KR19980078990A - 디브이디알 시스템의 레이져 파워 안정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터의 기록을 위해 광디스크에 조사되는 레이저 파워의 레벨에 대응하는 광검출 신호와 기록 기준 신호간의 오차를 검출하여 오차 신호를 발생하는 오차 검출부를 구비하며, 상기 오차 검출부에서 검출된 오차 신호에 의거하여 데이터의 기록을 위한 레이터 파워를 자동으로 제어하는 DVDR 시스템의 레이저 파워 안정화 장치에 관한 것으로서, 상기 광검출 신호와 기설정된 기준 레벨을 비교하여 오버 슈트 발생을 검출하는 비교부; 상기 광검출 신호의 오버 슈트를 제거하기 위한 평활부; 상기 비교부의 비교 결과, 상기 광검출 신호가 기설정된 기준 레벨보다 작으면, 상기 광검출 신호를 상기 오차 검출부에 제공하고, 상기 광검출 신호가 기설정된 기준 레벨보다 크면, 상기 광검출 신호를 상기 평활부에 제공하는 스위치; 상기 비교부의 비교 결과에 대응적으로 상기 스위치를 제어하는 마이컴을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 DVDR 시스템의 레이저 파워 안정화 장치를 제공하므로써, 데이터 기록시 피드백 신호에 발생하는 오버 슈트를 제거하여, 레이져 파워를 안정되게 유지되도록 하므로써, 보다 정확한 데이터 기록을 수행할수 있는 효과가 있다.

Description

디브이디알 시스템의 레이져 파워 안정화 장치

본 발명은 기록, 소거, 재생이 가능한 DVDR(Digital Video Disc Recorder) 시스템에 관한 것으로서, 특히 데이터 기록을 위한 레이져 파우어(Laser Power)가 항상 안정되게 유지될수 있도록 하는 레이져 파우어 안정화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 광디스크는 그 기능 및 용도에 따라 CD, CD-ROM, 비디오 디스크등 사용자가 정보 재생만 가능한 재생 전용(ROM; Read Only Memory)형, 사용자가 한 번 기록하고 이후 기록된 정보를 여러번 읽을수는 있으나 지우고 다시 기록할수 없는 추가 기록(WORM; Write Once Read Many)형 및 정보의 반복 기록, 소거, 재생이 가능한 소거 재기록(Erasable and Rewritable)형으로 나눌수 있다.

이중에서 소거 재기록형 광디스크에 대하여 기록, 소거, 재생을 수행하는 시스템을 통상적으로 DVDR 시스템이라 한다.

이러한 DVDR 시스템에서 정보를 기록하는 방법은 회전하는 광디스크 표면에 집광된 레이저 빔을 조사하여 그 부분을 가열하고 냉각시킴으로써 이루어지며, 기록에 필요한 디스크는 종래에 광자기형(Magnetic Optical) 디스크가 주로 연구되고, 현재 보급 단계에 있다.

이와 같이, 광자기형 디스크가 주로 연구된 데에는, 데이터 저장을 자기적으로 하므로써 안정되고, 재생은 광자기 특성을 이용하므로써 재생 횟수가 무한대이며, 재기록 및 소거는 자성막의 열특성을 이용하므로써 무한대에 가까운 반복이 가능한 등의 여러 장점이 있기 때문이다.

그러나, 광자기형 디스크에서는 이미 신호가 기록되어 있는 디스크에 새로운 신호를 기록하기 위해서, 기존에 기록되어 있는 신호를 미리 소거한후, 다시 기록하여야 하므로, 신호가 기록되어 있지 않은 디스크에 기록하는 시간보다 2배 이상이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서, 현재에는 다이렉트 오버라이트(Direct Overwrite) 방식에 대한 연구가 활발히 연구되는 추세이다.

상변이(Phase Change)형 디스크는 이러한 다이렉트 오버라이트 방식을 사용 가능한 디스크중 하나로써, 광자기 디스크와 같이 복잡한 헤드를 사용하지 않으며, 큰 S/N비(Carrier to Noise Ratio)를 얻을 수 있는 장점이 있어 현재 활발히 연구되고 있는 추세이다.

이와 같은 상변형 디스크의 기록 원리는, 레이져를 이용하여 매체의 미소 부분을 가열,냉각하는 과정에서의 결정질/비정질 가역 변화를 이용하여 기록하고, 두 상의 반사율 차이로 정보를 판독하는 방법을 사용하고 있으며, 다음과 같은 과정에 의해 디스크에 데이타가 기록된다.

집광된 레이저 빔을 광디스크의 기록층에 조사하여, 융점(Tm) 이상 가열했다가 급격히 냉각시키면, 결정 상태(Crystalline Phase)의 기록층은 원자들이 정렬된 상태로 재배열되기 전에 고체화되어 비정질 상태(Amorphous Phase)로 상변화(Phase Change)된다.

여기에서, 비정질 상태에서는 결정 상태보다 반사율이 현저히 낮으므로, 반사율의 차이를 데이타로 변환시킬 수 있다.

일반적으로, 비정질 상태를 '마크(mark)'라 부르고 결정 상태를 '스페이스(space)'라 부르며, 광디스크의 기록층에 일련의 마크와 스페이스를 반복적으로 형성하여 2진 데이터(Binary Data)의 기록이 가능하다.

한편, 이와 같은 상변화형 디스크에 데이터를 정확히 기록하기 위해서는, 디스크의 기록층에 조사하는 레이저 빔의 파워를 일정 레벨로 유지하여야만 할 것이다.

왜냐하면, 레이저 빔의 파워가 일정 레벨 이상일 경우 마크가 형성되는 정도가 심하여, 이후 재기록시 마크를 소거하기 어렵고, 레이저 빔의 파워가 일정 레벨 이하일 경우에는 마크의 형성정도가 미약하여, 이후 재생시 정확한 데이터의 독출이 어렵게 된다.

그러나, 레이저 다이오드의 광출력 특성은 온도 의존성이 매우 크기 때문에, 온도 변화에 따라 광출력의 변화가 매우크고, 극단적인 경우에는 레이저 발진의 정지나 광출력의 증가에 의한 소자의 파손을 초래한다.

따라서, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같은 DVDR의 레이저 파워 안정화 장치를 이용하여 레이저 다이오드의 광출력을 일정하게 조절하였으며, 그 동작 과정은 다음과 같다.

먼저, 레이저 다이오드(100)의 발광에 의한 레이저 빔이 광디스크(D)의 기록층에 조사되면, 광디스크(D)에 조사된 레이저 빔의 일부가 광디스크(D)에서 반사된다.

이때, 광디스크(D)에서 반사된 빛은 포토 다이오드(Photo Diode)로 이루어진 광검출기(180)에 의해 검출되어, 검출된 빛에 대응하는전류로 발생된다.

광검출기(180)에서 발생된 전류는 전류-전압 변환부(900)에서 전류에 대응하는 일정 전압으로 변환되어 오차 검출부(140)에 제공된다.

한편, 사용자가 DVDR 시스템을 소망하는 동작으로 제어하기 위해, 기록, 재생, 소거 등의 키를 조작하면, 키 입력부(110)는 사용자의 조작에 대응하는 키 신호를 발생하여 마이컴(120)에 제공한다.

마이컴(120)은 키 입력부(110)에서 제공된 키 신호에 대응하여, DVDR 시스템의 동작을 제어하는 한편, DVDR 시스템의 동작 모드에 대응하는 기준 전압을 발생하도록 기준 전압 발생부(130)의 동작을 제어하게 된다.

기준 전압 발생부(130)는 마이컴(120)의 제어에 의해 DVDR 시스템의 동작 모드, 즉, 기록, 소거, 재생 모드 각각에 대응되는 기준 전압을 발생하여, 오차 검출부의 일 입력단에 제공한다.

한편, 오차 검출부(140)는 두 개의 입력단자와 하나이 출력단자로 구성된 일종의 차동 증폭기로서, 그 일 입력단은 전류-전압 변환부(190)의 출력단과 접속되고, 타 입력단은 기준 전압 발생부(130)에 접속된다.

따라서, 오차 검출부(140)는 전류-전압 변환부(190)에서 제공되는 전압과, 기준 전압 발생부(130)에서 제공되는 기준 전압을 비교하여, 그 차분치를 증폭하여, 구동 제어부(150)에 출력한다. 이때, 오차 검출부(140)에서 출력되는 차분치는, 레이저 다이오드(170)에서 발생하는 광출력이 DVDR 시스템의 기록, 소거, 재생 모드에 따라 기설정된 광출력보다 크거나 작은 오차 정도를 뜻한다.

구동 제어부(150)는 오차 검출부(140)의 차분치에 의해, 광출력을 증가 또는 감소시킬 수 있도록 구동부를 구동 제어하게 되고, 구동부(160)는 구동 제어부(160)의 제어에 의해 구동되어, 레이저 다이오드(170)의 광출력을 조절하게 된다.

따라서, 레이터 다이오드(170)는 DVDR 시스템의 기록, 소거, 재생 모드에 대응하는 일정한 광을 출력하게 될 것이다.

한편, 이와 같은 DVDR 시스템의 기록 모드에 있어서도, 상술한 바와 같은 안정화 장치에 의해, 레이저 다이오드에서 출력되는 레이저 파워가 일정하게 유지되도록 제어하면서 광디스크에 데이터를 기록한다.

그러나, 도 3에 도시된 T1 구간에서와 같이, 레이저 빔이 광디스크의 기록층에 조사된다고 해서, 즉시 마크가 형성되는 것은 아니다.

즉, 다음과 같이 열지연에 의해 마크가 일정 구간 이동하여 형성된다.

도 3a에 도시된 데이터를 광디스크에 기록한다고 가정하면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드(170)에는 데이터의 신호와 비레하는 전류가 제공될 것이다.

레이저 다이오드(170)에 전류가 제공되면, 레이저 다이오드(170)는 입력된 전류에 대응하는 레이저 빔을 광디스크의 기록층에 조사한다.

레이저 다이오드(170)에 의해 레이저 빔이 조사되면, 광디스크의 기록층중 레이저 빔이 조사되는 구간의 온도는 서서히 올라가게 된다.

이때, 빛의 전달 속도에 비해, 가열되는 시간은 상대적으로 느리므로, 도 3에 도시된 T1 구간에서 기록층의 온도는 융점(Tm)이하에서 서서히 증가되는 중 일 것이고, 기록층은 비정질 상태로 변환되지 않고 결정 상태(Crystalline Phase)로 남아 있을 것이다.

따라서, 데이터와 일치하게 마크가 형성된다면, T1 구간에서 기록층은 비정질 상태(Amorphous Phase)일 것이나, 실제의 기록층은 아직 결정 상태를 유지하고 있으므로, 광검출기(180)에서는 T1 구간에서 마크 형성 부분에 비해 많은 양의 광을 검출하게 되어 도 3c에 도시된 바와 같이 오버 슛(Over Shoot)이 발생될 것이다.

이와 같이, T1 구간에서 마크 형성 부분에 비해 많은 량의 광을 검출하게되는 이유는 비정질 상태보다 결정 상태에서 상대적으로 빛의 반사량이 크기 때문이다.

따라서, 전류-전압 변환부(190), 오차 검출부(140), 구동 제어부(150), 구동부(160)를 경유하여 레이저 다이오드(170)에 피드 백되는 전류량은 증가하게 될 것이다.

그 결과, 레이저 다이오드(170)는, DVDR 시스템의 기록 모드에 대응되게 설정된 레이저 파워보다 강한 레이저 빔을 출력하게 될 것이다.

따라서, 마크를 형성하기 위해 레이저 다이오드(170)로부터 광디스크의 기록층에 레이저 빔이 조사되나, 기록층에 마크가 형성되지 않는 초기 순간에 피드 백되는 전류량의 증가로 DVDR 시스템의 레이저 파워가 안정되지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 상술한 문제점을 해결하기 위하여, DVDR 시스템에서 데이터 기록 초기의 과다한 광량이 검출되는 구간의 피드백 전류를 일시적으로 차단하므로써, 레이저 파워의 안정을 도모할 수 있는 DVDR 시스템의 레이저 파워 안정화 장치를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 데이터의 기록을 위해 광디스크에 조사되는 레이저 파워의 레벨에 대응하는 광검출 신호와 기록 기준 신호간의 오차를 검출하여 오차 신호를 발생하는 오차 검출부를 구비하며, 상기 오차 검출부에서 검출된 오차 신호에 의거하여 데이터의 기록을 위한 레이터 파워를 자동으로 제어하는 DVDR 시스템의 레이저 파워 안정화 장치에 있어서, 상기 광검출 신호와 기설정된 기준 레벨을 비교하여 오버 슈트 발생을 검출하는 비교부; 상기 광검출 신호의 오버 슈트를 제거하기 위한 평활부; 상기 비교부의 비교 결과, 상기 광검출 신호가 기설정된 기준 레벨보다 작으면, 상기 광검출 신호를 상기 오차 검출부에 제공하고, 상기 광검출 신호가 기설정된 기준 레벨보다 크면, 상기 광검출 신호를 상기 평활부에 제공하는 스위치; 상기 비교부의 비교 결과에 대응적으로 상기 스위치를 제어하는 마이컴을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 DVDR 시스템의 레이저 파워 안정화 장치를 제공한다.

도 1 은 종래 기술에 따른 DVDR의 레이저 파워 안정화 장치를 도시한 블록 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 DVDR의 레이저 파워 안정화 장치를 도시한 블록 구성도,

도 3은 종래 기술 또는 본 발명에 따른 DVDR의 레이저 파워 안정화 장치에서의 각 신호의 파형을 도시한 파형도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 대물 렌즈20, 30 : 마크(MARK)

D : 디스크110 : 키 입력부

120 : 마이컴130 : 기준 전압 발생부

140 : 오차 검출부150 : 구동 제어부

160 : 구동부170 : 레이저 다이오드

180 : 광검출부190 : 전류-전압 변환부

210 : 비교부220 : 평활부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 DVDR 시스템의 레이저 파워 안정화 장치를 도시한 블록 구성도로서, 이하, 본 장치의 각 구성 부재에서의 신호 파형을 도시한 도 3을 참조하여 그 동작 과정을 순차적으로 설명하고자 한다.

또한, 이해를 돕기위하여 종래 기술에 따른 DVDR 시스템의 포커싱 서보 장치를 이루는 구성부재와 동일 구성 부재는 동일한 도면 번호를 사용하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 DVDR 시스템의 레이저 파워 안정화 장치는 종래의 레이저 파워 안정화 장치에, 데이터 기록을 위한 레이저 파워의 레벨에 상응하는 광검출 신호와 기설정된 레벨을 비교하여 오버 슈트 발생을 검출하는 비교부(210)와, 광검출 신호의 오버 슈트를 제거하기 위한 평활부(220)와, 비교부(210)의 비교 결과, 광검출 신호가 기설정된 기준 레벨보다 작으면 스위치(SW)를 오차 검출부(140)에 접속되도록 제어하고, 광검출 신호가 기설정된 기준 레벨보다 크면, 스위치(SW)를 평활부(220)에 접속되도록 제어하는 마이컴(120)과, 마이컴(120)의 제어에 의해 평활부(220) 또는 오차 검출부(140)로 접속 절환되는 스위치(SW)를 더 구비하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 DVDR 시스템의 포커싱 서보 장치의 동작 과정은 다음과 같다.

먼저, 사용자의 키 조작에 의해 키 입력부(110)로부터 기록 키 신호가 발생하면, 마이컴(120)은 기록을 시작하도록 DVDR 시스템을 제어하는 한편, 기록 모드에 대응하여 기설정된 기준 전압을 발생하도록 기준 전압 발생부(130)를 동작 제어한다.

마이컴(120)의 제어에 의해, DVDR 시스템은 동작 제어되어, 레이저 다이오드(170)는 소정 레벨의 파워를 갖는 레이저 빔을 광디스크(D)의 기록층에 조사한다.

한편, 기준 전압 발생부(130)에서는 마이컴(120)의 제어에 의해, 기록 모드에 대응되게 기설정된 기준 레벨을 비교부(210)에 제공하는 동시에, 오차 검출부(140)에 소정으로 기록 기준 신호를 제공한다.

이후, 데이터의 기록을 위해 광디스크(D)의 기록층에 조사된 레이저 빔이 광디스크에서 반사된 광량은 광검출기(180), 전류-전압 변환부(190)를 경유하여 일정 전압, 즉 광 검출 신호로 발생되고, 이와 같이 발생된 광 검출 신호는 스위치(SW) 및 비교부(210)에 제공된다.

전류-전압 변환부로부터 광검출 신호가 제공되면, 비교부(210)는 기준 전압 발생부(130)에서 제공된 기준 레벨과 비교하여, 광 검출 신호가 기준 전압 발생부(130)에서 제공되 기준 레벨보다 크면 하이(H) 신호를, 광 검출 신호가 기준 전압 발생부(130)에서 제공되 기준 레벨보다 작으면 로우(L) 신호를 출력하여 마이컴(120)에 제공한다. 이때, 비교부(210)에서 하이(H) 신호가 출력되는 것은, 도 3c에 도시된 바와 같이 T1구간에서 오버 슈트가 발생한 것을 의미한다.

마이컴(120)은 비교부(210)의 출력 신호에 대응적으로 스위치(SW)를 제어하는 바, 비교부(210)의 출력 신호가 로우(L) 신호이면 스위치(SW)가 오차 검출부(140)에 접속상태로 유지되도록 제어하다가, 비교부(210)에서 하이(H)신호가 출력되면 스위치(SW)를 평활부(220)로 접속 절환되도록 제어한다.

마이컴(120)의 제어에 의해, 비교부(210)에서 로우(L) 신호가 출력되는 동안 오차 검출부(140)에 접속되어 전류-전압 변환부(190)에서 제공되는 광 검출 신호를 오차 검출부(140)에 제공하다가, 비교부(210)에서 하이(H)신호가 출력되면 평활부(220)로 접속 절환되어, 오차 검출부(140)에 제공하던 광 검출 신호를 차단하고, 평활부(220)에 제공한다.

스위치(SW)의 접속 절환에 의해, 전류-전압 변환부(190)로부터 제공된 광 검출 신호가 평활부(220)에 제공되면, 평활부(220)는 광 검출 신호의 오버 슈트를 제거하여 오차 검출부(140)에 제공한다.

이때, 평활부(220)는 스위치(SW)와 오차 검출부(140)에 캐패시터(C)를 병렬로 연결하여 구성할 수도 있을 것이다.

이후, 평활부(220)에서 오버 슈트가 제거된 광 검출 신호는 오차 검출부(140), 구동 제어부(150), 구동부(160)를 경유하여, 기록을 위해 레이저 다이오등에서 조사되는 레이저 파워를 피드백 제어하게 될 것이다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명은 데이터 기록시 피드백 신호에 발생하는 오버 슈트를 제거하여, 레이져 파워를 안정되게 유지되도록 하므로써, 보다 정확한 데이터 기록을 수행할수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 데이터의 기록을 위해 광디스크에 조사되는 레이저 파워의 레벨에 대응하는 광검출 신호와 기록 기준 신호간의 오차를 검출하여 오차 신호를 발생하는 오차 검출부를 구비하며, 상기 오차 검출부에서 검출된 오차 신호에 의거하여 데이터의 기록을 위한 레이터 파워를 자동으로 제어하는 DVDR 시스템의 레이저 파워 안정화 장치에 있어서,

   상기 광검출 신호와 기설정된 기준 레벨을 비교하여 오버 슈트 발생을 검출하는 비교부;

   상기 광검출 신호의 오버 슈트를 제거하기 위한 평활부;

   상기 비교부의 비교 결과, 상기 광검출 신호가 기설정된 기준 레벨보다 작으면, 상기 광검출 신호를 상기 오차 검출부에 제공하고, 상기 광검출 신호가 기설정된 기준 레벨보다 크면, 상기 광검출 신호를 상기 평활부에 제공하는 스위치;

   상기 비교부의 비교 결과에 대응적으로 상기 스위치를 제어하는 마이컴을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 DVDR 시스템의 레이저 파워 안정화 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 평활부는, 상기 스위치와 상기 오차 검출부에 병렬로 연결된 캐패시터인 것을 특징으로 하는 DVDR 시스템의 레이저 파워 안정화 장치.