KR20080003484A - 광 기록재생 장치 및 방법 - Google Patents

광 기록재생 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 광 기록재생 장치 및 방법에 관해 개시된다.
본 발명에 따른 광 기록재생 방법은 기록매체가 로딩되는 단계와, 갭 에러신호에 따른 갭 서보동작이 수행되는 단계와, 상기 기록매체에 입사되는 빔 스폿의 크기를 증가시키는 단계와, 갭 서보동작과 트래킹 에러신호에 따른 트래킹 서보동작이 수행되는 단계와, RF 신호가 최적화 되도록 빔 스폿의 크기를 제어하는 단계가 포함되어 구성됨으로써, 데이터 기록재생의 에러율을 감소시킬 수 있으며, SIL의 손상없이 서보 구동을 할 수 있는 광 기록재생장치 및 방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.
기록매체, SIL

Description

광 기록재생 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REPRODUCING RECORDING MEDIUM}
도 1은 광 기록재생 장치의 광학계를 나타낸 구성도.
도 2는 근접장 기록 방식의 광학계를 설명하는 도면.
도 3은 SIL의 이동에 따른 트래킹 에러 신호(TE)와 갭 에러 신호(GES)를 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 다른 광 기록재생장치를 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 픽업을 설명하는 도면.
도 6은 빔 익스팬더의 렌즈 간의 거리 증가에 따라 빔의 발산각을 설명하는 도면.
도 7은 빔 익스팬더의 렌즈 간의 거리 증가에 따라 대물렌즈와 SIL을 통해 형성되는 스폿의 크기가 증가되는 것을 설명하는 도면.
도 8은 스폿의 크기를 변경하는 경우의 트랙킹 서보신호와 갭 서보신호를 변화를 설명하는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 광 기록재생방법을 설명하는 흐름도.
본 발명에서는 광 기록재생 장치 및 방법에 관해 개시된다.
최근, 고화질 비디오 데이터와 고음질의 오디오 데이터를 장시간 동안 기록 저장할 수 있는 고밀도의 재기록 가능한 광 기록매체가 선보이고 있다. 예를 들어, 블루레이 디스크가 그것이다.
상기 블루레이 디스크에 대한 규격화 작업이 급속히 진행됨에 따라, 관련 제품이 개발 출시되어 상용화될 것으로 기대되고 있다. 블루레이 디스크는 25GB 정도의 데이터를 저장할 수 있고, 또한 듀얼 레이어로 제작할 경우 약 50GB의 대용량 데이터의 기록 저장이 가능하다.
한편, 광 기록매체의 기록 용량을 증가시키기 위해 레이저 빔의 파장을 짧게 하거나 대물렌즈의 렌즈 개구율((NA : Numerical Aperture)을 증가시키는 방법이 사용되고 있다.
도 1은 광 기록재생 장치의 광학계를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 레이저 다이오드(10)에서 발생되는 빔은 콜리메이터 렌즈(11)에 의해 평행 빔으로 변환되고, 빔 스플리터(12)를 투과한 후 대물렌즈(13)에 의해 기록매체(14)에서 한 점으로 집광된다.
그리고, 상기 기록매체(14)로부터 반사되는 빔은 대물렌즈(13)를 거쳐 빔 스플리터(12)에서 반사된 후 렌즈(15)에 통해 광 검출기(16)에 집광됨으로써 전기적인 신호가 검출된다.
그러나, 도 1과 같은 광학계에서 기록 용량을 증가시키기 위해 파장을 짧게 하는 방법은 물리적으로 거의 한계에 도달하였고, 대물렌즈 개구율을 증가시키는 방법은 기존의 파 필드(Far-field) 기록 방식으로는 더 이상의 큰 개선이 어려워지고 있다.
이에 따라 SIL(Solid Immersion Lens)를 이용한 근접장(Near-field) 기록 방식이 연구되고 있다. 이는 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 근접장 기록 방식은 대물렌즈(21) 하부에 SIL(22)을 배치하게 되는데, 상기 SIL(22)은 굴절률(n)이 1보다 큰 매질로 만들어진 반구형 형상으로서 장착된다. 이러한 SIL(22)에 의해 대물렌즈(21)의 개구율을 n*NA로 만들어 1이상이 되게 하여 기록 용량을 획기적으로 증가시킬 수 있게 된다.
한편, 근접장 기록 방식에서 SIL(22)과 기록매체(23)의 간격이 수십 ㎛ 정도이기 때문에, 상기 SIL(22)과 기록매체(23)가 충돌하거나 갭 서보에 실패하는 경우가 발생된다.
도 3은 SIL의 이동에 따른 트래킹 에러 신호(TE)와 갭 에러 신호(GES)를 설명하는 도면이다.
SIL이 기록매체의 트랙을 가로질러(레디얼 방향으로) 이동하는 경우의 신호(24)를 보면, 갭 에러 신호(GES)가 크게 발생되고 트래킹 에러 신호(TE)도 함께 영향을 받는 것을 알 수 있다.
그리고, SIL이 기록매체의 트랙을 따라(탄젠셜 방향으로) 이동하는 경우의 신호(25)를 보면, 갭 에러 신호(GES)가 감소하고 트래킹 에러 신호(TE)도 함께 영향을 받는 것을 알 수 있다.
상기와 같은 크로스토크 현상에 의해 트래킹 에러 신호와 갭 에러 신호가 증가되는 영역에서 SIL과 기록매체(23)의 충돌이 발생되거나, 서보 구동에 실패하는 경우가 발생될 수 있다.
특히, SIL을 사용하는 근접장 방식의 광 기록재생장치에서는 SIL과 기록매체(23)의 간격이 매우 가깝기 때문에, 단순한 서보 구동의 실패 또는 데이터 기록재생의 에러율 증가의 문제가 아니라, SIL에 치명적인 손상이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 SIL의 손상없이 서보 구동을 할 수 있는 광 기록재생장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 데이터 기록재생의 에러율을 감소시킬 수 있는 광 기록재생장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광 기록재생 방법은 기록매체가 로딩되는 단계와, 갭 에러신호에 따른 갭 서보동작이 수행되는 단계와, 상기 기록매체에 입사되는 빔 스폿의 크기를 증가시키는 단계와, 갭 서보동작과 트래킹 에러신호에 따른 트래킹 서보동작이 수행되는 단계와, RF 신호가 최적화되도록 빔 스폿의 크기를 제어하는 단계가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 빔 스폿의 크기를 증가시키는 단계는 갭 에러신호의 변동 범위(Fluctuation level)가 일정 범위 미만일 때까지 빔 스폿의 크기를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광 기록재생 장치는 기록매체 상의 기록 데이터를 독출하는 광 픽업과, 상기 광 픽업에서 검출되는 신호를 조합하여 서보 에러신호와 재생된 이진신호를 출력하는 RF부와, 상기 RF부로부터 출력되는 이진신호를 원래의 데이터로 복원하는 디지털 신호 처리부와, 상기 RF부로부터 출력되는 트래킹 에러 신호 및 갭 에러 신호에 근거하여 빔 스폿의 크기를 변화시키면서 상기 광 픽업의 트래킹 서보 및 갭 서보 동작을 제어하는 서보 제어부와, 상기 서보 제어부의 신호에 따라 상기 광 픽업 및 상기 기록매체를 구동하는 스핀들 모터를 구동하는 구동부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 서보 제어부는 상기 광 픽업에 포함된 빔 익스팬더의 렌즈 위치를 변화시켜 빔 스폿의 크기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 서보 제어부는 갭 서보동작 후 빔 스폿의 크기를 증가시키고, 트래킹 서보동작 후 빔 스폿의 크기를 감소시켜 갭 서보동작 및 트래킹 서보동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 데이터 기록재생의 에러율을 감소시킬 수 있으며, SIL의 손상없이 서보 구동을 할 수 있는 광 기록재생장치 및 방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광 기록재생장치 및 방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명에서 광 기록재생장치 및 방법은 기록매체에 데이터를 기록하 거나 기록매체에 저장된 데이터를 재생하는 장치 및 방법을 포함한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 다른 광 기록재생장치를 설명하는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 픽업을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 광 기록재생장치는 기록매체(110) 상의 기록 데이터를 독출하는 광 픽업(120)과, 상기 광 픽업(120)에서 검출되는 신호를 조합하여 서보 에러신호(TE,GES)와 재생된 이진신호를 출력하는 RF부(130)와, 상기 이진신호에 위상 동기된 자체클럭으로 상기 이진신호를 원래의 데이터로 복원하는 디지털 신호 처리부(140)와, 상기 RF부(130)로부터 생성 출력되는 트래킹 에러 신호(TE) 및 갭 에러 신호(GES)에 근거하여 상기 광 픽업(120)의 트래킹 서보 및 갭 서보 동작을 제어하는 서보 제어부(150)와, 상기 서보 제어부(150)의 신호에 따라 상기 광 픽업(120) 및 상기 기록매체(110)를 구동하는 스핀들 모터(170)를 구동하는 구동부(160)가 포함된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 광 픽업(120)은 405nm 대역의 청색광을 방출하는 레이저 다이오드(121)와, 상기 레이저 다이오드(110)에서 방출된 빔을 평행광으로 변환되도록 하는 콜리메이터 렌즈(122)와, 입사빔의 편광 성분에 따라 입사빔이 투과 또는 반사되도록 하는 편광 빔 분리기(PBS)(123)와, 빔의 발산각 또는 수렴각을 제어하기 위한 빔 익스팬더(125)와, 입사빔의 파장이 변화되도록 하는 QWP(1/4 파장판)(126)과, 입사되는 빔을 상기 기록매체(110)에 집속되도록 하기 위한 SIL(128) 및 대물렌즈(127)를 포함하는 액츄에이터(129)가 포함되어 구성된다.
또한, 상기 광 픽업(120)은 상기 기록매체(110)에서 반사되어 상기 편광 빔 분리기(123)를 통해 입사된 RF 신호를 감지하기 위한 포토 디텍터(124)가 포함된다.
상기와 같이 구성된 광 픽업의 작동을 설명하면 다음과 같다.
상기 레이저 다이오드(121)에서 방출된 빔은 상기 콜리메이트 렌즈(122)에서 평행광으로 변환되고, 상기 편광 빔 분리기(123)를 거쳐 상기 빔 익스팬더(125)에서 발산각 또는 수렴각이 제어된다.
그리고, 상기 QWP(126)에서 직선편광이 원편광으로 변환되어 반사미러로 입사된다.
상기 반사미러에서 반사된 빔은 대물렌즈(127)와 SIL(128)을 지나 기록매체(110)에 입사된다. 이때, 상기 액츄에이터(129)에는 코일과 자기회로가 형성되어 트랙킹 에러 및 갭 에러에 대한 서보 구동을 한다.
한편, 상기 기록매체(110)에서 반사된 RF 신호는 편광 성분이 180도 변화되고, 상기 QWP(126)에서 직선 편광으로 변환된다. 다만, 원래의 편광 방향과 수직인 편광 방향으로 바뀌게 된다.
따라서, 상기 RF 신호는 상기 편광 빔 분리기(123)에서 반사되어 상기 포토 디텍터(124)에 입사된다. 상기 포토 디텍터(124)에서는 상기 RF 신호를 상기 RF부(130)로 전송한다.
상기와 같이 구성된 광 기록재생장치는 기록매체(110)가 안착되어 로딩되면 스핀들 모터(170)가 초기 구동되면서 상기 기록매체(110)가 회전된다.
상기 기록매체(110)의 회전 구동에 따라 상기 서보 제어부(150)는 상기 RF 부(130)로부터 생성 출력되는 갭 에러신호 및 트래킹 에러신호에 근거하여 상기 광 픽업(120)의 대물렌즈와 SIL의 위치를 가변 제어하는 갭 서보동작과 트래킹 서보동작을 수행한다.
보다, 상세히 설명하면, 본 발명에서는 기록매체(110)가 초기 구동됨에 따라 갭 에러신호에 근거하여 상기 광 픽업(120)에서 갭 서보동작을 수행한다. 이때, 트래킹 서보동작은 오프(Off) 상태로 된다.
갭 서보동작이 원활히 이루어지면, 트랙킹 서보동작을 수행하는데 트래킹 서보동작 중 안정적인 갭 서보신호를 얻기 위해 기록매체(110)에 맺히는 스폿(Spot)의 크기를 증가시킨다.
보다 정확히 말하면, 갭 서보신호는 SIL(128)의 하부에서 반사되는 신호로 부터 얻어질 수 있으므로, SIL(128)의 하부에 맺히는 스폿의 크기를 증가시킨다.
앞서 설명한 바와 같이, 갭 서보동작과 트래킹 서보동작을 동시에 수행하는 경우 갭 에러신호와 트래킹 에러신호의 크로스토크 현상에 의해 SIL(128)과 기록매체(110)가 충돌할 가능성이 있기 때문에, 스폿의 크기를 증가시켜 갭 서보신호의 변동 범위(Fluctuation level)가 일정 범위 미만이 되도록 한다.
스폿의 크기를 증가시키기 위해 상기 빔 익스팬더(125)의 제어한다. 상기 빔 익스팬더(125)는 두 개의 렌즈로 구성될 수 있는데, 렌즈간 거리를 변화시킴으로써 스폿의 크기를 변화시킬 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이 빔 익스팬더(125)의 렌즈 간의 거리를 증가시키면, 빔이 발산각을 가지게 되고, 도 7에 도시된 바와 같이 대물렌즈(127)와 SIL(128) 을 통해 형성되는 스폿의 크기가 증가된다.
도 8은 스폿의 크기를 변경하는 경우의 트랙킹 서보신호와 갭 서보신호를 변화를 설명하는 도면이다.
도 9의 왼쪽은 빔 스폿이 작은 경우의 트래킹 에러신호 및 갭 에러신호이고, 오른쪽은 빔 익스팬더(125)의 제어에 의해 빔 스폿이 증가된 경우의 트래킹 에러신호 및 갭 에러신호를 설명하는 도면이다.
빔 스폿이 증가된 경우에는 트랙킹 에러신호(TE)와 갭 에러신호(GES)가 안정적으로 변화되는 것을 알 수 있다.
본 발명에서는 기록매체(110)에 맺히는 스폿의 크기를 증가시킨 후, 트래킹 서보 동작을 수행한다. 빔 스폿이 증가되기 때문에 갭 에러신호가 안정적으로 변화되고, 이때, 트래킹 서보동작을 완료한다.
그리고, 트래킹 서보동작이 수행되어 트래킹 서보신호가 안정적으로 얻어지면, 스폿의 크기를 작게 하여 최적의 RF 신호를 얻을 수 있도록 한다.
이때, 트래킹 서보동작이 수행되었기 때문에 빔 스폿의 크기가 작아져도 갭 에러신호가 안정적으로 얻어질 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 광 기록재생방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 먼저 기록매체(110)가 로딩되고, 갭 서보동작이 수행된다(S910).
갭 서보동작 후, 빔 스폿의 크기를 증가시킨다(S920).
이때, 갭 에러신호가 안정적인지 여부를 판단한다(S930). 갭 에러신호가 안 정적이라는 것은 갭 에러신호의 변동 범위(Fluctuation level)가 일정 범위 미만인 것을 말한다.
여기서, 일정 범위는 SIL(128)과 기록매체(110)가 충돌하지 않으면서 갭 서보 구동이 실패하지 않는 범위를 말한다.
빔 스폿의 크기가 적절히 조절되고 갭 에러신호가 안정적인 경우, 갭 서보동작과 함께 트래킹 서보동작을 수행한다(S940).
이때, 갭 에러신호는 확대된 빔 스폿에 의해 안정적으로 검출되고, 트래킹 에러신호에 따라 트래킹 서보동작이 수행된다.
트래킹 서보동작이 완료된 경우, 다시 빔 스폿의 크기를 축소하여 RF신호가 최적화 되도록 제어한다(S950).
이 경우 트래킹 서보동작이 완료되었기 때문에 빔 스폿의 크기를 축소하여도 갭 에러신호의 변동 폭에 의해 SIL(128)과 기록매체(110)가 충돌하는 일이 발생되지 않는다.
즉, 본 발명에서는 갭 서보동작의 수행 후 빔 스폿의 크기를 증가시키고, 갭 서보동작과 트래킹 서보동작을 수행한다. 트래킹 서보동작이 수행된 후 빔 스폿의 크기를 감소시켜 최적의 RF신호를 얻을 수 있도록 한다.
따라서, 작은 빔 스폿으로 갭 서보동작과 트래킹 서보동작을 동시에 수행하는 과정에서 발생될 수 있는 SIL의 충돌이나 갭 서보구동의 실패를 방지할 수 있다.
본 발명은 SIL의 손상없이 서보 구동을 할 수 있는 광 기록재생장치 및 방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 데이터 기록재생의 에러율을 감소시킬 수 있는 광 기록재생장치 및 방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 기록매체가 로딩되는 단계와,
    갭 에러신호에 따른 갭 서보동작이 수행되는 단계와,
    상기 기록매체에 입사되는 빔 스폿의 크기를 증가시키는 단계와,
    갭 서보동작 및 트래킹 에러신호에 따른 트래킹 서보동작이 수행되는 단계와,
    RF 신호가 최적화되도록 빔 스폿의 크기를 제어하는 단계가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 광 기록재생방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 빔 스폿의 크기를 증가시키는 단계는 갭 에러신호의 변동 범위(Fluctuation level)가 일정 범위 미만일 때까지 빔 스폿의 크기를 증가시키는 것을 특징으로 하는 광 기록재생방법.
  3. 기록매체 상의 기록 데이터를 독출하는 광 픽업과,
    상기 광 픽업에서 검출되는 신호를 조합하여 서보 에러신호와 재생된 이진신호를 출력하는 RF부와,
    상기 RF부로부터 출력되는 이진신호를 원래의 데이터로 복원하는 디지털 신호 처리부와,
    상기 RF부로부터 출력되는 트래킹 에러 신호 및 갭 에러 신호에 근거하여 빔 스폿의 크기를 변화시키면서 상기 광 픽업의 트래킹 서보 및 갭 서보 동작을 제어하는 서보 제어부와,
    상기 서보 제어부의 신호에 따라 상기 광 픽업 및 상기 기록매체를 구동하는 스핀들 모터를 구동하는 구동부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 서보 제어부는 상기 광 픽업에 포함된 빔 익스팬더의 렌즈 위치를 변화시켜 빔 스폿의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 서보 제어부는 갭 서보동작 후 빔 스폿의 크기를 증가시키고, 트래킹 서보동작 후 빔 스폿의 크기를 감소시켜 갭 서보동작 및 트래킹 서보동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치.
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