KR20070105329A - 레이저 포화 방지 방법 및 장치 - Google Patents

레이저 포화 방지 방법 및 장치 Download PDF

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KR20070105329A
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제임스 제이. 에이. 맥코맥
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

고속 광 드라이브에서 레이저 전류 포화(18)를 방지하는 방법 및 장치가 개시된다. 고속 광 드라이브에서 레이저 전류의 포화는 시스템이 레이저 파워의 증가 요청을 유지하게 하도록 관찰되는 레이저 파워의 한계 전에 방지된다. 특히 낮은 공급 전압과 결합될 때 고온 및 높은 기록 파워에서 명백한 레이저 전류 포화 문제는 포화 근처(미만은 아님)에서의 확실한 작업에 의해 방지된다. 레이저 파워를 요청시 증가시키는 능력은 양호한 기록 품질을 생기게 하고 이용할 수 있도록 유지된다. 레이저 전류 포화의 잠재적인 온셋이 검출되고(34) 낮은 레이저 파워를 필요로 하는 낮은 기록 속도로 하강시켜 레이저 전류 포화를 방지함으로써 방지된다(36).
레이저, 포화 방지, 광 드라이브, 전압 포화

Description

레이저 포화 방지 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PREVENTION OF LASER SATURATION}
본 발명은 반도체 레이저의 전압-전류 특성에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광 디스크 기술에서 사용되는 반도체 레이저의 기록 중에 포화를 방지하는 것에 관한 것이다.
반도체 레이저는 광 디스크 드라이브 내에서 광 매체 상에 정보를 기록하는 데에 사용된다. 반도체 레이저는 다이오드와 유사한 전압-전류 특성을 갖는다. 예컨대, 광 디스크 기록 장치에 채용된 레이저에 있어서, 약 1 mA의 전류 입력은 레이저에 걸쳐서 약 0.7 V의 전압을 강하시킨다. 이 압력 강하는 레이저의 파장 및 조성과 구조에 따라 커질 수 있다. 레이저에 걸리는 전압은 개개의 전류 증가에 의해 상승한다. 전기 저항(일반적으로, 차동 저항이라 함)은 이러한 레이저를 통한 전압 상승을 신속하게 억제시킨다. 반도체 레이저는 또한 소정의 전류 레벨(임계 전류로 알려짐)에 도달할 때까지 레이저 광이 방출되지 않게 하는 파워-전류 특성을 갖는다. 임계 전류 이상에서, 레이저의 파워 레벨은 포화에 도달할 때까지 실질적으로 대응하는 전류 상승에 선형으로 상승한다. 포화는 보다 높은 파워 레벨에서 발생하기 시작하고, 그 결과 레이저 특성을 변동시키며, 이러한 변동은 레이저로부터 동일한 파워 레벨을 달성하기 위해 보다 높은 전류가 인가되는 것을 필 요로 한다. 포화 문제는 보다 높은 온도에서 더욱 쉽게 발생한다. 더욱이, 시스템은 레이저 수명에 치명적이기 때문에 레이저가 오랜 기간 동안 과도하게 포화 상태로 되지 않게 한다.
레이저는 공급 레일에 부착된 전류 공급원을 갖는 드라이버로부터 구동되는 것이 일반적이다. 레이저 피크 전압은 공급 레일로 공급되는 피크 전류 입력의 대응하는 증가에 의해 전류 공급원 드라이버가 레이저 펄스 피크 동안에 그 포화 한계에 이르는 레벨로 상승한다. 일단 포화에 도달하면, 공급 전압이 증가되지 않는 한 전류 공급원의 드라이브 세팅을 변화시킴으로써 추가적인 전류 증가가 불가능하다.
종래의 드라이브는, 일단 최적의 파워 교정(OPC; optimum power calibration)이 결정되면, OPC에 의해 결정된 레이저 파워를 항상 충족시킬 수 있다는 가설을 기초로 하여 설계된다. 이 가설은 현재 제조되고 있는 새로운 등급의 광 드라이브에는 맞지 않는 문제가 존재한다. 이 새로운 드라이브는 PCAV(Partial Constant Angular Velocity) 기록 프로파일을 채용하는 것이 일상적이다. PCAV 기록 프로파일에 있어서, OPC는 디스크 외측의 기록 중에 발생하는 것보다 낮은 기록 속도로 결정되는 것이 일반적이다. 디스크 외측의 기록은 보다 높은 레이저 전류를 필요로 한다. 보다 낮은 기록 속도로 인가되는 기록 파워는 레이저 전류 요청이 크게 증가되게 하는 기록 공정 중에 온도가 상당이 증가할 정도로 높을 수 있다. 16x 드라이브 개발 중의 시험은 레이저 파워가 특정 조건 하에 가장 높은 기록 속도에서 감소할 수 있다는 것을 나타내었다. 이 레이저 파워의 감소는 16x 드 라이브에 의해 검출될 수 없어 기록 품질을 나쁘게 하고 드라이브에 알려져 있지 않은 불량 판독을 발생시킨다.
포화 문제를 교정하려는 시도가 이루어졌다. 이 시도는 기록 공정 중에 매체를 능동적으로 모니터링하는 기술을 채용하였다. ZCLV(Zoned Constant Linear Velocity)를 이용하여 기록하는 드라이브에서, 이들 종래 기술은 매체를 모니터링하는 것을 포함한다. ZCLV를 이용하여 모니터링하는 동안에, 에러 시작이 매체를 기록하는 중에 발생되면, 드라이브 속도 및 이에 따라 요구되는 레이저 파워가 감소될 수 있다. ZCLV를 이용하는 경우, 종래 기술은 매체의 상이한 구역들을 통해 레이저 파워를 감소시키는 것을 포함한다. CAV를 이용하여 기록하는 드라이브에서, 유사한 기법을 채용하지만 구역들에서 이루어지는 조정 대신에, 드라이브는 레이저 파워와 매체 속도를 매분마다 재조정한다. 또한, 드라이브 내의 열 회로의 모니터링에 의해 레이저 포화의 잠재적인 발생을 교정하는 시도가 이루어졌다. 일단 열 회로가 작동하면, 드라이브는 기록 속도 및 레이저 강도를 감소시킨다. 이들 종래 기술의 방안에 있어서의 문제는 레이저 포화의 실제 임계값이 레이저 포화를 방지하는 이들 작용을 고려하지 않아 이들 작용이 결여되어 있다는 것이다. 종래 기술의 방안은 광 디스크 상에 확실히 효율적인 방식의 기록을 제공하지 않는다.
전술한 논점으로부터, 레이저 포화를 보다 효율적인 방식으로 방지할 수 있는 방법 및 장치에 대한 요구가 당업계에 존재한다는 것이 분명하다.
본 발명은 레이저 전류 포화를 방지하도록 종래 기술의 드라이브에서의 단점 을 처리하는 것이다. 본 발명은 광 디스크 매체에 대한 기록 중에 포화 가장자리에서 동작을 가능하게 한다. 포화 가장자리에서의 동작은 소정의 모멘트에서 실용적인 가능한 가장 높은 피크 레이저 파워가 이용될 수 있어, 소정의 모멘트에서 실용적인 가장 높은 기록 속도가 달성된다는 것을 의미한다. 기록 중에 레이저 전류 포화에 기인한 불량 기록 문제는 레이저 전류 포화의 잠재적인 온셋을 검출하고 느린 속도에서의 레이저 전류 포화 기록을 피하고, 더욱 최적하게는 포화 가장자리에서 이용 가능한 피크 레이저 파워에 일치하는 속도에서의 기록을 피함으로써 방지된다.
본 발명은 임박한 레이저 전류 포화를 검출하고 제어된 방식으로 기록 속도를 감소시킴으로써 레이저 전류 포화와 관련된 문제를 방지한다.
레이저 전류는 레이저 파워 제어 루프의 일부를 이용하여 감지된다. 임계 검출 레벨을 파워 제어 루프 내에 세팅하고 전류 또는 파워 포화가 발생할 수 없도록 레이저 파워를 제어함으로써 검출이 달성된다. 따라서, 본 발명은 전류 또는 파워 포화가 발생할 수 없도록 기록 속도를 임계값 미만으로 유지함으로써 기록 속도를 최대화시킨다.
임계값 위배의 검출시에, 드라이브 소프트웨어는 드라이브의 데이터 경로부 내에서 스핀 다운을 개시한다. 이 절차에서, 데이터의 현재 블록이 현재의 기록 속도로 기록되고, 링크 지점이 생성되어 기록이 보다 낮은 속도로 재시작한다. 이러한 보다 낮은 속도로 인해 레이저 파워 요건이 즉시 낮아지고, 이에 따라 레이저 전류 요건이 보다 낮아진다.
별법으로서, 드라이브는 기록 공정을 방해하지 않고 기록 속도를 소량(증분량 또는 연속량) 떨어뜨림으로써 반응할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 드라이브는 기록 속도를 현재값으로 유지하고 소정의 기록 속도에서 (P)CAV 기록 프로파일로부터 CLV 기록 프로파일로 변경시킴으로써 반응한다.
본 발명의 이들 목적은 레이저 내의 전류를 모니터링하고, 레이저 내의 전류를 예정된 임계값과 비교하며, 레이저 내의 전류가 예정된 임계값을 초과하지 않도록 레이저 내의 전류를 제어함으로써 제공된다.
도 1은 레이저 파워 특성을 도시하는 다이어그램이다.
도 2a는 전류를 레이저에 공급하는 전형적인 드라이버 구성을 이용하는 센서 및 피드백 루프를 구비한 레이저의 다이어그램이다.
도 2b는 도 2a의 변형례의 도면으로서, 레이저는 센서와 피드백 루프를 구비하지만 레이저로부터 전류를 감소시키는 드라이버 구성을 이용한다.
도 3은 레이저 전류가 너무 높은지를 결정하기 위한 흐름도이다.
도 4는 레이저 전류를 연산하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 의해 구현되는 광 디스크의 스핀 다운을 수행하는 루틴의 다이어그램이다.
도 1을 참조하면, Y축의 파워 및 전압 대 X축의 레이저 전류에 대한 레이저 특성의 다이어그램이 도시되어 있다. 레이저 파워 특성은 P레이저(T1)(14)와 P레이 저(T2)(16)로서 도시되어 있다. 레이저 전압은 V레이저(12)에 의해 지시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 임의의 파워가 레이저에 의해 출력되기 전에 특정량의 레이저 전류(I레이저)가 요구된다. 레이저의 파워-전류 특성으로 인해 소정의 전류 레벨(임계 전류로 공지됨)에 도달할 때까지 레이저 광이 방출되지 않게 된다. 일단 임계 전류에 도달되면, 레이저의 파워 레벨은 포화에 도달될 때까지 전류의 대응하는 상승에 의해 선형으로 상승한다. 포화는 도 1에서 포화 라인(18)으로서 지시된 바와 같이 발생하기 시작한다. 포화 라인(18) 레벨 이상에서, 포화 라인(18)에 의해 도시된 레벨 아래에서 얻어질 수 있는 동일한 파워 증가를 달성하기 위해서는 보다 많은 양의 전류를 필요로 한다. 일단 파워 레벨이 포화 라인(18)에 의해 도시된 레벨 이상이면, 레이저로부터 동일한 파워 레벨을 달성하는 데에 보다 높은 전류가 인가되는 것을 필요로 하는 레이저 특성의 변동이 발생한다. 이곳이 포화가 시작하는 지점이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 파워 특성 P레이저(T1)(14)과 P레이저(T2)(16)은 서로에 대해 오프셋된다. 이 오프셋은 P레이저(T1)(14)이 제1 온도(T1)에 있고 P레이저(T2)(16)이 제2 온도(T2)에서 동일한 레이저의 특성이라는 실례이며, 여기서 T2>T1이다. 도 1에 도시된 바와 같이, P레이저(T2)(16)은 동일한 파워 레벨을 달성하는 데에 보다 많은 전류를 연속적으로 필요로 하여 포화 문제가 보다 높은 온도에서 더욱 쉽게 발생한다.
도 1로부터 명백한 바와 같이, 레이저 기반 드라이버 시스템은 포화 라인(18)에 의해 도시된 레벨 이상에서 문제를 발생시켜 포화에 이르게 되고, 원하는 기록 파워를 발생시키는 데에 필요한 레이저 전류는 레이저 전압을 더욱 증가시키기에 너무 높은 레벨에 도달한다. 이 점에서, 시스템은 전류의 추가 증가에 응답하지 않기 시작하여 레이저가 레이저 파워 증가에 대한 요청에 더 이상 응답하지 않을 수 있는 지점에 도달한다. 정확한 기록이 보장되려면, 기록은 감소된 레이저 전류를 이용하여 달성되어야 한다. 기록 속도의 감소는 기록에 필요한 파워와, 또한 기록 파워를 발생시키는 데에 필요한 레이저 전류를 감소시키는 효과를 갖는다. 단순화를 위해 오직 하나의 전압 라인인 V레이저(12)만을 도시했지만 보다 높은 온도에서 레이저 임계 전압 및 저항이 감소하여 통상적으로 기울기가 감소된 하방으로 이 전압 라인을 변동시킬 수 있다는 것을 유념해야 한다.
높은 레이저 전류는 온도 증가와 기록 속도의 증가로 인해 유발된다. PCAV(Partial Constant Angular Velocity) 프로파일을 채용하는 시스템의 경우에, 기록은 매체 중앙 근처에서 보다 낮은 초기 속도로 시작하여 매체의 외측 가장자리를 향해 보다 높은 최종 속도로 진행하고, 그 결과로 온도와 기록 속도를 동시에 증가시킨다. 더욱이, PCAV 프로파일은 매체의 외측에서의 기록이 시스템에 사용된 가장 높은 기록 속도로 행해지는 것을 필요로 하고, 이것이 레이저 최적 파워 교정(OPC)의 치수 결정을 위한 한계 경우인 것이다.
CLV(Constant Linear Velocity) 프로파일을 이용하는 시스템에 있어서는, 기 록 파워가 OPC에서 고정되기 때문에 온도 및 기록 속도의 증가에 관한 문제가 그러한 범위로 발생하지 않는다. CLV 프로파일 내에서는, 기록 중에 온도만이 상승하여 포화 문제가 발생할 수 있다.
도 3은 레이저가 포화에 접근하는지를 시험하기 위해 레이저 전류를 검사하도록 본 발명이 채용하는 바람직한 방식을 예시하는 흐름도이다. 본 발명은 레이저 파워가 포화 한계에 도달했거나 도달하려는 순간을 검출하는 포화 안전 네트가 시스템에 포함되는 것을 구현한다. 안전 네트 루틴은 너무 높은 레이저 전류(Laser Current too High; 30)를 바람직하게는 대략 매초마다 현재 사용되는 레이저 전류에 대한 검사를 수행하는 실제 델타 검사(Check Delta_Actual; 32) 지점에 입력함으로써 시작한다. 실제 델타 검사 루틴은 도 4에 보다 상세히 도시되어 있다. 안전 네트는 바람직한 실시예에서 8비트 디지털 시스템 내에서 값 250으로 나타내는 피크 레이저 전류의 최대 레벨로서 최대 허용값(Max_Allowable_Value)으로 불리는 프로그램 가능한 값을 채용한다. 최대 허용값은 통상적으로 대략 2.5 mA이다. LDD에는 Islope의 값이 레이저용 K*Islope의 최대 요구값에 일치되게 하는 스케일링 DAC가 존재한다. 통상적인 작동에서, K의 최대값은 120이지만 40 내지 120의 범위에서 안전하게 세팅될 수 있다. 이 방식으로, 여기에서 Islope라 칭하는 기준값은 통상적으로 0 내지 2.5 mA에서 동작하고, LDD는 임계값 이상의 피크 레이저 전류를 생성하도록 바람직한 실시예 내에서 인자 K만큼 Isolpe 값을 증폭시킨다. 피크 전류는 피크 레이저 펄스 파워를 만드는 데에 필요한 전류이다. 일단 실제 델타용 최대 허용값에 도달되면, 레이저 전류는 포화 도달이 명백하고 루틴은 데이 터경로에 대한 콜백(Callback)을 개시하는 결정이 이루어지며(36), 이는 콜백 메카니즘을 통해 데이터경로로부터 스핀 다운 알고리즘을 작동시킨다. 여기서 말하는 데이터경로는 드라이브에서 호스트(통상, 퍼스널 컴퓨터 기반 처리 소자)로부터 인코더로의 정보 흐름을 제어하는 공정이다. 데이터경로 공정은 얼마나 빨리 호스트 데이터가 인코딩되는가를 결정하는 것을 비롯하여 기록 속도를 제어할 수 있다. 본 발명은 데이터경로가 동작 경로를 결정할 수 있을 정도로 레이저 전류가 너무 높은 상황의 발생을 데이터경로 공정에 지시한다. 통상적인 용례에서 데이터경로는 디스크 회전 속도를 스핀 다운시키고 보다 느린 속도로 광 디스크 매체에 기록함으로써 기록 속도를 감소시키기 때문에, 콜백에 대한 데이터경로의 응답은 스핀 다운 알고리즘에 의해 매우 흔하게 된다. 보다 짧은 디스크 기록 시간에 의해 처리량 증가를 가능하게 하는 더욱 궤변적인 전략을 비롯하여 추가 전략이 데이터경로에 의해 구현될 수 있다. CAV 타입의 기록 모드에서의 한가지 전략은 (실질적으로 이 순간에서 CLV 기록 모드를 입력하는) 현재의 기록 속도를 유지하여, 회전 속도가 기록을 중단할 필요없이 자동적으로 원활하게 하락하는 것이다. CLV/ZCLV 기록 모드 내에서의 다른 전략은 기록 공정을 중단시키는 일없이 회전 속도를 새로운 낮은 속도로 점차 감소시키는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예 내에서, 스핀 다운 알고리즘이 가능한 한 드물게 작동되는 것을 보장하도록 절차가 시작되면 제조 성능이 최대화될 수 있는 것이 구현된다. 레이저 포화의 결정이 가능한 한 드물게 발생하는 것을 보장하기 위하여, 드라이브 내의 LPA(Laser Power Adjustment)는 먼저 검출 레벨을 유의하면서 대략 10% 조정 전개를 가능하게 하는 범위로 다시 정해진다. 이 전개는 Islope와 레이저 파워 간의 관계에서 드라이브와 조정 공차로 인한 것이다. 이상의 설명은 오븐을 이용한 개발 페이스 중에 수행되는 측정을 기초로 하여 결정하였다. 이들 시험을 기초로 하여, (각각의 매 칼라에 대해)레이저 파워를 위한 LPA 세팅을 조율하여 이것을 달성하였다. 이 방법은 잘못된 스핀 다운의 잠재적인 원인으로서의 조정 전개를 제거하는 데에 도움이 된다.
도 2a는 레이저 파워를 감지하도록 이용되는 피드백 루프를 갖는 본 발명에 의해 구현되는 레이저 구동 시스템의 다이어그램이다. 이것이 본 발명의 당면한 구성이다. 레이저 파워의 검출은 피드백 신호(28)를 LPC(Laser Power Control; 23)로 발생시키는 전방 센스(27)에 의해 수행된다. 전방 센스(27)는 작은 선형 비율의 레이저 출력을 검출하여 현재의 레이저 파워량을 나타내도록 피드백 신호(28)를 전송하는 광검출기인 것이 바람직하다. 레이저 파워의 결정을 위해 채용될 수 있는 다수의 추가 검출 설계가 존재한다. 전방 센스 제어는 LPC(23)로 직접 향하거나 LDD(24)를 경유할 수 있다. 다른 변형은 FS(27)가 PDIC에 의해 이루어져 직접 전압 또는 차동 전압을 LPC로 전달하는 것이다. 현재의 또는 임박한 레이저 포화 상태를 결정하도록 레이저 파워를 나타내는 피드백을 전달하는 수많은 설계가 존재한다는 것을 유념해야 한다. "너무 높은 레이저 전류"를 결정하는 데에 이용되는 레이저 전류의 검출은 이하와 같이 수행된다. LPC는 레이저가 FS 피드백 신호에 의해 공급되는 정보를 이용하여 파워를 발생시키는 것을 보장한다. 이것은 제어기 출력 신호(I_threshold, I_slope)에 의해 행해진다. 바람직한 실시예 내의 신호(I_slope)는 레이저 임계값 이상에 필요한 실제 레이저 전류에 직접적으로 비례한다. 따라서, "너무 높은 레이저 전류"는 제어기가 I_slope에 위치하는 값을 관찰하고 이 값이 예정값을 초과할 때 응답함으로써 검출된다. 전류 감지 장치와 같이 레이저 포화 레벨을 결정하기 위하여 다른 검출 설계를 채용할 수 있다는 것은 당업자에게 쉽게 명백할 것이다. 또한, 당업자라면 광 디스크 기록 시스템 및 이들 예에서 다수의 레이저가 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다수의 레이저 공급원의 실시예에 있어서 전방 센스는 모든 다수의 레이저를 위한 단일의 검출 요소이거나 다수의 감지 요소일 수 있다. LPC(28) 내의 회로는 PC의 5 볼트 전력 공급원(22)에 의해 전력이 공급되는 레이저 드라이버 디바이스 드라이버(24)로 I_slope와 I_threshold 신호를 제공한다.
(특히, 청색 레이저 시스템에 매력적인)본 발명의 변형례는 전류 싱크 드라이버를 구비한 부동 레이저의 사용을 채용한다. 부동 레이저는 LDD 자체가 모든 이점을 갖는 상태에서 5V 이하에서 작동할 수 있으면서 청색 레이저를 고전압(예컨대, 8V)으로 제한되게 한다. I_slope는 레이저로부터의 LDD에 의해 레이저 전류를 싱크하는 것에 관한 것이라는 점을 유념해야 한다. LDD 출력을 포함하는 다출력 레이저 드라이버를 갖춘 다중 레이저 시스템에 있어서, 도 2a와 같은 소스 전류(예컨대, CD 및 DVD 레이저)와 도 2b와 같은 싱크 전류(청색 레이저)에서 I_slope가 (LDD에 의해 소싱되거나 싱크되는)레이저 전류를 반영하는 모든 경우에 하이브리드 시스템이 이루어질 수 있어 본 발명은 모든 레이저에 대해 작용한다는 점이 당업자에게 쉽게 명백할 것이다.
도 2b는 본 발명에 따라 구현되어 본 발명의 집중 및 트래킹 실시예에 대해 신호를 발생시키는 레이저 다이오드 회로이다. 본 발명의 장래의 구성은 도 2b에 도시된 것과 유사한 변경 구성을 채용하며, 도 2b 자체로서 본 발명을 실시하도록 구현된 최상의 모드를 구성한다. 도 2a와 관련하여 상세히 전술한 바와 같이, 레이저 파워의 검출은 피드백 신호를 LPC(Laser Power Control)로 발생시키는 전방 센스에 의해 수행된다. 전방 센스는 작은 선형 비율의 레이저 출력을 검출하고 현재의 레이저 파워량을 나타내도록 피드백 신호를 전송하는 광검출기인 것이 바람직하다. 레이저 다이오드 드라이버 회로는 도 2a에 도시된 바와 같이 LDD(24)와 레이저(26)용으로 이용되는 것이 바람직하다. 도 2b의 회로는 전류 소스 소자 대신에 전류 싱크 소자를 이용한다. 레이저(L1)는 그 애노드가 공급 전압(VSO)에 접속되고 그 캐소드가 레이저 전류 드라이버(10)에 접속된다. 레이저 전류 드라이버(10)는 전류 싱크 소자를 통해 레이저(L1)로부터의 전류를 지면으로 싱크한다. 레이저 전류 드라이버(10)의 출력부에서의 전압을 Vout이라 칭하고 도 3에서 화살표 7로 지시하고 있다. 전압(Vout)은 레이저(L1) 전반의 전압 강하로 인해 공급 전압(VSO)보다 작다.
본 명세서에서 논의한 바와 같이 "너무 높은 레이저 전류"의 상황은 실험을 기초로 하여 증명된 사건이다. 이 실험은 오븐에서 65℃의 매우 높은 온도를 비롯하여 정상 이용의 사양 밖에 있는 온도에서 수행되었다. 이 실험은 레이저 파워와 I_slope 간의 관계가 주 파워 제어기의 기록 파워 제어 신호(I_slope)의 한계까지 유지되도록 셋업될 수 있다는 것을 예시한다. 바람직한 실시예에서 주 파워 제어기는 주 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 배치된다. 기록 파워 제어 신호(I_slope)는 일반적으로 다음의 관계에 따라 임계값 이상에서 레이저 드라이버에서 이루어진 피크 전류의 양을 제어한다.
K*I_slope = I레이저_피크_전체 - I_threshold
여기서, K는 I_slope와 LDD 출력 사이의 증폭이다. K는 통상적인 레이저 파워 출력(임계 파워 이상) 대 전류를 측정함으로써 결정되고 소정의 OPU 출력 파워를 소정의 I_slope 값에 관련시킴으로써 드라이브 교정 중에 미세 조율될 수 있다. I레이저_피크_전체는 레이저의 최대 전류이고, I_threshold는 레이저의 임계 전류이다.
바람직한 실시예에 있어서, (바이어스 파워에 대해)레이저 피크 파워는 LPC로부터 주 PCB 상에 전송되는 기록 파워 제어 신호(I_slope)의 아날로그 기준값에 의해 설정된다. OPU 상에서, 피크값과 바이어스 사이의 모든 다른 파워값은 기록 전략 발생기로부터의 제어 신호에 의해 구동되는 DAC 기능에 의해 생성된다. 이것은 엔진이 검출 기준으로서 I_slope의 한계값을 이용하게 한다. I_slope는 요구되는 레이저 파워가 LPC(23) 내에 있는 제어기의 설정점에 따라 이루어지는 것을 보장하는 레이저 파워 제어 피드백 루프(28)를 통해 실시간 제어된다. 판독되는 실제 델타의 디지털값은 본 발명에 의해 검출 기준으로서 바람직한 실시예 내에서 이용된다. 일단 실제 델타가 바람직한 실시예에서 약 2.5 ma인 최대 허용값에 이르면 포화 한계값에 도달된다. 바람직한 실시예에 있어서, 최대 허용값은 8비트 시 스템 내에서 250의 2진법 값으로 설정된다. 다양한 레이저의 상이한 최대 허용값과 최대 허용값의 상이한 디지털 표현을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 전술한 내용의 다수의 변형이 당업자에게 쉽게 명백할 것이다. 견고함을 달성하기 위하여, 실제 델타의 다수의 샘플을 임의의 소정 검사점에 대해 취하고, 최대 허용값에(또는 그 이상에) 이들 샘플의 특정 비율이 있으며, "너무 높은 레이저 전류"를 지시함으로써 콜백이 작동될 것이다. 다수의 실제 델타 샘플의 평균이 생성되고 최대 허용값에 대해 비교된다. 별법으로서, 다수의 실제 델타 샘플들의 중간값을 또한 이용할 수 있다.
바람직하게는, 실제 델타 검사(32)를 수행한 후에, 시스템은 단계 34에서 다수의 실제 델타 샘플의 평균값을 한계값(최대 허용값)에 대해 비교하여 레이저 전류의 상태가 너무 높게 존재하는 지를 검출한다. 레이저 전류가 너무 높게 존재하면, API(Application Program Interface) 인터페이스에서 "너무 높은 레이저 전류" 비트를 통해 콜백을 데이터경로에 대해 전송하는 분기가 데이터경로(36)에 대한 콜백에 이루어진다. 일단 시스템이 "너무 높은 레이저 전류"검출로 인해 콜백을 개시하면, 데이터경로는 스핀 다운 절차에 의해 응답해야 한다.
도 4는 실제 델타 검사(40)를 구현하는 바람직한 방식을 예시하는 흐름도이다. 실제 델타를 판독하고 15개의 상이한 레이저 전류 샘플에 대해 샘플 레이저 전류 레벨을 저장한다(42). 일단 15개의 샘플을 취하면, 결정 블록(44)은 레이저 전류의 15개의 샘플의 평균을 계산하는 계산 평균 단계(46)로 작업을 넘긴다. 평균값이 예정된 한계값보다 크면, 데이터경로(36)에 대한 콜백은 스핀 다운 알고리 즘을 개시한다.
도 5는 본 발명에 의해 구현되는 광 디스크의 스핀 다운을 수행하는 도 3에 지시된 데이터경로에 대한 콜백에 의해 수행되는 루틴의 흐름도이다. 데이터경로에 대한 콜백은 레이저 전류가 레이저가 포화 상태로 되게 하거나 되게 할 준비가 된 레벨에 있다고 결정했을 때에 기준 수치로 입력된다(50). 일단 스핀 다운 알고리즘이 입력되면(50), 너무 높은 레이저 전류 중단 세트(52)는 잠재적인 레이저 포화의 상황이 검출된 것을 지시하는 중단이 설정되었는지를 확인하도록 검사한다. 일단 이 중단이 설정된 것을 너무 높은 레이저 전류 중단 세트(52)가 확인하면, 스핀 다운 수행(54)이 실행된다. 스핀 다운 수행(54)은 광 디스크 기록 시스템에 채용되는 기록 속도 제어 전략에 따라 기록 속도를 변화시킨다. CAV 전략의 경우에, 현재의 속도가 유지되는 것이 바람직하고 CLV 기록 모드로 천이가 이루어진다. 일단 스핀 다운 수행(54)이 실행되면, 명백한 "너무 높은 레이저 전류" 중단 단계가 중단 및 처리 종료(58)를 리셋하고 도 3에 지시된 바와 같이 리턴된다.
본 발명의 용례는 광 기록 시스템, 특히 청색 레이저 기반 시스템 등의 고속 데이터 기록 시스템이다. 본 발명이 단일의 기록 장치 기반 시스템과, 다중 기록 장치 기반 시스템에서 구현될 수 있다는 것이 예상된다. 또한, 본 발명에서 다중 기록 장치 기반 시스템이 청색, 녹색, 적색, 적외선 또는 임의의 조합의 레이저를 이용하여 구현될 수 있다는 것이 예상된다.
전술한 설명 및 실시예는 본 발명을 실시하는 데에 본 발명에 의해 가장 바람직하다. 전술한 실시예의 변형은 당업자에게 쉽게 명백하다. 따라서, 본 발명 의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 결정되어야 한다.

Claims (20)

  1. 레이저 광이 회전하는 광 매체 상에 입사되는 광 기록 시스템 내에서 레이저 전류 및 파워를 제어하는 방법으로서,
    하나 이상의 레이저(26)를 모니터링하고 레이저에 의해 이루어지는 레이저 파워를 지시하는 신호(28)를 발생시키는 모니터링 단계(27)와,
    상기 신호를 레이저 포화를 지시하는 예정된 값(34)에 대해 측정하는 단계(32)와,
    레이저에 의해 소비된 전류가 레이저 포화 또는 전압 포화 구역에 입력되지 않도록 레이저 내의 전류를 제어하는 전류 제어 단계(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제어 단계는 제어 신호와 하나 이상의 레이저에 의해 사용된 전류 사이의 기존의 관계를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 신호와 하나 이상의 레이저에 의해 사용된 전류 사이의 기존의 관계를 이용하는 단계는 소정 레벨의 제어 신호에서 발생하는 레이저 포화 레벨을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    파워 설정점을 낮추는 단계는 기록 속도를 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 단계는 레이저로부터의 광을 검출하고 하나 이상의 레이저 파워를 나타내는 피드백을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제어 단계는 하나 이상의 레이저를 위한 파워 설정점을 낮추는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 단계는 전압 레벨을 검출하고 예정값과 비교될 레이저에 의해 소비된 전류를 나타내는 피드백을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 단계는 레이저 내의 전류를 모니터하고 예정값과 비교될 레이저에 의해 소비된 전류를 나타내는 피드백을 발생시키는 전류 레벨 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제어 단계는 회전하는 광 매체를 느리게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제어 단계는 회전하는 광 매체를 느리게 하여 예정값을 초과하지 않도록 광 디스크 매체 상에 기록을 느리게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제어 단계는 기록이 유지될 수 있도록 회전하는 광 매체를 점차 느리게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제어 단계는 선형 기록 속도가 일정하게 유지되도록 회전하는 광 매체를 느리게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제어 단계는 하나 이상의 예정된 파라미터 세트에 따라 예정값을 변경시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 예정값 변경 단계는 하나 이상의 예정된 파라미터 세트에 응답하여 예정값을 실시간 변경시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전류 및 파워 제어 방법.
  15. 광 매체 상에 집속된 광점을 위치시키는 렌즈를 갖는 하나 이상의 레이저(26)와,
    상기 하나 이상의 레이저 장치(26)에 의해 생성된 파워를 검출하고 레이저에 의해 생성된 파워를 나타내는 신호(2)를 발생시키는 센서(27)와,
    하나 이상의 레이저가 포화에 근접하는 것을 신호가 지시하는지를 결정하는 측정 장치(23)와,
    하나 이상의 레이저 내의 전류가 포화에 도달하지 않도록 하나 이상의 레이저 내의 전류를 유지하는 레이저 전류 제어 장치(24)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 기록 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 센서는 레이저 광으로부터 전류를 발생시키는 광 검출기를 더 구비하고, 상기 전류는 하나 이상의 레이저의 파워를 나타내는 것을 특징으로 하는 광 기록 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 센서는 하나 이상의 레이저에 의해 소비된 전류를 지시하는 신호를 발생시키는 전압 레벨 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 기록 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 센서는 하나 이상의 레이저에 의해 소비된 전류를 지시하는 신호를 발생시키는 전류 레벨 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 기록 시스템.
  19. 제15항에 있어서,
    하나 이상의 레이저가 포화에 근접하는 것을 측정 장치가 결정하면 호출되는 루틴을 더 구비하고, 상기 루틴은 회전하는 광 매체를 느리게 하여 광 디스크 매체 상에 기록을 느리게 하는 것을 특징으로 하는 광 기록 시스템.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 루틴은 하나 이상의 레이저가 포화에 근접하는 것을 결정하도록 측정 장치에 의해 사용되는 하나 이상의 예정된 파라미터 세트를 변경시키는 것을 더 포함하고, 측정 장치의 변경은 하나 이상의 예정된 파라미터 세트를 실시간 변경시키는 것을 특징으로 하는 광 기록 시스템.
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