CN1315036A - 用于扫描旋转的信息载体的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

用于扫描旋转的信息载体(1)的装置,该信息载体具有用于记录信息的、互相几乎平行的轨道(2)。装置包括换能器(5),用于扫描信息载体和产生一个表示被换能器(5)扫描的扫描点(6)的位置的位置信号(1d)。装置还包括用于把信息载体(1)围绕一个轴(3)旋转的装置(4),以及用于以相对于轴的径向方向移动扫描点(6)的装置(7－12)。装置具有扫描模式,在该模式下,在读和/或写一个文件期间,扫描点(6)以第一径向从一个轨道跳动到另一个轨道和以相反的第二径向方向从一个轨道跳动到另一个轨道。

Description

用于扫描旋转的信息载体的装置和方法
本发明涉及用于扫描旋转的信息载体的装置，该信息载体具有用于记录信息的、互相几乎平行的轨道，该装置包括换能器，用于扫描信息载体和产生表示信息载体的、被换能器扫描的扫描点的位置的位置信号；用于围绕一个轴旋转信息载体的装置；以及用于以相对于轴的径向方向移动扫描点的装置。
本发明还涉及用于扫描信息载体的方法。
从US5,321,676获知这样的装置。已知的装置具有以承载换能器的导轨和用于驱动导轨的电动机的形式的粗定位装置，以及具有细定位装置，用于相对于换能器放置扫描点。该装置适合于读出具有轨道的信息载体，这些轨道合在一起形成螺旋线。在已知的装置中，扫描装置使得扫描点遵循着轨道。为此，细定位装置的位置被连续地校正。一旦表示细定位装置的位置的信号超过门限值，换能器被步进地移动。当给出命令来读和/或写一个文件时，文件的起始点通常没有与扫描点相同的切向位置。在起始点的旋转位置和扫描点的旋转位置相一致以前，这花费一定的时间，被称为旋转执行时间。然而，在读出和/或写入期间，希望具有最小的旋转执行时间。
本发明的目的是提供能够减小旋转执行时间的装置和方法。
为此，按照本发明的装置的特征在于，装置具有扫描模式，在该模式下在读和/或写连续的文件期间，扫描点以第一径向方向从一个轨道移动到另一个轨道和以与第一径向方向相反的方向从一个轨道移动到另一个轨道。
在按照本发明的、用于扫描旋转的信息载体的方法中，该信息载体具有用于记录信息的、互相几乎平行的轨道，产生一个表示信息载体的扫描点的位置的信号，信息载体围绕一个轴旋转，以及扫描点沿着横截于轴的方向移动，该方法包括扫描模式，在该模式下，在读和/或写连续的文件期间，扫描点以第一径向方向从一个轨道移动到另一个轨道和以与第一径向方向相反的方向从一个轨道移动到另一个轨道。
在按照本发明的装置和方法中，读和或写文件信息是以信息载体的切向位置开始的，它在所述扫描模式下紧接在接收命令以后立即与扫描点的切向位置相一致。因此，没有旋转执行时间。然而，在读和/或写文件期间可能有执行时间。一般地，最好按照所述扫描模式实行读，如果在文件的起始点的切向位置进到扫描点的范围内以前信息载体应当横截相当大的角度的话。
应当指出，从US5,570，获知用于减小平均旋转执行时间的方法。在这种方法中，对于不同的文件计算接入时间。信息载体然后被分成切向区域。在每个所述切向区域内，确定一个在对于把适当的切向区域旋转到换能器所需要的时间间隔内可以到达的区域。随后，从一列命令中选择具有最小的旋转执行时间的命令。这个执行时间是对于径向和切向偏移所需要的时间的总和。该已知方法只适合于有不同的搜索命令的情形。然而，在只有一个搜索命令的情况下，也希望最小化对于读所需要的时间。
而且，应当指出，从US5,283,875获知一种方法，其中信息块以相反的次序被记录在信息载体上。因此，达到操作系统在旋转执行时间期间读出具有更高的块号码的块。然而，在轨道只部分地被刻写的情况下，这个方法不提供解决办法。当应用到以常规方式写入的信息载体时，所述方法并不导致旋转执行时间的减小。
按照本发明的的方法的一个变例的特征在于，在所述扫描模式下，扫描点以第一径向方向移动一次，随后以第二径向方向逐渐移动。这个变例具有优点，不需要扫描点有许多突发运动，这给出低的功率消耗。
按照本发明的的方法的另一个变例的特征在于，在每次旋转期间，扫描点以第一径向方向从一个轨道跳到另一个轨道，以及以第二径向方向从一个轨道跳到另一个轨道。这个变例使得信息流，诸如视频/音频流，能够做成快速可提供的。
按照本发明的装置可以从按照本发明的方法中选择来扫描信息载体，或可以以传统的方式，即顺序地，扫描信息载体。从按照本发明的方法的不同变例和传统的方法中进行的选择，例如，可取决于文件的类型，信息载体的类型(螺旋/圆形轨道)，信息载体相对于换能器的瞬时位置，以及在移位换能器期间许可的功率消耗。如果文件的起始位置与换能器的范围几乎相一致，信息载体可以以传统方式进行扫描。在这种情形下，当使用传统方法时没有旋转执行时间。
有几种存储信息到信息载体的可能性。信息可被存储为，例如，磁的或光的可检测图案。轨道可以是分开的和互相同心的，但替换地，它们可以合在一起形成螺旋。方法特别适合于一种以C DVD-RAM格式的信息载体(正如所建议的)，在其中轨道被分成具有标题的扇区，互相相邻的轨道的扇区具有互相相同的切向边界。由于互相相邻的扇区具有相同的切向边界，换能器在一个扇区结尾时在径向位移后可以直接读下一个扇区。
要被读或写的文件。例如，是数据文件，音频文件，或视频文件，或它包括涉及其它文件的信息。
在引起兴趣的实施例中，装置具有被耦合到换能器的缓存器。这允许在扫描模式下从信息载体被读出的文件的信息可被做成按顺序次序可提供的，和/或按顺序次序提供的信息被安排成写在信息载体上的次序。按照本发明的装置的优选实施例的特征在于，用于相对于轴径向地移动扫描点的装置包括粗定位装置和细定位装置，跳动到相邻的轨道是由细定位装置实行的。这允许通过使用小的功率快速地进行跳动。
下面参照附图更详细地描述本发明的这些以及其它方面。在附图中：
图1显示按照本发明的装置的实施例，
图2显示按照本发明的方法的变例，
图3A显示第一信息载体，表示了在按照本发明的方法的情况下，对于该信息载体由扫描点走过的一条路径，
图3B图形地表示对于图3A所示的的路径，在扫描点的径向坐标(R)与由对于信息载体横截的角度(α)之间的关系，
图3C图形地表示在传统的方法的情况下，在扫描点的径向坐标(R)与由图3A所示的第一信息载体横截的角度(α)之间的关系，
图3D显示第一信息载体，表示了在按照本发明的方法的情况下，对于该信息载体由扫描点走过的一条路径，
图4A显示第二信息载体，表示了在按照本发明的方法的情况下，对于该信息载体由扫描点走过的一条路径，
图4B图形地表示对于图4A所示的的路径，在扫描点的径向坐标(R)与由对于信息载体横截的角度(α)之间的关系，
图5图形地表示在按照本发明的另一个方法的情况下，在扫描点的径向坐标(R)与由图3A所示的第一信息载体横截的角度(α)之间的关系，
图6A显示第二信息载体，表示了在按照本发明的方法的情况下，对于该信息载体由扫描点走过的一条路径，
图6B图形地表示对于图6A所示的路径，在扫描点的径向坐标(R)与由对于信息载体横截的角度(α)之间的关系。
图1图形地显示用于从旋转的信息载体1中读和/或写信息到旋转的信息载体1的装置。装置具有换能器5，用于产生位置信号1d。这个信号给出由换能器5扫描的扫描点6的位置的表示。在一个例子中，信息载体是磁信息载体。在这种情况下，换能器，例如是磁头，它根据被记录在信息载体上的磁图案产生电信号。在本例中，信息载体1是光信息载体。换能器5，例如具有用于发出辐射波束到信息载体1的装置和用于检测从信息载体反射的辐射的装置。装置1包括电动机4，它构成用于围绕轴3旋转信息载体的装置。换能器5用导轨7承载，它由导轨电动机11通过枢轴驱动。导轨7、枢轴10和导轨电动机11构成粗定位装置。装置还具有细定位装置8，它使得扫描点的小的偏移能够快速进行。导轨电动机11和用于旋转信息载体1的电动机由控制单元12控制。细定位装置8由伺服控制9和控制单元12控制。借助于细定位装置8和粗定位装置7,10,11，扫描点可以相对于轴3快速地移动。
图1所示的装置具有缓存器13，用于接收写信号Sw和用于把由写信号提供的信息以一个相应于信息被写入到信息载体上的次序的次序加到换能器上的装置。装置还具有缓存器14，用于接收由换能器读出的信号和用于以顺序排列由这个信号供给的信息。这两个缓存器都由控制单元12控制。
本发明涉及当信息被读出和/或写入时扫描信息载体的方法。这可以通过如图1所示的、基本上传统的装置来实现。所以，所显示的装置不需要任何进一步的信息。
现在参照图2更详细地描述在按照本发明的装置中读或写信息的方式。
在装置接收到用于读或写一个文件的命令以后，实行第一程序段20，确定文件的起始位置的坐标(RB,αB)和文件的结束位置的坐标(RE,αE)。RB,RE是相关位置的径向分量，即关于轴3的位置距离。位置的切向分量(αB,αE)被规定为，在适当的位置位于扫描点的范围内以前，与信息载体1的旋转的方向横截的角度。在随后的第二程序段30，选择扫描模式，文件按照该模式进行读或写。该选择可取决于文件的类型，信息载体的类型(螺旋/圆形轨道)，信息载体相对于换能器的瞬时位置，以及在移位换能器期间许可的功率消耗。如果在文件的起始位置进到扫描点6的范围内之前，只需要小的旋转执行时间，则程序进到第三程序段40。这个程序段40使得文件按照第一扫描模式顺序地被读出或写入。这个扫描模式将不作进一步描述，因为它是传统的扫描方法。如果在文件的起始位置(RB,αB)处在扫描点6的范围内之前，需要较长的旋转执行时间，则或者实行按照具有程序步骤50-58的第四程序段的第二扫描模式，和实行按照具有程序步骤60-63的第五程序段的第三扫描模式。在第二扫描模式中每次旋转期间，扫描点以第一径向方向从一个轨道跳到另一个轨道以及以与第一径向方向相反的第二径向方向从一个轨道跳到另一个轨道。在这种情况下，扫描点以角度α-向内跳动和以角度α+向外内跳动。如果信息流，诸如音频流或视频流，要被快速地读出，则第二扫描模式特别适合。在第三扫描模式下读/写期间，扫描点以第一径向方向移动一次，随后以第二径向方向逐渐地移动。第三扫描模式具有优点，扫描点的跳动数目和因之所需要的功率消耗是有限的，第四程序段50-58具有第一程序步骤50，在其中扫描点6被放置在轨道上，该轨道载送信息，或以信息载体1的瞬时角度用文件信息进行刻写。在第四程序段的第二程序步骤，确定当前的轨道是否形成要被读或写的文件的一部分的最后的轨道。如果这不是这种情况，则实行第一系列的程序步骤52-55。在程序步骤52，扫描点6沿着当前的轨道行进到角度α=α-。在程序步骤53，扫描点跳到位于靠近轴3的相邻的轨道。随后，在程序步骤53*，检验差值α-α+-2*△是否大于门限值。如果这不是这种情况，则按照第二扫描模式读或写文件不再是有利的，以及程序进到第三程序段40的第一扫描模式。如果差值大于门限值，则沿着轨道到角度α=α+。在程序步骤55，扫描点6跳到离轴3较远的、相邻的轨道。只要最后的轨道没有达到，第一系列的程序步骤52-55就重复进行。在每次实行这一系列以后，角度α-和α+可被调整。这是对于图3D解释的。如果最后的轨道达到，则实行第二系列的程序步骤56-58。在这一系列的第一程序步骤56中，扫描点6沿着当前的轨道行进，直至达到角度α=αE为止。随后，在程序步骤57，扫描点6跳到位于靠近轴3的相邻的轨道。随后，在程序步骤58，这个轨道在从α=αB到α=0的角度上被读出或被记录。
描述第三扫描模式的第五程序段60-63具有第一程序步骤60，在其中扫描点首先移到被分配给文件的最外面的轨道。随后，在程序步骤61，沿着这条轨道行进，直至起始位置(RB,αB)处在扫描点的范围内为止。在程序步骤62，扫描点被做成以第一径向方向(在本例中是向内方向)移动。在程序步骤63，文件的其余部分被顺序地读出，扫描点以相反的径向方向逐渐地移动。
图3A图形地显示具有轨道2的信息载体1，这些轨道一起形成螺旋线。信息载体1载送信息文件，用阴影线的区域表示。在图上，(RB,αB)和(RE,αE)分别是文件的起始位置和结束位置。虚线6＇表示扫描点6可以移动的范围。在本例中，在要被读或写的文件的起始位置(RB,αB)达到范围6＇之前，信息载体应当旋转0.75圈。在每秒23圈的速度的情况下，这相应于32毫秒的旋转执行时间。按照本发明的装置现在提供旋转执行时间的减小，在读和/或写连续文件期间，信息载体按照扫描方式被扫描，在该模式下，扫描点以第一径向方向从一个轨道移动到另一个轨道和以与第一径向方向相反的方向从一个轨道移动到另一个轨道。在这种情况下，在读和/或写期间，对于每圈，扫描点6从一个轨道跳到更里面的轨道和从一个轨道跳到更外面的轨道。扫描点6相对于信息载体1沿着路径a-1行进。
图3B显示，在按照本发明的方法的情况下，在扫描点的径向坐标(R)与由信息载体横截的角度(α)之间的关系。垂直轴代表扫描点6相对于轴3的径向位置R，径向坐标的单位是轨道节距。水平轴代表由信息载体与路径的起始段横截的角度。角度(α)的单位是信息载体1的一圈。在本例中，路径在径向坐标RB+0.25处开始。现在扫描点6具有与包含要被读出的文件的信息的轨道2相一致的径向位置。随后，扫描点6以正比于信息载体旋转的角速度的速度以径向方向R移动，这样，扫描点6沿着轨道2行进。在信息载体1横截一个角度αB以后，扫描点从具有径向坐标RB+1的位置b跳到具有径向坐标RB的位置c。扫描点现在从起始位置沿着轨道2走过信息载体的0.25圈，径向位置数值R正比于角度增加，直至角度变为等于0为止，然后，扫描点从具有径向坐标RB+0.25的位置d跳到具有径向坐标RB+1.25的位置e。在信息载体的下一圈期间，扫描点6沿着路径e-f-g-h-i移动,与在第一圈期间沿着a-b-c-d-e移动相同。在信息载体旋转2圈(α=2)以后，扫描点6到达具有径向坐标RB+2.25的位置i。现在，扫描点再次走过轨道2，直至与信息载体1横截的角度是2+αE(位置j)为止。然后，达到要被读数的文件的结束点。现在余下的是从位置(RB+2.2,αB(模1))延伸到位置(RB+2.25,3(模1))的轨道。在从位置j(α=2+αB)延伸到位置k(α=2+αB)的旋转期间，不可能读出先前没有读出的任何文件信息。在进行所述旋转的时间间隔内，扫描点6移动到径向位置RB+2。这可以步进地，也可以逐渐地实行。在从α=2+αB到α=3的旋转期间，扫描点从位置RB+2移动到RB+2.25，以及文件的其余部分(从位置k到位置1)被读出或写入。在这种情况下，如果信息载体取角度α=αB，则实行向内跳动，以及如果信息载体取角度α+=0，则实行向外跳动，而同时实行程序步骤52-55。
图3C显示用来读出或写入的文件的传统的方法。在这种情况下，暂缓进行读或写，直至信息载体1被旋转到角度αB为止，在此后，扫描点遵循连续的螺旋轨道2，从起始位置(RB,αB)到结束位置(RE,αE)。对于传统方法，执行时间相应于0.75圈的持续时间。对于按照本发明的方法，在这种情况下，执行时间相应于0.25圈的持续时间。
为了简明起见，此前假定，到相邻的轨道的跳动是瞬时实行的，以及信息载体1可被刻写，或在跳动后立即被读出。实际上，信息载体1在跳动到另一个轨道期间也旋转，以及用于处理要被读出的信号的、和用于产生要被写入的信号的装置的初始化会花费时间。这是在图3D上显示的。图3D表示在给出读或写命令的时刻，信息载体1相对于换能器5的取向。在信息载体1上由扫描点走过的路径m-t被显示为虚线。相应于路径m-t的点的角度在括号中给出。假定在每个跳动和随后的初始化期间，信息载体1横截一个角度△。路径在被分配给要被读出或写入的文件的、和位于扫描点的范围6＇中的最里面的轨道处开始。现在扫描点6遵循这条轨道从点m到点n。信息载体1然后横截一个角度α=αB-△，然后向内跳动一个轨道。当信息载体横截一个角度αB时，在跳动后和在初始化后，可以进行文件的读或写。现在扫描点到达被分配给文件的信息载体1的部分的区域的起始点(点o)。从这个点出发沿着轨道2行进，直至信息载体1走过一圈为止，因此取角度α+=0。然后，扫描点与点p相一致。随后，扫描点6向外跳动一个轨道到点q。在1+△圈以后，进行从这个轨道2的文件的读或写。沿着轨道2行进，直至达到被分配给文件的部分的结束点(点r)为止。然后，扫描点6再次向内跳动一个轨道2。在信息载体从1+αB-△圈数(点s)旋转到2+△圈数(点t)期间，这个轨道被读出或被刻写。在这种情况下，α-和α+的数值在每次程序步骤52-55被再次执行时被调整，以便允许在跳动和初始化所需要的时间期间旋转信息载体1。接连的α-数值然后是αB-△,αB-2△,αB-3△等，以及接连的α+数值然后是0,△,2△等。
图4A显示信息载体1，其轨道2被分成四个扇区S1-S4,每个扇区段具有一个标题2A。文件占用的信息载体1的部分以阴影线区域表示。互相相邻的轨道的扇区互相具有相同的切向边界。图4B显示从扫描点行进的路径。这条路径在第一轨道上的点u处从分配给文件的信息载体部分的轴3开始，以及在接收到读或写命令的时刻位于扫描点6＇的范围内。扫描点沿着这条路径行进到点u。信息载体1然后作出旋转αB圈，因此，取一个角度α=αB。随后，扫描点跳到被分配给文件的、最里面的轨道的点w。这条路径包含文件信息的起始点。当扫描点跳到轨道的标题2A，文件可被读出或写入，不会由于信息载体1在跳动期间旋转而被妨碍。扫描点沿着这条轨道行进到点x。然后，信息载体1进行旋转1圈，因此占用一个角度α+=0。扫描点以后向外方向跳动2个轨道(从点x到点y)和沿着这条轨道行进，直至进行旋转1+αB圈。扫描点6然后向内跳动一个轨道从点z到点aa，以及沿着这条轨道行进到点bb。然后，进行旋转2圈。
图5图形地表示在按照本发明的另一个方法的情况下，在扫描点的径向坐标(R)与由图3A所示的第一信息载体横截的角度(α)之间的关系。在这个方法中，实行图2所示的程序的程序步骤60-63。这导致扫描模式，在该扫描模式下，扫描点以第一径向方向移动一次，随后以第二径向方向逐渐移动。在读/写期间，扫描点被放置在图3A的信息载体的最外面轨道2的点i处，该信息载体被分配给文件(程序步骤60)。在此后，扫描点沿着轨道2走过路径i-j，点j是文件的结束点(RE,αE)(程序步骤61)。随后，扫描点从至今遵循的轨道2上的点j移动到在更里面的轨道上的点c(程序步骤62)。点c也是文件的起始点(RB,αB)。在扫描点到达点c以后，随后顺序地沿着连续的螺旋轨道2行进，直至文件的其余部分被读或写(程序步骤63)。扫描点然后以相反的第二径向方向逐渐移动。
图6A和6B显示这种用于具有互相同心的分开的轨道的信息载体1的方法。在程序步骤60，扫描点被放置在最外面的轨道上的点cc，它形成文件的一部分。在程序步骤61，沿这条轨道到点dd。在这个程序步骤62，扫描点从点dd沿着轨道2行进，直至到位于更里面的轨道上的点ee为止。随后，在程序步骤63，文件被顺序地读/写，扫描点沿着路径ee-ff-gg-hh-ii-jj行进。然后，扫描点以相反的第二径向方向逐渐移动。

Claims (7)

1．扫描旋转的信息载体(1)的方法，该信息载体具有用于记录信息的、互相几乎平行的轨道(2)，在该方法中，产生一个表示信息载体的扫描点的位置的信号(1d)，信息载体(1)围绕一个轴(3)旋转，以及扫描点(6)以相对于轴的径向方向移动，该方法包括扫描模式，在该模式下，在读和/或写连续的文件期间，扫描点(6)以第一径向从一个轨道移动到另一个轨道和以与第一径向相反的方向从一个轨道移动到另一个轨道。
2．权利要求1中要求的方法，其特征在于，在所述模式下，扫描点以第一径向方向移动一次，以及随后以第二径向方向逐渐地移动。
3．权利要求1中要求的方法，其特征在于，在每次旋转期间，扫描点以第一径向方向从一个轨道跳到另一个轨道，以及以第二径向方向从一个轨道跳到另一个轨道。
4．权利要求3中要求的方法，其特征在于，信息载体的轨道被分成具有标题(2A)的扇区(S1-S4)，互相相邻的轨道的扇区互相具有相同的切向边界，以及在扫描点(6)位于标题上时，实行从一个轨道跳到另一个轨道。
5．用于扫描旋转的信息载体(1)的装置，该信息载体具有用于记录信息的、互相几乎平行的轨道(2)，该装置包括换能器(5)，用于扫描信息载体和产生一个表示信息载体的、被换能器扫描的扫描点(6)的位置的位置信号(1d)，用于把信息载体围绕一个轴(3)旋转的装置(4)，以及用于以相对于轴的径向方向移动扫描点(6)的装置(7-12)，其特征在于，
该装置具有扫描模式，在该模式下，在读和/或写连续的文件期间，扫描点(6)以第一径向从一个轨道移动到另一个轨道和以与第一径向相反的方向从一个轨道移动到另一个轨道。
6．权利要求5中要求的装置，其特征在于，装置具有被耦合到换能器(5)的缓存器(13,14)。
7．权利要求5中要求的装置，其特征在于，用于相对于轴径向地移动扫描点的装置包括粗定位装置(7,10,11)和细定位装置(8)，跳动到相邻的轨道是由细定位装置实行的。
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