METODO Y DISPOSITIVO DE RECUPERACION DE INFORMACION DE UN PORTADOR DE REGISTRO OPTICO EN VARIAS VELOCIDADES DE LECTURA
Campo de la Invención Esta invención se refiere a un método de recuperación de información a partir de un portador de registro óptico que comprende las etapas de ajustar el nivel de potencia de un haz de radiación a un nivel de lectura predeterminada de potencia, explorar el portador de registro mediante el haz de radiación, detectar un haz reflejado de radiación que es reflejado a partir del portador de registro, y recuperar la información del haz reflejado de radiación. Esta invención además se refiere a un dispositivo de lectura que realiza el método que comprende una fuente de radiación que genera un haz de radiación, un medio de ajuste que regula el nivel de potencia del haz de radiación a un nivel de lectura predeterminada de potencia, un medio de exploración que rastrea el portador de registro a través del haz de radiación, un detector que transfiere el haz reflejado de radiación, el haz reflejado de radiación es reflejado a partir del portador de registro, en una señal eléctrica, y un medio de decodificación que recupera la información de la señal eléctrica. Antecedentes de la Invención En los portadores de registro óptico, la información REF. 198303
es codificada en un patrón de marcas que pueden ser detectadas de manera óptica y de espacios entre las marcas en una capa de información del portador de registro óptico. Estas marcas podrían ser en forma de hoyos estampados, tal como por ejemplo, en portadores de registro de tipo Sólo de Lectura, en la forma de propiedades ópticas cambiadas de una capa colorante, tal como por ejemplo, en los portadores de registro de tipo Grabable, o en la forma de áreas amorfas en una capa cristalina, tal como por ejemplo en medios de tipo susceptibles de ser Reescritos. En general, estas marcas son almacenadas a lo largo de una pista de forma en espiral o de forma concéntrica en base a la capa de información de un portador de registro óptico similar a un disco. Un portador de registro óptico podría comprender una capa única de información o múltiples capas de información separadas mediante capas espaciadoras , tal como por ejemplo, un disco de Capa Doble que consiste de dos capas de información. En un dispositivo de lectura, la información es recuperada a partir de un portador de registro óptico mediante la irradiación de la capa de información del portador de registro óptico a través de un haz de radiación, tal como por ejemplo, un haz de luz de láser y la detección del haz de radiación reflejado a partir del portador de registro óptico. Cuando el haz de radiación explore la capa de información a lo largo de la pista, el haz reflejado de
radiación es modulado de acuerdo con el patrón de marcas y espacios almacenados en la capa de información. Este haz reflejado de radiación que es modulado, es transferido hacia una señal eléctrica modulada por medio de un detector. Al decodificar esta señal eléctrica modulada, es recuperada la información almacenada en el portador de registro óptico. La Relación de Señal-a-Ruido (SNR, por sus siglas en inglés) de la señal eléctrica modulada que representa la información leída a partir del portador de registro óptico está en función de los dispositivos ópticos y electrónicos del dispositivo de lectura. En general, la SNR de la señal eléctrica modulada disminuye con el incremento de la velocidad de lectura. Esto es debido a que en el incremento de las velocidades de lectura, necesita incrementarse el ancho de banda de los dispositivos electrónicos de detección en el dispositivo de lectura, con lo cual aumentan todos lo's tipos de contribuciones de ruido, tal como el ruido de la fuente de radiación, el ruido electrónico, el ruido de descarga, etcétera. Cuando se realiza la lectura de los portadores de registro óptico, es obtenida una SNR más óptima en el caso de altos niveles de radiación. El nivel de la señal del haz reflejado de radiación que es modulado y con lo cual el nivel de la señal de la señal eléctrica modulada es proporcional a Pr . M . R,
en donde Pr es la potencia del haz de radiación (frecuentemente referido como la potencia de lectura), M es la modulación de las marcas y espacios, y R es la reflectividad de la capa de información. Es un problema de los sistemas ópticos actuales, sobre todo, cuando se utilizan portadores de registro óptico que tienen una baja reflectividad, tal como por ejemplo, los sistemas Reescribibles DVD de Doble Capa y los sistemas de Disco Susceptible de ser Grabado y Reescrito de Rayo Azul ( ^BlueRay' ) , que la Relación de Señal-a-Ruido de la señal eléctrica modulada que representa la información leída a partir del portador de registro óptico, frecuentemente referida como la señal de lectura de salida, se vuelva demasiado baja a velocidades más altas de lectura de salida cuando se utilizan potencias convencionales de lectura, de esta manera, se provocan errores en la información recuperada. Sobre todo, este es el caso en los sistemas de bajo costo, en donde en general, es baja la eficiencia de la trayectoria óptica del portador de registro al detector. En los sistemas ópticos futuros en donde el número de capas de información en el portador de registro óptico es aumentado a tres o más, la Relación de Señal-a-Ruido de la señal de lectura de salida todavía podría disminuir adicionalmente debido a la reflectividad decreciente de las capas individuales de información con el aumento en el número
de capas apiladas de información en el portador de registro. Breve Descripción de la Invención Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un dispositivo de lectura que proporcionen una señal eléctrica modulada que tenga una Relación de Señal-a-Ruido suficientemente alta a velocidades más altas de lectura de salida, con lo cual, se permite que la información sea recuperada en forma confiable incluso en estas altas velocidades de lectura de salida. Este objetivo es conseguido al proporcionar un método de acuerdo con el párrafo de inicio, que se caracteriza porque el nivel de potencia del haz de radiación es ajustado en dependencia de la velocidad de lectura de salida hasta un nivel de lectura de potencia de ( (1-a) + a Vñ) . PN en donde a es un parámetro predeterminado con 0.2 < a < 0.8, PN es el nivel de lectura de potencia en una velocidad nominal de lectura de salida, frecuentemente referida como velocidad de referencia de lectura de salida y n es la velocidad real de lectura de salida dividida entre la velocidad nominal de lectura de salida. PN normalmente es expresado en mW. Este objetivo además es conseguido al proporcionar un dispositivo de lectura de acuerdo con el párrafo de inicio que se caracteriza porque el medio de ajuste es situado para regular el nivel de potencia del haz
de radiación en función de la velocidad de lectura de salida hasta un nivel de lectura de potencia de ( (1-a) + a Vñ) . PN en donde a es un parámetro predeterminado con 0.2 < a < 0.8, PN es el nivel de lectura de potencia en una velocidad nominal de lectura de salida y n es la velocidad real de lectura de salida dividida entre la velocidad nominal de lectura de salida. De acuerdo con la presente invención, se propone incrementar el nivel de lectura de potencia del haz de radiación como una función de la velocidad de lectura de salida, con lo cual, se compensa la influencia negativa del ancho de banda de los dispositivos electrónicos y/o la reflectividad reducida de la capa de información en la Relación de Señal-a-Ruido . Normalmente, el incremento del nivel de lectura de potencia del haz de radiación originaria un cierto nivel de potencia en la degradación de la estabilidad de lectura, es decir, el número de veces en la que un portador de registro puede ser leído en forma repetida sin el deterioro significativo del portador de registro. Por lo tanto, el nivel máximo de lectura de potencia es especificado para los distintos sistemas ópticos. Sin embargo, los inventores tuvieron la perspicacia que este nivel máximo de lectura de potencia se incrementa con el aumento de la velocidad de lectura de salida, con lo cual, se
permiten niveles más altos de lectura de potencia para que sean utilizados a velocidades más altas de lectura de salida sin degradar la estabilidad de la lectura. Se observa que a partir del punto de vista teórico, el nivel de lectura de potencia que se incrementa en forma proporcional a n seria indicado. No obstante, los inventores tuvieron la perspicacia adicional, de manera que la dependencia entre el nivel de lectura de potencia y la velocidad de lectura de salida pudiera originar niveles leídos de potencia destructivos a altas velocidades de lectura de salida, originando una perdida permanente de información en el portador de registro que está siendo leído. De acuerdo con la presente invención, el nivel de lectura de potencia se incrementa menos que en la proporción a Vñ", es decir, a tiene un valor menor de uno. Esto permite niveles de potencia de lectura suficientemente altos en todas las velocidades de lectura de salida, sin destruir la información en el portador de registro. Se observa que el objetivo de la presente invención es conseguido sin la necesidad de componentes electrónicos u ópticos costosos y/o complejos. Los valores de los parámetros y PN generalmente están en función de las propiedades del portador de registro. Se observa que cuando se realice la lectura de las distintas capas de información de un portador de registro de múltiples
capas, cada capa individual de información podría tener sus propios valores de parámetro asociados con ésta. Además, se observa que la velocidad nominal de lectura de salida, en la cual es especificado el nivel de lectura de potencia PN, es generalmente elegida para que sea la así llamada velocidad de lectura de salida IX que corresponde con n = 1. Esta velocidad IX es la velocidad de lectura de salida más baja especificada en el sistema óptico. El fabricante del disco óptico podría determinar estos valores de parámetro durante el proceso de manufactura. De manera subsiguiente, estos valores tienen que ser comunicados a un dispositivo de lectura. Esto podría ser conseguido al proporcionar estos valores en una zona para mantener la información relacionada con el portador de registro en el portador de registro por sí mismo, por ejemplo, en la así llamada ADIP, esta área puede ser leída por el dispositivo de lectura. En forma alterna, los valores de los parámetros a y PN son detallados en la especificación del sistema óptico. A continuación, el fabricante del disco óptico tiene que adherirse a estas especificaciones durante el proceso de manufactura del portador de registro. En modalidades preferidas de la invención, el valor de a se encuentra en el intervalo entre 0.33 y 0.5. En modalidades de la invención para uso con los portadores de registro óptico Reescribibles DVD de Capa Doble
(DVD+RW DL) sobre todo los buenos valores para los parámetros a y PN son a = 0.462 y PN = 1.3 mW, originando un nivel de lectura de potencia de 0.7 + 0.6 · mW, o en forma alterna, a = 0.385, originando un nivel de lectura de potencia de 0.8 + 0.5 . ñ mW . Debe observarse que el nivel de lectura de potencia de 0 ( (1-a) + a ñ) . PN De hecho es el valor óptimo del nivel de lectura de potencia, que es el intercambio óptimo entre el aumento de la Relación de Señal-a-Ruido entre el incremento del nivel de lectura de potencia y el mantenimiento de la estabilidad de lectura al evitar niveles de lectura de potencia altamente destructivos. Por lo tanto, el nivel de lectura de potencia de ( (1-a) + a Vñ) · PN También podría ser considerado el límite superior dependiente de la velocidad de lectura de salida de un área de guardado de operación de los niveles de lectura de potencia; el límite inferior de valor fijo se encuentra en el nivel de lectura de potencia para la velocidad de lectura de salida más baja. Ahora, cualquier nivel de lectura de potencia por debajo del límite superior y por encima del límite inferior puede ser seleccionado a partir de esta área de guardad de operación, originando un rendimiento mejorado
aunque no necesariamente un rendimiento óptimo de lectura. Breve Descripción de las Figuras Estos y otros objetivos de la invención serán aparentes y aclarados adicionalmente con referencia a las modalidades descritas por medio de ejemplo en la siguiente descripción y con referencia a las figuras que la acompañan, en las cuales: La Figura 1 muestra una modalidad de un dispositivo de lectura de acuerdo con la invención, La Figura 2 son gráficas que muestran la dependencia del nivel de lectura de potencia del haz de radiación en base a la velocidad de lectura de salida, y La Figura 3 son gráficas de datos experimentales con curvas colocadas de acuerdo con la fórmula de la invención. Descripción Detallada de la Invención La Figura 1 muestra un dispositivo de lectura 1 de acuerdo con una modalidad de la invención para la recuperación de información a partir de un portador de registro óptico 10. En este ejemplo, el portador de registro óptico 10 se muestra que es un portador de registro de doble capa que comprende dos capas de información (LO, Ll) . Sin embargo, se observa que la invención funciona igualmente bien con portadores de información de capa única y con portadores de información de múltiples capas que comprenden más de dos capas de información.
El dispositivo de lectura 1 comprende una fuente de radiación 2, tal como por ejemplo, un láser de diodo, para la generación de un haz de radiación 3, tal como por ejemplo, un haz de luz láser. Este haz de radiación 3 explora o rastrea el portador de registro óptico 10 a través de medios bien conocidos de exploración. Estos medios de exploración incluyen por ejemplo, un motor (no se muestra) para la rotación del portador de registro alrededor de su centro y un sistema de lentes 5 que comprende un divisor de haz 51 y un lente objetivo 52, para la formación del haz de radiación en un lugar de enfoque 15 sobre la capa de información del portador de registro. En la Figura 1, el haz de radiación 3 se muestra enfocado en una primera capa de información del portador de registro situado más cerca a la superficie de entrada del haz de radiación, que frecuentemente es referida como la capa LO. No obstante, de acuerdo con el control de los medios de enfoque y rastreo 7, los cuales también son considerados por ser parte de los medios de exploración, el haz de radiación también podría ser enfocado sobre la otra capa de información, que frecuentemente es referida como la capa Ll. Cuando sea girado el portador de registro, los medios de enfoque y rastreo 7 garantizan que el sitio o lugar focal 15 explore una pista sobre la capa de información a lo largo de la cual es almacenada la información que será
recuperada. Un haz reflejado de radiación 9 que es reflejado por la capa de información LO, es guiado por el sistema de lentes 5 hacia un detector 4. Este haz reflejado de radiación 9 es modulado de acuerdo con el patrón de marcas y espacios entre las marcas a lo largo de la pista que está siendo explorada. El detector 4 convierte el haz reflejado de radiación incidente 9 en una o más señales eléctricas. Al menos una de estas señales eléctricas, es decir, la señal eléctrica modulada 13, tiene una modulación que es relacionada con la información que está siendo leída. Esta señal eléctrica modulada 13 es aplicada a los medios de decodificación 8 para la recuperación de la información actual por sí misma. El dispositivo de lectura 1 además comprende medios de ajuste 6 que son conectados con la fuente de radiación 2 para el control del nivel de potencia del haz de radiación 3 que es generado por la fuente de radiación. En los dispositivos de lectura de la técnica anterior, estos medios de ajuste 6 regulan el nivel de potencia del haz de radiación hasta un nivel de lectura predeterminada de potencia cuando se recupere la información del portador de registro óptico 10. Se observa que cuando el dispositivo de lectura sea combinado con el dispositivo de grabación para escribir la información en el portador de registro óptico susceptible de
ser grabado, la fuente de radiación 2 también podría ser utilizada para generar un haz de radiación para la escritura de la información en el portador de registro susceptible de ser grabado. En este dispositivo combinado, los medios de ajuste 6 también son generalmente utilizados para regular el nivel de potencia del haz de radiación a un nivel de potencia de escritura generalmente más alto o en un patrón de niveles de potencia de escritura. En un dispositivo de lectura de acuerdo con la presente invención, los medios de ajuste 6 son situados para regular el nivel de lectura de potencia del haz de radiación en función de la velocidad de lectura de salida, que también es referida como la velocidad lineal. Se observa que los medios de ajuste 6 también podrían ser implementados a través de varios elementos distintos de hardware, y/o por medio de un controlador adecuadamente programado. En general, una velocidad de lectura de salida más rápida permite una recuperación más rápida de la información del portador de registro óptico. En dispositivos de Velocidad Angular Constante (CAV, por sus siglas en inglés), la velocidad angular de los portadores de registro de forma de disco permanece constante mientras que la velocidad de lectura de salida (es decir, la velocidad lineal) varía del diámetro interior del disco al diámetro exterior del mismo. De acuerdo con la presente invención, los medios de
ajuste 6 regulan el nivel de potencia del haz de radiación 3 hasta un nivel de lectura de potencia de ( (1-a) + a ñ) . PN en donde a es un parámetro predeterminado con 0.2 < a < 0.8, PN es el nivel de lectura de potencia en una velocidad nominal de lectura de salida, y n es la velocidad real de lectura de salida dividida entre la velocidad nominal de lectura de salida. De manera general, la velocidad nominal de lectura de salida es elegida de manera para que sea la asi llamada velocidad IX o velocidad de referencia, que corresponde con n = 1. En modalidades de la invención para uso con los portadores de registro óptico Reescribibles DVD de Capa Doble (DVD+RW DL) sobre todo los buenos valores para los parámetros a y PN son a = 0.462 y PN = 1.3 mW, o en forma alterna, a = 0.385, y PN = 1.3 mW. Esto se muestra en las gráficas de la Figura 2, en donde el eje vertical representa el nivel de lectura de potencia (en mW) y el eje horizontal representa n, que es la velocidad real de lectura de salida dividida entre la velocidad nominal de lectura de salida. La curva punteada 21 representa a = 0.462 que origina una curva de nivel de lectura de potencia de 0.7 + 0.6 · n mW, mientras que la curva dibujada 22 representa a = 0.385 que origina una curva de nivel de lectura de potencia de 0.8 + 0.5 · n mW. La linea punteada 24 representa un nivel de lectura
de potencia fijo de 1.2 mW, que es definido en la técnica anterior como el nivel de lectura de potencia nominal para propósitos de prueba. Esta linea punteada 24 puede ser considerada el limite inferior del área de guardado de operación de los niveles de lectura de potencia. El limite superior de esta área de guardado de operación de los niveles de lectura de potencia es la curva dibujada 22, o de manera alterna, la curva punteada 21. Cualquier nivel de lectura de potencia podría ser seleccionado ahora a partir de esta área de guardado de operación originando por un lado, un rendimiento mejorado de lectura y por otro lado, una estabilidad mantenida de lectura. En modalidades alternativas de la invención, el fabricante del disco óptico 10 determina los valores del parámetro durante el proceso de manufactura y proporciona estos valores en una zona para mantener la información relacionada con el portador de registro en el portador de registro 10 por sí mismo. Esta área que mantiene la información relacionada con el portador de registro es conocida por ejemplo como ADIP y ATIP. El dispositivo de lectura 1 mostrado en la Figura 1, ahora realiza la lectura por ejemplo, a una velocidad de lectura de salida de IX, es decir, en la velocidad de referencia y/o utilizando la potencia nominal definida de lectura con propósitos de prueba, los valores de parámetro del portador de registro por
sí mismo les son comunicados a través de la señal 11 a los medios de ajuste 6. De manera subsiguiente, los medios de ajuste 6 utilizan estos valores de lectura de parámetro para regular el nivel de lectura de potencia a velocidades de lectura de salida más altas. La Figura 3 muestra gráficas de datos experimentales, con curvas ajustadas de acuerdo con la fórmula de la invención. Todos los datos de medición pueden ser bien ajustados utilizando esta fórmula, que muestra que esta es una buena expresión para describir las potencias máximas de lectura. Un requerimiento general para la lectura repetida es que el disco pueda ser leído en un millón de ocasiones, mientras permanezca dentro de la especificación, por ejemplo, el nivel de oscilación de marca. En experimentos en base a un disco reescribible DVD, el número de ciclos de lectura es determinado para distintas potencias y velocidades de lectura. Usualmente, la potencia de lectura en la cual el disco puede ser leído un millón de veces es determinada mediante la extrapolación de los puntos experimentales de datos que son obtenidos a potencias más altas de lectura que corresponden con el número más bajo de ciclos de lectura. Las mediciones en la Figura 3 proporcionan la potencia de lectura en la cual puede conseguirse precisamente un millón de ciclos de lectura. En aplicaciones prácticas, una potencia máxima
inferior de lectura es elegida para obtener márgenes para: - La exactitud para el ajuste de la potencia de lectura - Temperaturas más altas del disco - Una frecuencia más baja de modulación del láser (con una frecuencia de modulación más baja son más altas las potencias pico) - Controlar las diferencias de excitación (tamaño del lugar, longitud de onda, etc.). Las dos situaciones extremas en la práctica para obtener un margen son: la utilización de un factor de multiplicación o la obtención del margen mediante la utilización de un desplazamiento. Las situaciones intermedias también pueden presentarse. Cuando el margen adicional como una función de la velocidad n sea dado por un factor, en la práctica el valor de PN será un valor más bajo. Cuando el margen adicional como una función de la velocidad n sea dado por un desplazamiento o cambio en mW, en la práctica PN será elegido como un valor más bajo y a ser elegido como un valor más alto. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.