KR100772414B1 - Optical Information recording and reproducing apparatus and driving method of the same - Google Patents
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Abstract
차세대 DVD를 포함한 호환성을 갖는 광 정보 기록 재생 장치 및 그 구동 방법이 개시되어 있다. Disclosed are an optical information recording and reproducing apparatus having a compatibility including a next generation DVD and a driving method thereof.
개시된 광 정보 기록 재생 장치는 기록 및 재생을 행하는 제1 반도체 레이저와; 제1 반도체 레이저의 발광 파장보다 긴 파장의 레이저빔을 방사하여 재생만을 행하는 제2 반도체 레이저;를 구비하고, 제2 반도체 레이저는, 광 디스크 재생시의 최소 T(T는 1채널 피트 길이의 시간폭)를 2이상의 정수로 나눈 수치보다 작은 클록 주기에 의해 펄스 구동되어, 연속 최대 정격보다 큰 출력을 방출한다.The disclosed optical information recording and reproducing apparatus comprises: a first semiconductor laser for recording and reproducing; And a second semiconductor laser that radiates a laser beam having a wavelength longer than the emission wavelength of the first semiconductor laser to perform reproduction only. The second semiconductor laser includes a minimum T (T is a time width of one channel pit length) during optical disk reproduction. ) Is pulsed by a clock cycle less than the division by an integer of two or more, releasing an output greater than the continuous maximum rating.
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 정보 기록 재생 장치의 재생부를 나타내는 블록도이고,1 is a block diagram showing a reproduction unit of the optical information recording and reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention;
도 2는 반도체 레이저의 펄스 구동 조건을 설명하는 모식도이고,2 is a schematic diagram illustrating pulse driving conditions of a semiconductor laser,
도 3은 반도체 레이저의 구동 펄스를 설명하는 모식도이고,3 is a schematic diagram illustrating driving pulses of a semiconductor laser,
도 4는 광 디스크로부터의 신호를 독해하는 흐름도이고,4 is a flowchart for reading a signal from an optical disc,
도 5는 제1 실시예에서의 제1 변형예를 나타내는 블록도이고,5 is a block diagram showing a first modification in the first embodiment,
도 6은 제2 실시예에 따른 광 정보 기록 재생 장치를 나타내는 블록도이고,6 is a block diagram showing an optical information recording and reproducing apparatus according to the second embodiment,
도 7은 제3 실시예에 따른 광 정보 기록 재생 장치를 나타내는 블록도이고,7 is a block diagram showing an optical information recording and reproducing apparatus according to the third embodiment,
도 8은 제3 실시예에 따른 반도체 레이저의 구동 펄스를 설명한 모식도이고, 8 is a schematic diagram illustrating driving pulses of a semiconductor laser according to a third embodiment,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 호환가능한 광 정보 기록 재생 장치를 나타내는 블록도이다.9 is a block diagram showing a compatible optical information recording and reproducing apparatus according to the embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
8...광 픽업 10...반도체 레이저8 ...
14...모니터 다이오드 16...대물 렌즈14
18...광 디스크 20...수광 소자18 ...
30...연산기 32...LPF30 ...
본 발명은 광 정보 기록 재생 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 디스크를 기록 매체로 하는 광 정보 기록 재생 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an optical information recording and reproducing apparatus and a driving method thereof, and more particularly, to an optical information recording and reproducing apparatus using an optical disc as a recording medium and a driving method thereof.
DVD(Digital Versatile Disc)와 CD(Compact Disc)의 호환성을 가진 광 정보 기록 재생 장치는 널리 보급되고 있다. 또한 대용량 광 정보 기록 재생 장치로서 청색 반도체 레이저를 사용한 차세대 DVD가 개발되어 있다. 이 경우, 차세대 DVD와의 호환성을 더 구비한 광 정보 기록 재생 장치가 강하게 요구된다. Background Art Optical information recording and reproducing apparatuses compatible with DVD (Digital Versatile Disc) and CD (Compact Disc) are widely used. In addition, a next generation DVD using a blue semiconductor laser has been developed as a large-capacity optical information recording and reproducing apparatus. In this case, there is a strong demand for an optical information recording and reproducing apparatus further equipped with compatibility with the next generation DVD.
차세대 DVD에서의 15GB(1층) 이상의 기록 용량을 실현하기 위해서, 중심 발광 파장이 405nm 근방인 청색 반도체 레이저, 고개구수(예를 들면 0.65∼0.85)를 갖는 대물 렌즈(OL)를 사용하는 광학계, 영상 부호화 방식 등이 필요하여 개발이 진행되고 있다. In order to realize a recording capacity of 15 GB (one layer) or more in a next-generation DVD, an optical system using a blue semiconductor laser having a central emission wavelength around 405 nm, an objective lens OL having a high aperture number (for example, 0.65 to 0.85), Development is underway due to the need for a video encoding scheme and the like.
기록 용량을 크게 하기 위해서, 반도체 레이저의 발광 파장을 405nm로 하고 고개구수인 대물 렌즈를 사용함으로써, 반도체 레이저에서 방사된 레이저빔의 스폿 직경을 작도록 하고 있다. 이러한 대물 렌즈를 공통으로 포함하며, DVD나 CD 등의 광 디스크와의 호환성을 확보하려면 광학계가 복잡해진다. 개구 제한, 수차 보정, 파장이 다른 레이저빔을 반사 및 투과에 의해 광 경로를 변경시키는 빔 스플리터 등이 요구된다. 이들 광학 부품 요소를 투과할 때마다 광 감쇠를 일으키기 때문에, 광학계가 복잡해질수록 광 디스크상에 도달하고, 그 후 반사되어 재생용인 광검출기로 입사되는 광이 적어진다. In order to increase the recording capacity, the emission wavelength of the semiconductor laser is set to 405 nm, and a high aperture objective lens is used to reduce the spot diameter of the laser beam emitted from the semiconductor laser. Such an objective lens is commonly included, and the optical system is complicated to ensure compatibility with an optical disk such as a DVD or a CD. Aperture limiting, aberration correction, and beam splitters for changing the optical path by reflecting and transmitting laser beams having different wavelengths are required. Since light attenuation is caused every time these optical component elements are transmitted, the more complicated the optical system, the more it arrives on the optical disk, and thereafter, less light is reflected and incident on the photodetector for reproduction.
이 경우, 모든 규격의 광 디스크에서 기록이 필요한 것은 아니다. 그래서, 재생 전용의 광 디스크 규격에 대응하는 반도체 레이저에서는, 재생 용도에 필요한 광 출력이 있으면 된다. 이 경우, 차세대 DVD와의 호환성을 확보하기 위해서 배치되는 광학 부품에 의한 광의 감쇠가 커져, 종래의 반도체 레이저에서는 광 출력이 부족한 경우가 있다. 그러나, 보다 고출력 반도체 레이저를 새롭게 설계할 수는 있으나, 현재의 반도체 레이저를 예를 들면, 펄스 구동 등에 의해 잘 다룰 수 있다면 보다 합리적이다. In this case, recording is not necessary for all standard optical discs. Therefore, in the semiconductor laser corresponding to the optical disc standard for reproduction only, there is sufficient light output necessary for the reproduction purpose. In this case, the attenuation of the light due to the optical components arranged in order to ensure compatibility with the next-generation DVD is large, and the light output may be insufficient in the conventional semiconductor laser. However, although a higher power semiconductor laser can be newly designed, it is more reasonable if the current semiconductor laser can be handled well by, for example, pulse driving.
반도체 레이저를 펄스 구동하는 기술의 일 개시예가 일특개 2001-331960호 공보에 개시되어 있다. 그러나, 상술한 개시예는 펄스 구동에 의해 평균 소비 전력을 저감시켜 전지를 보다 장시간 사용할 수 있도록 한 것으로, 고출력을 얻기 위한 것은 아니다. One disclosed example of a technique for pulse driving a semiconductor laser is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-331960. However, the above-described disclosure reduces the average power consumption by pulse driving so that the battery can be used for a longer time, and is not intended to obtain high output.
본 발명의 상술한 종래의 광 정보 기록 재생 장치의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 레이저의 구동 방법을 개선하여 충분한 레이저빔의 출력을 얻을 수 있는 차세대 DVD를 포함시킨 호환성을 갖는 광 정보 기록 재생 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the problems of the above-described conventional optical information recording and reproducing apparatus, and an object of the present invention is to have a compatibility including a next-generation DVD capable of obtaining a sufficient laser beam output by improving a method of driving a semiconductor laser. An optical information recording and reproducing apparatus and its driving method are provided.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 정보 기록 재생 장치는, 기록 및 재생을 행하는 제1 반도체 레이저와; 상기 제1 반도체 레이저의 발광 파장보다 긴 파장의 레이저빔을 방사하여 재생만을 행하는 제2 반도체 레이저;를 구비하고, 상기 제2 반도체 레이저는 광 디스크 재생시의 최소 T(T는 1채널 피트 길이의 시간폭)를 2이상의 정수로 나눈 수치보다 작은 클록 주기에 의해 펄스 구동되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the optical information recording and reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention comprises: a first semiconductor laser for recording and reproducing; And a second semiconductor laser that radiates a laser beam having a wavelength longer than the emission wavelength of the first semiconductor laser to perform reproduction only, wherein the second semiconductor laser has a minimum T (T is a time of one channel pit length) during optical disk reproduction. And pulse driven by a clock cycle smaller than the value obtained by dividing the width by an integer of 2 or more.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 정보 기록 재생 장치는,기록 및 재생을 행하는 제1 반도체 레이저와; 상기 제1 반도체 레이저의 발광 파장보다 긴 파장의 레이저빔을 방사하여 재생만을 행하는 제2 반도체 레이저와; 광 디스크로부터의 반사 빔을 검출하는 수광 소자와; 상기 수광 소자에 의해 변환된 전기 신호가 입력되는 저역 통과 필터를 구비하고, 상기 제2 반도체 레이저는 광 디스크 재생시의 최소 T(T는 1채널 피트 길이의 시간폭)를 2이상의 정수로 나눈 수치보다 작은 클록 주기에 의해 펄스 구동되고, 상기 저역 통과 필터는 상기 제2 반도체 레이저를 펄스 구동하는 클록 주파수의 2분의 1이하의 차단 주파수를 갖는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an optical information recording and reproducing apparatus according to a second embodiment of the present invention comprises: a first semiconductor laser for recording and reproducing; A second semiconductor laser that emits only a reproduction by emitting a laser beam having a wavelength longer than the emission wavelength of the first semiconductor laser; A light receiving element for detecting a reflected beam from the optical disk; And a low pass filter into which the electric signal converted by the light receiving element is input, wherein the second semiconductor laser is smaller than a value obtained by dividing the minimum T (T is the time width of one channel pit length) at the time of optical disc reproduction by an integer of 2 or more. The low pass filter is pulse driven by a small clock period, and the low pass filter is characterized by having a cutoff frequency equal to or less than half the clock frequency of pulse driving the second semiconductor laser.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 정보 기록 재생 장치는,기록 및 재생을 행하는 제1 반도체 레이저와; 상기 제1 반도체 레이저의 발광 파장보다 긴 파장의 레이저빔을 방사하여 재생만을 행하는 제2 반도체 레이저와; 광 디스크부터의 반사 빔을 검출한 수광 소자를 구비하고, 상기 제2 반도체 레이저는 광 디스크 재생시의 최소 T(T는 1채널 피트 길이의 시간폭)를 2이상의 정수로 나눈 수치보다 작은 클록 주기에 의해 펄스 구동되고, 상기 수광 소자는 상기 제2 반도체 레이저를 펄스 구동하는 클록 주파수의 2분의 1이하의 차단 주파수를 갖는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an optical information recording and reproducing apparatus according to a third embodiment of the present invention comprises: a first semiconductor laser for recording and reproducing; A second semiconductor laser that emits only a reproduction by emitting a laser beam having a wavelength longer than the emission wavelength of the first semiconductor laser; And a light-receiving element for detecting the reflected beam from the optical disk, wherein the second semiconductor laser has a clock period smaller than a value obtained by dividing the minimum T (T is the time width of one channel pit length) at the time of optical disk reproduction by an integer of 2 or more. And the light receiving element has a cutoff frequency of not more than one half of the clock frequency for pulse driving the second semiconductor laser.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 정보 기록 재생 장치의 구동 방법은, 기록 및 재생을 행하는 제1 반도체 레이저와, 재생만을 행하는 제2 반도체 레이저를 구비한 광 정보 기록 재생 장치에 있어서, 상기 제2 반도체 레이저를 광 디스크 재생시의 최소 T(T는 1채널 피트 길이의 시간폭)를 2이상의 정수로 나눈 수치보다 작은 클록 주기로 펄스 구동하여, 연속 최대 정격보다 큰 출력이 방출되도록 하는 것을 특징으로 한다..In order to achieve the above object, a method of driving an optical information recording and reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention includes optical information recording having a first semiconductor laser for recording and reproducing, and a second semiconductor laser for reproducing only. A reproducing apparatus, wherein the second semiconductor laser is pulse-driven at a clock cycle smaller than the minimum T (T is the time width of one channel pit length) at the time of optical disc regeneration divided by an integer of 2 or more, so that an output larger than the continuous maximum rating is obtained. To be released.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 정보 기록 재생 장치 및 그 구동 방법을 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에서 동일한 구성 요소에는 동일한 번호를 붙여 상세한 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, an optical information recording and reproducing apparatus and a driving method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals denote like elements, and detailed descriptions thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 정보 기록 재생 장치 중에서 재생부의 요부를 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing a main portion of a reproduction unit in the optical information recording and reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
반도체 레이저(10)는 재생 전용으로서, 예를 들면 CD나 DVD 등의 광 디스크 규격에 대응하는 파장의 레이저빔을 방사하며, LD 펄스 구동 회로(54)에 의해 구동된다. 상기 반도체 레이저(10)의 구동 조건에 관해서는 후술하기로 한다. The
반도체 레이저(10)로부터의 펄스 출력인 레이저빔은, 하프 거울(12) 등에 의해 분기되어 모니터 다이오드(14)에 입사된 후, 전류로 변환되어 샘플링 회로(50)로 입력된다. 샘플링 회로(50)는 입력된 펄스의 피크값을 검출한다. 샘플링 회 로(50)의 출력은 APC(Automatic Power Control)회로(56)로 입력되고, 반도체 레이저(10)의 펄스 출력이 소정값으로 유지되도록 LD 펄스 구동 회로(54)를 제어한다. The laser beam, which is the pulse output from the
소정의 펄스 출력인 반도체 레이저(10)로부터의 레이저빔은 대물 렌즈(16)에 의해 수속되어 광 디스크(18)상에 스폿을 형성한다. 광 디스크(18)로부터 반사된 빔은 광학계를 되돌아 온 후, 다분할 영역으로 이루어진 수광 소자(20)에 입사한다. 이 수광 소자(20)는 포커싱 에러 신호(FE), 트래킹 에러 신호(TE) 및 RF 신호를 각각 검출하기 위해서 다분할 영역으로 구성되어 있다. The laser beam from the
다분할 영역으로 입사한 빔은 전기 신호로 변환된 후, 소정의 연산식에 따라서 연산기(30)에 의해 연산이 실행된다. 코일(22)을 광 디스크(18)에 대해서 수직 방향으로 이동시켜, 합초점에 대해 FE의 연산 결과를 기초로 포커스 서보를 ON으로 한다. 마찬가지로, TE의 연산 결과를 기초로 트래킹 서보를 ON으로 한다. 이후, 회전하고 있는 광 디스크(18)로부터 RF 신호가 받아들여진다. The beam incident on the multi-division region is converted into an electrical signal, and then the calculation is performed by the
광 디스크(18)상의 정보 신호가 각 연산기(30)로 입력된다. 본 실시예에서는, 수광 소자(20)로의 입력이 펄스이기 때문에, 각 연산기(30) 뒤에 LPF(Low Pass Filter)(32)가 삽입되어 신호를 평활화하는 것이 바람직하다. LPF(32)에서 평활화된 각 신호는 VCA(Voltage Control led Amplifier)(34)로 입력된다. 각 VCA(34)에서 출력된 신호는, 디지털 이퀄라이저(36)로 입력된 후, PWM(Pulse Width Modulator)(38)으로 보내진다. 이 경우, LPF(32)의 차단 주파수는 LD 구동 펄스의 클록 주파수의 2분의 1이하로 하는 것이 바람직하다. An information signal on the
PWM(38)으로부터 포커싱 신호(FOCS)가 코일(22)로, 트래킹 신호(TRKG)가 코 일(24)로 출력된다. 또 스핀들 모터 제어 신호(SPDL) 및 구동장치의 구동 신호(CARG)가 출력된다.The focusing signal FOCS is output from the
PLL(Phase-Locked Loop)(40)과 접속되는 변조기(42)로는, 예를 들면 CD의 경우에는 8-14변조라고 불리는 EFM(Eight to Fourteen Modulation)에 의한 부호 기록화 방식에 해당한 변조기가 사용된다. As the
또 디스크 판별하기 위한 신호가 FE, TE, RF 신호로부터 디스크 판별 회로(44)에서 생성되어 CPU(Central Processing Unit)(46)로 입력된다. CPU(46)는 또한 서보 컨트롤러(52), LD 펄스 구동 회로(54), RAM(Random Access Memory)(48) 등에 접속되어, 광 정보 기록 재생 장치 전체를 제어한다.The disc discrimination signal is generated by the
다음으로, 반도체 레이저(10)의 펄스 구동 조건에 대해서 설명하기로 한다. Next, pulse driving conditions of the
일반적으로, 중심 파장이 650nm인 DVD용 반도체 레이저 및 중심 파장이 780nm인 CD(또는 CD-ROM)용 재생전용 반도체 레이저에서의 최대 정격 출력은 5mW 또는 7mW 이하이다. DVD, CD, 및 이들 호환 광 디스크 규격에서, 이 최대 정격 출력으로 광 픽업이 실현 가능하다. In general, the maximum rated power of a semiconductor laser for DVD having a center wavelength of 650 nm and a semiconductor laser for reproduction (or CD-ROM) having a center wavelength of 780 nm is 5 mW or 7 mW or less. In DVD, CD, and these compatible optical disc standards, optical pickups are feasible with this maximum rated output.
예를 들면, CD용 780nm의 반도체 레이저를 채용한 경우, 각 광학 부품에 대한 780nm 광의 투과율을 각각 70%로 하고, 광학 부품수를 5개로 한다. 이 때 대물 렌즈 다음에, 반사율이 낮은 CD RW에도 대응되도록 CW=0.5mW를 얻기 위해서는, P1=0.5/(0.7×0.7×0.7×0.7)=4.25(mW)인 광 출력이 필요하다. 이 경우, 반도체 레이저의 최대정격이 5mW라면 충분히 가능하다. For example, when a 780 nm semiconductor laser for CD is employed, the transmittance of 780 nm light for each optical component is set to 70%, respectively, and the number of optical components is set to five. At this time, after the objective lens, in order to obtain CW = 0.5 mW so as to correspond to CD RW having a low reflectance, light output with P1 = 0.5 / (0.7 × 0.7 × 0.7 × 0.7) = 4.25 (mW) is required. In this case, if the maximum rating of a semiconductor laser is 5 mW, it is fully possible.
그런데 최근, 중심 파장이 405nm인 차세대 DVD를 포함한 호환 광학계 광 정 보 기록 장치가 요구되게 되었다. 이 경우, 3파장 모두에 대해서 투과율을 높게 유지하는 것은 매우 어렵다. 예를 들면, 405nm에서 90%의 투과율이 되도록 설계하더라도 780nm에서는 50%가 되는 경우가 많다. 또한, 각각의 파장에 대해서 위상 등을 맞추어야 하며, 각 파장에서 통과하는 광학 부품수는 필연적으로 증가한다.Recently, however, there has been a demand for a compatible optical optical information recording device including a next-generation DVD having a center wavelength of 405 nm. In this case, it is very difficult to maintain high transmittance for all three wavelengths. For example, even when designed to have a transmittance of 90% at 405 nm, it is often 50% at 780 nm. In addition, the phase and the like must be adjusted for each wavelength, and the number of optical components passing through each wavelength inevitably increases.
예를 들면, 780nm 파장의 5mW 출력의 반도체 레이저를 사용하는 경우로, 통과하는 광학 부품수가 6개이고, 투과율이 각각 70, 60, 70, 50, 70, 60%라고 하면, P2=5×0.7×0.6×0.7×0.5×0.7×0.6=0.31(mW)이 된다. 그런데, 이 광 출력에서는, 충분히 재생할 수 없는 경우가 발생한다. 광 디스크상에서 재생을 하는 데에 0.5mW가 필요하다고 한다면, 요구되는 반도체 레이저의 정격 출력은 P3=0.5/(0.7×0.6×0.7×0.5×0.7×0.6)=8.1(mW)이 된다. 따라서, 최대 정격 출력이 7mW인 재생용 반도체 레이저에서는 재생에 필요한 파워가 불충분해진다. 만일, CW출력=8mW에서 사용하면, 반도체 레이저 단면에서 온도 상승 등에 의해 COD(Catastrophic Optical Damage)가 일어나기 쉬어져, 반도체 레이저의 성능이 안정되지 않아 반도체 레이저의 수명을 단축시킬 가능성이 있다. For example, in the case of using a semiconductor laser of 5 mW output of 780 nm wavelength, assuming that the number of optical components passing through is six and the transmittances are 70, 60, 70, 50, 70, and 60%, respectively, P2 = 5 x 0.7 x 0.6 x 0.7 x 0.5 x 0.7 x 0.6 = 0.31 (mW). By the way, this optical output may not be able to fully reproduce. If 0.5 mW is required for reproducing on an optical disc, the rated power of the required semiconductor laser is P3 = 0.5 / (0.7 x 0.6 x 0.7 x 0.5 x 0.7 x 0.6) = 8.1 (mW). Therefore, the power required for regeneration is insufficient in the reproducing semiconductor laser whose maximum rated output is 7 mW. If CW power is used at 8 mW, catatrophic optical damage (COD) tends to occur due to temperature rise or the like in the cross section of the semiconductor laser, and the performance of the semiconductor laser is not stabilized, which may shorten the life of the semiconductor laser.
최대 정격 출력이 보다 큰 반도체 레이저를 사용하면 해결되지만, 지금까지의 반도체 레이저를 사용할 수 있다면 가격적으로 매우 유리하다. Using a semiconductor laser with a larger maximum rated power is solved, but it is very cost effective if a semiconductor laser can be used so far.
반도체 레이저 단면에서의 COD 등을 억제하여 보다 고출력을 얻기 위해서는, 적정한 조건에서 반도체 레이저를 펄스 구동하는 것이 바람직하다.(이 경우, 수광 소자로부터의 출력이 펄스가 되므로, 광 정보 장치를 구성하는 신호 처리를 포함하는 회로가 새롭게 설계될 필요가 있다.)In order to suppress COD in the semiconductor laser cross section and to obtain a higher output, it is preferable to pulse-drive the semiconductor laser under appropriate conditions. (In this case, since the output from the light receiving element becomes a pulse, a signal constituting the optical information device. Circuits involving processing need to be newly designed.)
도 2는 펄스 구동 조건의 일례를 나타내는 그래프도이다. 2 is a graph showing an example of pulse driving conditions.
CW출력=5mW의 출력이었던 반도체 레이저는, 펄스 구동에 의해 예를 들면, 약 10mW의 펄스 출력(Ppulse)으로 구동될 수 있다. 이 경우, 연속 최대 정격 출력(Pcw)이 5mW이더라도, 반도체 레이저는 하기 조건의 펄스 구동에 의해 연속 최대 정격 이상으로 출력할 수 있다. 이것은, 펄스 구동에 의해 온도 상승이 억제되어 펄스의 COD를 보다 높게 할 수 있기 때문이다. The semiconductor laser, which was a CW output = 5 mW output, can be driven, for example, by a pulse drive with a pulse output Ppulse of about 10 mW. In this case, even when the continuous maximum rated output Pcw is 5 mW, the semiconductor laser can output above the continuous maximum rating by pulse driving under the following conditions. This is because the temperature rise can be suppressed by pulse driving, and the COD of the pulse can be made higher.
펄스의 클록 주기(tLD)는 기록 변조 방식에 따른 채널 클록 주기의 양의 정수배로 할 수 있다. 또 클록 주기(tLD)는, 디스크 배속시의 2T의 2보다 큰 정수분의 1이하 등으로 하는 것이 바람직하다. 여기서, T는 채널 피트 길이의 시간폭이다. 3T는 도 3과 같이, 광 디스크의 배속수에 따라 다르지만 약 14ns 내지 약 694ns의 범위이다. 또한, 도 3과 같이, 레이저를 구동하는 펄스의 첫 시작은, 디스크에 기록되어 있는 신호의 피트 에지를 검출하고, 피트 에지에 도시하지 않은 회로에서 동기시키는 것도 가능하다. The clock period t LD of the pulses may be a positive integer multiple of the channel clock period according to the write modulation method. The clock period t LD is preferably equal to or less than an integer greater than 2 of 2T at the disc double speed. Where T is the time width of the channel pit length. 3T is in a range of about 14ns to about 694ns, depending on the speed of the optical disk, as shown in FIG. In addition, as shown in Fig. 3, the first start of the pulse for driving the laser can also detect the pit edge of the signal recorded on the disk and synchronize it in a circuit not shown on the pit edge.
여기서, 광 디스크로부터의 신호를 독해하는 경우의 동작에 대해서 보다 상세하게 설명하기로 한다.Here, the operation in the case of reading the signal from the optical disc will be described in more detail.
도 4는 광 디스크로부터의 신호를 독해하는 동작을 나타내는 흐름도이다. 광 정보 기록 재생 장치내의 광 픽업(도 1의 8)은 광 디스크(도 1의 18)의 내주로 이동한다(단계 S200). 반도체 레이저(도 1의 10)에는 펄스 전압이 인가된다(단계S202). 초점 코일(도 1의 22)을 광 디스크(18)와 수직 방향으로 상하 이동시켜 광 디스크(18)로부터의 반사광을 수광 소자(도 1의 20)에서 검출하도록 한다(단계 S204). 4 is a flowchart showing an operation of reading a signal from an optical disc. The optical pickup (8 in FIG. 1) in the optical information recording and reproducing apparatus moves to the inner circumference of the optical disk (18 in FIG. 1) (step S200). A pulse voltage is applied to the semiconductor laser (10 in FIG. 1) (step S202). The focus coil (22 in FIG. 1) is moved up and down in the vertical direction with the
다분할 영역으로 각각 입사한 빔으로부터 변환된 전류를 연산하여 FE, TE, RF 신호를 구한다. 이 때, FE 레벨에 의해 광 디스크가 장치에 세트되었는지 여부를 판별한다(단계 S206). FE 레벨이 NO이면, 광 디스크(18)를 삽입한다. FE, TE, and RF signals are obtained by calculating the converted currents from the beams respectively incident in the multi-division region. At this time, it is determined whether or not the optical disk is set in the apparatus by the FE level (step S206). If the FE level is NO, the
FE 레벨이 YES이면, FE의 피크값을 독해하여 설정값과의 비교에 의해 VCA의 이득을 조정한다(단계 S210). 이어서 합초점에서 포커스 서보를 ON으로 한다(단계 S212). If the FE level is YES, the peak value of the FE is read and the gain of the VCA is adjusted by comparison with the set value (step S210). Next, the focus servo is turned ON at the focusing point (step S212).
이어서, 스핀들 모터를 회전하여(단계 S214), TE의 피크값을 읽어내어 설정값과의 비교에 의해 VCA(도 1의 34)의 이득을 조정한다(단계 S216). 트래킹 서보를 ON으로 하여 온 트랙이 되면 OFF로 한다(단계 S218). 이어서, RF 신호를 받아들여(단계 S220), 재생 수속의 준비가 종료된다. Subsequently, the spindle motor is rotated (step S214), the peak value of TE is read out, and the gain of the VCA (34 in Fig. 1) is adjusted by comparison with the set value (step S216). If the tracking servo is turned on and the track is turned on, the tracking servo is turned off (step S218). Next, an RF signal is received (step S220), and preparation for reproduction procedure is complete | finished.
도 5는 제1 실시예의 제1 변형예를 나타내는 블록도이다. Fig. 5 is a block diagram showing a first modification of the first embodiment.
광 디스크(18)의 종류에 따라서 반도체 레이저(10)를 펄스 구동할지의 여부를 CPU(46)에서 판별하고, 반도체 레이저(10)의 광 출력이 커야 할 때에만 펄스 구동시켜 재생한다. 이 경우, 도 5에서의 스위치(60)를 LPF(32)의 출력 단자측에 접속하면 된다. 한편, 광 디스크(18)의 판별시를 포함하여 펄스 구동할 필요가 없는 경우는 스위치(60)를 연산기(30)의 출력 단자와 접속한다. 이와 같이 하면, 광 디스크(18)의 다양한 규격에 대해서 LPE를 통과해야 하는 신호만을 LPE를 통해서 최적의 RF 신호, FE, TE의 검출 방법을 선택할 수 있다. The
도 6은 제2 실시예에 따른 광 정보 기록 장치의 재생부의 요부를 나타내는 블록도이다. 6 is a block diagram showing a main portion of a reproduction unit of the optical information recording apparatus according to the second embodiment.
이 경우, 수광 소자(20)를 구성하는 다분할 영역에서의 전기 신호가 각각의 LPF(32)에 입력된다. 본 도면에서는, 주로 FE를 검출하기 위해서 중앙부 근방에 설치된 4분할 영역에서의 4개의 신호와, 주로 TE를 검출하기 위해서 4분할 영역의 양단에 마련된 2개의 영역으로부터의 2개의 신호의 합계 6개의 신호가 각각 LPF로 입력되어 있다. LPF의 출력은 연산기(30)로 입력된다. 이 경우, 파선으로 나타나는 연산 회로로의 입력은 상기 6개의 신호 중에서 에러 검출 방법에 의거하여 선택할 수 있다. 본 실시예에서도 LPF(32)에 의해 펄스 신호가 평활화되고, 그 후 연산기(30)로 입력된다. 또 인덕턴스(L) 및 캐퍼시터, 콘덴서(C)에 의해 구성되는 LPF를 수광 소자(20)와 함께 집적화한 OEIC(Opto-Electric Integrated Circuit)로 구성하면 소형화, 고성능화가 가능해진다. 또 재생용 반도체 레이저로부터의 펄스 발광 빔의 반사광의 수광 신호에 의해 피트의 유무를 판별하고, 펄스 파형이 제로 구간, 피트가 있는 경우에 이어지는 샘플링 기간도 피트가 있다고 예측함으로써 LPE를 생략할 수 있게 된다. In this case, electric signals in the multi-division regions constituting the
이상의 실시예에서는, LPF에 의해 펄스 신호를 평활화했다. 그러나 이것 이외의 수단으로도 펄스 신호의 평활화가 가능하다. In the above embodiment, the pulse signal was smoothed by LPF. However, the pulse signal can be smoothed by means other than this.
도 7은 제3 실시예에 따른 광 정보 기록 장치의 재생부의 요부를 나타내는 블록도이다. 7 is a block diagram showing a main portion of a reproduction unit of the optical information recording apparatus according to the third embodiment.
본 실시예에서는 수광 소자(20)의 주파수 대역을 도 8과 같이 구동 펄스의 클록 주파수의 2분의 1이하로 한다. 이와 같이 수광 소자(20)를 협대역으로 함으로써 펄스 신호에 비해 연속성을 갖는 신호로 만들 수 있다. 또한, LPF를 병용할 수도 있으나, 이 경우의 LPF는 제1 실시예에서와 비교하여, 단수가 저감된 LPF일 수도 있다. 이 결과, 가격의 저감이 가능해진다. In this embodiment, the frequency band of the
또한, 모니터 다이오드(14)에서도, 주파수 대역을 예를 들면 구동 펄스의 클록 주파수의 2분의 1이하로 함으로써 샘플링 회로(50)가 필요없도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 모니터 다이오드에 의해 수광된 상기 제2 반도체 레이저부터의 펄스 출력의 평균값에 의해 소정의 펄스 출력으로 자동 제어될 수 있다.In the
도 9는 펄스 구동 반도체 레이저를 사용한 도 1에 예시되는 재생부를 구비한 광 정보 기록 재생 장치를 나타내는 모식도이다. FIG. 9 is a schematic diagram showing an optical information recording and reproducing apparatus provided with a reproducing section illustrated in FIG. 1 using a pulse driving semiconductor laser.
본 도면에서, 반도체 레이저는 예를 들면 중심 파장이 780nm 또는 650nm이며 펄스 구동된다. 도 1에서의 반도체 레이저의 칩(80), 수광 소자의 칩(94), 회절 격자(92) 등이 동일 팩키지 속에 배치된 홀로그램 유닛(96)으로 되어 있으나, 재생 전용 기능을 가진 광 픽업(9)은 도 1에 예시된 광 픽업(8)과 거의 동일한 기능을 갖는다. In this figure, the semiconductor laser is pulse driven, for example, having a center wavelength of 780 nm or 650 nm. Although the
또한, 청색 반도체 레이저(82)로부터의 레이저빔이 프리즘(88)을 통과한 후, 콜리메이터 렌즈(86) 및 홀로그램 소자(90)에 의해 개구 제한을 행하여 대물 렌즈(16)에 의해 집광되어 광 디스크(18)로 입사한다. 한편, 780nm 또는 650nm 반도체 레이저 또는 780nm 및 650nm의 2파장 반도체 레이저는, 프리즘(88)을 통과한 후, 콜리메이터 렌즈(86) 및 홀로그램 소자(90)에 의해 개구 제한을 행하고, 또한 각 디스크의 커버 두께 0.6 mm, 1.2 mm로 맞추어 집광 각도를 바꾸고, 대물 렌즈(16)에 의해 집광되어 광 디스크(18)로 입사한다. 650nm 또는 780nm의 반사광은, 프리즘(88)을 통해서 홀로그램 유닛(96)으로 되돌아가고, 회절 격자(92)에서 회절, 분광되어 수광 소자(94)에 입사한다. 청색광은 프리즘(88)에 의해 절곡되어 수광 소자인 OEIC(84)로 입시한다. 이 경우, 예를 들면 청색광은 기록 및 재생을 행하지만, CD(CD-ROM 등을 포함함)용의 780nm 또는 DVD용의 650nm에서는 재생 전용으로 한다.Further, after the laser beam from the
본 도면에서 청색 반도체 레이저(82)(405nm)를 사용한 차세대 DVD 규격과의 호환성을 확보하기 위해서, 프리즘(88), 개구 제한 소자(90) 등의 광학 부품이 새롭게 요구된다. 또한 각 소자는 405nm, 650nm, 780nm의 3파장을 투과 혹은 반사시킬 필요가 있다. 이 때문에, 각 파장에 대해서 투과율, 반사율을 최적화하기는 어렵고, 어느 하나의 파장 또는 2개의 파장을 우선적으로 최적화하여 설계하는 것이 적지 않아, 각 파장에 대한 반사율, 투과율이 저하된다. 이 결과, 광 디스크(18)상에서 780nm 또는 650nm대의 광 출력이 CW(continuous wave) 동작에서는 부족하다. 그러나 홀로그램 유닛(96)에 배치된 반도체 레이저는 펄스 구동되고, 그 펄스 피크 광 출력은 CW 구동시의 최대 정격 광 출력보다 크게 함으로써, 재생에 충분한 펄스 피크 광 출력을 확보할 수 있다. In order to ensure compatibility with the next-generation DVD standard using the blue semiconductor laser 82 (405 nm) in this figure, optical components such as the
또한, 광 디스크상의 피트 에지에서 발생된 샘플링 기준 신호를 검출함으로써 제어되는 제1 실시예 내지 제3 실시예의 재생부를 구비한 광 정보 기록 재생 장치가 제공된다. Further, there is provided an optical information recording and reproducing apparatus provided with the reproducing sections of the first to third embodiments, which are controlled by detecting sampling reference signals generated at the pit edges on the optical disc.
또한, 제2 반도체 레이저로부터의 펄스 발광 빔의 광 디스크 반사광을 수광 소자에서 수광한다. 이 수광 신호에 의해 피트의 유무를 판별하고, 피트가 있는 경우에 이어지는 샘플링 기간도 피트가 있다고 예측하여, 오검출을 방지하는 재생부를 구비한 광 정보 기록 재생 장치가 제공된다. Further, the light disk reflection light of the pulsed light beam from the second semiconductor laser is received by the light receiving element. An optical information recording and reproducing apparatus provided with a reproducing section for judging the presence or absence of a pit by this light reception signal, predicting that there is a pit also in the subsequent sampling period when there is a pit, and preventing misdetection.
이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이 실시예들에 한정되는 것은 아니다. In the above, embodiment of this invention was described, referring drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.
예를 들면, 광 정보 기록 재생 장치를 구성하는 반도체 레이저, LPF, LD펄스 구동 회로, 광학 부품, 수광 소자 등의 구성 요소에서의 사이즈, 형상, 배치 등에 관해서 당업자가 행하는 각종 설계 변경 등도, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 한 본 발명에 포함된다. For example, various design changes made by those skilled in the art regarding the size, shape, arrangement, and the like in components such as a semiconductor laser, an LPF, an LD pulse driving circuit, an optical component, and a light receiving element, which constitute the optical information recording and reproducing apparatus, are also described. It is included in the present invention as long as it does not depart from the gist of the matter.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 정보 기록 재생 장치 및 그 구동 방법은, 반도체 레이저를 펄스 구동하여 고출력을 구현함으로써, 차세대 DVD를 포함시킨 호환성을 가진 광 정보 기록 재생 장치와 같은 고출력의 반도체 레이저를 필요로 하는 광 정보 기록 재생 장치에 종래의 반도체 레이저를 사용할 수 있게 하여, 제조비용을 저렴하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 반도체 레이저를 보다 안정적으로 구동할 수 있다.As described above, the optical information recording and reproducing apparatus and the driving method thereof according to the present invention provide a high output semiconductor such as a compatible optical information recording and reproducing apparatus including a next-generation DVD by pulse driving a semiconductor laser to implement high output. A conventional semiconductor laser can be used for an optical information recording and reproducing apparatus that requires a laser, which not only makes manufacturing cost low, but also enables the semiconductor laser to be driven more stably.
이러한 본원 발명인 광 정보 기록 재생 장치 및 그 구동 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The optical information recording and reproducing apparatus and the driving method thereof according to the present invention have been described with reference to the embodiments shown in the drawings for clarity, but these are merely exemplary, and those skilled in the art can various modifications and It will be appreciated that other equivalent embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.
Claims (22)
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