KR20000025020A - Method for record and reproduction of optical disk - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for record and reproduction of optical disk that records and reproduces information by picking up the laser beam through the object lens to the optical disk is provided to record information at high density and to reproduce information at high resolution. CONSTITUTION: An iris diaphragm to adjust numerical aperture is installed in the front or the back of an object lens in the direction that laser beam is incident. Information is recorded and reproduced by controlling the iris diaphragm. In the record of information, it is recorded by extending the diameter of aperture, increasing the numerical aperture and reducing the laser beam spot. In the reproduction of information, it is reproduced by reducing the width of the laser beam spot in the radial direction of the optical disk.

Description

광디스크의 기록/재생 방법How to record / play back an optical disc

본 발명은 광기록 매체에 관한 것으로, 특히 고밀도 광디스크의 기록/재생 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical recording medium, and more particularly, to a recording / reproducing method of a high density optical disc.

오늘날 광디스크는 대용량 및 고속 정보처리의 요구에 부응할 수 있는 멀티미디어 시대의 핵심 매체로서 대용량 및 고속 정보 처리 기술이 필요하다.Today's optical discs are key media in the age of multimedia that can meet the demands of high capacity and high speed information processing.

이들 재료로는 결정질과 비정질 상태의 가역적인 변화를 이용하여 정보를 기록하는 상변화형 광디스크와 자기적 성질을 이용한 광자기 디스크 등이 있다.These materials include phase change type optical discs that record information using reversible changes in crystalline and amorphous states, and magneto-optical discs using magnetic properties.

상변화형 디스크에서는 자성계 없이 광학계만으로 기록과 재생이 가능하며 광변조 중첩기록(overwrite)이 가능하며, 청색 파장대의 레이저를 이용한 기록 재생 매체로서의 가능성도 매우 높다.In a phase change type disc, recording and reproduction are possible using only an optical system without a magnetic field, optical modulation overwriting is possible, and the possibility of recording and reproducing medium using a laser in the blue wavelength range is very high.

상변화형 광디스크는 기판상의 기록막을 레이저광으로 조사하여 서로 다른 상의 변화를 일으켜 정보를 기록하고 그 반사율의 변화로 재생한다.A phase change type optical disc irradiates a recording film on a substrate with a laser beam to cause a change in different phases, record information, and reproduce the information with a change in its reflectance.

기록원리는 레이저광을 집속시켜 매체의 융점이상으로 가열하여 용융시킨 후 급냉시킴으로써 비정질을 얻고 결정화 온도이상으로 가열시켜 결정상을 얻는다.The recording principle focuses on the laser light, heats it to the melting point of the medium, melts it, and rapidly cools to obtain amorphous, and heats above the crystallization temperature to obtain a crystalline phase.

그러므로, 상변화 디스크에 사용되는 재료는 비정질 상태가 안정하고 짧은 시간에 결정화되는 것이 요구된다.Therefore, the materials used for the phase change disks require that the amorphous state be stable and crystallized in a short time.

그러나, 상변화형 광기록 재료는 빠른 결정화 속도와 비정질 상태의 안정성이 대립하는 요인을 포함하고 있기 때문에 고속 고밀도 반복기록과 소거에 따라 기록층 재료의 열화가 일어난다.However, since the phase change type optical recording material includes a factor in which the fast crystallization speed and the stability of the amorphous state are opposed, deterioration of the recording layer material occurs with high-speed high-density repetitive recording and erasure.

기록막에 따라 결함의 원인은 여러 가지가 있지만 성분 편석(component segragation)이나 핀홀(pinhole) 발생 등에 의한 것이 주원인으로 생각되어진다.Although there are many causes of defects depending on the recording film, it is considered that the main cause is caused by component segragation or pinhole generation.

이처럼 기록매체의 국부적인 온도분포를 이용하는 방법에 의하여 신호를 기록 재생하기 때문에 온도에 따른 매체의 광학적 특성 및 열적 특성 등이 특히 중요한 것으로 파악되고 있으며 대부분 기록층을 포함한 4층 구조로 이루어져 있기 때문에 디스크 전체의 구조를 최적화하기란 쉽지 않다.As the signal is recorded and reproduced by the method using the local temperature distribution of the recording medium, the optical and thermal characteristics of the medium according to the temperature are considered to be particularly important. Optimizing the overall structure is not easy.

아직까지는 원천적인 기록막의 열화를 상쇄시키는 방법에 대해서는 계속 연구중에 있고 대부분 위에서 기술한 대책에도 불구하고 반복기록 횟수는 105회로 제한되고 있다.So far, the method of offsetting the deterioration of the original recording film has been continuously studied, and in spite of the above-mentioned measures, the number of repetitive recordings is limited to 10 5 times.

또한, 반복기록 재생시 디스크의 편심과 틸트(tilt) 등에 의하여 트랙내의 일정한 위치에 균일하게 쓰여지거나 완전히 지워지기는 어려우며, 중첩기록(direct overwrite)시 비정질 영역(mark)과 결정질 영역(space)의 광흡수도 차이로 인하여 그 위에 새로 쓰여질 새로운 마크(mark)와 스페이스(space)의 형태에 일정하고 균일한 형상을 이루지 못하여 지터(jitter) 등에 악영향을 미치고 있다.In addition, it is difficult to uniformly write or completely erase a certain position in a track due to eccentricity and tilt of the disc during repetitive recording and reproduction, and the light of the amorphous mark and the crystalline space during direct overwrite is difficult. Due to the difference in absorbance, it does not form a uniform and uniform shape in the form of new marks and spaces to be newly written on it, which adversely affects jitter.

따라서, 트랙(track)내의 현재 기록된 영역 주변에서는 기존의 신호가 일부분 잔존하여 있다.Thus, some existing signals remain around the currently recorded area in the track.

특히, 레디얼(radial) 방향으로 분포되어 있는 본 신호이외의 신호 찌꺼기들은 지터 및 에러의 원인이 된다.In particular, signal residues other than the present signal distributed in the radial direction cause jitter and error.

더구나 광디스크가 점점 고밀도화되면서 도 1에 도시된 바와 같이 랜드/그루브(land/groove) 모두를 사용하고 그 폭이 더욱 좁아지면서 마크 폭방향의 모양 조절이 점점 중요해질 수 밖에 없다.In addition, as the optical disc becomes more dense, as shown in FIG. 1, both lands / grooves are used, and the width thereof becomes narrower, so that the shape control in the mark width direction becomes more important.

즉, 단파장 광원 등을 사용하면서 사용하는 레이저 빔의 크기가 줄면서 마크 등의 영역을 점점 줄게 하지만 그에 따라 트랙 피치도 동시에 급감함으로써 결국 마크의 형상 제어 능력이 핵심 기술이 되어가고 있다.That is, the size of the laser beam used while using a short-wavelength light source and the like decreases the area of the mark and the like, but accordingly the track pitch also decreases at the same time, so the shape control ability of the mark is becoming a core technology.

또한,재생광은 도 2에 도시된 바와 같이 통상적으로 기록된 비정질의 폭보다 크므로 본래의 비정질 영역 이외에 기존 신호의 흔적, 그루브 웰(groove wall) 등이 간섭된 신호를 읽어들임으로써 더욱 에러가 커질 수 밖에 없다.In addition, the reproduction light is larger than the width of the conventionally recorded amorphous as shown in FIG. It can only grow.

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 고밀도로 정보를 기록하고 고해상도로 정보를 재생할 수 있는 광디스크의 기록/재생 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an optical disc recording / reproducing method capable of recording information at high density and reproducing the information at high resolution.

도 1은 종래 기술에 따른 광디스크의 정보 기록 재생시 재생빔의 크기를 보여주는 도면1 is a diagram showing the size of a reproduction beam during information recording and reproducing of an optical disc according to the prior art;

도 2는 도 1의 재생빔의 크기를보여주는 그래프2 is a graph showing the size of the reproduction beam of FIG.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 광디스크의 기록/재생 방법을 위한 조리개의 위치를 보여주는 도면3A and 3B show positions of an aperture for an optical disk recording / reproducing method according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 재생빔의 형상을 보여주는 도면4 is a view showing the shape of a reproduction beam according to the present invention;

본 발명에 따른 광디스크의 기록/재생 방법의 주요 특징은 레이저 빔이 입사되는 방향으로 대물렌즈의 전방이나 후방에 개구수를 조절하는 조리개를 설치하고, 그 조리개를 제어하여 정보 기록시에는 어퍼춰(aperture)의 구경을 늘리고 개구수를 증가시켜 레이저 빔 스팟을 줄여 정보를 기록하고 정보 재생시에는 광디스크의 반경 방향으로 레이저 빔 스팟의 폭을 줄여 기록된 정보를 재생하는데 있다.The main feature of the recording / reproducing method of the optical disc according to the present invention is that an aperture is provided in front of or behind the objective lens in the direction in which the laser beam is incident, and the aperture is controlled when the information is recorded. Increasing the aperture diameter and increasing the numerical aperture reduces the laser beam spot to record the information, and when the information is reproduced, the width of the laser beam spot is reduced in the radial direction of the optical disc to reproduce the recorded information.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 광디스크의 기록/재생 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A recording / reproducing method of an optical disc according to the present invention having the above characteristics will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 개념은 광학적 픽업(pickup)을 조정하여 기록시 레이저 광은 정형의 원형 광 형태로 기록하고, 재생시는 빔 사이즈(beam size)를 상대적으로 줄여서 고밀도 광디스크의 해상도를 증가시킴으로써, 광디스크 위에 반복적으로 기록되어 열화된 고밀도 정보를 효율적으로 재생하는데 있다.First, the concept of the present invention is to adjust the optical pickup (recording) to record the laser light in the form of a circular circular light during recording, and during playback to reduce the beam size (beam size) relatively to increase the resolution of the high-density optical disk, In order to efficiently reproduce high-density information that has been repeatedly recorded and degraded above.

이를 실현하기 위하여 본 발명에서는 재생시 기록시의 레이저 빔 스팟(spot)보다 작은 반경을 가지도록 개구수를 조정한다.In order to realize this, in the present invention, the numerical aperture is adjusted so as to have a radius smaller than the laser beam spot during recording during reproduction.

즉, 기록과 재생시 레이저 빔이 서로 다른 반경의 스팟 사이즈와 형상을 가지도록 한다.That is, during recording and reproduction, the laser beams have spot sizes and shapes of different radii.

이 개구수의 조정을 위해 본 발명에서는 픽업의 대물렌즈의 앞쪽이나 뒤쪽에 조리개를 설치하여 기록과 재생을 위한 레이저 빔의 스팟 사이즈 및 형상을 조절하였다.In order to adjust the numerical aperture, the present invention adjusts the spot size and shape of the laser beam for recording and reproduction by providing an aperture in front or rear of the objective lens of the pickup.

도 3a 및 도 3b은 본 발명에 따른 광디스크의 기록/재생 방법을 위한 조리개의 위치를 보여주는 도면으로서, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 픽업을 위한 대물렌즈의 전방이나 또는 후방에 조리개를 위치시킨다.3A and 3B are diagrams illustrating positions of an aperture for a recording / reproducing method of an optical disc according to the present invention. As shown in FIGS. 3A and 3B, an aperture is positioned in front of or behind an objective lens for pickup. Let's do it.

이 조리개는 정보 기록시와 정보 재생시에 따라 조절된다.This aperture is adjusted according to information recording and information reproduction.

즉, 정보 기록시에는 조리개를 조절하여 어퍼춰(aperture) 구경을 늘려 빔 사이즈를 줄임으로써 고밀도로 정보를 기록한다.That is, at the time of information recording, information is recorded at a high density by adjusting the aperture to increase the aperture diameter to reduce the beam size.

이처럼 빔 사이즈를 줄이기 위해 어퍼춰 구경을 늘리는 이유는 개구수( numerical aperture)가 증가되면 빔의 반경이 줄어들기 때문이다.The reason why the aperture aperture is increased to reduce the beam size is that the radius of the beam decreases as the numerical aperture increases.

이는 다음과 같은 수식 관계에 의하여 이론적으로 계산될 수 있다.This can be theoretically calculated by the following mathematical relationship.

W = λ/NA이고, NA = D/f이다.W = lambda / NA and NA = D / f.

여기서, W는 빔 사이즈, λ는 빔의 파장, D는 어퍼춰 반경, f는 초점거리이다.Where W is the beam size, λ is the wavelength of the beam, D is the aperture radius, and f is the focal length.

이와 같이, 본 발명에서는 정보 기록시 조리개를 조절하여 어퍼춰 구경을 늘이고 개구수를 증가시켜 레이저 빔의 사이즈를 줄임으로써 고밀도로 정보를 기록한다.As described above, in the present invention, the information is recorded at a high density by adjusting the aperture at the time of information recording to increase the aperture diameter and increase the numerical aperture to reduce the size of the laser beam.

한편, 정보 재생시에는 조리개의 레디얼(radial) 방향과 탄젠셸(tangential) 방향을 각기 다르게 조절하여 재생 빔의 모양이 타원형이 되도록 한다.On the other hand, during information reproduction, the radial direction and the tangential direction of the aperture are adjusted differently so that the shape of the reproduction beam becomes elliptical.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 조리개를 이용하여 입사되는 재생 빔을 디스크의 반경 방향으로 폭을 줄여 트랙내의 범위를 벗어나지 않도록 조절한다.That is, as shown in FIG. 4, the play beam incident by using the aperture is reduced in the radial direction of the disc so as not to be out of range within the track.

이와 같이 재생 빔을 만들면 그루브 웰(groove wall) 등을 제외한 트랙내의 편평한 영역내의 기록 신호에 초점을 맞춤으로써 결국 광 검지기(photo detector)에서 잡음보다는 본래의 신호에 비중이 더 커지기 때문에 빛의 간섭으로 인한 지터(jitter)를 줄일 수 있다.This makes the reproduction beam focus on the recording signal in the flat area of the track, excluding the groove wall, etc., which in turn increases the weight of the original signal rather than the noise in the photo detector. Reduce jitter caused by

즉, 광디스크의 기록 영역 부근의 인접된 영역에서 발생하는 덜 지워진 마크(mark), 좁은 트랙에 의한 그루브 웰(groove wall)에 의한 광간섭 등과 같은 여러 가지 효과로부터 반사된 빛을 제거시킴으로써, 본래의 신호에 대한 해상도를 증가시키게 된다.That is, by removing the reflected light from various effects such as less erased marks occurring in adjacent areas near the recording area of the optical disc, optical interference by groove walls by narrow tracks, etc. This will increase the resolution for the signal.

이들은 1회 기록시보다는 반복 기록으로 인한 기록 신호가 불안정하거나 편차가 심해질 때, 특히 유리한 방법이다.These are particularly advantageous methods when the recording signal due to repetitive recording becomes unstable or the deviation becomes more severe than when recording once.

본 발명에 따른 광디스크의 기록/재생 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.The recording / reproducing method of the optical disc according to the present invention has the following effects.

본 발명은 좁은 트랙 피치(track pitch)를 가지는 디스크 구조에서 랜드(land)와 그루브(groove)를 동시에 기록 장소로 사용하는 경우 기록시 신호의 간섭과 재생시 잡음의 발생, 반복 기록시 불량 신호들을 기록과 재생 빔의 형상과 크기를 조절함으로써 제거할 수 있다.According to the present invention, when a land and a groove are simultaneously used as a recording location in a disc structure having a narrow track pitch, interference of signals during recording, noise during playback, and bad signals during repeated recording are prevented. This can be eliminated by adjusting the shape and size of the recording and reproduction beams.

즉, 기록시 랜드/그루브의 편평한 영역에 기록할 수 있도록 하고 기록된 마크의 형상을 제어할 수도 있다.That is, it is possible to record on a flat area of land / groove during recording and to control the shape of the recorded mark.

또한, 반복 기록후 재생시 빔 스팟보다 작은 반경을 가지도록 조리개를 이용하여 개구수를 조정하고 트랙내의 편평한 영역내의 기록 신호에 초점을 맞춤으로써 광 검지기에서는 잡음보다 본래의 신호 비중이 더 커지게 하여 빛의 간섭으로 인한 지터를 줄일 수 있다.In addition, by adjusting the numerical aperture by using the iris to have a radius smaller than the beam spot during repetitive recording and focusing, and focusing on the recording signal in the flat area of the track, the optical detector has a greater proportion of the original signal than noise Jitter caused by light interference can be reduced.

따라서, 본 발명은 고밀도 고집적 광디스크의 광픽업에 응용할 수 있으며 그 기록 재생 효율을 증가시킨다.Therefore, the present invention can be applied to the optical pickup of a high density high density optical disc and increases its recording / reproducing efficiency.

특히, 고밀도 기록을 위하여 청색 대역의 파장을 사용하여 기록 신호의 크기를 최소화하고, 랜드와 그루브에 동시 기록하여 트랙 피치(track pitch)를 최소화하고자 할 때, 광간섭 효과를 최소화하는데 효과적인 방법이다.In particular, it is an effective method for minimizing the optical interference effect when minimizing the size of the recording signal using the wavelength of the blue band for high-density recording and minimizing the track pitch by simultaneously recording the land and the groove.

Claims (2)

대물렌즈를 통해 레이저 빔을 광디스크에 픽업(pickup)하여 정보를 기록하고 재생하는 광디스크의 기록/재생 방법에 있어서,A recording / reproducing method of an optical disc, which records and reproduces information by picking up a laser beam onto an optical disc through an objective lens, 상기 레이저 빔이 입사되는 방향으로 상기 대물렌즈의 전방이나 후방에 개구수를 조절하는 조리개를 설치하고, 그 조리개를 제어하여 정보 기록시에는 어퍼춰(aperture)의 구경을 늘리고 개구수를 증가시켜 상기 레이저 빔 스팟을 줄여 정보를 기록하고 정보 재생시에는 광디스크의 반경 방향으로 상기 레이저 빔 스팟의 폭을 줄여 기록된 정보를 재생하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 기록/재생 방법.A diaphragm is provided in front of or behind the objective lens in the direction in which the laser beam is incident. The diaphragm is controlled to increase the aperture of the aperture and increase the numerical aperture during information recording. And recording information by reducing the laser beam spot and reproducing the recorded information by reducing the width of the laser beam spot in the radial direction of the optical disc during information reproduction. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 정보 재생시 레이저 빔의 스팟은 타원 형태이며 상기 광디스크의 트랙 범위를 벗어나지 않는 것을 특징으로 하는 광디스크의 기록/재생 방법.And the spot of the laser beam is elliptical in the information reproduction, and does not deviate from the track range of the optical disc.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100424838B1 (en) * 2000-07-24 2004-03-27 샤프 가부시키가이샤 Optical pickup device

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