KR100574827B1 - 광디스크 기록/재생 방법 - Google Patents

광디스크 기록/재생 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스크의 두께차에 의한 광학수차량을 정확하게 보정할 수 있도록 하는 광디스크 기록/재생 방법에 관한 것으로서, 광투과층 두께가 주기록면의 광투과층 두께와 각각 다르게 설정된 복수의 광학특성 테스트영역을 구비하는 광디스크에 있어서, 상기 복수의 테스트영역 각각에 광빔을 조사하여 재생신호의 특성이 가장 좋은 테스트영역을 검출하는 제1 단계와, 상기 재생신호로부터 상기 검출된 테스트영역의 광투과층 두께를 검출하는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 검출된 광투과층 두께와 주기록면의 광투과층 두께와의 차이를 검출하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에서 검출된 광투과층의 두께 차에 따라 광학수차를 보정하기 위한 적정 제어신호를 인가하는 제4 단계를 포함하여 이루어져, 재생신호의 품질이 가장 좋은 테스트영역과 데이터영역과의 두께 차를 검출하고 그 두께 차에 의한 광학수차량을 보정함으로써 정확한 기록/재생 동작이 가능하게 된다.

Description

광디스크 기록/재생 방법{Method for recording/reproducing of disc}
본 발명은 광학적으로 정보를 기록/재생하는 광디스크 기록/재생 방법에 관한 것으로, 특히 디스크의 두께차에 의한 광학수차량을 정확하게 보정할 수 있도록 하는 광디스크 기록/재생 방법에 관한 것이다.
통상, 광디스크는 상용화된 CD(Compact Disc)에 이어 기록용량이 향상된 DVD(Digital Versatile Disc)가 개발되어 보급되고 있으며, 오디오 및 비디오 데이터와 컴퓨터 데이터 등의 기록/재생용으로 그 용도가 더욱 증대되고 있다. 최근에는 단파장의 광을 발생하는 블루레이져의 개발성공으로 보다 기록용량이 향상된 광디스크의 개발이 기대되고 있다.
이러한 광디스크 중 DVD는 CD에 비해 정보가 고밀도로 기록되기 때문에 피트정보를 읽기 위한 레이져빔의 스폿경을 작게 해야 한다. 마찬가지로, 블루레이져가 적용될 차세대 고밀도 광디스크는 DVD보다 더 고밀도로 기록되기 때문에 더 작은 광스폿경이 요구되게 된다. 이렇게 비교적 작은 광스폿경을 제공하기 위해서는 광원을 단파장화하고, 대물렌즈의 개구수를 크게 해야 한다. 다시 말하여, 780nm 파장과 0.45의 개구수가 적용되는 CD보다 고밀도화된 DVD의 경우 광 스폿경을 작게 하기 위하여 650nm의 파장과 0.6의 개구수를 이용하고 있다. 블루레이져는 GaN계 레이져의 개발로 상용화가 예상되는 광원으로 그의 파장대는 410nm의 전후가 되는 것으로 보고되고 있다.
그런데, 이러한 광디스크의 발전방향에 대응하여 광 기록/재생 장치가 단파장화 및 고개구수화 되어감에 따라 기판두께 차이에 의한 구면수차의 영향이 커져서 디스크 두께의 공차(Tolerance)가 줄어들게 된다. 다시 말하여, 디스크 두께의 공차는 통상 λ/NA4(λ는 광빔의 파장, NA는 대물렌즈의 개구수)에 비례하는 관계를 가지고 있으므로 단파장화 및 고개구수화 되어감에 따라 줄어들게 된다. 예를 들면, CD의 경우 디스크두께의 공차는 165㎛, DVD의 경우 44㎛이고, 410nm 파장이 적용되는 고밀도 광학시스템에서 대물렌즈의 개구수를 0.65로 가정하는 경우 디스크 두께의 공차가 20㎛이고, 개구수를 0.85로 가정하는 경우 6.8㎛로 상당히 작은 값이 된다. 이에 따라, 디스크가 대량 생산되는 경우 디스크 두께의 공차를 유지하는 것이 곤란한 문제점이 있다.
이러한 디스크 두께편차에 의한 구면수차를 보상하는 방법으로 일본 특허공개 9-128785에서와 같이 광로상에 수차보정용 액정패널을 설치하는 것이 알려져 있다. 이는 액정패널의 투명전극을 소정형상으로 분할하고 각 분할부분마다 굴절율을 변화시키는 것에 의해 수차를 보정하는 방법을 개시하고 있다. 그런데, 이 방법은 CD와 DVD와 같이 다른 세대에 있어 양자간의 기판두께 차이에 의한 구면수차를 보상하는 것을 제시할 뿐 동일 세대의 매체간의 기판 두께 차에 의한 수차를 보상하는 것이 제시되지 않아 아직 완전한 해결이 안되고 있다. 다시 말하여, 동일세대 매체간 기판두께 차에 따라 보상해야할 구면수차량을 산출하는 방법이 없으므로 구면수차를 보상할 수 없기 때문이다.
따라서, 본 발명의 목적은 디스크 두께 차에 의한 광학수차의 보정을 정확하게 할 수 있는 광디스크 기록/재생 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광디스크 기록/재생 방법은, 광투과층 두께가 주기록면의 광투과층 두께와 각각 다르게 설정된 복수의 광학특성 테스트영역을 구비하는 광디스크에 있어서, 상기 복수의 테스트영역 각각에 광빔을 조사하여 재생신호의 특성이 가장 좋은 테스트영역을 검출하는 제1 단계와, 상기 재생신호로부터 상기 검출된 테스트영역의 광투과층 두께를 검출하는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 검출된 광투과층 두께와 주기록면의 광투과층 두께와의 차이를 검출하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에서 검출된 광투과층의 두께 차에 따라 광학수차를 보정하기 위한 적정 제어신호를 인가하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크의 구조를 도시한 평면도 및 단면도로서, 도 1a 및 도 1b에 도시된 광디스크(10)는 특정부위에 서로 다른 두께를 갖는 광투과층을 갖는 다수개의 테스트영역들(161∼16n)을 구비한다.
도 1a 및 도 1b에서 광디스크(10)는 크게 리드-인 영역(12)과 기록영역(14)을 구비한다. 그리고, 광디스크(10)는 특정부위, 특히 최내주의 리드-인(Lead-in) 영역(10)에 광투과층의 두께가 Δd만큼 차이가 나는 다수개의 테스트영역들(161∼16n)을 구비한다. 도 1b에 도시된 광디스크(10)에는 7개의 테스트영역들(161∼167)이 마련되어 있다. 이 경우, 데이터영역(14)의 광투과층의 두께를 d0라 가정하는 경우 7개의 테스트영역(161∼167) 각각의 광투과층 두께는 d0±kΔd(여기서, k=±3, ±2, ±1, 0)로 설정될 수 있다. 여기서, 네번째 테스트영역(164)의 광투과층 두께가 데이터영역(14)의 광투과층 두께가 동일하게 설정된다. 이렇게 서로 다른 두께층을 갖는 테스트영역들(161∼167)은 금형을 제작하여 디스크 기판 제작시 쉽게 성형할 수 있다. 이 경우, 테스트영역들은 동심원 형태로 두께를 다르게 하거나 360°1회전 부분을 분할하여 두께를 다르게 설정하여 제작할 수 있다.
통상, 410nm의 파장과 0.65의 개구수를 채용하는 경우 허용되는 디스크의 두께공차는 20㎛정도이다. 이 경우, 테스트영역들(161∼167)의 층별 두께 차이는 원하는 해상도(Resolution), 층수 등에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 보정후 잔존두께 차이를 10㎛ 이하로 설계하면 실질적인 문제가 해결되므로 층간의 두께차이를 10㎛로 설정할 수 있다.
그리고 테스트영역들(161∼167)에는 프리피트(Pre-pit)로 여러 가지 데이터가 기록될 수 있으며 그 데이터 중에는 현 테스트영역의 두께(d)를 알 수 있는 비트를 설정해 놓을 수 있다. 이에 따라, 광디스크 재생 장치는 초기 구동시 각 테스트영역(161∼167)을 억세스하여 가장 좋은 신호를 얻게 되는 테스트영역을 결정하고 데이터영역(14)과의 두께차를 산출함으로써 구면수차를 보정할 수 있게 된다.
이렇게, 광디스크(10)의 특정영역에 미리 약속한 테스트영역을 구비하여 최적의 광디스크와 광픽업 상태를 제공할 수 있게 된다. 다시 말하여, 광픽업과 광디스크간의 인터페이스 조건에 따라 보정해야할 구면수차량이 달라지는 점을 해결할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크 재생 방법을 단계적으로 설명하는 흐름도이다.
우선, 단계 1에서 광디스크 재생 장치가 초기구동을 시작하는 경우 리드-인 영역(12)에 마련된 테스트영역들(161∼167)을 억세스하게 된다. 단계 2에서 각 테스트영역(161∼167)을 억세스하여 재생된 신호의 품질을 비교하여 재생신호의 품질이 가장 좋은 테스트영역, 즉 광투과층의 두께를 판단하게 된다. 이 경우, 재생신호의 품질은 재생신호로부터 지터량 등을 검출하여 판별할 수 있다. 그 다음, 단계 3에서 상기 단계 2에서 결정된 테스트영역의 광투과층 두께와 데이터영역(14)의 광투과층 두께와의 차를 계산한다. 이어서, 단계 4에서 광디스크 재생장치는 상기 단계 3에서 검출된 광투과층의 두께 차에 따른 구면수차를 보정한 후 단계 5에서 재생동작을 수행하게 된다. 이 경우, 두께 차에 따른 구면수차량은 동심원 형태의 액정패널 또는 동등한 효과를 갖는 여러 가지 수차보정수단에 의해 보정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크 재생장치의 구성을 나타낸 도면으로서, 도 3에 도시된 광디스크 재생장치는 광을 발생하는 레이저다이오드(20)과, 레이저다이오드(20)으로부터 발생된 광빔을 광디스크(10)의 기록면에 집속하기 위한 대물렌즈(30)와, 광디스크(10)로부터 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기(34)와, 레이저다이오드(20)와 대물렌즈(30) 및 광검출기(34) 사이에 배치된 빔스프리터(24)와, 레이저다이오드(20)와 빔스프리터(24) 사이에 배치된 시준렌즈(22)와, 빔스프리터(24)와 광검출기(34) 사이에 나란하게 배치된 센서렌즈(32)와, 빔스프리터(26)와 대물렌즈(30) 사이에 배치되어 수차를 보정하기 위한 액정패널(26)과, 액정패널(26)과 대물렌즈(30) 사이에 배치된 λ/4판(28)과, 광검출기(34)로부터 입력되는 광검출신호를 처리하여 재생신호, 고주파신호를 검출하기 위한 재생신호처리부(36)와, 재생신호처리부(36)의 재생신호를 기초하여 두께 차를 검출하고 그 두께 차에 따른 구면수차량을 보정할 수 있도록 액정패널(26)을 제어하기 위한 제어부(38)와, 제어부(38)의 명령에 의해 레이저다이오드(20)를 구동하기 위한 레이저다이오드 구동부(40)를 구비한다.
도 3의 광디스크 재생장치에서 레이저다이오드(20)는 광빔을 발생하고, 시준렌즈(22)는 레이저다이오드(20)으로부터 빔스프리터(24) 쪽으로 진행하는 발산형의 광빔을 평행광빔으로 변환하여 광빔의 누설을 방지하는 역할을 한다. 빔스프리터(24)는 레이저다이오드(20)으로부터 시준렌즈(22)를 경유하여 입사되는 광빔을 대물렌즈(30) 쪽으로 진행하도록 통과시킴과 아울러 광디스크(10)의 기록면에서 반사되어 대물렌즈(30)를 경유하여 입사되는 반사광빔을 광검출기(34) 쪽으로 진행하도록 반사시킨다. 대물렌즈(30)는 빔스프리터(24)로부터 액정패널(26) 및 λ/4판(28)을 경유하여 입사되는 광을 광디스크(10)의 기록면에 집속시킨다. λ/4판(28)은 빔스프리터(24)로부터 액정패널(26)을 경유하여 입사되는 선편광빔을 원편광빔으로 변환하여 대물렌즈(30) 쪽으로 출사함과 아울러 광디스크(10)에서 반사되어 대물렌즈(30)를 경유하여 입사되는 원편광빔을 다른 성분의 선편광빔으로 변환하여 액정패널(26) 쪽으로 출사한다. 센서렌즈(32)는 빔스프리터(24)에서 반사되어 입사되는 반사광빔을 광검출기(34)에 집속시키게 된다. 액정패널(26)은 투명전극을 소정형상으로 분할하고 액정패널 제어부(38)의 제어신호에 따라 각 분할 부분마다 입사광빔의 굴절률을 변화시킴으로써 두께차에 의한 구면수차량을 보정하는 역할을 한다. 이를 위하여, 액정패널(26)은 여러 가지 형태, 예를 들면 동심원 형태의 투명전극을 구비하게 된다.
이러한 구성의 광픽업은 디스크의 초기구동시 제어부(38)로부터의 테스트명령에 의해 레이저다이오드구동부(40)가 레이저다이오드(20)를 구동하여 광디스크(10)의 리드-인 영역(12)에 마련된 테스트영역을 층별로 억세스하게 된다. 이 경우, 액정패널(26)은 오프되어 있게 된다. 재생신호처리부(36)는 테스트영역을 층별로 억세스함에 따라 광검출기(34)로부터 입력되는 광검출신호를 처리하여 층별 고주파신호를 검출한다. 제어부(38)는 재생신호처리부(36)로부터 입력되는 층별 고주파신호를 비교하여 신호품질이 가장 좋은 고주파신호가 검출되는 층을 판정하고 그 층과 데이터영역과의 두께차를 검출하게 된다. 아울러, 제어부(38)는 그 두께 차에 따른 구면수차량이 허용치 이내가 되도록 보정할 수 있게끔 제어전압을 액정패널(26)로 인가하게 된다. 이 경우, 제어부(38)에는 디스크의 두께 차에 따른 구면수차량을 보정하기 위하여 액정패널(26)에 어떤 형태로 전압을 인가하면 되는지가 미리 설계되어 있다. 이에 따라, 액정패널(26)은 제어부(38)로부터 인가되는 제어전압에 따라 입사광을 굴절율을 변화시킴으로써 구면수차량을 보정하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광디스크 기록/재생 방법에 의하면 재생신호의 품질이 가장 좋은 테스트영역과 데이터영역과의 두께 차를 검출하여 그 두께 차에 의한 광학수차량을 보정함으로써 정확한 재생 동작이 가능하게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크를 나타낸 평면도 및 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크 재생방법을 단계적으로 설명하는 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광디스크 재생장치의 구성을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10 : 광디스크 12 : 리드-인 영역
14 : 데이터영역 161∼167 : 테스트영역
20 : 레이저다이오드 22 : 시준렌즈
24 : 빔스프리터 26 : 액정패널
28 : λ/4판 30 : 대물렌즈
32 : 센서렌즈 34 : 광검출기
36 : 재생신호 처리부 38 : 제어부
40 : 레이져다이오드(LD) 구동부

Claims (2)

  1. 광투과층 두께가 주기록면의 광투과층 두께와 각각 다르게 설정된 복수의 광학특성 테스트영역을 구비하는 광디스크에 있어서,
    상기 복수의 테스트영역 각각에 광빔을 조사하여 재생신호의 특성이 가장 좋은 테스트영역을 검출하는 제1 단계와,
    상기 재생신호로부터 상기 검출된 테스트영역의 광투과층 두께를 검출하는 제2 단계와,
    상기 제2 단계에서 검출된 광투과층 두께와 주기록면의 광투과층 두께와의 차이를 검출하는 제3 단계와,
    상기 제3 단계에서 검출된 광투과층의 두께 차에 따라 광학수차를 보정하기 위한 적정 제어신호를 인가하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크 기록/재생 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재생신호의 특성은, 지터 특성인 것을 특징으로 하는 광디스크 기록/재생 방법.
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