KR101244908B1 - 광기록 매체에 대한 최적 재생 파워를 결정하는 방법 및 장치 - Google Patents

광기록 매체에 대한 최적 재생 파워를 결정하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라 초해상 광기록 매체에 대한 최적 재생 조건을 결정하는 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 적어도 일부의 마크의 길이가 분해능보다 작은 광 기록 매체의 최적 재생 조건을 결정하는 방법은, 상기 분해능에 가장 가까운 길이를 가지는 마크에 대한 최적 재생 조건을 획득하는 단계와, 상기 획득된 최적 재생 조건을 이용하여 상기 광 기록 매체의 최적 재생 조건을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

광기록 매체에 대한 최적 재생 파워를 결정하는 방법 및 장치{Method and apparatus for determining optimum reproduction power for optical recording medium}
도 1은 종래 기술에 따라 초해상 광 기록 매체에서의 재생 파워 특성,
도 2는 초해상 광 기록매체에서 2T 마크에 최적인 재생 파워와 3T 마크에 최적인 재생 파워를 이용하여 재생을 하였을 때의 마크 길이와 CNR의 관계,
도 3은 초해상 광 기록매체에서 2T 마크에 최적인 재생 파워와 3T 마크에 최적인 재생 파워를 이용하여 재생을 하였을 때의 마크 길이와 모듈레이션의 관계,
도 4는 초해상 광 기록매체에서 2T 마크와 3T 마크에 대해 재생 파워에 따른 진폭 및 bER의 관계,
도 5는 본 발명에 따른 초해상 광 기록 매체의 기록/재생 장치의 개략도,
도 6은 본 발명에 따라 초해상 광 기록 매체의 최적 재생 조건을 결정하는 방법의 과정을 나타내는 흐름도.
본 발명은 광 기록 매체에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 초해상 광기록 매체에 대한 최적 재생 조건을 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 고밀도 정보 저장 매체 및 그 매체를 이용한 재생 파워 선택 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초해상을 이용하는 광디스크에 있어, 디스크가 드라이브에 최적의 재생 power를 설정하는 방법에 관한 것이다.
초해상 광디스크는 그 재생 방식에 있어서 기존의 다른 광디스크와는 다르다. 일정한 온도의 상승에 의한 광학적인 굴절율 변화에 의하여, 기록된 또는 미리 형성된 피트의 정보를 재생하는 초해상 광디스크는 도 1에 도시된 바와 같이 매우 급격한 재생 파워 임계치가 있다. 파장 405nm, NA 0.85로 ( 이때 분해능은 405nm / ( 4 X 0.85 ) = 119nm 임) 75nm 마크 (2T에 해당) 및 112.5nm 마크(3T에 해당)를 기록할 경우, 대략 재생 파워 1.8mW에서 급격히 C/N이 증가하는 경향을 볼 수 있다. 이로써 초해상 광디스크의 기본적인 원리에 의한 재생 파워의 급격한 임계치 현상에 따라 초해상 광 디스크의 재생 동작에 미치는 영향이 매우 큼을 알 수 있다.
따라서 초해상 광디스크의 경우에는 적절한 재생 파워를 결정하는 것이 중요한 문제로 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여 레이저 빔의 분해능보다 작은 마크를 기록하고 재생할 수 있어 대용량의 정보를 사용하는 것이 가능한 초해상 광기록 매체의 최적 재생 조건을 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징은, 적어도 일부의 마크의 길이가 분해능보다 작은 광 기록 매체의 최적 재생 조건을 결정하는 방법에 있어서, 상기 분해능에 가장 가까운 길이를 가지는 마크에 대한 최적 재생 조건을 획득하는 단계와, 상기 획득된 최적 재생 조건을 이용하여 상기 광 기록 매체의 최적 재생 조건을 결정하는 단계를 포함하는 것이다.
상기 최적 재생 조건 획득 단계는, 상기 분해능에 가장 가까운 길이를 가지는 마크를 상기 광 기록 매체에 기록하는 단계와, 상기 광 기록 매체에 재생 파워를 가변시키면서 재생 빔을 조사하고 상기 광 기록 매체로부터 반사된 빔을 수광하여 재생 RF 신호의 레벨 변화를 검출하는 단계와, 상기 검출된 재생 RF 신호의 레벨이 최대가 되는 시점의 재생빔의 파워를 최적 재생 파워로 설정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징은, 적어도 일부의 마크의 길이가 분해능보다 작은 광 기록 매체의 최적 재생 조건을 결정하는 장치에 있어서, 상기 광 기록 매체에 마크를 기록하기 위한 기록 빔을 조사하고, 상기 광 기록 매체에 기록된 마크를 재생하기 위해 재생 빔을 조사하고, 상기 광 기록 매체로부터 반사된 빔을 수신하는 픽업부와, 상기 분해능에 가장 가까운 길이를 가지는 마크에 대한 최적 재생 조건을 획득하고, 상기 획득된 최적 재생 조건을 이용하여 상기 광 기록 매체의 최적 재생 조건을 결정하는 제어부를 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징은, 적어도 일부의 마크의 길이가 분해능보다 작은 광 기록 매체의 기록/재생 장치에 있어서, 상기 광 기록 매체에 상기 분해능에 가장 가까운 길이를 가지는 마크를 기록하기 위한 기록 빔을 조사하고, 상기 광 기록 매체에 기록된 마크를 재생하기 위해 재생 빔을 조사하고, 상기 광 기록 매체로부터 반사된 빔을 수신하는 픽업부와, 상기 픽업부로부터 수신된 신호의 레벨을 검출하는 검출부와, 상기 검출부로부터의 검출된 신호의 크기가 최대가 되는 시점의 재생 파워를 상기 광 기록 매체에 대한 최적 재생 파워로 결정하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 결정된 최적 재생 파워로 재생 빔을 조사하도록 상기 픽업부를 제어하는 파워 제어부를 포함하는 것이다.
상기 제어부는, 상기 검출부로부터 검출된 신호의 크기가 최대가 되는 시점을 찾기 위해 파워를 가변시켜가면서 픽업부를 제어하도록 상기 파워제어부를 더 제어하는 것이 바람직하다.
이제, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
먼저, 초해상 광 기록 매체에서 최적의 재생 파워를 찾기 위한 몇가지 실험 결과를 설명한다.
실험에는 파장 405nm, NA 0.85, 분해능은 405nm / ( 4 X 0.85 ) = 119 nm 인 픽업을 사용하였으며, 기록조건은 선속도 2.5 m/sec, 기록 파워 Pw 10.8 mW, 마크 길이 75 nm 및 112.5nm 이다.
405nm, NA 0.85 픽업을 사용하는 일반적인 광디스크의 경우 최소 마크의 길이가 약 150nm가 된다. 본 발명에 따른 실험에서 초해상 광디스크는 일반적인 광디스크의 2배의 기록 용량을 갖도록 최소 마크의 길이를 75nm로 절반의 크기를 갖 도록 하였다. (1,7) code를 사용할 경우 75nm를 2T로 하면, 112.5nm는 3T에 해당이 되며, 분해능(119 nm)에 최인접한 마크이다 .
bER 측정시는 이진 신호 검출방법 중에 레벨 검출 방법인 PRML이 이용되었다.
도 2는 초해상 광 기록매체에서 2T 마크에 최적인 재생 파워와 3T 마크에 최적인 재생 파워를 이용하여 재생을 하였을 때의 마크 길이와 CNR의 관계를 나타낸다.
도 2를 참조하면, "■"(210)는 2T 마크의 재생을 최적으로 할 수 있는 재생 파워(이하, 2T 최적 파워)를 이용하여 재생시 마크 길이에 따른 CNR을 나타내고, "●"(220)는 3T 마크의 재생을 최적으로 할 수 있는 재생 파워(이하, 3T 최적 파워)를 이용하여 재생시 마크 길이에 따른 CNR을 나타낸다. 2T 최적 파워(Pr=2.2mW)로 마크들을 재생할 경우 다른 T에 비해 분해능에 가까운 길이를 가지는 3T의 CNR(230)이 현저히 낮은 것을 알 수 있으며, 3T 최적 파워(Pr=2.9mW)로 마크들을 재생할 경우 3T의 CNR(240)이 현저히 향상되는 것을 알 수 있다.
도 2에 도시된 결과로부터 초해상 광 기록 매체의 최적 재생 파워 결정시 최단 마크(예를 들어, 2T 마크)의 재생을 최적으로 할 수 있는 재생 파워 보다는 분해능에 가까운 길이의 마크(예를 들어, 3T)의 재생을 최적으로 할 수 있는 재생 파워를 이용하여 마크들을 재생하는 것이 CNR 측면에서 바람직함을 알 수 있다.
도 3은 초해상 광 기록매체에서 2T 마크에 최적인 재생 파워(Pr=2.2mW)와 3T 마크에 최적인 재생 파워(Pr=2.7mW)를 이용하여 재생을 하였을 때의 마크 길이에 따른 모듈레이션 결과를 나타낸다.
모듈레이션(Modulation)은 최장T에 대한 최단T의 비율로서, 이러한 모듈레이션은 마크 길이가 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 보이는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, "■"(310)는 2T 마크의 재생을 최적으로 할 수 있는 재생 파워(이하, 2T 최적 파워)를 이용하여 마크들을 재생하였을 때의 마크 길이에 따른 모듈레이션을 나타내고, "●"(320)는 3T 마크의 재생을 최적으로 할 수 있는 재생 파워(이하, 3T 최적 파워)를 이용하여 마크들을 재생하였을 때의 마크 길이에 따른 모듈레이션을 나타낸다.
2T 최적 파워(Pr=2.2mW)를 이용하여 마크들을 재생하였을 때 2T 마크에 대한 모듈레이션(330)이 3T 마크에 대한 모듈레이션(340)보다 큰 값을 가짐을 알 수 있으며, 이것은 bER에 악영향을 줄 수 있다. 이는, bER을 측정하기 위하여 레벨 검출 방식인 PRML 이용 시, 2T 마크에 대한 모듈레이션이 3T 마크에 대한 모듈레이션보다 큰 경우, 2T 마크와 3T 마크를 혼동할 수 있기 때문이다. 그러나, 3T 최적 파워(Pr=2.7mW)를 이용하여 마크들을 재생하였을 때는 마크의 크기가 증가할수록 모듈레이션도 선형적으로 증가하며, 이것은 bER에 순영향을 줄 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 결과로부터 초해상 광 기록 매체의 최적 재생 파워 결정시 최단 마크(예를 들어, 2T 마크)의 재생을 최적으로 할 수 있는 재생 파워 보다는 분해능에 가까운 길이의 마크(예를 들어, 3T)의 재생을 최적으로 할 수 있는 재생 파워를 이용하여 마크들을 재생하는 것이 모듈레이션 측면에서 바람직함을 알 수 있다.
도 4는 초해상 광 기록매체에서 2T 마크와 3T 마크에 대해 재생 파워에 따른 진폭 및 bER의 관계를 나타낸다.
도 4를 참조하면, "■"(410)는 2T 마크에 대해 재생 파워에 따른 RF 레벨 진폭(amplitude)를 나타내고, "●"(420)는 3T 마크에 대해 재생 파워에 따른 RF 레벨 진폭(amplitude)를 나타내고, "▼"(430)는 재생 파워에 따른 bER을 나타낸다.
초해상 기록 매체에 조사되는 재생 빔의 파워를 증가시킴에 따라 2T RF 신호 레벨의 진폭(410) 및 3T RF 신호 레벨의 진폭(420)이 증가하여, 소정 재생파워 이상에서 2T RF 신호 레벨의 진폭 및 3T RF 신호 레벨의 진폭이 최대가 되었다가, 더 재생 파워를 증가하면 2T RF 신호 레벨의 진폭(410) 및 3T RF 신호 레벨의 진폭(420)이 감소하게 된다. 그러나, 2T RF 신호 레벨의 진폭(410)및 3T RF 신호 레벨의 진폭(420)이 최대가 되는 재생파워는 다른 것을 알 수 있다. 즉, 2T RF 신호 레벨의 진폭(410)이 최대가 되는 재생 파워는 대략 2.25mW 근처이고, 3T RF 신호 레벨의 진폭(420)이 최대가 되는 재생 파워는 대략 3.0 mW 근처이다.
또한, bER(430)의 경우, 대략 3.0mW의 재생파워 즉, 3T RF 신호 레벨의 진폭이 최대가 되는 부근에서 bER이 최적이 되는 것을 알 수 있다.
도 4에 도시된 결과로부터, 초해상 광 기록 매체의 최적 재생 파워 결정시, 최단 마크(예를 들어, 2T 마크)의 재생 신호의 크기를 최적으로 할 수 있는 재생 파워 보다는 분해능에 가까운 길이의 마크(예를 들어, 3T)의 재생 신호의 크기를 최적으로 할 수 있는 재생 파워를 이용하여 마크들을 재생하는 것이 bER 측면에서 바람직함을 알 수 있다.
이상과 같이 도 2 내지 4를 참조하여, 최단 마크에 최적인 재생 파워와 분해능에 가까운 마크에 최적인 재생 파워를 비교한 결과, CNR, 모듈레이션, bER의 경우 모두 최단 마크에 최적인 재생 파워 보다는 분해능에 가까운 마크에 최적인 재생 파워를 이용하는 것이 더 좋은 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 초해상 광 기록 매체의 기록/재생 장치의 개략도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초해상 기록 매체의 기록/재생 장치는 픽업부(510), 연산부(520), 검출부(530), 제어부(540) 및 파워 제어부(550)를 포함한다.
픽업부(510)는 초해상 기록 매체(100)에 광을 조사하여 마크를 기록하거나 초해상 기록 매체(100)로부터 반사된 광을 수신하여 마크를 재생한다. 특히, 본 발명에 따라 픽업부(510)는 초해상 기록 매체(100)에 최적인 재생 파워를 결정하기 위해 초해상 기록 매체(100)의 분해능에 가까운 길이를 가지는 마크를 기록하기 위해 광을 조사하고, 재생 빔을 입사시켜 상기 마크로부터 반사된 광을 수신한다.
픽업부(510)는 광을 조사하는 레이저 다이오드(10), 상기 레이저 다이오드(10)로부터 조사되는 광을 평행하게 해주는 콜리메이팅 렌즈(20), 입사광의 진행 경로를 변환하는 빔스프리터(30), 상기 빔스프리터(30)를 통과한 광을 초해상 기록 매체(100)에 집속시키는 대물렌즈(40)를 포함한다. 상기 픽업부(510)는 초해상 기록 매체(100)에 재생빔을 조사한다.
상기 초해상 기록 매체(100)에서 반사된 광은 상기 빔스프리터(30)에 의해 반사되어 광검출기(50)에서 수광된다. 여기서 상기 광검출기(50)로는 4분할 광검출기 등이 이용될 수 있다. 상기 광검출기(50)에서 수광된 광은 연산회로부(520)를 거쳐 전기신호로 변환되어 RF 신호로 출력된다.
상기 검출부(530)는 연산회로부(520)로부터 출력된 RF 신호의 레벨 변화를 검출하여 제어부(540)로 출력한다.
상기 제어부(540)는 상기 검출부(530)에서 검출된 RF 신호의 레벨 변화를 이용하여, 최적 재생파워를 산출한다. 즉, 제어부(540)는 상기 RF 신호의 레벨 변화를 관측하여 상기 RF 신호 레벨이 최대가 되는 시점의 재생빔의 파워를 이용하여 최적 재생 파워를 결정한다. 그리고, 제어부(540)는 결정된 최적 재생 파워에 대한 정보를 파워 제어부(550)로 제공한다. 특히, 본 발명에 따른 제어부(540)는 초해상 기록 매체(100)에 최적인 재생 파워를 얻기 위해 초해상 기록 매체(100)의 분해능의 길이에 가까운 마크를 기록하도록 다른 구성요소들을 제어하고, 상기 기록된 마크로부터 수신된 RF 신호의 레벨이 최대가 되는 시점을 찾기 위해 재생 파워 레벨을 증가시켜가면서 또는 감소시켜가면서 재생 파워를 조절하도록 파워제어부(550)를 제어한다. 그리고, 상기 초해상 기록 매체(100)에 기록된 상기 분해능의 길이에 가까운 마크로부터 수신된 RF 신호의 레벨이 최대가 되는 시점에서의 재생 파워를 이 초해상 기록 매체(100)의 최적 재생 파워로 결정하고, 이러한 최적 재생 파워로 레이저 다이오드(10)의 파워를 제어하도록 파워 제어부(550)를 제어한다.
상기 파워 제어부(550)는 상기 제어부(540)에서 결정된 최적 재생 파워를 이 용하여 상기 레이저 다이오드(10)에서 조사되는 빔의 파워를 조절한다. 여기서, 상기 파워 제어부(80)는 상기 레이저 다이오드(51)에서 조사되는 광원의 파워를 순차적으로 증가시키면서 조사하도록 레이저 다이오드(10)를 제어함으로써, 상기 제어부(540)에서 최적 재생 파워를 산출할 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명에 따라 초해상 광 기록 매체의 최적 재생 조건을 결정하는 방법의 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 초해상 기록 매체에 기록빔을 조사하여(610), 분해능에 가장 가까운 마크를 모노톤으로 기록한다(620). 이때 최적 재생 파워는 기록 빔을 조사하는 기록 파워에 상관이 없기 때문에, 기록 파워는 최적 기록 파워로 설정할 필요는 없다. 롬-피트(ROM-Pit) 마크, 프리-레코디드(Pre-Recorded) 마크, 또는 워블(Wobble)로 미리 기록된 기록 파워를 이용하거나, 또는 마크가 기록되는 기록 파워를 결정하여 이용할 수도 있다. 앞서 실험 결과에서 본 바와 같이 초해상 기록 매체의 경우 가장 짧은 마크보다는 분해능에 가까운 길이의 마크를 재생하는 최적 파워가 CNR, 모듈레이션, bER 측면에서 효과가 좋기 때문에 최적 재생 파워 결정을 위해 분해능에 가까운 길이의 마크를 기록하는 것이 바람직하다.
다음, 초해상 기록 매체에 재생빔을 조사한다(630).
다음, 상기 재생빔의 파워를 낮은 파워로부터 순차적으로 조금씩 올려가면서, 재생 파워로 재생 RF 신호의 레벨 변화를 검출한다(640).
재생 RF 신호의 레벨 변화 검출 결과 상기 재생 RF 신호의 레벨이 최대가 되는지를 검사한다(650). 만약, 재생 RF 신호가 최대가 되지 않는다면, 재생빔의 파 워를 증가시켜(670), 재생 빔을 입사하고(630), 재생 RF 신호의 레벨 변화를 검출하고(640), 재생 RF 신호가 최대가 되었는지를 판단(650)하는 단계를 반복한다.
재생 RF 신호의 크기가 최대가 되어 재생빔의 파워를 증가시켜도 더 이상 증가되지 않는다면 그 시점의 재생빔의 파워를 최적 재생 파워로 결정한다(660).
이상 설명한 바와 같은 최적 재생 조건 결정 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 최적 재생 조건 결정 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관 점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 초해상 기록 매체의 재생 파워를 최적으로 결정하여 초해상 기록 매체로부터 재생되는 신호의 품질을 향상시켜 고용량의 기록 재생을 실현할 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 적어도 하나의 마크의 길이가 기록/재생 장치의 광픽업의 분해능보다 짧은, 초해상 광기록매체에 기록된 마크들의 최적 재생 파워를 결정하는 방법에 있어서,
    제1 마크를 기록하는 단계와,
    상기 광 기록매체에 대한 재생 파워를 변화시키면서, 상기 제1마크가 기록된 상기 광기록매체의 위치에 재생 빔을 조사하고 상기 위치로부터 반사된 빔을 수신하여, 재생 주파수 신호의 진폭의 변화를 검출하는 단계와,
    상기 검출된 재생 주파수 신호의 진폭이 최대가 될 때, 상기 재생 빔의 파워를 상기 광기록매체에 기록된 마크들의 최적 재생 파워로서 설정하는 단계를 포함하고,
    상기 제1마크는 광픽업의 분해능보다 더 짧은 길이를 가지는 적어도 하나의 마크의 길이보다는, 상기 광픽업의 분해능에 가까운 길이를 가지도록 기록되는 것을 특징으로 하는, 최적 재생 파워 결정 방법.
  2. 삭제
  3. 적어도 하나의 마크의 길이가 기록/재생 장치의 광픽업의 분해능보다 짧은, 초해상 광기록매체에 기록된 마크들의 최적 재생 파워를 결정하는 장치에 있어서,
    상기 광 기록 매체에 마크를 기록하기 위한 기록 빔을 조사하고, 상기 광 기록 매체에 기록된 마크를 재생하기 위해 재생 빔을 조사하고, 상기 광 기록 매체로부터 반사된 빔을 수신하는 픽업부와,
    제1 마크를 기록하도록 상기 픽업부를 제어하고, 상기 광 기록매체에 대한 재생 파워를 변화시키면서, 상기 제1마크가 기록된 상기 광기록매체의 위치에 재생 빔을 조사하고 상기 위치로부터 반사된 빔을 수신하여, 재생 주파수 신호의 진폭의 변화를 검출하고, 상기 검출된 재생 주파수 신호의 진폭이 최대가 될 때, 상기 재생 빔의 파워를 상기 광기록매체에 기록된 마크들의 최적 재생 파워로서 설정하는 제어부를 포함하며,
    상기 제1마크는 광픽업의 분해능보다 더 짧은 길이를 가지는 적어도 하나의 마크의 길이보다는, 상기 광픽업의 분해능에 가까운 길이를 가지도록 기록되는 것을 특징으로 하는 최적 재생 파워 결정 장치.
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