KR100525427B1 - 광 기록 매체의 신호 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 광원을 이용해 정보를 기록하고 재생할 수 있는 광 디스크에서 발생하는 신호 왜곡을 감소하기 위한 광기록 매체의 신호 처리 방법에 관한 것으로, 서보 동작 제어 및 데이터의 기록/재생을 위한 클럭 발생을 위한 물리적 어드레스 정보를 갖는 광 디스크의 재생에 있어서, 분할된 수광 소자를 갖는 광 검출기의 차 신호로부터 랜드 프리 피트 위치를 검출하는 단계;첫 번째 랜드 프리 피트와 랜드 형태의 SYNC 신호가 검출되면 이때 얻어지는 합 신호(RF sum signal)를 역으로 변환시켜 저장하고, 저장된 신호를 이용하여 랜드 프리 피트에 의해 왜곡된 합 신호 정도를 보상하는 단계를 포함하여, DVD-R/RW와 같이 랜드 프리 피트(Land Pre-Pit;LPP)를 갖는 광 디스크에서 신호 재생시에 발생하는 랜드 프리 피트 및 기록 파워 조건에 의한 RF 신호 왜곡을 최소화한다.

Description

광 기록 매체의 신호 처리 방법{Method for processing signal of optical recording medium}
본 발명은 레이저 광원을 이용해 정보를 기록하고 재생할 수 있는 광 디스크에서 발생하는 신호 왜곡을 감소하기 위한 광기록 매체의 신호 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체를 기반으로 한 데이터 프로세서(data processor)의 처리 속도가 빠르게 향상됨으로써, 고화질의 영상 신호와 음성 신호를 포함한 멀티미디어 컨텐츠(multimedia contents)뿐만 아니라, 이와 연관되어 있는 데이터들도 고용량화의 추세가 주를 이루고 있으며 이에 따라 저장 매체도 고용량화 되고 있다.
특히, 광디스크는 다른 저장 매체에 비해 용량 당 가격이 저렴하고 이동, 보관의 편의성 때문에 저장 매체 중에서도 주목받고 있는 분야이다.
이와 같은 기록 가능한 광디스크에는 스핀들 서보(servo) 동작을 제어하거나 데이터의 기록/재생을 위한 클럭(clock) 발생을 위하여, 광디스크의 그루브(groove) 또는 랜드(land)나 면에 물리적 어드레스 정보가 기록된다.
DVD-RAM과 같은 경우에는 각 섹터의 앞에 어드레스 정보를 프리 피트 (pre-pit)형태로 기록하는 CAPA(complementary allocated pit addressing)방식을 이용한 워블 어드레싱 방식을 사용한다.
이 경우에는 각 섹터별 어드레싱이 가능하게 되는 장점이 있으나, 실제 데이터가 기록될 데이터 기록 영역에, 어드레스 정보가 섹터 단위로 기록되어, 결국 실제 데이터가 기록될 데이터 기록 용량을 감소시키게 되는 문제가 있다.
그리고 DVD-R/RW의 경우에는 랜드 프리 피트 어드레싱(land pre-pit addressing) 방식을 이용한 워블 어드레싱(wobble addressing)을 사용하고 있다.
DVD-R/RW의 랜드 프리 피트는 기록 과정에서 그루브에 기록되는 정보 피트(pit 또는 mark)와는 달리 스탬퍼를 제작하는 마스터링(mastering)공정에서 미리 랜드 트랙에 만들어지게 된다.
한편, 포커싱(focusing)과 트랙킹(tracking) 및 그루브에 기록된 정보 피트나 랜드 프리 피트로부터 나오는 신호 정보 검출을 위해 일반적으로 4분할 검출기를 사용하는데, 이렇게 분할 된 검출기 수광 소자의 합이나 차 신호를 이용하여 각각의 제어 신호를 얻게 된다.
그러나 DVD-R/RW 경우 어드레싱을 위한 랜드 프리 피트 신호 수준(level), 즉 랜드 프리 피트 진폭(amplitude)을 일정한 수준 이내로 유지하기 위해 그 크기나 형태를 변화시키다 보면 RF 신호의 왜곡이 있게 된다.
이러한 신호 왜곡은 신호 파형의 어시메트리(asymmetry)뿐만 아니라 가장 중요한 신호 특성인 지터(jitter) 및 PI Sum 8 ECC 특성을 열화 시키는 문제점을 야기하게 된다.
따라서 이와 같은 정보 피트 신호 재생시 발생하는 랜드 프리 피트에 기인하는 RF 신호 왜곡은 반드시 해결해야 할 과제이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 광 기록 매체의 신호 처리에서의 문제를 해결하기 위한 것으로, DVD-R/RW와 같이 프리 피트(land pre-pit;LPP)를 갖는 광 디스크에서, 신호 재생시 발생하는 프리 피트 및 기록 파워 조건에 의한 RF 신호 왜곡을 최소화할 수 있도록한 광 기록 매체의 신호 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 기록 매체의 신호 처리 방법은 서보 동작 제어 및 데이터의 기록/재생을 위한 클럭 발생을 위한 물리적 어드레스 정보를 갖는 광 디스크의 재생에 있어서, 분할된 수광 소자를 갖는 광 검출기의 차 신호로부터 랜드 프리 피트 위치를 검출하는 단계;첫 번째 랜드 프리 피트와 랜드 형태의 SYNC 신호가 검출되면 이때 얻어지는 합 신호(RF sum signal)를 역으로 변환시켜 저장하고, 저장된 신호를 이용하여 랜드 프리 피트에 의해 왜곡된 합 신호 정도를 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 저장된 신호를 이용하여 랜드 프리 피트에 의해 왜곡된 합 신호 정도를 보상하기 위하여, 두 번째, 세 번째 랜드 프리 피트 옆의 그루브에 기록된 정보 마크나 스페이스에서 얻어지는 합 신호와 상기 저장된 신호를 더하여 수정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 저장된 신호를 이용하여 랜드 프리 피트에 의해 왜곡된 합 신호 정도를 보상하기 위하여, 첫 번째 랜드 프리 피트와 마크 형태의 SYNC 신호가 검출될 때의 합 신호와 상기 저장된 신호를 더하여 수정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 이하에서의 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 광 기록 매체의 신호 처리 방법의 바람직한 실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 정보 피트 신호 재생시 발생하는 랜드 프리 피트에 기인하는 RF 신호 왜곡은 반드시 해결하기 위한 것으로, 먼저 ECC 블록의 구성 및 LPP 포지션에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 ECC 블록의 구성 및 랜드 프리 피트(LPP) 포지션을 나타낸 구성도이다.
스핀들 서보(servo) 동작을 제어하거나 데이터의 기록/재생을 위한 클럭(clock) 발생을 위하여 광 디스크의 그루브(groove) 또는 랜드(land)면에 물리적 어드레스 정보가 기록되어야 하는데, DVD-R/RW과 같은 기록 가능형 광 디스크에서는 랜드 프리 피트 어드레싱(land pre-pit addressing) 방식을 이용한 워블 어드레싱(wobble addressing)을 사용하고 있다.
상기한 바와 같이, DVD-R/RW의 랜드 프리 피트는 기록 과정에서 그루브에 기록되는 정보 피트(pit 또는 mark)와는 달리 스탬퍼를 제작하는 마스터링(mastering)공정에서 미리 랜드 트랙에 만들어지는데, 랜드 프리 피트의 포지션 구성은 도 1에서와 같다.
도 1에서의 ECC 블록은 데이터 중에 오류가 있을 때 그것을 정정할 수 있도록 구성된 부호로서, 데이터에 포함되어 있는 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 조립된 코드(데이터+ PO + PI), 또는 중복 정보를 표현하고 일정한 규칙에 의하여 받아들일 수 있는 표현과 받아들일 수 없는 표현 내에 노이즈(Noise) 또는 기타의 원인에 의하여 오류가 생겼을 때 그것을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 오류를 포함한 표현이 원래의 받아들여져야 할 표현과 등가인 몇 개의 표현 가운데 하나라면 그 오류를 수정할 수 있는 코드를 갖는다.
사용자 데이터 및 에러 정정 정보를 포함하는 1개의 ECC(error correction code) 블록(block)은 16개의 물리적 섹터 (physical sectors)로 구성된다.
그리고 1개의 물리적 섹터는 26개의 싱크 프레임(sync frame)으로 이루어지는데, 이 때 1개의 싱크 프레임(sync frame)에는 8개의 워블(wobble)이 존재한다.
이러한 워블의 정점에 해당하는 위치에 랜드 프리 피트가 존재하게 되는데, 첫 번째 워블 정점에 항상 위치한 랜드 프리 피트를 '프레임 싱크(SYNC) 비트'라 하며 이 피트 옆에 14T의 피트(또는 마크 형태로 명명됨) 또는 랜드 형태로 이루어진 32 비트 '싱크 코드'(32 bit sync code)가 정보로써 그루브에 기록되게 된다.
그리고 두 번째와 세 번째 워블에 위치하는 랜드 프리 피트의 경우에는 랜드 프리 피트의 표시에 따라 즉, '1'인 경우는 랜드 프리 피트가 존재하게 되며 '0'인 경우에는 없게 된다.
도 2a와 도 2b는 최고 기록 파워와 중간 기록 파워 비율에 따른 RF 파형 및 14T 왜곡 정도를 나타낸 파형도이고, 도 3a와 도 3b는 랜드 프리 피트 통과시의 수광 소자에서 얻어지는 출력 파형도이다.
그리고 도 4는 왜곡된 RF 파형 수정을 위해 출력 파형 처리 과정을 나타낸 그래프이다.
랜드 프리 피트로부터 기록 방식(write strategy) 정보뿐만 아니라 어드레스 정보를 얻기 위해서는 일정한 수준 이상의 랜드 프리 피트 검출 신호가 필요하다.
이러한 신호의 종류로는 기록 전 랜드 프리 피트 신호 진폭과 관련된 LPPb (Land Pre-pit amplitude before recording, 0.18 < LPPb < 0.28) 및 기록 후 워블 진폭을 제외한 랜드 프리 피트 진폭의 최대 최소값의 비율인 AR(aperture ratio, AR > 15%)과 같은 신호 항목이 있다.
따라서 이러한 신호 진폭을 얻기 위해서는 랜드 프리 피트의 크기를 조정하거나 위치를 조정함으로써 만족시킬 수 있는데, 크기나 위치가 최적화되지 않은 경우 RF 신호 파형의 왜곡 및 누락을 일으키게 된다.
이러한 신호 왜곡은 도 2a와 도 2b에서와 같이 신호 파형의 어시메트리(asymmetry)뿐만 아니라 가장 중요한 신호 특성인 지터(jitter) 및 PI Sum 8 ECC 특성을 열화 시키는 문제점을 야기하게 된다.
여기서, 'PI Sum 8 ECC' 특성 열화는 신호의 누락에 의해 발생하는 것이다.
한편, 고 배속 non-multi 기록 방식의 경우 최적 기록 파워(optimum recording power;Po) 와 중간 기록 파워(Pm)의 비율(Po/Pm)에 따라 신호의 어시메트리가 영향을 크게 받게 되는데, 도 2a와 도 2b에서와 같이 그 비율이 높은 경우 어시메트리 레벨에 기준이 되는 14T 신호 파형의 왜곡이 생기게 된다.
그러나 반대로 그 비율이 너무 낮은 경우에는 기록된 마크의 열 간섭에 의한 랜드 프리 피트 진폭의 비균일성에 기인하는 AR 값의 열화를 야기하게 되므로 양쪽을 만족시키는 조건을 찾기가 어렵다.
도 2a는 최적 기록 파워와 중간 기록 파워의 비율(Po/Pm)이 최적화된 경우의 RF 파형 및 14T 왜곡 정도를 나타낸 것으로 어시메트리가 작고 14T 왜곡이 적은 것을 알 수 있다.
그리고 도 2b는 최적 기록 파워와 중간 기록 파워의 비율(Po/Pm)이 최적화되지 않은 경우의 RF 파형 및 14T 왜곡 정도를 나타낸 것으로 어시메트리가 크고 14T 왜곡이 큰 것을 알 수 있다.
이와 같은 도 2a와 도 2b에서 나타낸 특성을 고려하면 상기 원인에 의한 14T 및 기타 RF 신호 왜곡을 신호 처리에 의해 보상 및 수정 할 수 있다면 마스터링을 포함한 디스크 생산 공정에서 커다란 마진을 갖게 되는 것을 알 수 있다.
본 발명은 14T 및 기타 RF 신호 왜곡을 신호 처리에 의해 보상 및 수정 할 수 있도록 다음과 같은 신호 처리 방법을 제안한다.
도 3a는 광 픽업이 프레임 싱크 비트와 랜드 형태의 14T 싱크 코드를 통과 할 때 얻어지는 광 검출기(photo detector)의 4분할 된 각각의 수광 소자에서의 출력 신호의 파형이다.
이와 같이 랜드 프리 피트를 통과할 때 얻어지는 도 3a에서와 같은 신호의 역 신호(S1 inverse signal)를 저장 후 도 3b 및 도 4에서와 같이 다음의 랜드 프리 피트가 검출되는 지점에서 얻어지는 신호와 합하여 나누게 되면 랜드 프리 피트에 의한 신호 왜곡 영향을 제외시킬 수 있게 된다.
여기서, LPP 영역내에서의 RF Sum값은 다음과 같다.
RF Sum in LPP Area = [(S2a+S3a)+(S2b+S3b)+(S2c+S3c)+(S2d+S3d)]
즉, 본 발명은 광 기록 매체에서 랜드 프리 피트에 의한 정보 피트 재생 신호(RF 신호) 왜곡에 의한 신호 특성 열화를 막기 위하여 다음과 같은 방식으로 신호 처리를 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 방법은 4 분할 된 수광 소자로 구성된 광 검출기(photo detector)의 차 신호로부터 랜드 프리 피트 위치를 검출하게 되고, 이에 따라 첫 번째 랜드 프리 피트와 SYNC 신호인 랜드 형태의 14T 신호가 검출되면 이때 얻어지는 합 신호(RF sum signal)를 중앙 신호 처리에 보내어 신호의 전압 레벨을 역으로 변환시킨 상태로 저장한다.
그리고 저장 된 신호는 두 번째, 세 번째 랜드 프리 피트 옆 그루브에 기록된 정보 마크나 스페이스(space)에서 얻어지는 합 신호와 더해져 수정됨으로써 랜드 프리 피트에 의해 왜곡된 합 신호 정도를 보상한다.
더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 왜곡 RF 신호를 수정하기 위한 신호 처리 구성을 나타낸 것으로, 프레임 싱크 비트와 랜드 형태의 14T 싱크 코드를 통과 할 때 얻어지는 출력 신호를 검출하기 위한 광 검출기(photo detector)로 구성된 신호 처리 블록을 도시한 것이다.
먼저, 4 분할 된 수광 소자로 구성된 광 검출기(photo detector)의 차 신호 ((Sa+Sd)-(Sb+Sc))회로로부터 랜드 프리 피트가 검출되기 시작하고(가) 끝나는 동안(나) 얻어지는 RF 신호인 합 신호((Sa+Sd)+(Sb+Sc))의 역신호(inverse Sum signal)를 저장한다.(다)
이후 랜드 프리 피트 영역에서 얻어지는 합 신호와 결합하여 랜드 프리 피트에 의한 영향을 제거하게 된다.(라)
여기서, 광 검출기의 수광 소자는 A,B,C,D로 분할되고 각각의 분할 영역에서 검출되는 신호는 각각 Sa,Sb,Sc,Sd이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 처리 방법은 4 분할 된 수광 소자로 구성된 광 검출기(photo detector)의 차 신호로부터 랜드 프리 피트 위치를 검출한다.
그리고 이에 따라 첫 번째 랜드 프리 피트와 SYNC 신호인 랜드 형태의 14T 신호가 검출되면 이 때 얻어지는 합 신호(RF sum signal)를 중앙 신호 처리에 보내어 신호의 전압 레벨을 역으로 변환시킨 상태로 저장한다.
이렇게 저장 된 신호는 첫번째 랜드 프리 피트와 SYNC 신호인 마크 형태의 14T 신호가 검출 될 때의 합 신호와 더해져 수정됨으로써 랜드 프리 피트에 의해 왜곡된 합 신호 정도를 보상한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 처리 방법을 더 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 왜곡 RF 신호를 수정하기 위한 신호 처리 구성을 나타낸 것으로, 고 배속 기록시 최적 기록 파워와 중간 기록 파워 비율에 따라 신호 어시메트리 레벨에 기준이 되는 14T 신호 파형의 왜곡이 생기는 경우에 대한 수정을 위한 회로 구성을 나타낸 것이다.
우선, 프레임 싱크 비트와 랜드 형태의 14T 싱크 코드로 구성된 경우에 대해, 차 신호 ((Sa+Sd)-(Sb+Sc))회로로부터 랜드 프리 피트가 검출되기 시작하면(①), 그 때 얻어 지는 RF 신호인 합 신호((Sa+Sd)+(Sb+Sc))의 역 신호를 저장하게 되고(③), 이후 프레임 싱크 비트와 마크 형태의 14T 싱크 코드 영역에서 얻어지는 합 신호(②)와 결합하여 랜드 프리 피트에 의한 영향을 제거하게 된다.(④)
여기서, 광 검출기의 수광 소자는 A,B,C,D로 분할되고 각각의 분할 영역에서 검출되는 신호는 각각 Sa,Sb,Sc,Sd이다.
이와 같은 본 발명에 따른 광 기록 매체의 신호 처리 방법은 DVD-R/RW와 같이 프리 피트(land pre-pit;LPP)를 갖는 광 디스크에서 신호 재생시에 발생하는 프리 피트 및 기록 파워 조건에 의한 RF 신호 왜곡을 최소화할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 광 기록 매체의 신호 처리 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 DVD-R/RW 경우와 같이 어드레싱을 위한 랜드 프리 피트 신호를 사용하는 광디스크의 재생시에 랜드 프리 피트에 의한 영향을 제거할 수 있다.
즉, 랜드 프리 피트 및 기록 조건에 의해 발생하는 RF 신호의 왜곡에 의한 신호 파형의 어시메트리(asymmetry)뿐만 아니라 가장 중요한 신호 특성인 지터(jitter)의 열화를 줄이는 효과가 있다.
또한, 신호 누락에 의한 PI Sum 8 ECC 특성 열화를 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 ECC 블록의 구성 및 랜드 프리 피트(LPP) 포지션을 나타낸 구성도
도 2a와 도 2b는 최고 기록 파워와 중간 기록 파워 비율에 따른 RF 파형 및 14T 왜곡 정도를 나타낸 파형도
도 3a와 도 3b는 랜드 프리 피트 통과시의 수광 소자에서 얻어지는 출력 파형도
도 4는 왜곡된 RF 파형 수정을 위해 출력 파형 처리 과정을 나타낸 그래프
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 왜곡 RF 신호를 수정하기 위한 신호 처리 구성도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 왜곡 RF 신호를 수정하기 위한 신호 처리 구성도

Claims (5)

  1. 동작 제어 및 데이터의 기록/재생을 위한 클럭 발생을 위한 물리적 어드레스 정보를 갖는 광 디스크의 재생에 있어서,
    분할된 수광 소자를 갖는 광 검출기의 차 신호로부터 랜드 프리 피트 위치를 검출하는 단계;
    첫 번째 랜드 프리 피트와 랜드 형태의 SYNC 신호가 검출되면 이때 얻어지는 합 신호(RF sum signal)를 역으로 변환시켜 저장하고, 저장된 신호를 이용하여 랜드 프리 피트에 의해 왜곡된 합 신호 정도를 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체의 신호 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 저장된 신호를 이용하여 랜드 프리 피트에 의해 왜곡된 합 신호 정도를 보상하기 위하여,
    두 번째, 세 번째 랜드 프리 피트 옆의 그루브에 기록된 정보 마크나 스페이스에서 얻어지는 합 신호와 상기 저장된 신호를 더하여 수정하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체의 신호 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 저장된 신호를 이용하여 랜드 프리 피트에 의해 왜곡된 합 신호 정도를 보상하기 위하여,
    첫 번째 랜드 프리 피트와 마크 형태의 SYNC 신호가 검출될 때의 합 신호와 상기 저장된 신호를 더하여 수정하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체의 신호 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 물리적 어드레스 정보는,
    8개의 워블(wobble)이 존재하는 26개의 싱크 프레임들 갖는 물리적 섹터들이 16개 구성되는 ECC 블록의 상기 워블의 정점에 위치하는 랜드 프리 피트(프레임 싱크(SYNC) 비트)와 상기 피트의 옆에 14T 크기의 피트나 랜드 형태로 이루어진 32비트 싱크 코드가 그루브에 기록되는 워블 어드레싱 방식으로 기록되는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체의 신호 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 광 검출기의 수광 소자는 A,B,C,D로 분할되고 각각의 분할 영역에서 검출되는 신호는 각각 Sa,Sb,Sc,Sd라 하는 경우에,
    광 검출기의 차 신호는 ((Sa+Sd)-(Sb+Sc))이고, 저장되는 신호는 ((Sa+Sd)+(Sb+Sc))의 역 신호인 것을 특징으로 하는 광 기록 매체의 신호 처리 방법.
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