ES2255757T3 - Disco optico y aparato para explorar el disco optico. - Google Patents
Disco optico y aparato para explorar el disco optico.Info
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Abstract
Disco óptico que comprende una área de grabación para grabar datos a una densidad sustancialmente constante, estando subdividida el área de grabación en una pluralidad de zonas anulares coaxiales que comprenden pistas circulares o en espiral, siendo cada pista dentro de una de las zonas para almacenar una misma cantidad predeterminada de datos a una densidad de pista, siendo el promedio de las densidades de pista dentro de una zona sustancialmente igual a dicha densidad constante, caracterizado porque las pistas comprenden características periódicas que están alineadas radialmente dentro de cada una de las zonas, siendo la periodicidad indicativa de la densidad de grabación de pista para la pista en cuestión.
Description
Disco óptico y aparato para explorar el disco
óptico.
La invención se refiere a un disco óptico que
comprende una área de grabación para grabar datos a una densidad
sustancialmente constante, estando subdivida el área de grabación en
una pluralidad de zonas anulares coaxiales que comprenden pistas
circulares o en espiral, siendo cada pista dentro de una de las
zonas de almacenamiento para almacenar una misma cantidad
predeterminada de datos a una densidad de pista, siendo el promedio
de las densidades de pista dentro de una zona sustancialmente igual
a dicha densidad constante.
La invención se refiere adicionalmente a un
dispositivo de grabación para grabar datos a una densidad
sustancialmente constante en un disco óptico que comprende una área
de grabación que comprende pistas circulares o en espiral, área de
grabación que está subdividida en una pluralidad de zonas anulares
coaxiales, dispositivo que comprende una cabeza de grabación y un
medio de control de grabación.
La invención se refiere adicionalmente a un
dispositivo de lectura para leer datos de un disco óptico grabados
a una densidad sustancialmente constante, comprendiendo el disco
óptico una área de grabación que comprende pistas circulares o en
espiral, área de grabación que está subdividida en una pluralidad de
zonas anulares coaxiales, dispositivo que comprende una cabeza de
lectura y unos medios de control de lectura.
Tales soporte de grabación y aparato se conocen
de la solicitud de patente europea EP 0 587 019, el documento D1 en
la lista de documentos relacionados. El documento da a conocer un
soporte de grabación en forma de disco óptico que tiene una área de
grabación que comprende un patrón de ranuras sobre un sustrato, que
constituyen un servopatrón de pistas circulares o en espiral. El
área de grabación está subdividida en zonas anulares coaxiales, y
dentro de una zona cada pista comprende una misma cantidad de datos.
Por tanto, la densidad de almacenamiento de datos disminuye al
moverse radiación hacia fuera, mientras que al comienzo de la
siguiente zona se restablece la densidad. La densidad media sobre
la totalidad de la superficie es sustancialmente igual, denominada
normalmente una densidad CLV (velocidad lineal constante), por
ejemplo, tal como se usa en el CD de audio. Sin embargo, dentro de
una zona, la cantidad de datos en cada vuelta de la pista es
constante, denominada normalmente una densidad CAV (velocidad
angular constante). El disco comprende un número de servohuecos
(pits) alineados radialmente en cada vuelta, formando lo que se
denomina un servopatrón muestreado. El servopatrón que comprende
elementos alineados radialmente se denomina servopatrón de velocidad
angular constante (CAV), y ha de ser explorado por un servosistema
que tiene un bucle de enganche de fase (PLL) para generar una
servofrecuencia enganchada a la frecuencia de rotación del disco.
Los servohuecos se dimensionan para ser leídos sincronizados por
dicha servofrecuencia de rotación del disco. Adicionalmente, se
proporciona un bucle de enganche de fase de datos para generar un
reloj de datos enganchado a una velocidad de operaciones de
lectura/escritura de datos, que se realizan a dicha densidad lineal
sustancialmente constante. Cuando se salta a una nueva posición
radial, el punto de ajuste de la frecuencia de rotación o el punto
de ajuste del reloj de datos se ajustan a la nueva posición, pero
el servobucle de enganche de fase permanece enganchado al
servopatrón CAV. Por tanto los servohuecos se leen siempre a la
servofrecuencia. El aparato de grabación comprende un sistema óptico
para grabar o leer información generando un punto mediante un haz
de radiación sobre una pista del soporte de grabación. El disco
óptico se rota y el punto se coloca en una dirección radial sobre el
centro de la pista por un servomedio para explorar la pista.
Durante la exploración, el servobucle de enganche de fase está
enganchado a la frecuencia de rotación del disco para leer el
servopatrón CAV. El bucle de enganche de fase de datos está
enganchado a la velocidad de datos CLV. El soporte de grabación y el
aparato conocidos presentan el problema de que para un
funcionamiento fiable un primer bucle de enganche de fase debe
engancharse al servopatrón CAV, y un segundo bucle de enganche de
fase debe engancharse a la densidad de datos CLV.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un disco óptico, un dispositivo de grabación y uno de
lectura dispuestos para una operación de grabación y/o de
recuperación de datos más fiable mientras se graban datos a una
densidad sustancialmente constante.
Con este fin, un disco óptico tal como se
describe en el primer párrafo se caracteriza según la invención
porque las pistas comprenden características periódicas que están
alineadas radialmente dentro de cada una de las zonas, siendo la
periodicidad indicativa de la densidad de grabación en pista para la
pista en cuestión. Esto tiene el efecto de que la velocidad de
grabación y de lectura de datos puede engancharse directamente a
una señal generada al detectarse las características periódicas.
Cuando se salta dentro de una zona, la velocidad no cambia,
mientras que cuando se salta a otra zona, la velocidad cambia en una
cantidad conocida. No existe necesidad de un segundo bucle de
enganche de fase, sólo se requiere un bucle de enganche de fase
enganchado a la frecuencia de datos. Por tanto, la grabación es
menos compleja y más fiable.
Para el fin mencionado anteriormente, un
dispositivo de grabación tal como se describe en el primer párrafo
se caracteriza según la invención porque, mientras que las pistas
comprenden características periódicas que están alineadas
radialmente dentro de cada una de las zonas, y siendo indicativa la
periodicidad de una densidad de pista para la pista en cuestión,
siendo el promedio de las densidades de pista dentro de una zona
sustancialmente igual a dicha densidad constante, el medio de
control de grabación está dispuesto para detectar las
características periódicas y para grabar, con dependencia de las
mismas, una misma cantidad predeterminada de datos en cada pista
dentro de una de las zonas a dicha densidad de pista. Un dispositivo
de lectura tal como se describe en el primer párrafo se caracteriza
según la invención porque, mientras que las pistas comprenden
características periódicas que están alineadas radialmente dentro
de cada una de las zonas, y siendo indicativa la periodicidad de
una densidad de pista para la pista en cuestión, siendo el promedio
de las densidades de pista dentro de una zona sustancialmente igual
a dicha densidad constante, los medios de control de lectura están
dispuestos para detectar las características periódicas y para
leer, con dependencia de las mismas, una misma cantidad
predeterminada de datos en cada pista dentro de una de las zonas a
dicha densidad de pista. Esto tiene el efecto de que los datos,
aunque colocados según un patrón CAV dentro de una zona, tienen de
media sustancialmente la densidad CLV y pueden ser grabados y
leídos por medios directamente sincronizados con una señal generada
al detectarse las características periódicas.
La invención se basa también en el siguiente
reconocimiento relativo a la fiabilidad de la detección de
servoseñales en la grabación óptica de alta densidad. Para
conseguir la alta densidad, la distancia entre las pistas, el paso
de las pistas, se diseña tan pequeño como sea posible para el
sistema de exploración y el tamaño de mancha de exploración
disponibles. Entonces, cuando se exploran servoelementos, por
ejemplo, huecos u otras características periódicas de pista, y se
genera una servoseñal, los servoelementos de las pistas vecinas
también influencian la servoseñal, lo que se denomina diafonía. Sin
embargo, para una densidad CLV, la cantidad de datos almacenados en
una pista debe aumentarse radialmente. Los inventores han observado
que al alinear las características periódicas dentro de una zona,
la diafonía dentro de la zona puede eliminarse. Al comienzo de la
zona siguiente, la densidad se aumenta sucesivamente, de manera
que, de media, la densidad es sustancialmente igual a la densidad
CLV. El problema de diafonía está presente ahora únicamente en la
pista divisoria entre dos zonas. La pista divisoria puede saltarse,
o pueden tomarse contramedidas especiales para controlar los
problemas de interferencia en el límite de
zonas.
zonas.
Una realización del disco óptico se caracteriza
porque el tamaño de las zonas es tal que la diferencia en el número
de características periódicas en una vuelta de la pista en los
límites de zonas adyacentes es relativamente baja con relación al
número de características periódicas en una vuelta de la pista. Una
diferencia en periodicidad provoca un patrón de interferencias que
incluye extinciones (parciales) en una señal de límite generada a
partir de las características periódicas cuando se explora una pista
en el límite de dos zonas. Una diferencia pequeña con relación a la
periodicidad da como resultado que la señal de límite sólo tenga
unas pocas extinciones, que pueden colocarse seleccionando las
diferencias de fase de las características periódicas.
En las reivindicaciones dependientes se
proporcionan otras ventajosas realizaciones preferidas del aparato
y la unidad de detección según la invención.
Estos y otros aspectos de la invención serán
evidentes a partir de, y se aclararán más con referencia a, las
realizaciones descritas a título de ejemplo en la siguiente
descripción y con referencia a los dibujos adjuntos, en los
que:
La figura 1 muestra un soporte de grabación,
la figura 2 muestra un disco óptico de la técnica
anterior con un patrón de cabecera de CLV,
la figura 3 muestra un disco óptico
zonificado,
la figura 4 muestra una disposición de cabeceras
y sectores,
la figura 5 muestra un aparato para leer un
soporte de grabación,
la figura 6 muestra un aparato para escribir en y
leer un soporte de grabación,
la figura 7 muestra un servopatrón de
planos/ranuras en un límite de zonas,
la figura 8 muestra un disco óptico que tiene una
pista oscilante, y
la figura 9 muestra servoseñales generadas en un
límite de zonas.
Los elementos correspondientes en las diferentes
figuras tienen números de referencia idénticos.
La figura 1a muestra un soporte 1 de grabación
con forma de disco que tiene una pista 9 destinada a la grabación y
un agujero 10 central. La pista 9 está dispuesta según un patrón de
vueltas que constituyen pistas en espiral sustancialmente
paralelas. La pista 9 en el soporte de grabación está indicada por
una estructura de pista estampada previamente proporcionada durante
la fabricación del soporte de grabación virgen. La estructura de
pistas está formada, por ejemplo, por una ranura 4 previa que
permite a una cabeza de lectura/escritura seguir la pista 9 durante
la exploración. La invención se puede aplicar de manera
correspondiente a otros patrones de pistas que tengan pistas
sustancialmente paralelas, en los que las vueltas son pistas
concéntricas en lugar de pistas en espiral.
La figura 1b es un corte transversal tomado a lo
largo de la línea b-b del soporte 1 de grabación, en
el que un sustrato 5 transparente está dotado de una capa 6 de
grabación y de una capa 7 protectora. La ranura 4 previa puede
implementarse como una muesca o una elevación, o como una propiedad
material diferente de la del entorno. La capa 6 de grabación puede
ser grabable de manera óptica o magnetoóptica (MO) mediante un
dispositivo para escribir información, por ejemplo, tal como en el
conocido sistema de CD grabable. Durante la escritura, la capa de
grabación es calentada localmente por un haz de radiación
electromagnética, tal como una luz láser. La capa de grabación en
un soporte de grabación regrabable está constituida, por ejemplo,
por un material de cambio de fase que adopta un estado cristalizado
o amorfo según se calienta en la medida adecuada.
La figura 1c muestra una estructura de pista
alternativa que consiste en pistas hundidas y elevadas alternantes,
denominadas planos 11 y ranuras 12. Se debe observar que tanto los
planos 11 como las ranuras 12 sirven como pistas de grabación. Cada
vuelta tiene al menos una área que interrumpe los planos y ranuras
que constituyen una área de cabecera. Para un patrón en espiral,
las ranuras pueden continuarse como ranuras una vez en cada vuelta
después del área de cabecera que constituye una espiral doble
mediante los planos concatenados y las ranuras concatenadas. De
manera alternativa, al menos una vez por vuelta, puede establecerse
una transición de plano a ranura o viceversa cambiando al otro tipo
después del área de cabecera.
Según la invención, las pistas están subdivididas
en partes 3 de pista grabables por cabeceras 2 alineadas
radialmente. Las partes 3 de pista son para leer o grabar marcas
ópticas que representan información de usuario, y están precedidas
por las cabeceras para acceder individualmente a cada parte de
pista. Las cabeceras comprenden información de posición indicativa
de la posición de la cabecera y de la parte de pista adyacente
relativa al comienzo de la pista o a parámetros radiales y
angulares, por ejemplo marcas de dirección que representan
información de dirección. Las marcas de dirección en un tipo
grabable de soporte de grabación normalmente se estampan durante la
fabricación para permitir la colocación de una cabeza de
lectura/escritura en cualquier lugar en el soporte de grabación aún
no grabado. Las cabeceras están ubicadas en unas pocas, es decir,
cuatro, posiciones angulares en cada vuelta de la pista, lo que se
corresponde a las ubicaciones de cabecera usadas en el sistema de
velocidad angular constante (CAV). Sin embargo, la información de
posición en las cabeceras en dichas ubicaciones CAV se escribe a
una densidad CLV, es decir, las marcas codifican la información de
posición a una densidad constante. Esto se indica esquemáticamente
mediante las áreas 2 de cabecera rectangulares en la Figura 1a.
Debido a la ubicación CAV de las cabeceras, las partes de pista
tienen una longitud proporcional a la posición radial, es decir, la
distancia al centro del agujero 10 central. Las partes de pista se
graban a una densidad constante y, por tanto, la cantidad de datos
en una parte de pista es proporcional a la posición radial, lo que
se denomina el formato CLV. Los datos dentro de las partes de pista
y la información de posición en la cabecera adyacente se graban a
la misma densidad y pueden leerse con el mismo medio de lectura. Los
datos a grabar se subdividen en sectores de longitud fija, que se
graban desde una primera posición angular y radial arbitraria hasta
una segunda posición angular y radial arbitraria, estando dichas
posiciones entre cabeceras. En el formato de disco según la
invención, no hay ningún requisito de que haya un número de sectores
que quepa exactamente en una vuelta, lo que proporciona ventajas
adicionales en una densidad media de datos, ya que no pueden usarse
zonificaciones o zonas pequeñas. Dichas posiciones arbitrarias
pueden calcularse según unas pocas fórmulas sabiendo las cantidades
de datos que se pueden grabar en cada parte de pista. Por tanto,
puede conseguirse una sobrecarga de cabecera reducida usando unas
pocas cabeceras CAV alineadas por vuelta y escribiendo sectores a
la densidad de datos CLV, sectores que no están alineados con las
cabeceras.
La figura 2 muestra un disco 21 óptico de la
técnica anterior, tal como un DVD-RAM, que usa un
formato CLV zonificado (CLV = Constant Linear Velocity, velocidad
lineal constante, es decir, densidad de grabación constante
independiente de la posición radial). Para cada sector se
proporcionan unas cabeceras 22, 23, 24, y el área de grabación del
disco está subdividida en zonas anulares coaxiales. Cada parte de
pista dentro de una de las zonas aloja un sector, y la cabecera
asociada comprende una dirección física para ese sector. Cada zona
tiene un número fijo de sectores en una vuelta, y el número de zonas
aumenta en uno para cada siguiente zona radialmente hacia fuera.
Las cabeceras 24 del primer sector en cada vuelta están alineadas
radialmente. Las cabeceras 22, 23 adicionales están alineadas
dentro de la zona, y dentro de dicha zona, la cantidad de datos
grabados en una vuelta permanece constante según el sistema CAV
(velocidad angular constante). El formato de este disco se denomina
ZCLV (CLV zonificada). Sin embargo, el disco ZCLV de la técnica
anterior tiene una pérdida significativa de capacidad de
almacenamiento de datos debido al gran tamaño de las cabeceras. Esta
pérdida se denomina sobrecarga, sobrecarga que reduce la
invención.
La figura 3 muestra un disco óptico zonificado
según la invención. El disco tiene una área 31 de grabación desde
un diámetro 32 interior hasta un diámetro exterior 33. El área de
grabación comprende pistas circulares o en espiral (tal como se
muestra en la figura 1) y las pistas están interrumpidas por
cabeceras 34 que forman partes de pista. Las cabeceras están
alineadas radialmente, particularmente, el comienzo de las cabeceras
está alineado a lo largo de unas líneas 36 radiales rectas. El área
31 de grabación del disco está subdividida en zonas anulares
coaxiales, y dentro de cada zona están dispuestas las partes de
pista para grabar una misma cantidad de datos. Dentro de una zona,
la densidad comienza a un nivel nominal, por ejemplo, la densidad
CLV, y disminuye proporcional a la posición radial de la parte de
pista en cuestión, y al comienzo de una zona siguiente, la densidad
se ajusta al nivel nominal. Por tanto, la densidad dentro de cada
zona es según el sistema CAV. La densidad promedio del área de
grabación total está un poco por debajo del nivel CLV nominal,
dependiendo dicha pérdida por zonificación del número de zonas, por
ejemplo, mayor con sólo unas pocas zonas grandes. Por tanto, cada
parte de pista dentro de una de las zonas está dispuesta para grabar
una misma cantidad predeterminada de datos a una densidad de partes
de pista, y el promedio de las densidades de partes de pista dentro
de una zona es sustancialmente igual a dicha densidad CLV. Las
cabeceras se escriben a la densidad de datos, que disminuye hacia
fuera dentro de una zona según el sistema CAV, estando las partes 35
finales de las cabeceras alineadas en unas partes 35 de línea
radiales en ángulos diferentes que constituyen una estructura
parecida a dientes de sierra en cada rayo. Las partes de pista están
dotadas de características periódicas que indican la densidad para
la parte de pista respectiva. Durante la exploración en un
dispositivo de lectura, las características periódicas generan una
señal periódica en una unidad de exploración, por ejemplo, las
servoseñales o la señal de lectura de datos. Las señales periódicas
pueden usarse para sincronizar la grabación o la lectura de datos,
por ejemplo, mediante un circuito de bucle de enganche de fase
enganchado a la señal periódica. Las características periódicas
pueden ser una variación de la posición de pista en una dirección
transversal a la pista, denominada oscilación (wobble), u otras
variaciones de anchura o profundidad de la pista. En el documento
US 4.901.300 (D2) se describe una oscilación de pista para un disco
CLV sin cabeceras, por ejemplo, un CD-R. En una
realización del disco zonificado según la invención, las
oscilaciones de pista dentro de una zona están alineadas
radialmente. El número de oscilaciones dentro de una parte de pista
es constante, y una cantidad fija de datos corresponde a una
oscilación, por ejemplo, una oscilación es 324 bits de canal, y una
trama es 6 oscilaciones, o 1944 bits de canal o 155 bytes de datos,
para un código de canal determinado.
La figura 4 muestra una disposición de cabeceras
y sectores. La figura 4a muestra un patrón de planos/ranuras
interrumpido por cabeceras de manera ampliada y esquemática. Una
primera ranura 41 está interrumpida por una área 40 de cabecera. Un
primer plano 42 colinda radialmente con la primera ranura 41, y
siguen ranuras y planos adicionales. Las ranuras están dotadas de
una variación transversal de la ubicación, la denominada oscilación,
que está alineada entre las ranuras. El área de cabecera está
subdividida en una primera parte 43 usada para cabeceras de ranura
y una segunda parte 44 para cabeceras de plano. Por tanto la lectura
de marcas 45 de dirección que representan la información de
posición no se ve perturbada por una interferencia de las marcas de
dirección en una área radialmente vecina.
La figura 4b muestra una disposición de cabeceras
y partes de pista que indica la asignación lógica de información
almacenada. La unidad de longitud es el periodo de oscilación, que
corresponde a una cantidad fija de bits de canal, tal como se
explicó anteriormente. Primero, se proporciona una cabecera 40
subdividida en una parte 43 de cabecera de ranura y una parte 44 de
cabecera de plano. Tras éstas, sigue una parte 46 de control de 5
oscilaciones para controlar la lectura de los datos almacenados. La
parte 46 de control está subdividida en una separación (área no
escrita directamente adyacente al área de cabecera), una área de
guarda para comenzar la operación de escritura (se permite cierta
variación en el punto de comienzo para evitar el desgaste), una
área OFV para enganchar un oscilador de frecuencia variable y un
patrón SINC para sincronizar lógicamente el código de canal. Tras
la parte 46 de control sigue una área 47 de DATOS para almacenar los
datos de usuario, área de DATOS que tiene una longitud que depende
de la posición radial de la parte de pista. La última parte 48 de
la parte de pista antes de la siguiente área de cabecera está
subdividida en un PA, un postámbulo para cerrar la codificación de
código de canal, una segunda guarda y una separación con funciones
similares a la separación y la guarda en la parte 46 de
control.
La figura 4c muestra el formato de datos lógico.
Los datos de usuario están subdivididos en sectores 142 de longitud
fija de 2 kByte, que requieren cada uno, por ejemplo, 98
oscilaciones al grabarse. Un número de sectores, por ejemplo 32, se
unen para formar un bloque CCE, en el que se incluyen códigos de
corrección de errores para corregir errores en cualquier lugar en
el bloque CCE. Un bloque CCE tan largo proporciona una mejor
protección contra errores de ráfaga y constituye la cantidad de
datos mínima a escribirse. Además, si sólo debe cambiarse un
sector, el bloque CCE completo debe reescribirse, incluyendo códigos
de error calculados nuevamente. Como memoria intermedia entre
bloques CCE, se reserva un sector 141 de enlace, que sólo es de
algunas oscilaciones, para permitir una escritura independiente de
tales bloques. Normalmente, el sector de enlace se escribe con
datos falsos para garantizar que no queden áreas intermedias en
blanco. Evidentemente, el bloque CCE no cabe en una parte de pista,
el bloque puede ser mayor o menor que la área 47 de DATOS dentro de
una parte de pista. El comienzo real de un bloque CCE puede
calcularse fácilmente a partir de la longitud del bloque, la
dirección de bloque y el tamaño de las partes de pista, que varía
de forma predeterminada dependiendo de la posición radial. Dicho
cálculo proporciona un número de pista, un número de cabecera dentro
de la pista y una distancia desde esa cabecera expresada, por
ejemplo, como un número de oscilaciones. En una realización del
disco óptico, la información de posición en la cabecera comprende
un número de pista indicativo de la posición radial de la pista y
un número de cabecera indicativo de la posición angular de la
cabecera. Se debe observar que una cabecera específica estará
siempre dentro de un bloque con una dirección específica y que
siempre habrá un bloque siguiente ubicado a una distancia conocida
de esa cabecera. En una realización del disco óptico, la
información de posición en una cabecera comprende una dirección de
bloque indicativa del bloque que se puede ubicar en la cabecera y
un indicador de bloque siguiente indicativo de la distancia desde la
cabecera hasta el comienzo del bloque siguiente. La dirección de
bloque puede ser el bloque que comienza antes y que incluye dicha
cabecera, o puede ser la dirección del siguiente bloque que
empieza.
Las figuras 5 y 6 muestran aparatos según la
invención para explorar un soporte 1 de grabación. El aparato de la
figura 5 está dispuesto para leer el soporte 1 de grabación, soporte
de grabación que es idéntico a los soportes de grabación mostrados
en la figura 1 o la figura 3. El dispositivo está dotado de una
cabeza 52 de lectura para explorar la pista en el soporte de
grabación y unos medios de control de lectura que comprenden un
medio 55 motriz para rotar el soporte 1 de grabación, una unidad 53
de lectura que comprende, por ejemplo, un decodificador de canal y
un corrector de errores, un medio 51 de ajuste exacto y una unidad
56 de control del sistema. La cabeza de lectura comprende un
sistema óptico de tipo conocido para generar un punto 66 de
radiación enfocado sobre una pista de la capa de grabación del
soporte de grabación mediante un haz 65 de radiación guiado a
través de elementos ópticos. El haz 65 de radiación está generado
por una fuente de radiación, por ejemplo, un diodo láser. La cabeza
de lectura comprende adicionalmente un accionador de enfoque para
enfocar el haz 65 de radiación sobre la capa de grabación y un
accionador 59 de ajuste exacto para colocar con precisión el punto
66 en una dirección radial sobre el centro de la pista. El
accionador 59 de ajuste exacto puede comprender bobinas para mover
radialmente un elemento óptico o puede disponerse, para cambiar el
ángulo de un elemento reflectante, en una parte móvil de la cabeza
de lectura o en una parte en una posición fija, en caso que parte
del sistema óptico esté montada en una posición fija. La radiación
reflejada por la capa de grabación es detectada por un detector de
tipo normal, por ejemplo, un diodo de cuatro cuadrantes, para
generar unas señales 57 de detector que incluyen una señal de
lectura, un error de ajuste exacto y una señal de error de enfoque.
El aparato está dotado de un medio 51 de ajuste acoplado a la
cabeza de lectura para recibir la señal de error de ajuste exacto
procedente de la cabeza de lectura y controlar el accionador 59 de
ajuste exacto. Durante la lectura, la señal de lectura se convierte
en información de salida, indicada por una flecha 64, en la unidad
53 de lectura. El aparato está dotado de un detector 50 de cabeceras
para detectar las áreas de cabecera y recuperar información de
dirección de las señales 57 de detector cuando se exploran las áreas
de cabecera de las pistas del soporte de grabación. El medio de
detección de cabeceras está dispuesto para leer la información de
posición de las cabeceras sustancialmente a la densidad de datos que
corresponde sustancialmente a la densidad constante usada en CLV.
El aparato tiene un medio 54 de colocación para colocar de manera
aproximada la cabeza 52 de lectura en la dirección radial sobre la
pista, siendo realizada la colocación exacta por el medio 59 de
ajuste exacto. El dispositivo está dotado adicionalmente de una
unidad 56 de control del sistema para recibir comandos de un
sistema informático de control o de un usuario y para controlar el
aparato a través de unas líneas 58 de control, por ejemplo, un bus
de sistema conectado al medio 55 motriz, el medio 54 de colocación,
el detector 50 de cabeceras, el medio 51 de ajuste exacto y la
unidad 53 de lectura. Con este fin, la unidad de control del
sistema comprende circuitos de control, por ejemplo, un
microprocesador, una memoria de programa y puertas de control, para
realizar los procedimientos descritos más abajo. La unidad 56 de
control del sistema puede también implementarse como una máquina de
estado en circuitos lógicos. Debe observarse que las cabeceras
están ubicadas en posiciones CAV, y por tanto la cantidad de datos
en las partes de pista depende de la posición radial. La unidad 53
de lectura está dispuesta para eliminar las cabeceras de los datos
leídos, eliminación que puede ser controlada a través de las líneas
58 de control por el detector 50 de cabeceras. Alternativamente, el
medio de lectura está dotado de medios de desformateo que reconocen
y eliminan las cabeceras y controlan además la información del
flujo de datos. En una realización, el dispositivo de lectura está
dispuesto para leer un disco que tiene pistas oscilantes continuas,
tal como se describe más abajo con referencia a la figura 8. Los
medios de control de lectura están dispuestos para detectar las
características periódicas y para leer dependiendo de las mismas
una misma cantidad predeterminada de datos de cada pista dentro de
una de las zonas. Un reloj de lectura está sincronizado con las
características periódicas, y la unidad 53 de lectura lee un número
fijo de bits de canal para cada caso de las características
periódicas. En una realización, los medios de control de lectura
están dispuestos para recuperar los datos de una área de la pista
que sigue una área sin grabar. El reloj de lectura está
sincronizado con las características periódicas en el área sin
grabar y por tanto la velocidad de lectura se ajusta durante la
exploración del área sin grabar.
La unidad 56 de control del sistema está
dispuesta para realizar el procedimiento de recuperación de
información de posición y de colocación de la manera siguiente. Se
obtiene una dirección de bloque deseada de un comando recibido del
usuario o de un ordenador de control. La posición del bloque,
expresada en un número de pista y un número de cabecera y la
distancia desde dicha cabecera, se calcula basándose en las
cantidades conocidas de datos almacenadas en cada parte de pista.
Puede usarse una tabla para un formato zonificado, proporcionando
para cada zona la primera dirección de bloque y la longitud de las
partes de pista, que es fija durante una zona. Se determina la
distancia radial desde la posición actual hasta el número de pista
deseado, y se genera una señal de control para que el medio 54 de
colocación mueva la cabeza 52 de lectura hasta la pista deseada.
Cuando se completa el movimiento radial, el detector 50 de cabeceras
lee una cabecera. La señal de lectura de la cabecera se procesa
para detectar si se está leyendo la pista deseada. Si es así, la
unidad de control del sistema espera hasta la llegada de la
cabecera deseada. Después de esta cabecera, se descarta cualquier
dato antes de la distancia calculada desde la cabecera, y se leen
datos del bloque deseado de una posición de enlace con el sector de
enlace descrito con referencia a la figura 4c. En la práctica, se
leerán todos los datos que comienzan en la cabecera, y se
descartará cualquier datos antes del comienzo del bloque solicitado,
y para la lectura, la posición de enlace es, de hecho, igual al
comienzo del bloque.
Preferiblemente, la unidad 56 de control del
sistema está dispuesta para combinar la primera cantidad de datos
de una primera parte de pista con al menos una cantidad adicional de
datos leídos de una parte de pista consecutiva, comprendiendo la al
menos una cantidad adicional de datos una cantidad final de datos
obtenidos de una parte de pista hasta una siguiente posición de
enlace. Por tanto, el bloque CCE completo comprende una primera
cantidad de parte de la primera parte de pista leída, una cantidad
final de parte de la última parte de pista leída y tantas
cantidades intermedias de partes de pista entre las primera y última
partes de pista.
La figura 6 muestra un dispositivo para escribir
información en un soporte de grabación según la invención de un
tipo que es (re)grabable de modo, por ejemplo, magnetoóptico
u óptico (a través de cambio de fase o tinte) mediante un haz 65 de
radiación electromagnética. El dispositivo también está equipado
para leer y comprende los mismos elementos que el aparato de
lectura descrito anteriormente con la figura 5, excepto que tiene
una cabeza 62 de escritura/lectura y unos medios de control de
grabación que comprenden un medio 55 motriz para rotar el soporte 1
de grabación, una unidad 60 de escritura que comprende, por ejemplo,
un formateador, un codificador de errores y un codificador de
canal, un medio 51 de ajuste exacto y una unidad 56 de control del
sistema. La cabeza 62 de escritura/lectura tiene la misma función
que la cabeza 52 de lectura, junto con una función de escritura, y
está acoplada a la unidad 60 de escritura. La información presentada
a la entrada del medio 60 de escritura (indicada por la flecha 63)
se distribuye en sectores lógicos y físicos según unas reglas de
formateo y de codificación y se convierte en una señal 61 de
escritura para la cabeza 62 de escritura/lectura. La unidad 56 de
control del sistema está dispuesta para controlar el medio 60 de
escritura y para realizar el procedimiento de recuperación de
información de posición y de colocación, tal como se describió
anteriormente para el aparato de lectura. Durante la operación de
escritura, se forman marcas que representan la información sobre el
soporte 1 de grabación. La escritura y la lectura de información
para la grabación en discos ópticos y las reglas utilizables de
formateo, corrección de errores y codificación de canales son bien
conocidas en la técnica, por ejemplo, del sistema de CD.
Particularmente, el medio 50 de detección de cabeceras está
dispuesto para leer la información de posición de las cabeceras
sustancialmente a la densidad de datos, que corresponde
sustancialmente a la densidad constante usada en CLV. En el
dispositivo de grabación o en el dispositivo de lectura, el medio
de detección de cabeceras está sincronizado con un reloj de datos,
reloj que es generado por un medio de generación de reloj. El reloj
de datos se usa también para controlar el medio 60 de escritura y/o
la unidad 53 de lectura. El medio de generación de reloj puede ser
controlado por la unidad 56 de control del sistema basándose en al
posición radial, la zona y la velocidad de rotación del disco. En
una realización del dispositivo, el medio de generación de reloj
comprende un bucle de enganche de fase alojado, por ejemplo, en el
medio de detección de cabeceras, bucle de enganche de fase que está
enganchado a las características periódicas de la pista, tales como
la oscilación, durante la exploración. Después de un salto de la
cabeza 52, 62 a una nueva ubicación de exploración, el medio de
generación de reloj puede preajustarse al valor del reloj de datos
en la nueva ubicación, o el ancho de banda de dicho bucle de
enganche de fase puede aumentarse para que se enganche rápidamente
a la nueva frecuencia de oscilación. Por tanto, el medio de control
de grabación está dispuesto para detectar las características
periódicas y para enganchar el bucle de enganche de fase a la
periodicidad de las mismas. Se graba un número fijo, predeterminado,
de bits de canal que corresponde a cada caso de las características
periódicas y, como el número de características periódicas en una
vuelta de la pista es constante dentro de una zona, una cantidad de
datos predeterminada en cada pista dentro de una de las zonas.
La figura 7 muestra un servopatrón de
planos/ranuras en un límite de zonas. Las pistas marcadas P (plano)
y R (ranura) han de explorarse de izquierda a derecha y están
conectadas a través de una espiral (no mostrada) al lado izquierdo
de la figura. Las pistas están dotadas de oscilaciones u otras
variaciones formadas previamente indicativas de la densidad de
almacenamiento de datos de parte de pista. Una primera pista 71 de
ranura es la última pista de una primera zona y tiene una
oscilación que corresponde a la densidad de datos en esa zona,
mostrándose en dicho lado izquierdo de la figura la última parte de
dicha primera pista de ranura. Tras la interrupción por el área 70
de cabecera, la primera pista 71 de ranura continúa como una segunda
pista 73 de ranura perteneciente a la zona siguiente, que está
dotada de la oscilación según esa zona siguiente, y por tanto la
pista 72 intermedia de plano forma el límite 74 de zonas. El número
de oscilaciones en una parte de pista puede aumentarse de zona a
zona, por ejemplo, en 1 oscilación o en una trama de 6 oscilaciones.
En el formato de planos/ranuras, la oscilación se implementa en la
ranura, y en el plano, las oscilaciones de ambas ranuras vecinas se
suman en la servoseñal. En el plano 72 entre dos zonas, hay una
interferencia entre las dos oscilaciones de periodo ligeramente
diferente, por ejemplo, cuando el número de oscilaciones en una
parte de pista se aumenta en una trama (6 oscilaciones) en un límite
de zonas, la servoseñal se extinguirá a cero seis veces. La ventaja
de tener sólo un aumento de oscilación por parte de pista en un
límite de zonas es que sólo se produce una extinción de la
servoseñal. El tener sólo una o unas pocas extinciones en una parte
de pista divisoria proporciona una área lo suficientemente larga
antes de una cabecera en la que está presente la servoseñal a una
amplitud suficiente como para mantener dicho bucle de enganche de
fase enganchado. Por tanto, la lectura de la cabecera es posible
también en las partes de pista divisoria, e incluso es posible
grabar datos en tales partes de pista. Alternativamente, dichas
partes de pista divisoria pueden saltarse, e incluso al menos una
cabecera que sigue directamente a una vuelta divisoria. La
servoseñal de la pista 72 de plano tiene una interferencia de las
dos oscilaciones diferentes y no se puede usar fácilmente para
almacenar datos. En el dispositivo de grabación y lectura pueden
tomarse medidas adicionales para contrarrestar los efectos de la
interferencia, pero en una realización práctica, la pista 72 de
plano no se usa para almacenar datos durante una vuelta completa,
formando la vuelta no usada el límite 74 de zonas. Se debe observar
que en el límite 74, la primera cabecera 76 de plano, la segunda
cabecera 77 de plano, etc., hasta la última cabecera 78 de plano,
no pueden leerse de manera fiable a causa de dicha interferencia. En
una realización del disco, (para un funcionamiento fiable) no se
usan dos cabeceras adicionales, lo da como resultado 1,25 pistas sin
usar en ocho cabeceras en una vuelta. En una realización del disco,
(por motivos de simetría, es decir, para la misma capacidad total
de almacenamiento para planos y para ranuras) la capacidad de las
pistas de ranura se limita también saltando la misma cantidad de
pistas de ranura en cada límite de zonas, mostrado en la figura 7
como la pista 73 de ranura.
La figura 8 muestra un disco 1 óptico que tiene
una pista oscilante. El área 81 de grabación está subdividida en
tres zonas 82, 83 y 84 anulares, coaxiales. Cada zona está dotada de
pistas 85 circulares o en espiral oscilantes. La zona 84 interna
tiene, por ejemplo, n periodos de oscilación, la zona 83 media tiene
n+8 periodos y la zona externa, n+16 periodos. El número de
oscilaciones y el aumento están seleccionados únicamente a efectos
del dibujo. El número de características periódicas al comienzo de
una zona tiene que ser proporcional a la distancia radial al centro
del disco. Al seleccionarse el tamaño adecuado de las zonas, la
diferencia en el número de características periódicas de zona a
zona puede seleccionarse para que sea baja con relación a un número
total de características periódicas en una vuelta. Por ejemplo, para
un número de zonas grande (100), puede conseguirse una diferencia
de únicamente unos pocos periodos de oscilación (1% para un
intervalo radial de diámetro n a 2n) de zona a zona. La señal
resultante tiene una componente fuerte relacionada con la
periodicidad (por ejemplo, la frecuencia de oscilación) y está
modulada en amplitud con una frecuencia relativamente baja debido a
la diafonía o a la suma de señales de pistas vecinas. Por razones
prácticas, la diferencia de periodicidad se selecciona para que sea
par, por ejemplo, 4, 6, 8, 16, 32, 48 ó 64, mientras que el número
de oscilaciones es aproximadamente 3200 en la zona más interna. Al
seleccionarse una diferencia tan baja, la señal de interferencia
puede controlarse, y la interferencia máxima puede situarse en
posiciones predeterminadas. En una realización, en el formato de
disco con cabeceras, formato que se describió anteriormente con
referencia a las figuras 1a y 3, la interferencia máxima puede
situarse con relación a las cabeceras. Particularmente, la
interferencia máxima se ubica lo más lejos posible antes de las
cabeceras, de modo que las cabeceras puedan detectarse de manera
fiable, porque el bucle de enganche de fase tiene señal más que
suficiente para sincronizar. Por tanto, en una realización, el disco
tiene el formato de planos y ranuras, y la diferencia de fase de
las oscilaciones que confinan un plano entre dos zonas adyacentes es
sustancialmente cero cerca de las cabeceras. Una opción ventajosa
es una diferencia de sólo una oscilación en cada parte de pista, de
modo que la interferencia máxima pueda ubicarse en el centro de la
parte de pista divisoria, y la mínima, en la cabecera.
La figura 9 muestra servoseñales generadas en un
límite de zonas. La primera señal 91 tiene un número de periodos n
y puede generarse explorando la última pista de una zona durante una
vuelta entera. La tercera señal 93 se genera a partir de la primera
pista dentro de la zona siguiente y tiene n+4 periodos. La segunda
señal 92 se genera a partir de la pista divisoria entre dos zonas y
muestra la interferencia procedente de combinar las servoseñales de
dos frecuencias de oscilación diferentes. Como la diferencia en el
número de periodos es 4, la señal muestra una extinción 94 en 4
ubicaciones. La segunda señal 92 se genera cuando se explora un
plano intermedio entre dos zonas que tienen ranuras de oscilación,
de modo que la señal es la suma de dos oscilaciones y se producen
extinciones completas. En una realización diferente, la
interferencia está ocasionada por la diafonía de la pista vecina, y
se producen extinciones parciales (variaciones de amplitud) en lugar
de extinciones completas. Las pistas divisorias pueden saltarse
cuando se graban datos, o puede controlarse un bucle de enganche de
fase para mantenerlo enganchado cuando se produce una extinción 94
(parcial).
Aunque la invención se ha explicado mediante
realizaciones que usan cuatro u ocho cabeceras en cada vuelta,
resultará evidente que en la invención pueden usarse otros números o
una combinación de números. Por ejemplo, se ha descrito un disco de
tipo grabable, pero la invención puede aplicarse también a discos
que comprenden datos grabados o a discos de tipo sólo lectura.
Además, la invención reside en todas y cada una de las
características o combinaciones de características novedosas.
Claims (16)
1. Disco óptico que comprende una
área de grabación para grabar datos a una densidad sustancialmente
constante, estando subdividida el área de grabación en una
pluralidad de zonas anulares coaxiales que comprenden pistas
circulares o en espiral, siendo cada pista dentro de una de las
zonas para almacenar una misma cantidad predeterminada de datos a
una densidad de pista, siendo el promedio de las densidades de pista
dentro de una zona sustancialmente igual a dicha densidad
constante, caracterizado porque las pistas comprenden
características periódicas que están alineadas radialmente dentro
de cada una de las zonas, siendo la periodicidad indicativa de la
densidad de grabación de pista para la pista en cuestión.
2. Disco óptico según la
reivindicación 1, caracterizado porque las características
periódicas comprenden una oscilación de pista radial.
3. Disco óptico según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el tamaño de las
zonas es tal que la diferencia en el número de características
periódicas en una vuelta de la pista en los límites de zonas
adyacentes es relativamente baja en relación con el número de
características periódicas en una vuelta de la pista.
4. Disco óptico según la
reivindicación 3, caracterizado porque dicha diferencia es 1,
2, 4, 6, 8, 16, 32, 48 ó 64.
5. Disco óptico según las
reivindicaciones 2, 3 ó 4, caracterizado porque el área de
grabación comprende ranuras y planos que constituyen ambos dichas
pistas, presentando las ranuras dicha oscilación de pista radial, y
estando la oscilación alineada entre ranuras dentro de cada una de
las zonas.
6. Disco óptico según la
reivindicación 1, 2, 3, 4 ó 5, caracterizado porque el
servopatrón comprende cabeceras que se alternan con partes de
pista, y porque la diferencia de fase de las características
periódicas en el límite de dos zonas adyacentes es sustancialmente
cero cerca de las cabeceras.
7. Disco óptico según la
reivindicación 6, caracterizado porque dicha diferencia de
periodicidad entre zonas adyacentes da como resultado 1 ó 2
extinciones dentro de una parte de pista.
8. Disco óptico según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el área
de grabación comprende datos grabados.
9. Disco óptico según la
reivindicación 8, caracterizado porque el disco óptico es de
tipo sólo lectura.
10. Dispositivo de grabación para grabar
datos a una densidad sustancialmente constante en un disco óptico
que comprende un zona de grabación que comprende pistas circulares o
en espiral, zona de grabación que está subdividida en una
pluralidad de zonas anulares coaxiales, dispositivo que comprende
una cabeza de grabación y unos medios de control de grabación,
caracterizado porque mientras que las pistas comprenden
características periódicas que están alineadas radialmente dentro
de cada una de las zonas, y siendo la periodicidad indicativa de
una densidad de pista para la pista en cuestión, siendo el promedio
de las densidades de pista dentro de una pista sustancialmente
igual a dicha densidad constante, los medios de control de grabación
están dispuestos para detectar las características periódicas y
para grabar con dependencia de las mismas una misma cantidad
predeterminada de datos en cada pista dentro de una de las zonas a
dicha densidad de pista.
11. Dispositivo de grabación según la
reivindicación 10, caracterizado porque los medios de control
de grabación están dispuestos para grabar una cantidad
predeterminada de bits de canal para cada caso de dichas
características periódicas.
12. Dispositivo de grabación según la
reivindicación 10 u 11, caracterizado porque los medios de
control de grabación están dispuestos para controlar la velocidad
de grabación con dependencia de las características periódicas.
13. Dispositivo de grabación según la
reivindicación 10, caracterizado porque los medios de control
de grabación están dispuestos para saltarse una vuelta de pista de
plano divisoria en un límite de zonas durante la grabación.
14. Dispositivo de grabación según la
reivindicación 13, caracterizado porque los medios de control
de grabación están dispuestos para saltarse también una vuelta de
pista de ranura adyacente a la vuelta de pista de plano
divisoria.
15. Dispositivo de lectura para leer datos
de un disco óptico grabados a una densidad sustancialmente
constante, comprendiendo el disco óptico una área de grabación que
comprende pistas circulares o en espiral, área de grabación que
está subdividida en una pluralidad de zonas anulares coaxiales,
dispositivo que comprende una cabeza de lectura y unos medios de
control de lectura, caracterizado porque, mientras que las
pistas comprenden características periódicas que están alineadas
radialmente dentro de cada una de las zonas, y siendo la
periodicidad indicativa de una densidad de pista para la pista en
cuestión, siendo el promedio de las densidades de pista en una zona
sustancialmente igual a dicha densidad constante, los medios de
control de lectura están dispuestos para detectar las
características periódicas y para leer con dependencia de éstas una
misma cantidad predeterminada de datos de cada pista dentro de una
de las zonas a dicha densidad de pista.
16. Dispositivo de lectura según la
reivindicación 15, caracterizado porque los medios de control
de lectura están dispuestos para recuperar los datos de una área de
la pista que sigue a una área sin grabar ajustando la velocidad de
lectura durante la exploración del área sin grabar con dependencia
de las características periódicas.
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