BRPI0205084B1 - Portadora de registro, sistema de registro e/ou reprodução, e, método para fabricar uma portadora de registro - Google Patents

Description

“PORTADORA DE REGISTRO, SISTEMA DE REGISTRO E/OU REPRODUÇÃO, E MÉTODO PARA FABRICAR UMA PORTADORA DE REGISTRO” A invenção relaciona-se a uma portadora de registro incluindo uma servo trilha que indica uma trilha de informação pretendida para registrar blocos de informação representados por marcas que têm comprimentos expressos em bits de canal, cuja servo trilha tem uma oscilação sendo uma variação periódica de um parâmetro físico, e a servo trilha constituindo um padrão concêntrico ou espiral de trilhas substancialmente paralelas a um passo de trilha t. A invenção relaciona-se adicionalmente a um dispositivo de registro e/ou reprodução que inclui meio para gravar e/ou ler blocos de informação representados por marcas que têm comprimentos expressos em bits de canal em uma trilha de informação na portadora de registro, cujo dispositivo inclui meio para varrer a servo trilha e recuperar a informação de portadora de registro. A invenção relaciona-se adicionalmente a um método para fabricar a portadora de registro.

Uma portadora de registro e dispositivo do tipo definido no parágrafo de abertura, para ler e/ou gravar informação, são conhecidos de WO 00/43996 (PHN 17323). A informação é codificada em um sinal de informação que inclui códigos de tempo e pode ser subdividida de acordo com estes códigos de tempo em blocos de informação, os códigos de tempo sendo usados como endereços, tal como com CD-ROM ou DVD+RW. A portadora de registro tem uma servo trilha, usualmente chamada pré-sulco, para fazer com que servo sinais sejam gerados ao varrer a trilha. Um parâmetro físico, por exemplo, a posição radial, do pré-sulco periodicamente varia constituindo uma denominada oscilação. Durante a varredura da trilha, esta oscilação conduz a uma variação dos servo sinais e um sinal de oscilação pode ser gerado.

Um problema do sistema conhecido é que o sinal de oscilação é perturbado por diafonia. Este problema se toma crescentemente importante em sistemas de registro ópticos mais novos, tais como DVD e DVR, porque as trilhas estão mais próximas juntas nestes sistemas de densidade mais alta (até mesmo quando graduação com o parâmetro óptico é levada em conta) e assim a diafonia entre trilhas aumenta. É um objetivo da invenção, por exemplo, prover uma portadora de registro e dispositivo nos quais o efeito de diafonia no sinal de oscilação seja reduzido.

De acordo com a invenção, uma portadora de registro como definida no parágrafo de abertura é caracterizada de acordo com reivindicação 1. Adicionalmente, o dispositivo de registro e/ou reprodução como descrito no parágrafo de abertura é caracterizado de acordo com reivindicação 6. A invenção é baseada no seguinte reconhecimento. Muitos formatos de registro óptica contêm uma oscilação para geração de referência de tempo de gravação. Esta oscilação é normalmente predominantemente monotônica para reduzir instabilidade de referência de tempo de gravação. Em formatos com alta densidade de dados, tais como DVD e DVR, as trilhas estão juntas próximas. Isto implica que o ponto sobre uma trilha central não só vê o sinal da oscilação naquela trilha central, mas também os sinais das oscilações nas trilhas adjacentes. Em formatos com densidade linear constante, tais como DVD e DVR só de sulco, as freqüências das oscilações nas trilhas adjacentes quando vistas pelo ponto na trilha central são ligeiramente diferentes da ffeqüência da oscilação na trilha central devido ao raio ligeiramente diferente das trilhas diferentes. Esta combinação de diafonia e diferença de ffeqüência causa batimento de oscilação: uma variação lenta ambas na amplitude e na fase da oscilação. Detalhes do cálculo de batimento de oscilação são dados na descrição. Batimento de oscilação pode ser um problema. Por um lado, o sinal de oscilação deveria ser suficientemente grande para detecção robusta da oscilação. Por outro lado, o sinal de oscilação deveria ser suficientemente pequeno para não distorcer os dados de alta freqüência. Na situação ideal, batimento de oscilação estaria ausente. Para reduzir a amplitude do batimento de oscilação, o passo de trilha t e o período de oscilação p (isto é, o número de bits de canal * o comprimento de um bit de canal) são escolhidos de tal modo que 27ct/p « n+1/2, onde n é inteiro.

Uma concretização adicional da portadora de registro é caracterizada pelo fato de que a relação de período de oscilação e passo de trilha é 0,30 < 2πί/ρ-η < 0,70. Não é sempre possível selecionar o valor ótimo de 1/2 definido acima. Isto por causa de restrições que resultam do formato de disco (por exemplo, o comprimento de oscilação total deveria incluir um número inteiro de oscilações, deveria haver um número inteiro de oscilações em um bloco de unidade de registro, etc.). Em particular, o valor n=0 é uma escolha satisfatória, porque então o período de oscilação está a seu máximo.

Uma concretização adicional da portadora de registro é caracterizada pelo fato de que o comprimento do período de oscilação p corresponde a um número inteiro m vezes o comprimento de um bit de canal. Tal relação fixa tem a vantagem que o processo de gravação pode ser travado facilmente ao sinal de oscilação detectado. Um exemplo de uma relação apropriada é: um passo de trilha de 320 nm, um comprimento de bit de canal de 80 nm e um comprimento de oscilação de 69 vezes o comprimento de bit de canal que resulta em um valor de (2π. 320 nm)/(69. 80 nm) = 0,364.

Concretizações preferidas adicionais do método, dispositivos e portadora de registro de acordo com a invenção são dados nas reivindicações adicionais.

Estes e outros aspectos da invenção serão aparentes e elucidados adicionalmente com referência às concretizações descritas por meio de exemplo na descrição seguinte e com referência aos desenhos acompanhantes, em que: Figura 1 mostra uma portadora de registro provida com um servo padrão;

Figura 2 mostra o batimento de oscilação;

Figura 3 mostra um dispositivo para gerar uma referência de tempo de bit;

Figura 4 mostra um dispositivo para gravar blocos de informação; e Figura 5 mostra um dispositivo para ler blocos de informação;

Figura 6 mostra modulação de batimento calculada.

Nas Figuras, elementos que correspondem a elementos já descritos têm os mesmos numerais de referência.

Figura la mostra uma portadora de registro em forma de disco 1 provida com uma trilha 9 planejada para registro e um furo central 10. A trilha 9 é arranjada de acordo com um padrão espiral de voltas 3. Figura lb é uma seção transversal tomada na linha b-b da portadora de registro 1, em que um substrato transparente 5 é provido com uma camada de registro 6 e uma camada protetora 7. A camada de registro 6 pode ser gravável opticamente, por exemplo por mudança de fase, ou magneto-opticamente gravável por um dispositivo para gravar informação, tal como o conhecido CD-Regravável ou CD-Registrável. A camada de registro também pode ser provida com informação por um processo de produção, no qual primeiro um disco mestre é feito que é subseqüentemente multiplicado por prensagem. A informação é organizada em blocos de informação e é representada através de marcas opticamente legíveis na forma de uma sucessão de áreas que refletem muita radiação e pouca radiação tal como, por exemplo uma sucessão de covas de comprimentos diferentes em um CD. Em uma concretização, a trilha 9 na portadora de registro de um tipo regravável é indicada por um servo padrão que é provido durante fabricação da portadora de registro em branco. O servo padrão é formado, por exemplo, por um pré-sulco 4 que habilita uma cabeça de gravação seguir a trilha 9 durante varredura. O pré-sulco 4 pode ser implementado como uma parte mais funda ou elevada, ou como uma propriedade de material que desvia de seu ambiente. Altemativamente, o servo padrão pode consistir em uma altemação de voltas elevadas e mais fundas, referida como padrões de região e sulco, com uma transição de região para sulco ou vice-versa acontecendo por volta. Figuras lc e ld mostram dois exemplos de uma modulação periódica (oscilação) do pré-sulco. Esta oscilação produz um sinal extra em um servo-sensor de rastreamento. A oscilação é, por exemplo modulada em freqüência, e informação de posição tal como um endereço, um código de tempo ou informação de volta é codificada na modulação. Uma descrição de um sistema de CD regravável que é provido com informação de posição de tal modo pode ser achada em Patente US 4.901.300 (PHN 12.398) e US 5.187.699 (PHQ 88.002). Um servo padrão também pode consistir, por exemplo, em sub-padrões regularmente distribuídos que periodicamente causam sinais de rastreamento. Esta descrição é baseada em armazenamento de informação em um padrão de trilha espiral, que é preenchido da volta interna á volta externa, por exemplo como em um CD-ROM.

Figura 2 mostra batimento de oscilação. É claramente visível que o traço de topo para o qual 2πί/ρ está mais próximo a 0,5, mostra o batimento de oscilação menor.

No seguinte, o cálculo de batimento de oscilação é esboçado. Assumindo o modelo simples seguinte para diafonia entre oscilações de trilhas adjacentes: Ipp = ao cos^so/p) + ai cos^si/p) + a_i cos^sVp), onde Ipp é o sinal alternado, aj (i = -1, 0, 1) são as amplitudes dos sinais de oscilação das trilhas central (i = 0) e adjacente (i = -1, 1) quando medidas pelo ponto na trilha central, Sj (i = -1, 0, 1) são os comprimentos totais das trilhas i do raio interno até à posição sob consideração, e p é o período da oscilação.

Além disso, é assumido que a trilha é uma espiral ideal. Então, a posição ao longo da trilha é caracterizada tanto pelo comprimento ao longo da trilha s, o raio r, ou o ângulo φ. Se a espiral tiver um passo de trilha t e começar em raio η,, a relação seguinte se mantém para uma espiral ideal: Na prática, uma espiral em um disco nunca será ideal. Porém, é suficiente que a espiral esteja próxima a ideal localmente, isto é, na escala de comprimento de poucas revoluções. As fórmulas da espiral ideal podem ser aplicadas então, com a restrição que os resultados não deveríam depender dos valores precisos de rb e q>b. Resultados que dependem de rb ou cpb exigiríam a espiral ser ideal através do disco inteiro. Usando as fórmulas acima, os resultados seguintes são obtidos para os comprimentos totais das trilhas central e adjacente: Combinando as fórmulas acima, a expressão seguinte para o sinal de batimento de oscilação é obtida: Note que uma separação é feita entre o sinal de oscilação rapidamente variado (fora de parênteses redondos) e o batimento lentamente variado (dentro de parênteses redondos). A requerente faz agora a suposição adicional que as diafonias das trilhas esquerda e direita são iguais, isto é, a.j = ah O sinal de batimento pode ser gravado então como: O batimento dá origem a ambas modulação de amplitude (o fator de raiz quadrada) e modulação de fase (o fator exponencial). Alguém também vê facilmente destas expressões que o período de um batimento iguala a ρ/2πί períodos. Em DVD+RW, por exemplo, p = 4265,6 nm e t = 740 nm, assim leva 0,917 revoluções para completar um período de batimento.

Os valores máximo e mínimo para a amplitude do batimento são alcançados para: Segue então que o máximo da amplitude de batimento é dado por: e o mínimo por qualquer das duas expressões seguintes: Das expressões acima, é claro que o batimento de oscilação é menor quando I cos(tc2 πί/ρ) I é mínimo, isto é, quando 2πί/ρ = n+1/2,onde n é inteiro.

Figura 3 mostra um dispositivo para gerar uma referência de tempo de bit de acordo com a invenção na base do servo padrão da portadora de registro 1, que é girado por meio de um motor 31.0 motor 31 pode girar a uma velocidade fixa, ou a velocidade rotacional pode ser controlada na base do servo padrão. A trilha é varrida da maneira convencional por uma cabeça de leitura 32 através de um feixe de radiação eletromagnética. Durante leitura, o servo padrão é varrido e um servo sinal é gerado para controlar a posição da cabeça de leitura através de gerador de servo sinal (não mostrado). No dispositivo, informação de disco e volta pode ser recuperada do servo sinal pelo desmodulador 33, por exemplo, desmodulando uma modulação do sinal de oscilação. A modulação pode incluir endereços, ou alguma indicação da volta. A informação de volta inclui, por exemplo, um número de volta Nt da volta pertinente e possivelmente também um número Ns do segmento pertinente, cujos números são passados para uma unidade de computação 34. Em segundo lugar, elementos de sincronização, por exemplo, os pulsos no sinal de oscilação são detectados do servo sinal por um detector de pulso 36.

Estes pulsos detectados são acoplados a um circuito de malha travada por fase (PLL) 37, no qual eles são comparados com uma fração da referência de tempo de bit 38 na saída do PLL 37. Esta fração é constituída por um divisor 35, que divide a referência de tempo de bit 38 por um dividendo ajustável X. O dividendo X pode ser um valor fixo, ou pode ser computado pela unidade de computação 34 dos dados de posição (número de volta Nt e possível número de segmento Ns) e o passo de trilha que é conhecido, por exemplo de um padrão ou que está presente na informação de disco na portadora de registro. O dividendo X pode ser computado uma vez por volta e ajustado no divisor 35. Em outra concretização, o dividendo X pode ser predeterminado ou calculado menos freqüentemente ou mais freqüentemente, por exemplo, por segmento ou zona. Quanto mais freqüentemente o dividendo é ajustado, mais preciso a referência de tempo de bit tem a freqüência associada com a posição radial e, conseqüentemente, mais precisamente o comprimento de bit é constante. Durante varredura contínua de um disco dividido em zonas, é desejável fazer as etapas na mudança da referência de tempo de bit tão pequena quanto possível. O dividendo X também pode ser computado com antecedência para uma posição desejada na base de um endereço desejado, por exemplo ao executar uma instrução de salto. Neste caso, a unidade de computação de uma unidade de controle de sistema adquirirá a informação sobre o número de volta e possível número de segmento. É então uma vantagem que, quando o salto está sendo executado, a referência de tempo de bit já pode ser colocada para o novo valor que deveria ter na chegada à posição radial desejada.

Figura 4 mostra um dispositivo para gravar blocos de informação em uma portadora de registro em forma de disco de um tipo que é regravável, por exemplo, de uma maneira magneto-óptica ou óptica (por mudança de fase) por meio de um feixe de radiação eletromagnética. A portadora de registro é idêntica à portadora de registro mostrada na Figura 1.

Durante a operação de gravação, marcas que representam a informação são formadas na portadora de registro. O dispositivo é provido com meio de acionamento 45 para girar a portadora de registro 1, e uma cabeça de gravação 42 para varrer a trilha. O dispositivo é adicionalmente provido com uma unidade de controle de sistema 46 para receber comandos de um sistema de computador de controle ou de um usuário e para controlar o dispositivo. Para este fim, a unidade de controle de sistema inclui, por exemplo, um microprocessador, uma memória de programa e portas de controle para executar os procedimentos descritos abaixo e para controlar ditos elementos. A unidade de controle de sistema também pode ser implementada como uma máquina de estado em circuitos lógicos. A cabeça de gravação 42 é posicionada na direção radial na trilha através de meio de posicionamento 44, com informação de posição da trilha sendo detectada. De acordo com métodos de rastreamento e focalização conhecidos, a cabeça de gravação varre a trilha, com, por exemplo, uma modulação estando presente no sinal de rastreamento devido a uma oscilação em um servo padrão. O sinal de rastreamento é desmodulado e a informação de posição codificada nele é recuperada no meio de posicionamento 44 e passada para a unidade de controle de sistema 46. A posição radial da cabeça de gravação pode ser verificada por meio da informação de posição recuperada. A informação apresentada à entrada do meio de gravação 41 é distribuída, se necessário, em blocos de informação e convertida em um sinal de gravação para a cabeça de gravação 42. O meio de gravação 41 inclui, por exemplo, um codificador de erro e um codificador de canal. De acordo com a invenção, o dispositivo de gravação é provido com meio de referência de tempo 30 para gerar a referência de tempo de bit como descrito acima com referência à Figura 3, cuja referência de tempo de bit é acoplada ao meio de gravação 41. A unidade de controle de sistema 46 controla o meio de posicionamento 44, o meio de gravação 41 e o meio de acionamento 45 é equipado para computar os números de volta e posição angular dentro da volta na base do endereço de um bloco de informação. A unidade de controle de sistema executa esta computação em comprimentos de bits completos (e possivelmente frações racionais simples) sem arredondar erros sendo produzidos.

Figura 5 mostra um dispositivo de leitura de acordo com a invenção para ler blocos de informação. O dispositivo de leitura é provido com meio de acionamento 45 para girar a portadora de registro em forma de disco 1, e uma cabeça de leitura 52 para varrer a trilha na portadora de registro. A cabeça de leitura 52 é posicionada na direção radial na trilha através de meio de posicionamento 44 na base de sinais derivados de marcas da portadora de registro. De acordo com o sistema de Detecção de Fase Diferencial convencional ou Detecção de Tempo Diferencial (DPD ou DTD), por exemplo a radiação refletida pode ser recebida em um detector (não mostrado), cujo detector é subdividido em 4 sub-detectores. Determinando diferenças de fase ou tempo entre os sinais dos sub-detectores, a posição do ponto de varredura com respeito à série de marcas registradas na trilha pode ser determinada. Durante leitura, o sinal da cabeça de leitura 52 é convertido na informação no meio de leitura 43, por exemplo, incluindo um decodificador de canal e um corretor de erro. De acordo com a invenção, o dispositivo é provido com meio de referência de tempo 30 para gerar a referência de tempo de bit como descrito com referência à Figura 3. O dispositivo é adicionalmente provido com uma unidade de controle de sistema 46 para controlar o dispositivo, cuja unidade de controle de sistema tem funções que correspondem àquelas da unidade de controle de sistema do dispositivo de gravação. A referência de tempo de bit é acoplada ao meio de leitura 43 e é gerada independentemente das marcas na trilha. Isto é uma vantagem quando um bloco de informação subsequente a uma área de não gravação é gravada porque a referência de tempo de bit antes do bloco de informação já foi então ajustada ao valor correto. Em dispositivos de leitura do tipo convencional, a referência de tempo de bit é recuperada do sinal lido, por exemplo por um PLL que então trava no sinal lido. Em uma concretização do dispositivo de leitura de acordo com a invenção, o meio de referência de tempo é adaptado para adicionalmente se travar nas marcas. A freqüência da referência de tempo de bit é então controlada ambos pela posição, como em Figura 3, e por uma diferença entre a referência de tempo de bit e o sinal lido das marcas. O controle de posição tem a vantagem que o alcance de travamento adicional da referência de tempo de bit pode ser limitado a uma grande extensão porque a freqüência desejada foi substancialmente computada e ajustada. Uma correção da fase e, se necessário, uma pequena correção da freqüência é executada então pelo travamento adicional na base das marcas. O travamento adicional é realizado controlando o meio de referência de tempo 30 só com o bloco computado e/ou possivelmente com pulsos de elementos de sincronização durante um salto ou quando há áreas não gravadas. É altemativamente possível começar de pulsos de sincronização derivados do meio de acionamento 45, tais como pulsos de tacômetro ou pulsos de controle de um motor síncrono. Quando a cabeça de leitura 52 é posicionada em uma área gravada e marcas podem ser lidas, um sinal de controle extra é gerado e aplicado à entrada de controle do meio de referência de tempo. Este sinal de controle extra é gerado, por exemplo comparando a referência de tempo de bit com o sinal lido em um comparador de fase, e, baseado na diferença de fase, o PLL é reajustado no meio de referência de tempo 30. Isto provê a vantagem que a referência de tempo de bit é substancialmente determinada pelo valor exatamente computado baseado na posição radial e na informação de passo de trilha, no número de volta e na velocidade rotacional, porque o alcance de travamento por esse meio pode ser limitado a uma extensão muito grande, de forma que a referência de tempo de bit seja menos sensível a perturbações causadas, por exemplo, por sujeira na superfície da portadora de registro.

Figura 6 mostra a modulação de batimento calculada. Vários exemplos numéricos são dados, incluindo os resultados de uma experiência. A modulação de batimento é definida como a diferença entre a máxima e mínima amplitude de batimento de oscilação, divididas pela máxima amplitude de batimento. A tabela abaixo mostra números pertinentes para formatos existentes e para um formato (DVR-RW) de acordo com a invenção. Note que 2πί/ρ é menor do que 0,2 na maioria de sistemas conhecidos, exceto DVD+RW, onde 2πί/ρ = 1,09, e o novo formato proposto de DVR-RW de acordo com a invenção (última coluna), onde 2πί/ρ = 0,38. A faixa de 0,30 < 2πΐ/ρ < 0,70 da um melhoramento significante sobre todos os formatos existentes. A situação descrita aqui tem a menor variação de amplitude do fator de batimento. Porém, esta situação corresponde com a mais alta variação de fase do fator de batimento. A vantagem assim depende da importância relativa variações de fase e amplitude.

Embora a invenção tenha sido explicada por concretizações usando uma modulação de oscilação, qualquer outro parâmetro adequado da trilha pode ser modulado, por exemplo, a largura de trilha. Também para a portadora de registro, um disco óptico foi descrito, mas outras mídias, tal como um disco ou fita magnética, pode ser usado. É notado, que neste documento a palavra 'incluindo' não exclui a presença de outros elementos ou etapas diferentes daquelas listadas, e a palavra 'um' ou 'uma' precedendo um elemento não exclui a presença de uma pluralidade de tais elementos, que qualquer sinal de referência não limita a extensão das reivindicações, que a invenção pode ser implementada por meio de ambos hardware e software, e que vários 'meios' podem ser representados pelo mesmo item de hardware. Adicionalmente, a extensão da invenção não é limitada às concretizações, e a invenção se acha em cada e toda nova característica ou combinação de características descritas acima.

Claims (9)

1. PORTADORA DE REGISTRO, incluindo uma servo trilha (4) indicando uma trilha de informação (9) pretendida para registrar blocos de informação representados por marcas que têm comprimentos expressos em bits de canal, cuja servo trilha (4) tem uma oscilação sendo uma variação periódica de um parâmetro físico, e a servo trilha constituindo um padrão concêntrico ou espiral de trilhas substancialmente paralelas a um passo de trilha t, caracterizada pelo o passo de trilha t e o comprimento de um período de oscilação p estar relacionados de forma que 2πΐ/ρ ~ n+1/2, onde n é inteiro.

2. PORTADORA DE REGISTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela relação do comprimento do período de oscilação e passo de trilha ser 0,30 < 2n:t/p-n < 0,70.

3. PORTADORA DE REGISTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela relação do comprimento do período de oscilação e passo de trilha ser 0,30 < 2πΐ/ρ < 0,70.

4. PORTADORA DE REGISTRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo comprimento do período de oscilação p corresponde a um número inteiro m vezes o comprimento de um bit de canal.

5. PORTADORA DE REGISTRO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo número m de bits de canal em um período de oscilação ser 69.

6. PORTADORA DE REGISTRO, de acordo com a reivindicação 1. caracterizada por n=0.

7. SISTEMA DE REGISTRO E/OU REPRODUÇÃO, caracterizado por incluir: uma portadora de registro, conforme definido na reivindicação 1, meio para gravar e/ou ler blocos de informação representados por marcas que têm comprimentos expressos em bits de canal em uma trilha de informação (9) em uma servo trilha de uma portadora de registro, meio para varrer a servo trilha (4) e recuperar a informação de portadora de registro, e meio para gerar um sinal de oscilação da portadora de registro.

8.

MÉTODO PARA FABRICAR UMA PORTADORA DE REGISTRO, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, no qual a portadora de registro é provida com uma servo trilha (4) indicando uma trilha de informação (9) pretendida para registrar blocos de informação representados por marcas que têm comprimentos expressos em bits de canal, cuja servo trilha (4) é provida com uma variação periódica de um parâmetro físico, caracterizado pelo passo de trilha t e o período de oscilação p, p sendo o número de bits de canal por oscilação vezes o comprimento de um bit de canal, são escolhidos de tal modo que 2πΐ/ρ ~ n+1/2, onde n é inteiro.