KR20000074146A - 광 기록 매체의 기록재생방법 및 장치 - Google Patents

광 기록 매체의 기록재생방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

광 기록매체의 기록재생 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 재기록 가능 디스크의 트랙상에 워블링 형태로 성형되어 있는 워블 신호의 변화로 기록/재생시에 디스크의 기록/재생면에 정초점이 이루어졌는지 여부를 확인하고, 정초점이 이루어지지 않았을 때는 상기 워블 신호의 변화량으로 구한 포커스 에러 신호량을 포커스 에러 신호로부터 구한 포커스 에러 신호량에 더하여 포커스 서보를 수행함으로써, 기록 및 재생시 디포커스로 인한 데이터의 품질 저하를 막아 최적의 기록과 재생을 수행한다.

Description

광 기록 매체의 기록재생방법 및 장치{Method for recording/playing of optical recording medium and apparatus for the same}
본 발명은 고밀도 광기록 매체 시스템에 관한 것으로, 특히 광 기록매체의 디포커싱을 검출하고 이를 보상하는 광 기록매체의 기록재생 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자유롭게 반복적으로 재기록 가능한 광 기록매체 예컨대, 광 디스크로는 재기록 가능한 컴팩트 디스크(Rewritable Compact Disc ; CD-RW)와 재기록 가능한 디지털 다기능 디스크(Rewritable Digital Versatile Disc ; DVD-RW, DVD-RAM) 등이 있다.
그리고, 상기된 재기록 가능 광 디스크 특히, DVD-RAM은 랜드(Land)와 그루브(Groove)의 구조로 된 신호 트랙을 두어, 정보신호가 기록되어 있지 않은 공 디스크에서도 트랙킹 제어를 할 수 있게 하며, 최근에는 기록 밀도를 높이기 위하여 랜드와 그루브의 트랙에 각각 정보신호를 기록하고 있다. 이를 위해, 기록/재생하는 광 픽업의 레이저 광 파장을 단파장화하고, 집광하는 대물렌즈의 개구수를 크게하여 기록 재생하는 광빔의 크기를 작게한다.
또한, 이러한 고밀도 광 디스크에서는 기록밀도를 높이기 위하여 신호 트랙간의 거리 즉, 신호트랙피치를 작게 하고 있다.
이때, 재기록 가능형 디스크의 경우 최초의 디스크에는 아무런 정보가 없으므로 디스크 제어 및 기록이 불가능하다. 이를 위해 랜드와 그루브에 디스크 트랙을 만들고 해당 트랙을 따라 정보를 기록하게 하며, 랜덤 억세스와 회전 제어를 위한 정보를 별도로 디스크에 기록하여 놓음으로써, 정보 신호가 기록되어 있지 않은 공 디스크에서도 트랙킹 제어를 할 수 있게 한다.
그리고, 상기 제어 정보는 도 1과 같이 각 섹터마다 섹터의 시작 위치에 헤더 영역을 프리 포맷팅(pre-formatting)하여 기록할 수도 있고, 트랙을 따라 워블링(Wobbling) 형상으로 기록할 수도 있다. 여기서, 워블링이란 일정한 클럭을 변조하여 디스크에 가할 정보 예를 들면, 해당 위치의 정보, 디스크의 회전 속도에 대한 정보 등을 레이저 다이오드의 파워에 공급함으로써, 해당 레이저의 광빔의 변화에 의해 제어 정보가 트랙의 경계면에 기록되는 것을 말한다.
그리고, 각 섹터의 시작 위치에 프리포맷되는 헤더 영역은 다시 4개의 헤더 필드(헤더 1 필드 ∼ 헤더 4 필드)로 구성된다. 이때, 상기 4개의 헤더 필드는 트랙 센터로부터 엇갈리게 배치되어 있으며, 도 1은 그 한 예로서, 하나의 트랙에서 첫 번째 섹터에 대한 헤더 필드의 구조이다. 도 1을 보면, 실제 데이터가 기록되는 유저 영역의 트랙 경계면은 워블링 형상임을 알 수 있다.
이러한 광 기록재생장치에서도 정보를 기록하거나, 기록된 정보를 재생하기 위해서는 광픽업을 통해 트랙킹 및 포커스 제어를 한다.
도 2는 이러한 광 디스크 기록/재생 장치의 일반적인 구성 블록도로서, 랜드와 그루브의 구조로 되어 데이터의 재기록이 가능한 광 디스크(101), 상기 광 디스크(101)에 정보를 기록하고 재생하는 광 픽업(102), 상기 광 픽업(102)에서 출력되는 전기신호로부터 RF 및 서보 에러 신호를 생성하는 RF 및 서보 에러 생성부(105), 상기 광 디스크(101)에 기록할 데이터가 발생하면 RF 및 서보 에러 생성부(105)의 제어 신호에 의해 기록할 데이터를 광 디스크(101)가 요구하는 포맷의 기록 펄스로 부호화하는 엔코더(104), 상기 엔코더(104)의 기록 펄스를 레이저 다이오드(LD)의 기록 파워로 변환하여 광 픽업(102) 내의 LD를 구동하는 LD 구동부(103), 상기 RF 및 서보 에러 생성부(105)에서 검출된 RF 신호를 처리하여 데이터를 복원하는 데이터 디코더(106), 상기 RF 및 서보 에러 생성부(105)에서 검출되는 포커스 에러 신호(FE)와 트랙킹 에러 신호(TE)를 각각 신호처리하여 포커스 구동 신호와 트랙킹 구동 신호를 발생하는 서보 제어부(107), 상기 서보 제어부(107)에서 출력되는 포커스 구동 신호를 입력받아 광 픽업(102)내의 포커스 액츄에이터를 구동하는 포커스 서보 구동부(108), 및 상기 서보 제어부(107)에서 출력되는 트랙킹 구동 신호를 입력받아 광 픽업(102)내의 트랙킹 액츄에이터를 구동하는 트랙킹 서보 구동부(109)로 구성된다.
이와 같이 구성된 도 2에서 광 디스크(101)는 신호 트랙이 랜드와 그루브의 구조로 되어 있으며, 랜드 또는 그루브의 트랙뿐만 아니라 랜드와 그루브의 트랙에 모두 데이터를 기록 또는 재생할 수 있다.
이때, 광 픽업(102)은 서보 제어부(107)의 제어에 의해 대물 렌즈에 집광된 광빔이 광 디스크(101)의 신호 트랙위에 놓이게 하고, 또한 신호 기록면에서 반사하여 들어온 광을 다시 대물렌즈로 집광한 후 포커스 에러 신호와 트랙킹 에러 신호의 검출을 위해 광 검출기로 입사한다.
도 3은 1빔 방식의 광 검출기의 일 예로서, 광 디스크(101)의 신호트랙방향과 반경방향으로 특정분할, 즉 4분할한 4개의 광 검출소자(PDA,PDB,PDC,PDD)로 되어있다.
이때, 상기 각각의 광 검출 소자(PDA,PDB,PDC,PDD)에서 얻은 광량에 비례하는 전기신호 A,B,C,D는 RF 및 서보 에러 생성부(105)로 출력된다.
상기 RF 및 서보 에러 생성부(105)는 상기 각각의 광 검출소자(PDA,PDB,PDC,PDD)에서 출력되는 전기신호(A,B,C,D)로부터 데이터 재생을 위한 RF 신호(또는 리드 채널1 신호라고도 함), 서보 제어를 위한 포커스 에러 신호(FE), 리드 채널2 신호등을 검출한다. 이때, RF 신호는 상기 도 3과 같은 광 검출기로부터 출력되는 전기신호(A,B,C,D)를 (A+B+C+D)함에 의해 검출할 수 있고, 리드 채널2 신호는 (A+D)-(B+C)함에 의해 검출할 수 있으며, 포커스 에러 신호(FE)는 (A+C)-(B+D)함에 의해 검출할 수 있다. 여기서, 트랙킹 에러 신호(TE)는 상기 리드채널 2 신호에 필터링을 수행하여 만들 수 있다.
이렇게 검출된 RF 신호는 재생을 위해 데이터 디코더(106)로 출력되고, FE, TE와 같은 서보 에러 신호는 서보 제어부(107)로 출력되며, 데이터 기록을 위한 제어 신호는 엔코더(104)로 출력된다.
상기 엔코더(104)는 제어 신호에 따라 기록할 데이터를 광 디스크(101)가 요구하는 포맷의 기록 펄스로 부호화한 후 LD 구동부(103)로 출력하고, 상기 LD 구동부(103)는 상기 기록 펄스에 해당하는 기록 파워로 광 픽업(102)의 LD를 구동시켜 광 디스크(101)에 데이터를 기록한다.
또한, 광 디스크(101)에 기록된 데이터 재생시 상기 데이터 디코더(105)는 상기 RF 및 서보 에러 생성부(105)에서 검출된 RF 신호로부터 원래 형태의 데이터를 복원한다.
그리고, 상기 서보 제어부(107)는 포커스 에러 신호(FE)를 신호 처리하여 포커싱 제어를 위한 구동 신호를 포커스 서보 구동부(108)로 출력하고, 트랙킹 에러 신호(TE)를 신호 처리하여 트랙킹 제어를 위한 구동 신호를 트랙킹 서보 구동부(109)로 출력한다.
상기 트랙킹 서보 구동부(109)는 광 픽업(102) 내의 트랙킹 액츄에이터를 구동함에 의해 광 픽업(102)의 대물렌즈를 래디얼(radial) 방향으로 움직여서 빔의 위치를 수정하고, 소정의 트랙을 추종한다.
이때, 광 초점이 디스크 면으로부터 어긋나 있게되면(이하, 디포커스라 칭함.) 기록 및 재생시 데이터 품질이 저하되고 이로 인해 시스템의 동작이 불안정해지는 문제가 있다.
따라서, 상기 포커스 서보 구동부(108)는 광 픽업(102) 내의 포커스 액츄에이터를 구동시킴에 의해 광 픽업(102)을 상하로 움직여 광 디스크(101)가 회전과 함께 상하 움직임에 따라 추종해가도록 한다. 즉, 집광하는 대물렌즈를 상하 즉 포커스축 방향으로 구동하는 포커스 액츄에이터는 포커스 에러 신호로부터 구한 포커스 에러 신호량에 따라 대물렌즈와 광 디스크(101)와의 거리를 일정하게 유지시킨다.
그런데, DVD-RAM과 같이 랜드와 그루브에 모두 데이터를 기록할 수 있는 광 디스크에서는 랜드와 그루브의 깊이차에 의해 포커스 옵셋이 다르므로 포커스 에러 신호가 제로일지라도 디포커스가 되어 있을 수 있다.
즉, 랜드와 그루브의 깊이차에 의해 랜드의 트랙에서 포커싱이 맞았더라도 옵셋 조정이 안되어 있으므로 이를 그대로 그루브의 트랙에 적용하면 포커싱이 안될 수 있다. 또한, 그루브의 트랙에 포커싱을 맞추었을 경우에도 마찬가지로 랜드의 트랙에서는 랜드와 그루브의 깊이차에 의해 포커싱이 맞지 않는 디포커싱이 발생할 수 있다.
이때는 포커스 에러 신호만으로 디포커스 상태를 알 수 없다. 즉, 포커스 에러 신호만으로는 기록/재생시에 디스크의 기록/재생면에 정초점이 이루어졌는지를 확인하는데 부족하다. 이로 인해 지터 특성이 나빠지고 BER(Bit error rate)이 커진다. 만일 이 상태로 기록을 하게되면 랜드와 그루브의 기록 특성이 바뀔수 있어 상기된 경우와 마찬가지로 기록 및 재생시 데이터 품질이 저하되고 이로 인해 시스템의 동작이 불안정해지는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 디스크에 성형되어 있는 워블 신호의 변화를 검출하여 정포커스 여부를 확인하고 이를 포커스 제어에 적용하는 광 기록 매체의 기록재생방법 및 장치를 제공함에 있다.
도 1a는 일반적인 재기록가능 디스크에서 각 섹터의 시작 위치에 프리포맷되는 헤더와 워블 신호의 배치를 보인 도면
도 2는 일반적인 광 디스크 기록/재생 장치의 구성 블록도
도 3은 도 2의 광 픽업의 광 검출기의 일 예를 보인 도면
도 4는 본 발명에 따른 광 디스크 기록/재생 장치의 구성 블록도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 광 디스크 102 : 광 픽업
103 : LD 구동부 104 : 엔코더
105 : RF 및 서보 에러 생성부 106 : 데이터 디코더
107 : 서보 제어부 108 : 포커스 서보 구동부
109 : 트랙킹 서보 구동부 201 : 워블 신호 생성부
202 : 워블신호 레벨 검출부 203 : 포커스 보정 에러 생성부
204 : 가산기
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 기록 매체의 기록재생방법은, 기록 가능한 데이터 영역의 트랙상에 워블링되어 형성된 워블 신호를 검출하는 단계와, 상기 검출된 워블 신호의 레벨과 기설정된 기준 레벨과의 차신호를 구하는 단계와, 상기 차신호로부터 포커스 온 여부를 판단하는 단계와, 포커스 온이 아닌 경우 포커스 에러 신호량을 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 단계의 기준 레벨은 워블 신호가 최대가 되는 값으로 미리 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 단계에서 출력되는 포커스 에러 신호량은 포커스 에러 신호로부터 구한 포커스 에러 신호량에 더하여 최종 포커스 에러 신호량으로 출력되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광 기록매체의 기록재생 장치는, 기록 가능한 데이터 영역의 트랙상에 워블링되어 형성된 워블 신호를 검출하는 워블 신호 생성부와, 상기 워블 신호의 레벨을 기 설정된 기준 레벨과 비교하여 포커스 온 여부를 판단한 후 포커스 온이 아닌 경우 포커스 에러 신호량을 출력하는 포커스 보정 에러 생성부와, 상기 출력되는 포커스 에러 신호량을 포커스 에러 신호로부터 구한 포커스 에러 신호량에 더하여 최종 포커스 에러 신호량으로 출력하는 가산부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 포커스 보정 에러 생성부는 상기 검출된 워블 신호의 레벨과 기설정된 기준 레벨이 같으면 포커스 온으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 워블 신호의 변화를 검출하여 포커스 온 여부를 확인하고 이를 원래의 포커스 에러 신호량에 적용하여 정확한 포커스 제어를 수행하는데 있다.
도 4는 본 발명에 따른 광 디스크 기록/재생 장치의 구성 블록도로서, 리드 채널 2 신호로부터 워블 신호를 검출하는 워블 신호 생성부(201), 상기 워블 신호의 전압 레벨을 검출하는 워블 신호 레벨 검출부(202), 상기 워블 신호의 전압 레벨과 기설정된 기준 레벨을 비교하여 정포커스 유무를 확인하고 이때의 포커스 에러 신호량을 출력하는 포커스 보정 에러 생성부(203), 및 상기 포커스 에러 신호량을 포커스 에러 신호로부터 검출한 원래의 포커스 에러 신호량에 더하여 포커스 서보 구동부(108)로 출력하는 가산기(204)가 상기된 도 2와 같은 광 디스크 기록/재생 장치에 더 구비된다.
즉, RF 및 서보 에러 생성부(105)에서는 광 검출소자로부터 나오는 전기신호(A,B,C,D)를 (A+D)-(B+C)함에 의해 리드 채널 2신호를 검출할 수 있다. 만일, 상기 광 픽업(102) 내의 광 검출기가 신호트랙방향으로 2분할된 경우라면 양 광 검출소자(I1,I2)의 광량 밸런스로부터 리드 채널 2신호(I1-I2)를 검출한다. 즉, 도 3의 A+D가 I1, B+C가 I2에 해당된다. 이때, 각 트랙 상에 기록되어 있는 워블 신호는 상기 리드 채널2에서만 검출된다.
따라서, 상기 워블 신호 생성부(201)는 상기 리드채널 2신호로부터 기록 가능한 데이터 영역의 트랙상에 워블링 형태로 성형되어 있는 워블 신호를 검출하여 워블 신호 레벨 검출부(202)로 출력한다.
상기 워블 신호 레벨 검출부(202)는 상기 워블 신호의 전압 레벨(Vpp ; peak to peak voltage)을 검출한다. 상기 전압 레벨은 워블 신호의 톱과 바텀을 홀드시켜 검출할 수 있다.
상기 워블 신호 레벨 검출부(202)에서 검출된 워블 신호의 전압 레벨은 서보 구동에 참조하기 위해 서보 제어부(107)로 출력됨과 동시에 정포커스 여부를 확인하기 위해 포커스 보정 에러 생성부(203)로 출력된다.
이때, 상기 워블 신호의 전압 레벨은 포커스가 제일 잘 맞았을 때 제일 큰 값을 갖는다. 이는 워블 신호의 전압 레벨이 제일 클 때 즉, 최대일 때가 정포커스 상태임을 의미한다.
따라서, 상기 포커스 보정 에러 생성부(203)에는 워블 신호의 전압 레벨이 최대가 되는 값을 기준 레벨로 미리 설정한다. 그리고, 상기 워블 신호 레벨 검출부(202)에서 출력되는 워블 신호의 전압 레벨과 기 설정된 기준 레벨을 비교하여 워블 신호의 변화를 검출한다. 즉, 입력되는 전압 레벨과 기준 레벨이 같으면 정포커스(=포커스 온)로 판단하고, 같지 않으면 정포커스가 아니라고 판단하여 두 레벨의 차이를 보정할 포커스 에러 신호량으로 하여 가산기(204)로 출력한다.
상기 가산기(204)는 포커스 에러 신호(FE)로부터 검출한 원래의 포커스 에러 신호량에 상기 포커스 보정 에러 생성부(203)에서 출력되는 포커스 에러 신호량을 더하여 최종 포커스 에러 신호량을 포커스 서보 구동부(108)로 출력한다.
상기 포커스 서보 구동부(108)는 상기 가산기(204)에서 출력되는 포커스 에러 신호량에 해당하는 포커스 구동 신호로 광 픽업 내의 포커스 액츄에이터를 구동시킴에 의해 대물렌즈와 광 디스크와의 거리를 일정하게 유지시킨다.
만일, 포커스 에러 신호가 제로일지라도 포커스 보정 에러 생성부(203)에서 두 레벨값에 차이가 발생한다면 이때도 디포커스 상태이므로, 포커스 서보 구동부(108)는 상기 포커스 보정 에러 생성부(203)에서 검출된 포커스 에러 신호량으로 디포커스를 보상한다.
또한, 본 발명은 랜드와 그루브에서 DC 옵셋이 다르므로 랜드와 그루브를 스위칭하면서 상기 워블 신호의 변화를 검출하고 이를 포커스 에러 신호로부터 검출한 원래의 포커스 에러 신호량에 더하여 포커스 서보를 수행함으로써, 더욱 정확한 포커스 서보를 수행한다.
이와 같이 본 발명은 워블 신호를 이용하여 포커스를 더욱 미세하게 제어할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 광 기록매체의 기록/재생 방법에 의하면, 재기록 가능 디스크의 트랙상에 워블링 형태로 성형되어 있는 워블 신호의 변화로 기록/재생시에 디스크의 기록/재생면에 정초점이 이루어졌는지 여부를 확인하고, 정초점이 이루어지지 않았을 때는 상기 워블 신호의 변화량으로 구한 포커스 에러 신호량을 포커스 에러 신호로부터 구한 원래의 포커스 에러 신호량에 더하여 포커스 서보를 수행함으로써, 기록 및 재생시 디포커스로 인한 데이터의 품질 저하를 막아 최적의 기록과 재생을 수행한다.

Claims (6)

  1. 광 픽업에서 출력되는 광량에 비례하는 전기 신호로부터 포커스 에러 신호를 검출하여 포커스 제어를 수행하는 광 기록매체의 기록재생 방법에 있어서,
    기록 가능한 데이터 영역의 트랙상에 워블링되어 형성된 워블 신호를 검출하는 단계와,
    상기 검출된 워블 신호의 레벨과 기준 레벨과의 차신호를 구하는 단계와,
    상기 차신호로부터 포커스 온 여부를 판단하는 단계와,
    포커스 온이 아닌 경우 포커스 에러 신호량을 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 기록재생 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계의 기준 레벨은
    워블 신호가 최대가 되는 값으로 미리 설정하는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 기록재생 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계에서 출력되는 포커스 에러 신호량은 상기 포커스 에러 신호로부터 구한 포커스 에러 신호량에 더하여 최종 포커스 에러 신호량으로 출력되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 기록재생 방법.
  4. 광 픽업에서 출력되는 광량에 비례하는 전기 신호로부터 포커스 에러 신호를 검출하여 포커스 제어를 수행하는 광 기록매체의 기록재생 장치에 있어서,
    기록 가능한 데이터 영역의 트랙상에 워블링되어 형성된 워블 신호를 검출하는 워블 신호 생성부와,
    상기 워블 신호의 레벨을 기 설정된 기준 레벨과 비교하여 포커스 온 여부를 판단한 후 포커스 온이 아닌 경우 포커스 에러 신호량을 출력하는 포커스 보정 에러 생성부와,
    상기 출력되는 포커스 에러 신호량을 포커스 에러 신호로부터 구한 포커스 에러 신호량에 더하여 최종 포커스 에러 신호량으로 출력하는 가산부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 기록재생 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 포커스 보정 에러 생성부의 기준 레벨은
    워블 신호가 최대가 되는 값으로 미리 설정하는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 기록재생 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 포커스 보정 에러 생성부는
    상기 검출된 워블 신호의 레벨과 기설정된 기준 레벨이 같으면 포커스 온으로 판단하는 것을 특징으로 하는 광 기록매체의 기록재생 장치.
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