KR20060051131A

KR20060051131A - 광디스크 및 광디스크 장치

Info

Publication number: KR20060051131A
Application number: KR1020050083946A
Authority: KR
Inventors: 마사토 오츠카; 도시히로 스가야
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 메모리테크 코포레이션
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2006-05-19
Also published as: US7688702B2; US20060092820A1; EP1640982A2; TW200623102A; JP2006092702A; EP1640982A3; CN1755814A; CN100466078C

Abstract

본 발명은 광투명층; 제1 레이저 빔에 의해 액세스되는 제1 기록층; 제2 레이저 빔에 의해 액세스되는 제2 기록층을 구비하는 단면 복층 광디스크에 관한 것이다. 상기 광투명층, 제1 기록층, 중간층 및 제2 기록층이 레이저 빔 입사 방향으로 순차적으로 배치되며, 광입사면에서부터 제1 기록층까지의 거리인 상기 광투명층의 두께는 550 내지 575㎛이고, 제1 기록층과 제2 기록층 사이의 거리인 상기 중간층의 두께는 29 내지 47㎛이며, 제2 기록층의 면 기록 밀도는 상기 제1 기록층의 적어도 3배이다.

Description

광디스크 및 광디스크 장치{OPTICAL DISC AND OPTICAL DISC DEVICE}

도 1은 단면 단층 DVD 디스크의 기본 구조와 광헤드 간의 관계를 보여주는 도면.

도 2a는 정상적인 단층인 경우에 단면 단층 DVD 디스크의 기록층의 위치를 보여주는 도면.

도 2b는 얇은 단층인 경우에 단면 단층 DVD 디스크의 기록층의 위치를 보여주는 도면.

도 3은 단면 복층 DVD 디스크의 기본 구조와 광헤드 간의 관계를 보여주는 도면.

도 4는 단면 복층 DVD 디스크의 기록층의 위치를 보여주는 도면.

도 5는 단면 복층 HD DVD 디스크의 기본 구조와 광헤드 간의 관계를 보여주는 도면.

도 6은 단면 복층 HD DVD 디스크의 기록층의 위치를 보여주는 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광디스크와 재생광 시스템간의 관계를 보여주는 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광디스크와 적색 레이저 빔 간의 관계를 보여주는 도면.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광디스크 간와 청자색(blue-violet) 레이저 빔 간의 관계를 보여주는 도면.

도 10은 DVD 표준의 광디스크 장치의 블럭도.

도 11a 및 도 11b 는 DVD 표준 광디스크 장치에 의해서 수행되는 동작의 흐름도.

도 12는 HD DVD 표준의 광디스크 장치의 블럭도.

도 13a 및 13b 는 HD DVD 표준의 광디스크 장치에 의해서 수행되는 동작의 흐름도.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 광디스크 장치의 블럭도.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 광디스크 장치에 의해서 수행되는 동작의 흐름도.

본 출원은 인용하는 것으로 본 명세서에 포함되는, 2004년 9월 27일자로 출원된 일본 특허 출원 제2004-279847호에 대해서 우선권을 주장한다.

본 발명은 영화 및 음악과 같은 디지털화된 비디오 저작물과 오디오 저작물 등을 저장하는 매체인 DVD와 같은 광디스크에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 광디스크에 기록된 정보를 판독하는 광디스크 장치에 관한 것이다.

[DVD 표준의 개관]

일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 디지털 화상 저장용 광디스크로서 DVD (digital versatile disc:디지털 다기능 디스크)가 있다. DVD는 주로 영화 콘텐츠의 저장 및 배포(디지털 제품의 공표)를 위해 전 세계적으로 널리 사용되어왔다. 이 DVD는 DVD 포럼에 의해서 결정된 표준으로서, 그 표준에 대해서는 DVD 표준(DVD Book)(www.dvdforum.org 참고)으로 공표되고 또한 국제 표준 및 JIS에 의해서 명시되어 있다. 여기에서, DVD의 물리적인 표준의 하나인, 120㎜ DVD-ROM의 국제 표준, ISO/IEC16448에 따라 간략히 설명한다.

120㎜ DVD-ROM에 관해서는, 단층의 기록층을 갖는 단면 사양, 복층의 기록층을 갖는 단면 사양, 단층의 기록층을 갖는 양면 사양, 이중 기록층을 갖는 양면 사양 등 총 4 종류의 디스크가 있다. 영화 등의 콘텐츠의 저장 및 배포를 위해서는 두 종류의 단면 사양이 사용되고 있다. 디스크 용량에 관하여, 단면 단층 디스크는 4.7GB의 용량을 갖고, 단면 복층 디스크는 각 층에 4.27GB의 용량(디스크당 8.54GB)을 갖는다.

[단면 단층 DVD]

도 1은 단면 단층 DVD 디스크(10)의 기본 구조와 광헤드 사이의 관계를 보여준다. 잘 알려져 있는 바와 같이, DVD 디스크(10)는 각각이 0.6㎜ 두께를 갖는 2개 디스크 기판이 서로 부착되어 있다. 기판 중 하나는 신호 기판(11)이고 다른 하나는 더미 기판(14)이다. 그 두 기판은 접착층(24)에 의해서 서로 부착되어 있으며, 이들 사이에 기록층(20)이 배치된다. 통상적으로, 이 기판들은 사출 성형기(injection molding machine)를 사용하여 폴리카보네이트(polycarbonate)라 불리는 플라스틱 재료로 만들어진다.

영상 정보, 데이터 정보 등은 상기 신호 기판(11)에 엠보싱된 피트(embossed pit) 형태의 나선형 트랙상에 기록된다는 것을 유의하라. 기록층 상의 정보를 판독하는 적색 레이저(30)(파장 : 650㎚)가 대물 렌즈(35)(NA:0.6)에 의해서 집광되고, 신호 기판(11)의 광투명층(13)을 통해 기록층(20)에 포커싱된다.

도 2a 및 2b는 각각 단면 단층 디스크의 광입사면에서 본 기록층의 위치를 보여준다. 도 2a는 통상적으로 사용되는 정규의 단층의 경우를 보여주는데, 여기에서 광투명층(13)의 두께의 중심값은 600㎛이고, 상기 기록층은 입사면을 포함하여 570㎛ 내지 630㎛의 범위의 거리에 배치된다. 이 값은 대물 렌즈(35)의 구면수차(spherical aberration)를 고려하여 설정된다. 단면 단층 디스크의 경우 중에서, 박막 단층을 갖는 경우가 DVD 표준으로서 최근에 추가되었으며, 도 2b에 도시된 바와 같이, 그 표준에 합치되는 경우라면, 광투명층(13)의 두께의 중심값은 565㎛이고, 상기 기록층은 입사면을 포함하여 550㎛ 내지 580㎛의 범위의 거리에 배치된다

[단면 복층 DVD]

도 3은 단면 복층 DVD 디스크(15)의 기본 구조와 광헤드 사이의 관계를 도시한다. 공지된 바와 같이, 이 디스크는 제1 기록층(21)과 제2 기록층(23)을 구비한다. 이들 2개의 기록층은 디스크의 한 면으로부터 액세스되어, 신호가 재생된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 광입사면(17)에서 보면, 광투명층(18)의 다른 면에는, 상기 제1 기록층(21)이 가까운 쪽에 위치하고, 제2 기록층(23)이 먼쪽에 위치한다. 개별적인 기록층에 대한 액세스는, 대물 렌즈가 층간 점프를 할 수 있도록 렌즈 엑 츄에이터가 대물 렌즈대물 렌즈키도록 함으로써 실현된다.

전술한 복층 디스크의 제조는 디스크는 단면 단층 디스크와 거의 동일한 방법으로 제조될 수 있다는 주요한 특징이 있다. 먼저, 사출 성형기를 사용하여, 제1 기록층(21)이 형성되는 신호 기판(16)과 제2 기록층(23)이 형성되는 신호 기판(19)을 별도로 준비한다. 다음, 반투명 필름을 제1 기록층(21)에 붙이고, 고반사 필름은 제2 기록층(23)에 붙인다. 그 후, 그 두개의 기판은, 기록층 면이 내부를 향하도록 중간층(25)에 의하여 서로 부착된다. 그러면, 단면 복층 디스크가 완성된다.

도 4는 단면 복층 디스크의 입사면(17)에서 본 기록층의 위치를 도시한다. 대물 렌즈의 구면 수차와 상기 기록층 사이의 크로스토크(crosstalk)를 고려하여, 제1 기록층(21)의 위치는 그 제1 기록층의 입사면으로부터의 거리가 최소 550㎛이 되도록 제한되고, 제2 기록층(23)의 위치는 그 제2 기록층의 입사면으로부터의 거리가 최대 640㎛가 되도록 제한한다. 또한, 두 기록층 사이의 거리[중간층(25)의 두께]는 55㎛ ± 15㎛(40㎛ 이상 70㎛ 이하)가 되도록 제한된다. 중간층(25)의 두께는 보통 두 기판이 서로에게 부착될 때 형성된 접착층의 두께이다. 실제 제조에 있어서, 중간층(25)의 두께는 신호 기판(16)의 부착 정밀도 및 몰딩 정밀도를 고려하여 결정된다.

[기록층의 반사율과 기타 등등]

한편, 기록층의 반사율은 다음과 같이 결정된다.

단층 디스크 : 45% 내지 85%(PBS 존재) 또는 60% 내지 85%(PBS 존재하지 않음), 원편광

복층 디스크 : 18% 내지 30%(PBS 존재) 또는 18% 내지 30%(PBS 존재하지 않음), 원편광

또한, 디스크의 반사율을 나타내는 정보는 데이터 프레임의 4 바이트 ID(식별 데이터) 사이에서 b29에 위치한다. 여기에서,

0b : 반사율이 40% 초과인 경우(PBS 존재)

1b : 반사율이 40% 이하인 경우(PBS 존재)

상기와 다른, ID는 아래의 내용을 포함한다.

영역 타입 : b27-b26

00b : 데이터 영역 내

01b : 리드-인 영역 내

10b : 리드-아웃 영역 내

11b : 중간 영역 내

데이터 타입 : b25

0b : 판독 전용 데이터

1b : 판독 전용 이외의 데이터

층 번호 : b24

0b : DL 디스크의 층0 또는 SL 디스크 상

1b : DL 디스크의 층1

또한, 디스크가 단층인지 복층인지를 나타내는 정보에 관하여, 디스크 구조는 제어 데이터 영역의 (BP2)에 의해서 규정되고, b6-b5는 기록층의 수를 나타낸 다.

00b : 단층

01b : 복층

기타 : 예비

또한, 단층 디스크와 복층 디스크에는 한 층 당 용량에 차이가 있다. 이것은 선기록 밀도의 차이 때문이다. 상기 기록 밀도는 (BP3)에 규정되고, b7~b4는 다음과 같은 선형 기록 밀도를 나타낸다.

0000b : 0.267 ㎛ (단층 디스크의 선형 기록 밀도)

0001b : 0.293 ㎛ (복층 디스크의 선형 기록 밀도)

[차세대 DVD]

한편, 최근에 주지된 바와 같이, 한장의 디스크에 HD(고화질) 화상을 저장하려는 욕구를 충족시키기 위해 청자색 반도체 레이저(이후에는 청자색 레이저라 함)를 사용하여 밀도가 DVD의 적어도 3배까지 증가된 HD DVD가 제안되어 있다. 또한, HD DVD의 표준화는 DVD 포럼에서 진행중이며(www.dvdforum.org. 참조) HD DVD는 아직 상품화되지 않았다.

HD DVD는 종래의 DVD와 동일한 디스크 구조를 갖는다. 그것의 용량에 관하여, 단면 단층 디스크는 15GB의 용량을 갖고, 양면 복층 디스크는 30GB 용량을 갖는다. 이들 대용량은 레이저 빔의 단파장화, NA의 증가, 개선된 변조 방식, 및 새로운 신호 처리(PRML:partial response and most likelihood)와 같은 새로운 기술에 의해서 실현된다.

도 5는 단면 복층 HD DVD 디스크(40)의 기본 구조와 광헤드 사이의 관계를 나타낸다. HD DVD는 틸트(tilt)등에 의하여 상이한 구면 수차와, 상이한 코마 수차 등을 갖는다. 이것은 디스크로부터의 정보를 판독하는 레이저 빔(60)이 적색 레이저 빔(650㎚)에서 청자색 레이저 빔(405㎚)으로 단파장화되고, 대물 렌즈(65)의 NA가 0.6에서 0.65로 증가하기 때문이다. 따라서, 실제 HD DVD 디스크는 제1 기록층(51)과 제2 기록층(53)의 위치 및 중간층(55)의 두께 등에 있어서 DVD와 조금 상이하다.

도 6은 입사면(46)에서 본 단면 복층 HD DVD 디스크의 기록층의 위치를 보여준다. 단축된 파장과 증가된 NA와 함께, 구면 수차가 더 심해진다. 또한, 제1 기록층(51)의 위치는 578㎛ 이상 622㎛ 이하의 범위로 제한된다. 두 층의 간의 거리[중간층(55)의 두께]는 20㎛±5㎛(15㎛ 내지 25㎛)로 설정된다.

[기존의 DVD 및 차세대 DVD]

전술한 바와 같이, HD 화상을 저장할 수 있는 대용량 HD DVD가 제안되어 있다. HD DVD용으로 새롭게 설계된 HD DVD 장치(드라이버 또는 플레이어)는 HD DVD 디스크 뿐만 아니라 DVD(들)도 판독하도록 설계될 수 있다. 그러나, HD DVD의 기록 밀도, 변조 방식, 신호 처리, 트랙 포맷 등은 DVD의 것들과 대부분 상이하다. 따라서, HD DVD는 통상의 DVD 장치(드라이버 또는 플레이어)를 사용하여 판독될 수 없다. 특히, 통상적인 DVD 장치는 HD DVD 디스크에 기록된 HD 영화 콘텐츠뿐만 아니라 통상적인 DVD 영화 콘텐츠도 판독할 수 없다는 문제점을 갖는다. 따라서, 상기 문제점은 HD DVD의 보급을 방해하는 요인이 되어 왔다.

전술한 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 하나의 디스크가 HD DVD 정보와 DVD 정보를 처리할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 한 가지 양태에 따른 광디스크는 광투명층과; 제1 레이저 빔에 의해 액세스되는 제1 기록층과; 중간층과; 제2 레이저 빔에 의해 액세스되는 제2 기록층을 구비하고, 상기 광투명층, 제1 기록층, 중간층 및 제2 기록층이 레이저 빔 입사 방향으로 순차적으로 배치되며, 광입사면에서부터 제1 기록층까지의 거리인 상기 광투명층의 두께는 550 내지 575㎛이고, 제1 기록층과 제2 기록층 사이의 거리인 상기 중간층의 두께는 29 내지 47㎛이며, 제2 기록층의 면 기록 밀도는 상기 제1 기록층의 적어도 3배이다.

광디스크에 기록된 정보를 판독하는 본 발명의 한가지 양태에 따른, 광디스크 장치는 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 발생시키도록 구성된 광헤드와; 광헤드가 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔 중 임의의 것을 선택적으로 발생시키게 하도록 구성된 제어기를 포함하고, 상기 광디스크는 광투명층, 제1 레이저 빔에 의해 액세스되는 제1 기록층, 중간층, 제2 레이저 빔에 의해 액세스되는 제2 기록층을 포함하고, 상기 광투명층, 제1 기록층, 중간층 및 제2 기록층은 레이저 빔 입사 방향으로 순차적으로 배치되며, 광입사면에서부터 제1 기록층까지의 거리인 상기 광투명층의 두께는 550 내지 575㎛이며, 제1 기록층과 제2 기록층 사이의 거리인 상기 중간층의 두께는 29 내지 47㎛이고, 제2 기록층의 면 기록 밀도는 상기 제1 기록층의 적어도 3배이다.

본 발명에 따르면, 디스크의 한 면에서부터, 제1 기록층(DVD층에 대응함)이 제1 레이저 빔(적색 레이저)에 의해 액세스 될 수 있고, 제2 기록층(HD DVD 레이저에 대응함)이 제2 레이저 빔(청자색 레이저)에 의해 액세스 될 수 있는 광디스크를 제공할 수 있다. 그러므로, DVD 영화 콘텐츠와 HD DVD 콘텐츠 모두를 하나의 디스크에 저장할 수 있다. 특히, 상기 디스크는 SD 화상과 HD 화상 모두를 처리할 수 있는 콤비네이션 디스크가 된다.

그러므로, 통상의 DVD 호환성 광디스크 장치는 DVD 콘텐츠를 재생한다. 새로운 HD DVD 호환성 광디스크 장치는 HD DVD 영화 콘텐츠 또는 HD DVD 영화 콘텐츠와 DVD 영화 콘텐츠 모두를 재생할 수 있다.

예를 들어, 동일한 영화 콘텐츠가 DVD 콘텐츠와 HD DVD 콘텐츠로 제작되어 이들 콘텐츠 모두 하나의 디스크에 저장되는 경우, DVD 호환성 장치만을 소지한 사용자는 DVD 영화를 볼 수 있다. 한편, HD DVD 호환성 장치를 소지한 사용자는 HD DVD 영화 콘텐츠를 볼 수 있다.

심지어 HD DVD 호환성 장치를 현재 갖고 있지 않은 사용자도, 그 사용자가 앞으로 HD DVD 호환성 장치를 산다면, HD DVD 디스크를 새로 사지 않아도, 그 사용자가 이미 구입한 디스크의 HD 화상을 즐길 수 있다. 따라서, 본 발명은 사용자에게 큰 이점을 제공한다.

전술한 것 이외의 본 발명의 특징 및 목적은 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 설명을 읽음으로써 더 명확해질 것이다.

[광디스크의 기본 구조]

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광디스크(70)와 광헤드 사이의 관계를 보여준다. 광디스크(70)는 제1 기판(71)과 제2 기판(72)으로 형성되어 있다. 반투명 필름으로 이루워진 제1 기록층(DVD층에 대응)(81)은 레이저 빔의 입사면(73)의 근접한 면에 형성되어 있고, 고반사 필름으로 이루워진 제2 기록층(HD DVD층에 대응)(83)은 입사면(73)으로부터 더 먼 쪽 면에 형성되어 있다.

도 8은 적색 레이저 빔(30)을 사용하여 제1 기록층(DVD층)(81)이 재생되는 상태를 보여준다. 도 9는 청자색 레이저 빔(65)을 사용하여 제2 기록층(HD DVD층)(83)이 재생되는 상태를 보여준다. 먼저, 도 6을 참조하면, 청자색 레이저 빔을 사용하여 HD DVD층(83)이 재생될 수 있도록 하기 위하여, HD DVD층(83)은 입사면(구면 수차 한계)으로부터 578㎛ 이상 622㎛ 이하의 범위에 위치해야 한다. 또한, 도 2b에 도시된 얇은 단층의 경우, DVD층(81)은 입사면(최소 550㎛는 구면 수차 한계임)으로부터 550㎛ 이상 580㎛ 이하의 범위에 위치해야 한다. 한편, 중간층(85)의 두께는 DVD층(81)과 HD DVD층(83) 사이에서 초래되는 크로스토크를 고려하여 결정한다. 그 중간층(85)의 두께는 HD DVD의 경우에는 15㎛ 이상이고, DVD 경우에는 40㎛이다. 그러나, 어느 경우든, 중간층의 두께는 광시스템에 따라 좌우된다.

제1 기판(71)은 그 기판에 형성된 DVD층(81)을 구비하고 HD DVD층(83)을 재생하는 청자색 레이저 빔을 투과시킨다. 따라서, 이 기판의 몰딩 정밀도를 고려하여, 광투명층(87)의 두께는 550㎛ 이상 580㎛ 이하의 범위로 설정된다. 특히, DVD층(81)은 입사면(73)으로부터 550㎛에서 575㎛까지의 범위 내에 위치한다. ±12.5 ㎛의 몰딩 정밀도는 얇은 단층의 경우의 ±15㎛보다 더 엄격하고, HD DVD의 경우(중간층의 최대값 25㎛인 경우)의 ±9.5㎛에 비하여 완화된다.

HD DVD층(83)이 입사면으로부터 578㎛ 이상 622㎛ 이하의 범위에 위치해야 하는 것을 고려하면, 중간층(85)의 두께는 최소값(578㎛-550㎛=28㎛)에서부터 최대값(622㎛-575㎛=47㎛)까지의 범위 내에 있다. 중간층(85)의 최대값은 DVD 신호 기판(71)의 몰딩 정밀도가 증가함에 따라 증가한다. 반대로, 중간층(85)의 최대값은 몰딩 정밀도가 저하되는 경우에 감소된다.

[반사율 등]

다음, 이미 대량 판매되고 있는 통상의 DVD 장치에서, 전술한 광디스크가 도 8에 도시된 바와 같이, 얇은 단면 단층 디스크로 인식되기 위해서는, DVD층(81)으로부터의 신호광(Irs)이 적색 레이저 빔(30)의 45% 이상이 되어야 한다. 한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 청자색 레이저 빔(60)이 동일한 광디스크 상에 조사되는 경우, HD DVD층(83)으로부터의 신호광(Ibs)은 포커싱되어 이 광에 의해 트래킹 서보(tracking servo)되어야 하고, 신호를 재생할 수 있어야 한다.

청자색 레이저 빔에 관해서는 HD DVD 표준의 반사율은 다음과 같은 사양을 갖는다.

HD DVD-ROM의 경우,

단면 단층 디스크 : 40% 내지 70%(복굴절 포함)

단면 복층 디스크 : 18% 내지 32%(복굴절 포함)

재기록 가능한(시스템 리드-인 영역에서) HD DVD 경우,

단면 단층 디스크 : 4% 내지 8%(복굴절 포함)

본 발명의 광디스크의 경우, HD DVD층은 단면 복층 HD DVD-ROM 디스크의 위치와 동일한 위치에 배치된다. 따라서, 반사율은 이러한 특정 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 그러나, 이 광디스크의 HD DVD층에 관하여, HD DVD가 아직 상품화되지 않았기 때문에, HD DVD 표준에 새로운 규정이 포함될 수 있다. 이러한 경우에, 반사율의 하한값은 재기록 가능한 디스크의 하한값보다 더 클 필요가 있다.

도 4에 도시된 단면 복층 DVD 디스크의 경우에, 재생광은 적색 레이저 빔(30)이다. 따라서, 통상적으로, 금(Au), 규소(Si) 등이 제1 기록층(21)의 반투명 필름으로 사용되고, 저렴한 알루미늄(Al) 합금은 제2 기록층(23)의 고반사 필름으로 사용된다.

그러나, 도 6에 도시된 HD DVD의 경우에, 금(Au) 또는 규소(Si)를 사용하는 경우, 청자색 레이저 빔에 대한 적당한 범위에 반투명 층을 형성하기가 어렵다. 따라서, 최근, 제1 기록층(51)의 반투명 필름을 은(Ag) 합금으로 제조하고, 제2 기록층(53)의 고반사 필름에는 은(Ag) 합금, 알루미늄(Al) 합금 등을 사용한다.

이하, 광디스크(70)의 DVD층(반투명 막)(51)이 은 합금으로 형성되고, 광디스크의 HD DVD층(고반사 필름)(53)은 알루미늄 합금으로 형성되는 경우에 관하여 설명한다.

도 8은 적색 레이저 빔(30)이 광디스크(70)에 입사되는 상태를 도시한다. 입사면의 반사율(Rrs)은 적색 레이저 빔(30)에 관한 제1 기판(71)의 굴절률에 기초하여 4.8%(반사 방지 없음)로 설정된다. 광투명층(87)은 HD DVD층에 대한 광투명층으 로도 사용된다. 따라서, 복굴절이 60㎚의 이중 패스(double pass)인 경우, 복굴절에 의한 진폭의 감소는 8.2%에 달한다. 그러므로, DVD층(81)로부터의 신호광(Irs)이 입사광(Ir)의 45% 이상이 되기 위한, DVD층의 반사율(Rr1)은 54%(=

)이다.

다음, 적색 레이저 빔(30)에 대한 반투명 DVD층(51)의 투과율은 46%(Rr1이 54%일때)이고, HD DVD층(53)의 알루미늄 합금(Al alloy)으로 이루어진 고반사 필름의 반사율은 85%이다. 따라서, HD DVD층(53)으로부터의 노이즈 광(Irn)은 입사광(Ir)의 15%(=0.952²×0.918×0.46²×0.85×100%)이다. 이 값은 도 4에 도시된 단면 복층 DVD의 값의 약 반이다.

다음, 도 9는 청자색 레이저 빔(65)이 광디스크(70)에 입사되는 상태를 보여준다. 입사면의 청자색 레이저 빔(65)의 반사율(Rbs)은 5.6%이고, 복굴절에 의한 광투명층(87)의 진폭의 감소는 20%에 이르며(60㎚의 이중 패스), 반투명 DVD층의 반사율(Rb1)은 48.2%이다. 따라서, DVD층의 투과율은 38.6%이다. 고반사 필름으로 형성된 HD DVD층의 반사율(Rb2)이 88%라면, 신호광(Ibs)은 입사광(Ib)의 9.2%(=0.944²×0.8×0.386²×0.87×100%)이다. 더욱이, DVD층으로부터의 노이즈 광(Ibn)은 입사광(Ib)의 34.4%(=0.944²×0.8×0.482×100%)이다.

상기 복굴절이 재기록 디스크의 복굴절과 동일한 40㎚로 억제되는 경우, 복굴절에 의한 진폭의 감소는 9.3%이고, 상기의 계산 값의 1.13배가 될 수 있다. 따 라서, 신호광(Ibs)은 10.4%로 설정되며, 노이즈 광(Ibn)은 38.9%로 설정된다.

[층간 크로스토크 및 층간층 ]

다음, 층간 크로스토크와 중간층의 두께가 고려된다. 도 8에서, 적색 레이저 빔을 사용하여 DVD층(81)을 재생하는 경우, 이 DVD(81)층을 통해 투과되는 광은 DVD층(81) 위의 HD DVD층(83)에서 반사되고, DVD층(81)을 통해 다시 투과된다. 재생광학 시스템은 광검출기의 표면상에 DVD층(81)을 촬상하는 역할을 한다. 따라서, HD DVD층(83)에서 반사된 노이즈 광(Irn)은 중간층 두께의 제곱만큼 광검출기에 기여한다.

도 4에 도시된 단면 복층 DVD 디스크에서, 중간층의 최소 두께 값은 40㎛로 설정된다. 이러한 값으로, 층간 크로스토크는 문제를 야기하지 않는 수준으로 설정된다. 또한, 제1 기록층(21)의 반사율은 2개의 층으로부터 반사된 광을 대략 동일하게 설정하도록 결정된다.

도 8에 도시된 바와 같이, DVD층(81)이 적색 레이저 빔(30)에 의해 재생되는 경우, HD DVD층(83)으로부터의 노이즈 광(Irn)은 입사광의 15%인데, 이는 DVD층(81)(복굴절:60㎚)으로부터의 신호광(Irs)의 45%의 1/3(15/45)이다. 이 값은 중간층의 두께가 그것의 최소값 40㎛으로부터 23㎛(=40㎛/

)로 감소되는 경우에도, 이값은 층간 크로스토크의 양이 동일하다는 것을 나타낸다.

다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 청자색 레이저 빔(65)을 사용하여 HD DVD층(83)을 재생하는 경우, 신호광(Ibs)은 입사광의 9.2%이다. 한편, 노이즈 광(Ibn) 은 입사광의 34.4%인데 이는 신호광(Ibs)의 3.74배이다. HD DVD 표준 규정에 따르면, 중간층의 최소 두께 값은 15㎛이다. 따라서, 노이즈 광을 동등 레벨로 낮추기 위해서, 중간층의 최소값을 29㎛(

)로 설정할 수도 있다. 특히, 중간층의 두께가 29㎛ 내지 47㎛의 범위 내에 있다면, 층간 크로스토크는 문제를 야기하지 않을 것이다.

실제 경우에서, 접착 정밀도는 HD DVD에서도 약 ±3㎛ 개선될 수 있다. 중간층의 최소값이 약 29㎛로 개선됐으므로, 중간층의 두께는 약 40±5㎛로 설정되는 것이 바람직하다.

[플래그 정보]

다음, 본 발명의 일 실시예에 따른 광디스크의 플래그 설정을 설명한다. DVD층(81)은 정규의 단면 단층 DVD로 취급할 필요가 있다. 따라서, 데이터 프레임의 ID와 컨트롤 데이터 영역의 물리적인 포맷 정보의 (BP2)는 단면 단층 디스크로 설정된다.

한편, HD DVD층(83)에 대해서, 데이터 프레임의 ID 와 데이터 영역의 물리적인 포맷 정보의 (BP2)는 단면 단층 디스크로 설정된다.

본 발명의 실시예에 따른 광디스크가 DVD층과 HD DVD층을 포함하는 2개 층을 갖고 있음을 나타내는 플래그는 제어 데이터 영역의 물리적인 포맷 정보의 (BP2) 디스크 구조에 예비 비트(들)를 사용하는 것이 바람직하다. 층 타입으로 사용되지 않는 2개의 예비 스폿 b7과 b3이 있다. 이 비트(들)는 ROM 뿐만 아니라 재기록 가 능한, R 등에서도 예비될 수 있다. 따라서, 이들 비트는 영향을 주지 않는 것으로 판단된다.

(BP2) 디스크 구조

b3 0b : 예비

1b : 제 1층의 DVD층, 제2 층의 HD DVD층

[DVD 표준의 광디스크 장치에 의한 재생]

다음, 도 10, 도 11a, 도 11b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예의 디스크가 통상적인 DVD 장치를 사용하여 재생되는 경우를 설명한다. 도 10은 잘 알려진 통상적인 DVD 장치의 주요 구성을 보여준다. 도 11a와 도 11b는 그것의 동작의 흐름과 포커스 서보(Focus Servo)를 보여준다.

본 발명의 광디스크(70)가 통상적인 DVD 장치에 장착되면, 스핀들 모터(100)는 소정의 회전수까지 회전한다. 다음, 주기적인 구동 전류가 포커스 ACT(116)로 흐를 수 있게 되고, 광헤드는 축 방향으로 상하로 움직인다. 따라서, 재생 신호로부터 발생되는 포커스 신호(206)가 주기적으로 나타난다. DVD층으로부터의 포커스 신호 레벨은 HD DVD층으로부터의 신호 레벨의 3배이다. 따라서, 대부분의 DVD 장치는 이 디스크를 단면 단층 DVD 디스크로 인식하여, 도면 부호 207로 나타낸 바와 같이, DVD층에 대하여 포커스 서보를 턴 온한다.

따라서, 짧은 설정 시간 후에, 온포커스(onfocus)가 설정된다(단계 210). 그 후에, 트래킹 서보가 턴 온되어, 디스크의 적정 위치상에서 트래킹이 행해진다(단계 211). 이 상태에서, 데이터 프레임의 ID가 판독되고, 디스크의 영역 타입, 반사 율, 층 수 등이 확인된다(단계 220). 그 후, 레이디얼 ACT(117)가 구동하여 디스크를 리드-인 영역으로 이동시킨다(단계 221). 디스크가 제어 데이터 영역으로 이동(단계 222)면, 물리적인 포맷 정보의 층 수와 층 타입을 판독하여, 상기 디스크가 단면 단층 DVD 디스크임이 확인된다. 그 후, DVD 화상이 재생된다(단계 223).

장치에 따라, HD DVD층의 신호 레벨이 작음에도 불구하고, 디스크가 단면 복층 DVD 디스크로 판정되어, HD DVD층이 판독되는 경우가 있다. 그러나, HD DVD층으로부터 소정의 신호를 얻을 수 없으므로, DVD층 상에서 포커싱을 재시도하여 DVD층을 판독한다. 따라서, 여기에서는 어떠한 문제도 발생하지 않는다.

[HD DVD 표준의 광디스크 장치에 의한 재생]

다음, 도 12, 도 13a 및 도 13b를 참조하여, 청자색 레이저 빔을 사용하는 HD DVD층의 경우를 설명한다. 우선, 주기적인 구동 전류가 포커스 ACT(116)으로 흐를 수 있게 된다. 그 후, 포커스 신호를 기초로 2개의 기록층이 있다는 것을, 그리고, 디스크의 레벨 차를 기초로 디스크가 본 발명의 디스크라는 것을 인식한다. 이 경우, 재생 신호의 이득이 제어되고(단계 230), HD DVD층 상에서 포커싱이 행해진다(단계 240). 짧은 설정 시간 후에, 온포커스가 설정된다. 이어서, 트래킹 서보가 턴 온되면(단계 241), 적정한 위치에 온트래킹 상태가 설정된다.

이어서, 데이터 프레임의 ID를 판독하고(단계 250), 디스크의 영역 타입, 반사율, 층 수 등을 확인한다. 그 후, 레이디얼 ACT(117)가 구동되어 디스크를 리드-인 영역으로 이동시킨다(단계 251). 디스크가 제어 데이터 영역으로 이동되면(단계 252), 물리적인 포맷 정보의 층 수와 층 타입을 판독하여, 상기 디스크가 단면 단 층 DVD 디스크라는 것을 확인한다. 그 후, HD DVD 화상은 재생된다(단계 253).

[DVD와 HD DVD 표준 모두와 호환성이 있는 광디스크 장치에 의한 재생]

다음, 도 14와 도 15를 참조하여, 적색 레이저 빔과 청자색 레이저 빔을 모두 사용하는, 본 발명에 따른 호환성 장치를 설명한다. 이 호환성 장치에서는, 청자색 레이저 빔이 먼저 디스크에 포커스되고, 포커스 ACT(116)가 구동된다.

그 후, 포커스 신호를 기초로, 상기 디스크가 본 발명의 디스크인 것으로 판정된다(단계 203). 그 후, 재생 신호의 이득이 제어되고(단계 203), HD DVD층 상에서 포커싱이 행해진다(단계 240). 트래킹은 턴 온되고(단계 241), 데이터 프레임의 ID가 판독되며(단계 250), 상기 디스크는 리드-인 영역으로 이동되고(단계 251), 제어 데이터 영역의 물질적인 포맷 정보가 판독된다(단계 252), (BP2) 디스크 구조의 층 타입의 b3 플래그를 기초로, 본 발명의 디스크를 확인한다. 이어서, 층 수와 층 타입을 확인하여 현재 액세스되고 있는 층이 HD DVD층인 것으로 인식된다. 따라서 HD DVD 화상이 재생된다(단계 253).

다음, 사용자가 입력 단자(190, 191)를 사용하여 DVD를 선택하면, 재생 신호의 이득이 제어되고(단계 205), DVD층 상에서 포커싱이 행해지며(단계 210), 트래킹이 턴 온되어(단계 211), 데이터 프레임의 ID가 확인된다(단계 220). 이어서, 상기 디스크는 리드-인 영역으로 이동되고(221), 제어 데이터 영역의 플래그가 확인되며(단계 222), DVD 화상이 재생된다. 사용자가 HD DVD(192)를 선택한 경우에는, 전술한 방법으로 사용하여 HD DVD 화상이 재생될 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따르면, DVD 및 HD DVD가 하나의 광디스크로 형성될 수 있다. 상기 DVD층은 기존의 DVD 장치에서 재생되고, HD DVD층은 HD DVD 표준에 대응하는 HD DVD 장치에서 재생된다. 본 발명에 따른 호환성 장치에 있어서, DVD 층과 HD DVD층 모두 재생될 수 있다. 기존 DVD 표준 제품과 새로운 HD DVD 표준 제품을 결합하여, 일반 사용자에게 HD DVD 표준 제품의 원활한 보급이 촉진될 수 있다.

[기타의 실시예]

전술한 실시예에서는, 제1 기록층의 반투명 필름이 은(Ag) 합금인 경우를 설명하였다. 그러나, 상이한 파장을 갖는 2개의 레이저 빔에 관한 반사율 및 투과율이 선택적으로 설정될 수 있다면, 좀 더 효율적인 성능을 얻을 수 있다.

예를 들어, 제1 기록층이 다른 상호 작용 상호 필름 등을 형성하는 경우에, 제1 레이저 빔(적색 레이저 빔)에 대한 반사율은 제2 레이저 빔(청자색 레이저 빔)의 반사율보다 더 높게 설정될 수 있고, 나아가, 제2 레이저 빔에 관한 제1 기록층의 투과율은 제1 레이저 빔에 대한 투과율보다 더 높게 설정될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였지만, 첨부된 청구범위에 의해서 정해지는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 다양한 변경, 대체 및 대안이 이루어질 수 있음을 유의하여야 한다.

Claims

단면 복층 광디스크 장치로서,

광투명층과; 제1 레이저 빔에 의해 액세스되는 제1 기록층과; 중간층과; 제2 레이저 빔에 의해 액세스되는 제2 기록층을 포함하고,

상기 광투명층, 제1 기록층, 중간층 및 제2 기록층은 레이저 빔 입사 방향으로 순차적으로 배치되며,

광입사면에서부터 상기 제1 기록층까지의 거리인 상기 광투명층의 두께는 550 내지 575㎛이고,

상기 제1 기록층과 제2 기록층 사이의 거리인 상기 중간층의 두께는 29 내지 47㎛이며, 상기 제2 기록층의 면 기록 밀도는 상기 제1 기록층의 면 기록 밀도의 적어도 3배인 것인 단면 복층 광디스크.
제1항에 있어서, 상기 제1 레이저 빔에 대한 제1 기록층의 반사율은 45%이상이고, 상기 제2 레이저 빔에 대한 상기 제2 기록층의 반사율은 8%이상인 것인 단면 복층 광디스크.
제1항에 있어서, 상기 제1 레이저 빔에 대한 제1 기록층의 반사율은 상기 제2 레이저 빔에 대한 상기 제2 기록층의 반사율보다 큰 것인 단면 복층 광디스크.
제1항에 있어서, 상기 제2 레이저 빔에 대한 제1 기록층의 투과율은 상기 제1 레이저 빔에 대한 상기 제1 기록층의 투과율보다 큰 것인 단면 복층 광디스크.
광디스크에 기록된 정보를 판독하는 광디스크 장치로서,

제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 발생시키게 하는 구성된 광헤드와;

광헤드가 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔 중 임의의 것을 선택적으로 발생시키게 하는 구성된 제어기를 포함하고,

상기 광디스크는 광투명층, 상기 제1 레이저 빔에 의해 액세스되는 제1 기록층, 중간층, 상기 제2 레이저 빔에 의해 액세스되는 제2 기록층을 구비하고,

상기 광투명층, 제1 기록층, 중간층 및 제2 기록층은 레이저 빔 입사 방향으로 순차적으로 배치되며,

광입사면에서부터 상기 제1 기록층까지의 거리인 상기 광투명층의 두께는 550 내지 575㎛이며,

상기 제1 기록층과 상기 제2 기록층 사이의 거리인 상기 중간층의 두께는 29 내지 47㎛이고,

상기 제2 기록층의 면 기록 밀도는 상기 제1 기록층의 적어도 3배인 것인 광디스크 장치.
제5항에 있어서, 상기 제어기는 사용자 인터페이스를 통한 사용자의 입력을 기초로, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔 중 임의의 것을 선택하도록 구 성된 것인 광디스크 장치.
제5항에 있어서, 상기 제어기는 수용 광디스크로부터 정보의 판독을 행하는 초기 프로세스에서 제2 레이저 빔을 선택하도록 구성된 것인 광디스크 장치.
제6항에 있어서, 상기 제어기는 수용 광디스크로부터의 정보의 판독을 행하는 초기 프로세스에서 제2 레이저 빔을 선택하도록 구성되는 것인 광디스크 장치.
제7항에 있어서, 정보가 초기 프로세스에서 판독될 수 있는 경우, 상기 제어기는 사용자가 사용자 인터페이스를 통해 제1 레이저 빔의 입력 표시를 선택할 때까지 상기 제2 레이저 빔의 선택을 유지하는 것인 광디스크 장치.
제8항에 있어서, 정보가 전공정에서 판독될 수 있는 경우, 상기 제어기는 사용자가 사용자의 인터페이스를 통해 제1 레이저 빔의 입력 표시를 선택할 때까지 상기 제2 레이저 빔의 선택을 유지하는 것인 광디스크 장치.