KR20060030054A - 기록가능한 광학 기록 시스템에서 최적의 레이저 전력을결정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20060030054A
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게라르두스 알. 란게레이스
요아킴 더블유. 헬미그
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 최적 기록 파라미터 제어 프로시져(OPC)에 의해 사용된 광학 매체 상의 영역을 감소하기 위한 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 이 방법은, 기록 파라미터의 기준 세트를 사용하여 기록된 기준 데이터 패턴과 기록 파라미터의 측정 세트를 사용하여 기록된 측정 데이터 패턴을 사용하여 행해진다.
광학, 레코더, 레이저, 디스크.

Description

기록가능한 광학 기록 시스템에서 최적의 레이저 전력을 결정하기 위한 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE OPTIMAL LASER POWER IN RECORDABLE OPTICAL STORAGE SYSTEMS}
본 발명은, 일반적으로 기록가능한 광학 시스템에 관한 것으로, 특히 기록가능한 광학 기록 시스템과 광학 기록 디스크를 사용하기 위한 최적의 레이저 전력의 결정을 위한 것이다.
공지된 바와 같이, 예를 들면 CD 및 DVD 기록가능 및 재기록가능한 디스크와 같은 광학 기록 매체는 광학 적층체이다. 통상적으로 이 적층은 폴리카보네이트기판과, 민감성 다이층(dye layer), 금이나 은 합금의 반사기 및, 보호 래커 코팅으로 이루어진다. 데이터는, 레이저빔과 같은 고전력 방사빔을 다이층에 포커싱(focusing)하여, 영역의 반사율을 변경하도록 영역을 가열함으로써, 디스크에 기록된다. 영역은 다양한 길이의 마크(저반사 영역)와 랜드(마크간의 고반사 영역)의 나선 트랙을 형성한다. 마크와 랜드의 최종 패턴은, 디스크 상에 기록된 데이터를 엔코드한다. 마크 영역과 랜드 영역간의 각 천이(transition)는 데이터 "1" 값의 물리적인 엔코딩에 대응한다. 일반적으로, 마크와 공간은 고정된 세트 길이로 귀결되는 런랭스 제한 코드를 사용하여 엔코드된다. 예를 들면, DVD에 대해서는 3T 내지 14T의 길이를 갖는다(여기서, 'T'는 데이터 클록의 일주기를 나타낸다).
정확한 마크 길이는 데이터가 정확하게 표현되는지에 중요하다. 예를 들면, 광학 리더가 너무 긴 다수의 3T 마크나 랜드의 디스크를 판독하면, 이들은 4T로서 잘못 해석될 수 있다. 이 잘못된 해석은 부정확한 데이터 검색 및, 극단적인 경우는 판독 실패로 귀결될 수 있다.
이러한 이유로, 기본적으로 광학 레코더는 특정한 디스크에 걸친 모든 마크와 랜드 길이를 기록하는 정확성을 보장하도록 디스크 기록 품질을 감시하고 유지할 수 있게 된다.
정확한 기록을 달성하기 위해서, 기록 전력은 최적화되어야 한다. 또한, 기록 펄스 형상을 최적화하는 것은, 판독 에러를 감소시킨다. 기록 펄스 형상을 최적화하는 것은 기록 지터(recording jitter)가 최소화되는 것으로 귀결된다. 지터는, 디스크가 기록될 때, 마크 대 공간 또는 공간 대 마크 천이의 통계적인 변동이다.
현재, 2가지 다른 광학적인 전력 제어 프로시져(OPC)가 기록가능한(R) 및 재기록가능한(RW) 광학 기록 디스크에 사용되고 있다. 일반적으로, R디스크에 대해서 '베타' 및 '지터(또는 '시그마')' OPC방법이 사용되는 반면, RW디스크에 대해서, '감마'방법이 OPC프로시져로서 사용된다.
이들 현재 사용되는 OPC방법은, 디스크에 미리 기록된 정보인 사용되는 정보에 기초한다. 예를 들면, 정보는, 레코더에 OPC프로시져를 시작하는 지시 전력 수준을 제공하는 디스크 상에 미리 기록될 수 있다. 그런데, 이 정보는 항상 정확하지 않으므로, OPC 실패로 귀결될 수 있다.
현재, 지터 측정은 DVD+R(W) 데이터 레코더 및 비디오 레코더에 사용된다. 이는, 소위 지터 OPC 또는 δ-OPC에서 행해져서, (지터에 대한) 시스템 마진이 최대가 되는 기록 전력을 발견한다. 통상적인 δ-OPC는 기록 전력의 증가 시, 다수의 트랙의 연속 기록으로 이루어진다. 결과는, 일반적으로 U형상을 갖는 지터 대 기록 전력 플롯이다.
그런데, 관찰된 지터는 인가된 기록 전력의 결과만은 아니다. 디스크의 불균등에 기인하는 지터의 변화는 측정에도 영향을 미친다. 이는 도 1에 도시된다.
상기 디스크에 대한 경험으로부터, 디스크 상의 위치에 기인하는 지터는, 특정 범위 내에서 반경 위치보다는 접선 위치에 의존하는 것이 공지되어 있다. 지터 측정의 변동을 제거하기 위해서는, 회전 변동을 제거하는 것이면 충분하다.
그러므로, 통상적인 지터는 디스크의 전체 회전에 대해서 평균 된다. 이는, 예를 들면 10지터 측정은 10회전을 취하는 것을 의미한다. 이는, 디스크의 이용가능한 전력 켈리브레이션(calibration) 영역의 중요한 부분이다.
그러므로, 유효 공간 기록 펄스 켈리브레이션 방법에 대한 요구가 있다.
본 발명의 제1측면에 따르면, 광학 기록 매체의 테스트 영역을 정의하고, 기록 파라미터의 조작 세트를 갖는 레이저 장치를 사용하여, 설정된 데이터 패턴을 테스트 영역에 기록하며, 설정된 데이터 패턴에 대한 지터값을 측정하고, 광학 기록 매체에 대한 지터값을 최소화하는 기록 파라미터의 최적의 세트인, 측정된 지터값에 의존하여 광학 기록 매체에 데이터를 기록하기 위한 레이저 장치의 기록 파라미터의 최적의 조작 세트를 선택하는 단계로 이루어지는 광학 기록 매체에 기록하 기 위한 레이저 장치를 위한 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법에 있어서, 테스트 영역에 대한 설정된 데이터 패턴의 기록 단계는, 테스트 영역에 대해서 레이저 장치의 기록 파라미터의 기준 세트를 사용하여 기준 데이터 패턴을 기록하고, 레이저 장치의 기록 파라미터의 측정 세트를 사용하여, 테스트 영역에 측정 데이터 패턴을 기록하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기록 파라미터의 조작 세트에서, 광학 매체의 테스트 영역에 설정된 데이터 패턴을 기록하도록 조작할 수 있는 광학 기록장치와, 광학 매체 상에 설정된 데이터 패턴에 대한 지터값을 측정하도록 조작할 수 있는 측정장치 및, 광학 기록 매체에 대한 지터값을 최소화하는 기록 파라미터의 최적의 세트인, 측정된 지터값에 의존하여 광학 기록 매체에 데이터를 기록하기 위한 레이저 장치의 기록 파라미터의 최적의 조작 세트를 선택하도록 조작할 수 있는 전력제어기를 구비하는 정의된 테스트 영역을 갖는 광학 기록 매체에 기록하기 위한 레이저 장치를 위한 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 장치에 있어서, 광학 기록장치가, 테스트 영역에 대해서 기록 파라미터의 기준 세트에서 기준 데이터 패턴을 기록하고, 기록 파라미터의 측정 세트에서, 테스트 영역에 대한 측정 데이터 패턴을 기록하도록 조작가능한 것을 특징으로 하는 장치가 제공된다.
본 발명의 목적과 형태 및 장점은 수반되는 첨부 도면에 따른 상세한 설명으로부터 명백해진다.
도 1은 지터 측정을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일측면을 구체화한 장치를 도시한 블록도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시형태를 나타낸 도면,
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시형태를 나타낸 도면이다.
수반되는 도면 중 도 2는 본 발명을 구현하는 개략적인 장치를 나타낸다. 디스크(1)는, 도면을 명확하게 하기 위해서 도시 생략된 공지된 디스크 구동장치에 의해 공지된 방법으로 유지되고 회전된다.
제어기(10)는, 디스크에 대한 판독 및 기록에 사용되는 레이저장치(12)의 출력 파라미터를 제어하기 위해 제공된다. 제어기(10)에 의해 제어될 수 있는 파라미터는, 기록 전력 수준과, 기록 펄스 에지 및 과전력을 포함한다. 측정장치(14)는 지터값을 측정하고, 이들 측정값과 관련된 데이터를 전력 제어기(10)에 공급하기 위해 제공된다. 도 2의 장치의 동작이, 이하 상세히 설명된다.
기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위해서, 즉 최소 지터 수준을 이끌어내기 위한 파라미터의 세트를 결정하기 위해서, 최소 지터값을 찾아낼 필요가 있다. 마크 에지 내의 노이즈의 기준 편차로서의 지터의 정의에 기인해서, 다른 소스로부터의 지터값은 이하와 같이 결합될 수 있다.
Figure 112005076119733-PCT00001
여기서, jittertotal는 전체 지터값, jittersource1은 제1소스에 기인하는 지터 이고, jittersource2는 제2소스에 기인하는 지터이다. 본 발명은, 이 관계를 사용하여, 기준값 및 측정값으로부터의 지터값을 결합하도록 조작한다.
도 3은 본 발명을 구체화하는 제1방법을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 방법을 사용하여 디스크(1)에 기록된 테스트 데이터 패턴을 나타낸 도면이다.
단계A의 초기화 후, 제1방법은 기준 세트의 기록 파라미터를 사용하여 기준 데이터 패턴(2)을 기록한다(단계B). 예를 들면, 기준 세트의 파라미터는 레이저 장치의 고정된 기록 전력과 고정된 기록 사전 보정을 포함할 수 있다. 기준 데이터 패턴(2)이 디스크(1)의 트랙(11) 부분에 기록된다. 그 다음, 기준 데이터 패턴으로서 측정 데이터 패턴(3)이 동일 트랙(11) 내의 디스크(1)에 기록된다(단계C). 측정 데이터 패턴(3)이, 기준 패턴에 대해 사용되는 것으로부터 변화될 수 있는 기록 파라미터의 측정 세트를 사용하여 기록된다. 예를 들면, 레이저 소스의 기록 전력은 변화될 수 있다.
교대하는 기준 및 측정 데이터 패턴(2, 3)의 기록은, 디스크(1)의 회전이 완료될 때까지 계속된다. 기준 및 측정 데이터 패턴(2, 3)의 세트가 디스크에 기록되면, 방법은 다양한 패턴에 대한 지터값을 측정하고(단계E), 이들 값을 최소화하며(단계F: 이하 기재됨), 정규화된 지터값을 기초로 기록 파라미터의 최적의 세트를 선택한다.
2개의 연속적으로 기록된 시퀀스간에 작은 각도 차이가 항상 있으므로, 수식 (1)을 사용하여 연속적인 기준 및 측정 지터값을 정확하게 정규화할 수 있다.
Figure 112005076119733-PCT00002
여기서, jitternorm은 관심의 정규화된 지터(즉, 수식 1로부터의 지터 소스)이고, jittermeas는 측정 데이터 패턴의 지터이며, jitterref는 기준 데이터 패턴의 지터(수식 1의 소스 2)이다. 관심의 측정 패턴 상의 지터는 기준 패턴의 지터보다 높거나 낮을 수 있으므로, 부호는 명백하게 재생되어야 한다. 부호는 jittermeas와 jitterref의 상대 사이즈에 의존한다.
그 다음, 최적의 전력 수준이 수식 (2)에 의해 결정된 최소의 정규화된 지터값을 기초로 선택된다. 한편, 지터값은 수식
Figure 112005076119733-PCT00003
을 사용하여 정규화될 수 있는데, 이 수식은 작은 실제 범위의 관찰된 지터에 대해 충분히 정확하다. 단순화된 정규화 식에 따라, 에러의 전파의 변화는 감소한다.
일례에 있어서, 측정 전력 수준은 측정 데이터 패턴의 기록 동안 변화된다. 도 3 및 도 4의 실시형태에 있어서, 각 측정 패턴부는 특정 측정 전력 수준을 갖고, 이들 전력 수준은 순차적인 방식으로 최소 수준으로부터 최대 수준까지 증가한다. 한편, 측정 전력 수준은 연속적으로 변화될 수 있다.
그런데, 도 3 및 도 4의 방법에 있어서는, 기준 패턴과 측정 패턴간의 작은 각도 차이가 항상 있게 된다. 전형적으로, 접선 방향의 지터 변동은 반경 반향의 트랙에 걸쳐서보다 높다. 따라서, 본 발명을 구체화하는 제2방법에 있어서는, 참조 패턴은 디스크의 하나의 트랙 상의 일 회전 상의 디스크에 기록되고, 측정 패턴은 제2회전 상의 디스크의 다른 트랙 상에 기록된다. 이 제2방법은 도 5 및 도 6에 도시된다. 이 방법은, 지터 변동이 반경 위치(작은 스케일에서)에 의존하지 않고 접선 위치에 의존한다는 사실을 사용한다. 제2실시형태에 있어서, 기준 데이터 패턴은 기록 파라미터(예를 들면, 고정된 전력 수준)의 기준 세트를 사용하여 기록되고(단계B'), 파라미터의 측정 세트(예를 들면, 변하는 전력 수준)는 측정 데이터 패턴의 기록(단계C') 동안 사용된다. 측정 데이터 패턴(3)과 기준 데이터 패턴(2)은, 도 6에 나타낸 바와 같이 디스크의 인접하는 트랙 내에 기록된다.
균등화가 유효하기 위해서는, 측정 및 기준 데이터 패턴에 대해서 반경으로 정렬된 지터 측정을 사용하는 것이 바람직하다. 광학 디스크 드라이브에 있어서, 이는 "워블(wobble)"로 공지된 정의된 시간 패턴을 사용하여 달성된다. 반경 R에서, 인접하는 시퀀스는 워블 길이 w와 함께 2πR/w 워블 카운트 후에 발견된다. 그런데, 작은 오정렬은 문제가 되지 않는다.
현재 실행되는 δ-OPC 이외에, 상기된 지터 평가는 다른 기록 파라미터 최적화에 사용될 수 있다(예를 들면, 동일 발명자에 의한 유럽 특허 출원 02077527.6-PHNL020578을 보자). 이 경우, 이것은 단순히 램프된(ramped) 기록 전력이 아니고, 다른 전략 파라미터(예를 들면, 기록 펄스 에지 및 과전력)일 수 있다. 응답은, 기준 측정을 감산함으로써, 1차 문제로 감소할 수 있는 2차 커브이다. 감산된 지터는 "△J"로 언급될 수 있다. 정규화하기 위해서,
Figure 112005076119733-PCT00004
이것은, 기준 시퀀스의 지터 측정을 사용하는 아이디어를 언급된 기록 전략 최적화 알고리즘에 직접 적용할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 실시형태가, 지터값을 측정한 후, 크게 감소된 디스크 영역을 사용하는 기록 파라미터의 최적의 세트를 선택하는 방법 및 장치를 제공하는 것으로 생각된다. 본 발명의 원리는, 디스크 이외의 다른 광학 매체에 적용할 수 있고, 레이저 장치는 가시 스펙트럼 내외의 방사를 생성하는 소정의 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 통합되어 사용되는 디스크 타입의 광학 기록 매체의 예로서는, CD, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, DVD-R-Dual-Layer, DVD-RW-Dual-Layer, DVD+R, DVD+RW, DVD+R-Dual-Layer, DVD+RW-Dual-Layer, DVD-RAM 및, Blu-ray Disc 디스크를 포함한다.

Claims (20)

  1. 광학 기록 매체의 테스트 영역을 정의하고,
    기록 파라미터의 조작 세트를 갖는 레이저 장치를 사용하여, 설정된 데이터 패턴을 테스트 영역에 기록하며,
    설정된 데이터 패턴에 대한 지터값을 측정하고,
    광학 기록 매체에 대한 지터값을 최소화하는 기록 파라미터의 최적의 세트인, 측정된 지터값에 의존하여 광학 기록 매체에 데이터를 기록하기 위한 레이저 장치의 기록 파라미터의 최적의 조작 세트를 선택하는 단계로 이루어지는 광학 기록 매체에 기록하기 위한 레이저 장치를 위한 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법에 있어서,
    테스트 영역에 대한 설정된 데이터 패턴의 기록 단계는,
    테스트 영역에 대해서 레이저 장치의 기록 파라미터의 기준 세트를 사용하여 기준 데이터 패턴을 기록하고,
    테스트 영역에 대해서 레이저 장치의 기록 파라미터의 측정 세트를 사용하여, 측정 데이터 패턴을 기록하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    기록 파라미터의 각 세트는, 레이저 장치의 전력 수준을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    레이저 장치의 전력 수준은 측정 데이터 패턴의 기록에 걸쳐서 변하는 것을 특징으로 하는 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    레이저 장치의 전력 수준은, 측정 데이터 패턴의 기록에 걸쳐서 최소 수준으로부터 최대 수준으로 상승하는 것을 특징으로 하는 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    레이저 장치의 전력 수준은, 측정 데이터 패턴의 기록에 걸쳐서 이산적인 스텝으로 증가하는 것을 특징으로 하는 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    기준 데이터 패턴의 기록에 걸쳐서 레이저 장치의 전력 수준은 고정되는 것을 특징으로 하는 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    측정된 지터값은 측정 및 기준 데이터 패턴의 지터값의 평균에 관련되는 것을 특징으로 하는 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    광학 매체는 디스크이고,
    기준 및 측정 데이터 패턴은 디스크의 단일 트랙 상에서 교대하는 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    광학 매체는 디스크이고,
    기준 및 측정 데이터 패턴은 디스크의 연속적인 트랙 상에 기록되는 것을 특 징으로 하는 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    광학 매체는 디스크이고,
    기준 및 측정 데이터 패턴은 디스크의 인접 트랙 상에 기록되는 것을 특징으로 하는 기록 파라미터의 최적의 세트를 결정하기 위한 방법.
  11. 기록 파라미터의 조작 세트를 사용하여, 광학 매체(1)의 테스트 영역에 설정된 데이터 패턴(2, 3)을 기록하도록 조작할 수 있는 광학 기록장치(12)와,
    광학 매체(1) 상에 설정된 데이터 패턴(2, 3)에 대한 지터값을 측정하도록 조작할 수 있는 측정장치(14) 및,
    광학 기록 매체(1)에 대한 지터값을 최소화하는 기록 파라미터의 최적의 세트인, 측정된 지터값에 의존하여 광학 기록 매체(1)에 데이터를 기록하기 위한 레이저 장치(12)의 기록 파라미터의 최적의 조작 세트를 선택하도록 조작할 수 있는 전력제어기(10)를 구비하는 정의된 테스트 영역을 갖는 광학 기록 매체(1)에 기록하기 위한 레이저 장치를 위한 최적의 전력 수준을 결정하기 위한 장치에 있어서,
    광학 기록이,
    테스트 영역에 대해서 기록 파라미터의 기준 세트를 사용하여 기준 데이터 패턴을 기록하고,
    테스트 영역에 대해서 기록 파라미터의 측정 세트를 사용하여, 측정 데이터 패턴을 기록하도록 조작가능한 것을 특징으로 하는 레이저 장치를 위한 최적의 전력 수준을 결정하기 위한 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    기록 파라미터의 각 세트는, 레이저 장치의 전력 수준을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치를 위한 최적의 전력 수준을 결정하기 위한 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    광학 기록장치(14)는 측정 데이터 패턴의 기록 동안 레이저 장치의 전력 수준이 변화하도록 조작가능한 것을 특징으로 하는 레이저 장치를 위한 최적의 전력 수준을 결정하기 위한 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    레이저 장치의 전력 수준은, 측정 데이터 패턴의 기록에 걸쳐서 최소 수준으로부터 최대 수준으로 상승하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치를 위한 최적의 전 력 수준을 결정하기 위한 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    레이저 장치의 전력 수준은, 이산적인 스텝으로 증가하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치를 위한 최적의 전력 수준을 결정하기 위한 장치.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    기준 데이터 패턴의 기록에 걸쳐서 레이저 장치의 전력 수준은 고정되는 것을 특징으로 하는 레이저 장치를 위한 최적의 전력 수준을 결정하기 위한 장치.
  17. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    측정된 지터값은 측정 및 기준 데이터 패턴의 지터값의 평균에 관련되는 것을 특징으로 하는 레이저 장치를 위한 최적의 전력 수준을 결정하기 위한 장치.
  18. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    광학 매체는 디스크이고,
    기준 및 측정 데이터 패턴은 디스크의 단일 트랙 상에서 교대하는 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치를 위한 최적의 전력 수준을 결정하기 위한 장치.
  19. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    광학 매체는 디스크이고,
    기준 및 측정 데이터 패턴 형태가 디스크의 연속적인 트랙 상에 기록되는 것을 특징으로 하는 레이저 장치를 위한 최적의 전력 수준을 결정하기 위한 장치.
  20. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    광학 매체는 디스크이고,
    기준 및 측정 데이터 패턴은 디스크의 인접 트랙 상에 기록되는 것을 특징으로 하는 레이저 장치를 위한 최적의 전력 수준을 결정하기 위한 장치.
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