KR100585106B1 - 광디스크 드라이브의 런타임 기록 파워 제어 방법 및 이에적합한 장치 - Google Patents

광디스크 드라이브의 런타임 기록 파워 제어 방법 및 이에적합한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광디스크 기록 방법 및 장치에 관한 것으로서 특히 최적의 기록 품질을 보장하도록 데이터의 기록 중에 런타임으로 레이저의 기록 파워를 제어하는 방법 및 이에 적합한 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법은 레이저를 조사하여 광디스크에 데이터를 기록하면서, 데이터의 기록 품질에 영향을 주는 상기 레이저의 기록 파워를 제어하는 광디스크 드라이브의 런타임 기록 파워 제어 방법에 있어서, 데이터를 기록하는 상기 레이저의 메인빔으로부터 분할된 서브빔을 발생하고, 상기 서브빔에 의해 기록된 데이터를 재생하는 과정; 재생된 데이터에 의해 기록 품질을 평가하는 과정; 및 상기 평가 결과에 따라 상기 레이저의 기록 파워를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법 및 장치는 종래의 ROPC 방법과는 다르게 기록 품질을 런타임으로 산출하고, 이를 목표 기록 품질과 비교하여 그 결과에 따라 기록 파워를 제어한다. 이때 기록 품질을 평가하기 위해 재생되는 트랙은 메인빔에 의해 이미 데이터가 기록된 트랙이기 때문에 종래의 런타임 기록 파워 제어 방법과는 다르게 피트의 길이에 상관없이 기록 파워를 제어할 수 있는 효과를 가진다.

Description

광디스크 드라이브의 런타임 기록 파워 제어 방법 및 이에 적합한 장치{Runtime recording power control method of an optical disk drive and apparatus thereof}
도 1은 광 디스크에 레이저를 조사하여 피트를 형성함에 있어서, 광디스크로부터의 반사 광량의 변화를 보이는 파형도이다.
도 2a 내지 도 2c들은 기록 파워에 따른 3T(여기서, T는 클럭 주파수의 역수이며, 피트의 단위 길이에 상응)의 길이를 가지는 피트의 엔벨로프의 변화를 보이는 것이다.
도 3은 종래의 런타임 기록 파워 제어 방법을 보이는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법을 보이는 흐름도이다.
도 5는 RF 신호의 엔벨로프, Itb, 그리고 Itop의 관계를 보이는 파형도이다.
도 6은 변조도 m과 Γ계수의 관계를 보이는 그래프이다.
도 7 a 및 도 7b는 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법에 있어서 메인빔과 서브빔의 위치 및 이에 적합한 광검출기의 구조를 보이는 것이다.
도 8은 도 7a에 도시된 메인빔 및 서브빔을 발생하는 광픽업의 구조를 보이는 것이다.
도 9는 도 8에 도시된 그레이팅 렌즈를 보다 상세히 보이는 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 장치를 구비하는 광디스크 드라이브의 구성을 보이는 블록도이다.
도 11은 본 발명에 따른 기록 파워 제어 장치의 상세한 구성을 보이는 블록도이다.
본 발명은 광디스크 기록 방법 및 장치에 관한 것으로서 특히 최적의 기록 품질을 보장하도록 데이터의 기록 중에 레이저의 기록 파워를 제어하는 방법 및 이에 적합한 장치에 관한 것이다.
CD-R, DVD-R, DVD-RAM 등의 광 디스크 장치에서는 레이저 다이오드로부터 소정의 기록 파워를 가지는 레이저를 조사하여 광 디스크에 피트(pit)를 형성하여 데이터를 기록한다. 이때, 기록 파워를 최적화하기 위해서 기록 파워 제어(Optimum Power Control; OPC) 및 런타임 기록 파워 제어(Runtime Optimum Power Control; ROPC)이라고 하는 기술이 사용된다.
OPC에서는 광디스크의 소정 위치(테스트 영역 또는 PCA(Power Calibration Area))에 기록 파워를 여러 단계로 변화시켜가면서 시험 데이터를 기록하고, 이 시험 기록 데이터를 재생하여 재생 신호의 변조 계수(예를 들어 β(beta)값)가 가장 좋은 기록 파워를 선택한다.
한편, OPC에 의해 기록 파워의 최적화를 꾀했다고 하더라도 기록막의 불균일, 광디스크의 기울어짐 및 휨 등의 영향으로 광디스크의 기록 영역 내에서도 기록 감도가 다를 수 있다. OPC는 어디까지나 광디스크의 소정 위치에서의 최적 기록 파워를 결정한 것에 지나지 않고, 광 디스크의 모든 영역에서 똑 같은 기록 품질을 보장하는 것은 아니다. ROPC는 이러한 특성 변동에 대응하기 위한 것으로서 데이터를 기록해 가면서 레이저의 기록 파워가 최적화되도록 제어하는 것이다.
ROPC를 위한 방법으로서 대한민국 공개특허 2003-70526호(2003. 8. 30 공개)에 개시되는 바와 같이 광디스크로부터의 귀환 광량을 샘플링하고, 귀환 광량을 소정의 기준값과 비교하여 기록 파워를 피드백 제어하는 것이 있다.
도 1은 광 디스크에 레이저를 조사하여 피트를 형성함에 있어서, 광디스크로부터의 반사 광량의 변화를 보이는 파형도이다. 도 1에 있어서 종축은 반사 광량 및 반사 광량의 전압 레벨을 보이는 것이고, 횡축은 시간을 보이는 것이다.
소정의 기록 파워를 가지는 레이저를 조사한 직후에는 아직 피트가 형성되지 않았기 때문에 반사 광량도 크지만, 피트가 형성되면 해당 피트에 의한 회절에 의해 반사 광량은 일정 레벨까지 감소된다. 이 레벨이 ROPC를 행할 때의 반사광량 레벨이며, 샘플링 펄스에 의해 샘플링된 반사 광량의 레벨이 일정하게 되도록 기록 파워를 제어한다.
구체적으로, OPC에 의해 최적화한 기록 파워를 Po, 그때의 메인빔에 의한 반사 광량의 전압 레벨을 Bo, 임의의 위치에서의 기록 파워를 P, 그리고 임의의 위치에서의 반사광량의 전압 레벨을 B라고 하면,
Bo/Po(목표 정규화 계수)=B/P(현재 정규화 계수)=일정
의 관계를 만족할 때 최적의 기록 품질을 유지한다고 간주하고, 이에 근거하여
P=B/Bo*Po의 식에 의해 기록 파워를 조정한다.
도 2a 내지 도 2c들은 기록 파워에 따른 3T(여기서, T는 클럭 주파수의 역수이며, 피트의 단위 길이에 상응)의 길이를 가지는 피트의 엔벨로프의 변화를 보이는 것이다.
도 2a 내지 도 2c에 있어서 종축은 재생 RF 신호 즉, 메인빔으로부터 얻어진 RF 신호의 엔벨로프이고, 횡축은 시간이다.또한, 도 2a는 기록 파워가 적정한 값보다 낮을 때를 보이는 것이고, 도 2b는 기록 파워가 적정한 값일 때를 보이는 것이며, 그리고 도 2c는 기록 파워가 적정한 값보다 높을 때를 보이는 것이다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 기록 파워에 따라 엔벨로프의 평균값이 변동하는 것을 알 수 있다. 현재, 엔벨로프의 평균값이 그라운드 레벨(GND)보다 약간 낮을 때 기록 품질이 좋은 것으로 알려지고 있다.
β(beta) 계수는 재생 RF 신호의 피크값 a와 버텀값 b로부터 얻어지는 것이며, β=(a-b)/(a+b)로 나타난다. 이 β값이 소정 범위(예를 들면, 0.04 ∼ 0.05)일 때 기록 품질이 최적인 것으로 알려지고 있다.
도 3은 종래의 런타임 기록 파워 제어 방법을 보이는 흐름도이다.
먼저, 광디스크 드라이브는 디스크의 내주 부분의 PCA 영역에서 OPC를 수행하여 목표 정규화 계수를 설정한다.(s302) 구체적으로, 기록 파워를 변경해가면서 테스트 데이터를 기록하고, 반사 광량의 전압 레벨들을 샘플링한다. 기록된 테스트 데이터들을 재생하여 적절한 β 계수를 보이는 기록 파워 Po 및 그에 해당하는 반사 광량의 전압 레벨 Bo을 선택한다. 여기서, 목표 정규화 계수는 Bo/Po로 나타난다.
광디스크 드라이브는 임의의 위치에 데이터를 기록하면서 현재 기록되는 피트의 반사 광량의 전압 레벨 B를 샘플링한다.(s304) 여기서, 데이터의 기록은 메인빔에 의해 수행되므로 디스크에서 반사되는 메인빔의 반사광량의 전압 레벨 B가 샘플링되며, 또한, 비교적 긴 피트에서 샘플링된다.
샘플링된 반사 광량의 전압 레벨 B, 기록 파워 Po, 그리고 그에 해당하는 반사 광량의 전압 레벨 Bo을 참조하여 최적의 기록 파워 P를 설정한다.(s306) 즉, P=B/Bo*Po의 식에 의해 기록 파워를 조정한다.
그렇지만, 도 1을 통하여 도시되고 설명된 종래의 ROPC 방법은 반사 광량의 전압 레벨을 안정적으로 샘플링하기 위해서는 피트가 충분히 형성된 후에 반사광량의 전압레벨 B를 샘플링해야 하므로, 긴 피트 특히 11T 이상의 피트에서만 반사 광량의 전압 레벨 B를 샘플링할 수 있다는 단점이 있다.
이에 따라 짧은 피트들에 대해서는 기록 파워를 런타임으로 제어할 수가 없다는 문제점이 있다.
한편, 종래의 ROPC 방법은 β 계수를 사용하고 있으나 이 β 계수가 기록 파워에 민감하지 못하기 때문에 반사율이 낮은 광디스크 예를 들면, 재기록이 가능한 CD-RW, DVD-RW, DVE+RW, DVD-RAM의 경우에는 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 ROPC 방법은 β계수가 기록 파워의 변동에 대한 변동이 작기 때문에 온도 상승에 따른 레이저 파장의 변이, 레이저 신호의 파장에 따른 기록막의 감도 특성 등에 따른 미세한 기록 파워의 변동을 반영할 수 없다는 문제점도 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 짧은 피트들에 대해서도 런타임으로 레이저의 기록 파워를 제어할 수 있는 런타임 기록 파워 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 반사 계수가 적은 광디스크에 대해서도 효율적으로 레이저의 기록 파워를 제어할 수 있는 런타임 기록 파워 제어 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 온도 상승에 따른 레이저 파장의 변이, 레이저 신호의 파장에 따른 기록막의 감도 특성 등에 의한 미세한 기록 파워의 변동을 반영할 수 있는 런타임 기록 파워 제어 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 기록 파워 제어 방법에 적합한 장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법은
레이저를 조사하여 광디스크에 데이터를 기록하면서, 데이터의 기록 품질에 영향을 주는 상기 레이저의 기록 파워를 제어하는 광디스크 드라이브의 런타임 기록 파워 제어 방법에 있어서,
데이터를 기록하는 상기 레이저의 메인빔으로부터 분할된 서브빔을 발생하고, 상기 서브빔에 의해 기록된 데이터를 재생하는 과정;
재생된 데이터에 의해 기록 품질을 평가하는 과정; 및
상기 평가 결과에 따라 상기 레이저의 기록 파워를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 서브빔에 의해 현재 데이터가 기록되고 있는 트랙의 이전 트랙에 기록된 데이터를 재생하는 것이 바람직하다.
또한, 서브빔에 의해 현재 데이터가 기록되고 있는 트랙의 이전 트랙에 기록된 데이터를 재생하는 것이 바람직하다.
한편, 광 디스크가 일회 기록 가능한 디스크인 경우에는 기록 품질은 재생된 데이터에 상응하는 RF 신호의 β 계수에 의해 평가되고, 광 디스크가 반복기록이 가능한 디스크인 경우에는 기록 품질은 상기 재생된 데이터에 상응하는 RF 신호의 г 계수에 의해 평가되는 것이 바람직하다.
상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 기록 파워 제어 장치는
광원으로부터 발생된 레이저를 광디스크에 조사하여 데이터를 기록하는 광디스크 기록 장치에 있어서,
상기 레이저를 유입하여 데이터를 기록하기 위한 메인빔과 상기 메인빔에 의해 기록된 데이터를 재생하기 위한 서브빔을 발생하는 광픽업;
상기 광디스크에서 반사된 서브빔을 유입하여 RF 신호를 발생하는 RF 신호 발생부;
상기 RF 신호 발생부에서 제공되는 서브빔에 의한 RF 신호를 입력하여 기록 품질을 평가하며, 평가된 기록 품질에 따라 상기 레이저의 기록 파워를 제어하는 신호를 출력하는 제어부; 및
상기 제어부에서 인가되는 제어 신호에 따라 상기 레이저의 기록 파워를 제어하는 레이저 다이오드 구동 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어부는 상기 광 디스크가 일회 기록 가능한 디스크 예를 들면, CD-R, DVD-R, DVD+R과 같은 디스크의 경우에는 β 계수에 의해 기록 파워를 제어하며, 반복 기록이 가능한 디스크 예를 들면, CD-RE, DVD-RE, DVD+RW, DVD-RAM 등과 같이 기록 가능한 디스크에 비해 기록막의 반사율이 낮은 디스크의 경우에는 г 계수에 의해 기록 파워를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 기록 파워 제어 방법은 종래의 ROPC 방법과는 다르게 기록된 데이터의 기록 품질을 런타임으로 산출하고, 이를 기록 품질과 비교하여 그 결과에 따라 기록 파워를 제어한다. 적, 메인빔에 의해 이미 기록된 데이터의 기록 품질에 근거하여 레이저의 기록 파워를 제어하기 때문에 피트의 길이에 상관없이 레이저의 기록 파워를 제어할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법은 г계수를 사용함으로써 반복 기록이 가능한 디스크 예를 들면, CD-RE, DVD-RE, DVD+RW, DVD-RAM 등과 같이 기록 가능한 디스크에 비해 기록막의 반사율이 낮은 디스크의 경우에도 적용이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법은 기록 파워의 변동을 잘 반영하는 г계수를 사용함으로써 온도 상승에 따른 레이저 파장의 변이, 레이저 신호의 파장에 따른 기록막의 감도 특성의 변동 등을 반영할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법을 보이는 흐름도이다.
먼저, 디스크의 종류, 디스크 제조업체, 기록 배속, 그리고 기록 위치에 따른 기록 품질을 설정한다.(s402) 목표 기록 품질은 β 혹은 г값으로 표현될 수 있다.
디스크 종류는 디스크 제조업체에 의해 디스크에 기록된 정보에 의해 알려질 수도 있고, 디스크의 반사율을 측정함에 의해 판별될 수도 있다. 대한민국 공개특허 2003-70526호(2003. 8. 30 공개)에는 디스크 상에서의 기록 위치에 따라 기록 파워를 조정하는 것이 개시된다. 한편, 대한민국 공개특허 2003-17313호(2003. 3. 3 공개), 일본 공개특허 1999-296858(1999. 10. 29 공개), 일본 공개특허 1998-106009호(1998. 4. 24 공개) 등에는 기록 배속에 따라 기록 파워를 조정하는 것이 개시된다.
디스크의 내주 부분의 PCA 영역에서 OPC를 수행하여 최적 기록 파워를 설정한다.(s404)
구체적으로, 기록 파워를 변경해가면서 테스트 데이터를 기록한 후에 기록된 테스트 데이터들을 재생한다. 일회 기록 가능한 디스크 예를 들면, CD-R, DVD-R, DVD+R과 같은 디스크의 경우에는 기록된 테스트 데이터들을 재생하여 s402과정에서 설정된 β값을 보이는 기록 파워 Po를 선택한다. 반복 기록이 가능한 디스크 예를 들면, CD-RE, DVD-RE, DVD+RW, DVD-RAM 등과 같이 일회 기록 가능한 디스크에 비해 기록막의 반사율이 낮은 디스크의 경우에는 s402과정에서 설정된 г 값을 보이는 기록 파워 Po를 선택한다.
Γ계수는 변조도의 변화도를 나타내는 계수로서
(∂m/∂P)/(m/P)로 나타내어진다.
여기서, m은 Itb/Itop이며, P는 기록 파워, Itb는 RF신호의 피크값과 버텀값의 차이를 나타내고, Itop는 RF신호의 피크값을 나타낸다.
도 5는 RF 신호의 엔벨로프, Itb, 그리고 Itop의 관계를 보이는 파형도이다.
도 6은 변조도 m과 Γ계수의 관계를 보이는 그래프이다. 도 6에 있어서 종축은 변조도 m이고, 횡축은 기록 파워이다.
도 6에 도시된 바와 같이 Γ계수는 기록 파워의 변화에 대한 감도 즉, 기록 파워의 변화에 대한 변화가 현저하므로 반사 계수가 낮은 디스크에도 적용이 가능하고, β 계수를 사용하는 것에 비해 온도 상승에 따른 레이저 파장의 변이, 레이저 신호의 파장에 따른 기록막의 특성 변화 등을 잘 반영할 수 있다.
임의의 위치에 데이터를 기록하면서 이미 데이터가 기록된 트랙을 재생하여 RF신호를 얻는다.(s404) 여기서, 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어를 위하여 재생되는 트랙(이하 테스트 트랙)은 이미 데이터가 기록된 트랙들 중에서 현재 기록되는 트랙에 가장 근접한 트랙인 것이 바람직하다. 예를 들어 DVD-R은 그루브 트랙에만 데이터가 기록되므로 현재 기록되는 그루브 트랙의 직전 그루브 트랙이 테스트 트랙이 된다. DVD-RAM은 랜드 트랙 및 그루브 트랙 모두에 데이터가 기록되므로 현재 기록되는 트랙의 직전 트랙이 테스트 트랙이 된다.
테스트 트랙에 기록된 데이터를 재생하는 것은 메인빔을 분할하여 얻어지는 서브빔을 테스트 트랙에 조사하고, 테스트 트랙에서 반사되는 반사 광량을 광전 변환함에 의해 가능하게 된다. 이를 위한 광검출기의 구조는 후술한다.
테스트 트랙에서 얻어진 RF 신호를 이용하여 기록 품질을 평가한다. (s406) 구체적으로 테스트 트랙에서 얻어진 RF 신호의 피크값, 버텀값, 그리고 평균값을 각각 산출하고, 이들을 이용하여 주어진 계산식에 따라 β값 혹은 г 값을 산출한다.
산출된 기록 품질을 목표 기록 품질과 비교하고, 비교 결과에 따라 기록 파워를 조정한다.(s408) 즉, 목표 β값 혹은 г 값과 테스트 트랙에서 얻어진 RF 신호의 피크값, 버텀값, 그리고 평균값을 이용하여 산출된 β값 혹은 г 값을 각각 비교하고, 비교 결과에 따라 레이저의 기록 파워를 조정한다.
도 7 a 및 도 7b는 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법에 있어서 메인빔과 서브빔의 위치 및 이에 적합한 광검출기의 구조를 보이는 것이다. 도 7a는 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법을 DVD-R에 적용함에 있어서 메인빔과 서브빔의 위치들을 보이는 것이다. 도 7a에 있어서 L로 표기된 트랙은 Land 트랙이고, G로 표기된 트랙은 Groove 트랙이다.
본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법에 있어서 테스트 트랙을 재생하기 위해 통상 사용되는 3빔(메인 빔(702), 제1서브빔(704), 그리고 제2서브빔(706))이외에도 제3서브빔(708) 혹은 제4서브빔(710)이 필요하다.
도 7a에 있어서 좌측은 내주 방향이고, 우측은 외주 방향이다. 또한, 검은 색으로 표시된 타원들은 이미 기록된 피트들을 보이는 것들이고, 메인 빔이 위치하는 곳이 현재 기록하는 위치이다.
통상의 광디스크는 내주 방향에서 외주 방향으로 기록하므로 테스트 트랙은 현재 기록하는 트랙의 내주측에 위치하게 되고, 메인빔(702)에 비해 내주측에 위치하는 제4서브빔(710)에 의해 테스트 트랙을 재생할 수 있다. 만일, 외주 방향에서 내주 방향으로 기록한다면 테스트 트랙은 현재 기록하는 트랙의 외주측에 위치하게 되고, 메인빔(702)에 비해 외주측에 위치하는 제3서브빔(708)에 의해 테스트 트랙을 재생할 수 있다.
제3 및 제4 서브빔들(708, 710)은 제1 및 제2서브빔들(704, 706)과 같이 메인빔(702)을 분할함에 의해 얻어진다.
원활한 트랙킹 제어를 위하여 메임빔(702)과 제1 및 제2서브빔(704, 706)과는 반 트랙만큼 이격되어야 한다. 또한, DVD-R에 있어서는 그루브 트랙에만 피트가 기록되므로 메인빔(702)과 제3 및 제4서브빔들(708, 710)과는 두 트랙만큼 이격되어야 하며, DVD-RAM에 있어서는 랜드 및 그루브 트랙 모두에 데이터가 기록되므로 메인빔(702)과 제3 및 제4서브빔들(708, 710)과는 한 트랙만큼 이격되어야 한다. 메인빔(702)과 제3 및 제4서브빔들(708, 710)과의 간격은 트랙킹 제어를 위한 제1 및 제2서브빔(704, 706)의 경우와 같이 그레이팅 렌즈(grating lens)의 편광 각도를 조절함에 의해 조정될 수 있다.
도 7b를 참조하면 참조부호 722는 메인 빔(702)에 상응하는 메인 광검출기이고, 724 및 726들은 제1서브빔 및 제2서브빔들(704, 706)에 각각 상응하는 서브 광검출기들이고, 728 및 730은 각각 제3서브빔 및 제4서브빔들(708, 710)에 각각 상응하는 서브 광검출기들이다.
메인 광검출기(722)는 메인빔으로부터의 RF신호를 제공하기 위한 것이고, 제1 및 제2서브 광검출기(724, 726)는 트랙킹 에러 신호를 제공하기 위한 것이며, 제3 및 제4서브 광검출기들(728, 730)은 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법 및 장치에 제공하기 위한 것이다.
도면에 도시되지는 않았지만 제3 및 제4서브 광검출기(728, 730)들도 다른 광검출기들(722, 724, 726)처럼 4분할형 혹은 2분할형으로 구성될 수도 있다.
도 8은 도 7a에 도시된 메인빔 및 서브빔을 발생하는 광픽업의 구조를 보이는 것이다. 도 8에 도시된 바와 같은 광픽업(800)은 광원(802)쪽에서 입사되는 광을 메인빔 및 이 메인빔에 대해 대칭적인 적어도 4개의 서브빔들로 분기하며, 메인빔에 대해 상대적으로 가까운 제1 및 제2서브빔은 ±1차의 회절광에 의해 형성되고, 메인빔에 대해 상대적으로 먼 제3서브빔 및 제4서브빔은 ±2차의 회절광에 의해 형성된다.
이를 위하여, 도 8에 도시된 광픽업(800)은, 광원(802)과, 광원(802)에서 출사된 광을 메인빔과 이 메인빔에 대해 대칭으로 적어도 4개의 서브빔들로 분기하는 그레이팅 렌즈(804)와, 그레이팅 렌즈 (804)에서 분기된 메인빔 및 서브빔들을 안내하여 광디스크(1000)에 조사하는 광학시스템과, 광디스크(1000)에서 반사된 메인빔 및 서브빔들을 수광하는 광검출기(818)를 포함하여 구성된다. 여기서, 광학 시스템은 잘 알려진 바와 같이 콜리메이팅 렌즈(808), 편광판(810), 대물렌즈(812) 등으로 구성된다.
도 9는 도 8에 도시된 그레이팅 렌즈를 보다 상세히 보이는 것이다. 그레이팅 렌즈(804)의 표면에는 회절광을 얻기 위해 도 9에 도시된 바와 같이 소정의 폭과 깊이를 가지는 구형파 형상의 그레이팅 패턴(830)이 형성되며, 이 그레이팅 패턴(830)에 의해 형성되는 ±1차, ±2차의 회절광들이 바로 서브빔들이 된다.
메인빔과 서브빔들 사이의 간격은 그레이팅 렌즈(804)의 표면에 형성되는 그레이팅 패턴(830)의 깊이(D)에 의해 결정되며, 그레이팅 패턴(830)의 폭(W)은 광원의 파장에 따라 결정된다. 도 8에 도시된 광픽업의 설계시 그레이팅 렌즈(804)를 회전시켜 ±1차 회절광에 의한 제1 및 제2서브빔들의 위상을 트랙킹에 적합하도록 맞추었을 때 ROPC를 위한 제3 및 제4서브빔들이 트랙 중심에 맺혀지도록 그레이팅 패턴(830)의 형상이 주의깊게 설정된다.
도 8은 서로 다른 파장의 광을 사용하는 복수 포맷의 광디스크를 호환 채용할 수 있도록, 홀로그램 광모듈(824) 및 콜리메이팅 렌즈(826)을 더 구비하여, 예컨대, CD/DVD 호환형으로 구성된 예를 보여준다. 도 8에 도시된 바와 같은 광학계 구성을 가지는 경우, DVD 및 CD에 대응할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 장치를 구비하는 광디스크 드라이브의 구성을 보이는 블록도이다. 광디스크(1000)는 스핀들모터(1002)에 의해 회전 구동된다. 스핀들 모터(1002)는 제어부(1004)로부터의 구동 신호에 의해 광 디스크(1000)를 회전 구동한다.
광픽업부(1006)는 LD(레이저 다이오드)를 포함하고, 기록 파워의 레이저를 조사함으로써 광 디스크(1000)에 데이터를 기록하고, 리드 파워의 레이저를 조사함으로써 광 디스크(1000)에 기록된 데이터를 재생한다. 광픽업부(1006)는 도 8에 도시된 바의 구성을 가지며 메인빔과 이에 대칭적인 4개의 서브빔들을 발생한다.
데이터 기록시에는 기록 데이터를 인코더(1008)로 인코딩하여 LD 구동회로(1010)에 구동 신호를 공급하여 LD의 파워를 변화시킨다. 이때 기록 파워는 OPC로 최적화된 파워가 사용되며, 또한 ROPC에 의해 피드백 제어된다.
OPC 및 ROPC에 의한 기록 파워의 결정 및 피드백 제어는 제어부(1004)로부터 LD 구동 회로(1010)에 제공되는 제어 신호에 의해 제어된다.
한편, 데이터 재생시에는 LD로부터 재생 파워의 레이저를 조사하여 광 디스크(1000)로부터 반사되는 반사 광량을 RF 신호 검출기(1012)에서 RF 신호로 변환하여 신호처리부(1014)에 공급한다. 신호처리부(1014)는 필터, 이퀄라이저, 이치화 회로, PLL 회로, 디코더 등을 가지며, RF 신호로부터 데이터를 재생하여 출력한다.
또한, 신호처리부(1014)는 재생 RF 신호로부터 변환 계수를 산출하기 위한 피크값, 버텀값, 평균값을 산출하여 제어부(1004)에 제공한다. RF 신호는 서보 제어부(1016)에도 공급되고, 서보 제어부(1016)에서는 트랙킹 오차 신호 및 포커스 오차 신호를 생성하여 광픽업(1006)의 트랙킹 및 포커스를 제어한다.
제어부(1004)는 스핀들 모터(1002)를 제어하여 광디스크(1000)의 회전 속도를 제어함과 동시에, 신호처리부(1014)에서 검출된 피크값, 버텀값, 그리고 평균값에 따라서 OPC 및 ROPC를 실행하여 기록의 최적화를 꾀한다. OPC는 광디스크(1000)의 내주 부분에 설치된 PCA 영역에서 실행된다. 그리고 이 데이터에 따라서 기록 시의 초기 기록 파워가 결정된다. ROPC는 데이터의 기록중에 실행되며, RF 신호의 변환 계수에 의해 초기 기록 파워를 피드백 제어한다.
선속도 검출부(1018)는 기록시 광 디스크(1000)의 선속도를 검출하여 그 값을 제어부(1004)에 제공한다. 구체적으로는 선속도 검출부(1018)는 신호처리부(1014)에서 제공되는 워블 신호의 주파수를 검출하고, 이 주파수로부터 선속도를 검출한다.
도 11은 본 발명에 따른 기록 파워 제어 장치의 상세한 구성을 보이는 블록도이다. 도 11에 도시된 장치는 메인빔에 의한 RF 신호와 서브빔에 의한 RF 신호를 절환하는 스위치(1102), 스위치(1102)에서 제공되는 RF 신호의 피크값을 홀드하는 피크 홀더(1104), 스위치(1102)에서 제공되는 RF 신호의 버텀값을 홀드하는 버텀 홀더(1106), 스위치(1102)에서 제공되는 RF 신호의 평균값을 산출하는 저역 통과 필터(1108), 그리고 RF신호의 피크값, 버텀값, 그리고 평균값을 사용하여 기록 파워를 제어하는 제어부(1004)를 포함한다. 스위치(1102), 피크 홀더(1104), 버텀 홀더(1106), 저역 통과 필터(1108)들은 도 10에 도시된 신호 처리부(1014)의 내부에 설치된다.
제어부(1004)는 스위치(1102)를 통하여 제공되는 RF 신호의 변조 계수 즉, β값 및 г 값을 산출하고, 산출된 변조 계수와 외부에서 제공되는 목표 변조 계수를 비교하며, 비교 결과에 따라 기록 파워를 피드백 제어한다. 목표 변조 계수를 설정하는 것에 대해서는 대한민국 공개특허 2003-70526호, 대한민국 공개특허 2003-17313호, 일본 공개특허 1999-296858호, 일본 공개특허 1998-106009호 등에 상세히 개시되고 있다.
도 10 및 도11에 도시된 실시 예에 있어서 제어부(1004)는 OPC 동작시 신호처리부(1014)에서 제공되는 디스크의 종류 및 디스크 제조업체, 선속도 검출부(1018)에서 제공되는 선속도, 기록 배속, 그리고 기록 위치를 참조하여 목표 변조 계수를 설정한다.
제어부(1004)에서 RF신호의 피크값, 버텀값, 그리고 평균값을 사용하여 β값 혹은 г 값을 산출하는 방법은 도 1 및 도 5를 참조하여 상세히 설명되어 있고, 목표 변환 계수와 산출된 변환 계수를 이용하여 기록 파워를 제어하는 것은 도 4를 참조하여 상세히 설명되어 있으므로 생략하기로 한다. 이러한 제어부(1004)는 프로그램에 의해 제어되는 마이크로 프로세서 혹은 전용의 디지털 신호 처리 장치(digital signal processor) 등에 의해 구현된다.
스위치(1102)는 OPC 동작과 ROPC 동작시 절환된다. OPC 동작을 수행함에 있어서 스위치(1102)는 메인빔에 의한 RF 신호를 유입하도록 절환되고, ROPC 동작을 수행함에 있어서 서브빔에 의한 RF 신호를 유입하도록 절환된다. 여기서, 서브빔은 도 7의 제3서브빔 혹은 제4서브빔을 말한다.
도 11에 도시된 장치의 동작을 OPC 동작과 ROPC 동작으로 나누어 설명한다.
먼저 OPC 동작을 수행함에 있어서 스위치(1102)는 메인빔에 의한 RF 신호를 유입하도록 절환된다.
광디스크 드라이브는 디스크의 내주 부분의 PCA 영역에서 OPC를 수행한다. 즉,광디스크 드라이브는 기록 파워를 변경해가면서 디스크의 내주 부분의 PCA 영역에 테스트 데이터를 기록한다. 이후 광디스크 드라이브는 기록된 테스트 데이터들을 재생한다.
메인빔으로부터의 RF 신호 즉, 메인빔이 광디스크로부터 반사되는 것을 도 7b에 도시된 메인빔 광검출기(722)에 의해 광전변환하여 얻어지는 RF 신호가 스위치(1102)를 통해 피크 홀더(1104), 버텀 홀더(1106), 저역 통과 필터(1108)에 제공된다. 여기서, 메인빔용 옵셋 및 게인 조정기(1110)는 메인빔 광검출기(722)에서 출력되는 RF 신호의 옵셋 및 게인을 조정한다.
제어부(1004)는 피크 홀더(1104), 버텀 홀더(1106), 그리고 저역 통과 필터(1108)에서 제공되는 피크값, 버텀값, 그리고 평균값을 사용하여 β값 및 г 값을 산출한다. β값 및 г 값은 기록 파워별로 산출되며, 제어부(1004)는 이들을 참조하여 목표 변환 계수에 해당하는 기록 파워를 선택한다.
이상과 같은 OPC 동작이 종료된 후 광디스크 드라이브는 선택된 기록 파워에 의해 데이터를 기록하게 된다.
다음으로 ROPC 동작에 있어서, 스위치(1102)는 서브빔에 의한 RF 신호를 유입하도록 절환된다.
광디스크 드라이브는 통상 디스크의 내주 방향으로부터 외주 방향으로 데이터를 기록해 나간다. 광디스크 드라이브는 메인빔을 사용하여 데이터를 기록해가면서 서브빔을 사용하여 이미 데이터가 기록된 트랙 즉, 테스트 트랙을 재생하게 된다.
서브빔으로부터의 RF 신호 즉, 서브빔이 광디스크로부터 반사되는 것을 도 7b에 도시된 제4서브빔 광검출기(730)에 의해 광전변환하여 얻어지는 RF 신호가 스위치(1102)를 통해 피크 홀더(1104), 버텀 홀더(1106), 저역 통과 필터(1108)에 제공된다. 여기서, 서브빔용 옵셋 및 게인 조정기(1112)는 제4서브빔 광검출기(730)에서 출력되는 RF 신호의 옵셋 및 게인을 조정한다. 또한, 자동 게인 제어기(Auto Gain Control; AGC)(1114)는 서브빔용 옵셋 및 게인 조정기(1118)에서 출력되는 RF 신호의 게인을 조정한다.
기록시 메인빔의 기록 파워는 재생시 메인빔의 파워(리드 파워) 보다 훨씬 높다. 보통 기록 파워가 리드 파워보다 약 100배 정도 높다. 비록 서브빔이 메인빔을 분할함에 의해 얻어지는 것이지만 분할 비율은 약 1/15정도이기 때문에, 기록시의 서브빔의 파워는 재생시의 메인빔의 리드파워보다 여전히 높다. 따라서, 기록시 서브빔에 의한 RF신호의 레벨이 재생시 메인빔에 의한 RF신호의 그것보다 크게 된다. 따라서, 자동 이득 제어기(1114)를 사용하여 기록시에 얻어지는 서브빔의 RF 신호의 레벨이 재생시에 얻어지는 메인빔에 의한 RF 신호의 레벨이 될 수 있도록 제어하게 된다.
제어부(1004)는 피크 홀더(1104), 버텀 홀더(1106), 그리고 저역 통과 필터(1108)에서 제공되는 피크값, 버텀값, 그리고 평균값을 사용하여 β값 및 г 값을 산출한다. 제어부(1004)는 산출된 변환 계수를 목표 변환 계수와 비교하고, 비교 결과에 따라 LD구동 회로(1010)를 제어하여 기록 파워를 제어하게 된다. 즉, 산출된 변환 계수가 목표 변환 계수와 같아지도록 기록 파워를 높이거나 낮추게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법 및 장치는 종래의 ROPC 방법과는 다르게 변조 계수를 런타임으로 산출하고, 이를 목표 변조 계수와 비교하여 그 결과에 따라 기록 파워를 제어한다. 이때 변조 계수를 산출하기 위해 재생되는 트랙은 이미 데이터가 기록된 트랙이기 때문에 종래의 런타임 기록 파워 제어 방법과는 다르게 피트의 길이에 상관없이 기록 파워를 제어할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법 및 장치는 г계수를 사용함으로써 재기록 가능한 디스크 예를 들면, CD-RE, DVD-RE, DVD+RW, DVD-RAM 등과 같이 기록 가능한 디스크에 비해 기록막의 반사율이 낮은 디스크의 경우에도 적용이 가능하게 되는 장점을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 런타임 기록 파워 제어 방법 및 장치는 기록 파워의 변동을 잘 반영하는 г계수를 사용함으로써 온도 상승에 따른 레이저 파장의 변이, 레이저 신호의 파장에 따른 기록막의 감도 특성의 변동 등을 반영할 수 있는 장점을 가진다.

Claims (9)

  1. 레이저를 조사하여 광디스크에 데이터를 기록하면서, 데이터의 기록 품질에 영향을 주는 상기 레이저의 기록 파워를 제어하는 광디스크 드라이브의 런타임 기록 파워 제어 방법에 있어서,
    데이터를 기록하는 상기 레이저의 메인빔으로부터 분할된 서브빔을 발생하고, 상기 서브빔에 의해 기록된 데이터를 재생하는 과정;
    재생된 데이터에 의해 기록 품질을 평가하는 과정; 및
    상기 평가 결과에 따라 상기 레이저의 기록 파워를 제어하는 과정을 포함하는 런타임 기록 파워 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 서브빔에 의해 현재 데이터가 기록되고 있는 트랙의 이전 트랙에 기록된 데이터를 재생하는 것을 특징으로 하는 런타임 기록 파워 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광 디스크가 일회 기록 가능한 디스크인 경우에는 상기 기록 품질은 상기 재생된 데이터에 상응하는 RF 신호의 β 계수에 의해 평가되는 것을 특징으로 하는 런타임 기록 파워 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 디스크가 반복기록이 가능한 디스크인 경우에는 상기 기록 품질은 상기 재생된 데이터에 상응하는 RF 신호의 г 계수에 의해 평가되는 것을 특징으로 하는 런타임 기록 파워 제어 방법.
  6. 광원으로부터 발생된 레이저를 광디스크에 조사하여 데이터를 기록하는 광디스크 기록 장치에 있어서,
    상기 레이저를 유입하여 데이터를 기록하기 위한 메인빔과 상기 메인빔에 의해 기록된 데이터를 재생하기 위한 서브빔을 발생하는 광픽업;
    상기 광디스크에서 반사된 서브빔을 유입하여 RF 신호를 발생하는 RF 신호 발생부;
    상기 RF 신호 발생부에서 제공되는 서브빔에 의한 RF 신호를 입력하여 기록 품질을 평가하며, 평가된 기록 품질에 따라 상기 레이저의 기록 파워를 제어하는 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 인가되는 제어 신호에 따라 상기 레이저의 기록 파워를 제어하는 레이저 다이오드 구동 회로를 포함하는 런타임 기록 파워 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 RF 신호 발생부에서 제공되는 서브빔에 의한 RF 신호의 피크값을 출력하는 피크 홀더;
    상기 RF 신호 발생부에서 제공되는 서브빔에 의한 RF 신호의 버텀값을 출력하는 버텀 홀더;
    상기 RF 신호 발생부에서 제공되는 서브빔에 의한 RF 신호의 평균값을 출력하는 저역 통과 필터를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 피크홀더, 버텀 홀더, 그리고 저역 통과 필터에서 각각 출력되는 RF 신호의 피크값, 버텀값, 그리고 평균값을 참조하여 재생된 데이터의 기록 품질을 평가하는 것을 특징으로 하는 런타임 기록 파워 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광 디스크가 일회 기록 가능한 디스크인 경우에는 상기 제어부는 상기 서브빔에 의한 RF신호의 β 계수에 의해 기록 품질을 평가하는 것을 특징으로 하는 런타임 기록 파워 제어 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 광 디스크가 반복 기록이 가능한 디스크인 경우에는 상기 제어부는 상기 서브빔에 의한 RF 신호의 г 계수에 의해 기록 품질을 평가하는 것을 특징으로 하는 런타임 기록 파워 제어 장치.
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