Brevet FR2724753A1 — publié le 19960322

DISPOSITIF DE COMMANDE DE PISTAGE DE TETE OPTIOUE La présente invention concerne un dispositif de commande de pistage de tête optique et, plus particulièrement, un dispositif de commande de pistage de tête optique qui permet un fonctionnement d'alignement stable même pour un disque optique tournant à grande vitesse et en cas d'apparition d'une déviation de la piste sous l'effet d'une excentricité du disque. Un dispositif classique de commande de pistage qui permet un fonctionnement d'alignement stable même en cas d'apparition d'une déviation de la piste sous l'effet de l'excentricité d'un disque optique ou de quelque autre paramètre est présenté dans la demande de brevet japonais non examinée N Sho 61-194645 (1986), par exemple. Dans ce dispositif, la vitesse d'une tache lumineuse au moment où elle traverse une piste est détectée à partir d'un signal indiquant une déviation de piste, et un signal d'impulsion indiquant que la tache lumineuse vient de passer le centre de la piste est généré à partir du signal indiquant la déviation de piste et un signal indiquant la quantité de lumière réfléchie par le disque optique.Une opération d'alignement est lancée en fermant la boucle d'asservissement de pistage quand une tache lumineuse vient de dépasser le centre d'une piste à une vitesse de passage sur la piste inférieure à une vitesse prédéterminée. Toutefois, la vitesse de transfert des données a augmenté dans le domaine récent du disque vidéo, où elle doit, par exemple, atteindre 140 Mb/s pour 1'enregistrement numérique d'un signal vidéo PAL non comprimé. Pour enregistrer ce signal sur un disque avec une densité d'enregistrement actuelle, le disque doit tourner à une vitesse aussi élevée que 4500 t/mn environ, ce qui est plus du double de la vitesse normale. D'autre part, pour prolonger la durée d'enregistrement, il faut aussi réduire le pas des pistes sur le disque. Par exemple, alors que le pas des pistes d'un disque compact classique (CD) est de 1,6 pm, l'emploi d'un pas de piste de 1,2 pm est maintenant envisagé dans le domaine des disques vidéo. Dans le dispositif classique de commande de pistage décrit dans la publication citée ci-dessus, la boucle d'asservissement de pistage est fermée quand une tache lumineuse vient de dépasser le centre d'une piste à une vitesse de passage sur la piste inférieure à une vitesse prédéterminée. Mais, dans des conditions difficiles, telles qu'une vitesse de rotation du disque égale à 4500 t/mn, et un pas des pistes égal à 1,2 Um, qui sont exigées pour les disques vidéo récents, il est difficile à la commande d'asservissement de pistage d'effectuer, de manière stable, une opération d'alignement même si elle est lancée à l'instant même où le centre d'une piste est détecté. Ceci tient au fait que, le point de départ étant le centre de la piste, il ne reste disponible que la moitié de la piste après le début de l'opération d'alignement.En outre, il existe actuellement des disques optiques ayant une excentricité de plusieurs centaines de micromètres. Une opération d'alignement est encore davantage susceptible d'échouer avec un disque ayant une telle excentricité. RESUME DE L'INVENTION Un objet de la présente invention consiste à fournir un dispositif de commande de pistage de tête optique qui permet une opération stable d'alignement même dans des conditions difficiles telles qu'une vitesse de rotation du disque égale à 4500 t/mn, une excentricité du disque égale à 90 pm, et un pas des pistes égal à 1,2 pm. Selon l'invention, il est fourni un dispositif de commande de pistage de tête optique comprenant un commutateur de mise en marche/à l'arrêt d'une boucle d'asservissement de pistage en fonction d'un signal de début de pistage ; un photodétecteur monté sur une tête optique pour recevoir la lumière laser réfléchie par les pistes d'un disque optique ; des moyens de détection d'une vitesse relative pour détecter, à partir d'un signal de sortie de photodétection du photodétecteur, une vitesse relative à laquelle la lumière laser traverse les pistes, et pour former une impulsion de détection de vitesse ayant une largeur d'impulsion prédéterminée à l'instant où la vitesse relative détectée descend au-dessous d'une vitesse prédéterminée ; des moyens de détection de piste pour détecter, à partir du signal de sortie de détection du photodétecteur, l'instant auquel la lumière laser est placée sur le bord d'une piste, et former une impulsion de détection de piste ayant une largeur d'impulsion prédéterminée ;; et des moyens de génération de signal de départ de pistage pour former le signal de départ de pistage d'après le résultat d'une opération ET effectuée sur l'impulsion de détection de vitesse et l'impulsion de détection de piste. Le photodétecteur du dispositif constitué selon la description ci-dessus a une surface de photodétection qui est partagée en deux segments au moins dans la direction de la piste. Les moyens de détection de piste comprennent un filtre destiné à extraire une composante alternative d'un signal d'addition des signaux de sortie de photodétection de la surface de photodétection, un circuit de binarisation qui forme un signal binaire en mettant le signal de sortie du filtre sous forme binaire, et un multivibrateur monostable pour délivrer une impulsion de détection de piste ayant une largeur d'impulsion prédéterminée au moment de la détection d'un flanc descendant d'une impulsion du signal binaire. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la Figure 1 est un schéma de principe représentant un mode de réalisation de la présente invention la Figure 2 est un chronogramme des signaux respectifs représentés sur la Figure 1 la Figure 3 est un schéma de circuit représentant un exemple d'une partie de détection de vitesse relative représentée sur la Figure 1 la Figure 4 est un schéma de circuit représentant un exemple d'une partie de détection de piste représentée sur la Figure 1 la Figure 5 représente un exemple des données obtenues en mesurant une relation entre un intervalle Ta (voir Figure 2) et le nombre de défauts d'alignement lors de l'emploi d'un appareil à disque optique ; et la Figure 6 représente un exemple des données obtenues en mesurant une relation entre une largeur d'impulsion Tc (voir Figure 2) et le temps d'alignement lors de l'emploi de l'appareil à disque optique. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES La présente invention va être décrite ci-après en référence aux dessins annexés. La Figure 1 est un schéma de principe représentant un mode de réalisation de l'invention. Une tête optique 2 envoie vers un disque optique 1 une lumière laser tout en la condensant au moyen d'une lentille condenseur 21, et détecte la lumière réfléchie par le disque optique 1 en la recevant sur la lentille condenseur 21 et en la guidant vers un photodétecteur 22. Le photodétecteur 22 a une surface de photodétection qui est partagée en deux segments le long de la direction de la piste du disque optique 1. La lentille condenseur 21 est supportée de façon mobile par un actionneur 23. Une partie de soustraction 3 reçoit deux signaux de sortie de photodétection du photodétecteur 22, puis forme et délivre un signal différence S1 qui représente la différence entre les signaux de sortie de photodétection. Une section d'addition 4 génère et délivre en sortie un signal somme S5 qui représente la somme des signaux de sortie de photodétection. Le signal somme S5 est proportionnel au coefficient de réflexion du disque optique 1. Une partie de commande automatique de gain (AGC) 5 commande le niveau du signal différence S1 en fonction du signal somme S5 afin d'absorber une variation du coefficient de réflexion entre les disques optiques, en maintenant ainsi un gain constant de boucle. Un amplificateur d'erreur 6 forme un signal d'erreur de pistage en comparant la sortie de la partie AGC 5 avec une entrée de référence. Une partie de compensation de phase 7 donne une caractéristique fréquence-phase convenable au signal d'erreur de pistage. Un commutateur de boucle 8, qui fonctionne avec un signal de début de pistage S10 provenant d'une bascule D 13, commute en marche/à l'arrêt la boucle d'asservissement de pistage. Un amplificateur de commande 9 commande un actionneur 23 de la tête optique 2 selon le signal d'erreur de pistage de manière que la lumière laser suive les pistes. Une partie de détection de vitesse relative 10 surveille la vitesse relative dans la direction radiale du disque entre la lumière laser et la piste d'après le signal différence S1, et délivre une impulsion de détection de vitesse S4 quand la vitesse relative descend au-dessous d'une valeur prédéterminée. La partie de détection de vitesse relative 10 comprend un circuit de binarisation 101, un circuit de détection de bord 102 et un multivibrateur monostable redéclenchable 103. La Figure 3 représente un exemple de configuration détaillée du circuit de la partie de détection de vitesse relative 10. Les descriptions des circuits respectifs représentés sur la Figure 3 ont été omises ici car les circuits sont connus. Le fonctionnement de la partie de détection de vitesse relative 10 va maintenant être décrit. On va supposer que le signal différence S1 a la forme d'onde représentée sur la Figure 2(a). Dans un tel cas, le circuit de binarisation 101 délivre en sortie un signal binaire S2 représenté sur la Figure 2(b) en mettant sous forme binaire le signal différence S1. Le circuit 102 de détection de bord délivre en sortie l'impulsion S3 représentée sur la Figure 2(c) qui représente les centres des pistes et des sillons, en formant une impulsion à chaque fois que la polarité du signal binaire S2 est inversée.En outre, le multivibrateur monostable redéclenchable 103 délivre en sortie une impulsion de détection de vitesse S4 ayant une largeur d'impulsion Tb représentée sur la Figure 2(d) à l'instant où l'intervalle entre les impulsions S3 passe au-dessus d'une valeur prédéterminée Ta. Ta et Tb sont fixées, à partir de données expérimentales, à des valeurs qui permettent une opération d'alignement stable et rapide. Une partie 11 de détection de piste détecte, d'après le signal somme S5, un instant auquel la lumière laser est placée sur un bord de piste, et délivre en sortie une impulsion de détection de piste S8. La partie 11 de détection de piste comprend un circuit extracteur de composante alternative 111, un circuit de binarisation 112 et un multivibrateur monostable redéclenchable 113. La Figure 4 représente un exemple de configuration détaillée du circuit de la partie 11 de détection de piste. Les descriptions des circuits respectifs représentés sur la Figure 4 sont omises ici car ces circuits sont connus. Le fonctionnement de la partie de détection de piste 11 va maintenant être décrit. Le circuit 111 d'extraction de la composante alternative, qui comprend un condensateur et une résistance et est un filtre passe-haut ayant une fréquence de coupure de 6 Hz, extrait une composante alternative du signal somme S5, afin de détecter ainsi des pistes et des sillons tout en faisant une discrimination entre ceux-ci de manière stable sans être influencé par une variation du coefficient de réflexion du disque optique 1 et par d'autres variations. On va supposer qu'un signal somme S6 à la sortie du circuit 111 d'extraction de composante alternative a la forme d'onde représentée sur la Figure 2(e).Dans ce cas, le circuit de binarisation 112 met sous forme binaire le signal somme S6 et délivre un signal binaire S7 représenté sur la Figure 2(f). En outre, le multivibrateur monostable redéclenchable 113 détecte l'instant auquel le signal binaire S7 descend, c'est-à-dire l'instant ou la lumière laser vient de se placer sur un bord de piste en se déplaçant d'une région de sillon à une région de piste, et délivre en sortie une impulsion de détection de piste S8 ayant une largeur d'impulsion prédéterminée Tc représentée sur la Figure 2(g). L'impulsion S4 de détection de vitesse et l'impulsion S8 de détection de piste qui ont été formées de la manière décrite ci-dessus sont appliquées à un circuit ET 12 qui délivre un signal S9 obtenu comme résultat d'une opération ET effectuée sur les impulsions S4 et S8 ainsi que l'indique la Figure 2(h). C'est-à-dire que le signal de sortie S9 du circuit ET 12 indique que à la fois la vitesse relative et la position de la lumière laser conviennent à une opération d'alignement. En recevant le signal S9 (voir Figure 2(h)) sur sa borne d'entrée d'horloge et un signal S11 d'instruction de pistage appliqué de l'extérieur (voir Figure 2(i)) sur une borne d'entrée D, la bascule D 13 délivre un signal de début de pistage S10 représenté sur la Figure 2(j). C'est-à-dire que, dans les conditions où le signal d'instruction de pistage S11 est au niveau élevé "H", la bascule D 13 fait monter le signal de début de pistage S10, de façon à mettre en marche le commutateur de boucle 8 au moment où le signal S9 monte. La manière dont les valeurs de Ta, Tb et Tc sont fixées va maintenant être expliquée. Les Figures 5 et 6 représentent les résultats de mesures effectuées en utilisant un appareil à disque optique pour un disque optique tournant à 4500 t/mn, ayant une excentricité de disque de 90 ssm et un pas de pistes de 1,2 pm. Plus précisément, la Figure 5 représente la relation entre l'intervalle piste-sillon Ta dans la formation de l'impulsion de détection de piste S4 et le nombre de défauts d'alignement (pour 200 tentatives) lorsque la largeur d'impulsion Tc de l'impulsion de détection de piste S8 est employée comme paramètre. D'après la Figure 5, il apparat que le nombre des défauts d'alignement peut être réduit en diminuant la largeur Tc de l'impulsion S8 de détection de piste et en augmentant l'intervalle piste-sillon Ta pour diminuer la vitesse relative. D'autre part, la Figure 6 montre une relation entre la largeur Tc de l'impulsion de détection de piste s8 et le temps d'alignement lorsque l'intervalle d'impulsion Ta est utilisé comme paramètre. La Figure 6 montre que le temps d'alignement augmente brusquement quand la largeur Tc de l'impulsion de détection de piste S8 diminue au-dessous de 30 ps. Donc, lorsqu'un disque optique ayant une excentricité de disque de 90 ssm et un pas de pistes de 1,2 tm est utilisé et que la vitesse de rotation du disque est égale à 4500 t/mn dans cet appareil à disque optique, les conditions optimales du point de vue du nombre des défauts d'alignement et du temps d'alignement sont telles que l'intervalle d'impulsion Ta dans la formation de l'impulsion S4 de détection de vitesse est de 220 ps et la largeur Tc de l'impulsion de détection de piste S8 est de 40 jis. Pour former effectivement le signal S9 à partir de l'impulsion S8 de détection de piste, la largeur Tb de l'impulsion S4 de détection de vitesse est fixée à 360 Zs, soit 9 fois la largeur de 40 sss de l'impulsion S8 de détection de piste. Avec la configuration ci-dessus, une opération stable d'alignement peut être obtenue même dans les conditions difficiles d'une vitesse de rotation du disque égale à 4500 t/mn, d'une excentricité du disque de 90 Am et d'un pas de pistes de 1,2 pm. Comme décrit ci-dessus, selon l'invention, l'impulsion de détection de piste ayant une largeur d'impulsion prédéterminée est formée en détectant l'instant auquel la lumière laser est placée sur un bord de piste d'après les signaux de sortie de photodétection du photodétecteur qui reçoit la lumière réfléchie par les pistes. En outre, l'instant auquel la vitesse relative, dans la direction radiale du disque entre la lumière laser et les pistes, passe au-dessous d'une valeur prédéterminée, est détecté d'après les signaux de sortie de photodétection du photodétecteur. Lorsque la vitesse relative et la position de la lumière laser prennent toutes deux des valeurs prédéterminées, le commutateur de boucle est mis en marche pour lancer une opération d'alignement. En donnant comme valeurs prédéterminées aux largeurs d'impulsions des valeurs optimales basées sur des données de mesure obtenues en utilisant un appareil à disque optique réel, une opération stable d'alignement peut être obtenue même dans des conditions difficiles telles que la combinaison d'une vitesse élevée de rotation du disque égale à 4500 t/mn, d'une excentricité du disque d'environ 90 pm et d'un pas de pistes de 1,2 pm. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de pistage de tête optique, caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur (8) de mise en marche/à l'arrêt d'une boucle d'asservissement de pistage en fonction d'un signal de début de pistage (S10) un photodétecteur (22) monté sur une tête optique (2), pour recevoir la lumière laser réfléchie par les pistes d'un disque optique (1) ;; des moyens de détection de vitesse (101, 102, 103) pour détecter, d'après un signal de sortie de photodétection du photodétecteur, une vitesse à laquelle la lumière laser traverse les pistes, et pour former une impulsion de détection de vitesse (S4) ayant une largeur d'impulsion prédéterminée des moyens de détection de piste (111, 112, 113) pour détecter, à partir du signal de sortie du photodétecteur, l'instant auquel la lumière laser est placée sur un bord de piste, et pour former une impulsion de détection de piste (S8) ayant une largeur d'impulsion prédéterminée (Tc) ; et des moyens générateurs du signal de début de pistage (13) pour former le signal de début de pistage (S10) à partir de l'impulsion de détection de vitesse (S4) et de l'impulsion de détection de piste (S8). 2. Dispositif de pistage de tête optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection de vitesse (101, 102, 103) forment l'impulsion de détection de vitesse (S4) quand la vitesse détectée descend au-dessous d'une valeur prédéterminée. 3. Dispositif de pistage de tête optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le photodétecteur (22) a une surface de photodétection qui est partagée en deux segments au moins dans la direction de la piste. 4. Dispositif de pistage de tête optique selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection de piste comprennent un filtre qui extrait une composante alternative d'un signal d'addition (S5) des signaux de photodétection de la surface de photodétection, un circuit de binarisation (112) pour former un signal binaire en mettant sous forme binaire un signal de sortie du filtre, et un multivibrateur monostable (113) pour délivrer une impulsion de détection de piste (S8) ayant une largeur d'impulsion prédéterminée au moment de la détection du flanc descendant d'une impulsion du signal binaire.