Brevet FR2508218A1 — publié le 19821224

La présente invention concerne un disque optique et un appareil à disque optique destiné à l'utiliser. Un disque optique est un support sur lequel des données peuvent é-tre enregistrées à une haute -densité Des données sont à enregistrer en irradiant le dis- que avec un faisceau laser Un appareil à disque optique enregistre des données sur un tel disque et lit les-don- nées enregistrées sur le disque Le disque optique et l'appareil à disque optique sont utilisés pour enregistrer et lire une grande quantité de données d'image. Les disques optiques sont expédiés de l'usine sans que des données y soient enregistrées Ils portent chacun des pré-sillons d'alignement et des pré-alvéoles tous gravés dans une couche d'enregistrement Les pré- alvéoles représentent le numéro de série des pistes Les données sont enregistrées sur le disque de la manière sui- vante. Le disque optique est mis en rotation Pendant qu'il tourne, une tête optique est-déplacée dans la direc- tion radiale du disque jusqu'à ce qu'elle atteigne un pré- sillon d'alignement Youlu La tête optique suit ensuite les pré-sillons d'alignement Les données sont fournies à la tête optique Cette dernière émet un faisceau laser d'enregistrement qui est modulé en fonction des données. quand le faisceau 'rencontre le disque, des alvéoles de données correspondant aux données sont gravées dans la couche d'enregistrement du disque En même temps, des al- véoles d'horloge sont gravées danc la couche d'enregistre- ment. Les données enre-istrées sont lues de la manière suivante Le disque est mis en rotation et la tête optique est déplacée dans la direction radiale du disque jusqu'à ce qu'elle atteigne le pré-sillon d'alignement Un faisceau laser de lecture est ensuite émis pendant que la tète op- tique suit le pré-sillon Les alvéoles de données et les alvéoles d'horloge formées dans la couche d'enregistrement sont explorées avec le faisceau laser, alignant ainsi les données du disque optique. Avec le disque optique de l'appareil courant, *entionnés ci-dessus, il est nécessaire de graver des pré-sillons d'alignement et des alvéoles d'horloge Cela limite la surface de la couche d'enregistrement sur la- quelle les alvéoles de données peuvent être gravées. Il en résulte que la densité d'enregistrement est limitée. De plus, étant donné que les pré-sillons ont une profon- deur et une largeur et que les pré-alvéoles ont une autre profondeur et une autre largeur, les opérations de gra- vure sont assez compliquées. Un objet de l'invention est donc de proposer un disque optique qui permet d'améliorer la densité d'enre- gistrement en formant préalablement des alvéoles à-la fois pour l'alignement et l'hrloge, et également un appa- reil à disque optique de réalisation simple, susceptible d'une commande d'alignement rapide avec unehaute préci- sion Selon un aspect, l'invention concerne donc un dis- que optique dans lequel plusieurs alvéoles qui facilitent également la production de signaux d'horloge sont formées préalablement en spirale ou concentriquement à un pas tel que l'alignement puisse être effectué; et un appareil a disque optique qui enregistre les données entre les préalvéoles sur le disque optique et qui lit les données 2 e en produisant l'alignement et l'horloge sur la base des pré-alvéoles. Selon un autre aspect, l'invention concerne ega- lement un disque optique sur lequel des pré-alvéoles pour des codes d'adresse sont formées en plus des pré-alvéoles pour l'alignement et l'horloge; et un appareil à disque optique qui enregistre et reproduit les données sur le disque optique. D'autres caractéristiqueset avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels a La Figure 1 est une vue en plan d'un disque op- tique selon un mode de réalisation de l'invention, la Figure 2 est une vue partielle en plan d'un disque optique selon un autre mode de réalisation de l'invention, la Figure 3 est-une vue montrant le format de données binaires représentées par des alvéoles, la Figure 4 est un schéma d'un appareil à disque optique utilisant le disque représenté par la Figure 2, et la Figure 5 montré un diagramme de temps des- tiné à expliquer le mode de fonctionnement de l'appareil à disque optique de la Fig 4. Sur un disque optique 11 représenté sur la Figure 1, des alvéoles 12 sont formées préalablement en spirale sur le disque, avec un pas constant P Le pas P est établi pour permettre l'alignement d'alvéoles sur des alvéoles voisines au moyen d'un dispositif d'aligne- ment, de manière que les pré-alvéoles se comportent comme des alvéoles d'alignement ainsi que des alvéoles d'hor- loge Les alvéoles de données sont enregistrées entre les pré-alvéoles 12. Sur le disque optique 11 représenté sur la Figure 1, seules les préalvéoles 12 pour l'alignement et l'horloge sont formées mais sur le disque optique 14 représenté sur la Fig 2, des pré-alvéoles 16 d'adresse représentant les données d'adresses 15, comme des numéros -de piste, sont formées en plus des pré-alvéoles 12. Les données d'adresse 15 sont représentées par 24 pré- alvéoles au maximum; les données d'adresse 15 sont con- stituées de 24 bits ou 3 multiplets Ces pré-alvéoles 12 et les préalvéoles d'adresse 16 peuvent être formées dans le même processus de fabrication Un appareil à disque optique forme les alvéoles de données sur le disque opti- que 14 sur lequel les pré-alvéoles 12 et les pré-alvéoles d'adresse 16 sont formées. L'enregistrement des données sur le disque op- tique il ou 14 sera d'abord décrit A cet effet, le fais- ceau laser orienté sur le disque optique 11 est commuté 25082 1 8 en un faisceau laser d'enregistrement ou un faisceau laser de reproduction, selon le mode d'enregistrement ou le mode de reproduction Dans le mode d'enregistrement, les pré- alvéoles 12 sont détectées, afin que l'alignement soit effectué Par rapport au signal de détection des pré- alvéoles 12, des signaux d'horloge de synchronisation d'une période correspondant à 1/9 du pas de pré-alvéole 12 sont produits En synchronisme avec les signaux d'hor- loge de synchronisation produits, le faisceau laser est commuté du mode de reproduction en mode d'enregistrement. Ensuite, huit alvéoles de données 17 au maximum sont for- mées entre les pré-alvéoles 12, en correspondance avec les données d'enregistrement 18, comme le montre la Fig 3. Dans les données d'enregistrement, la présence d'une al- véole de données 17 est représentée par un niveau logique " 1 " tandis que l'absence d'une alvéole de données 17 est représentée par un niveau logique " O " Ainsi, les données de la Fig 3 peuvent être représentées par " 10101111 " et " 11101011 ". Dans le but de reproduire les données à partir du disque optique 14, les pré-alvéoles 12 et les alvéoles d'adresse 16 ou les alvéoles de données 17 sont détectées par le faisceau laser de reproduction L'alignement est effectué en fonction des signaux de détection obtenus. Les signaux correspondant aux alvéoles d'adresse 16 ou aux alvéoles de données 17 sont séparés sous forme de sig- naux d'horloge des signaux de détection Les signaux d'horloge de synchronisation correspondant aux pré-alvéoles 12 sont produits à partir des signaux d'horloge séparés. En synchronisme avec ces signaux d'horloge et de synchro- nisation, les données d'enregistrement 18 représentées par la prés-ence ou l'absence d'alvéoles de données 17 sont extraites des signaux de détection. Pour enregistrer ou reproduire des données sur 3 S ou à partir d'un disque optique tel que décrit cidessus, la tête optique est d'abord déplacée à grande vitesse 4 usqu'à une position d'arrivée approximative du disque 25082 18 optique 11 ou 14 Ensuite, les pré-alvéoles 12 ou 16 -dans la position d'arrivée sont suivies par le faisceau laser de reproductionqui litles données d'adresse 15 et les décode Quand les données d'adresse décodées coin- cident avec les données d'adresse voulues, des données sont enregistrées ou reproduites sur une piste correspon- dant aux données décodées. Les modes d'enregistrement, de reproduction et d'accès seront décrits en regard de la Fig 4 Selon cette figure, le disque optique 11 est placé sur une platine lla d'un moteur 111 Une tête optique 112 peut se déplacer dans la direction radiale du disque optique 11 La tête optique 112 comporte un oscillateur laser 113 à semi-conducteur à l'extrémité de sortie duquel est disposée une lentille collimatrice 114 et un séparateur de faisceau 115, dans cet ordre Un miroir galvanométri- que 116 est disposé sur le trajet optique rectiligne provenant du séparateur de faisceau 115 Une lentille de condenseur 119 et un capteur optique 120 sont disposés dans cet ordre sur l'axe optique faisant un angle droit par rapport au séparateur de faisceau 115 Le miroir gal- vanométrique 116 se trouve en face du disque optique 11 à travers une plaque en quart d'onde 117 et une lentille d'objectif 118. L'extrémité d'entrée de l'oscillateur laser 113 à semi-conducteurs de la tête optique 112 est connectée à l'extrémité de sortie d'un dispositif 121 d'attaque d'oscillateur laser Des éléments photo-électriques 120 a et 120 b du capteur optique 120 sont respectivement con- fnectés aux entrées de pré-amplificateurs 123 a et 123 b. Les sorties des pré-amplificateurs 123 a et 123 b sont con- nectées respectivement aux entrées de détecteurs d'enve- loppes 125 a et 125 b d'une unité 124 d'asservissement d'alignement Les sorties du détecteur d'enveloppe 125 a et 125 b sont connectées aux entrées d'un comparateur 126 dont la sortie est connectée à l'entrée d'un circuit d'attaque 127 de miroir galvanométrique La sortie du 250821 8 circuit d'attaque 127 est connectée à la bobine 116 a d'entraînement du miroir galvanométrique Les sorties des pré-amplificateurs 123 a et 123 b sont également con- nectées aux entrées d'un additionneur analogique 128 dont la sortie est connectée à l'entrée d'un circuit 129 séparateur de signaux La sortie du séparateur de sig- naux 1 f 9 est connectée à une entrée d'un comparateur de phase 134 d'un circuit 131 de boucle à verrouillage de phase d'un circuit 130 générateur d'horloge de synchro- nisation et à une entrée d'une porte OU 128 d'un généra- teur 132 de signal de région La sortie du comparateur de phase 124 est connectée à un oscillateur 136 commandé par tension par l'intermédiaire d'un filtre 135 La sortie de l'oscillateur 136 est connectée à une entrée d'une porte ET 133 et à une entrée d'un diviseur de fré- quence 137 La sortie du diviseur de fréquence 57 est connectée à l'autre entrée du comparateur de phase 134. La sortie de la porte OU 138 du générateur 132 de signal de région est connectée à l'entrée d'un compteur 139 di- iseur par 9 Le compteur 139 produit un signal de niveau " O " quand son comptage est O et produit un sig- nal de niveau " 1 " quand son-comptage est compris entre 1 et 8 La sortie du compteur 139 est connectée à l'autre entrée d e la porte ET 133 La sortie de la porte ET 133 est connectée à l'autre entrée de la porte OU 138, et à l'entrée d'horloge de synchronisation du circuit de lec- ture 140, d'un codeur binaire 141, d'une mémoire tampon 142 de données d'enregistrement et dl'une mémoire tampon 143 de données de reproduction La sortie de l'addition- neur analogique 128 est connectée à l'entrée du codeur binaire 141. P.our enregistrer des données sur le disque optique 11 au moyen de l'appareil à disque optique décrit ci-dessus, la tête optique 112 est déplacée jusqu'à une position voulue sur le disque optique 11 et l'oscillateur laser 113 à semi-conducteurs est mis en fonctionnement. Le faisceau laser de reproduction émis par l'oscillateur 13 est collimaté par la lentille collimatrice 114 et il est incident sur le miroir galvanométrique 116 à tra- vers le séparateur de faisceau 115 Le faisceau laser de reproduction réfléchi par le miroir galvanométrique 114 rencontre la plaque en quart d'onde 117 et le faisceau de reproduction sortant de la plaque 117 est focalisé sur ledisque optique 11 par la lentille d'objectif 118. Etant donné que le disque optique 1 l est mis en rotation à une vitesse prédéterminée, le faisceau laser de repro- duction balaie le disque optique 11 Le faisceau laser de reproduction réfléchi par le disque optique Il est réfléchi vers le séparateur de faisceau 115 par le miroir galvanométrique 116 à travers la plaque en quart d'onde 117 Les faisceaux lasers de reproduction séparés par le séparateur de faisceau 115 sont collimatés sur le capteur optique 120 par la lentille de condenseur 119- Les éléments photo-électriques 120 a et 120 b du capteur optique 120 pro- duisent' des signaux photo-électriques dont le niveau cor- respond aux intensités des moitiés des points formés par les faisceaux sur les éléments 120 a et 120 b Les signaux photo-électriques correspondant aux demi-points sont am- plifiés par les pré-amplificateurs 123 a et 123 b pour pro- duire des signaux photo-électriques amplifiés a (dont un seul est représenté sur la Figure 5) et ces signaux sont appliqués aux détecteurs d'enveloppe 125 a et 125 b Les composantes A des signaux photoélectriques amplifiés a correspondent à la lumière réfléchie par les préalvéoles 12 tandis que les composantes B correspondent à la lu- mière réfléchie sur la surface du disque optique 11. Les détecteurs d'enveloppes 125 a et 125 b détectent les enveloppes des signaux photo-électriques amplifiés a Les signaux de sortie des détecteurs d'enveloppe 125 a et 125 b sont comparés par le comparateur 126 qui produit un sig- nal de différence correspondant à l'erreur d'alignement. Quand ce signal de différence est appliquée au circuit d'attaque 127 de miroir galvanométrique, la bobine d'at- 8 2508218 taque 116 a de ce miroir fonctionne et l'alignement est effectué de façon que le faisceau laser de reproduction puisse suivre correctement la piste. Les signaux photo-électriques amplifiés a appliqués à l'additionneur analogique 128 sont addition- nés et le signal de sortie de l'additionneur 128 est ap- pliqué au circuit 129 séparateur de signaux Le sépara- teur 129 sépare les signaux correspondant aux pré-alvéoles 12, c'est-àdire les composantes A du signal de sortie de l'additionneur analogique 19 et il applique un signal d'alvéoles d'horloge c au circuit 50 générateur de sig- naux de synchronisation Dans ce générateur de synchroni- sation 50, le circuit 51 à boucle à verrouillage de phase émet des signaux d'horloge d d'une période qui est 1/9 de la période des composantes voisines A Dans le cir- cuit 131, le comparateur 134 compare la phase du signal d'alvéole d'horloge c avec celle du signal obtenu par la division de fréquence par le diviseur de fréquence 137 du signal de sortie de l'oscillateur 136 commandé par tension Un signal correspondant à la différence de phase produit par le comparateur 134 est appliqué à l'oscillateur commandé 136 Ce dernier dans le circuit 131 à boucle à verrouillage de phase émet le signal d'horloge c Quand le signal c d'alvéole d'horloge est appliqué au compteur 139, ce dernier compte à partir de zéro et émet un signal de comptage e de niveau " 1 " En réponse à ce signal, la porte ET 133 permet le passage des impulsions de signal d'horloge b Les impulsions d'horloge qui sont passées par la porte ET 133 sont comptées par le compteur 139. quand le comptage du compteur diviseur par 9 est revenu à zéro après avoir compté huit impulsions d'horloge, le signal f du compteur 139 passe au niveau " O ", fermant à nouveau la porte ET 133 La porte ET 133 émet alors un signal f Le signal f contient huit impulsions d'horloge qui sont obtenues en divisant également la période des composantes A du signal. Lorsqu'une commande d'enregistrement est appli- quée à l'appareil à disque optique dans l'état décrit ci- dessus, le circuit de lecture 140 lit les données d'en- registrement dans la mémoire tampon 142 des données d'en- registrement, en unité de bits en synchronisme avec les impulsions d'horloge du signal f et les données d'enre- gistrement lues sont fournies au circuit d'attaque d'os- cillateur laser 121 En réponse aux données d'enregistre- ment, le circuit d'attaque 121 d'oscillateur laser per- mute le faisceau laser de reproduction en faisceau laser d'enregistrement Un faisceau laser d'enregistrement modulé en fonction de données d'enregistrement est émis par l'os- cillateur laser 113 à semi-conducteurs et forme les al- véoles de données 17 entre les pré-alvéoles 12 Pendant l'enregistrement des données, le faisceau laser de repro- duction est commuté en faisceau laser d'enregistrement quand les données d'enregistrement sont au niveau " 1 " et le faisceau laser d'enregistrement est commuté en fais- ceau laser de reproduction quand les données d'enregistre- ment son t au niveau logique " O " Le format des données d'en- registrement 18 enregistréessur le disque optique 11 est représenté sur la Figure 3. La reproduction des données d'enregistrement à partir du disque optique sera maintenant décrite Comme dans le cas d'enregistrement, la tête optique 112 est dé- placée jusqu'à une position prédéterminée sur le disque optique 11 et lefaisceau laser de reproduction est émis sur ce disque Comme dans le cas d'enregistrement, la commande d'alignement est effectuée en fonction des signaux repro- duits à partir de la lumière réfléchie du faisceau laser de reproduction Le circuit 130 générateur de signal de synchronisation produit un signal de synchronisation f. Un signal correspondant aux pré-alvéoles 12 et aux alvéoles de données 17 est émis par l'additionneur analogique 128. Lorsqu'une commande de reproduction est appliquée à l'ap- pareil à disque optique dans cet état, le codeur binaire 141 code le signal b provenant de l'additionneur analogi- que 128 en un signal binaire f en synchronisme avec le signal de synchronisation f Le signal binaire f est mémo- risé dans la mémoire tampon 143 de données de reproduc- tion Les données, c'est-à-dire le signal & mémorisé dans la mémoire tampon 143 sont fournies à une imprimante électrographique (non représentée) et sont imprimées sous la forme d'une image ou transmises à une unité de visua- lisation pour être affichées sous la forme d'une image. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, des données sont enregistrées et sont reproduites à par- tir du disque optique 11 qui n'enregistre pas les don- nées d'adresse Mais si le disque optique 14 avec les pré- alvéoles d'adresse 16 est utilisé, les données d'adresse sont récupérées d'abord pour l'enregistrement et la reproduction Ensuite, la tête optique 112 est déplacée jusqu'à la position des données d'adresse spécifiées 15. Dans cas, la tête optique 112 est déplacée à grande vi- tesse jusqu'au voisinage de la position des données d'adresses spécifiées Par exemple, le disque optique 14 est divisé radialement en plusieurs sections adressées, par blocs La tète optique 112 est déplacée à grande vi- tesse jusqu'à l'adresse de bloc contenant l'adresse spé- cifiée L'adresse spécifiée est recherchée dans l'adresse de bloc Les données d'adresse reproduites par la récupé- ration d'adresse sont converties en données binaire par le codeur binaire I 4 len synchronisme avecle signal de synchronisation et les données binaires sont mémorisées dans la mémoire tampon 143 de données de reproduction. Les données d'adresse mémorisées dans la mémoire tampon 143 sont comparées avecles données d'adresse pré-spéci- fiées et l'enregistrement ou la reproductionde données 3 j est effectué sur une piste correspondant aux données d'adresse coïncidentes. Selon l'invention, des alvéoles pour la produc- tion d'alignement et d'horloge sont formées préalablement en spirale ou concentriquement en usine sur un disque j 5 optique L'alignement ainsi que la production d'horloge peuvent se faire en suivant ces pré-alvéoles Etant don- né que les données d'adresse comme des numéros de piste if 2508218 sont enregistrées préalablement entre les pré-alvéoles, un accès direct à grande vitesse peut être effectué et il est possible d'enregistrer et de reproduire rapidement les données sur une piste prédéterminée. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux modes de réalisation décrits et illustrés à titre d'exemple nullement limitatif sans sortir du cadre de l'invention. 12 2508218 REVENDICATIONS 1 Disque optique caractérisé en ce qu'un ensemble de pré-alvéoles ( 12) à la fois pour l'alignement et la production d'horloge sont formées préalablement à un pas qui permet l'alignement desdites pré-alvéoles. 2 Disque optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble de pré-alvéoles ( 12) est formé en spirale 3 Disque optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble de pré-alvéoles ( 12). est formé concentriquement. 4 Disque optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des pré- alvéoles d'adresse ( 16) constituant des données d'adresse ( 15) sont formées entre des pré-alvéoles ( 12) voisines. 5 Disque optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites données d'adresse ( 15) représentent un numero de piste. 6 Appareil à disque optique, caractérisé en ce qu'il comporte une tête optique ( 112) pour émettre sélectivement un faisceau laser de reproduction et d'enre- gistrement sur un disque optique ( 11) sur lequel un ensem- ble de pré-alvéoles ( 12) pour l'alignement et la production d'horloge sont formées à un pas qui permet l'alignement, ladite tête optique produisant un signal d'alignement et d'horloge au balayage desdites préalvéoles avec ledit faisceau laser de reproduction, un dispositif ( 124) géné- rateur de signal d'alignement qui produit un signal d'alignement pour l'alignement et le signal d'horloge a partir de ladite tête optique, un dispositif ( 116) de com- mande d'alignement destiné à commander l'alignement de la- dite tête optique avec le signal d'alignement provenant du- dit dispositif générateur de signal d'alignement, un dis- positif ( 130) destiné à produire un signal d'horloge à partir du signal d'alignement et d'horloge, et un disposi- tif ( 140 143) pour reproduire et enregistrer des données en synchronisme avec un signal d'horloge provenant dudit 1, 3 2508218 dispositif générateur d'horloge. 7 Appareil selon la revendication 6, carac- térisé en ce que ladite tête optique ( 112) produit le signal d'alignement et d'horloge contenant deux compo- santes correspondant respectivement aux composantes des Soints obtenus en divisant un point du faisceau laser de reproduction en moitiés et ledit dispositif ( 124) généra- teur de signal d'alignement comprenant des détecteurs d'enveloppes ( 125 a, 125 b) pour détecter respectivement les enveloppes-des composantes du signal, un dispositif (i 2 Ek pour comparer les enveloppes des détecteurs d'enve- Ioppes et pour produire un signal de différence des enve- loppes et un dispositif ( 127) pour convertir un signal de dif erence provenant dudit dispositif de comparaison en un signa I d'alignement. 8 Appareil selon la revendication 6, caracté- risú eri ce que ledit dispositif ( 130) générateur d'horloge conporte un dispositif pour extraire les composantes du signal correspoendnt auxdi-es pré-alvéoles du signal d'alignement et d'horloge, un dispositif ( 131) pour pro- duire des impulsions d'horloge d'une période qui est ob- tenue en divisant une période des comlsantes du signal provenant dudit dispositif d'extraction de signal en plu- sieurs périodes égales, un compteur ( 139) avec une échelle de comptage égale à la période égale et un circuit de porte ( 133) pour commander la sortie des impulsions d'horloge en fonction d'un signal de sortie dudit compteur.