Система на оптических дисках

Система на оптических дисках

Реферат

 

Изобретение относится к системам оптической записи и воспроизведения. Заявлен способ перемещения блока каретки из начального положения в конечное положение относительно носителя информации, вращающегося с окружной скоростью. Способ включает определение первого радиального расстояния между начальным положением и центром носителя, определение второго радиального расстояния между конечным положением и центром носителя, определение расстояния по окружности между начальным положением и конечным положением, определение начальной окружной скорости носителя, вычисление траектории скорости с учетом первого радиального расстояния, второго радиального расстояния, расстояния по окружности и начальной окружной скорости и перемещение блока каретки из начального положения в конечное положение по существу в соответствии с полученной траекторией скорости. Траектория скорости вычисляется таким образом, чтобы блок каретки перемещался как радиально, так и по окружности в конечное положение, по существу за одно и то же время. Кроме того, может быть определена конечная окружная скорость, и вращение носителя может быть изменено от начальной окружной скорости до конечной окружной скорости, а траектория скорости может, кроме того, учитывать конечную окружную скорость. Технический результат - уменьшение погрешности и повышение быстродействия, а также повышение эффективности работы устройства. 4 с.п. ф-лы, 251 ил., 46 табл.

Перекрестные отсылки к заявкам, имеющим отношение к данной заявке Данная заявка является заявкой с частичным продолжением заявки на патент США Cep. N 08/376882 от 25 января 1995 г., которая является заявкой с частичным продолжением заявки на патент США Cep. N 08/105886 от 11 августа 1993 г. , которая является заявкой, поданной в продолжение заявки на патент США Cep. N 07/657155 от 15 февраля 1991 г., по которой выдан патент США N 5265079.

Предпосылки изобретения 1. Область изобретения Настоящее изобретение относится к системам записи и хранения данных, содержащим корпус с отверстием для приема съемной кассеты диска, в которой для обеспечения ее защиты располагается носитель для записи информации. В частности, изобретение относится к системе для кодирования и записи с высоким быстродействием информации на оптические диски в формате высокой плотности, и для считывания и декодирования записанной на них информации.

2. Описание предшествующего уровня техники Потребности в запоминающих устройствах большой емкости (массовых ЗУ) продолжают увеличиваться с расширением использования систем обработки данных и персональных компьютеров. Оптические системы хранения данных становятся все более популярным средством удовлетворения этих возрастающих потребностей. Такие оптические системы хранения данных обеспечивают большие объемы памяти одновременно при относительной их экономичности и быстродействии обеспечения доступа.

В оптических системах памяти на дисках кодированные видеосигналы, аудиосигналы и другие информационные сигналы записываются на диск в форме дорожек записи информации на одной или обеих плоских поверхностях диска. Оптическая система хранения данных в качестве основного своего элемента содержит по меньшей мере один лазер (или иной источник света). В первом рабочем режиме лазер генерирует лазерный луч высокой интенсивности, который сфокусирован на малом участке (пятне) на дорожке записи информации на вращающемся дисковом ЗУ. Этот лазерный луч высокой интенсивности повышает температуру материала поверхности записи выше точки Кюри, при которой материал теряет свою намагниченность и воспринимает намагниченность, обусловленную магнитным полем, в котором находится диск. Таким образом, путем управления или смещения этого окружающего диск магнитного поля и обеспечивая охлаждение диска ниже точки Кюри в контролируемой магнитной среде, можно осуществить запись информации на диске в форме магнитных областей, "питов" ("ямок"), на записывающей среде. Затем, если оператору необходимо воспроизвести или считать ранее записанную информацию, лазер устанавливают во второй рабочий режим. В этом режиме лазер генерирует лазерный луч низкой интенсивности, который вновь фокусируется на дорожках записи вращающегося диска. Этот лазерный луч низкой интенсивности не нагревает диск выше точки Кюри. Лазерный луч, однако, отражается от поверхности диска таким образом, что индицирует ранее записанную информацию, вследствие наличия ранее сформированных питов, и при этом может воспроизводиться ранее записанная информация. Поскольку лазер может быть сфокусирован с высокой точностью, система обработки информации данного типа позволяет обеспечить высокую плотность записи и точное воспроизведение записанной информации.

Компоненты типовой оптической системы включают корпус с портом ввода, посредством которого пользователь вводит носитель записи в дисковод. Этот корпус служит для размещения, в числе прочих элементов, механических и электрических подсистем для загрузки, считывания, записи и выгрузки оптического диска. Функционирование этих механических и электрических подсистем обеспечивается при управлении от системы обработки данных, с которой связан дисковод.

В корпусе традиционной системы, использующей дисковые кассеты, на плате основания системы обычно установлена поворотная платформа для вращения на ней диска. Поворотная платформа может содержать шпиндель, имеющий магнит, на котором установлена втулка диска. Магнит притягивает втулку диска, удерживая тем самым диск в требуемом для вращения положении.

В оптической системе с дисковым носителем, как описано выше, необходимо использовать магнитное смещение диска в процессе операции записи за счет приложения требуемого магнитного поля по меньшей мере к части диска, нагреваемого лазером в операциях записи информации (запись или считывание). Таким образом, необходимо установить устройство смещения магнитного поля в положение, при котором оно может удобно размещаться в непосредственной близости от поверхности диска, когда диск удерживается посредством магнита, связанного со шпинделем.

Различные типы носителей или дисков используются в оптических системах хранения данных в целях запоминания цифровой информации. Например, стандартные оптические системы с дисковыми носителями могут использовать диски размером 5 1/4 дюйма, такие оптические диски могут размещаться в защитном корпусе или кассете или использоваться без такой кассеты. Если оптический диск не стационарно закреплен в защитной кассете, оператор вручную извлекает диск из защитного корпуса. Оператор затем должен вручную загрузить диск в механизм загрузки, заботясь о том, чтобы не повредить поверхность записи.

Как вариант, для обеспечения удобства и в целях защиты, диск может быть установлен в корпусе или кассете, которая сама вводится в порт ввода дисковода и затем переносится в заранее определенное положение. Такие дисковые кассеты хорошо известны в компьютерной технике. Дисковая кассета содержит корпус кассеты, содержащей диск, на который могут записываться данные.

Загрузка кассеты Для защиты диска, когда кассета находится вне дисковода, кассета диска обычно включает по меньшей мере одно окошко, которое нормально закрыто. Окошко кассеты может иметь один или более фиксирующих выступов, связанных с ней. Соответствующий дисковод включает механизм для открывания окошка на кассете, как только кассета вводится в систему. Такой механизм может содержать связь с окошком, которая осуществляет контакт с фиксирующим выступом, открывая при этом окошко. Когда кассета вводится в дисковод, окошко открывается, частично открывая носитель информации, содержащийся в кассете. Это обеспечивает загрузку втулки диска на шпиндель электромотора или иного приводного механизма и осуществляет ввод головки записи-считывания и магнитного смещения в защитную кассету. При вращении диска приводным механизмом головка записи-считывания получает доступ ко всем областям дискового носителя.

Для экономии пространства, занимаемого оптической системой, хранения данных, желательно минимизировать габариты устройства, осуществляющего загрузку диска на шпиндель и его выгрузку. Обычно устройства загрузки и выгрузки различаются по типу используемых дисков. Обычная система загрузки и выгрузки дисков, которая использует кассеты дисков, в типовом случае способна автоматически транспортировать кассету диска от приемного порта на шпиндель. Если диск больше не требуется, обычная система загрузки и выгрузки дисков автоматически выгружает диск со шпинделя. Устройство загрузки для выполнения такой загрузки и выгрузки диска обычно сконструировано так, что при загрузке диска (т.е. когда диск перемещается в позицию ввода в устройство воспроизведения и на шпиндель), диск перемещается горизонтально, параллельно плате основания и поворотной платформе, в направлении поворотной платформы. Когда диск помещен в положение над поворотной платформой, диск опускается по вертикали, перпендикулярно плоскости поворотной платформы, на шпиндель. После размещения диска на поворотной платформе магнит шпинделя притягивает втулку диска, закрепленную в центре носителя, при этом зажимая диск с возможностью вращения для осуществления операций считывания-записи.

Если оператор закончил использование диска, он переходит к операции вывода диска. Самым обычным решением при выводе кассеты и диска со шпинделя является способ, используемый в большинстве дисководов японского производства. В устройствах выгрузки дисков такого типа "коробка" кассеты имеет четыре штыря на ее сторонах, вводимых в дорожки на соседних направляющих в листовом металле. При извлечении диска коробка кассеты поднимает диск строго вверх со шпинделя. Затем устройство перемещает диск по горизонтали, параллельно плате основания и поворотной платформе, в направлении приемного порта диска впереди от воспроизводящего устройства. Когда диск таким образом поднят от шпинделя в процессе операции выгрузки, необходимо сформировать на кассете достаточное усилие, направленное вверх, чтобы преодолеть усилие магнитного зажима, удерживающее втулку диска у магнита шпинделя. Максимальное усилие в направлении вверх, требуемое для преодоления усилия магнитного зажима, может быть сформировано посредством механической операции рычага выталкивания или посредством задействования электрической системы выталкивания.

В обычных электрических системах выталкивания, когда устройство выгрузки дисковой кассеты осуществляет вертикальный подъем дисковой кассеты для преодоления магнитного усилия между магнитом шпинделя и дисковой втулкой, электромотор выталкивания должен генерировать большую нагрузку для обеспечения удаления дисковой кассеты. Следовательно, если оператор выбрал использование электрической системы выталкивания, то необходим большой электродвигатель, характеризуемый значительным крутящим моментом, для формирования достаточной вертикальной подъемной силы. Должно быть зарезервировано место в корпусе системы для размещения этого большого электропривода, что приводит к увеличению общих габаритов корпуса устройства загрузки кассет. Кроме того, большой электродвигатель потребляет значительную мощность.

Поэтому желательно уменьшить сложность устройства воспроизведения с диска, при сохранении общих габаритов устройства воспроизведения для повышения удобства использования дисководов в компьютерных системах. Для того чтобы обеспечить прием кассет 5 1/4-дюймовых дисков при сохранении габаритов достаточно малыми для обеспечения удобства использования в персональном компьютере, дисководы для оптических дисков должны использовать компактные и тщательно скомпонованные механические и электрические подсистемы. Имея это в виду, желательно уменьшить размеры требуемого электродвигателя выталкивания дисков. Для достижения этого результата можно уменьшить усилие, требуемое для прерывания магнитного усилия зажима, удерживающего втулку диска у магнита шпинделя. Благодаря уменьшению этого требуемого усилия, в устройстве воспроизведения можно использовать меньший по размерам электродвигатель выталкивания диска. Поэтому желательно спроектировать устройство загрузки диска, в котором диск не поднимается вертикально вверх от магнита шпинделя, а, напротив, снимается в сторону ("отслаивается") от магнита.

Обычный способ достижения такого "отслаивающего" действия использует поворот поворотной платформы и шпинделя вниз от диска. Этот способ описан в патенте США N 4791511 на имя Marvin Davis, переуступленном компании Laser Magnetic Storage International. Желательно, однако, создать дисковод, в котором диск "отслаивается" от магнита шпинделя.

Фокусировка и инициирование трекинга Для обеспечения точного считывания информации, записанной на диске, необходимо иметь возможность перемещать линзу объектива как в процессе фокусировки (т.е. перпендикулярно плоскости диска) или в Z-направлении для фокусировки лазерного луча в маленькое световое пятно в точно определенном месте на диске при записи или поиске информации, так и в процессе трекинга (т.е. по радиусу от центра диска) или в Y-направлении для позиционирования луча точно над центром требуемой дорожки записи информации на диске. Коррекции фокусировки и трекинга могут осуществляться путем перемещения линзы объектива как в направлении оптической оси линзы для осуществления фокусировки, так и в направлении, перпендикулярном оптической оси, для осуществления трекинга.

В таких системах положения линзы объектива в направлениях фокусировки и трекинга обычно подстраиваются с помощью систем управления. Исполнительные механизмы подстраивают линзу объектива и преобразуют сигнал коррекции положения от систем управления с обратной связью в перемещение линзы объектива. Наиболее часто эти исполнительные механизмы содержат подвижные катушки, стационарные магниты и стационарное ярмо (станину), при этом магнитное поле формируется в воздушном зазоре между ярмом и магнитами. Патент США N 4568142 на имя Iguma на "Устройство привода линзы объектива" описывает исполнительный механизм такого типа, в котором исполнительный механизм включает прямоугольные магниты, размещенные в U-образных ярмах. Ярма магнитов разнесены друг от друга с противоположными северными полюсами, расположены достаточно близко друг к другу для формирования магнитной цепи. Фокусирующая катушка прямоугольной формы связана с внешними сторонами прямоугольной рамы линзы. Четыре следящие катушки скреплены с углами фокусирующей катушки. Концы фокусирующей катушки размещены в воздушных зазорах, образованных каждым U-образным ярмом, так что фокусирующая катушка накрывает ярма. Так как фокусирующая катушка должна выступать относительно этих пластин "центрального" или "внутреннего" ярма, катушка не может быть намотана с требуемой плотностью, и жесткость конструкции катушки определяется компромиссными требованиями. Кроме того, в этом типе конструкции замкнутой магнитной цепи основная часть катушки размещена вне воздушных зазоров, что значительно снижает эффективность исполнительного механизма.

В большинстве оптических систем жесткость катушки в воздушном зазоре должна быть очень высокой и резонансная частота развязки катушки должна быть выше 10 кГц, наиболее желательно - 25 кГц. Во многих типах известных конструкций исполнительных механизмов часто требовались большие количества проводников обмотки катушки в магнитном воздушном зазоре для достижения максимальной эффективности электропривода. Для размещения такого большого количества проводников катушки в воздушном зазоре и при обеспечении одновременного соответствия ограничениям по пространству конструкции исполнительных механизмов, катушка должна быть полностью или частично "свободностоящей" или должна быть намотана на максимально тонкую бобину. Эти типы конструкций катушек имеют низкую жесткость и в типовом случае развязаны на более низких частотах. Свойство динамического резонанса некоторых типов исполнительных механизмов может также обусловить размотку катушки в процессе работы.

Другие конструкции исполнительных механизмов используют один и тот же магнитный зазор при выработке усилий для приводов фокусировки и трекинга, поэтому катушка трекинга приклеена на катушку фокусировки или наоборот, для экономии конструктивных элементов, пространства и веса. В этих типах конструкций частота развязки катушки трекинга, приклеенной на свободностоящую катушку фокусировки, составляет в типовом случае около 15 кГц, существенно ниже предпочтительной частоты развязки.

Восприятие фокусировки Системы оптической записи и воспроизведения, основанные на использовании ЗУ на оптических дисках, компакт-дисков или видеодисков, требуют точной фокусировки облучающего оптического пучка посредством линзы объектива на поверхности оптического диска. Падающий облучающий пучок обычно отражается назад через линзу объектива и затем используется для считывания информации, запомненной на диске. После прохождения через линзу объектива часть отраженного пучка в общем случае направляется к устройству, предназначенному для грубой настройки фокуса облучающего пучка на диске. Информация, выделенная из отраженного пучка посредством этого устройства, затем используется для регулировки фокуса облучающего пучка путем изменения положения подвижной линзы объектива относительно диска.

Известен ряд способов детектирования фокусировки облучающего оптического пучка. Например, в патенте США N 4423495, 4425636 и 4453239 описан способ определения фокуса пучка с использованием "призмы с критическим углом". В этом способе облучающий пучок, отраженный от дискового ЗУ, направляется на поверхность призмы для детектирования, которая установлена очень близко к критическому углу относительно отраженного облучающего пучка. Если фокусировка облучающего пучка на поверхности диска отклоняется от требуемого состояния, то изменение количества оптической энергии, отраженной от поверхности призмы для детектирования, может быть использовано для определения сигнала ошибки фокусировки, используемого для регулировки фокуса облучающего пучка.

Способ призмы с критическим углом обычно требует точной настройки ориентации поверхности призмы для детектирования относительно отраженного облучающего пучка. Это требование является результатом характеристики отражательной способности призмы для детектирования в области критического угла, что делает систему определения ошибок фокусировки, основанную на этом способе, чрезвычайно чувствительной. Однако способ критического угла имеет ряд недостатков. Во-первых, формируемый в результате сигнал ошибки фокусировки зависит от отражения света на поверхности раздела сред, образованных поверхностью призмы для детектирования и воздухом. Таким образом, изменения по высоте, которые изменяют показатель преломления воздуха, могут выдавать ложные отсчеты фокусировки (смешения). Кроме того, способ критического угла не пригоден по своей сути для использования в дифференциальных системах определения фокусировки. Дифференциальные системы становятся все более важными, так как они позволяют скомпенсировать некоторые типы шумов, которые могут иметь место в дисководах оптических дисков. Способ критического угла непригоден для дифференциального режима работы по двум причинам. Во-первых, переданный луч, сформированный измерительной призмой, сжат вдоль одной оси, что создает несимметричность в отраженном луче. Симметрия двух лучей предпочтительнее в дифференциальной системе с точки зрения оптимизации свойства компенсации шумов в различных условиях внешней среды. Во-вторых, в точке на кривой отражательной способности призмы критического угла, где интенсивности двух пучков уравновешены, крутизна слишком низка для формирования полезного сигнала ошибки дифференциальной фокусировки.

Устройство определения фокусировки, требующее несколько меньшей точности регулировки оптической поверхности, на которую попадает отраженный облучающий пучок, по сравнению со способом с критическим углом, описано в патенте США N 4862442. В частности, оптическая поверхность, описанная в нем, содержит многослойное покрытие с отражательной способностью, изменяющейся непрерывно по отношению к углу падения отраженного облучающего пучка. При этом несовершенство юстировки при вращении поверхности с многослойным покрытием в меньшей степени повлияет на сигнал ошибки фокусировки, однако, данный способ характеризуется пониженной угловой чувствительностью. Кроме того, неточности в определении ошибки сигнала фокусировки, сформированного системами с многослойным диэлектриком, могут возникать в ответ на относительно малые изменения длины волны отраженного облучающего пучка. Такая чувствительность к изменениям длины волны нежелательна, поскольку сигнал ошибки фокусировки должен относиться только к фокусировке облучающего пучка.

Кроме того, некоторые системы, использующие диэлектрическую многослойную отражающую поверхность, обеспечивают сигналы ошибок фокусировки с ограниченной степенью чувствительности. Например, на фиг.37 патента США N 4862442 представлена конкретная характеристика отражательной способности для слоистой диэлектрической отражающей поверхности, причем крутизна характеристики отражательной способности пропорциональна чувствительности сигнала ошибки фокусировки. Описанная в этом патенте интенсивность отражения находится в пределах от 0,75 до 0,05 для углов падения от 42 до 48^o. Такое изменение отражательной способности, примерно 10% на градус, формирует сигнал ошибки фокусировки с относительно низкой чувствительностью.

Соответственно в технике существует необходимость в оптическом устройстве, характеризуемом профилем отражательной способности, который позволил бы сформировать высокочувствительный сигнал ошибки фокусировки, относительно стабильный по отношению к изменениям высоты и к хроматической аберрации, и который можно было бы использовать в дифференциальных системах.

Инициирование поиска Системы хранения оптических данных, которые используют сфокусированный лазерный луч для записи и мгновенного воспроизведения информации, весьма привлекательны в ЗУ большой емкости для компьютерных систем. Такие системы запоминания оптических данных обеспечивают высокие скорости передачи данных при очень высокой плотности записи и высоком быстродействии доступа к данным, запомненным на носителе информации, обычно на оптическом диске. В таких системах памяти на оптических дисках считывание и запись данных часто выполняется с использованием одного лазерного источника, функционирующего с двумя соответствующими интенсивностями. При каждом режиме работы свет от лазерного источника проходит через линзу объектива, которая сводит световой пучок в конкретную точку фокуса на оптическом диске. При поиске данных лазерный луч фокусируется на носителе и изменяется за счет информации, содержащейся на носителе данных. Этот свет затем отражается от диска, проходит через линзу объектива на фотодетектор. Он представляет собой отраженный сигнал, который передает записанную информацию. Особенно важно, чтобы перед записью информации или ее считыванием из памяти линза объектива и возбуждающий сфокусированный луч были точно сфокусированы в центре необходимой дорожки записи, так чтобы информация могла быть точно записана или считана. Для достижения точного считывания информации, запомненной на диске, необходимо иметь возможность перемещать линзу объектива в направлении фокусировки (т. е. перпендикулярно плоскости диска) или в Z-направлении для того, чтобы сфокусировать лазерный луч в малое пятно света в точном местоположении на диске для записи или считывания информации, и в направлении трекинга (т.е. радиально) или в Y-направлении для позиционирования диска точно над центром требуемой дорожки записи на диске. Коррекции фокусировки и трекинга могут осуществляться перемещением линзы объектива как в направлении оптической оси линзы для фокусировки, так и в направлении, перпендикулярном оптической оси, для трекинга.

В этих системах положение линзы объектива в направлениях фокусировки и трекинга обычно подстраивается с помощью систем управления. Исполнительные механизмы поддерживают линзу объектива и преобразуют сигнал коррекции положения из систем управления с обратной связью в перемещение линзы объектива. Ясно, что при необеспечении фокусировки света на малом участке носителя, излишне большой участок диска будет использован для запоминания заданного количества информации или будет считываться слишком большая область диска. Аналогично, если не будет обеспечено точное управление трекингом лазерного луча, то это приведет к тому, что информация будет запомнена в неправильно определенном положении или информация будет считываться из неправильно определенного положения.

Помимо переноса вдоль оси Z для осуществления фокусировки и переноса вдоль оси Y для осуществления трекинга, имеются по меньшей мере четыре дополнительных режима перемещения для исполнительного механизма, каждый из которых снижает точность операции считывания и записи и, тем самым, нежелательны при нормальной работе системы. Эти нежелательные режимы перемещения включают поворот относительно оси Х (оси, ортогональной направлениям Х и Z) или тангаж; поворот относительно оси Z или рыскание, поворот относительно оси Y или крен; и линейное перемещение вдоль оси Х или тангенциальный перенос. Перемещения в этих направлениях часто вызываются электродвигателем и силами реакции, действующими на держатель и/или исполнительный механизм. Эти режимы обычно вызывают нежелательное перемещение в процессе операций трекинга или фокусирования, что, как следствие, влияет на юстировку линзы объектива относительно оптического диска.

Система анаморфической ахроматической призмы Системы ЗУ на оптических дисках часто используют анаморфическую призму для регулировки эллиптичности лазерного пучка, для исключения астигматизма лазерного луча и/или для управления лучом. В патентах США N 4333173 на имя Yonezawa и др. , N 4542492 на имя Leterme и др., N 4607356 на имя Bricot и др. описано использование простых анаморфических призм для формирования луча в системах с оптическими дисками.

Часто системы анаморфических призм имеют нанесенную тонкую пленку для отражения части или всего обратного пучка (отраженного от оптического носителя) к системе детектирования. В патенте США N 4573149 на имя Deguchi и др. описано использование тонких пленок для отражения обратного пучка к системе детектирования. Кроме того, входная грань анаморфической призмы часто используется для отражения обратного луча в систему детектирования, как описано в патентах США N 4542492 и 4607356. Часто предпочтительнее иметь множество каналов детектирования. Например, в оптических дисках один детектор может обеспечивать сигналы данных, а другой детектор - управляющие сигналы, такие как сигналы следящего управления трекингом и/или фокусировкой.

Типовая проблема для обычных призм состоит в том, что анаморфической призме свойственна хроматическая дисперсия, которая может проявляться в поперечной хроматической аберрации. Иными словами, если длина волны источника света изменяется, то результирующие углы преломления при прохождении через анаморфическую призму также изменяются. Эти изменения приводят к поперечному сдвигу луча при фокусировке луча на оптическом носителе, таком, как оптический диск. В системах с оптическими дисками малый сдвиг луча может обусловить ошибочные сигналы данных. Например, если сдвиг возникает внезапно, причем в направлении данных, то пучок может пропустить данные, записанные на оптическом диске.

Если бы источник света (например, лазер) был истинно монохроматическим, хроматическая аберрация в призме не вызывала бы проблем. Однако, ряд факторов зачастую приводит к изменению спектра лазера. Например, большинство лазерных диодов реагируют изменением в длине волны при возрастании мощности. В магнитно-оптических системах с дисками возрастание мощности происходит при импульсном запуске лазера при переходе от низкой к высокой мощности для записи на оптический диск, как хорошо известно из уровня техники. Это возрастание лазерной мощности часто вызывает сдвиг длины волны порядка 1,5-3 нм в обычных системах. Большинство лазерных диодов также реагируют на изменение температуры изменением длины волны. Кроме того, случайный "перескок мод" может обусловить непрогнозируемые изменения длины волны, обычно в пределах от 1 до 2 нм. Радиочастотная модуляция часто используется в лазерных диодах, работающих при уровне мощности считывания, для минимизации влияния эффекта "перескока мод" на систему. Однако радиочастотная модуляция увеличивает спектральную ширину полосы и может привести к сдвигу центральной частоты. Более того, радиочастотная модуляция обычно не используется, когда лазер работает при уровне мощности записи. В неахроматической системе внезапное изменение длины волны падающего света обычно приводит к поперечному сдвигу пучка в сфокусированном пятне вплоть до нескольких сотен нм. Поперечный сдвиг пучка такой величины может вызвать значительные ошибки в сигнале данных.

В технике оптических систем известно использование систем многоэлементных призм для коррекции хроматической дисперсии. Эта идея обсуждена, например, в книге Warren J. Smith, Modern Optical Engineering. McGraw-Hill, 1966, pp. 75-77. Кроме того, некоторые системы с оптическими дисками используют системы с многоэлементными анаморфическими призмами, которые являются ахроматическими. Однако типовые системы многоэлементных призм требуют отдельной установки множества призменных элементов. Установка множества элементов увеличивает затраты и усложняет изготовление, так как каждый элемент должен тщательно юстироваться относительно других элементов системы. Малые отклонения в юстировке могут вызвать существенные отклонения в процессе функционирования. Это также усложняет контроль качества. Другие существующие элементы многоэлементных призм используют скрепленные элементы для формирования единой призмы, но эти призменные системы требуют, чтобы материал каждой призмы отличался, чтобы система была ахроматической. И, наконец, существующие системы, являющиеся ахроматическими, не обеспечивают формирования отражений обратного луча для систем с множеством детекторов.

Поиск данных - детектирование перехода В течение ряда лет различные типы носителей для записи и стирания данных используются в целях записи и хранения данных. Такие носители включают, например, магнитные ленты или диски в системах различных конфигураций.

Существуют магнитооптические системы для записи данных на магнитных дисках и считывания с дисков. Процесс записи в магнитооптической системе в типовом случае связан с использованием магнитного поля для ориентации полярности обобщенной области на диске, в то время как лазерный импульс нагревает локализованную область, тем самым фиксируя полярность локализованной области. Локализованная область с фиксированной полярностью обычно называется "пит". Системы кодирования используют наличие или отсутствие пита на диске для определения регистрируемых данных как "1" или "0" соответственно.

При записи данных последовательность двоичных входных данных может быть преобразована посредством цифровой модуляции в другую двоичную последовательность с более подходящими свойствами. Модулятор может, например, преобразовывать m бит данных в кодовое слово с n битами кода модуляции ("binits"). В большинстве случае имеется больше кодовых битов, чем битов данных, т.е. m<n.

Для считывания данных в магнитооптической системе сфокусированный луч лазера или другого оптического устройства в типовом случае направляется на поверхность записи вращающегося оптического диска, так что лазерный луч может селективно получать доступ к одной из множества дорожек записи на поверхности записи. Поворот лазерного луча, отраженного от поверхности записи, может детектироваться с помощью магнитооптического эффекта Керра. Изменение первого типа, зафиксированное в магнитооптическом эффекте Керра, может представлять, например, первое двоичное значение, а соответствующее его изменение второго типа - второе двоичное значение. Выходной сигнал генерируется из первого и второго двоичных значений, возникающих с определенными тактовыми интервалами.

Хотя постоянно существует потребность в системах с дисковыми ЗУ, обеспечивающих запоминание данных с все более высокими плотностями, возможность достижения высоких плотностей запоминания данных удовлетворяется с определенными ограничениями. В общем случае, целесообразный верхний предел плотности данных определяется, в частности, требованиями надежности, оптической длиной волны лазерного диода, качеством оптического модуля, стоимостью аппаратных средств и быстродействием функционирования. На максимальные плотности данных также влияет возможность режектировать различные формы шумов, помех и искажений. Например, чем плотнее компоновка данных, тем в большей степени межсимвольная интерференция будет препятствовать точному восстановлению данных. Более того, поскольку технология для большинства оптических дисководов промежуточной и высокой эффективности ограничена условиями совместимости с более ранними моделями, методы обработки данных прогрессируют не столь быстро, как это могло бы иметь место.

При восстановлении записанных данных существующие каналы считывания магнитооптических и иных типов дисководов обычно испытывают трудности в связи с рядом проблем, обусловленных нарастанием постоянной составляющей в считываемом сигнале. Одной из причин нарастания постоянной составляющей является запись несимметричных комбинаций данных на протяжении некоторого числа байтов или сегментов данных. Симметричные комбинации данных могут рассматриваться как имеющие среднюю постоянную составляющую, равную нулю в области, представляющей интерес. Ввиду того, что последовательности записываемых бит могут быть по существу случайными во многих кодах модуляции, локализованные области записанных данных, имеющие различные комбинации единиц и нулей, могут сформировать несимметричный сигнал считывания, имеющий нежелательные постоянные составляющие. Так как комбинации символов в данных изменяются во времени, уровень нарастания постоянной составляющей будет также изменяться, обуславливая колебания опорного уровня постоянной составляющей, снижая допустимые границы по порогу детектирования и повышая восприимчивость к шумам и другим помехам.

Нежелательное нарастание постоянной составляющей также обусловлено разбросом в размерах пита вследствие тепловых влияний на лазер записи или на носитель. При разогреве записывающего лазера, например, размер пятна может увеличиваться, приводя к большей ширине питов. При считывании записанных питов вариации в их размерах обусловят формирование несимметричного входного сигнала, содержащего постоянные составляющие. Вариации в размерах питов не только вызывают нежелательное нарастание постоянной составляющей, но и обуславливают сдвиг во времени относительных местоположений данных, что приводит к уменьшению запаса во времени и приводит к возможным ошибкам считывания.

Предпринимались попытки преодолеть указанные проблемы. Например, различные системы накопителей на дисках используют код без постоянной составляющей, например такой, как 0/3/8/10-код, иначе называемый просто как 8/10-код. Поскольку 8/10-код требует 10 запомненных бит для получения 8 битов данных, то он имеет эффективность всего 80%, что представляет собой недостаток с точки зрения достижения высоких плотностей записи.

Другой способ решения проблемы нарастания постоянной составляющей связан с использованием двойного дифференцирования. Этот способ в типовом случае связан с детектированием пиков первой производной входного сигнала путем детектирования пересечений нуля вто