 마리누스 스헵
알버트 스테크
신이찌 다나까
히로미찌 이시바시
시게루 후루미야
히로시 오가와
다모쯔 야마가미
쇼에이 고바야시
Original Assignee
코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
파나소닉 주식회사
소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

어드레스 등의 정보를 효율적으로 워블 성분에 포함시키고, 또한 워블 성분에 포함시킨 정보를 재생할 때의 S/N을 향상시킨다.
본 발명의 광 디스크에서는, MSK(Minimum Shift Keying) 변조 방식에 의해 변조한 어드레스 정보와, 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하여, 피 변조 데이터의 부호에 따라서 상기 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조하는 방식으로 변조한 어드레스 정보를 워블에 기록한다.
디스크형 기록 매체, 디스크 드라이브 장치, 디스크 제조 장치, 디스크 제조 방법

Description

디스크형 기록 매체, 디스크 드라이브 장치 및 디스크형 기록 매체의 제조 장치 및 방법{DISC-SHAPED RECORDING MEDIUM DISC DRIVING DEVICE AND METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING DISC}
본 발명은 주회 형상(circling fashion)으로 형성된 랜드 및/또는 그루브가 기록 트랙이 되고, 해당 기록 트랙이 워블 신호에 따른 형상으로 사행 형성되어 있는 디스크형 기록 매체, 이 디스크형 기록 매체에 대하여 데이터의 기록 및/또는 재생을 행하는 디스크 드라이브 장치, 및 이 디스크형 기록 매체의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래부터, 주회 형상의 프리그루브라고 불리는 가이드 그루브(guide groove)가 형성되어 있는 광 디스크가 알려져 있다. 이러한 프리그루브를 형성한 경우, 그루브 및/또는 랜드(그루브에 끼워진 영역)가 기록 트랙이 된다. 이 프리그루브가 광 디스크에 형성되어 있는 것에 의해, 기록 및/또는 재생을 행하는 디스크 드라이브측에서는, 레이저의 반사광으로부터 기록 트랙의 양 엣지의 성분을 검출하여, 레이저가 양 엣지의 중심에 조사되 도록 서보 제어를 행할 수 있다.
또한, 종래부터, 캐리어 신호를 FM 변조나 PSK 변조한 워블 신호에 따라서, 프리그루브를 사행시킨 광 디스크가 알려져 있다. 워블 신호의 변조 성분에는, 이 워블 신호가 기록된 위치에서의 기록 트랙의 물리 어드레스 정보 등이 포함되어 있다. 이 때문에, 기록 및/또는 재생을 행하는 디스크 드라이브측에서는, 예를 들면 기록 트랙의 양 엣지의 변동 성분을 나타내는 신호(소위 푸시풀 신호)로부터 워블 신호를 검출하여, 이 워블 신호에 포함되어 있는 어드레스 정보를 복조하여, 기록 및/또는 재생 위치의 어드레스 제어를 행할 수 있다.
그러나, 이러한 캐리어 신호를 FM 변조한 워블 신호에 어드레스 정보 등을 삽입하는 방식인 경우, 인접 트랙의 크로스토크 성분에 의해서 어드레스 재생 특성이 악화한다고 하는 문제가 있었다. 또, 캐리어 신호를 PSK 변조하여 워블 신호에 어드레스 정보 등을 삽입하는 방식인 경우, 위상 변화점에서의 고조파 성분이 재생 신호에 중첩하여 재생 특성이 악화한다고 하는 문제가 있었다. 또한, PSK 변조인 경우, 고조파 성분이 포함되어 버리기 때문에, 워블 신호의 복조 회로의 회로 구성이 복잡해진다고 하는 문제가 있었다.
<발명의 개시>
본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 어드레스 등의 정보를 효율적으로 워블 성분에 포함시키고, 또한 워블 성분에 포함시킨 정보를 재생할 때의 S/N을 향상시킨 디스크형 기록 매체, 이 디스크형 기록 매체에 대하여 데이터의 기록 및/또는 재생을 하는 디스크 드라이브 장치, 및 이 디스크형 기록 매체를 제조하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 디스크형 기록 매체는, 주회 형상으로 형성된 랜드 및/또는 그루브가 기록 트랙이 되고, 이 기록 트랙이 워블 신호에 따른 형상으로 사행 형성되어 있는 디스크형 기록 매체로서, 상기 워블 신호에는, 소정 주파수의 제1 정현파 신호와 이 제1 정현파 신호의 주파수와는 다른 주파수의 제2 정현파 신호를 이용하여 MSK 변조된 제1 디지털 정보와, 정현파의 캐리어 신호 상에 변조되는 제2 디지털 정보가 포함되는데, 제2 디지털 정보의 변조는, 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 제2 디지털 정보에 따라 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스크형 기록 매체는, 주회 형상으로 형성된 랜드 및/또는 그루브가 기록 트랙이 되고, 기록 트랙이 워블 신호에 따른 형상으로 사행 형성되어 있는 디스크형 기록 매체로서, 상기 워블 신호에는, 소정의 데이터 단위인 어드레스 유닛이 형성되며, 그 어드레스 유닛 내에 적어도 기록 트랙의 어드레스가 포함된 어드레스 정보가 기술되며, 상기 어드레스 유닛은 상기 어드레스 정보를 구성하는 비트를 나타내는 비트 블록을 적어도 하나 이상 포함하여 구성되며, 상기 적어도 하나의 블록은 정현파의 캐리어 신호의 소정 주기 연속한 파형 내에, 상기 캐리어 신호와 이 캐리어 신호의 주파수와는 다른 주파수의 정현파 신호를 이용하여 MSK 변조된 제1 비트열과, 상기 정현파의 캐리어 신호 상에 변조된 제2 비트열이 삽입되어 구성되는데, 제2 비트열의 변조는 상기 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 제2 비트열에 따라 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스크 드라이브 장치는, 주회 형상으로 형성된 랜드 및/또는 그루브가 기록 트랙이 되고, 기록 트랙이 워블 신호에 따른 형상으로 사행 형성되어 있는 디스크형 기록 매체에 대하여 기록 및/또는 재생을 하는 디스크 드라이브 장치로서, 상기 디스크형 기록 매체로부터 상기 워블 신호를 재생하고, 이 워블 신호에 포함되어 있는 디지털 정보를 복조하는 워블 정보 복조 수단을 포함하며, 상기 워블 정보 복조 수단은, 소정 주파수의 제1 정현파 신호와 제1 정현파 신호의 주파수와 다른 주파수의 정현파 신호를 이용하여 MSK 변조된 제1 디지털 정보를 복조하는 제1 복조부와, 정현파의 캐리어 신호 상에 변조되는 제2 디지털 정보를 복조하는 제2 복조부를 포함하는데, 제2 디지털 정보의 변조는 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 제2 디지털 정보에 따라 짝수 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스크형 기록 매체의 제조 장치는, 디스크형 기록 매체의 원반의 주면에 대하여 주회 형상의 랜드 및/또는 그루브를 형성함으로써 디스크형 기록 매체의 제조 장치로서, 소정 주파수의 제1 정현파 신호와 제1 정현파 신호의 주파수와 다른 주파수의 정현파 신호를 이용하여 MSK 변조된 제1 디지털 정보와, 정현파의 캐리어 신호 상에 변조되는 제2 디지털 정보 ― 제2 디지털 정보의 변조는 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 제2 디지털 정보에 따라 짝수 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)됨 ― 가 포함되어 있는 워블 신호에 따라서, 상기 랜드 및/또는 그루브를 사행 형성하는 랜드 및/또는 그루브 형성 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스크형 기록 매체의 제조 방법은, 디스크형 기록 매체의 원반의 주면에 대하여 주회 형상의 랜드 및/또는 그루브를 형성하는 디스크형 기록 매체의 제조 방법으로서, 소정 주파수의 제1 정현파 신호와 제1 정현파 신호의 주파수와 다른 주파수의 정현파 신호를 이용하여 MSK 변조된 제1 디지털 정보와, 정현파의 캐리어 신호 상에 변조되는 제2 디지털 정보 ― 제2 디지털 정보의 변조는 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 제2 디지털 정보에 따라 짝수 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)됨 ― 가 포함되어 있는 워블 신호에 따라서 사행 형성한 상기 랜드 및/또는 그루브를 형성하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태의 광 디스크의 트랙 형상을 나타내는 도면이다.
도 2는 그루브의 사행 형성 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 MSK 변조 및 HMW 변조를 실시한 워블 신호를 나타내는 도면이다.
도 4는 MSK 변조에 대하여 설명을 하기 위한 도면이다.
도 5는 MSK 변조된 워블 신호를 복조하는 MSK 복조 회로를 나타내는 도면이다.
도 6은 입력된 워블 신호(MSK 스트림)와, 이 워블 신호의 동기검파 출력 신호(MSK× Cos(ωt))를 나타내는 도면이다.
도 7은 MSK 스트림의 동기검파 출력 신호의 적산 출력값, 이 적산 출력값의 홀드값, 및 MSK 복조된 피 변조 데이터를 나타내는 도면이다.
도 8A 내지 도 8C는 HMW 변조에 대하여 설명을 하기 위한 도면이다.
도 9는 HMW 변조된 워블 신호를 복조하는 HMW 복조 회로를 나타내는 도면이다.
도 10은 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))와, "1010"이라는 데이터열의 피 변조 데이터와, 이 피 변조 데이터에 따라서 생성된 2차 고조파의 신호 파형(±Sin(2ω t), -12dB)을 나타내는 도면이다.
도 11은 생성된 워블 신호(HMW 스트림)를 나타내는 도면이다.
도 12A 및 도 12B는 HMW 스트림의 동기검파 출력 신호(HMW×Sin(2ωt))와, 동기검파 출력 신호의 적산 출력값, 이 적산 출력값의 샘플 홀드값, 및 HMW 피 변조 데이터를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 DVR 디스크의 에러 정정 블록을 나타내는 도면이다.
도 14는 DVR 디스크의 ECC 클러스터를 나타내는 도면이다.
도 15는 DVR 디스크의 기록 및/또는 재생 클러스터(RUB)와 어드레스 유닛과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 16은 어드레스 유닛을 구성하는 비트 블록을 나타내는 도면이다.
도 17은 어드레스 유닛 내의 싱크 파트의 비트 구성을 나타내는 도면이다.
도 18은 싱크 파트 내의 모노톤 비트의 신호 파형과 피 변조 데이터를 나타내는 도면이다.
도 19는 싱크 파트 내의 제1 싱크 비트의 신호 파형과 피 변조 데이터를 나타내는 도면이다.
도 20은 싱크 파트 내의 제2 싱크 비트의 신호 파형과 피 변조 데이터를 나타내는 도면이다.
도 21은 싱크 파트 내의 제3 싱크 비트의 신호 파형과 피 변조 데이터를 나타내는 도면이다.
도 22는 싱크 파트 내의 제4 싱크 비트의 신호 파형과 피 변조 데이터를 나타내는 도면이다.
도 23은 어드레스 유닛 내의 데이터 파트의 비트 구성을 나타내는 도면이다.
도 24는 데이터 파트 내의 비트 "1"을 나타내는 ADIP 비트의 신호 파형과 피 변조 데이터를 나타내는 도면이다.
도 25는 데이터 파트 내의 비트 "0"을 나타내는 ADIP 비트의 신호 파형과 피 변조 데이터를 나타내는 도면이다.
도 26은 어드레스 유닛의 포맷의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 27은 ADIP 비트가 나타내고 있는 어드레스 정보의 내용을 나타내는 도면이다.
도 28은 어드레스 정보의 에러 정정 블록을 나타내는 도면이다.
도 29는 DVR 디스크의 어드레스 복조 회로를 나타내는 도면이다.
도 30은 어드레스 복조 회로의 제어 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 31A, 도 31B, 도 31C는 부호 내용이 "1"인 ADIP 비트를 어드레스 복조 회로에서 HMW 복조했을 때의 각 신호 파형을 나타내는 도면이다.
도 32A, 도 32B, 도 32C는 부호 내용이 "1"인 ADIP 비트를 어드레스 복조 회로에서 HMW 복조했을 때의 각 신호 파형을 나타내는 도면이다.
도 33은 본 발명이 적용되는 광 디스크 드라이브의 블록 구성을 나타내는 도면이다.
도 34는 본 발명이 적용되는 광 디스크 원반의 커팅 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태의 광 디스크의 워블링 방식, 이 광 디스크에 대 하여 데이터를 기록 및/또는 재생하는 광 디스크 드라이브, 및 이 광 디스크를 제조하는 광 디스크 제조 방법에 대하여 설명한다.
1. 광 디스크의 워블링 방식
1-1 워블링 방식의 전체 설명
본 발명의 실시 형태의 광 디스크(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 기록 트랙이 되는 그루브 GV가 형성되어 있다. 이 그루브 GV는 내주측에서 외주측으로 스파이럴 형상으로 형성되어 있다. 그 때문에, 이 광 디스크(1)의 반경 방향의 절단면을 보면, 도 2에 도시한 바와 같이, 볼록형의 랜드 L과, 오목형의 그루브 GV가 교대로 형성되게 된다.
광 디스크(1)의 그루브 GV는, 도 2에 도시한 바와 같이, 접선 방향에 대하여 사행(meandering) 형성되어 있다. 이 그루브 GV의 사행 형상은 워블 신호에 따른 형상으로 되어있다. 그 때문에, 광 디스크 드라이브에서는, 그루브 GV에 조사한 레이저 스폿 LS의 반사광으로부터 그 그루브 GV의 양 엣지 위치를 검출하고, 레이저 스폿 LS를 기록 트랙을 따라 이동시켜 갔을 때에 있어서의 그 양 엣지 위치의 디스크 반경 방향에 대한 변동 성분을 추출함으로써, 워블 신호를 재생할 수 있다.
이 워블 신호에는, 그 기록 위치에서의 기록 트랙의 어드레스 정보(물리 어드레스나 그 밖의 부가 정보 등)이 변조되어 있다. 그 때문에, 광 디스크 드라이브에서는, 이 워블 신호로부터 어드레스 정보 등을 복조함으로써, 데이터의 기록이나 재생때의 어드레스 제어 등을 행할 수 있다.
또, 본 발명의 실시 형태에서는, 그루브 기록이 되는 광 디스크에 대하여 설명을 하지만, 본 발명은 이러한 그루브 기록의 광 디스크에 한하지 않고, 랜드에 데이터를 기록하는 랜드 기록을 행하는 광 디스크에 적용하는 것도 가능하고, 또한 그루브 및 랜드에 데이터를 기록하는 랜드 그루브 기록의 광 디스크에도 적용하는 것도 가능하다.
여기서, 본 실시의 형태의 디스크(1)에서는, 2개의 변조 방식을 이용하여, 워블 신호에 대하여 어드레스 정보를 변조하고 있다. 하나는 MSK(Minimum Shift Keying) 변조 방식이다. 또 하나는 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 피 변조 데이터의 부호 또는 피 변조 데이터에 따라서 짝수 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조하는 방식이다. 즉, 또 하나의 방식은 정현파의 캐리어 신호에 대하여 정현파의 캐리어 신호의 짝수 고조파 신호를 부가하고 피 변조 데이터의 부호에 따라 짝수 고조파 신호의 극성을 변화시키는 방식이다. 이하, 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 피변조 데이터의 부호에 따라서 짝수 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조하는 변조 방식의 것을 HMW(Harmonic Wave) 변조라고 부른다.
본 실시의 형태의 광 디스크(1)에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 소정 주파수의 정현파의 기준 캐리어 신호 파형의 소정 주기 연속한 블록을 구성하고, 이 블록 내에, MSK 변조된 어드레스 정보가 삽입되는 MSK 변조부와, HMW 변조된 어드레스 정보가 삽입되는 HMW 변조부를 설치한 워블 신호를 생성한다. 즉, MSK 변조된 어드레스 정보와, HMW 변조된 어드레스 정보를 블록 내의 다른 위치에 삽입하고 있다. 또한, MSK 변조에 이용되는 2개의 정현파의 캐리어 신호 중의 한쪽의 캐리어 신호와, HMW 변조의 캐리어 신호를 상기한 기준 캐리어 신호로 하고 있다. 또한, MSK 변조부와 HMW 변조부는 각각 블록 내의 다른 위치에 배치하는 것으로 하고, MSK 변조부와 HMW 변조부 사이에는, 1 주기 이상의 기준 캐리어 신호가 배치되는 것으로 하고 있다.
또, 데이터의 변조가 되어 있지 않고, 기준 캐리어 신호의 주파수 성분만이 나타나는 부분을 모노톤 워블이라고 부른다. 또한, 이하에서는, 기준 캐리어 신호로서 이용하는 정현파 신호는 Cos(ωt)인 것으로 한다. 또한, 기준 캐리어 신호의 1 주기를 1 워블 주기라고 부른다. 또한, 기준 캐리어 신호의 주파수는 광 디스크(1)의 내주에서 외주까지 일정하고, 레이저 스폿이 기록 트랙에 따라서 이동할 때의 선속도와의 관계에 따라서 정해진다.
이하, MSK 변조 및 HMW 변조의 변조 방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
1-2 MSK 변조
우선, MSK 변조 방식을 이용한 어드레스 정보의 변조 방식에 대하여 설명을 한다.
MSK 변조는 위상이 연속한 FSK(Frequency Shift Keying) 변조이고, 변조 지수가 0.5인 것이다. FSK 변조는 주파수 f1과 주파수 f2의 2개의 캐리어 신호에 대하여, 피 변조 데이터의 부호 "0", "1"을 각각 대응시켜 변조하는 방식이다. 즉, 피 변조 데이터가 “0"이면 주파수 f1의 정현파 파형을 출력하고, 피 변조 데이터가 "1"이면 주파수 f2의 정현파 파형을 출력하는 변조 방식이다. 또한, 위상이 연속한 FSK 변조인 경우에는, 피 변조 데이터의 부호의 전환 타이밍에서, 2개의 캐리어 신호의 위상이 연속하거나 동일해진다.
이 FSK 변조에서는, 변조 지수 m이라는 것이 정의된다. 이 변조 지수 m은 m=┃f1-f2┃T로 정의된다. 여기서, T는 피 변조 데이터의 전송 속도(1/최단의 부호 길이의 시간)이다. 이 m이 0.5인 경우의 위상 연속 FSK 변조를 MSK 변조라고 한다.
본 광 디스크(1)에서는, MSK 변조되는 피 변조 데이터의 최단의 부호 길이 L은, 도 4의(A) 및 도 4의(B)에 도시한 바와 같이, 워블 주기의 2 주기분으로 하고 있다. 또, 피 변조 데이터의 최단 부호 길이 L은 워블 주기의 2배 이상이고, 정수배의 주기이면, 어떠한 길이이어도 된다. 또한, MSK 변조에 이용되는 2개의 주파수는, 한쪽을 기준 캐리어 신호와 동일한 주파수로 하고, 다른 쪽을 기준 캐리어 신호의 1.5배의 주파수로 한다. 즉, MSK 변조에 이용되는 신호 파형은, 한쪽이 Cos(ωt) 또는 -Cos(ωt)이고, 다른 쪽이 Cos(1.5ωt) 또는 -Cos(1.5ωt)가 된다.
본 광 디스크(1)의 워블 신호에 MSK 변조 방식으로 피 변조 데이터를 삽입하는 경우, 우선, 도 4의 (C)에 도시한 바와 같이, 피 변조 데이터의 데이터 스트림에 대하여, 워블 주기에 대응하는 클럭 단위로 차동 부호화 처리를 한다. 즉, 피 변조 데이터의 스트림과, 기준 캐리어 신호의 1 주기분만큼 지연시킨 지연 데이터를 차동 부호화 처리한다. 이 차동 부호화 처리를 한 데이터를 프리코드(precode) 데이터로 한다.
계속해서, 이 프리 코드 데이터를 MSK 변조하여 MSK 스트림을 생성한다. 이 MSK 스트림의 신호 파형은, 도 4의 (D)에 도시한 바와 같이, 프리코드 데이터가 "0"일 때에는 기준 캐리어와 동일한 주파수의 파형(Cos(ωt)) 또는 그 반전 파형(-Cos(ωt))이고, 프리코드 데이터가 "1"일 때에는 기준 캐리어의 1.5배의 주파수의 파형 Cos(1.5ωt) 또는 그 반전 파형 -Cos(1.5ωt)이 된다. 따라서, 예를 들면, 피 변조 데이터의 데이터열이, 도 4의 (B)에 도시한 바와 같이 "010"의 패턴인 경우에는, MSK 스트림의 신호 파형은, 도 4의 (E)에 도시한 바와 같이, 1 워블 주기마다, Cos(wt), Cos(wt), Cos(1.5wt), -Cos(wt), -Cos(1.5wt), Cos(wt)의 파형이 된다.
본 광 디스크(1)에서는, 워블 신호를 이상과 같은 MSK 스트림으로 하는 것에 의해서, 워블 신호에 어드레스 정보를 변조하고 있다. 따라서, 도 4의 (B)로부터 도 4의 (C)로의 데이터 변환은 변조라 칭해지고 그 반대 방향으로의 데이터 변환은 복조라 칭해진다.
여기서, 피 변조 데이터를 차동 부호화하여 상술한 바와 같은 MSK 변조한 경우에는, 피 변조 데이터의 동기검파가 가능해진다. 이와 같이 동기검파를 할수 있는 것은 이하와 같은 이유에 의한다.
차동 부호화 데이터(프리코드 데이터)는 피 변조 데이터의 부호 변화점에서 비트가 된다("1"이 된다). 피 변조 데이터의 부호 길이가 워블 주기의 2배 이상이라고 되어 있기 때문에, 피 변조 데이터의 부호 길이의 후반 부분에는, 반드시 기준 캐리어 신호(Cos(ωt)) 또는 그 반전 신호(-Cos(ωt))가 삽입되게 된다. 프리 코드 데이터의 비트가 "1"이면, 기준 캐리어 신호에 대하여 1.5배의 주파수의 파형이 삽입되고, 또한 부호의 전환 점에서는, 전환 전의 데이터가 전환 후의 데이터와 동상이 된다. 따라서, 피 변조 데이터의 부호 길이의 후반 부분에 삽입되는 신호 파형은, 피 변조 데이터가 "0"이면, 반드시 기준 캐리어 신호 파형(Cos(ωt))이고, 피 변조 데이터가 "1"이면 반드시 그 반전 신호 파형(-Cos(ωt))이 된다. 동기검파 출력은 캐리어 신호에 대하여 피 변조 데이터가 동상이면, 플러스측의 값이 되 고, 위상이 반전하고 있으면 마이너스측의 값이 되기 때문에, 이상과 같은 MSK 변조한 신호를 기준 캐리어 신호에 의해 동기검파하면, 피 변조 데이터의 복조가 가능해진다.
또, MSK 변조에서는, 부호의 전환 위치에서 위상이 동상인 상태에서 변조가 되기 때문에, 동기검파 신호의 레벨이 반전하기까지는 지연이 생긴다. 그 때문에, 이상과 같은 MSK 변조된 신호를 복조하는 경우에는, 예를 들면, 동기검파 출력의 적산 윈도우를, 1/2 워블 주기 지연시킴으로써, 정확한 검출 출력을 얻을 수 있다.
도 5에, 이상과 같은 MSK 스트림으로부터, 피 변조 데이터를 복조하는 MSK 복조 회로를 도시한다.
MSK 복조 회로(10)는, 도 5에 도시한 바와 같이, PLL 회로(11)와, 타이밍 제너레이터(TG)(12)와, 승산기(13)와, 적산기(14)와, 샘플/홀드(SH) 회로(15)와, 슬라이스 회로(16)를 구비하고 있다.
PLL 회로(11)에는, 워블 신호(MSK 변조된 스트림)가 입력된다. PLL 회로(11)는 입력된 워블 신호로부터 엣지 성분을 검출하여, 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))에 동기한 워블 클럭을 생성한다. 생성된 워블 클럭은 타이밍 제너레이터(12)에 공급된다.
타이밍 제너레이터(12)는 입력된 워블 신호에 동기한 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))를 생성한다. 또한, 타이밍 제너레이터(12)는 워블 클럭으로부터, 클리어 신호(CLR) 및 홀드 신호(HOLD)를 생성한다. 클리어 신호(CLR)는 워블 주기의 2 주기의 최소 부호 길이가 되는 피 변조 데이터의 데이터 클럭의 개시 엣지로부터, 1/2 워블 주기 지연한 타이밍에서 발생되는 신호이다. 또한, 홀드 신호(HOLD)는 피 변조 데이터의 데이터 클럭의 종료 엣지로부터, 1/2 워블 주기 지연한 타이밍에서 발생되는 신호이다. 타이밍 제너레이터(12)에 의해 생성된 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))는 승산기(13)에 공급된다. 생성된 클리어 신호(CLR)는 적산기(14)에 공급된다. 생성된 홀드 신호(HOLD)는 샘플/홀드 회로(15)에 공급된다.
승산기(13)는 입력된 워블 신호와 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))를 승산하여, 동기검파 처리를 행한다. 동기검파된 출력 신호는 적산기(14)에 공급된다.
적산기(14)는 승산기(13)에 의해 동기검파된 신호에 대하여 적산 처리를 행한다. 또, 이 적산기(14)는 타이밍 제너레이터(12)에 의해 생성된 클리어 신호(CLR)의 발생 타이밍에서 그 적산값을 O으로 클리어한다.
샘플/홀드회로(15)는 타이밍 제너레이터(12)에 의해 생성된 홀드 신호(HOLD)의 발생 타이밍에서, 적산기(14)의 적산 출력값을 샘플하여, 다음의 홀드 신호(HOLD)가 발생할 때까지 샘플한 값을 홀드한다.
슬라이스 회로(16)는 샘플/홀드 회로(15)에 의해 홀드되어 있는 값을 원점(0)을 임계치로서 2치화하여, 그 값의 부호를 반전하여 출력한다.
슬라이스 회로(16)로부터의 출력 신호가 복조된 피 변조 데이터가 된다.
도 6 및 도 7에, "0100"이라는 데이터열의 피 변조 데이터에 대하여 상술한 MSK 변조를 하여 생성된 워블 신호(MSK 스트림)와, 워블 신호가 상기 MSK 복조 회로(10)에 입력된 경우의 각 회로에서의 출력신호 파형을 도시한다. 도 6 및 도 7의 횡축(n)은 워블 주기의 주기 번호를 나타내고 있다. 도 6은 입력된 워블 신호(MSK 스트림)와, 이 워블 신호의 동기검파 출력 신호(MSK ×Cos(ωt))를 나타내고 있다. 또한, 도 7은 동기검파 출력 신호의 적산 출력값, 이 적산 출력값의 샘플 홀드값, 및 슬라이스 회로(16)로부터 출력되는 복조된 피 변조 데이터를 나타내고 있다. 슬라이스 회로(16)로부터 출력되는 복조된 피 변조 데이터가 지연되고 있는 것은 적산기(14)의 처리 지연을 위해서이다.
이상과 같이, 피 변조 데이터를 차동 부호화하여 상술한 바와 같은 MSK 변조한 경우에는, 피 변조 데이터의 동기검파가 가능해진다.
본 광 디스크(1)에서는, 이상과 같이 MSK 변조한 어드레스 정보를 워블 신호에 포함시키고 있다. 이와 같이 어드레스 정보를 MSK 변조하여 워블 신호에 포함시키는 것에 의해서, 워블 신호에 포함되는 고주파 성분이 적어진다. 따라서, 정확한 어드레스 검출을 행하는 것이 가능해진다. 또, 이 MSK 변조된 어드레스 정보는 모노톤 워블 내에 삽입되기 때문에, 인접 트랙에 제공되는 크로스토크를 적게 할 수 있고, 이에 따라 S/N 비를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 광 디스크(1)에서는, MSK 변조를 한 데이터를 동기검파하여 복조할 수 있으므로, 워블 신호의 복조를 정확하고 용이하게 행하는 것이 가능해진다.
1-3 HMW 변조
이어서, HMW 변조 방식을 이용한 어드레스 정보의 변조 방식에 대하여 설명을 한다.
HMW 변조는, 상술된 바와 같이 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 짝수 고조파 신호의 극성을 피 변조 데이터의 부호에 따라서 변화시킴으로써 디지털 부호를 변조하는 변조 방식이다.
본 광 디스크(1)에서는, HMW 변조의 캐리어 신호는 상기 MSK 변조에서 사용되는 캐리어 신호인 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))와 동일 주파수 및 위상의 신호로 하고 있다. 부가하는 짝수 고조파 신호는 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))의 2차 고조파인 Sin(2ωt), -Sin(2ωt)로 하고, 그 진폭은 기준 캐리어 신호의 진폭에 대하여 -12dB의 진폭으로 하고 있다. 피 변조 데이터의 최소 부호 길이는 워블 주기(기준 캐리어 신호의 주기)의 2배로 하고 있다.
피 변조 데이터의 부호가 "1"일 때에는, Sin(2ωt)를 캐리어 신호에 부가하고, "0"일 때에는 -Sin(2ωt)를 캐리어 신호에 부가하여 변조를 행하는 것으로 한다.
이상과 같은 방식으로 워블 신호를 변조한 경우의 신호 파형을 도 8에 도시한다. 도 8의 (A)는 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))의 신호 파형을 나타내고, 도 8의 (B)는 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))에 대하여 Sin(2ωt)가 부가된 신호 파형, 즉 피 변조 데이터가 "1"일 때의 신호 파형을 나타내고 있다. 도 8의 (C)는 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))에 대하여 -Sin(2ωt)가 부가된 신호 파형, 즉 피 변조 데이터가 "0"일 때의 신호 파형을 나타내고 있다.
본 광 디스크(1)에서는, 캐리어 신호에 가하는 고조파 신호를 2차 고조파로 하고 있지만, 2차 고조파에 한하지 않고, 짝수 고조파이면 어떠한 신호를 가산해도 된다. 또한, 본 광 디스크(1)에서는, 2차 고조파만을 가산하고 있지만, 2차 고조파와 4차 고조파 양자를 동시에 가산하는 것과 같이 복수의 고조파 신호를 동시에 가산해도 된다.
이와 같이, 기준 캐리어 신호에 포지티브 또는 네거티브의 짝수의 고조파 신호를 부가한 경우에는, 그 생성 파형의 특성으로부터, 이 고조파 신호에 의해 동기검파하고, 피 변조 데이터의 부호 길이 시간 그 동기검파 출력을 적분함으로써 피 변조 데이터를 복조하는 것이 가능하다.
도 9에 이상과 같은 HMW 변조된 워블 신호로부터 피 변조 데이터를 복조하는 HMW 복조 회로를 도시한다.
HMW 복조 회로(20)는, 도 9에 도시한 바와 같이, PLL 회로(21)와, 타이밍 제너레이터(TG)(22)와, 승산기(23)와, 적산기(24)와, 샘플/홀드(SH) 회로(25)와, 슬라이스 회로(26)를 구비하고 있다.
PLL 회로(21)에는, 워블 신호(HMW 변조된 스트림)이 입력된다. PLL 회로(21)는 입력된 워블 신호로부터 엣지 성분을 검출하여, 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))에 동기한 워블 클럭을 생성한다. 생성된 워블 클럭은 타이밍 제너레이터(22)에 공급된다.
타이밍 제너레이터(22)는 입력된 워블 신호에 동기한 2차 고조파 신호(Sin(2ωt))를 생성한다. 또한, 타이밍 제너레이터(22)는 클리어 신호(CLR) 및 홀드 신호(HOLD)를 생성한다. 클리어 신호(CLR)는 워블 주기의 2 주기가 최소 부호 길이가 되는 피 변조 데이터의 데이터 클럭의 상승 엣지의 타이밍에서 발생되는 신호이다. 또한, 홀드 신호(HOLD)는 피 변조 데이터의 데이터 클럭의 하강 엣지의 타이밍에서 발생되는 신호이다. 타이밍 제너레이터(22)에 의해 생성된 2차 고조파 신호(Sin(2ωt))는 승산기(23)에 공급되고, 생성된 클리어 신호(CLR)는 적산기(24)에 공급된다. 생성된 홀드 신호(HOLD)는 샘플/홀드 회로(25)에 공급된다.
승산기(23)는 입력된 워블 신호와, 2차 고조파 신호(Sin(2ωt))를 승산하여, 동기검파 처리를 행한다. 동기 검파된 출력 신호는 적산기(24)에 공급된다.
적산기(24)는 승산기(23)에 의해 동기 검파된 신호에 대하여 적산 처리를 행한다. 이 적산기(24)는 타이밍 제너레이터(22)에 의해 생성된 클리어 신호(CLR)의 발생 타이밍에서 그 적산값을 O으로 클리어한다.
샘플/홀드 회로(25)는 타이밍 제너레이터(22)에 의해 생성된 홀드 신호(HOLD)의 발생 타이밍에서, 적산기(24)의 적산 출력값을 샘플하여, 다음의 홀드 신호(HOLD)가 발생할 때까지 샘플한 값을 홀드한다.
슬라이스 회로(26)는 샘플/홀드 회로(25)에 의해 홀드되어 있는 값을 원점(0)을 임계치로서 2치화하여 그 부호화된 신호를 출력한다.
그리고, 이 슬라이스 회로(26)로부터의 출력 신호가 복조된 피 변조 데이터가 된다.
도 10, 도 11 및 도 12A 및 도 12B에, "1010"이라는 데이터열의 피 변조 데이터에 대하여 상술의 HMW 변조를 할 때에 이용되는 신호 파형과, HMW 변조하여 생성된 워블 신호와, 이 워블 신호가 상기 HMW 복조 회로(20)에 입력된 경우의 각 회로에서의 출력신호 파형을 도시한다. 또, 도 10∼도 12A 및 도 12B의 횡축(n)은 워블 주기의 주기 번호를 나타내고 있다. 도 10은 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))와, "1010"이라는 데이터열의 피 변조 데이터와, 이 피 변조 데이터에 따라서 생성된 2 차 고조파 신호 파형(±Sin(2ωt), -12dB)을 나타내고 있다. 도 11은 생성된 워블 신호(HMW 스트림)을 나타내고 있다. 도 12A는 이 워블 신호의 동기검파 출력 신호(HMW ×Sin(2ωt))를 나타내고 있고, 도 12B는 동기검파 출력 신호의 적산 출력값, 이 적산 출력값의 샘플/홀드값, 및 슬라이스 회로(26)로부터 출력되는 복조된 피 변조 데이터를 나타내고 있다. 또, 슬라이스 회로(26)로부터 출력되는 복조된 피 변조 데이터가 지연되고 있는 것은 적산기(14)의 1차 지연을 위해서이다.
이상과 같이, 피 변조 데이터를 차동 부호화하여 상술한 바와 같은 MSK 변조한 경우에는, 피 변조 데이터의 동기검파가 가능해진다.
본 광 디스크(1)에서는, 이상과 같이, HMW 변조한 어드레스 정보를 워블 신호에 포함시키고 있다. 이와 같이 어드레스 정보를 HMW 변조하여 워블 신호에 포함시키는 것에 의해서, 주파수 성분을 한정할 수가 있어, 고주파 성분을 적게 할 수 있다. 그 때문에, 워블 신호의 복조 출력의 S/N을 향상시킬 수 있어, 정확한 어드레스 검출을 행하는 것이 가능해진다. 또, 변조 회로도 캐리어 신호의 발생 회로와, 그 고조파 성분의 발생 회로, 이들의 출력 신호의 가산 회로로 구성할 수가 있어, 매우 간단해 진다. 또한, 워블 신호의 고주파 성분이 적어지기 때문에, 광 디스크 성형시의 커팅도 용이하게 된다.
또한, 이 HMW 변조된 어드레스 정보는 모노톤 워블 내에 삽입되기 때문에, 인접 트랙에 제공하는 크로스토크를 적게할 수 있어, S/N을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 광 디스크(1)에서는, HMW 변조를 한 데이터를 동기검파하여 복조할 수 있으므로, 워블 신호의 복조를 정확하고 용이하게 행하는 것이 가능해진다.
1-4 통합
이상과 같이, 본 실시의 형태의 광 디스크(1)에서는, 워블 신호에 대한 어드레스 정보의 변조 방식으로서, MSK 변조 방식과 HMW 변조 방식을 채용하고 있다. 그리고, 본 광 디스크(1)에서는, MSK 변조 방식에 이용되는 한쪽의 주파수와, HMW 변조에 이용되는 캐리어 주파수를 동일한 주파수의 정현파 신호(Cos(ωt))로 하고 있다. 또한, 워블 신호 내에, 데이터가 변조되어 있지 않은 상기한 캐리어 신호(Cos(ωt))만이 포함되어 있는 모노톤 워블을 각 변조 신호의 사이에 설치하고 있다.
이상과 같은 본 광 디스크(1)에서는, MSK 변조에 이용되는 주파수의 신호와, HMW 변조에 이용하는 고조파 신호는 상호 간섭을 하지 않은 관계에 있는 것으로, 각각의 검출시에 상대의 변조 성분에 영향받지 않는다. 그 때문에, 2개의 변조 방식으로 기록된 각각의 어드레스 정보를 확실하게 검출하는 것이 가능해진다. 따라서, 광 디스크의 기록 및/또는 재생시에 있어서의 트랙 위치의 제어 등의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, MSK 변조로 기록하는 어드레스 정보와 HMW 변조로 기록하는 어드레스 정보를 동일한 데이터 내용이라고 하면, 보다 확실하게 어드레스 정보를 검출하는 것이 가능해진다.
또한, 본 광 디스크(1)에서는, MSK 변조 방식에 이용되는 한쪽의 주파수와, HMW 변조에 이용되는 캐리어 주파수를 동일한 주파수의 정현파 신호(Cos(ω t))로 하고, 또한 MSK 변조와 HMW 변조를 워블 신호 내의 다른 부분에 행하고 있기 때문 에, 변조시에는, 예를 들면, MSK 변조한 후의 워블 신호에 대하여, HMW 변조하는 워블 위치에 고조파 신호를 가산하면, 매우 간단히 2개의 변조를 행하는 것이 가능해진다. 또, MSK 변조와 HMW 변조를 워블 신호 내의 다른 부분에 행하고, 양자간에 적어도 1 주기의 모노톤 워블을 포함시키는 것에 의해서, 보다 정확하게 디스크 제조를 할 수가 있고, 또한 확실하게 어드레스의 복조를 행할 수 있다.
2. DVR로의 적용예
이어서, 소위 DVR(Data and Video Recording)이라고 불리는 고밀도 광 디스크에 대한 상기한 어드레스 포맷의 적용예에 대하여 설명한다.
2-1 DVR 디스크의 물리 특성
우선, 본 어드레스 포맷이 적용되는 DVR 디스크의 물리 파라미터의 일례에 대하여 설명한다. 이 물리 파라미터는 일례이고, 이하 설명을 행하는 워블 포맷을 다른 물리 특성의 광 디스크에 적용하는 것도 가능하다.
본예의 DVR 디스크는, 상 변화 방식으로 데이터의 기록을 행하는 광 디스크이다. 디스크 사이즈는 직경이 120 mm이다. 디스크 두께는 1.2 mm이다.
디스크 상의 영역은 내주측에서 볼 때 리드 인 영역(lead in area), 프로그램 영역, 리드 아웃 영역(lead out area)이 배치된다. 이들 영역으로 구성되는 정보 영역은 직경 위치에서 44mm에서 117mm의 범위에 형성된다.
기록 및/또는 재생을 위한 레이저 파장은, 405 nm의 소위 청색 레이저가 이용된다. 렌즈의 NA는 0.85이다. 트랙 피치는 0.3㎛, 채널 비트 길이는 0.086㎛, 데이터 비트 길이는 0.13㎛이다. 사용자 데이터의 평균 전송 레이트는 35Mbit/sec이다.
사용자 데이터 용량은 22.46G 바이트가 된다.
데이터 기록은 그루브 기록 방식에 의한다. 즉, 디스크상의 아웃셋에는 그루브에 의해 트랙이 형성되고, 이 그루브에 대하여 기록이 행해진다. 이 그루브에 워블이 실시되어, 본 디스크의 어드레스 정보가 기록된다.
2-2 기록 및/또는 재생 데이터의 포맷
본 예의 DVR 디스크의 상 변화 데이터의 에러 정정 블록(ECC 블록)은, 도 13에 도시한 바와 같이, 64 k바이트(304 바이트×248 바이트)이다. 이 ECC 블록은 1 심볼이 1 바이트로된 304 행× 216 열의 데이터와, 304 행 ×32 열의 패리티로 구성되어 있다. 패리티는 304 행 ×216 열의 데이터의 열 방향에 대한 LDC(248, 216, 33)의 롱 디스턴스 리드-솔로몬 부호화에 의해 생성된다.
또, 본예의 DVR 디스크는 상 변화 데이터의 기록 및/또는 재생 단위를 2k바이트로 하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 상기한 64k바이트의 에러 정정 블록으로 기록 및/또는 재생을 행하여, 그 안에서 원하는 2k바이트에 대하여 데이터의 재기입을 행한다.
본 예의 DVR 디스크의 기록 및/또는 재생 단위는 ECC 블록을 도 14에 도시한 바와 같은 156 심볼 ×496 프레임의 ECC 블록 클러스터로 하고, 이 ECC 블록 클러스터의 전후로 1 프레임의 PLL 등을 위한 링크 영역을 부가하여 생성된 합계 498 프레임의 기록 및/또는 재생 클러스터가 된다. 이 기록 및/또는 재생 클러스터를 RUB(Recording Unit Block)라고 부른다.
각 ECC 블록 클러스터의 각 프레임은, 38 바이트 단위로 분할된 데이터 심볼과, 각 데이터 심볼군의 사이에 삽입된 Sync 코드 또는 BIS(Burst Indicator Subcode)로 구성되어 있다. 구체적으로, 각 프레임은 선두측에서 볼 때, Sync 코드, 데이터 심볼(38 바이트), BIS, 데이터 심볼(38 바이트), BIS, 데이터 심볼(38 바이트), BIS, 데이터 심볼(38 바이트)의 순서로 구성되어 있다. BIS 및 Sync 코드는 데이터 재생시에 버스트 에러를 식별하는데 이용할 수 있다. 즉, 연속한 Sync 및 BIS가 심볼 에러로 되어 있는 경우에는, 그 에러가 생기고 있는 Sync 및 BIS의 사이에 끼워져 있는 38 바이트의 데이터 심볼도 버스트 에러라고 간주하여, 포인터 이레이저 정정(pointer erasure correction)을 행한다.
2-3 어드레스 포맷
2-3-1 기록 및/또는 재생 데이터와 어드레스의 관계
본 어드레스 포맷에서는, 도 15에 도시한 바와 같이, 1개의 RUB(498 프레임)를 워블로서 기록된 3개의 어드레스 유닛(ADIP_1, ADIP_2, ADIP_3)에 의해 관리한다. 즉, 이 3개의 어드레스 유닛에 대하여, 1개의 RUB를 기록한다.
본 어드레스 포맷에서는, 1개의 어드레스 유닛을, 8 비트의 싱크 파트와 75 비트의 데이터 파트와의 합계 83 비트로 구성한다. 본 어드레스 포맷에서는, 프리그루브에 기록하는 워블 신호의 기준 캐리어 신호를 코사인 신호(Cos(ωt))로 하고, 워블 신호의 1 비트를, 도 16에 도시한 바와 같이, 이 기준 캐리어 신호의 56 주기분으로 구성한다. 여기서, '비트'란 워블 신호로 나타내는 정보의 1 비트를 의미한다. 따라서, 기준 캐리어 신호의 1 주기(1 워블 주기)의 길이가 상 변화의 1 채널 길이의 69배가 된다. 1 비트를 구성하는 기준 캐리어 신호의 56 주기분을 이하, 비트 블록이라고 부른다.
2-3-2 싱크 파트
도 17에, 어드레스 유닛 내의 싱크 파트의 비트 구성을 나타낸다. 싱크 파트는 어드레스 유닛의 선두를 식별하기 위한 부분이고, 제1에서 제4 싱크 블록(sync block "1", sync block "2", sync block "3", sync block "4")로 구성된다. 각 싱크 블록은 모노톤 비트와, 싱크 비트와의 2개의 비트 블록으로 구성된다.
모노톤 비트의 신호 파형은, 도 18의 (A)에 도시한 바와 같이, 56 워블로 구성되는 비트 블록의 1∼3 워블이 비트 동기 마크 BM으로 되어 있고, 비트 동기 마크 BM 이후의 4∼56 워블까지가 모노톤 워블(기준 캐리어 신호(Cos(ωt))의 신호 파형)으로 되어 있다.
비트 동기 마크 BM은 비트 블록의 선두를 식별하기 위한 소정의 부호 패턴의 피 변조 데이터를 MSK 변조하여 생성한 신호 파형이다. 즉, 이 비트 동기 마크 BM은 소정의 부호 패턴의 피 변조 데이터를 차동 부호화하여, 그 차동 부호화 데이터의 부호에 따라서 주파수를 할당하여 생성한 신호 파형이다. 또, 피 변조 데이터의 최소 부호 길이 L은 워블 주기의 2 주기분이다. 본 예에서는, 1 비트분(2 워블 주기분) "1"이라고 된 피 변조 데이터를 MSK 변조하여 얻어지는 신호 파형이 비트 동기 마크 BM으로서 기록되어 있다. 즉, 이 비트 동기 마크 BM은 워블 주기 단위로 "Cos(1.5ωt)-Cos(ωt) 및 -Cos(1.5ωt)"와 연속하는 신호 파형이 된다.
따라서, 모노톤 비트는, 도 18의 (B)에 도시한 바와 같이, "10000····00"과 같은 피 변조 데이터(부호 길이가 2 워블 주기)를 생성하여, 이것을 MSK 변조하면 생성할 수 있다.
또, 이 비트 동기 마크 BM은 싱크 파트의 모노톤 비트 뿐만아니라, 이하에 설명하는 모든 비트 블록의 선두에 삽입되어 있다. 따라서, 기록 및/또는 재생 시에 있어서, 이 비트 동기 마크 BM을 검출하여 동기를 하는 것에 의해, 워블 신호 내의 비트 블록의 동기(즉, 56 워블 주기의 동기)를 취할 수 있다. 또한, 이 비트 동기 마크 BM은, 이하에 설명하는 각종 변조 신호의 비트 블록내의 삽입 위치를 특정하기 위한 기준으로 할 수 있다.
제1 싱크 블록의 싱크 비트(sync"0"bit)의 신호 파형은, 도 19의 (A)에 도시한 바와 같이, 56 워블로 구성되는 비트 블록의 1∼3 워블이 비트 동기 마크 BM이 되고, 17∼19 워블 및 27∼29 워블이 MSK 변조 마크 MM이 되고, 남은 워블의 파형이 전부 모노톤 워블로 되어있다.
제2 싱크 블록의 싱크 비트(sync "1" bit)의 신호 파형은, 도 20의 (A)에 도시한 바와 같이, 56 워블로 구성되는 비트 블록의 1∼3 워블이 비트 동기 마크 BM이 되고, 19∼21 워블 및 29∼31 워블이 MSK 변조 마크 MM이 되고, 남은 워블의 파형이 전부 모노톤 워블로 되어있다.
제3 싱크 블록의 싱크 비트(sync"2"bit)의 신호 파형은, 도 21의 (A)에 도시한 바와 같이, 56 워블로 구성되는 비트 블록의 1∼3 워블이 비트 동기 마크 BM이 되고, 21∼23 워블 및 31∼33 워블이 MSK 변조 마크 MM이 되고, 남은 워블의 파형 이 전부 모노톤 워블로 되어있다.
제4 싱크 블록의 싱크 비트(sync"3"bit)의 신호 파형은, 도 22의 (A)에 도시한 바와 같이, 56 워블로 구성되는 비트 블록의 1∼3 워블이 비트 동기 마크 BM이 되고, 23∼25 워블 및 33∼35 워블이 MSK 변조 마크 MM이 되고, 남은 워블의 파형이 전부 모노톤 워블로 되어있다.
MSK 변조 마크 MM은, 비트 동기 마크 BM과 같이, 소정의 부호 패턴의 피 변조 데이터를 MSK 변조하여 생성한 신호 파형이다. 즉, 이 MSK 변조 마크 MM은 소정의 부호 패턴의 피 변조 데이터를 차동 부호화하여, 그 차동 부호화 데이터의 부호에 따라서 주파수를 할당하여 생성한 신호 파형이다. 또, 피 변조 데이터의 최소 부호 길이 L은 워블 주기의 2 주기분이다. 본 예에서는, 1 비트분(2 워블 주기분) "1"이라고 된 피 변조 데이터를 MSK 변조하여 얻어지는 신호 파형이, MSK 변조 마크로서 기록되어 있다. 즉, 이 MSK 변조 마크 MM은 워블 주기 단위로 "Cos(1.5ωt), -Cos(ωt), -Cos(1.5ωt)"와 연속하는 신호 파형이 된다.
따라서, 제1 싱크 블록의 싱크 비트(sync "0" bit)는, 도 19의 (B)에 도시한 바와 같은 데이터 스트림(부호 길이가 2 워블 주기)를 생성하여, 이것을 MSK 변조하면 생성할 수 있다. 마찬가지로, 제2 싱크 블록의 싱크 비트(sync "1" bit)는 도 20의 (B)에 도시한 바와 같은 데이터 스트림, 제3 싱크 블록의 싱크 비트(sync "2" bit)는 도 21의 (B)에 도시한 바와 같은 데이터 스트림, 제4 싱크 블록의 싱크 비트(sync "2" bit)는 도 22의 (B)에 도시한 바와 같은 데이터 스트림을 각각 생성하여, 이들을 MSK 변조하면 생성할 수 있다.
또, 싱크 비트는 2개의 MSK 변조 마크 MM의 비트 블록에 대한 삽입 패턴이, 다른 비트 블록의 MSK 변조 마크 MM의 삽입 패턴에 대하여 고유하다고 되어 있다. 그 때문에, 기록 및/또는 재생시에는, 워블 신호를 MSK 복조하여, 비트 블록 내에 놓을 수 있는 MSK 변조 마크 MM의 삽입 패턴을 판단하여, 4개의 싱크 비트 중 적어도 1개의 싱크 비트를 식별함으로써, 어드레스 유닛이 동기를 취할수 있어, 이하에 설명하는 데이터 파트의 복조 및 복호를 행할 수 있다.
2-3-3 데이터 파트
도 23에, 어드레스 유닛 내의 데이터 파트의 비트 구성을 나타낸다. 데이터 파트는, 어드레스 정보의 실 데이터가 저장되어 있는 부분이고, 제1로부터 제15의 15개의 ADIP 블록(ADIPblock "1"∼ADIPblock"15")로 구성된다. 각 ADIP 블록은 1개의 모노톤 비트와 4개의 ADIP 비트로 구성된다.
모노톤 비트의 신호 파형은 도 18에 도시한 것으로 마찬가지다.
ADIP 비트는 실 데이터의 1 비트를 나타내고 있고, 실 데이터 비트의 내용으로 신호 파형이 변한다.
ADIP 비트가 나타내는 부호 내용이 "1"인 경우에는, 도 24의 (A)에 도시한 바와 같이, 56 워블로 구성되는 비트 블록의 1∼3 워블이 비트 동기 마크 BM이 되고, 13∼15 워블이 MSK 변조 마크 MM, 19∼55 워블이 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))에 Sin(2ωt)가 가산된 HMW "1"의 변조부가 되고, 남은 워블의 파형이 전부 모노톤 워블로 되어있다. 즉, 부호 내용이 "1"을 나타내는 ADIP 비트는 도 24의 (B)에 도시한 바와 같이 "100000100····00"이라는 것 같은 피 변조 데이터(부호 길이가 2 워블 주기)를 생성하여 이것을 MSK 변조함과 함께, 도 24의 (C)에 도시한 바와 같이 MSK 변조한 후의 신호 파형의 19∼55 워블에 진폭이 -12dB의 Sin(2ωt)를 가산하면 생성할 수 있다.
ADIP 비트가 나타내는 부호 내용이 "0"인 경우에는, 도 25의 (A)에 도시한 바와 같이, 56 워블로 구성되는 비트 블록의 1∼3 워블이 비트 동기 마크 BM이 되고, 15∼17 워블이 MSK 변조 마크 MM이 되고, 19∼55 워블이 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))에 -Sin(2ωt)가 가산된 HMW "0"의 변조부가 되어, 남은 워블의 파형이 전부 모노톤 워블로 되어있다. 즉, 부호 내용이 "0"을 나타내는 ADIP 비트는, 도 25의 (B)에 도시한 바와 같이 "100000010····00"이라는 것 같은 피 변조 데이터(부호 길이가 2 워블 주기)를 생성하여 이것을 MSK 변조함과 함께, 도 25의 (C)에 도시한 바와 같이 MSK 변조한 후의 신호 파형의 19∼55 워블에 진폭이 -12dB의 -Sin(2ωt)를 가산하면, 생성할 수 있다.
이상과 같이 ADIP 비트는 MSK 변조 마크 MM의 삽입 위치에 따라서, 그 비트 내용이 구별되어 있다. 즉, 13∼15 워블에 MSK 변조 마크 MM이 삽입되어 있으면, 비트 "1"을 나타내고, 15∼17 워블에 MSK 변조 마크 MM이 삽입되어 있으면, 비트 "0"을 나타내고 있다. 또한, ADIP 비트는 MSK 변조 마크 MM의 삽입 위치에서 나타낸 비트 내용과 동일한 비트 내용을 HMW 변조로 나타내고 있다. 따라서, 이 ADIP 비트는 다른 2개의 변조 방식에 대하여 동일한 비트 내용을 나타내기 때문에, 확실하게 데이터의 디코드를 행할 수 있다.
이상과 같은 싱크 파트와 데이터 파트를 합성하여 나타낸 어드레스 유닛의 포맷을 도 26에 도시한다.
본 광 디스크(1)의 어드레스 포맷은, 이 도 26에 도시한 바와 같이, 비트 동기 마크 BM과, MSK 변조 마크 MM과, HMW 변조부가 1개의 어드레스 유닛 내에 이산적으로 배치되어 있다. 그리고, 각 변조 신호 부분의 사이는, 적어도 1 워블 주기 이상의 모노톤 워블이 배치되어 있다. 따라서, 각 변조 신호 간의 간섭이 없고, 이에 따라 확실하게 각각의 신호를 복조할 수 있다.
2-3-4 어드레스 정보의 내용
도 27에, 데이터 파트 내의 ADIP 비트로 도시되는 어드레스 정보의 내용을 도시한다. 1개의 어드레스 유닛 내에는, 60(4×15)개의 ADIP 비트가 포함되고 있고, 데이터열이 60 비트인 정보 내용이 도시된다. 60 비트의 어드레스 정보는, 이 도 27에 도시한 바와 같이, 다층 기록을 한 경우의 층 번호를 나타내는 3 비트의 층 정보(Layer)와, RUB의 어드레스를 나타내는 19 비트의 RUB 정보(RUB)와, RUB 내에 놓을 수 있는 어드레스 유닛의 번호를 나타내는 2 비트의 어드레스 번호 정보(Address number/RUB)와, 예를 들면 기록 파트 등의 기록 조건이 기술되어 있는 12 비트의 부가 정보(Aux data)와, 24 비트의 패리티 정보(Parity)로 구성되어 있다.
24 비트의 패리티는, 4 비트를 1 심볼로 한 소위 니블 베이스(nibble base)의 리드-솔로몬 부호(RS(15, 9, 7))이다. 구체적으로는, 도 28에 도시한 바와 같이, 부호 길이 15 니블, 데이터 9 니블, 패리티 6 니블의 에러 정정 부호화가 행하여진다.
2-4 어드레스 복조 회로
이어서, 상술한 어드레스 포맷의 DVR 디스크로부터 어드레스 정보를 복조하는 어드레스 복조 회로에 대하여 설명을 한다.
도 29에, 어드레스 복조 회로의 블록 구성도를 도시한다.
어드레스 복조 회로(30)는, 도 29에 도시한 바와 같이, PLL 회로(31)와, MSK용 타이밍 제너레이터(32)와, MSK용 승산기(33)와, MSK용 적산기(34)와, MSK용 샘플/홀드 회로(35)와, MSK용 슬라이스 회로(36)와, Sync 디코더(37)와, MSK 어드레스 디코더(38)와, HMW용 타이밍 제너레이터(42)와, HMW용 승산기(43)와, HMW용 적산기(44)와, HMW용 샘플/홀드 회로(45)와, HMW용 슬라이스 회로(46)와, HMW 어드레스 디코더(47)를 구비하고 있다.
PLL 회로(31)에는, DVR 디스크로부터 재생된 워블 신호가 입력된다. PLL 회로(31)는 입력된 워블 신호로부터 엣지 성분을 검출하여, 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))에 동기한 워블 클럭을 생성한다. 생성된 워블 클럭은, MSK용 타이밍 제너레이터(32) 및 HMW용 타이밍 제너레이터(42)에 공급된다.
MSK용 타이밍 제너레이터(32)는 입력된 워블 신호에 동기한 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))를 생성한다. 또한, MSK용 타이밍 제너레이터(32)는 워블 클럭으로부터, 클리어 신호(CLR) 및 홀드 신호(HOLD)를 생성한다. 클리어 신호(CLR)는, 워블 주기의 2 주기가 최소 부호 길이가 되는 피 변조 데이터의 데이터 클럭의 개시 엣지로부터, 1/2 워블 주기 지연된 타이밍에서 발생되는 신호이다. 또한, 홀드 신호(HOLD)는 피 변조 데이터의 데이터 클럭의 종료 엣지로부터 1/2 워블 주기 지 연한 타이밍에서 발생되는 신호이다. MSK 용 타이밍 제너레이터(32)에 의해 생성된 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))는 MSK용 승산기(33)에 공급된다. 생성된 클리어 신호(CLR)는 MSK용 적산기(34)에 공급된다. 생성된 홀드 신호(H0LD)는 MSK용 샘플/홀드 회로(35)에 공급된다.
MSK용 승산기(33)는 입력된 워블 신호와, 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))를 승산하여 동기검파 처리를 행한다. 동기검파된 출력 신호는 MSK용 적산기(34)에 공급된다.
MSK용 적산기(34)는 MSK용 승산기(33)에 의해 동기검파된 신호에 대하여 적산 처리를 행한다. 또, 이 MSK용 적산기(34)는 HMW용 타이밍 제너레이터(42)에 의해 생성된 클리어 신호(CLR)의 발생 타이밍에서, 그 적산값을 0으로 클리어한다.
MSK용 샘플/홀드 회로(35)는, MSK용 타이밍 제너레이터(32)에 의해 생성된 홀드 신호(H0LD)의 발생 타이밍에서, MSK용 적산기(34)의 적산 출력값을 샘플하여, 다음의 홀드 신호(HOLD)가 발생할 때까지 샘플한 값을 홀드한다.
MSK용 슬라이스 회로(36)는 MSK용 샘플/홀드 회로(35)에 의해 홀드되어 있는 값을 원점(0)을 임계치로서 2치화하여, 그 값의 부호를 반전하여 출력한다.
그리고,이 MSK용 슬라이스 회로(36)로부터의 출력 신호가 MSK 변조된 데이터 스트림이 된다.
Sync 디코더(37)는 MSK용 슬라이스 회로(36)로부터 출력된 변조 데이터의 비트 패턴으로부터 싱크 파트 내의 싱크 비트를 검출한다. Sync 디코더(37)는 검출된 싱크 비트로부터 어드레스 유닛을 동기화환다. Sync 디코더(37)는 이 어드레스 유닛의 동기 타이밍에 기초하여, 데이터 파트의 ADIP 비트 내의 MSK 변조되어 있는 데이터의 워블 위치를 도시하는 MSK 검출 윈도우와, 데이터 파트의 ADIP 비트 내의 HMW 변조되어 있는 데이터의 워블 위치를 도시하는 HMW 검출 윈도우를 생성한다. 도 30의 (A)에 싱크 비트로부터 검출된 어드레스 유닛의 동기 위치 타이밍을 도시하고, 도 30의 (B)에 MSK 검출 윈도우의 타이밍을 도시하며, 도 30의 (C)에 HMW 검출 윈도우의 타이밍을 도시한다.
Sync 디코더(37)는, MSK 검출 윈도우를 MSK 어드레스 디코더(38)에 공급하고, HMW 검출 윈도우를 HMW용 타이밍 제너레이터(42)에 공급한다.
MSK 어드레스 디코더(38)는 MSK용 슬라이스 회로(36)로부터 출력된 복조 스트림이 입력되고, MSK 검출 윈도우에 기초하여 복조된 데이터 스트림의 ADIP 비트 내에 놓을 수 있는 MSK 변조 마크 MM의 삽입 위치를 검출하여, 그 ADIP 비트가 나타내고 있는 부호 내용을 판단한다. 즉, ADIP 비트의 MSK 변조 마크의 삽입 패턴이 도 24에 도시한 바와 같은 패턴인 경우에는 그 부호 내용을 "1"로 판단하고, ADIP 비트의 MSK 변조 마크의 삽입 패턴이 도 25에 도시한 바와 같은 패턴인 경우에는 그 부호 내용을 "0"이라고 판단한다. 그리고, 그 판단 결과로부터 얻어진 비트열을 MSK의 어드레스 정보로서 출력한다.
HMW용 타이밍 제너레이터(42)는 입력된 워블 신호에 동기한 2차 고조파 신호(Sin(2ωt))를 생성한다. 또한, HMW용 타이밍 제너레이터(42)는 HMW 검출 윈도우로부터, 클리어 신호(CLR) 및 홀드 신호(H0LD)를 생성한다. 클리어 신호(CLR)는 HMW 검출 윈도우의 개시 엣지의 타이밍에서 발생되는 신호이다. 또한 홀드 신 호(H0LD)는 HMW 검출 윈도우의 종료 엣지의 타이밍에서 발생되는 신호이다. HMW용 타이밍 제너레이터(42)에 의해 생성된 2차 고조파 신호(Sin(2ωt))는 HMW용 승산기(43)에 공급된다. 생성된 클리어 신호(CLR)는 HMW용 적산기(44)에 공급된다. 생성된 홀드 신호(HOLD)는 HMW용 샘플/홀드 회로(45)에 공급된다.
HMW용 승산기(43)는 입력된 워블 신호와 2차 고조파 신호(Sin(2ωt))를 승산하여, 동기검파 처리를 행한다. 동기검파된 출력 신호는 HMW용 적산기(44)에 공급된다.
HMW용 적산기(44)는 HMW용 승산기(43)에 의해 동기검파된 신호에 대하여 적산 처리를 행한다. 또, 이 HMW용 적산기(44)는 HMW용 타이밍 제너레이터(42)에 의해 생성된 클리어 신호(CLR)의 발생 타이밍에서, 그 적산값을 "0"으로 클리어한다.
HMW용 샘플/홀드 회로(45)는 HMW용 타이밍 제너레이터(42)에 의해 생성된 홀드 신호(H0LD)의 발생 타이밍에서, HMW용 적산기(44)의 적산 출력값을 샘플하여, 다음의 홀드 신호(HOLD)가 발생할 때까지, 샘플한 값을 홀드한다. 즉, HMW 변조되어 있는 데이터는 1 비트 블록 내에 37 워블만 있는 것이고, 도 30의 (D)에 도시한 바와 같이, 클리어 신호(HOLD)가 n=O(n은 워블 수를 도시하는 것으로 한다.)에서 발생하였다고 하면, HMW용 샘플/홀드 회로(45)는 도 30의 (E)에 도시한 바와 같이 n=36으로 적산값을 샘플한다.
HMW용 슬라이스 회로(46)는 HMW용 샘플/홀드 회로(45)에 의해 홀드되어 있는 값을, 원점(0)을 임계치로서 2치화하여, 그 값의 부호를 출력한다.
그리고,이 HMW용 슬라이스 회로(46)로부터의 출력 신호가 복조된 데이터 스 트림이 된다.
HMW 어드레스 디코더(47)는 변조된 데이터 스트림으로부터, 각 ADIP 비트가 나타내고 있는 부호 내용을 판단한다. 그리고, 그 판단 결과로부터 얻어진 비트열을 HMW의 어드레스 정보로서 출력한다.
도 31A, 도 31B, 도 31C에, 부호 내용이 "1"인 ADIP 비트를 어드레스 디코더(47)로 HMW 복조했을 때의 각 신호 파형을 도시한다. 또, 도 31A, 도 31B, 도 31C의 횡축(n)은, 워블 주기의 주기 번호를 나타내고 있다. 도 31A는 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))와, 부호 내용이 "1"인 피 변조 데이터와, 이 피 변조 데이터에 따라서 생성된 2차 고조파 신호 파형(Sin(2ωt), -12dB)을 나타내고 있다. 도 31B는 생성된 워블 신호를 나타내고 있다. 도 31C는 이 워블 신호의 동기검파 출력 신호(HMW×Sin(2ωt))와, 동기검파 출력 신호의 적산 출력값, 이 적산 출력값의 홀드값, 및 HMW 슬라이스 회로(46)로부터 출력되는 피 변조 데이터를 나타내고 있다.
도 32A, 도 32B, 도 32C에, 부호 내용이 "0"의 ADIP 비트를 HMW 어드레스 복조 회로(47)로 HMW 복조했을 때의 각 신호 파형을 도시한다. 도 32A, 도 32B, 도 32C의 횡축(n)은 워블 주기의 주기 번호를 나타내고 있다. 도 32A는 기준 캐리어 신호(Cos(ωt))와, 부호 내용이 "1"인 피 변조 데이터와, 이 피 변조 데이터에 따라서 생성된 2차 고조파 신호 파형(-Sin(2ωt), -12dB)을 나타내고 있다. 도 32B는 생성된 워블 신호를 나타내고 있다. 도 32C는 이 워블 신호의 동기검파 출력 신호(HMW×Sin(2ωt))와, 동기검파 출력 신호의 적산 출력값, 이 적산 출력값의 홀드값, 및 HMW 슬 라이스 회로(46)로부터 출력되는 피 변조 데이터를 나타내고 있다.
이상과 같이, 어드레스 복조 회로(47)에서는, MSK 변조로 기록된 어드레스 유닛의 동기 정보를 검출하여, 그 검출 타이밍에 기초하여 MSK 복조 및 HMW 복조를 행할 수 있다.
3. 광 디스크 드라이브의 구성예
이어서, 이상과 같은 어드레스 포맷이 적용된 상 변화형의 광 디스크에 대하여 데이터의 기록 및/또는 재생을 행하는 광 디스크 드라이브의 구성예에 대하여 설명한다.
도 33에 광 디스크 드라이브의 블록 구성도를 도시한다.
광 디스크(1)는 턴테이블에 적재되어, 기록/재생 동작시에 스핀들 모터(61)에 의해서 일정 선속도(CLV)로 회전 구동된다.
광학 헤드(62)는, 레이저 광원이 되는 레이저 다이오드, 반사광을 검출하기 위한 광 검출기, 레이저광을 디스크상에 집광하는 대물 렌즈, 대물 렌즈를 트랙킹 방향 및 포커스 방향으로 이동 가능하게 유지하는 2축 기구 등을 구비하고 있다.
매트릭스 회로(63)는 광학 헤드(62)의 광 검출기에 의해 검출된 신호로부터 재생 신호, 포커스 에러 신호, 트랙킹 에러 신호, 워블 신호(푸시풀 신호) 등을 생성한다.
레이저 드라이버(64)는, 광학 헤드(62) 내의 레이저 다이오드를 발광 구동한다
서보 회로(65)는 매트릭스 회로(63)에 의해 검출된 포커스 에러 신호, 트랙 킹 에러 신호 및 스레드 에러 신호에 기초하여, 포커스 서보 제어, 트랙킹 서보 제어, 스레드 서보 제어를 행한다.
스핀들 회로(66)는 스핀들 모터(61)의 회전 구동한다.
리드 라이트(RW) 회로(67)는, 기록시에는 기록 데이터의 기록 보상을 행하고, 재생시에는 재생 신호로부터 클럭을 생성하여, 그 데이터 클럭에 기초하여 재생 신호를 2치화하여 재생 데이터를 생성한다.
변복조 회로(68)는 기록 및/또는 재생 데이터에 대하여, 제한된 변복조 실행 길이 등의 변복조 등의 변복조 처리를 행한다.
ECC 인코더/디코더(69)는, 기록 및/또는 재생 데이터에 대하여 ECC 인코드 또는 ECC 디코드 처리를 행한다.
클럭 생성부(60)는, 워블 신호로부터 클럭 타이밍 신호를 생성하여, 리드/라이트 회로(67), 워블 복조 회로(51), 어드레스 디코더(52) 등에 공급한다.
워블 복조 회로(51)는 워블 신호에 변조되어 있는 피 변조 데이터를 복조한다. 어드레스 디코더(52)는 워블 복조 회로(51)의 변조 데이터로부터, 광 디스크(1)의 어드레스 정보를 복호한다. 워블 복조 회로(51) 및 어드레스 디코더(52)는, 예를 들면, 상기 도 29에 도시한 구성이 된다.
시스템 컨트롤러(53)는 본 광 디스크 드라이브(50)를 구성하는 각부를 제어한다.
이상과 같은 광 디스크 드라이브(50)에서는, 예를 들면 AV 시스템(55) 사이에서, 기록 및/또는 재생 데이터 및 제어 커맨드가 통신된다.
이러한 광 디스크 드라이브(50)는, 기록시에는, 기록 커맨드와, 예를 들면 MPEG2의 화상 비트 스트림 등의 기록 데이터가, AV 시스템(55)으로부터 전송된다. AV 시스템(55)으로부터 전송되어 온 기록 데이터는, ECC 인코더/디코더(69)에 의해 ECC 블록화된후, 변복조 회로(68)에 의해 기록용의 데이터 변조가 실시된다. 시스템 컨트롤러(53)는 어드레스 디코더(52)로부터 현재의 어드레스 정보를 취득하고, 이 어드레스 정보에 기초하여 광 디스크(1)에 대한 기록 위치를 원하는 어드레스로 이동시킨다. 그리고, 리드 라이트 회로(52)는 기록용 데이터에 대하여 기록 보상을 행하고, 타이밍 생성부(60)에 의해 생성된 클럭 타이밍에서 레이저 드라이버(44)를 구동하여, 광 디스크(1)에 대하여 데이터의 기록을 행한다.
또한, 광 디스크 드라이브(50)는 재생시에는, AV 시스템(55)으로부터 재생 커맨드가 전송된다. 시스템 컨트롤러(53)는 어드레스 디코더(52)로부터 현재의 어드레스 정보를 취득하고, 이 어드레스 정보에 기초하여 광 디스크(1)에 대한 재생 위치를 원하는 어드레스로 이동시킨다. 해당 어드레스에서 재생된 신호는 리드 라이트 회로(67)에서 재생 신호가 2치화되어, 변복조 회로(48)에서 복조가 된다. 그리고, ECC 인코더/디코더(69)는 변조 데이터에 대하여 에러 정정 처리를 행하여 얻어진 MPEG2의 화상 비트 스트림을 AV 시스템(55)에 전송한다.
4. 광 디스크의 제조 방법
이어서, 이상과 같은 어드레스 포맷이 적용된 광 디스크를 제조하는 제조 방법에 대하여 설명한다.
광 디스크의 제조 프로세스는, 대별하면, 소위 원반 공정(마스터링 프로세스)과, 디스크 형성 공정(리플리케이션 프로세스)으로 나누어진다. 원반 공정은 디스크 형성 공정에서 이용되는 금속 원반(스탬퍼)을 완성하기까지의 프로세스이고, 디스크 형성 공정은 스탬퍼를 이용하여, 그 복제를 대량 생산하는 프로세스이다.
원반 공정에서는, 예를 들면, 연마한 유리 기판에 포토레지스트를 도포하여, 이 감광막에 노광에 의해서 피트나 그루브를 형성하는 커팅이 행하여진다. 커팅에서는, 디스크의 최내주측의 엠보싱 영역에 상당하는 부분에 피트 또는 그루브를 형성하는 피트 커팅과, 그루브가 형성되는 영역에 상당하는 부분에 워블링 그루브를 형성하는 워블 커팅이 행해진다. 커팅이 종료하면, 현상 등의 소정의 처리를 행한 후, 예를 들면 전기 주조(electrocasting)에 의해서 금속 표면상에의 정보의 전송을 행하여, 디스크의 복제를 행할때에 필요한 스탬퍼를 작성한다.
도 34에 광 디스크 원반에 대하여 워블 커팅을 행하는 커팅 장치의 구성도를 도시한다.
커팅 장치(70)는, 포토레지스트된 기판(81)에 대하여 레이저 빔을 조사하여 커팅을 행하는 광학부(82)와, 기판(81)을 회전 구동하는 회전 구동부(83)와, 입력 데이터를 기록 신호로 변환함과 함께 광학부(82) 및 회전 구동부(83)를 제어하는 신호 처리부(84)로 구성된다.
광학부(82)에는 예를 들면 He-Cd 레이저 등의 레이저 광원(71)과, 광 변조기(72) 등이 구비되고 있다. 광학부(82)는 신호 처리부(84)에 의해 생성된 워블 신호 스트림에 따라서 레이저 광원(71)으로부터 출사된 레이저 빔을 사행시키면서, 프리그루브의 커팅을 행한다.
회전 구동부(83)는 프리그루브가 내주측에서 스파이럴형으로 형성되도록 기판(71)을 회전 구동함과 함께 기판(71)을 반경 방향으로 이동 제어한다.
신호 처리부(84)는, 예를 들면, 어드레스 제너레이터(73)와, MSK 변조기(74)와, HMW 변조기(75)와, 가산기(76)와, 기준 클럭 발생기(77)를 구비하고 있다.
어드레스 제너레이터(73)는, 광 디스크의 프리그루브에 대하여 MSK 변조하는 어드레스 정보와, 광 디스크의 프리그루브에 대하여 HMW 변조하는 어드레스 정보를 발생하여, MSK 변조기(74) 및 HMW 변조기(75)에 공급한다.
MSK 변조기(74)는, 기준 클럭 발생기(77)로부터 발생된 기준 클럭에 기초하여, Cos(ωt)와 Cos(1.5ωt)의 2개의 주파수를 생성한다. MSK 변조기(74)는 또한 어드레스 정보로부터 이 기준 클럭에 동기한 피 변조 데이터가 소정의 타이밍 위치에 포함된 데이터 스트림을 생성한다. 그리고, MSK 변조기(74)는, 예를 들면 Cos(ωt)과 Cos(1.5ωt)의 2개의 주파수로 상기 데이터 스트림을 MSK 변조하여 MSK 변조 신호를 생성한다. 또, MSK 변조기(74)는 MSK 변조로 어드레스 정보가 변조되지 않은 위치에서는, 파형이 Cos(ωt)인 신호(모노톤 워블)를 발생한다.
HMW 변조기(75)는 기준 클럭 발생기(77)로부터 발생된 기준 클럭에 기초하여, 상기 MSK 변조기(74)로부터 발생되는 Cos(ωt)와 동기한 2차 고조파 신호(± Sin(2ωt))를 발생한다. HMW 변조기(75)는 HMW 변조로 어드레스 정보를 기록하는 타이밍(이 타이밍은 상기 MSK 변조되어 있지 않은 모노톤 워블로 되어있는 타이밍이다.)에서 상기 2차 고조파 신호를 출력한다. 이 때, HMW 변조기(75)는 입력된 어드레스 정보의 디지털 부호에 따라서, +Sin(2ωt)와, -Sin(2ωt)를 전환하면서 출력한다.
가산기(76)는 MSK 변조기(74)로부터 출력된 MSK 변조 신호에 대하여, HMW 변조기(75)로부터 출력된 2차 고조파 신호를 가산한다.
이 가산기(76)로부터 출력된 신호가 워블 신호 스트림으로서 광학부(82)에 공급된다.
이상과 같이 커팅 장치(70)에서는, MSK 변조와 HMW 변조의 2개의 변조 방식을 이용하여 어드레스 정보를 변조한 워블을 광 디스크에 기록할 수 있다.
또한, 본 커팅 장치(70)에서는, MSK 변조 방식에 이용되는 한쪽의 주파수와, HMW 변조에 이용되는 캐리어 주파수를 동일한 주파수의 정현파 신호(Cos(ω t))로 하고 있다. 또한, 워블 신호 내에, 데이터가 변조되어 있지 않은 상기한 캐리어 신호(Cos(ωt))만이 포함되어 있는 모노톤 워블을 각 변조 신호 사이에 설치하고 있다.
또한, 본 커팅 장치(70)에서는, MSK 변조 방식에서 이용되는 한쪽의 주파수와, HMW 변조에 이용되는 캐리어 주파수를 동일한 주파수의 정현파 신호(Cos(ω t))로 하고, 또한 MSK 변조와 HMW 변조를 워블 신호 내의 다른 부분에 행하여, MSK 변조한 후의 신호에 대하여 HMW 변조하는 위치에 고조파 신호를 가산함으로써 변조 신호를 생성하고 있다. 그 때문에, 1개의 스트림에 매우 간단히 2개의 변조를 행하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 디스크형 기록 매체에서는, 기록 트랙의 워블 신호에, 소정 주파수의 제1 정현파 신호와, 이 제1 정현파 신호의 주파수와는 다른 주파수의 제2 정현파 신호에 따라 MSK 변조된 제1 디지털 정보와, 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 짝수 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)된 제2 디지털 정보가 형성된다.
이 것에 의해 본 발명의 디스크형 기록 매체에서는, 어드레스 등의 정보를 효율적으로 워블 성분에 포함시키고, 또한 워블 성분에 포함시킨 정보를 재생할 때의 S/N을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 디스크 드라이브 장치에서는, 워블 정보 복조 수단이, 소정 주파수의 제1 정현파 신호와 제1 정현파 신호의 주파수와 다른 주파수의 정현파 신호에 따라 MSK 변조된 제1 디지털 정보를 복조하는 제1 복조부와, 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 짝수 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)된 제2 디지털 정보를 복조하는 제2 복조부를 갖고 있다.
이 것에 의해 본 발명에 따른 디스크 드라이브 장치에서는, 어드레스 등의 정보를 효율적으로 워블 성분에 포함시킨 상기 디스크형 기록 매체로부터 워블 신호를 S/N 잘 복조할 수 있다.
본 발명에 따른 디스크 제조 장치 및 방법에서는, 소정 주파수의 제1 정현파 신호와 제1 정현파 신호의 주파수와, 다른 주파수의 정현파 신호에 따라 MSK 변조된 제1 디지털 정보와, 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 짝수 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)된 제2 디지털 정보가 포함되고 있는 워블 신호에 따라서, 디스크형 기록 매체의 랜드 및/또는 그루브를 사행 형성한다.
이 것에 의해 본 발명의 디스크 제조 장치에서는, 어드레스 등의 정보를 효율적으로 워블 성분에 포함시키고, 또한 워블 성분에 포함시킨 정보를 재생할 때의 S/N을 향상시킨 디스크형 기록 매체를 제조할 수 있다.

Claims (31)

  1. 주회 형상(circling fashion)으로 형성된 랜드 및/또는 그루브가 기록 트랙으로 되고, 상기 기록 트랙이 워블 신호에 따른 형상으로 사행(meandering) 형성되어 있는 디스크형 기록 매체에 있어서,
    상기 워블 신호에는,
    소정 주파수의 제1 정현파 신호와, 상기 소정의 주파수와는 다른 주파수의 제2 정현파 신호를 이용하여 MSK 변조된 제1 디지털 정보와,
    정현파의 캐리어 신호 상에 변조된 제2 디지털 정보 ― 상기 제2 디지털 정보의 변조는, 상기 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 상기 제2 디지털 정보에 따라 상기 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)됨 ―
    가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MSK 변조에서 이용되는 상기 제1 정현파 신호의 주파수는 상기 HMW 변조에서 이용되는 캐리어 신호의 주파수와 동일한 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 디지털 정보 및/또는 상기 제2 디지털 정보에는, 적어도 상기 기록 트랙의 어드레스 정보가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 어드레스 정보는 상기 캐리어 신호의 소정 주기로 구성된 어드레스 유닛 단위로 기록되고,
    상기 어드레스 유닛 내의 다른 위치에, MSK 변조된 제1 어드레스 정보와 HMW 변조된 제2 어드레스 정보가 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  5. 제4항에 있어서,
    MSK 변조된 상기 제1 어드레스 정보와 HMW 변조된 상기 제2 어드레스 정보 사이에는, 상기 캐리어 신호가 1 주기 이상 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  6. 제4항에 있어서,
    MSK 변조된 상기 제1 어드레스 정보와, HMW 변조된 상기 제2 어드레스 정보는 동일한 정보를 나타내는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  7. 제1항에 있어서,
    스파이럴(spirally)형으로 형성된 그루브가 상기 기록 트랙으로서 되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디지털 정보와 상기 제2 디지털 정보에는, 동일 내용의 정보가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디지털 정보는,
    부호 길이가 상기 제1 정현파 신호의 주기의 2배 이상의 정수배인 피 변조 데이터를, 상기 제1 정현파 신호의 주기로 차동 부호화하여, 차동 부호화하는 것으로부터 생성된 부호 길이가 상기 제1 정현파 신호의 1 주기와 동일한 차동 부호화 데이터를 생성하고, 상기 차동 부호화 데이터의 부호에 따라서 상기 제1 정현파 신호와 제2 정현파 신호가 선택되도록, 변조되는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 정현파 신호의 주파수는 상기 제1 정현파 신호의 주파수의 3/2배인 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디지털 정보에는, 상기 제1 정현파 신호가 소정 주기 연속하여 구 성되는 비트 블록 내에, 소정의 부호 패턴의 피 변조 데이터를 MSK 변조하여 얻어지는 MSK 변조 마크가 삽입되고, 상기 비트 블록 내의 상기 MSK 변조 마크의 삽입 위치에 의해서 상기 제1 디지털 정보의 부호가 표시되는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 비트 블록의 선두에는, 소정의 부호 패턴의 피 변조 데이터를 MSK 변조한 비트 동기 마크가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 디지털 정보의 데이터 내용은, 연속한 복수의 상기 비트 블록에 의해 형성되는 1개의 정보 유닛 내의 각 비트 블록이 나타내고 있는 부호를 합성함으로써 표시되는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 정보 유닛의 선두의 하나 이상의 비트 블록에서는, 소정의 부호 패턴의 피 변조 데이터를 MSK 변조하여 얻어지는 MSK 변조 마크의 삽입 패턴이, 다른 비트 블록에 대하여 고유한 삽입 패턴인 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2 디지털 정보는 상기 정현파의 캐리어 신호에 대하여 -12dB의 고조파 신호를 부가함으로써 HMW 변조되는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제2 디지털 정보는 상기 정현파의 캐리어 신호에 대하여, 상기 정현파의 캐리어 신호의 2차 고조파 신호를 부가함으로써 HMW 변조되는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  17. 주회 형상으로 형성된 랜드 및/또는 그루브가 기록 트랙으로 되고, 상기 기록 트랙이 워블 신호에 따른 형상으로 사행 형성되어 있는 디스크형 기록 매체에 있어서,
    상기 워블 신호에는, 소정의 데이터 단위인 어드레스 유닛이 형성되고, 상기 어드레스 유닛 내에 적어도 상기 기록 트랙의 어드레스가 포함된 어드레스 정보가 기술되며,
    상기 어드레스 유닛은 상기 어드레스 정보를 구성하는 비트를 나타내는 비트 블록을 적어도 하나 이상 포함하여 구성되고,
    상기 비트 블록은 정현파의 캐리어 신호가 소정 주기 연속한 파형 내에, 상기 정현파의 캐리어 신호와, 상기 정현파의 캐리어 신호의 주파수와는 다른 주파수의 또다른 정현파 신호를 이용하여 MSK 변조된 제1 비트열과, 상기 정현파의 캐리어 신호 상에 변조된 제2 비트열 ― 상기 제2 비트열의 변조는, 상기 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 상기 제2 비트열에 따라 상기 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)됨 ― 이 삽입되어 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 비트열과 상기 제2 비트열은 상기 비트 블록 내의 다른 위치에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 비트열과 상기 제2 비트열 사이에는, 상기 캐리어 신호가 적어도 1 주기 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1 비트열과 상기 제2 비트열은 동일한 비트열을 나타내는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 비트 블록의 선두에는, 소정의 패턴의 피 변조 데이터를 MSK 변조한 비트 동기 마크가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 어드레스 유닛은 상기 정현파의 캐리어 신호가 소정 주기 연속한 파형 내에, 소정의 부호 패턴의 피 변조 데이터를 MSK 변조하여 얻어지는 MSK 변조 마크가 삽입되고, 상기 MSK 변조 마크의 삽입 패턴이 고유한 삽입 패턴으로 된, 동기 블록을 적어도 하나 이상 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 동기 블록은 상기 어드레스 유닛의 선두 부분에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  24. 제17항에 있어서,
    MSK 변조시에 이용되는 정현파 신호의 주파수는 상기 캐리어 신호의 주파수의 3/2배인 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  25. 제17항에 있어서,
    HMW 변조시에 이용되는 상기 고조파 신호는 상기 캐리어 신호에 대하여 -12dB의 진폭을 갖는 2차 고조파 신호인 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 제1 비트열은, 소정의 비트 패턴의 피 변조 데이터를 MSK 변조하여 얻어지는 MSK 변조 마크의, 상기 비트 블록 내의 삽입 위치에 의해서 표시되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  27. 제17항에 있어서,
    상기 제1 비트열은,
    부호 길이가 상기 캐리어 신호의 주기의 2배인 피 변조 데이터를 상기 캐리어 신호의 주기로 차동 부호화하여, 차동 부호화하는 것으로부터 생성된 부호 길이가 상기 캐리어 신호의 1 주기와 동일한 차동 부호화 데이터를 생성함으로써 변조되며,
    상기 차동 부호화 데이터의 부호에 따라서 그 주파수가 선택되는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  28. 주회 형상으로 형성된 랜드 및/또는 그루브가 기록 트랙이 되고, 상기 기록 트랙이 워블 신호에 따른 형상으로 사행 형성되어 있는 디스크형 기록 매체에 대하여 기록 및/또는 재생을 하는 디스크 드라이브 장치에 있어서,
    상기 디스크형 기록 매체로부터 상기 워블 신호를 재생하고, 상기 워블 신호를 복조하여 상기 워블 신호에 포함되어 있는 디지털 정보를 복조하는 워블 정보 복조 수단을 포함하고,
    상기 워블 정보 복조 수단은,
    소정 주파수의 제1 정현파 신호와, 상기 제1 정현파 신호의 상기 소정 주파수와는 다른 주파수의 정현파 신호를 이용하여 MSK 변조된 제1 디지털 정보를 복조하는 제1 복조부와,
    정현파의 캐리어 신호 상에 변조되는 제2 디지털 정보를 복조하는 제2 복조부 ― 상기 제2 디지털 정보의 변조는, 상기 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 상기 제2 디지털 정보에 따라 상기 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)됨 ―
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 디스크형 기록 매체에 대한 기록 또는 재생 위치를 제어하는 제어 수단을 포함하고,
    상기 워블 정보 복조 수단은 상기 제1 디지털 정보 및/또는 상기 제2 디지털 정보에 포함되어 있는 상기 기록 트랙의 어드레스 정보를 복조하고,
    상기 제어 수단은 상기 어드레스 정보에 기초하여 상기 디스크형 기록 매체에 대한 기록 또는 재생 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 장치.
  30. 디스크형 기록 매체의 원반의 주면에 대하여 주회 형상의 랜드 및/또는 그루브를 형성하는 디스크형 기록 매체의 제조 장치에 있어서,
    소정 주파수의 제1 정현파 신호와, 상기 제1 정현파 신호의 상기 소정 주파수와는 다른 주파수의 제2 정현파 신호를 이용하여 MSK 변조된 제1 디지털 정보와, 정현파의 캐리어 신호 상에 변조되는 제2 디지털 정보 ― 상기 제2 디지털 정보의 변조는, 상기 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 상기 제2 디지털 정보에 따라 상기 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)됨 ― 가 포함되어 있는 워블 신호에 따라서, 상기 랜드 및/또는 그루브를 사행 형성하는 랜드 및/또는 그루브 형성 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체의 제조 장치.
  31. 디스크형 기록 매체의 원반의 주면에 대하여 주회 형상의 랜드 및/또는 그루브를 형성하는 디스크형 기록 매체의 제조 방법에 있어서,
    소정 주파수의 제1 정현파 신호와, 상기 제1 정현파 신호의 상기 소정 주파수와는 다른 주파수의 제2 정현파 신호에 따라 MSK 변조된 제1 디지털 정보와, 정현파의 캐리어 신호 상에 변조되는 제2 디지털 정보 ― 상기 제2 디지털 정보의 변조는, 상기 정현파의 캐리어 신호에 대하여 짝수 고조파 신호를 부가하고, 상기 제2 디지털 정보에 따라 상기 고조파 신호의 극성을 변화시킴으로써 변조(HMW 변조)됨 ― 가 포함되어 있는 워블 신호에 따라서 사행 형성된 상기 랜드 및/또는 그루브를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체의 제조 방법.
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