KR100606675B1 - 광 기록재생기의 기록신호 생성 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

광 디스크에 기록을 위한 최적의 기록 신호를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 일정 주기를 갖는 기준 클럭에 원하는 전압 레벨을 중첩하여 기록 구간동안 LD 구동 신호로 사용함으로써, 단일 채널을 통해 멀티 펄스를 구현하므로 스위칭 노이즈가 발생하지 않아 최적의 기록을 수행하고 이로 인해 재생 신호에도 지터가 작용하지 않으므로 최적의 재생을 수행한다.

기록 신호, 클럭, 중첩

Description

광 기록재생기의 기록신호 생성 방법 및 장치{Record signal generating method and apparatus for optical record/player}

도 1은 일반적인 광 기록 재생기에서 기록신호 생성 장치의 구성 블록도

도 2는 멀티 펄스 구현시 도 1의 상세 블록도

도 3의 (a) 내지 (e)는 도 1에서 기록 마크 형성을 위한 타이밍도

도 4는 본 발명에 따른 광 기록 재생기에서 기록신호 생성 장치의 구성 블록도

도 5의 (a) 내지 (d)는 본 발명에 의해 단일 채널로 멀티 펄스를 구현하는 과정을 보인 타이밍도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 광 디스크 102 : 광 픽업

401 : 엔코더 402 : 기준 신호 발생부

403 : 파워 생성부 404 : ALPC 제어부

405 : 신호 중첩부 406 : LD 구동부

107 : ALPC 궤환부

본 발명은 광 디스크에서의 데이터 기록 재생 시스템에 관한 것으로서, 특히 디스크에 데이터 기록을 위한 최적의 기록 신호를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 재기록 가능한 디스크의 경우 대개 기록 매질은 상 변화형 물질로 형성되어 있다. 따라서, 광 헤드에서 집속된 광이 열로 변환되고 이 열이 상 변화 기록 매질의 상태를 바꾸어 반사량이 변화되도록 함으로써, 상 변화형 디스크에 마크의 형성하여 피트를 기록한다. 여기서, 디스크에 정형된 길이만큼 마크를 형성하는 것을 라이트 방법(write strategy)라 한다.

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

상기 피트는 폭이 0.4∼0.6㎛로, 1개의 피트 길이 및 피트와 피트의 간격은 콤팩트 디스크(CD)인 경우 3T에서 11T까지 9단계로, 디지털 다기능 디스크(DVD)인 경우 3T에서 14T까지 12단계로 구분된다. 여기서, T라고 하는 것은 클럭 펄스 1개분의 길이이며, 3T라고 하는 것은 3개의 클럭 펄스를 의미하고, 11T는 클럭 펄스 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 블록을 프레임(frame)이라 한다. 이때, 1 프레임은 다수개의 심볼 데이터로 구성된다.

도 1은 일반적인 광 디스크 기록 재생 장치 중 기록 관련 부분의 구성 블록도이고, 도 2는 도 1의 상세 블록도로서, 디스크(101)에 기록하기 위한 신호 즉, 기록 펄스가 엔코더(103)로 입력되면 상기 엔코더(103)는 이 기록 펄스를 16비트의 디지털 신호로 변환하고 다시 상위 8비트와 하위 8비트(이것을 심볼이라 함)로 분할하는 과정을 프레임 단위로 처리한다.

그리고, 심볼 8비트의 데이터에 해당하는 14비트 코드값을 메모리(도시되지 않음)의 코드 테이블로부터 불러옴으로써, 심볼 8비트의 데이터를 14비트로 변환하는 EFM(Eight to Fourteen Modulation) 또는 EFM+ 변조를 행한다. 즉, 메모리에는 EFM 또는 EFM+를 위한 코드 테이블이 매핑되어 있다.

상기 EFM 또는 EFM+ 변조된 데이터는 변조 후의 직류 성분을 제거하기 위하여 마진 비트(예, 3비트)를 부가하여 도 3의 (a)와 같이 비제로 복귀 반전(Non-Return-to Zero, Inverted) 변조된 후 LD 구동부(106)로 입력된다. 상기 NRZI 변조는 '1'의 신호에서 데이터를 반전시키는 변조 규칙이다. 즉, '1'만 만나면 현재 상태를 반전시킨다.

한편, 파워 생성부(104)는 기록될 데이터에 대한 레이저 다이오드(LD)의 파워를 생성하여 아날로그로 변환한 후 자동 레이저 파워 제어(Auto laser power control ; ALPC) 제어부(105)를 통해 LD 구동부(106)로 출력한다. 여기서, 상기 기록 파워는 형성할 마크의 길이에 따라, 디스크 상태에 따라 다르다.

상기 LD 구동부(106)는 상기 엔코더(103)에서 NRZI 변조된 데이터가 입력되면 상기 레이저 다이오드(LD)의 파워를 기록시의 파워로 변조하여 즉, LD 구동 전 압을 LD 구동 전류로 변환하여 광 픽업(102)의 LD를 구동시킨다. 따라서, NRZI 변조된 신호가 광 디스크(101)에 기록된다. 이때, LD 광 출력은 온도에 따라서 현저하게 변화하는데, 온도가 올라갈수록 기록 파워는 떨어지고 온도가 내려갈수록 기록 파워는 올라가므로 이를 해결하기 위하여 LD 파워의 일부를 자동 레이저 파워 제어(Auto laser power control ; ALPC) 궤환부(107)로 피드백시킨다. 상기 ALPC 궤환부(107)는 상기 피드백되는 LD 파워에 따라 ±파워 레벨을 ALPC 제어부(105)로 출력하여 파워 생성부(104)에서 생성된 기록 파워에 더함에 의해 기록/재생시 LD 출력 파워가 일정하게 유지되도록 한다.

이때, NRZI 변조된 단일 펄스로 데이터를 기록하는 경우 디스크 자체의 열적 특성 때문에 피트의 모양이 눈물 방울처럼 형성되거나 디스크의 잠열 특성으로 인하여 마크의 형성이 왜곡되게 된다. 즉, 현재 기록되는 마크의 선단이 바로 전에 기록된 마크를 형성하기 위해 발생된 잠열의 영향을 받아서 마크의 길이에 영향을 주고 또한, 현재의 기록 마크의 길이에 따라 기록 마크의 끝단의 길이에 영향을 준다.

따라서, 이러한 열의 확산을 방지하고 피트의 모양을 매끄러운 타원형으로 형성하기 위해 멀티 펄스 변조 방식을 사용하기도 한다. 즉, 도 3의 (b)와 같이 NRZI 변조된 하나의 단일 펄스 내에서 여러번 온/오프함에 의해 하나의 단일 펄스를 여러개의 펄스로 나누어서 디스크에 주사하는 멀티펄스 변조를 행한다.

이와 같이, 단일 펄스를 여러개의 펄스로 나누어 디스크에 주사하므로 신호 피트가 있는 구간에서의 열의 축적을 방지하여 피트의 모양을 매끄러운 타원형으로 형성한다.

이때, 보통의 재기록 가능형 디스크의 경우 LD 파워는 3 레벨을 이용하는데, 도 3의 (b)와 같이 기록시의 파워가 제일 강하고 다음은 이레이즈 파워(erase power), 리드 파워(read power) 순이다.

즉, 멀티 펄스의 경우 엔코더(103)는 라이트 펄스, 이레이즈 펄스, 리드 펄스를 상기 LD 구동부(106)로 출력한다. 또한, 파워 생성부(104)는 각 파워 예컨대, 기록 파워, 이레이즈 파워, 리드 파워를 생성하여 ALPC 제어부(105)로 출력하고, ALPC 제어부(105)는 상기 엔코더(103)에서 출력하는 제어 펄스(control pulse)에 의해 피드백되는 기록 파워, 이레이즈 파워, 리드 파워를 더하여 상기 LD 구동부(106)로 출력한다.

상기 LD 구동부(106)는 멀티 펄스의 경우 도 2와 같이 상기 엔코더(103)에서 출력되는 라이트 펄스, 이레이즈 펄스, 리드 펄스에 의해 각각 인에이블되어 각 펄스에 해당하는 전압을 전류로 변환하는 3개의 V-I 앰프(106-1∼106-3)와 상기 V-I 앰프(106-1∼106-3)를 통해 출력되는 구동 전류들을 더하여 광 픽업(102) 내의 LD를 구동하는 가산기(106-4)로 구성된다.

즉, 상기 제 1 V-I 앰프(106-1)는 기록 펄스에 의해 도 3의 (c)와 같이 온/오프되어 ALPC 제어부(105)에서 출력되는 기록 파워를 전류로 변환하고, 제 2 V-I 앰프(106-2)는 이레이즈 펄스에 의해 도 3의 (d)와 같이 온/오프되어 ALPC 제어부(105)에서 출력되는 이레이즈 파워를 전류로 변환하며, 제 3 V-I 앰프(106-3)는 리드 펄스에 의해 도 3의 (e)와 같이 온/오프되어 ALPC 제어부(105)에서 출력 되는 리드 파워를 전류로 변환한다.

그리고, 가산기(106-4)에서 제 1 내지 제 3 V-I 앰프(106-1∼106-3)에서 출력되는 전류들을 모두 더하여 광 픽업(102) 내의 LD를 구동시키면 멀티펄스 변조된 신호가 광 디스크(101)에 기록된다.

그러나, 상기와 같은 멀티 펄스를 구현하기 위해서는 도 2와 같이 3 레벨의 전압 레벨과 3라인의 스위치 제어 신호를 필요로 한다. 즉, 멀티 펄스를 구현하기 위해서는 원하는 파워 레벨만큼 스위칭 채널이 필요하다. 또한, 상기 3 레벨의 전압을 각 V-I 앰프에서 서로 스위칭하는 시간의 간섭에 의하여 LD 구동 전류의 생성시 글리치(giltch)등 노이즈 특성에 의해 기록 특성을 열화시키는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 단일 채널을 이용하여 멀티 펄스를 구현하는 광 기록재생기의 기록신호 생성 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 기록재생기의 기록신호 생성 방법은, 일정 주기를 갖는 기준 신호를 생성하는 단계와, 상기 기준 신호에 원하는 파워 레벨을 중첩시켜 기록 구간동안 레이저 다이오드를 구동하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 기준 신호는 라이트 클럭인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 광 기록재생기의 기록신호 생성장치는, 기록할 데이터에 따 른 기록 펄스를 생성하는 엔코더와, 일정 주기를 갖는 기준 신호를 생성하는 기준 신호 발생부와, 기록을 위해 원하는 파워 레벨을 생성하는 파워 생성부와, 상기 파워 생성부의 파워 레벨로 상기 기록 펄스와 기준 신호를 중첩하여 멀티 펄스를 발생하는 신호 중첩부와, 상기 신호 중첩부의 출력에 의해 인에이블되어 상기 레이저 다이오드를 구동하는 단일 채널의 LD 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 엔코더는 하나의 피트 길이에 대해 기록 펄스로 단일 펄스를 발생하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 일정 주기를 갖는 기준 신호 예를 들면, 라이트 클럭에 원하는 전압 레벨을 중첩하고, 엔코더에서 생성되는 기록 펄스 제어에 의해 피트 생성 구간은 LD를 멀티 펄스로, 이레이즈 구간은 이레이즈 레벨로 일정하게 그리고, 재생 구간에서는 리드 레벨로 일정하게 LD를 구동함으로써, 스위칭 노이즈를 제거하여 기록 특성을 향상시키는데 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 이를 구현한 본 발명에 따른 광 디스크 기록 장치의 구성 블록도로서, 상기된 도 1에 기준 신호 발생부(402)와 신호 중첩부(405)가 더 구비된다. 그리고, LD 구동부(406)는 단일 채널 즉, 단일 V-I 앰프로 구성된다.

상기 기준 신호 발생부(402)는 도 5의 (c)와 같이 일정 주기를 갖는 기준 신호를 발생하여 신호 중첩부(405)로 출력하는데, 본 발명에서는 실시예로 라이트시 디스크의 회전에 의해서 생성되는 가변 요인 즉, 편심 등을 흡수하기 위해서 워블 클럭(wobble clock)등과 같이 트랙을 따라 생성되는 일정 주기 신호에 위상동기루프(Phase Locked Loop, PLL)를 걸어 생성된 라이트 클럭(write clock)을 사용하거나 고정된 클럭을 사용한다.

그리고, 엔코더(401)는 상기 LD 구동부(406)의 V-I 앰프를 온/오프시키기 위하여 도 5의 (b)와 같은 기록 펄스를 신호 중첩부(405)로 출력하고, ALPC를 제어하는 제어 펄스는 ALPC 제어부(404)로 출력한다. 이때, 상기 기록 펄스는 실제 LD 파워를 기록 파워까지 온/오프시켜 멀티 펄스를 생성시키는 제어 펄스이다. 여기서, 상기 엔코더(401)는 도 5의 (b)와 같은 기록 펄스 대신 도 5의 (a)와 같이 실제 기록되어야 할 피트 길이를 나타내는 NRZI 폼(form)을 그대로 신호 중첩부(405)로 출력할 수도 있다.

한편, 파워 생성부(403)는 상기 라이트 클럭과 중첩시킬 LD의 파워 레벨을 설정하여 신호 중첩부(405)로 출력하는데, 파워 레벨의 크기는 가변할 수 있다.

상기 신호 중첩부(405)는 상기 파워 생성부(403)에서 출력되는 파워 레벨 즉, 전압 레벨로 엔코더(401)에서 출력되는 기록 펄스와 상기 기준 신호 발생부(402)의 라이트 클럭을 중첩시킴에 의해 도 5의 (d)와 같은 멀티 펄스를 발생시켜 LD 구동부(406)로 출력한다. 즉, 기록 피트를 생성하는 기록 펄스 온 구간 동안은 설정된 레벨에 의해 리드 파워 레벨과 라이트 파워 레벨을 스윙하는 라이트 클럭을 동기화시켜 멀티 펄스를 생성하고, 기타 구간은 이레이즈 파워 레벨로 그리 고, 재생 구간은 리드 파워 레벨로 펄스열을 생성한다.

그리고, 상기 LD 구동부(406)의 V-I 앰프는 도 5의 (d)와 같이 입력되는 멀티 펄스에 해당하는 LD 구동 전압을 LD 구동 전류로 변환하여 광 픽업(102) 내의 LD를 구동시킨다. 따라서, 상기 엔코더(401)에서 출력된 기록 펄스가 광 디스크(101)에 기록된다.

이와 같이, 본 발명은 멀티 펄스를 이용한 기록인데도 LD 구동부(406)에서 V-I 앰프는 하나만 즉, 단일 채널이 이용된다.

이때, ALPC 제어부(404)는 파워 생성부(403)에서 생성된 파워 레벨 즉, LD 구동 전압과 ALPC 궤환부(107)에서 출력하는 피드백 전압을 가산하여 신호 중첩부(405)로 출력한다. 상기 신호 중첩부(405)는 이 신호도 중첩하여 LD 구동부(406)로 출력함에 의해 LD가 재생, 이레이즈 및 기록 파워를 설정된 파워로 유지하도록 한다.

따라서, DVD-RAM과 같은 고밀도 디스크에서도 최적의 기록이 수행된다.

한편, 본 발명은 기준 신호 발생부(402)에서 발생되는 클럭의 주기를 분주 등을 통해 가공함으로써, 노이즈 없이 현재보다 더 고주파의 멀티 펄스 또는, 저주파의 멀티 펄스를 용이하게 생성할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 광 기록재생기의 기록신호 생성 방법 및 장치에 의하면, 일정 주기를 갖는 기준 클럭에 원하는 전압 레벨을 중첩하여 기록 구간동안 LD 구동 신호로 사용함으로써, 단일 채널을 통해 멀티 펄스를 구현하므로 스위칭 노이즈가 발생하지 않아 최적의 기록을 수행하고, 이로 인해 재생 신호에도 지터를 줄일 수 있다. 또한, 파워 레벨의 수에 해당하는 전압 레벨과 스위치 제어 신호도 필요하지 않게 된다.

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.

Claims (7)

1. 기록할 데이터에 따른 기록 펄스를 생성하고 이로부터 기록 파워 레벨을 적용하여 레이저 다이오드를 구동하는 광 기록재생기의 기록신호 생성 방법에 있어서,

   일정 주기를 갖는 기준 신호를 생성하는 단계와,

   상기 기준 신호에 원하는 파워 레벨을 중첩시켜 기록 구간동안 레이저 다이오드를 구동하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 기록재생기의 기록신호 생성 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기준 신호는

   라이트 클럭인 것을 특징으로 하는 광 기록재생기의 기록신호 생성 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 기준 신호의 주기를 변화시키고 원하는 파워 레벨을 중첩시켜 고주파의 멀티 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 광 기록재생기의 기록신호 생성 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 기준 신호의 주기를 변화시키고 원하는 파워 레벨을 중첩시켜 저주파의 멀티 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 광 기록재생기의 기록신호 생성 방법.
5. 레이저 다이오드를 구동시켜 광 디스크에 마크를 형성하는 광 기록재생기의 기록신호 생성장치에 있어서,

   기록할 데이터에 따른 기록 펄스를 생성하는 엔코더와,

   일정 주기를 갖는 기준 신호를 생성하는 기준 신호 발생부와,

   기록을 위해 원하는 파워 레벨을 생성하는 파워 생성부와,

   상기 파워 생성부의 파워 레벨로 상기 기록 펄스와 기준 신호를 중첩하여 멀티 펄스를 발생하는 신호 중첩부와,

   상기 신호 중첩부의 출력에 의해 인에이블되어 상기 레이저 다이오드를 구동하는 단일 채널의 레이저 다이오드(LD) 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 기록재생기의 기록신호 생성장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 엔코더는

   하나의 피트 길이에 대해 기록 펄스로 단일 펄스를 발생하는 것을 특징으로 하는 광 기록재생기의 기록신호 생성장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 기준 신호 발생부는 라이트 클럭에 위상동기루프(Phase Locked Loop, PLL)를 걸어 기준 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 광 기록재생기의 기록신호 생성장치.

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