KR101310394B1 - 광학적 기록 방법 및 이를 적용하는 광 기록 장치 - Google Patents

광학적 기록 방법 및 이를 적용하는 광 기록 장치 Download PDF

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Abstract

광 기록 정책에 관련하여 기술된다. 광 기록 방법:은 기록 대상 정보에 대응하여, 기설정된 파워(Pm)의 기록 펄스를 포함하는 제 1 신호를 발생하는 단계; 상기 기록 펄스에 동기하는 것으로 상기 기록 펄스 파워(Pm)에 비해 높은 파워(Po)의 오버드라이브 펄스를 포함하는 제 2 신호를 발생하는 단계; 그리고 상기 제 1 신호와 제 2 신호를 합성한 구동 신호를 이용하여 광 디스크에 정보를 기록하는 단계;를 포함한다.

Description

광학적 기록 방법 및 이를 적용하는 광 기록 장치{optical recording method and optical recording device adopting the method}
광학적 기록 방법 및 이를 적용하는 광 기록 장치에 관련하며, 구체적으로 광 디스크에 대한 정보 기록 정책(Write Strategy)에 관련한다.
광 디스크 드라이브(Optical Disc Drive, 이하 ODD)는 기록 시간을 단축하고 양질의 재생 특성을 갖도록 특화되어 있는 제품들이다. 광 디스크에 기록한 정보가 열화(劣化, Deterioration)되지 않고 장기 보존이 가능하기 위해서는 고품질의 광 디스크가 필요하고, 기록 장치인 광 디스크 드라이브의 기록 특성이 우수해야 한다.
일반적인 광디스크는 보존 수명에 따른 기록 품질의 편차가 크다. 그것은 여러 가지 원인이 있지만 가장 큰 이유는 광디스크가 회전하면서 상하방향으로 진동하면서 회전하기 때문에 광파워가 일정하게 기록층에 도달하지 않기 때문이다. 그래서 포커스 서보(Focus Servo) 시스템으로 액츄에이터가 디스크 진동을 잘 추종하도록해야한다. 이러한 포커스 서보시스템이 동작하여도 광디스크에서 기록품질의 편차가 발생한다. 그 이유는 디스크의 반사층 두께가 일정하지 않기 때문이다. 광디스크의 반사층은 스퍼터링과 같은 물리적 증착법에 의해 제조되기 때문에 광디스크의 내주(內周, inner region)에서 중주(中周, intermediate region) 그리고 외주(外周, outer region) 부분에서 그 두께가 일정하지 않다. 일반적으로 반사층은 중주 부분에서 내주와 외주에서의 두께에 비해 두껍다. 이와 같이 부분적으로 두께가 다른 반사층을 가지는 광 디스크에 정보를 기록함에 있어서, 광 디스크의 내주부터 외주에 까지 동일한 광 파워(Optical Power)로 기록을 하게 되면, 광 디스크의 내주와 외주 영역에서는 과도하게 광 파워가 설정되어 기록된다. 광 디스크 드라이브에서, OPC(Optical Power Calibration) 과정은 광 디스크에 기록을 시작하기 전에 수행된다. 그러나, OPC는 광 디스크의 중주 부분에 대해 광 출력을 최적화하며, 결과적으로 내주와 외주 영역에서의 과도한 광 출력으로 이 부분에서의 기록정보의 장기 보존성이 떨어진다.
JP 2007-080404 A US 2008-018620 A1
본 발명은 일반적인 광디스크를 이용하여서도 장기보존이 가능한 광학적 기록 방법 및 이를 적용하는 장치를 제시한다.
본 발명에 따른 광학적 기록 방법은:
기록 대상 정보에 대응하여, 기설정된 파워(Pm)의 기록 펄스를 포함하는 제 1 신호를 발생하는 단계;
상기 기록 펄스에 동기하는 것으로 상기 기록 펄스 파워(Pm)에 비해 높은 파워(Po)의 오버드라이브 펄스를 포함하는 제 2 신호를 발생하는 단계; 그리고
상기 제 1 신호와 제 2 신호를 합성한 구동 신호를 이용하여 광 디스크에 정보를 기록하는 단계;를 포함하고,
상기 기록 펄스 파워(Pm)와 오버 드라이브 펄스의 파워(Po)들은 아래의 식을 만족한다.
1.1 ≤ (Pm + Po) / Pm ≤ 1.5
본 발명에 따른 광학적 기록 장치는:
광 디스크에 정보를 기록하는 광 픽업; 그리고
상기 광 픽업에 정보 기록용 구동 신호를 발생하는 구동회로; 를 구비하고,
상기 구동 회로:는
상기 정보에 대응하여, 기설정된 파워(Pm)의 기록 펄스를 포함하는 제 1 신호와, 상기 기록 펄스에 동기하는 것으로 상기 기록 펄스 파워(Pm)에 비해 높은 파워(Po)의 오버드라이브 펄스를 포함하는 제 2 신호를 발생하고, 그리고 상기 제 1 신호와 제 2 신호를 합성한 고주파 구동 신호를 상기 광 픽업으로 출력하며, 여기에서 상기 기록 펄스 파워(Pm)와 오버 드라이브 펄스 파워(Po)들은 아래의 식을 만족한다.
1.1 ≤ (Pm + Po) / Pm ≤ 1.5
상기 본 발명의 한 실시 예에 따르면, 상기 광 픽업으로 인가되는 구동 신호의 양의 펄스 레벨(A1)과 음의 펄스 레벨(A2)로부터 아래의 식에 의해 산출되는 광 기록지수(β)는 7%이하로 설정된다.
β = A1-A2/(A1+A2)
본 발명의 구체적인 한 실시 예에 따르면, 기록을 수행함에 있어서 상기 광 디스크를 CLV(Constant Linear Velocity, 등선속도) 또는 Z-CLV(Zone Constant Linear Velocity)로 액세스(구동)하며 이때에 β는 피드백 제어를 이용하는 SOPC(Scanning Optical Power Calibration)에 의해 조절한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 (Pm + Po) / Pm = 1.3, β=3 으로 설정한다.
도 1 (a)(b)는 정보 기록시 기록 파워의 펄스 형태를 보이다.
도 2은 피트의 형상(Pit Shape)에 대응하는 기록 펄스(write) 및 오버드라이브 펄스(overdrive) 패턴 및 이에 따른 레이저 다이오드(LD)에 대한 파워(LD power)의 패턴을 보인다.
도 3은 본 발명에 따른 광 디스크 드라이브의 개략적 구성을 보인다.
도 4는 CD-R 등의 광디스크를 장기 보존 시에 에러 율(error rate, C1, C2)의 발생 패턴을 측정한 결과를 보이는 그래프이다.
도 5는 에이징 시간의 증가에 따른 PI 에러 수를 나타내는 그래프이다.
이는 도 1의 (a), (b)에 도시된 바와
이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 예들에 따른 광학적 기록 방법 및 이를 적용하는 광 기록 장치에 대해 설명한다.
본 발명에 다른 광학적 기록 방법에 적용되는 광 디스크로는 CD(Compact Disc), DVD(Digital Versatile Disc), HD-DVD(High Definition-Digital Versatile Disc), BD(Blu-ray Disc), HVD(Holographic Versatile Disc)등이 있다.
본 발명은 기록한 정보의 열화로 억제하고 정보의 장기보존에 유리한 최적의 기록 방법을 제시하며, 높은 광 파워를 이용할 수 있음으로써 기록 품질 및 재생 특성을 향상한다.
잘 알려 진 바와 같이, 베타(β)는 아래의 식으로 정의된다.
Figure 112011078056866-pat00001
여기에서, 도 1의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, A1은 기록 파워의 양의 값이며, A2는 음의 값이다. 도 1의 (a)는 A1과 A2의 절대값이 같은 경우를 나타내며, (b)는 고출력 기록시 주로 사용되는 방법으로서 A1 가 A2 보다 큰 경우를 나타낸다.
본 발명은 높은 광 파워 하에서 제로(0)또는 최소의 양의 값을 가지는 베타(β) 값의 조건 하에서, 기록 정보의 장기 보전성을 보다 더 향상시킨다.
도 2는 피트의 형상(Pit Shape)에 대응하는 기록 펄스(write) 및 오버드라이브 펄스(Oover Drive) 패턴 및 이에 따른 레이저 다이오드(LD)에 대한 파워(LD power)의 패턴을 보인다. 도시된 바와 같이 레이저 다이오드 파워(LD Power)는 기록 파워와 오버드라이브 파워를 합한 형태의 펄스 파형을 가진다.
본 발명에 따른 광학적 기록 방법은 광학적으로 기록된 광 디스크 상의 콘텐츠의 장기 보존성을 향상하기 위하여 기록 (펄스) 파워(Pm)와 오버드라이브 (펄스) 파워(Po)의 비율 범위를 아래와 같이 제시한다.
Figure 112011078056866-pat00002
상기 기록 펄스 파워와 오버드라이브 파워는 제 1 신호와 제 2 신호의 생성 단계 및 이들의 신호를 합성하는 단계에 의해 발생된다.
본 발명의 방법은: ,
기록 대상 정보에 대응하여, 기설정된 레벨(Pm)의 기록 펄스를 포함하는 제 1 신호를 발생하는 단계;
상기 기록 펄스에 동기하는 것으로 상기 레벨(Pm)에 비해 높은 레벨(Po)의 오버드라이브 펄스를 포함하는 제 2 신호를 발생하는 단계; 그리고
상기 제 1 신호와 제 2 신호를 합성한 구동 신호를 이용하여 광 디스크에 정보를 기록하는 단계;를 포함하고,
상기 기록 펄스와 오버 드라이브 펄스의 레벨(Pm, Po)는 상기 수 2의 조건을 만족한다.
도 3은 본 발명에 따른 광 기록 장치의 일 실시 예인 광 디스크 드라이브(10)의 구성을 도식적으로 보인다.
광 디스크 드라이브(10)는 광 매체(11)로부터 정보를 읽어내거나 기록하는 광 픽업(12)을 포함한다. 광 픽업(12)은 일반적인 구조에서와 같이 대물렌즈, 레이저 다이오드(LD), 광 검출기 등의 광학계(12a)와, 광학계를 기구적으로 지탱하면서 포커싱, 트랙킹 동작을 일으키는 기구계(12b)를 포함한다. 광 픽업으로부터 RF 신호를 처리하는 RF 정보 처리부(13)는 엔코더/디코더를 포함하며, 그리고 RF 신호로부터 베타(β) 값을 검출하는 검출부(13a)를 구비한다. 상기 RF 정보 처리부(13)는 외부 호스트에 연결하기 위한 인터페이스(15)에 연결된다. 상기 검출부(13a)는 레이저 다이오드 드라이버(14)에 연결되어 베타 값을 전달한다. 레이저 다이오드 드라이버(14)는 기존의 구조에서와 같이 레이저 다이오드의 파워를 보정하는 SOPC(Scanning Optical Power Calibrator)를 포함한다. 상기 RF 정보 처리부(13), 레이저 드라이버(14), 인터페이스(15)는 마이크로프로세서를 포함하는 중앙 제어부(16)에 의해 통제된다.
여기에서, 상기 레이저 드라이버(14)는 전술한 제 1 신호 및 제 2 신호 및 이를 합성한 신호를 발생하며, 제 1 신호 및 제 2 신호에 포함되는 상기 기록 펄스와 오버 드라이브 펄스의 레벨(Pm, Po)들은 상기 수 2의 조건을 만족한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 광 기록지수인 β는 7%이하로 설정된다. 장기보존용으로 판매되는 ODD 제품들은 높은 광 파워 β>0 또는 β=0을 가지고 있다. 그것은 높은 광 파워를 이용하면 기록 품질이 좋고 재생특성이 좋아지는 것으로 알려져 있었기 때문이다. 그러나 본 발명은 기록된 광디스크가 열화되지 않고 장기보존이 되게 하기 위해서는 기록 품질을 생각할 때 0에 가장 가까운 양의 수가 좋으며 그것을 구현하기 위한 기록기술을 제시한다. 그러나 기록품질을 좋게 하기 위해 β를 낮은 양의 수로 만들어도 디스크가 회전하면서 진동과 반사층의 두께 변화에 따라 β 값은 변동한다. Β 값이 변동하면 지터(Jitter)가 커지고 이것은 곧 버스트 에러(Burst error), 블록 에러(Block error), 에러률(Error rate, PI/PO, C1/C2)의 발생율을 높이고 장기 보존 시에 열화(烈火, Deterioration )를 촉진하게 된다. 광 디스크에 일정한 낮은 최적의 β 를 설정하기 위해서는 최고배속에서는 가능하지 않다. 그러므로 최고 배속의 경우에는 장기보존을 할 수 있는 기록기술구현은 현실적으로 불가능하다. 그러므로 본 발명에서는 장기보존이 될 수 있는 최적의 기록기술을 기술한다.
본 발명의 구체적인 한 실시 예에 따르면, 상기 광 디스크 드라이브에 CLV(Constant Linear Velocity, 등선속도) 또는 Z-CLV(Zone- Constant Linear Velocity)로 액세스하며 이때에 β는 피드백 제어를 이용하는 상기 SOPC에 의해 조절된다.
광 디스크는 기록층과 반사층이 접해 있으며 기록층에 빔 스팟을 집광시키면 반사층과 열적 상호작용에 의해 반사층에 전달되는 열전달 특성이 디스크의 내주에서 외주까지 일정하지 않아서 기록 품질의 불균형을 초래한다. 그러므로 안정적인 기록품질을 위해서는 기록층과 반사층의 균일한 두께가 중요하다. 도 4는 CD-R 등의 광디스크를 장기 보존 시에 에러율(error rate, C1, C2)의 발생 패턴을 측정한 결과를 보이는 그래프이다. 그래프의 좌측은 내주를 나타내고 우측은 외주를 나타낸다. 광디스크의 중주는 반사층의 두께가 일정하고 비교적 넓은 면적을 차지하고, 내주와 외주는 반사층의 두께가 얇다.
잘 알려진 바와 같이 ECC 블록(Error Correction Code block)의 한 로(row)에 1 byte이상의 에러가 존재할 때 이것을 1 PI 에러라고 하는데, 아래의 표 1, 2는 PI 에러 측정 결과를 보인다.
구분 0hr 500hr 1000hr 1500hr 2000hr % Result
#1 20.2 13.3 46.5 80.4 85.4 423% NG
#2 18.5 10.7 109.7 127.4 130.3 704% NG
#3 30.5 51.1 198.2 206.9 216.4 710% NG
#4 24.7 31.3 131.4 171.8 178 721% NG
#5 12.4 8.4 9.6 26.9 47.3 381% GD
#6 26 23.1 19.8 26.8 51.7 199% GD
#7 27.9 23.1 32.2 43.8 66.3 238% GD
#8 18.8 20 193.3 246.1 244.2 1299% NG

구분 0hr 500hr 1000hr 1500hr 2000hr %　 Result
#1 23.2 8.9 11.6 30.2 60.1 259% NG
#2 18.7 11.6 21.4 51.4 88.7 474% NG
#3 31 66.2 61.6 113 175.3 565% NG
#4 23.3 10.2 34.2 69.9 101.5 436% NG
#5 14.6 7.9 10.8 15.7 21.1 145% GD
#6 24.7 37.5 24.5 23.4 34.1 138% GD
#7 21.6 60.8 40.2 32 38 176% GD
#8 17.7 9.5 32.2 53.4 71.3 403% NG
표 1과 표 2는 β= 3%, 각각 85℃에서 85% 및 70%의 습도 조건에 수행된 PI에러 측정 결과를 각각 보인다.
위의 결과에 따르면 #5, 6, 7의 결과가 좋으며, 그 나머지는 좋지 않다.#5, 6, 7의 결과는 비율이 1.3에 대한 결과를 보이며, 그 나머지는 1.1 이하 및 1.5 이상의 결과로서, 장기 보존에 적합함을 나타낸다.
다양한 실험결과 본 발명에 따르면 β = 7% 이하에서 1.1 ≤ (Pm + Po) / Pm ≤ 1.5 범위에서 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 기록에 있어서, SOPC 어드레스(Scanning Optical Power Calibration Address)를 더욱 촘촘하게 (예를 들어 10000h에서 8000h로 변경) 스캐닝을 수행한다. 마지막으로 광 디스크의 외주에서 β 가 올라가는 것을 막기 위해 엔드 어드레스(End address)를 230000h에서 255000h로 변경한다. 이렇게 한 상태에서 β 측정오차를 5%이하로 설정하면 β 의 값을 내주에서 외주까지 일정하게 기록할 수 있다.
본 발명에 따라, 다양한 실험을 통해 얻은 결과를 종합한 결과, (Pm + Po) / Pm = 1.3, β=3에 매우 우수한 장기 보존성을 나타나는 것으로 확인되었다. 이러한
도 5는 에이징 시간의 증가에 따른 PI 에러 수를 나타내는 그래프이다. 그래프에서, a와 b는 공히 85℃에서 85%및 70%의 습도 조건 하에서의 본 발명에서 제안한 기록기술을 적용하였을 때에 대한 노화 가속실험의 결과이다. 25℃/ RH 50% 조건 하에서 일반적인 DVD-R의 예상수명을 구해본 결과 95% 정확도일 때 758000시간(hr) = 86.6년인 것으로 계산된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 기록 대상 정보에 대응하여, 기설정된 파워(Pm)의 기록 펄스를 포함하는 제 1 신호를 발생하는 단계;
    상기 기록 펄스에 동기하는 것으로 상기 기록 펄스 파워(Pm)에 비해 높은 파워(Po)의 오버드라이브 펄스를 포함하는 제 2 신호를 발생하는 단계; 그리고
    상기 제 1 신호와 제 2 신호를 합성한 구동 신호를 이용하여 광 디스크에 정보를 기록하는 단계;를 포함하고,
    상기 기록 펄스 파워(Pm)와 오버 드라이브 펄스의 파워(Po)들은 아래의 식을 만족하는 광학적 기록 방법.
    1.1 ≤ (Pm + Po) / Pm ≤ 1.5
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기록 펄스 파워의 양의 펄스 레벨(A1)과 음의 펄스 레벨(A2)에 의해 아래와 같이 정의되는 β 는 7%이하로 설정하는 것을 특징으로 하는 광학적 기록 방법.
    β = A1-A2/(A1+A2)
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광 디스크에 대한 정보 기록이 CLV(Constant Linear Velocity)에서 수행하는 것을 특징으로 하는 광학적 기록 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광 디스크에 대한 정보 기록이 Z-CLV(Zone Constant Linear Velocity)에서 수행하는 것을 특징으로 하는 광학적 기록 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 디스크에 대한 정보 기록이 CLV에서 수행되고, 그리고
    상기 (Pm + Po) / Pm = 1.3, β=3으로 설정하는 것을 특징으로 하는 광학적 기록 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 디스크에 대한 정보 기록이 Z-CLV에서 수행되고, 그리고
    상기 (Pm + Po) / Pm = 1.3, β=3으로 설정하는 것을 특징으로 하는 광학적 기록 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 (Pm + Po) / Pm = 1.3, β=3으로 설정하는 것을 특징으로 하는 광학적 기록 방법.
  8. 광 디스크에 정보를 기록하는 광 픽업; 그리고
    상기 광 픽업에 정보 기록용 구동 신호를 발생하는 구동회로; 를 구비하고,
    상기 구동 회로:는
    상기 정보에 대응하여, 기설정된 파워(Pm)의 기록 펄스를 포함하는 제 1 신호와, 상기 기록 펄스에 동기하는 것으로 상기 기록 펄스 파워(Pm)에 비해 높은 파워(Po)의 오버드라이브 펄스를 포함하는 제 2 신호를 발생하고, 그리고 상기 제 1 신호와 제 2 신호를 합성한 고주파 구동 신호를 상기 광 픽업으로 출력하며, 여기에서 상기 기록 펄스 파워(Pm)와 오버 드라이브 펄스 파워(Po)들은 아래의 식을 만족하는광 디스크 드라이브.
    1.1 ≤ (Pm + Po) / Pm ≤ 1.5
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기록 펄스 파워의 양의 펄스 레벨(A1)과 음의 펄스 레벨(A2)에 의해 아래와 같이 정의되는 β 는 7%이하로 설정하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
    β = A1-A2/(A1+A2)
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 광 디스크에 대한 정보 기록이 CLV(Constant Linear Velocity)에서 수행하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
  11. 제 8항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 광 디스크에 대한 정보 기록이 Z-CLV(Zone Constant Linear Velocity)에서 수행하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 디스크에 대한 정보 기록이 CLV에서 수행되고, 그리고
    상기 (Pm + Po) / Pm = 1.3, β=3으로 설정하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 디스크에 대한 정보 기록이 Z-CLV에서 수행되고, 그리고
    상기 (Pm + Po) / Pm = 1.3, β=3으로 설정하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 (Pm + Po) / Pm = 1.3, β=3으로 설정하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
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