Brevet FR2590064A1 — publié le 19870515

La présente invention concerne un dispositif de lec- ture/écriture optique dans lequel on obtient des données au moyen de faisceaux transmis par un support d'enregistrement optique. Parmi les dispositifs de lecture/écriture optiques de l'art antérieur dans lesquels on obtient des données au moyen d'un faisceau provenant d'un support d'enregistrement optique, on trouve le type à réflexion utilisant l'effet Kerr et le type à transmission utilisant l'effet Faraday. Le type à réflexion, utilisant l'effet Kerr qu'on considèrera en premier, permet de reproduire des données en- registrées dans un support d'enregistrement optique, au moyen de la lumière réfléchie sur un support d'enregistrement opti- que, et ce type présente les défauts suivants: (1) Le système optique est complexe et de la lumiè- re en polarisation linéaire est transformée en lumière en po- larisation elliptique. Pour éviter ce défaut, il est néces- saire d'employer un grand nombre d'éléments optiques spécifi- ques présentant une faible différence de phase entre la com- posante P de la lumière polarisée et la composante S de la lumière polarisée. (2) Des moyens de génération de faisceau ayant une puissance de sortie élevée sont nécessaires, à cause de la faible quantité de lumière de sortie qui traverse un objec- tif. Le dispositif de lecture/écriture optique du type à transmission utilisant l'effet Faraday est conçu dans le but de résoudre ces problèmes. La figure 2 est un schéma d'un dispositif de lecture/écriture optique utilisant l'effet Faraday. Comme on peut le voir sur le dessin, des données appliquées à la borne d'entrée 120 sont dirigées vers le cir- cuit d'attaque de laser 17 et vers le dispositif de commande magnétique 116. Le dispositif de commande magnétique 116 excite la bobine 111 pour magnétiser le support d'enregistre- ment optique 101 dans la direction d'écriture souhaitable. D'autre part, le circuit d'attaque de laser 117 excite la diode laser 103 pour qu'elle émette des faisceaux, qui sont projetés sur le support d'enregistrement optique 101, par l'intermédiaire de la lentille collimatrice 104, du prisme à réflexion totale 108, et de l'objectif 109, pour élever la température dans la trace du faisceau focalisé. Lorsque la température s'élève à une valeur proche du point de Curie, le champ magnétique que produit la bobine 11 inverse l'aiman- tation du support d'enregistrement optique 101, ce qui permet l'enregistrement de données. Ensuite, au moment de la lecture de données, un faisceau en polarisation linéaire qui est émis par la diode laser 103 traverse le support 101, ce qui fait que le plan de polarisation du faisceau tourne en fonction de la direction d'aimantation. Le faisceau est ensuite projeté sur une photo- diode du type en bandes à 4 éléments, 201, par l'intermédiai- re de l'analyseur 112. Le détecteur 201 transforme le signal lumineux en un signal électrique qui est amplifié par l'am- plificateur de tête de lecture 204 et qui est divisé en un signal de données et en un signal d'asservissement dans le circuit de division de signal 205. Le signal de données est émis par la borne 119 et le signal d'asservissement est ap- pliqué à l'actionneur de focalisation 202 et à l'actionneur de poursuite 203. De plus, la borne 122 reçoit le signal d'accès à la piste qui attaque l'actionneur de poursuite 203. Le chassis 123 est ici entraîné par l'actionneur de focalisa- tion 202 et l'actionneur de poursuite 203 à la fois dans la direction de l'axe optique (direction normale au support d'enregistrement optique), et dans la direction perpendicu- laire à la piste de données (dans le plan du support d'enre- gistrement). Le chassis 123 supporte la diode laser 103, la lentille collimatrice 104, le prisme à réflexion totale 108, l'objectif 109, le polariseur 112 et le détecteur 201. Le dispositif de lecture/écriture optique de type Faraday de l'art antérieur, décrit ci-dessus, présente ce- pendant les inconvénients suivants: 1) Le temps d'accès est long du fait que l'ensemble du châssis 23 est entraîné dans deux directions axiales, sous la commande de signaux d'asservissement de focalisation et d'asservissement de poursuite, et est très lourd. 2) Il est difficile d'améliorer la précision de poursuite du fait que l'actionneur de poursuite 203 déplace de façon grossière le châssis 123 sous la dépendance du signal d'accès à une piste et déplace simultanément faiblement le châssis sous la dépendance du signal d'asservissement. S'il est obligatoire d'obtenir une bonne précision de poursuite, on doit employer un grand circuit magnétique et un courant d'in- tensité élevée. On doit donc faire tourner le support d'enre- gistrement optique à une vitesse lente, ce qui réduit la vitesse de transfert. 3) L'amplificateur de tête de lecture 204 contribue à amplifier le signal de données aussi bien que le signal d'asservissement. Il est cependant difficile de concevoir un amplificateur de tête de lecture qui convienne pour la bande de fréquence de chaque signal, du fait que les deux signaux sont dans des bandes de fréquence différentes. Par exemple, le signal de données est de l'ordre de quelques mégahertz, tandis que le signal d'asservissement est de l'ordre de quelques kilohertz. Ceci entraîne donc une dégradation du rapport si- gnal à bruit. La présente invention résout les problèmes précé- dents et elle procure un dispositif de lecture/écriture opti- que du type Faraday qui comporte des moyens destinés à obtenir un signal d'asservissement de poursuite et un signal d'asser- vissement de focalisation à partir de la lumière réfléchie sur un support d'enregistrement optique, permettant ainsi d'obte- nir une vitesse de transfert élevée, un rapport signal à bruit élevé et un accès rapide. Un dispositif de lecture/écriture optique conforme à l'invention comprend des moyens de génération de faisceau, des moyens optiques destinés à concentrer sur un support d'enregistrement optique un faisceau provenant des moyens de génération de faisceau, des premiers moyens de détection des- tinés à détecter des données enregistrées dans le support d'enregistrement optique, un châssis destiné à supporter les moyens de génération de faisceau, les moyens optiques et les premiers moyens de détection, des premiers moyens d'entraîne- ment destinés à déplacer le châssis parallèlement au support d'enregistrement optique, des seconds moyens d'entraînement destinés à déplacer les moyens optiques dans la direction de l'axe optique, des moyens de déplacement de trace de faisceau destinés à déplacer la trace du faisceau sur le support d'en- registrement optique pour l'amener au point désiré sur ce support, et des seconds moyens de détection destinés à détec- ter la lumière réfléchie sur le support d'enregistrement op- tique et à générer des signaux d'asservissement pour les se- conds moyens d'entraînement et pour les moyens de déplacement de trace de faisceau. Dans la structure ci-dessus conforme à l'invention, un détecteur transforme en un signal électrique la lumière réfléchie par le support d'enregistrement, par l'intermédiai- re du système optique, pour détecter des erreurs de focalisa- tion et de poursuite. Le signal électrique est ensuite ampli- fié avec un faible bruit par le seul amplificateur de tête de lecture, qui est réglé sur la bande du signal d'asservisse- ment. Les signaux d'erreur de haute qualité ainsi obtenus attaquent l'actionneur d'objectif ayant une structure simple, qui déplace uniquement l'objectif. En ce qui concerne le dis- positif de poursuite, on peut utiliser un dispositif qui change l'angle d'incidence du faisceau sur l'objectif, tel qu'un miroir de galvanomètre. La lumière transmise à travers le support d'enre- gistrement est ainsi transformée en un signal électrique par le détecteur ayant une taille suffisante, et ce signal est amplifié par l'amplificateur de tête de lecture qui est réglé sur la bande de signal, tout en maintenant un rapport signal à bruit élevé. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, et en se référant aux dessins annexes sur lesquels: La figure 1 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif de lecture/écriture opti- que conforme à la présente invention. La figure 2 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif de lecture/écriture opti- que de l'art antérieur. La figure 3 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation d'un dispositif de poursuite pour un dispositif de lecture/écriture optique conforme à l'inven- tion. La figure 1 est un schéma d'un dispositif de lectu- re/écriture optique conforme à l'invention. Un signal de don- nées appliqué à la borne d'entrée de données 120 est dirigé vers le dispositif de commande d'aimant 116 et vers le circuit d'attaque de laser 117. Le dispositif de commande d'aimant 116 excite la bobine 111 pour magnétiser le support 101, et le circuit d'attaque de laser 117 excite la diode laser 103 pour qu'elle émette un faisceau laser, produisant ainsi une inver- sion de moment magnétique et l'enregistrement de données, com- me dans l'art antérieur. Ensuite, au moment de la lecture, un faisceau laser de 780 nm de longueur d'onde, émis par la diode laser 103 faisant fonction de moyens de génération de faisceau laser, est transformé en un faisceau collimaté par la lentille collimatrice 104 et il est appliqué au plan de mise en forme de faisceau, 121. Le plan 121 donne au faisceau une configura- tion circulaire. On transforme la lumière circulaire en lumiè- re en polarisation complètement linéaire, au moyen du diviseur de faisceau polarisant 105, ayant une réflectance de 100% pour la composante S de la lumière polarisée et une transmittance de 50% pour la composante P de la lumière polarisée. La lu- mière polarisée de façon linéaire est déviée à angle droit par le prisme à réflexion totale 108 et elle est appliquée à l'objectif 109. L'objectif 109 est le moyen optique qu'on utilise pour focaliser la lumière sur un support d'enregis- trement optique. Le support d'enregistrement optique 101 est recouvert par une couche magnétique mince d'une matière tel- le que GdTbFe, TbFeCo, DyFeCo, ou une matière similaire. Le faisceau focalisé ayant un diamètre de 1,6 pmn sur le support d'enregistrement optique 101 est détecté par l'analyseur 112. La photodiode PIN pour les données, 113, qui a un dia- mètre de 4 mm, transforme le faisceau détecté en un signal électrique. Le signal électrique transformé est amplifié par l'amplificateur de tête de lecture 115, utilisé exclusivement pour les données, et il est émis par la borne 119. D'autre part, une fraction constante du faisceau est réfléchie par le support d'enregistrement optique 101 et est retransformée en lumière collimatée par l'objectif 109. Le faisceau réfléchi est projeté sur le diviseur de faisceau polarisant 105 par l'intermédiaire du prisme à réflexion to- tale 108. Le diviseur de faisceau polarisant réfléchit la moitié du faisceau et le faisceau est projeté sur une arête 124. L' arête 124 donne à la trace du faisceau la forme d'un demi-cercle. Le faisceau semicirculaire est projeté par le condenseur 106 sur la photodiode PIN pour l'asservissement 107, qui est divisée en 4 et qui a un diamètre de 1 mm. Sur la figure 1, le condenseur 106 et la photodiode 107 sont dis- posés perpendiculairement au support d'enregistrement opti- que. Ils peuvent être disposés parallèlement au support d'en- registrement optique. Le signal électrique qui résulte de la transforma- tion effectuée par la photodiode PIN 107 est amplifié et traité par l'amplificateur de tête de lecture 118, réservé exclusivement à l'asservissement, ce qui fait qu'on obtient le signal d'erreur de focalisation sur la base du procédé de l'arête, et le signal d'erreur de poursuite sur la base du procédé symétrique. Ces signaux d'asservissement qui constituent un si- gnal d'erreur de focalisation et un signal d'erreur de pour- suite, sont appliqués à un actionneur d'objectif à deux axes 110. L'actionneur d'objectif à deux axes 110 est attaqué par les signaux d'asservissement pour la commande de focalisation et de poursuite. Le moteur linéaire 114 déplace le châssis 123 par rapport au support d'enregistrement optique, dans une direc- tion perpendiculaire à la piste. Le moteur linéaire 114 est attaqué par le signal d'accès à une piste. Le support d'enregistrement optique 101 a la forme d'un disque et il a un diamètre de 90 mm ou 130 mm. Le sup- port d'enregistrement optique comporte des sillons concen- triques ou en spirale ayant une profondeur d'un huitième de longueur d'onde et un pas de piste de 1,6 pm. Le support d'enregistrement optique 101 est mis en rotation uniforme par le moteur d'axe 102, à une vitesse an- gulaire de 1800 t/mn, ou à une vitesse linéaire correspondant au maximum à 1800 t/mn. Dans le mode de réalisation considéré, on obtient une capacité non formatée de 200 Mbit, un temps d'accès moyen de 40 ms et une vitesse de transfert de 6 Mbit/s, avec un rapport signal à bruit suffisamment élevé pour atteindre un taux d'erreur de 10 12 après correction d'erreur. La figure 3 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation d'un dispositif de poursuite con- forme à l'invention. Le mécanisme de poursuite 301 change l'angle d'inci- dence de la lumière qui arrive sur l'objectif. On fait tourner le miroir de galvanomètre 301 sous l'action du signal d'erreur de poursuite, et on effectue la poursuite en changeant l'angle d'incidence de la lumière projetée sur l'objectif 109. Pour la fonction de poursuite, la photodiode PIN 113 utilisée pour les données est suffisamment grande pour recevoir la totalité de la lumière transmise, sans réduire l'amplitude du signal. Sur le dessin, les lignes en pointillés montrent schématiquement le chemin de la lumière. La mise au point de l'objectif 109 est effectuée par l'actionneur de focalisation 302 qui se déplace exclusivement dans la direction de l'axe optique. Les parties restantes du dispositif de lecture/ écriture optique qui ne sont pas représentées sur la figure 3, ainsi que leurs caractéristiques, sont les mêmes que dans le premier mode de réalisation. L'invention conserve de façon sure les caractéris- tiques du dispositif de lecture/écriture optique considéré précédemment, utilisant l'effet Faraday. L'invention procure en outre les effets spécifiques suivants: 1) Les premiers moyens d'entraînement déplacent l'ensemble du châssis parallèlement à un support d'enregistre- ment optique et dans une direction perpendiculaire à la piste, en un temps réduit. Les seconds moyens d'entraînement et les moyens de déplacement de la trace du faisceau commandent avec une grande précision les moyens optiques à la fois dans la direction de l'axe optique et dans la direction perpendiculai- re à la piste. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de dé- placer légèrement l'ensemble du châssis dans les deux direc- tions axiales, ce qui permet de réaliser en un temps réduit un accès très précis, en ne consommant qu'une faible puissance. 2) Les seconds moyens d'entraînement peuvent réagir rapidement et on peut faire tourner le support d'enregistre- ment optique à une vitesse élevée. On peut donc améliorer la vitesse de transfert. 3) L'amplificateur de tête de lecture des premiers moyens de détection est utilisé exclusivement pour des signaux de données. L'amplificateur de tête de lecture des seconds moyens de détection est utilisé exclusivement pour le signal d'asservissement dans la direction de l'axe optique et dans une direction perpendiculaire à la piste. La structure de cir- cuit de chaque amplificateur de tête de lecture peut donc être adaptée respectivement à la bande de fréquence de données ou à la bande de fréquence du signal d'asservissement. On peut donc améliorer considérablement le rapport signal à bruit. 4) Un dispositif de lecture/écriture optique confor- me à la présente invention peut reproduire des données enre- gistrées sur le support d'enregistrement optique courant, dans lequel on fait varier l'intensité de la lumière réfléchie, comme un disque d'enregistrement optique du type DRAW, un dis- que compact et une mémoire morte à disque compact (CD/ROM). Ce dispositif présente donc une excellente compatibilité. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de lecture/écriture optique, carac- térisé en ce qu'il comprend: des moyens de génération de faisceau; des moyens optiques destinés à projeter sur un sup- port d'enregistrement optique un faisceau provenant des moyens de génération de faisceau; des premiers moyens de détection destinés à détecter la lumière transmise par le support d'en- registrement optique et à lire des données enregistrées dans ce support d'enregistrement optique; un chassis destiné à supporter les moyens de génération de faisceau, les moyens optiques et les premiers moyens de détection; des premiers moyens d'entraînement destinés à déplacer le chassis parallè- lement au support d'enregistrement optique; des seconds moyens d'entraînement destinés à déplacer les moyens optiques dans la direction de l'axe optique; des moyens de déplacement de trace de faisceau, destinés à déplacer la trace du faisceau sur le support d'enregistrement optique pour l'amener à la position désirée sur ces derniers; et des seconds moyens de détection destinés à détecter la lumière réfléchie par le sup- port d'enregistrement optique et à générer des signaux d'as- servissement pour les seconds moyens d'entraînement et pour les moyens de déplacement de trace de faisceau. 2. Dispositif de lecture/écriture optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens de détection comportent un analyseur destiné à détecter l'an- gle de polarisation d'un faisceau provenant du support d'enre- gistrement optique, et des moyens d'aimantation destinés à aimanter le support d'enregistrement optique sont disposés près de ce dernier. 3. Dispositif de lecture/écriture optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens optiques consistent en un objectif, et les moyens de déplacement de trace de faisceau contribuent à déplacer l'objectif dans la direction perpendiculaire à la piste de données sur le support d'enregistrement optique. 4. Dispositif de lecture/écriture optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens optiques consistent en un objectif et les moyens de déplacement de trace de faisceau sont des moyens de variation d'angle d'in- cidence destinés à changer l'angle d'incidence du faisceau sur l'objectif.