KR100708205B1 - 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를보정하는 방법 및 이를 적용한 기록 방법 및 기록 및재생장치 - Google Patents

재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를보정하는 방법 및 이를 적용한 기록 방법 및 기록 및재생장치 Download PDF

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Abstract

광원에서 출사된 광을 대물렌즈로 집속하여 광정보저장매체에 광스폿을 형성하고, 광정보저장매체에서 반사된 광을 광검출기로 검출하는 광픽업을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 행하는 광 기록 및 재생기기에서, 재생 모드에서 기록 모드로 전환하기 전에, 광원의 출력 광파워가 재생 광 파워에서 기록 광 파워로 바뀔 때 발생하는 파장 변화에 기인한 색수차에 따른 디포커스를 줄이는 방향으로 대물렌즈에 포커스 오프셋을 주는 단계와; 대물렌즈에 포커스 오프셋을 준 상태에서, 기록 모드로 전환하여 광원에서 기록 광 파워를 출력시킴으로써, 기록 모드로의 전환시 발생하는 색수차에 따른 디포커스를 보정하는 단계;를 포함하여, 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하는 방법 및 이를 적용하여 기록하는 방법 및 기록 및 재생장치가 개시되어 있다.

Description

재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하는 방법 및 이를 적용한 기록 방법 및 기록 및 재생장치{Method for compensating chromatic aberration generating during conversion from reproducing mode to recording mode and recording method and recording and reproducing apparatus applied the same}
도 1은 일반적인 광픽업을 사용할 때의 재생-기록 전환 순간의 디포커스 오프셋 발생을 보여준다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 색수차 보정 및 기록 방법의 개념도를 보여준다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 색수차 보정 및 기록 방법의 개념도를 보여준다.
도 4a 및 도 4b는 도 2를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 색수차 보정 및 기록 방법을 적용할 때의 BD-RE 단일층(single layer:SL) 광디스크와 이중층(dual layer:DL) 광디스크의 기록 순간의 포커스 에러 신호(FES) 흔들림을 보여준다.
도 5는 SL 광디스크 기록시 색수차 보정 적용 여부에 따른 재생 RF 신호를 보여준다.
도 6은 DL 광디스크 기록시 색수차 보정 적용 여부에 따른 재생 RF 신호를 보여준다.
도 7은 도 3을 참조로 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따른 색수차 보정 및 기록 방법을 적용할 때의 BD-RE 이중층(dual layer:DL) 광디스크의 기록 순간의 포커스 에러 신호(FES) 흔들림을 보여준다.
도 8은 본 발명에 따른 색수차 보정 및 기록 방법을 적용한 광 기록 및 재생기기의 전체 시스템을 개략적으로 보여준다.
도 9는 도 8의 광 기록 및 재생기기에 사용될 수 있는 광픽업의 일 예를 보여준다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1,17...대물렌즈 10...광디스크
100...신호처리부 307...구동부
309...제어부 Fo,Fo'...포커스 오프셋
To...포커스 오프셋 적용 시간
본 발명은 기록용 광픽업 및 이를 구비하는 광 기록 및 재생기기에서 재생 모드에서 기록 모드로 전환시 광원의 출력 변동에 따라 발생하는 파장 변화로 인한 색수차를 대물렌즈를 제어하여 보정하는 방법 및 이를 적용한 기록 방법 및 기록 및 재생장치에 관한 것이다.
광디스크에 광을 집광하는 광픽업은, 레이저광을 발광하는 레이저 다이오드와, 이 레이저 다이오드에서 나오는 광을 집광하여 평행광으로 만드는 콜리메이팅렌즈와, 콜리메이팅렌즈를 지난 평행광을 광디스크에 집광하는 대물렌즈를 포함하여 구성되는데, 일반적으로 색수차를 제거하기 위해서 대물렌즈의 색수차를 콜리메이팅 렌즈의 색수차로 보상하는 방법을 사용한다. 이때, 콜리메이팅 렌즈는 2매 이상의 렌즈로 구성되거나, 전면 회절 렌즈를 사용한다.
광디스크의 저장 밀도는 광스폿의 크기가 작을 수록 높고, 광스폿의 크기는 λ/NA(λ:광원 파장, NA: 대물렌즈 개구수)에 비례하므로, 광디스크 기술이 발전할수록 점차 단파장의 광원, 높은 NA 값의 대물렌즈가 필요하다. 실제로 BD(Blu-ray Disc) 규격의 경우, 405nm 파장의 청색 레이저 다이오드를 사용하고, 대물렌즈의 NA 값은 0.85이다.
반면, 파장이 짧아지고, NA 값이 높아지면 광학계는 여러 가지 수차에 대해 취약해진다. 그 중에서 색수차는 레이저 다이오드의 파장 변화에 따른 수차로 특히, 기록시의 디포커스(defocus) 오차와 관련이 있다.
일반적인 광디스크에서는 재생시보다 기록시의 광 파워가 훨씬 높다. 또한, 일반적인 레이저 다이오드(LD)는 출력 파워가 높아지면 출사 광의 파장이 길어지는 특성을 가진다. 따라서, 광 기록 및 재생기기의 동작이 재생에서 기록으로 전환되는 순간 수 nm 의 파장 변화가 발생하고, 대물렌즈 재질의 분산에 따라 초점거리가 변하게 되어(일반적으로 초점거리가 길어짐), 도 1에 보여진 바와 같이, 디 포커스 오프셋(defocus offset)이 발생하게 된다. 그러면, 광 픽업의 포커스 서보(focus servo)가 대물렌즈를 최적 포커스 위치에 위치하도록 제어를 하지만, 대물렌즈가 최적 포커스 위치로 옮겨 갈 때까지 수 십 ~ 수 백 ㎲의 반응 시간(Tr) 동안은 디포커스를 가지게 되어, 광 스폿의 크기가 커지고, 기록 데이터에 오류가 발생하게 된다. 도 1은 재생-기록 전환 순간의 디포커스 오프셋 발생을 보여준다. 기록 시작 후 상기 반응 시간(Tr)이 경과하면, 대물렌즈는 최적 포커스 위치에 위치하게 된다. 도 1에서 FES는 포커스 에러 신호, OL 위치는 대물렌즈 위치를 나타낸다.
상기와 같은 디포커스 오프셋을 제거하는 방법으로는, 광학계의 색수차 자체를 제거하는 방법이 사용되고 있다. 광학계의 색수차 자체를 제거하기 위해서 콜리메이팅 렌즈의 색수차로 대물렌즈 색수차를 보상하는 방법이 사용된다. 즉, 콜리메이팅 렌즈의 색수차 특성이 대물렌즈와 반대가 되도록 만들어, 서로 간의 색수차를 상쇄시키는 방법이다.
이러한 콜리메이팅 렌즈를 구현하기 위해서는, 콜리메이팅 렌즈를 2매 이상의 렌즈를 조합한 렌즈 군으로 사용하는 방법이나, 회절 렌즈를 사용하는 방법이 알려져 있다.
2매 이상의 렌즈를 조합하여 사용하는 방법은, 콜리메이팅 렌즈를 렌즈 2매 이상을 조합한 군으로 만들되, 양(+)의 파워를 가지는 렌즈와 음(-)의 파워를 가지는 렌즈를 조합하고, 그 중 음의 파워를 가지는 렌즈를 상대적으로 분산이 더 큰 재질로 만드는 것이다.
회절 렌즈를 사용하는 방법은, 콜리메이팅 렌즈를 비구면 단 렌즈로 만들되, 렌즈의 1면 이상을 전면 회절 타입으로 만들어, 회절면에 의한 분산이 대물렌즈의 색수차를 상쇄하도록 만드는 것이다.
그런데, 2매 이상의 렌즈로 이루어진 콜리메이팅 렌즈군의 색수차로 대물렌즈 색수차를 상쇄하는 방법은 렌즈 조립과정이 필요하고, 렌즈의 제작 단가가 높아진다. 또, 이 방법으로는 색수차 보정 범위에 한계가 있어서 높은 개구수의 대물 렌즈에는 적용하기 어렵다.
회절 렌즈를 사용하는 방법은 회절 소자 채용으로 단가가 높아지고, 회절 효율에 기인하여 광 손실이 수반된다. 특히 회절 렌즈면의 특성은 파장에 따라 크게 달라지므로, 서로 다른 파장의 광디스크를 호환하는 광픽업의 경우 사용하기 매우 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 광 기록 기기용 광픽업에서 재생에서 기록으로 전환하는 순간의 레이저 다이오드의 파장 변화에 의한 색수차로 인해 발생하는 디포커스 오프셋의 영향을 제거하도록 대물렌즈를 제어하여 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하는 방법 및 이를 적용한 기록 방법 및 기록 및 재생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하는 방법은, 광원에서 출사된 광을 대물렌즈로 집속하 여 광정보저장매체에 광스폿을 형성하고, 광정보저장매체에서 반사된 광을 광검출기로 검출하는 광픽업을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 행하는 광 기록 및 재생기기에서, 재생 모드에서 기록 모드로 전환하기 전에, 광원의 출력 광파워가 재생 광 파워에서 기록 광 파워로 바뀔 때 발생하는 파장 변화에 기인한 색수차에 따른 디포커스를 줄이는 방향으로 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋을 주는 단계와; 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋을 준 상태에서, 기록 모드로 전환하여 상기 광원에서 기록 광 파워를 출력시킴으로써, 기록 모드로의 전환시 발생하는 색수차에 따른 디포커스를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하여 기록하는 방법은, 광원에서 출사된 광을 대물렌즈로 집속하여 광정보저장매체에 광스폿을 형성하고, 광정보저장매체에서 반사된 광을 광검출기로 검출하는 광픽업을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 행하는 광 기록 및 재생기기에서, 재생 모드에서 기록 모드로 전환하기 전에, 광원의 출력 광파워가 재생 광 파워에서 기록 광 파워로 바뀔 때 발생하는 파장 변화에 기인한 색수차에 따른 디포커스를 줄이는 방향으로 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋을 주는 단계와; 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋을 준 상태에서, 기록 모드로 전환하여 상기 광원에서 기록 광 파워를 출력시킴으로써, 기록 모드로의 전환시 발생하는 색수차에 따른 디포커스를 보정하여 정보 기록을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기록 방법은, 기록이 시작된 후에 상기 포커스 오프셋을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광원에서 출사된 광을 대물렌즈로 집속하여 광정보저장매체에 광스폿을 형성하고, 광정보저장매체에서 반사된 광을 광검출기로 검출하는 광픽업을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 행하는 광 기록 및 재생기기에 있어서, 재생 모드, 기록 모드에 따라 상기 광원으로부터 적정 광파워가 출력되도록 제어하며, 상기 기록 모드로의 전환에 앞서 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋이 가해지도록 제어하는 제어부;를 포함하며, 재생 모드에서 기록 모드로 전환하기 전에, 상기 광원의 출력 광파워가 재생 광 파워에서 기록 광 파워로 바뀔 때 발생하는 파장 변화에 기인한 색수차에 따른 디포커스를 줄이는 방향으로 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋을 주어, 기록 모드로의 전환시 발생하는 색수차에 따른 디포커스를 보정하여 정보 기록을 수행하도록 된 것을 특징으로 한다.
이상에서, 상기 대물렌즈에 가해지는 포커스 오프셋은 상기 색수차에 따른 디포커스와 크기가 같거나 상기 색수차에 따른 디포커스보다 작으면서 그 차이가 기록 동작시 디포커스 오차 한계 이내인 것이 바람직하다.
상기 대물렌즈에 포커스 오프셋이 적용되는 시간은 상기 대물렌즈를 구동하는 액츄에이터의 반응 속도에 준하는 것이 바람직하다.
상기 대물렌즈에 가해지는 포커스 오프셋의 크기는 기록 광 파워에 비례하여 조절될 수 있다.
상기 광정보저장매체는 일면에 대하여 단일 또는 복수의 정보저장층을 가질 수 있다.
상기 광정보저장매체는 일면에 대하여 단일층 또는 복수층의 정보저장층을 가지는 BD 또는 HD DVD 일 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하는 방법 및 이를 적용한 기록 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 광 기록 및 재생기기의 광픽업에 있어서 정보(데이터) 재생에서 기록으로 전환하는 과정에서, 광원 예컨대, 레이저 다이오드(LD) 의 출력 파워(power)를 기록 모드로 증가시키기 전 특정 시간 동안 대물렌즈를 강제로 디포커스 시켜서 기록시 광원의 파장 변화에 의한 디포커스 효과를 제거한다.
광픽업이 재생에서 기록으로 전환되면, 광 출력이 급격하게 증가하게 되어 레이저 다이오드의 출력 파장이 변하고, 이에 기인한 대물렌즈 색수차에 따라 초점거리가 변하여 디포커스 오차가 발생한다. 이 디포커스 오차로 인해 포커스 에러 신호가 발생하게 되고, 포커스 서보가 동작하여 다시 최적의 광스폿을 만들게 된다. 그러나 이 과정에 필요한 시간 Tr 동안은 기록 특성이 나빠지게 된다. 이때 포커스 서보(focus servo)가 다시 최적화되는 시간 Tr은 주로 대물렌즈를 구동하는 액츄에이터(actuator)의 반응 속도에 의해 결정되게 된다.
그런데, 파장 변화로 인해 발생하는 디포커스 양만큼 대물렌즈에 포커스 오프셋을 준 상태에서 기록을 시작한다면, 기록이 시작되는 순간에 최적 광스폿을 얻을 수 있고, 기록 성능이 나빠지지 않는다. 기록이 시작된 후에 포커스 오프셋을 제거하면, 대물렌즈는 이미 최적 포커스 위치에 있게 되므로, 포커스 방향으로 요동 없이 최적 광스폿을 유지하며 기록을 할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 색수차 보정 및 기록 방법의 개념도를 보여주며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 색수차 보정 및 기록 방법의 개념도를 보여준다. 도 2 및 도 3에서 Fo, Fo'는 포커스 오프셋(focus offset) 량이고, To는 기록 시작 전 디포커스 동작을 하는 포커스 오프셋 적용 시간이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 기록 시작을 위한 레이저 다이오드 출력(LD power) 증가(재생 모드에서 기록 모드로 전환)에 앞서, 레이저 다이오드의 출력 광파워가 재생 광 파워에서 기록 광 파워로 바뀔 때 발생하는 파장 변화에 기인한 색수차에 따른 디포커스를 줄이는 방향으로 대물렌즈(1)에 포커스 오프셋을 준다. 대물렌즈(1)에 포커스 오프셋을 준 상태에서 기록 모드로 전환하여 레이저 다이오드에서 기록 광 파워를 출력시킨다. 이때, 기록 모드로의 전환시 발생하는 색수차에 따른 디포커스는 보정된 상태(즉, 색수차가 보정된 상태)이므로, 기록 시작과 동시에 데이터 기록이 이루어지게 된다. 기록이 시작 된 후에는 상기 대물렌즈(1)에 가해진 포커스 오프셋을 제거될 수 있다. 포커스 오프셋을 제거해도 대물렌즈(1)는 이미 최적 포커스 위치에 있으므로, 포커스 방향으로 요동 없이 최적 광스폿을 유지하며 기록을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 기록되는 순간 디포커스가 없게 하기 위해서 포커스 오프셋(Fo) 값을, 색수차로 인한 디포커스 크기와 같게 한다.
이때, 포커스 오프셋 적용 시간 To가 너무 짧으면, 대물렌즈(1)가 충분히 이동하지 못해 기록 시 디포커스가 발생할 수 있다. 또한, 포커스 오프셋을 적용하면 기록 전의 재생 신호가 나빠지기 때문에, 대물렌즈(1)에 포커스 오프셋이 적용되는 시간 To는 액츄에이터의 반응 속도 시간 Tr 에 준하는 것이 바람직하다.
광픽업의 대물렌즈에 의해 포커싱되는 광빔은 초점에서 빔 웨이스트(beam waist)를 가지면서 λ/(NA)2의 초점 심도를 가지므로, 약간의 디포커스 오프셋에 의해서는 재생/기록 특성이 크게 나빠지지 않는다. 최대 디포커스 허용한계는 ±λ/(2NA2)인 것으로 알려져 있고, 광원의 파장 λ=405nm, 대물렌즈 개구수 NA=0.85 인 블루-레이 광디스크(BD) 규격에서는, λ/(2NA2) = 0.28㎛ 이다.
즉, 기록 순간에 최적 포커스에서 약간의 디포커스가 있어도, 디포커스 양이 허용한계 보다 적으면 기록 성능이 나빠지지 않는다.
따라서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 포커스 오프셋 Fo'의 값을, 색수차에 의한 디포커스 양보다 약간 작게 하는 것도 가능하다. 이 경우, 포커스 에러 신호(FES)는 오프셋을 두 번 가지고, 대물렌즈(1)는 포커스 방향으로 두 번 이동하게 된다. 이때, 기록 시작 시점으로부터 대물렌즈(1)가 최적 포커스 위치로 이동되어 안정화되는 시간은 액츄에이터의 반응 속도 시간 Tr에 비해 훨씬 빠른 것을 알 수 있다.
상기와 같이, 색수차로 인한 디포커스 오프셋을 제거하기 위해 포커스 오프셋을 적용하는 방법을 사용하면, 기록 직전의 디포커스로 인해 재생 성능이 나빠질 수 있다. 하지만, 기록 동작 직전에는 데이터(data) 재생 성능 보다 어드레스(address) 신호를 정확히 읽는 것이 중요하기 때문에, 재생 신호가 약간 나빠지 더라도 어드레스가 읽어지는 수준이면 충분하다. 예를 들어, 기록용 BD의 경우 워블(wobble) 신호로 어드레스 신호를 읽는데, 디포커스로 인한 데이터 재생 지터(jitter)가 나빠져도 워블 신호가 정확히 읽어 지는 수준이면 충분하다. 또한, BD의 워블 신호는 반복되기 때문에, 짧은 길이의 워블 신호가 손실이 되어도 기록 어드레스를 정확히 읽을 수 있으면 충분하다. 즉, 기록 직전의 디포커스 오차로 인한 영향이 시스템에서 허용 가능한 수준 안에서 관리되면 기록 동작에 문제가 없다.
기록용 광디스크의 기록 광 파워는 광디스크의 종류나, 기록 배속, 기록 층의 수에 따라 달라지게 된다. 기록 파워가 높을 수록 레이저 다이오드의 출력광의 파장 변화도 크고, 색수차에 의한 디포커스 양이 커지게 되므로, 색수차 보정을 위한 포커스 오프셋의 크기 Fo, Fo'는 기록 광 파워에 비례해서 커져야 한다.
도 4a 및 도 4b는 도 2를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 색수차 보정 및 기록 방법을 적용할 때의 BD-RE 단일층(single layer:SL) 광디스크와 이중층(dual layer:DL) 광디스크의 기록 순간의 포커스 에러 신호(FES) 흔들림을 보여준다. 여기서, BD-RE 디스크는 BD 규격의 rewritable 광디스크를 의미하는 것으로, 도 4a는 일면에 대하여 단일 정보저장층을 가지는 BD-RE 디스크에 대한 것이고, 도 4b는 일면에 대하여 복수의 정보저장층 예컨대, 2개의 정보저장층을 가지는 BD-RE 디스크에 대한 것이다. 도 4a 및 도 4b에서, 가로 방향으로 한 칸은 100μs의 시간을 나타내고, 세로 방향으로 한 칸은 포커스 에러 신호(FES)에 대해서는 500mV, 쓰기 게이트(Write gate) 신호에 대해서는 2.00V를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b에서, 쓰기 게이트(Write gate) 신호는 하이(high) 일 때는 재생, 로우(low)일 때는 기록 동작임을 의미하는 디지털(digital) 신호이다.
도 4a 및 도 4b에서와 같이, 재생 모드에서 기록 모드로 전환되는 순간 포커스 에러 신호(FES)가 흔들린다. 이는 색수차로 인해 디포커스 오차가 발생했기 때문이고, 예를 들어, 약 100㎲ 이후에는 안정화되는 것을 확인 할 수 있다. 안정화되는 시간 Tr은 액츄에이터의 반응 특성에 의해 결정되는 것으로, 광디스크 종류와 무관하다. 따라서, 이 경우에는, 본 발명이 적용되는 광픽업에서 색수차를 보정하기 위해 디포커스를 적용하는 시간 To는 100㎲로 하면 된다.
도 4a 및 도 4b에서, 포커스 에러신호(FES)가 흔들리는 정도는 SL 광디스크의 경우 약 0.3V, DL 광디스크는 약 0.5V 정도이다. FES 흔들리는 정도는 디포커스의 크기에 비례한다. 이 경우의 광픽업의 대물렌즈에 대한 포커스 서보시의 S-커브(curve)의 피크치 대 피크치(PP) 값은 1.2V 이다.
도 5는 SL 광디스크 기록시 색수차 보정 적용 여부에 따른 재생 RF 신호를 보여준다. 도 5에서 좌측은 색수차 보정 전 재생 RF 신호를 보여주며, 우측은 색수차 보정 후 재생 RF 신호를 보여준다. 색수차 보정 전에는 기록 직후 50㎲ 정도 영역의 신호가 약간 뭉개지지만, 색수차 보정 후에는 깨끗해지는 것을 확인 할 수 있다. 도 5의 우측의 결과는 색수차 보정을 위해 기록 직전 100㎲의 시간 동안 포커스 오프셋 0.2V를 적용하여 얻은 것이다.
도 6은 DL 광디스크 기록시 색수차 보정 적용 여부에 따른 재생 RF 신호를 보여준다. 도 6에서 좌측은 색수차 보정 전 재생 RF 신호를 보여주며, 도 6에서 우 측은 색수차 보정 후 재생 RF 신호를 보여준다. 도 6에 보여진 바와 같이, DL 광디스크의 경우, SL 광디스크와 달리 색수차 보정 전에는 기록 직후 50㎲ 정도 영역의 데이터가 전혀 기록되지 않았고, 70㎲ 이후에 정상적인 데이터가 기록되었다. 반면에, 색수차 보정을 위해 기록 직전 100㎲의 시간 동안 포커스 오프셋 0.25V 를 적용할 경우, 도 6의 우측 그래프에서와 같이 기록 신호가 정상적으로 재생되는 것을 확인 할 수 있다.
도 5 및 도 6의 비교에 의해 알 수 있는 바와 같이, 특히, DL 광디스크의 경우 색수차 보정을 하지 않은 경우에는 기록 신호에 손실이 생겨서 색수차 보상을 하지 않으면 데이터 기록을 할 수 없다. SL 광디스크와 달리 DL 광디스크에서 심각한 문제가 생기는 것은 DL 기록 파워가 SL의 두 배정도 이기 때문에, 광 파워 크기에 비례하여 파장 변화가 커지고 이에 따라 색수차가 더 크게 나타나기 때문이다.
도 5 및 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 색수차 보정 및 기록 방법은 일면에 단일 정보저장층을 가지는 광디스크(예컨대, SL BD-RE)나 일면에 두 개의 정보저장층을 가지는 광디스크(예컨대, DL BD-RE)에 대해 재생 모드에서 기록모드로 전환하여 정보 기록을 행할 때 적용할 수 있으며, 특히, 본 발명은 DL 광디스크에 적용시 보다 유용하다.
도 7은 도 3을 참조로 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따른 색수차 보정 및 기록 방법을 적용할 때의 BD-RE 이중층(dual layer:DL) 광디스크의 기록 순간의 포커스 에러 신호(FES) 흔들림을 보여준다. 도 7에서 가로 방향으로 한 칸은 100μs 의 시간을 나타내고, 세로 방향으로 한 칸은 포커스 에러 신호(FES)에 대해서는 500mV, 쓰기 게이트(Write gate) 신호에 대해서는 2.00V를 나타낸다.
도 7은 DL 광디스크에서 포커스 오프셋을 0.25V, 100㎲ 동안 적용하여 색수차를 보정한 기록 순간의 포커스 에러신호를 나타낸다. 도 3에서와 같이 기록 전에 디포커스가 적용되고, 기록 직후에 잔류 색수차의 영향으로 디포커스가 발생해 다시 한 번 포커스 에러 신호(FES)가 출렁거리는 것을 확인 할 수 있다. 이때 색수차에 의한 포커스 에러 신호(FES) 흔들리는 양은 0.1V 로, 도 4의 우측에 보여진 BD-RE DL 광디스크의 색수차 보정 전에 비해 약 1/5로 줄어들었음을 알 수 있다.
따라서, 도 3을 참조로 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따른 방법을 적용해도, DL 광디스크에 대해 재생 모드에서 기록 모드로 전환시 색수차를 보정할 수 있으며, 기록 시작과 동시에 기록 신호가 정상적으로 기록될 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 색수차 보정 방법이 405nm 파장의 광에 대해 BD에 대해 기록 전환시 적용되는 것으로 설명하였는데, 이는 예시적인 것으로 본 발명은 재생 모드에서 기록 모드로 전환시 기록에 영향을 미칠 정도로 색수차가 발생하는 파장 범위의 광을 사용하는 다양한 광정보저장매체, 이를 기록 및 재생하기 위한 광픽업 및 광 기록 및 재생기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 청색광 예컨대, 405nm 파장의 광을 사용하는 HD(High Definition) DVD의 기록시에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 BD나 HD DVD처럼 짧은 파장의 광을 사용하는 다른 규격의 다양한 광정보저장매체에 대해서도 적용될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 색수차 보정 및 기록 방법을 적용하면 기록용 광 픽업에서 기록시 레이저 다이오드(LD)의 파장 변화로 인한 색수차에 따른 디포커스 오차를 제거하여 광 픽업의 기록 성능을 향상시킬 수 있다.
특히, 색수차 보정을 위한 광 부품의 추가나 변형 없이 대물렌즈의 제어로 색수차를 보상하므로, 종래 기술에 비해 광픽업 제작비용이 감소하고, 광 손실을 최소화 할 수 있어 광 효율이 증가하고, 두 개 이상의 파장을 호환하는 광픽업에서도 파장에 따른 초점거리 등 광학적 특성의 변화가 적어 호환 픽업을 만드는 것이 용이하다는 장점이 있다.
도 8은 본 발명에 따른 색수차 보정 및 기록 방법을 적용한 광 기록 및 재생기기의 전체 시스템을 개략적으로 보여주며, 도 9는 도 8의 광 기록 및 재생기기에 사용될 수 있는 광픽업의 일 예를 보여준다.
도 8을 참조하면, 광 기록 및 재생기기는 광디스크(10)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(312)와, 상기 광디스크(10)의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 광디스크(10)에 기록된 정보를 재생 및 정보를 기록하는 광픽업(50)과, 상기 광픽업(50)의 검출신호로부터 포커스 에러신호를 검출하는 신호처리부(100)와, 스핀들 모터(312)와 광픽업(50)을 구동하기 위한 구동부(307)와, 광픽업(50)의 포커스 및 트랙킹 서보 등을 제어하기 위한 제어부(309)를 포함한다. 여기서, 참조번호 352는 턴테이블, 353은 광디스크(10)를 척킹하기 위한 클램프를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 상기 광픽업(50)은 광원(11) 예컨대, 레이저 다이오드와, 입사광을 집속하여 광디스크(10)에 포커싱하는 대물렌즈(17)와, 광디스크(10)에 조사된 후 반사된 광을 수광하는 광검출기(19)를 포함한다. 또한, 상기 광픽업(50) 은, 입사광의 진행 경로를 변환하는 광로변환기(15) 예컨대, 편광빔스프리터와, 입사광의 편광을 변화시키는 파장판 예컨대, 1/4 파장판(13)과, 대물렌즈(17)에 평행광을 입사시키도록 콜리메이팅렌즈(12)를 포함할 수 있다. 도 9에서 18은 입사되는 광을 집속시켜 광검출기(19) 상에 적정 크기의 광스폿으로 형성시키는 검출렌즈이다. 이 검출렌즈(18)는 비점수차법에 의해 포커스 에러신호를 검출하도록 하는 비점수차렌즈일 수 있다.
상기 광디스크(10)는 일면에 대하여 단일 또는 복수의 정보저장층을 가지는 광디스크 예컨대, 블루-레이 디스크(BD) 또는 HD DVD 일 수 있다.
상기 광원(11)은 광디스크(10)를 기록 및 재생하기에 적합한 소정 파장의 광을 출사한다. 상기 광원(11)은 BD 및 HD DVD 규격에 맞는 청색파장 예컨대, 405nm 파장의 광을 출사하도록 마련될 수 있다.
상기 대물렌즈(17)는 액츄에이터(16)에 의해 포커스 방향으로 구동된다. 이 대물렌즈(17)는 BD에 대해 0.85의 유효개구수를 가지거나 HD DVD에 대해 0.65의 유효개구수를 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 대물렌즈(17)는 BD 및 HD DVD를 호환 채용하도록, BD에 대해서는 0.85의 유효개구수, HD DVD에 대해서는 0.65의 유효 개구수를 가져 BD 및 HD DVD를 호환 채용하도록 마련될 수도 있다. 상기 액츄에이터(16)는 대물렌즈(17)를 포커스 방향뿐만 아니라 트랙킹 방향으로 구동하도록 마련될 수 있다. 부가하여, 액츄에이터(16)는 대물렌즈(17)를 틸트 방향으로 구동하도록 마련될 수 있다.
도 9에서는 상기 광픽업(50)의 광학적 구성의 일 예를 보인 것으로, 광 원(11)과 광검출기(19)가 분리된 분리형 광학계이고, 광원(11)과 광검출기(19)를 각각 하나씩 구비하는 예를 보여준다. 여기서, 상기 광원(11)은 단일 파장의 광을 출사하도록 마련될 수 있다. 또한 상기 광원(11)은 복수 포맷의 광디스크 예컨대, BD 및 HD DVD 중 적어도 어느 하나와 DVD를 호환 채용할 수 있도록 복수 파장의 광을 출사하는 멀티형 광원일 수도 있다. 상기 광픽업(50)은, 서로 다른 파장의 광을 사용하는 복수 포맷의 광디스크를 호환 채용할 수 있도록, 홀로그램 광모듈(미도시) 등을 추가적으로 더 구비할 수도 있다. 이외에도 상기 광픽업(50)의 광학적 구성은 다양하게 변형될 수 있다.
광디스크(10)로부터 반사된 광은 광픽업(50)에 마련된 광검출기(19)를 통해 검출되고 광전변환되어 전기적 신호로 바뀐다. 신호처리부(100)는 이 전기적 신호를 입력받아 포커스 에러신호(FES)를 생성한다. 이 포커스 에러신호(FES)는 구동부(307)를 통해 제어부(309)에 입력된다. 여기서, 상기 신호처리부(100)는 광검출기(19)로부터 출력되는 전기적 신호로부터 트랙킹 에러신호 및/또는 틸트 신호 등도 검출하도록 마련될 수 있다.
상기 구동부(307)는 스핀들 모터(312)의 회전 속도를 제어하며, 입력된 신호를 증폭시키고, 광픽업(50)을 구동한다. 상기 제어부(309)는 구동부(307)로부터 입력된 신호를 바탕으로 조절된 포커스 서보, 트랙킹 서보 및/또는 틸트 서보 명령을 다시 구동부(307)로 보내, 광픽업(50)의 포커싱, 트랙킹 및/또는 틸트 동작이 구현되도록 한다.
또한, 제어부(309)는 재생 모드, 기록 모드에 따라 광원(11)으로부터 적정 광파워가 출력되도록 제어하여, 구동부(307)를 통해 기록 모드로의 전환에 앞서 대물렌즈(17)에 포커스 오프셋이 가해지도록 대물렌즈(17)를 디포커스 구동하는 신호가 대물렌즈(17)가 탑재되는 보빈(미도시) 전체를 구동하도록 액츄에이터(16)에 인가되거나 대물렌즈(17)만을 직접적으로 포커스 방향으로 구동하도록 된 부가적인 액츄에이터(미도시)에 인가되도록 제어한다.
여기서, 본 발명에 따른 기록 및 재생장치는 대물렌즈(17)가 보빈에 고정된 구조를 가지며, 액츄에이터(16)에 대물렌즈(17)를 디포커스 구동하는 신호를 인가하여, 대물렌즈(17)가 설치된 보빈을 구동하여 대물렌즈(17)에 포커스 오프셋을 가할 수 있다. 대안으로, 본 발명에 따른 기록 및 재생장치는 대물렌즈(17)가 보빈에 대하여 움직임 가능하도록 설치되며, 대물렌즈(17)를 보빈에 대하여 포커스 방향으로 구동하도록 된 부가적인 액츄에이터(미도시)를 구비하는 구조를 가져, 대물렌즈(17) 만을 직접 구동하여 대물렌즈(17)에 포커스 오프셋을 가하도록 마련될 수도 있다.
본 발명에 따른 기록 및 재생장치에서, 가해지는 포커스 오프셋 량은 광원(11)의 출력 광 파워에 비례하여 조절된다. 일정 시간 동안 포커스 오프셋이 가해진 후 포커스 오프셋은 제거된다.
이상에서와 같이, 본 발명의 색수차 보정 및 기록 방법을 적용하면 기록용 광픽업에서 기록시 레이저 다이오드(LD)의 파장 변화로 인한 색수차에 의한 디포커스 오차를 제거하여 광 픽업의 기록 성능을 향상시킬 수 있다.
특히, 색수차 보정을 위한 광 부품의 추가나 변형 없이 대물렌즈의 제어로 색수차를 보상하므로, 종래 기술에 비해 광픽업 제작비용이 감소하고, 광 손실을 최소화 할 수 있어 광 효율이 증가하고, 두 개 이상의 파장을 호환하는 픽업에서도 파장에 따른 초점거리 등 광학적 특성의 변화가 적어 호환 픽업을 만드는 것이 용이하다는 장점이 있다.

Claims (20)

  1. 광원에서 출사된 광을 대물렌즈로 집속하여 광정보저장매체에 광스폿을 형성하고, 광정보저장매체에서 반사된 광을 광검출기로 검출하는 광픽업을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 행하는 광 기록 및 재생기기에서, 재생 모드에서 기록 모드로 전환하기 전에, 광원의 출력 광파워가 재생 광 파워에서 기록 광 파워로 바뀔 때 발생하는 파장 변화에 기인한 색수차에 따른 디포커스를 줄이는 방향으로 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋을 주는 단계와;
    상기 대물렌즈에 포커스 오프셋을 준 상태에서, 기록 모드로 전환하여 상기 광원에서 기록 광 파워를 출력시킴으로써, 기록 모드로의 전환시 발생하는 색수차에 따른 디포커스를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차 보정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대물렌즈에 가해지는 포커스 오프셋은 상기 색수차에 따른 디포커스와 크기가 같거나 상기 색수차에 따른 디포커스보다 작으면서 그 차이가 기록 동작시 디포커스 오차 한계 이내인 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차 보정 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋이 적용되는 시간은 상기 대물렌즈를 구동하는 액츄에이터의 반응 속도에 준하는 것을 특징으로 하는 재생모드 에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차 보정 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋이 적용되는 시간은 상기 대물렌즈를 구동하는 액츄에이터의 반응 속도에 준하는 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차 보정 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대물렌즈에 가해지는 포커스 오프셋의 크기는 기록 광 파워에 비례하여 조절되는 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차 보정 방법.
  6. 광원에서 출사된 광을 대물렌즈로 집속하여 광정보저장매체에 광스폿을 형성하고, 광정보저장매체에서 반사된 광을 광검출기로 검출하는 광픽업을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 행하는 광 기록 및 재생기기에서, 재생 모드에서 기록 모드로 전환하기 전에, 광원의 출력 광파워가 재생 광 파워에서 기록 광 파워로 바뀔 때 발생하는 파장 변화에 기인한 색수차에 따른 디포커스를 줄이는 방향으로 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋을 주는 단계와;
    상기 대물렌즈에 포커스 오프셋을 준 상태에서, 기록 모드로 전환하여 상기 광원에서 기록 광 파워를 출력시킴으로써, 기록 모드로의 전환시 발생하는 색수차에 따른 디포커스를 보정하여 정보 기록을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하여 기록하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 기록이 시작된 후에 상기 포커스 오프셋을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하여 기록하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 대물렌즈에 가해지는 포커스 오프셋은 상기 색수차에 따른 디포커스와 크기가 같거나 상기 색수차에 따른 디포커스보다 작으면서 그 차이가 기록 동작시 디포커스 오차 한계 이내인 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하여 기록하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋이 적용되는 시간은 상기 대물렌즈를 구동하는 액츄에이터의 반응 속도에 준하는 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하여 기록하는 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋이 적용되는 시간은 상기 대물렌즈를 구동하는 액츄에이터의 반응 속도에 준하는 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하여 기록하는 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대물렌즈에 가해지는 포커 스 오프셋의 크기는 기록 광 파워에 비례하여 조절되는 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하여 기록하는 방법.
  12. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광정보저장매체는 일면에 대하여 단일 또는 복수의 정보저장층을 가지는 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하여 기록하는 방법.
  13. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광정보저장매체는 일면에 대하여 단일층 또는 복수층의 정보저장층을 가지는 BD 또는 HD DVD 인 것을 특징으로 하는 재생모드에서 기록 모드로 전환시 발생하는 색수차를 보정하여 기록하는 방법.
  14. 광원에서 출사된 광을 대물렌즈로 집속하여 광정보저장매체에 광스폿을 형성하고, 광정보저장매체에서 반사된 광을 광검출기로 검출하는 광픽업을 이용하여 정보의 기록 및 재생을 행하는 광 기록 및 재생기기에 있어서,
    재생 모드, 기록 모드에 따라 상기 광원으로부터 적정 광파워가 출력되도록 제어하며, 상기 기록 모드로의 전환에 앞서 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋이 가해지도록 제어하는 제어부;를 포함하며,
    재생 모드에서 기록 모드로 전환하기 전에, 상기 광원의 출력 광파워가 재생 광 파워에서 기록 광 파워로 바뀔 때 발생하는 파장 변화에 기인한 색수차에 따른 디포커스를 줄이는 방향으로 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋을 주어, 기록 모드로의 전환시 발생하는 색수차에 따른 디포커스를 보정하여 정보 기록을 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 기록 및 재생장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 대물렌즈에 가해지는 포커스 오프셋은 상기 색수차에 따른 디포커스와 크기가 같거나 상기 색수차에 따른 디포커스보다 작으면서 그 차이가 기록 동작시 디포커스 오차 한계 이내인 것을 특징으로 하는 기록 및 재생장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋이 적용되는 시간은 상기 대물렌즈를 구동하는 액츄에이터의 반응 속도에 준하는 것을 특징으로 하는 기록 및 재생장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 대물렌즈에 포커스 오프셋이 적용되는 시간은 상기 대물렌즈를 구동하는 액츄에이터의 반응 속도에 준하는 것을 특징으로 하는 기록 및 재생장치.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대물렌즈에 가해지는 포커스 오프셋의 크기는 기록 광 파워에 비례하여 조절되는 것을 특징으로 하는 기록 및 재생장치.
  19. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광정보저장매체는 일면에 대하여 단일 또는 복수의 정보저장층을 가지는 것을 특징으로 하는 기록 및 재생장치.
  20. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광정보저장매체는 일면에 대하여 단일층 또는 복수층의 정보저장층을 가지는 BD 또는 HD DVD 인 것을 특징으로 하는 기록 및 재생장치.
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