KR20000012504A - 고배속 광디스크와 그에 따른 데이터 기록 및 재생방법 - Google Patents

고배속 광디스크와 그에 따른 데이터 기록 및 재생방법 Download PDF

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KR20000012504A
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Abstract

본 발명은, 고배속 광디스크와, 그에 따른 데이터 기록 및 재생방법에 관한 것으로, 상기 고배속 광디스크는, 광디스크에 있어서, 상기 광디스크의 데이터 기록 트랙이, 불연속되는 복수의 원호 형상들로 형성되는 것으로, 상기 트랙의 형상은, 상기 광디스크가 소정속도로 회전할 때, 대물렌즈의 회전 원상의 일부 호가 되도록 형성되는 것이고, 상기 트랙은, 수평으로 인접된 또다른 트랙과 구분 재생 또는 구분 기록되도록 형성되는 것을 특징으로 하여, 씨디(CD) 또는 디브이디(DVD)와 같은 광디스크의 회전속도와, 광픽업(P/U)에 구비된 대물렌즈의 회전속도간에 상대속도를 이용하여, 외부 입력신호를 불연속되는 원호 형상의 트랙에 고배속으로 기록하거나, 또는 원호 형상의 트랙에 기록된 신호를 고속 스캔하여 고배속으로 데이터 독출 및 재생동작을 수행할 수 있게 되어, 플라스틱 등과 같은 재질을 갖는 광디스크의 트랙이 원심력에 의해 변형 왜곡되는 스핀들모터의 고속 회전동작 없이도 고배속 데이터 기록 및 재생동작이 가능하게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

고배속 광디스크와 그에 따른 데이터 기록 및 재생방법{Optical disc for high speed and method for reading and writing data there for}
본 발명은, 스핀들(Spindle)모터에 의해 고속 회전되는 씨디(CD: Compact Disc) 또는 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)와 같은 광디스크의 회전속도와, 광픽업(P/U)의 액츄에이터에 의해 이동 회전되는 대물렌즈의 회전속도간에 상대속도를 이용하여, 고배속 재생 또는 기록 동작이 수행되도록 하는 고배속 광디스크와, 그에 따른 데이터 기록 및 재생방법에 관한 것이다.
최근에는 씨디(CD) 또는 디브이디(DVD)와 같은 디스크 기록매체인 광디스크가 널리 확산 보급되어 사용되고 있는 데, 예를들어, 상기 씨디(CD)와 같은 광디스크의 구조 및 재질에 대해 도 1을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 일반적인 씨디(CD)는 직경 120mm의 원반형 광디스크로서, 센터 홀(Center Hole)은 실제 장착시 편심을 감소시키기 위해 15mm 크기로 되어 있고, 센터 홀 주위에는 광디스크를 상하로 클램핑(Clamping)하기 위한 50mm의 클램프 영역을 갖고 있으며, 음악 프로그램 등과 같은 디지털 데이터는, 안 지름 50mm에서부터 바깥 지름 116mm인 곳까지 기록할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 디지털 데이터가 기록된 영역의 내주 및 외주에는 리드 인(Lead In) 및 리드 아웃(Lead Out) 영역이 형성되어 있어서, 상기 씨디(CD)를 재생 또는 기록하는 광디스크 장치에서는, 이를 검출하여 재생 또는 기록동작을 자동으로 수행할 수 있게 되는 데, 상기 광디스크에 기록되는 신호는 광디스크의 중심을 기준으로 동심원 또는 나선 모양으로 형성된 트랙(Track)에 기록되는 것으로, 상기 트랙 간격은, 1.6㎛로 1장의 씨디(CD)에는 약 20,000개의 트랙이 형성되어 있으며, 그 전체 길이는 약 5km 정도가 된다.
한편, 도 1의 (b)는 일반적인 씨디(CD)의 단면도를 도시한 것으로, 'A'는 입사되는 광을 통과시키는 투명한 플라스틱 재질의 층으로, 내열성, 내습성, 성형성 및 투명성을 갖고 있으며, 또한 굴절율, 복절율 등과 같은 광학적 특성을 고려하여, 폴리염화비닐(PVC), 아크릴(PMMA), 플리카보네이트(PC) 등이 사용되고 있으며, 'B'는 투명한 플라스틱 면의 요철로 신호에 해당되는 피트(Pit)이고, 'C'는 광을 반사하기 위한 금속막으로 높은 반사율을 가진 알루미늄이 사용되며, 'D'는 상기 신호 층(B,C)을 보호하기 위해 단단한 재질인 수지로 만들어지게 되는 데, 상기와 같은 구조를 갖는 씨디(CD)를 재생하는 일반적인 광디스크 장치에 대한 구성 및 그에 따른 재생동작에 대해 도 2를 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 일반적인 광디스크 장치에 대한 구성을 도시한 것으로, 상기 광디스크 장치는, 씨디(CD) 또는 디브이디(DVD)와 같은 광디스크(1)에 기록된 신호를 독출 및 기록하는 광픽업(P/U)(2); 상기 광픽업(2)에 의해 독출되는 신호를 여파정형하여 이진신호(Binary Signal)로 출력하는 여파정형부(3); 상기 이진신호를 디지털 신호 처리하여 디지털 데이터로 복원 출력하는 디지털신호 처리부(DSP)(4); 상기 광픽업(2)을 이동시키는 슬레드(Sled)모터(9); 상기 광디스크(1)를 회전시키는 스핀들(Spindle)모터(10); 상기 슬레드모터(9)와 스핀들모터(10)의 회전을 구동시키는 드라이버(Driver)(6); 상기 광픽업(2)과 드라이버(6)의 동작을 제어하는 서보(Servo)부(5); 상기 서보부(5) 및 디지털신호 처리부(4)의 동작을 제어하는 마이컴(Micom)(7); 상기 마이컴(7)의 제어동작에 필요한 데이터(Data)를 저장하는 메모리(8)를 포함하여 구성되는 것으로, 상기와 같이 구성되는 일반적인 광디스크 장치에서의 재생동작은, 먼저 상기 광디스크(1)가 광디스크 장치에 구비된 트레이(Tray)(미도시)에 안착, 삽입되면, 클램퍼(Clamper)(미도시)에 의해 클램핑(Clamping)되고, 이후 상기 드라이버(6)로부터 공급되는 구동전압에 의해 스핀들모터(10)가 회전 구동되어, 상기 광디스크(1)를 고속으로 회전시키게 된다.
이후, 광픽업(2)은, 상기 광디스크(1)의 트랙(Track)에 기록된 신호를 독출하기 위하여 광픽업(2)에 구비된 레이저 다이오드(LD: Laser Diode)를 발광시켜 상기 트랙에 광스폿(Spot)을 형성시키고, 상기 형성된 광스폿의 반사광을 광픽업(2)에 구비된 포토 다이오드(PD: Photo Diode)를 이용하여 전기신호로 변환 출력한다. 상기 변환 출력되는 전기신호는 여파정형부(3)에 의해 이진신호로 변환되고, 상기 디지털신호 처리부(4)에 의해 다시 디지털신호로 처리되어 디지털 데이터로 재생 출력된다.
한편, 상기 스핀들모터(10)와 슬레드모터(9)를 구동시키는 드라이버(6)는, 상기 서보부(5)에 의해 제어되는 데, 상기 스핀들모터(10)의 회전속도는 광디스크(1)의 회전속도에 직접적인 영향을 주게 되므로, 최근에 개발 출시되는 광디스크 장치에서는, 고배속 재생 동작을 위하여 상기 스핀들모터(10)를 보다 빠르게 회전 구동시키고 있으며, 이는 광디스크 장치의 성능을 평가하는 데, 중요한 요소가 되고 있다.
그러나, 상기와 같이 고배속 광디스크 장치에서의 스핀들모터(10) 회전에 의해 광디스크가 고속으로 회전하게 되면, 도 3에 도시한 바와 같이, 원심력(F)이 크게 발생하게 되어 플라스틱과 같은 재질로 제작된 광디스크가 일시적으로 변형되는 현상이 발생하게 된다.
이에 따라, 원심력(F)이 가장 크게 발생되는 부분에 해당하는 트랙(T)의 일부가 점선으로 표시한 것과 같이 변형 트랙(T')으로 왜곡되어. 상기 광픽업(2)에 구비된 레이저 다이오드(LD)로부터 발광된 광스폿이, 신호가 기록된 트랙을 지속적으로 정확하게 추적하지 못하게 되는 트랙킹 오류가 빈번히 발생하게 되어, 스핀들모터(9)의 고속 회전에 의한 고배속 재생 또는 기록동작을 수행시키기에는 사실상 그 한계점이 존재하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 광디스크 회전시, 광디스크의 파손을 방지하기 위해 광디스크의 외주측에 발생되는 원심력(F)의 크기를 광디스크의 재료 자체의 항복강도보다 작게 유지하기 위해 광디스크의 회전속도를 제한하여야 하며, 광디스크 자체의 두께가 불균일한 경우, 고속 회전에 따른 진동이 크게 발생되어 회전속도가 일정하게 유지되지 않는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 씨디(CD) 또는 디브이디(DVD)와 같은 광디스크의 회전속도와, 광픽업(P/U)에 구비된 대물렌즈의 회전속도간에 상대속도를 이용한 고배속 재생 또는 기록 동작을 위해, 광디스크의 트랙을 불연속되는 복수의 원호 형상으로 형성하고, 그에 따른 데이터 독출 및 기록동작을 수행하는 고배속 광디스크와, 그에 따른 데이터 기록 및 재생방법을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.
도 1은 일반적인 광디스크의 구조를 도시한 것이고,
도 2는 일반적인 광디스크 장치의 구성을 도시한 것이고,
도 3은 고배속 회전에 따른 광디스크의 트랙 형상을 도시한 것이고,
도 4는 광픽업의 일부 구성을 도시한 것이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고배속 광디스크의 트랙 형상을 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고배속 광디스크의 트랙 형상과 그에 따른 대물렌즈의 트랙 추적을 개념적으로 도시한 것이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고배속 광디스크의 트랙 형상과 그에 따른 배속을 설명하기 위해 도시한 것이고,
도 8은 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 데이터 기록 및 재생방법이 적용되는 광디스크 장치의 구성을 도시한 것이고,
도 9는 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 데이터 재생방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것이고,
도 10은 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 데이터 기록방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것이고,
도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 고배속 광디스크의 트랙 형상과 그에 따른 대물렌즈의 트랙 추적을 개념적으로 도시한 것이고,
도 12 및 도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 고배속 광디스크의 경계 반사면에 의해 검출되는 신호 파형도를 도시한 것이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,21 : 광디스크2,22 : 광픽업(P/U)
3,23 : 여파정형부(R/F)4,24,32 : 디지털 신호처리부
5,25 : 서보부(Servo)6,26 : 드라이버(Driver)
7,27 : 마이컴(Micom) 8,28 : 메모리(Memory)
9,29 : 슬레드(Sled)모터10,30 : 스핀들(Spindle)모터
31,34 : 버퍼(Buffer)33 : 채널 비트 엔코더
35 : 광 구동기201 : 대물렌즈
202 : 액츄에이터(Actuator) 코일203 : 자석
204 : 자기회로
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고배속 광디스크는, 광디스크에 있어서, 상기 광디스크의 데이터 기록 트랙이, 불연속되는 복수의 원호 형상들로 형성되는 것을 특징으로 하며,
또한, 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 데이터 재생방법은, 광디스크 삽입 안착시, 스핀들 모터의 회전속도 및 대물렌즈의 회전속도에 따른 상대속도에 근거하여, 재생 배속을 설정하는 1단계; 상기 설정된 재생 배속으로 스핀들 모터 및 대물렌즈를 회전시키면서, 광디스크에 형성된 트랙으로부터 신호를 검출하는 2단계; 및 상기 검출되는 신호를 원래의 디지털 데이터로 복원하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것 특징으로 하며,
또한, 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 데이터 기록방법은, 광디스크 삽입 안착시, 스핀들 모터의 회전속도 및 대물렌즈의 회전속도에 따른 상대속도에 근거하여, 기록배속을 설정하는 1단계; 및 상기 설정된 기록 배속으로 스핀들 모터 및 대물렌즈를 회전시키면서, 입력되는 신호를 광디스크에 기록하는 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,
또한, 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 데이터 기록/재생방법은, 광디스크에의 데이터 기록/재생시, 광디스크상에 신호를 기록/재생하는 광픽업의 대물렌즈를 회전시키는 1단계; 상기 광디스크상의 기록/재생을 위한 원호 형상의 불연속 트랙이, 상기 대물렌즈의 회전 원상의 일부 호가 되도록 하는, 상기 광디스크의 회전속도를 결정하는 2단계; 및 상기 결정된 회전속도로, 상기 광디스크를 회전시키는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 고배속 광디스크와, 그에 따른 데이터 기록 및 재생방법에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 레이저 다이오드(LD)로부터 발광된 광을 집광하여 광디스크의 트랙에 광스폿을 형성시키는 대물렌즈(201)가, 액츄에이터 코일(202), 자석(203) 및 자기회로(204)에 의해 보호 지지되어 전후좌우(前後左右)로 이동되는 트랙킹 동작을 이용하여 대물렌즈(OL)(201)를 수평으로 이동 회전시키는 동작을 임의로 수행시키게 된다. 즉, 광픽업이 임의의 고정된 위치에서 액츄에이터만을 이용하여 대물렌즈가 이동 가능한 소정범위내에서 원 회전하도록 제어하게 된다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고배속 광디스크의 트랙 형상과, 일반적인 광디스크의 트랙 형상을 비교 도시한 것으로, 도 5의 (a)에 도시한 일반적인 광디스크의 트랙은, 직선성 및 연속성을 갖는 트랙 형상을 갖지만, 도 5의 (b)에 도시한 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 트랙은, 불연속되는 곡선 형상, 예를들어 광픽업의 대물렌즈가 액츄에이터에 의해 이동 회전되는 궤적의 일부에 상응하는 원호의 형상을 갖도록 하기 위한 불연속되는 곡선 형상의 트랙들로 이루어지게 된다. 따라서 고배속 광디스크에서의 트랙 폭(Lw)은 넓게 형성되나, 트랙의 전체 길이(T1A1+T1A2+...)는 동일하게 된다. 또한 인접된 트랙 1과 트랙 2간에는 일반적인 광디스크에서와 같이 트랙을 구분시키기 위한 경계 구간을 형성시킬 수 있는 데, 본 발명의 실시예에 따른 고배속 광디스크에서는 인접 트랙간의 간섭(Crosstalk)이 발생되지 않으므로, 광디스크의 기록효율을 증가시키기 위하여, 트랙간에 별도의 경계 구간을 형성시키지 않을 수도 있다.
상기와 같이 불연속되는 복수의 곡선 형상을 갖는 트랙을 추적하여, 상기 트랙에 기록된 신호를 독출하거나 또는 외부 입력신호를 기록하는 과정에 대해, 도 6을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고배속 광디스크의 트랙을 추적하는 대물렌즈의 회전 궤적을 도시한 것으로, 직선성 및 연속성을 갖는 트랙이 형성된 일반적인 광디스크인 경우에는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 광픽업에 구비된 대물렌즈(OL)가 고정된 위치에서 광디스크의 회전에 의해 고속으로 이동하는 트랙을 스캔(Scan)하게 되는 반면, 본 발명에 따른 고배속 광디스크 즉, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 불연속되는 곡선 형상으로 트랙이 형성된 고배속 광디스크인 경우에는, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이 대물렌즈(OL)가 액츄에이터 코일(202), 자석(203) 및 자기회로(204)에 의해 원 회전하는 상태에서, 광디스크의 회전에 의해 고속으로 이동하는 트랙을 스캔하게 된다.
따라서, 일반적인 광디스크의 경우, 광디스크의 회전속도(Vd)가 트랙을 스캔하는 속도(Vs=Vd)가 되지만, 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 경우에는, 광디스크의 회전속도(Vd)와 대물렌즈의 회전속도(Vo)가 트랙을 스캔하는 속도(Vs= Vd+Vo)가 되어, 보다 신속하게 트랙을 스캔하게 되는 것이다.
예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 일반적인 광디스크에서 직선성 및 연속성을 갖고 형성된 트랙(T1)의 일정 구간 'L1∼L2'이, 본 발명에 따른 고배속 광디스크에서, 불연속되는 복수의 곡선 형상 트랙(T2) 중 하나(L1∼L2)로 기록되는 경우, 상기 곡선 형상의 트랙 폭(Lw)은 상대적으로 넓어지나, 광디스크의 회전방향으로의 트랙형성 영역 즉, 광디스크의 회전에 따른 이동거리(Lm: Lm < L)가 짧아지게 되어 광디스크의 이동시간(Tm: Tm < T)이 크게 단축되는 데, T1 과 T2 가 동일 길이일 때, 상기 곡선 형상의 트랙(T2)의 길이는, 도 7에 도시한 바와 같이, 대물렌즈의 원주 길이에 0.25 배가 되는 경우, 일반적인 광디스크에 비하여, 향상되는 스캔 비율(Rate)은 다음 수학식 1과 같다.
( 수학식 1 )
따라서, 상기와 같은 트랙 형상을 갖는 고배속 광디스크의 경우에는, 일반적인 광디스크에 비해 약 5배 이상 빠르게 트랙을 스캔할 수 있게 된다. 즉, 광디스크를 작게 회전시켜도 동일 길이의 트랙을 스캔하는 것이 가능하며, 또한 대물렌즈의 회전속도를 보다 빨리하게 되는 경우, 원호 트랙의 회전방향 이동이 더 짧게 되어, 도 7에 도시한 'Tm'이 더 작아지게 되므로, 상기 스캔 비율(Rate)이 더욱 높아지게 된다.
이하, 본 발명에 따른 고배속 광디스크로부터 데이터를 독출 재생하거나, 또는 외부 입력신호를 고배속 광디스크에 기록하는 고배속 광디스크의 데이터 기록 및 재생방법에 대해 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 8은, 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 데이터 기록 및 재생방법이 적용되는 광디스크 장치에 대한 구성을 도시한 것으로, 상기 광디스크장치는, 외부로부터 입력되는 신호를 사전에 설정된 기록포맷으로 신호 처리하는 디지털 기록신호 처리부(32); 상기 신호 처리된 디지털 신호를 채널 비트 스트림(Channel Bit Stream)으로 엔코딩하는 채널 비트 엔코더(33); 상기 엔코딩된 채널 비트 스트림을 임시 저장하는 기록용 버퍼(34); 상기 버퍼로부터 출력되는 채널 비트 스트림에 상응하는 크기의 광 구동전압을 출력하는 광구동기(35); 고배속 광디스크(21)에 기록된 신호를 독출 또는 기록하는 광픽업(P/U)(22); 상기 광픽업(22)에 의해 독출되는 신호를 여파정형하여 이진신호로 출력하는 여파정형부(23); 상기 이진신호를 임시 저장하는 재생용 버퍼(31); 상기 재생용 버퍼(31)로부터 출력되는 이진신호를 디지털 신호 처리하여 디지털 데이터로 복원 출력하는 디지털 재생신호 처리부(DSP)(24); 상기 광픽업(22)을 이동시키는 슬레드(Sled)모터(29); 상기 광디스크(21)를 회전시키는 스핀들(Spindle)모터(30); 상기 슬레드모터(29)와 스핀들모터(30)의 회전을 구동시키는 모터 드라이버(Driver)(26); 상기 광픽업(22)과 모터 드라이버(26)의 동작을 제어하는 서보(Servo)부(25); 상기 서보부(25) 및 디지털 신호 처리부(24,32) 그리고 버퍼(34,31)를 제어하는 마이컴(Micom)(27); 상기 마이컴(27)의 제어동작에 필요한 데이터(Data)를 저장하는 메모리(28)를 포함하여 구성되는 것으로, 상기와 같이 구성되는 광디스크 장치에서의 데이터 재생 및 기록동작에 대해, 이하 첨부된 도 9 및 도 10을 참조로 상세히 설명한다.
도 9는, 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 데이터 재생방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것으로, 전술한 바와 같이, 불연속되는 원호 형상의 트랙이 넓은 폭을 갖고 복수로 형성된 고배속 광디스크(21)가 트레이(Tray)(미도시)에 삽입, 안착되면(S10), 클램퍼(Clamper)에 의해 클램핑되고, 상기 모터 드라이버(26)에 의해 스핀들모터(30) 및 슬레드 모터(29)가 회전 구동되어, 고배속 광디스크(21)를 고속으로 회전시킴과 아울러, 광픽업(21)을 데이터 독출위치로 이동시키게 된다(S11).
이후, 상기 서보부(25)는 광픽업(22)에 구비된 대물렌즈(OL)를 보호 지지 및 이동시키기 위한 액츄에이터 코일(201), 자석(202) 및 자기회로(203)를 이용하여 대물렌즈가 이동 가능한 범위내에서 원 회전하도록 제어하게 되므로(S12), 도 6을 참조로 전술한 바 있는 원호 형상의 트랙을 스캔하게 되는 데, 상기 도 6의 (b)와 같은 형상의 트랙을 스캔하기 위한 서보 제어동작으로는, 전술한 바와 같이 스핀들모터(30)를 이용하여 광디스크를 일정속도로 회전 구동시킨 후, 상기 액츄에이터 코일(201), 자석(202) 및 자기회로(203)를 제어하여 대물렌즈(OL)를 회전시켜, 상기 회전되는 광디스크상의 불연속되는 트랙이, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 대물렌즈(OL)의 회전 원상의 일부 호가 되도록 하거나, 또는 상기 액츄에이터 코일(201), 자석(202) 및 자기회로(203)를 제어하여 대물렌즈를 일정속도로 회전시킨 후 상기 스핀들모터(30)의 회전속도를 결정하여, 상기 회전되는 광디스크상의 불연속되는 트랙이, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 대물렌즈(OL)의 회전 원상의 일부 호가 되도록 할 수 있다.
이때, 상기 마이컴(27)에서는 여파정형부(23)로부터 출력되는 이진신호의 레벨이 소정 레벨이상이 되는 지를 검출하여 상기 스캔 동작에 의해 데이터가 독출되기 시작하는 지의 여부를 판별하고(S14), 상기 판별결과 데이터가 독출되기 시작하는 경우에는, 상기 여파정형부(23)로부터 출력되는 이진신호가 재생용 버퍼(31)에 임시 저장되도록 재생용 버퍼(31)의 버퍼링(Buffering) 동작을 제어하게 된다(S15). 즉 고배속 광디스크에 형성된 원호 형상의 트랙이, 대물렌즈의 원 회전에 의해 스캔하게 되는 전체 궤적의 일부 구간에 해당되는 원호 형상의 트랙 길이(L1∼L2)를 갖는 경우에는, 상기 소정 레벨이상의 이진신호가 검출되는 구간(L1∼L2)에서만 재생용 버퍼(31)의 버퍼링 동작이 수행되도록 제어하여, 원호 형상의 트랙으로부터 실제로 독출되는 신호만이 디지털 재생신호처리부(24)에 인가되도록 하여 정상적인 재생신호 처리동작이 수행되도록 하게 한다.
이후, 데이터의 독출 종료여부에 따라, 상기 S13 내지 S15와 같은 일련의 가정을 반복 수행하거나 또는 데이터 독출동작을 종료하게 된다(S16). 따라서, 광디스크의 회전속도와 대물렌즈의 회전속도간에 상대속도를 이용하여, 원호 형상의 트랙이 형성된 고배속 광디스크(21)로 고배속 데이터 독출 및 재생동작을 수행할 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 10은 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 데이터 기록방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것으로, 전술한 바와 같이, 불연속되는 원호 형상의 트랙이 형성된 고배속 광디스크(21)가 트레이(Tray)(미도시)에 삽입, 안착되면(S30), 클램퍼(Clamper)에 의해 클램핑되고, 상기 모터 드라이버(26)에 의해 스핀들모터(30) 및 슬레드 모터(29)가 회전 구동되어, 고배속 광디스크(21)를 고속으로 회전시킴과 아울러, 광픽업(21)을 데이터 기록위치로 이동시키게 된다(S31).
이후, 상기 서보부(25)는 광픽업(22)에 구비된 대물렌즈(OL)를 보호 지지 및 이동시키기 위한 액츄에이터 코일(201), 자석(202) 및 자기회로(203)를 이용하여 대물렌즈가 이동 가능한 범위내에서 원 회전하도록 제어하게 되므로(S32), 도 6을 참조로 전술한 바 있는 원호 형상의 트랙을 스캔하게 되는 데, 전술한 바와 같이, 상기 도 6의 (b)와 같은 형상의 트랙을 스캔하기 위한 서보 제어동작은, 스핀들모터(30)를 이용하여 광디스크를 일정속도로 회전 구동시킨 후, 상기 액츄에이터 코일(201), 자석(202) 및 자기회로(203)를 제어하여, 상기 회전되는 광디스크상의 불연속되는 트랙이, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 대물렌즈(OL)의 회전 원상의 일부 호가 되도록 하거나, 또는 상기 액츄에이터 코일(201), 자석(202) 및 자기회로(203)를 제어하여 대물렌즈를 일정속도로 회전시킨 후 상기 스핀들모터(30)의 회전속도를 결정하여, 상기 회전되는 광디스크상의 불연속되는 트랙이, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 대물렌즈(OL)의 회전 원상의 일부 호가 되도록 할 수 있다.
이때, 상기 마이컴(27)에서는 데이터 기록시작을 요청하는 외부 명령에 따라, 상기 디지털 기록신호 처리부(32) 및 채널 비트 엔코더(33)에 의해 채널 비트 스트림으로 엔코딩된 외부 입력신호가 기록용 버퍼(34)에 소정주기로 임시 저장 및 출력되도록 제어하여, 불연속되는 원호 형상의 트랙에 데이터가 기록되도록 하게 되는 데, 이는 상기 대물렌즈(OL)의 원 회전에 의해 스캔하게 되는 전체 궤적의 일부 구간 즉, 원호 형상의 트랙(L1∼L2)에 한하여 신호를 기록하기 위한 것으로, 이후 데이터 기록종료 여부에 따라, 상기 S34 및 S35와 같은 일련의 과정을 반복 수행하거나 또는 데이터 기록동작을 종료하게 된다(S36). 따라서, 광디스크의 회전속도와 대물렌즈의 회전속도간에 상대속도를 이용하여, 원호 형상의 트랙이 형성된 고배속 광디스크(21)에 고배속으로 데이터 기록동작을 수행할 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 고배속 광디스크의 트랙 형상과 그에 따른 대물렌즈의 트랙 추적을 개념적으로 도시한 것으로, 도 5를 참조로 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고배속 광디스크의 트랙은, 불연속되는 곡선 형상, 예를 들어 광픽업의 대물렌즈가 액츄에이터에 의해 이동 회전되는 궤적의 일부에 상응하는 원호의 형상을 갖도록 하기 위한 불연속되는 곡선 형상의 트랙들로 이루어져, 고배속 광디스크에서의 트랙 폭은 넓게 형성되나, 트랙의 전체 길이는 동일하게 되며, 또한 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 인접된 트랙과 트랙간의 경계 부분에는 트랙 보다 높은 반사율을 갖는 반사면, 예를 들어, 평면 거울(Mirror)과 같은 전반사면(M1,M2,M3...)이 각각 형성되어, 광픽업의 대물렌즈(OL)가 액츄에이터 코일(202), 자석(203) 및 자기회로(204)에 의해 원 회전하는 상태에서, 광디스크의 회전에 의해 고속으로 이동하는 트랙을 스캔하게 되는 경우, 광디스크의 회전속도(Vd)와 대물렌즈의 회전속도(Vo)가 트랙을 스캔하는 속도(Vs= Vd+Vo)가 되어, 보다 신속하게 트랙을 스캔하게 됨은 물론, 상기 트랙간의 경계 부분에 각각 형성된 전반사면을 주기적으로 스캔하게 된다.
상기와 같이, 트랙간의 경계 부분에 반사율이 높은 반사면이 각각 형성된 고배속 광디스크로부터 데이터를 재생 및 기록하는 방법에 대해, 이하 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 12 및 도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 고배속 광디스크의 반사면에 의해 검출되는 신호 파형도를 도시한 것으로, 광픽업의 대물렌즈(OL)가 액츄에이터 코일(202), 자석(203) 및 자기회로(204)에 의해 원 회전하는 상태에서, 상기 광디스크의 회전에 의해 고속으로 이동하는 트랙, 예를 들어 트랙 1을 스캔하는 경우, 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 트랙 1과 트랙 2간의 경계 부분에 형성된 전반사면(M1, M2, M2, M1, M1, M2...)을 반복 주기적으로 스캔하게 된다.
즉, 상기 트랙 1의 일측 경계 부분에 형성된 제1 반사면(M1)을 스캔한 후, 원호 형상의 제1 기록트랙(T1A1), 그리고 트랙 1과 트랙 2간의 경계 부분에 형성된 제2 반사면(M2)을 순차적으로 스캔한 후, 원호 형상의 제2 기록트랙(T1A2)을 스캔하기 이전에, 상기 제2 반사면(M2)과 제1 반사면(M1)을 다시 반복하여 스캔하게 되는 데, 이때 상기 광픽업에 구비된 포토 다이오드(PD)에 의해 변환 출력되는 신호는, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 제1 반사면(M1)에 의해 출력되는 하이 레벨의 신호와, 상기 원호 형상의 제1 기록트랙(T1A1)에 의해 출력되는 고주파신호 및 상기 제2 반사면(M2)에 의해 출력되는 하이 레벨의 신호, 그리고 전술한 바와 같이, 원호 형상의 제2 기록트랙(T1A2)을 스캔하기 이전에, 상기 제2 반사면(M2)과 제1 반사면(M1)에 의해 각각 순차 출력되는 하이 레벨의 신호가 반복적으로 출력된다. (M1, M2, M2, M1,...)
이후, 상기 광픽업의 대물렌즈의 원 회전과 아울러, 광디스크가 회전 이동되어, 또다른 원호 형상의 제2 기록트랙(T1A2)에 의해 출력되는 고주파신호, 그리고 상기 제2 반사면(M2)에 의해 출력되는 하이 레벨의 신호가 다시 순차적으로 출력된다.
이때, 상기와 같이 출력되는 하이 레벨의 신호주기 즉, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 제2 반사면(M2)에 의해 각각 연속되어 출력되는 하이 레벨의 신호주기(T1)와, 상기 제1 반사면(M1)에 의해 각각 연속적으로 출력되는 하이 레벨의 신호주기(T2)가 동일한 소정주기가 되도록 광픽업 대물렌즈의 회전중심 위치를 조절하게 되는 데, 예를 들어, 광픽업 대물렌즈의 회전중심 위치가 제1 반사면(M1)과 제2 반사면(M2)간의 거리 중심으로부터 이격되어 있는 경우에는, 상기 제2 반사면(M2)에 의해 각각 연속되어 출력되는 하이 레벨의 신호주기(T1)와, 상기 제1 반사면(M1)에 의해 각각 연속적으로 출력되는 하이 레벨의 신호주기(T2)의 주기가 서로 상이하게 검출된다.
더욱이, 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 광픽업의 대물렌즈가 제1 반사면(M1)과 제2 반사면(M2)의 중심 위치로부터 크게 이격된 위치를 기준으로 하여 원 회전하게 되는 경우에는, 상기 제2 반사면(M2)에 의해 출력되는 하이 레벨의 신호가 검출되지 않게 된다.
따라서, 상기 제2 반사면(M1)에 의해 연속적으로 출력되는 하이 레벨의 신호주기(T1)와, 상기 제1 반사면(M1)에 의해 연속적으로 출력되는 하이 레벨의 신호주기(T2)가 동일한 소정주기로 검출되도록 대물렌즈의 원 회전중심 위치를 가변 조정함으로써, 상기 광픽업의 대물렌즈가 제1 반사면과 제2 반사면 사이에 기록된 원호 형상의 기록트랙을 대물렌즈의 회전반경 내에 두면서 원호 트랙을 스캔하도록 하여, 도 9 및 도 10을 참조로 전술한 바 있는 고배속 광디스크에 따른 데이터 재생 및 기록동작이 정상적으로 수행되도록 하는 것이다.
상기와 같이 구성 및 이루어지는 본 발명에 따른 고배속 광디스크와, 그에 따른 데이터 기록 및 재생방법은, 씨디(CD) 또는 디브이디(DVD)와 같은 광디스크의 회전속도와, 광픽업(P/U)에 구비된 대물렌즈의 회전속도간에 상대속도를 이용하여, 외부 입력신호를 불연속되는 원호 형상의 트랙에 고배속으로 기록하거나, 또는 원호 형상의 트랙에 기록된 신호를 고속 스캔하여 고배속으로 데이터 독출 및 재생동작을 수행할 수 있게 되어, 플라스틱 등과 같은 재질을 갖는 광디스크의 트랙이 원심력에 의해 변형 왜곡되는 스핀들모터의 고속 회전동작 없이도 고배속 데이터 기록 및 재생동작이 가능하게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (14)

  1. 광디스크에 있어서,
    상기 광디스크의 데이터 기록 트랙이, 불연속되는 복수의 원호 형상들로 형성되는 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 트랙의 형상은, 상기 광디스크가 소정속도로 회전할 때, 대물렌즈의 회전 원상의 일부 호가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 트랙은, 수평으로 인접된 또다른 트랙과 구분 재생 또는 구분 기록되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 트랙은, 수평으로 인접된 또다른 트랙과의 경계부분에 반사면을 형성한 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크.
  5. 광디스크 삽입 안착시, 스핀들 모터의 회전속도 및 대물렌즈의 회전속도에 따른 상대속도에 근거하여, 재생 배속을 설정하는 1단계;
    상기 설정된 재생 배속으로 스핀들 모터 및 대물렌즈를 회전시키면서, 광디스크에 형성된 트랙으로부터 신호를 검출하는 2단계; 및
    상기 검출되는 신호를 원래의 디지털 데이터로 복원하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크의 데이터 재생방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 1단계는, 상기 스핀들 모터의 구동에 의해 회전되는 광디스크의 회전속도와, 상기 대물렌즈를 보호 지지하는 액츄에이터에 의해 회전되는 대물렌즈의 회전속도간의 상대속도에 의해 재생 배속을 설정하는 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크의 데이터 재생방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 2단계는, 상기 대물렌즈가 1회전하는 동안, 실제로 독출되는 신호의 레벨이 소정레벨이상인 경우에만 선별적으로 검출하는 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크의 데이터 재생방법.
  8. 광디스크 삽입 안착시, 스핀들 모터의 회전속도 및 대물렌즈의 회전속고에 따른 상대속도에 근거하여, 기록배속을 설정하는 1단계; 및
    상기 설정된 기록 배속으로 스핀들 모터 및 대물렌즈를 회전시키면서, 입력되는 신호를 광디스크에 기록하는 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크의 데이터 기록방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 2단계는, 상기 대물렌즈가 1회전하는 동안, 사전에 설정된 소정시간 동안만 입력되는 신호를 기록하는 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크의 데이터 기록방법.
  10. 광디스크에의 데이터 기록/재생시, 광디스크상에 신호를 기록/재생하는 광픽업의 대물렌즈를 회전시키는 1단계;
    상기 광디스크상의 기록/재생을 위한 원호 형상의 불연속 트랙이, 상기 대물렌즈의 회전 원상의 일부 호가 되도록 하는, 상기 광디스크의 회전속도를 결정하는 2단계; 및
    상기 결정된 회전속도로, 상기 광디스크를 회전시키는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크의 데이터 기록/재생방법.
  11. 광디스크에의 데이터 기록/재생시, 상기 광디스크를 회전 구동시키는 1단계;
    상기 회전하는 광디스크상의 기록/재생을 위한 원호 형상의 불연속 트랙이, 상기 광디스크상에 신호를 기록/재생하는 광픽업의 대물렌즈의 회전 원상의 일부 호가 되도록 하는, 상기 대물렌즈의 회전속도를 결정하는 2단계; 및
    상기 결정된 회전속도로 상기 대물렌즈를 회전시키는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크의 데이터 기록/재생방법.
  12. 광디스크에의 데이터 기록/재생시, 상기 광디스크를 회전 구동시키는 1단계; 및
    상기 회전하는 광디스크상의 기록/재생을 위한 원호 형상의 불연속 트랙과 수평으로 인접된 또다른 트랙간의 경계부분에 형성된 반사면에 의해 검출되는 신호에 근거하여, 상기 광디스크상에 신호를 기록/재생하는 광픽업의 대물렌즈의 회전 중심위치를 조절하는 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크의 데이터 기록/재생방법.
  13. 제 13항에 있어서
    상기 2단계는, 상기 트랙간의 경계부분에 형성된 반사면에 의해 연속적으로 검출되는 하이레벨의 신호주기가 동일하게 되도록, 상기 광픽업의 대물렌즈의 회전 중심위치를 가변 조절하는 것을 특징으로 하는 고배속 광디스크의 데이터 기록/재생방법.
  14. 원호형상으로 형성된 데이터 기록트랙의 방향을 따라 광픽업의 빔을 조사시켜, 트랙의 신호를 검출하는 고배속 광디스크의 데이터 재생방법.
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KR100454655B1 (ko) * 2001-10-29 2004-11-05 주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아 배속 전환시점에서의 최적 기록방법 및 장치

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