KR100226871B1 - 광 디스크 기록장치 - Google Patents

Abstract

상 변화형 광 디스크에 데이타를 기록 및 재생하는 장치에 관한 것으로서, 특히 마크 길이 및 스페이스 길이에 따른 최적의 광량 조절값을 미리 테이블로 맵핑시키고 이전 마크 길이와 이전 스페이스 길이를 산출하여 이전 마크 길이와 이전 스페이스 길이의 변화에 따른 광량 조절값을 상기 테이블에서 읽어와 다음 마크를 형성하는 레이저 다이오드의 광량을 조절함으로써, 다양하게 변화하는 이전 마크의 길이와 이전 스페이스 길이에 따른 다음단 마크에의 열 확산이나 열 축적을 최소로 줄여 데이타를 지터없이 기록하고, 따라서 디스크로부터 데이타를 읽을 경우 정확한 데이타의 복원이 이루어진다.

Description

광 디스크 기록장치

본 발명은 상 변화형 광 디스크(Phase Change Disc)에의 데이타 기록 및 재생에 관한 것으로서, 특히 마크 길이와 스페이스 길이의 함수 관계에 따라 레이저 다이오드의 파워를 조절하여 데이타를 기록하는 광 디스크 기록장치에 관한 것이다.

일반적으로 광 헤드에서 집속된 광이 열로 변환되고 이 열이 상변화 기록 매질의 상태를 바꾸어 반사량이 변화되도록 하여 상 변화형 광 디스크에 마크를 기록한다.

이때, 레이저 광은 피트(Pit)가 있는 반사면의 반대측에서 입사되고, 따라서 레이저 입사측면에서 보면 피트는 돌기로 보인다.

피트는 폭이 0.4-0.5μm로, 1개의 피트의 길이 및 피트와 피트의 간격은 각각 3T에서 11T(또는 14T)까지 9단계(또는 12단계)로 구분된다.

여기서, T라고 하는 것은 클럭펄스 1개분의 길이이며 3T라고 하는 것은 3개의 클럭펄스를 의미하고, 11T는 클럭펄스 11개분의 길이에 해당한다.

그리고, 나선형으로 감기어 있는 트랙의 피트군을 보면 어떤 일정한 간격마다 특정한 피트 배열이 있고, 정기적으로 존재하는 피트 배열에는 동기 신호가 있으며, 동기 신호에서 다음 동기신호까지의 블럭을 프레임(Frame)이라 한다.

1 프레임은 다수개(예컨대, 오디오일 경우 33개) 심벌의 데이타로 구성된다.

그러므로, 디스크에 기록하기 위한 신호가 입력되면 이 기록 신호를 16비트의 디지탈 신호로 변환하고 다시 상위 8비트와 하위 8비트(이것을 심벌이라 함)로 분할하는 과정을 프레임 단위로 처리한다.

그리고, 심벌 8비트의 데이타에 해당하는 14비트 코드 값을 메모리의 코드 테이블로부터 불러옴으로써, 심볼 8비트의 데이타를 14비트로 변환하는 EFM 변조가 이루어진다.

즉, 메모리에는 EFM(Eight to Fourteen Modulation) 또는 EFM+를 위한 코드 테이블이 맵핑되어 있다.

그리고, 상기 EFM 또는 EFM+ 변조된 데이타는 변조후의 직류성분을 제거하기 위하여 3비트의 마진 비트를 부가하여 도 1a와 같이 비제로 복귀 반전(Non-Return-to Zero, Inverted ; NRZI) 변조된다.

상기 NRZI 변조는 '1'의 신호에서 데이타를 반전시키는 변조 규칙이다. 즉, '1'만 만나면 현재 상태를 반전시킨다.

그리고, NRZI 변조가 이루어지면 레이저 다이오드의 파워를 기록시의 파워로 변조하여 레이저 다이오드를 구동시키므로 도 1a와 같이 NRZI 변조된 신호가 광 디스크에 기록된다.

그러나, 단일 펄스로 기록하는 경우 디스크 자체의 열적 특성때문에 피트의 모양이 눈물 방울처럼 형성되거나 열의 확산으로 인해 피트의 에지 부분이 매끄럽지 않게된다.

즉, 현재 기록되는 마크의 선단이 바로 전에 기록된 마크를 형성하기 위해 발생된 잠열의 영향을 받아서 매끄럽지 않게 된다.

이렇게 기록된 데이타를 읽어낼 경우 RF 신호에 지터의 요인으로 작용되어 정확한 데이타를 복원할 수 없게 된다.

따라서, 이러한 열의 확산을 방지하고 피트의 모양을 매끄러운 타원형으로 형성하기 위해 멀티 펄스 변조방식을 통해서 지터를 감소시켜 왔다.

즉, 도 1b에서와 같이 NRZI 변조된 하나의 단일 펄스내에서 여러번 온/오프함에 의해 하나의 단일 펄스를 여러개의 펄스로 나누어서 디스크에 주사하는 멀티펄스 변조를 행한다.

이때, 멀티펄스 변조는 시스템 클럭을 사용하기 때문에 클럭을 맞추기 위해 약 3분주한다.

이와같이, 단일 펄스를 여러개의 펄스로 나누어 디스크에 주사하므로 신호 피트가 있는 마크 구간에서의 열의 축적을 방지하여 기록시 지터를 감소시켰다.

또한, 마크의 종단 부분의 기록 펄스를 3/2T 정도 오프시켜 한 마크의 마지막 펄스의 로우 구간을 넓힘으로서 다음 마크 선단으로의 열 확산을 방지하여 피트의 에지 부분을 매끄럽게 보상하였다.

즉, 멀티펄스 변조가 이루어지면 레이저 다이오드의 파워를 기록시의 파워로 변조하여 레이저 다이오드를 구동시키므로 멀트펄스 변조된 신호가 광 디스크에 기록된다.

이때, 레이저 다이오드의 파워는 도 1b에서와 같이 기록시의 파워가 제일 강하고 다음은 이레이저 파워, 리드 파워 순이다.

그러나, 마크 에지 방식으로 피트를 기록할 때 현재 기록될 마크의 사이즈와 이전의 스페이스 길이 그리고 그 이전의 마크 길이의 사이즈에 따라 열 확산 비율이 다르게 나타나는데, 상기된 종래의 멀티펄스 변조를 이용한 기록은 한 마크의 마지막 펄스의 로우 구간이 3/2T 로 고정되어 있으므로 마크의 길이와 스페이스의 길이에 따른 열 확산은 해결하지 못하였다.

즉, 이전 마크의 길이와 이전 스페이스 길이는 다양하게 변화하는데 펄스의 폭은 고정되어 있으므로 이전 마크의 길이와 스페이스 길이에 따른 열 확산이나 열 축적은 해결할 수 없게되어, 특히 오버라이트시에는 원하는 모양과 크기의 피트보다 커지거나 작은 형태의 피트 모양으로 기록되고 이로인해 디스크로부터 데이타를 읽을 경우 RF 신호의 지터 요인으로 작용하게 되어 정확한 데이타의 복원이 어려워진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 이전 마크 길이와 이전 스페이스 길이의 변화에 따라 다음 마크를 형성하는 광량을 조절함으로써, 기록시의 지터를 줄이는 광 디스크 기록 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 디스크 기록 장치의 특징은, 기록을 위해 NRZI 신호가 입력되면 소정시간 지연시키는 지연기와, 상기 지연기의 출력을 카운트하여 마크 길이를 산출하는 마크 길이 카운터와, 상기 지연기의 반전 출력을 카운트하여 스페이스 길이를 산출하는 스페이스 길이 카운터와, 상기 NRZI 신호와 지연기의 출력을 논리 조합하여 상기 마크 길이 카운터와 스페이스 길이 카운터를 각각 클리어시키는 클리어 신호 발생부와, 상기 마크 길이 카운터와 스페이스 길이 카운터의 출력에 따라 해당 광량 조절값을 출력하는 테이블과, 상기 테이블에서 출력되는 광량 조절값을 클럭에 동기시키는 래치와, 상기 NRZI 신호를 멀티 펄스로 변조하고 상기 래치를 통해 출력되는 광량 조절값으로 상기 멀티 펄스의 진폭을 조절하여 레이저 다이오드를 구동하는 레이저 다이오드 구동부를 포함하여 구성되는데 있다.

도 1a는 일반적인 NRZI 변조된 신호 파형도

도 1b는 도 1a의 NRZI 신호를 멀티펄스로 변조한 종래의 신호 파형도

도 2는 본 발명에 따른 광 디스크 기록장치의 구성 블럭도

도 3a 내지 도 3e는 도 2의 각 부의 동작 파형도

도 4a는 일반적인 NRZI 변조된 신호 파형도

도 4b는 도 4a의 NRZI 신호를 본 발명에 따른 광 디스크 기록장치에서 멀티펄스로 변조한 신호 파형도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : 지연기22 : 클리어 신호 발생부

23 : 마크 길이 카운터24,I1 : 인버터

25 : 스페이스 길이 카운터26 : 테이블

27 : 래치28 : 디지탈/아날로그 컨버터

29 : 레이저 다이오드 구동부XOR1 : 배타적 오아 게이트

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 광 디스크 기록장치의 구성 블럭도이다.

도 2를 보면, 기록을 위해 EFM 또는 EFM+ 변조 및 NRZI 변조된 신호가 입력되면 입력 신호를 한 클럭 지연시키는 지연기(21), 상기 지연기(21)의 출력을 카운트하여 마크 길이를 산출하는 마크 길이 카운터(23), 상기 지연기(21)의 반전 출력을 카운트하여 스페이스 길이를 산출하는 스페이스 길이 카운터(25), 상기 NRZI 변조 신호와 지연기(21)의 출력을 논리 조합하여 상기 마크 길이 카운터(23)와 스페이스 길이 카운터(25)를 각각 클리어시키는 클리어 신호 발생부(22), 상기 마크 길이 카운터(23)와 스페이스 길이 카운터(25)의 출력에 따라 광량 조절값을 출력하는 테이블(26), 상기 테이블(26)에서 출력되는 광량 조절값을 일시 래치하는 래치(27), 상기 래치(27)의 출력을 아날로그 값으로 변환하는 디지탈/아날로그 컨버터(Digital/Analog Converter ; DAC)(28), 및 NRZI 변조된 신호를 멀티 펄스로 변조하고 상기 DAC(28)의 출력으로 상기 멀티 펄스의 크기를 조절하여 레이저 다이오드(Laser Diode ; LD)를 구동하는 LD 구동부(29)를 포함하여 구성된다.

상기 지연기(21)는 플립플롭으로 이루어진다.

그리고, 상기 클리어 신호 발생부(22)는 상기 NRZI 변조 신호와 지연기(21)의 출력을 논리 조합하는 배타적 오아 게이트(XOR1), 상기 NRZI 변조 신호와 배타적 오아 게이트(XOR1)의 출력을 논리 조합하여 마크 길이 카운터(23)의 클리어단으로 출력하는 낸드 게이트(NA1), 상기 NRZI 변조 신호를 반전시키는 인버터(I1), 및 상기 인버터(I1)의 출력과 배타적 오아 게이트(XOR1)의 출력을 논리 조합하여 스페이스 길이 카운터(25)의 클리어단으로 출력하는 낸드 게이트(NA2)로 구성된다.

이와같이 구성된 본 발명은 디스크에 기록을 위해 신호가 입력되면 이 기록 신호는 EFM 또는 EFM+ 변조가 이루어진다.

상기 EFM 또는 EFM+ 변조된 데이타는 변조후의 직류성분을 제거하기 위하여 3비트의 마진 비트를 부가하여 도 3a에서와 같이 NRZI 변조된다.

그리고, 상기 NRZI 변조된 신호 f(t)가 도 3a와 같이 입력되면 지연기(21)는 상기 NRZI 신호를 한 클럭만큼 즉, 도 3b에서와 같이 T 시간만큼 지연시킨다.

여기서, 하이 구간은 마크 부분 즉 기록시 밀티펄스로 변조된 부분이고, 로우 구간(또는 이레이저 구간)은 스페이스 부분 즉, 기록되지 않고 건너뛰는 구간이라고 가정한다.

이때, 클리어 신호 발생부(22)는 상기 NRZI 신호와 지연 신호를 논리 조합하여 마크 길이 카운터(23)의 클리어 신호와 스페이스 길이 카운터(25)의 클리어 신호를 발생시킨다.

즉, 클리어 신호 발생부(22)의 배타적 오아 게이트(XOR1)는 상기 NRZI 신호 f(t)와 지연기(21)의 출력 신호 f(t-T)를 도 3c와 같이 논리 조합하여 낸드 게이트(NA1,NA2)로 출력한다.

상기 배타적 오아 게이트(XOR1)는 마크와 스페이스의 시작 부분을 알기 위하여 NRZI 신호 f(t)와 지연기(21)의 지연 신호 f(t-T)를 논리 조합한다.

상기 낸드 게이트(NA1)는 상기 NRZI 신호 f(t)와 배타적 오아 게이트(XOR1)의 출력을 도 3d와 같이 논리 조합하여 마크 길이 카운터(23)로 출력한다.

즉, 상기 낸드 게이트(NA1)는 도 3d에서와 같이 지연기(21)의 지연시간(T) 만큼 마크 부분 시작 엣지까지 로우 신호를 출력하고 마크의 시작 엣지에서 하이 신호를 출력한다.

마크 길이 카운터(23)는 상기 낸드 게이트(NA1)에서 출력되는 로우 신호에 의해 클리어된 후 상기 지연기(21)의 하이 출력을 카운트하여 마크 길이를 산출한다.

한편, 상기 NRZI 신호 f(t)는 인버터(I1)에 의해 반전되고, 낸드 게이트(NA2)는 상기 배타적 오아 게이트(XOR1)의 출력과 인버터(I1)의 출력을 도 3e와 같이 논리조합하여 스페이스 길이 카운터(25)로 출력한다.

즉, 상기 낸드 게이트(NA2)는 도 3e에서와 같이 지연기(21)의 지연시간(T) 만큼 스페이스 시작 엣지까지 로우 신호를 출력하고 스페이스의 시작 엣지에서 하이 신호를 출력한다.

스페이스 길이 카운터(25)는 상기 낸드 게이트(NA2)에서 출력되는 로우 신호에 의해 클리어된 후 인버터(24)에 의해 반전된 상기 지연기(21)의 출력을 카운트하여 스페이스 길이를 산출한다.

테이블(26)은 상기 마크 길이 카운터(23)에서 출력되는 전단의 마크 길이와 스페이스 길이 카운터(25)에서 출력되는 전단의 스페이스 길이를 입력받아 광량 조절을 위한 디지탈 데이타를 출력한다.

상기 테이블(26)에는 매질 및 마크 길이와 스페이스 길이에 따른 최적의 광량 조절값을 미리 맵핑시킨다.

즉, 상기 테이블(26)은 전단의 마크 길이가 짧을수록, 전단의 스페이스 길이가 길수록 다음단 마크에의 열 확산은 적으므로 레이저 다이오드의 파워 레벨을 높이는 디지탈 데이타를 출력하고, 전단의 마크 길이가 길수록, 전단의 스페이스 길이가 짧을수록 다음단 마크에의 열 확산은 많으므로 레이저 다이오드의 파워 레벨을 낮추는 디지탈 데이타를 출력한다.

상기 디지탈 데이타는 멀티 펄스의 진폭을 조절하는 값으로 클럭에 동기되어 래치(27)로 출력된다.

상기 래치(27)는 상기 지연기(21)의 출력, 즉 래치 인에이블 신호에 따라 스페이스 영역에서는 상기 디지탈 데이타를 래치시키고, 마크 영역에서는 출력을 일정하게 유지시킨다.

상기 래치(27)를 거친 디지탈 데이타는 DAC(28)에서 아날로그 신호로 변환된 후 LD 구동부(29)로 출력된다.

상기 LD 구동부(29)는 NRZI 변조된 하나의 단일 펄스내에서 여러번 온/오프함에 의해 하나의 단일 펄스를 여러개의 펄스로 나누고 즉, 멀티 펄스로 변조하고 상기 DAC(28)에서 출력되는 아날로그 값으로 멀티 펄스의 레벨을 조절하여 디스크에 주사한다.

예를들어, 도 4a와 같은 NRZI 변조 신호가 LD 구동부(29)로 입력되면, LD 구동부(29)는 도 4b와 같이 멀티펄스로 변조한다.

즉, 이전 마크 길이가 11T이고 이전 스페이스 길이가 3T이면 마크 길이가 길고 스페이스 길이가 짧아 이전 마크에 의한 영향이 크므로 현재 마크의 멀티펄스의 레벨을 많이 낮추어 현재 마크의 기록 광량을 낮춘다.

또한, 이전 마크 길이가 5T이고 이전 스페이스 길이가 3T이면 마크 길이와 스페이스 길이가 짧아 이전 마크에 의한 영향이 적으므로 현재 마크의 멀티펄스의 레벨을 조금만 낮추어 현재 마크의 기록 광량을 조금 낮춘다.

이와같은 방법으로 이전 마크와 스페이스에 의한 다음단 마크에의 열 확산을 최소로 줄여 기록시의 지터를 줄인다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 광 디스크 기록 장치에 의하면, 마크 길이 및 스페이스 길이에 따른 최적의 광량 조절값을 미리 테이블로 맵핑시키고 이전 마크 길이와 이전 스페이스 길이를 산출하여 이전 마크 길이와 이전 스페이스 길이의 변화에 따른 광량 조절값을 상기 테이블에서 읽어와 다음 마크를 형성하는 레이저 다이오드의 광량을 조절함으로써, 다양하게 변화하는 이전 마크의 길이와 이전 스페이스 길이에 따른 다음단 마크에의 열 확산이나 열 축적을 최소로 줄여 데이타를 지터없이 기록하고, 따라서 디스크로부터 데이타를 읽을 경우 정확한 데이타의 복원이 이루어진다.

또한, 최소 마크 길이를 줄여서 기존의 밀도보다 고밀도로 데이타를 기록할 수 있게된다.

Claims (2)

1. 기록을 위해 비제로 복귀 반전(NRZI)된 신호가 입력되면 소정시간 지연시키는 지연기와,

   상기 지연기의 출력을 카운트하여 마크 길이를 산출하는 마크 길이 카운터와,

   상기 지연기의 반전 출력을 카운트하여 스페이스 길이를 산출하는 스페이스 길이 카운터와,

   상기 NRZI 신호와 지연기의 출력을 논리 조합하여 상기 마크 길이 카운터와 스페이스 길이 카운터를 각각 클리어시키는 클리어 신호 발생부와,

   상기 마크 길이 카운터와 스페이스 길이 카운터의 출력에 따라 해당 광량 조절값을 출력하는 테이블과,

   상기 테이블에서 출력되는 광량 조절값을 클럭에 동기시키는 래치와,

   상기 NRZI 신호를 멀티 펄스로 변조하고 상기 래치를 통해 출력되는 광량 조절값으로 상기 멀티 펄스의 진폭을 조절하여 레이저 다이오드를 구동하는 레이저 다이오드 구동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광 디스크 기록장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 테이블에는

   디스크 매질 및 마크 길이와 스페이스 길이에 따른 최적의 광량 조절값이 미리 맵핑되어 있음을 특징으로 하는 광 디스크 기록장치.

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