DE2522405C2 - Optisches Mehrkanal-Plattenspeichersystem zum Speichern von digitaler Information - Google Patents
Optisches Mehrkanal-Plattenspeichersystem zum Speichern von digitaler InformationInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Speichersystem zum gleichzeitigen oder wahlfreien
Speichern von digitaler Information in mehreren Datenblockkanälen in einer rotierenden Speicherplatte,
über die ein Lichtstrahl geführt wird.
Es sind bereits digitale Speichersysteme bekannt, die die hohe Speicherdichte, die mit optischen Methoden
erreichbar ist, ausnutzen. Zum Beispiel wird in der US-PS 36 24 284 die photographische Aufzeichnung
digitaler Information und ein Abspielsystem einschließlich eines optischen Scanners beschrieben. Der Scanner
dieses Systems lenkt einen Lichtstrahl in zwei Dimensionen so ab, daß die Daten in Form einer Spirale
auf einer feststehenden Platte aufgezeichnet werden. Dieses System besitzt jedoch die folgenden Nachteile:
Es können nicht die extrem hohen Speicherdichten, die bei der optischen Aufzeichnung prinzipiell möglich sind, erreicht werden, da der Lichtstrahl beim Wiedergewinnen der Daten dadurch entlang der Datenspirale geführt wird, daß durch den Scanner abwechselnd die rechte und die linke Hälfte der Datenspur abgetastet wird. Weiterhin besitzt dieses System keinen wahlfreien Zugriff zur gespeicherten Information, da der Scanner an die Spirale, in der die Daten aufgezeichnet sind, gebunden ist. ·
Es können nicht die extrem hohen Speicherdichten, die bei der optischen Aufzeichnung prinzipiell möglich sind, erreicht werden, da der Lichtstrahl beim Wiedergewinnen der Daten dadurch entlang der Datenspirale geführt wird, daß durch den Scanner abwechselnd die rechte und die linke Hälfte der Datenspur abgetastet wird. Weiterhin besitzt dieses System keinen wahlfreien Zugriff zur gespeicherten Information, da der Scanner an die Spirale, in der die Daten aufgezeichnet sind, gebunden ist. ·
Des weiteren sind Speichersysteme bekannt, bei denen Informationen mit optischen Mitteln auf einer
rotierenden Platte gespeichert werden, z. B. das in der
Philips Technischen Rundschau, Band 33, Seiten 190-192 (1973/74) beschriebene » VLP«-System.
Hierbei muß das Objektiv, das den Lichtstrahl beim Speichern wie beim Wiedergewinnen der Information
auf die Speicherebene fokussiert, in radialer Richtung durch ein mechanisches System über die Platte geführt
werden. Ferner muß die Datenspur eine ausgeprägte Struktur senkrecht zur radialen Richtung besitzen,
damit von dieser Struktur ein Regelsigna! fur die Steuerung des Objektives in radialer Richtung abgeleitet
werden kann. Die Daten werden deshalb in analoger Form gespeichert Dadurch ist die Speicherdichte und
die Qualität des Signals, das beim Abspielen wiedergewonnen
wird, begrenzt Weiterhin ist zur Führung des Lichtstrahls auf der Datenspur beim Wiedergewinnen
der Information ein positionsempfindlicher Detektor bzw. sind mehrere Detektoren erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei Speichersystemen der eingangs genannten Art bei hoher Speicherdichte 2η
und Speicherkapazität einen schnellen wahlfreien Zugriff zur gespeicherten Information zu gestatten und
dabei eine genaue Führungskontrolle des Lichtstrahls zu ermöglichen.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die digitale Information eines jeden Datenblockkanals punktweise
entlang einer in der Länge begrenzten Spiralspur gespeichert ist, jedem Datenblockkanal eine konzentrische
Führungsspur zugeordnet ist, der fokussierte Lichtstrahl zur optischen Adressierung abwechselnd auf
beiden Spuren richtbar ist und Ablenksysteme vorgesehen sind, mit denen der den Spiralspuren folgende
Lichtstrahl während der Unterbrechungen der Spiralspuren kurzzeitig auf die Führungsspuren gerichtet
wird, und ein Detektorsystem den Lichtstrahl entnimmt. womit aus den gemessenen radialen Abweichungen der
bewegten Plane Regelsignale durch die Ablenksysteme zum Ausgleich ungewollter Bewegungen der spiralförmigen
Spuren abgeleitet werden.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß keine positionsempfindlichen Detektorsysteme notwendig
sind und zwischen den Datenspuren kein ungenutzter Zwischenraum vorhanden und trotzdem die Kontrolle
der Lichtstrahlführung verbesser; ist.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Es zeigt
F i g. 1 einen Sektorausschnitt aus der Speicherplaue,
der die Aufteilung der Speicherfläche in mehrere Daienblockkanäle zeigt,
Fig. la eine Ausschnittvergrößerung der Speicherfläche
dreier benachbarter Datenblockkanäle, die die Aufteilung eines Datenblockkanals in konzentrische
Führungsspur und spiralförmige Datenspur zeigt.
Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Führungsspur und
Datenspur eines Datenblockkanals, der die Organisation der Datenspur und das Abtasten der Führungsspur
zeigt,
F i g. 3 einen Blockaufbau des Speichersystems zur digitalen optischen Datenaufzeichnung und -wiedergewinnung,
F i g. 4 eine Ansicht der Speicherplatte von unten, die die Justageplatten der Abbildungsobjektive bei Datenblockkanalgruppen
zeigt.
Die Speicherplatte SP kann z. B. aus einer Glassubstratplatte von 40 cm 0 und 1,5 cm Dicke bestehen, auf
die das Speichermaterial in Form einer dünnen Metalloder Kunststoffschicht aufgebracht ist. Es ist bekannt,
daß in solchen Schichten mit einem fokussierten Lichtstrahl lokal ein Lcch eingebrannt oder lokal die
Absorption oder Reflex.on verändert werden kann. In einer weiteren Ausführungsform kann die Speicherschicht
aus einer dünnen magnetooptischen Schicht bestehen, in der durch Erwärmung mittels des
fckussierten Lichtstrahls und unter gleichzeitiger Einwirkung eines angelegten Magnetfeldes magnetische
Domänen umgeschaltet werden können. Im Prinzip kann jede durch den Lichtstrahl bewirkte
physikalische oder materielle Änderung des Speichermaterials verwendet werden, sofern diese Änderungen
örtlich und von Dauer sind.
Es ist bekannt, daß in Wismutfilmen von etwa 400 Ä Dicke mit einem fokussierten Lichtstrahl bei Zuführung
von 10 n] Energie Löcher von ca. 1 Mikrometer Durchmesser eingebrannt werden können. Bei einer
Aufzeichnungsdauer von 2 Mikrosekunden entspricht das einer Lichtleistung von 5 mW pro Informationsspur.
Die Speicherplatte wird in dem hier vorgeschlagenen System in konzentrische Speicherbereiche unterteilt, die
jeweils die Information eines Nachrichtenblocks aufnehmen können und im folgenden als Kanäle bezeichnet
werden. Ein Sektorausschnitt der Speicherplatte is; in Fig. 1 dargestellt. Die Information wird in jedem Kanal
auf einer Spirale, die als Datenspirale DS des Kanals K bezeichnet wird, aufgezeichnet. Zusätzlich befindet sich
in jedem Kanal K noch eine konzentrische Spur, die als
Führungsspur FS für die Datenspirale des Kanals dient.
Die Aufteilung eines Kanals in Führungsspur und Datenspirale ist in Fig. la gezeigt. Die Führungsspur
FS kann beispielsweise durch einen in die Platte eingebrannten Graben verwirklicht werden. Auf der
Datenspirale DS werden die zu speichernden Informationen
in Unterblöcken UB zu 128 bits gespeichert. Jeder Unterblock kann mit einem Clockbit und
mehreren Indexbus beginnen, die zum Steuern der Plattendrehzahl i:nd /um Auffinden der Daten verwendet
werden. Zwischen den Unterblöcken ist 'n der Datenspirale L'in freier Raum angeordnet, der dein
Platzbedarf von mehreren Informationsbits entspricht. Die Zeitspanne, in der sich dieser freie Raum am
Schreib- bzw. Lesestrahl vorbeibewegt. wird benutzt um die Fühlungsspur FS abzutasten und damit
Regelsignale zu gewinnen, um kleine Abweichungen der Speicherplatte in radialer Richtung durch kleine
Nachführbewegungen der Abbildungsoptik zu korrigieren. F i g. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Führung;.- und
Datenspur FS bzw. DSeines Kanals.
Bei einem mittleren Durchmesser von 33 cm der Speicherplatte beträgt die Länge der Datenspirale. die
bei einem Umlauf der Platte vom Lichtstrahl abgetastet werden kann, ungefähr 100 cm. Bei einem mittleren
Bitabsland von 2 Mikrometern haben also 500 kbit auf einem Umlauf Platz. Falls eine Datenspirale aus 2000
Umläufen besteht, beträgt die Speicherkapazität eines Kanals 1 Gbit. Bei einer Steigung der Datenspirale von
2 Mikrometern beträgt der radiale Platzbedarf 4 mm. Zum radialen Platzbedarf für den genannten Speicherkanal
kommt noch der Platzbedarf fü.· die Führungsspur und die Sicherheitsabstände zwischen Führungsspur
und Datenspirale sowie zwischen den einzelnen Kanälen hinzu. Die Sicherheitsabstände sind wesentlich
dadurch bestimmt, wie reproduzierbar die Platte auf das Plattengerät bei geringem mechanischen Aufwand bei
der Ausführung der Plattenaufnahme aufgesetzt werden kann und wie reproduzierbar die Informationen mit
verschiedenen Geräten aufgebracht werden können, so daß die gespeicherten Informationen auch auf anderen
Geräten der gleichen Bauart wiedergewonnen werden können. Es wird daher für den gesamten Sicherheitsabstand
1,5 Millimeter als radialer Platzbedarf eingesetzt. Auf einer Speicherplatte mit 40 Zentimeter Durchmesser
können deshalb beispielsweise 16 Kanäle bzw. Nachrichtenblöcke untergebracht werden, die einen
radialen Platzbedarf von 8,8 Zentimetern haben.
Die gesamte Speicherkapazität eines 16-KanaIsystems
beträgt dann 16 Gbit. Die Datenrate dieses Speichersystems ist durch die Umdrehungszahl der
Platte pro Zeiteinheit bestimmt. Bei 60 Umdrehungen pro Minute beträgt die Datenrate 500 kbit pro Sekunde,
falls die Daten in den Kanälen nacheinander gespeichert bzw. aus den Kanälen nacheinander wiedergewonnen
werden. Werden dagegen in einer Ausführungsform mit 16 Kanäle alle 16 Kanäle parallel betrieben, so beträgt
die Datenrate 8 Mbit pro Sekunde.
Das optische System besteht aus mehreren baugleichen Gruppen. Eine Gruppe kann beispielsweise
mehrere Datenblockkanäle umfassen. Das optische System dafür ist in F i g. 3 dargestellt. Alle Datenblockkanäle
einer Gruppe haben eine Lichtquelle 1 und einen ersten schnellen digitalen Lichtablenker 2 gemeinsam,
der von einer Umschaltstufe (29) gesteuert wird. Durch den Strahlteiler 4 wird der Strahlengang 6 in so viele
identische Strahlengänge 6' aufgespalten, wie eine Kanalgruppe Kanäle besitzt. Im folgenden werden
diejenigen Komponenten aufgeführt, die der Lichtstrahl weiterhin durchläuft: Das sind ein zweiter schneller
digitaler Lichtablenker 5. eine Strahlaufweitungsoptik 7,
ein Prisma 8, ein im Vergleich zu den schnellen Lichtablenkern langsamer Lichtablenker 9, der den
Lichtstrahl mit Hilfe eines piezoelektrisch oder elektrodynamisch gesteuerten Spiegels 9' ablenkt, ein
aus einem Spiegel-Prisma bestehender Slrahlenteilerwürfel 10 und ein Abbildungsobjektiv 14. Die schnellen
Lichtablenker können in bekannter Weise durch einen digitalen elektrooptischen Lichtablenker. wie er z. B. in
Physics Lette Band 12. S. 205-206 (1964) beschrieben wurde, oder durch einen akustooptischen Lichlablenker,
wie er 7 B in IFFF Trandactions.
Die Stufe des zweiten schnellen Lichtablenkers 5 gestattet es. den Lichtstrahl zwischen zwei Strahlrichtungen
schnell hin und her zu schalten. Diese beiden Strahlrichtungen entsprechen zwei halbüberlappenden
Brennfleckpositionen auf der Speicherplatte 2Z Die von der Umschaltstufe 29 der Dateneingabe 30 gesteuerte
Stufe 5 des /weiten schnellen Lichtablenkers hat zwei Funktionen. Sie kann erstens den Lichtstrahl 6' auf zwei
räumlich völlig getrennte Lichtwege schalten. Der eine Lichtweg wird im folgenden als Kontrollstrahlengang
und ein Lichtstrahl, der diesen Weg durchlaufen hat als Kontrollstrahl Sa bezeichnet, der andere Lichtweg wird
als Datenstrahlengang und ein Lichtstrahl, der diesen Lichtweg durchlaufen hat als Datenstrahl Sb bezeichnet.
Zweitens wird durch sie die Intensität des Datenstrahls Sb moduliert indem der Lichtstrahl
entweder auf den Datenstrahlengang oder auf den Kontrollstrahlengang geschaltet wird Im Kontrollstrahlengang
befindet sich ein Absorptionsfilter 24, das den Lichtstrahl so weit abschwächt daß die Intensität nicht
mehr ausreicht den Informationszustand der Speicherschicht 23 zu ändern. In einer Optik 7 werden beide
Strahlen Sa und Sb aufgeweitet und durch das nachfolgende Prisma 8 werden Kontrollstrahlengang
und Datenstrahlengang parallel gemacht Der Kontrollstrahl Sa wird durch einen Strahlenteilerwürfel 10
aufgespalten. Ein Teilstrahl 6a'wird durch das Objektiv 14 auf die Speicherschicht 23 der Speicherplatte 22
fokussiert. Durch ihn wird die Führungsspur eines jeden Datenblockkanals abgetastet. Der zweite Teilstrahl Sa"
wird durch ein Objektiv 11 auf eine Maske 12, hinter der sich eine Detektoranordnung 13 befindet, abgebildet.
Der Datenstrahl 60 fällt auf den langsamen Spiegelablenker
9. Dieser Spiegelablenker ist so ausgelegt, daß er z. B. 2000 Richtungen ansteuern kann. Diese Strahlrichtungen
werden durch das Objektiv 14 in 2000
to Brennfleckpositionen auf der Speicherschicht 23 abgebildet. Ein Teil des Datenstrahls Sb" wird durch den
Strahlenteilerwürfel 10 auch in das Objektiv 11 umgelenkt, so daß der Datenstrahl ebenfalls auf die
Maske 12 abgebildet wird.
Die möglichen Positionen des Datenstrahls 6a und die Position des Führungsstrahls Sb werden auf einem
Musler, z. B. einem Lochraster, in der Maske 12 miteinander verglichen. Dadurch werden erstens eine
feste Beziehung zwischen Führungsstrahlrichtung und Datenstrahlrichtung hergestellt und zweitens die Steigung
der Datenspirale durch eine Periode des Musters der Maske 12 festgelegt. Eine elektronische Regeleinheit
26 steuert den Lichtablenker 9 mit den Referenzsignalen der Detektoranordnung 13. Die Maske 12, das
Detektorsystem 13 und die Regeleinheit 26 für den langsamen Lichtablenker 9 werden zu einer Einheit
zusammengefaßt und im folgenden als optische Meßplatte 12' bezeichnet.
Der Lichtablenker 9 kann beispielsweise mit einer Sägezahnspannung angesteuert werden, so daß der
abgelenkte Lichtstrahl frei zur nächsten Rasterposition auf der Maske 12 geführt wird und daß er dort dann
exakt auf die Rasterposition eingefangen wird.
Jede Rasterposition wird mit einer Umdrehung der durch einen Motor M angetriebenen Speicherplatte 22
korreliert Die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Steigung der Datenspirale wird durch die optische
Meßplatte 12' erreicht. Da alle Datenblockkanäle einer Gruppe die Achse des Lichtablenkers 9 und den
Strahlenteiler 10 gemeinsam haben, wird die optische Meßplatte 12' nur einmal pro Kanalgruppe benötigt.
Die Lichtquelle 1. die Lichtablenksysteme 2, 5, 9 und die dazugehörige Optik befinden sich auf einer
Grundplatte 32. Man muß jedoch davon ausgehen, daß die Speicherplatte 22 bezüglich dieser Grundplatte
kleine Bewegungen in radialer und vertikaler Richtung ausführt. Die Bewegungen der Speicherplatte 22 in
radialer Richtung werden durch kleine Verschiebungen des Objektivs 14 in radialer Richtung ausgeglichen. Die
so Radialbewegung der Speicherplatte 22 wird in jedem Kanal durch den Kontrollstrahl Sb erfaßt Durch diesen
wird in bestimmten Zeiiabsiänden mii Hilfe der Stufe
des ersten schnellen Lichtablenkers 2 die Führungsspur FS rechts und links des jeweiligen Datenblockkanals
(DS) abgetastet Aus einem sich daraus ergebenden Differenzsignal wird abgeleitet nach welcher Seite der
Führungsspur der Kontrollstrahl ausgewandert ist Im eingeregelten Fall ist das Differenzsignal Null. Mit dem
Differenzsignal wird eine Piezosäule 17 angesteuert mit
ω der das Objektiv 14 jedes Kanals in radialer Richtung
verschoben wird.
Die kleinen Bewegungen der Speicherplatte in vertikaler Richtung werden für alle Objektive 14 einer
Datenblockkanalgruppe (GR) gemeinsam ausgeregelt
Sie sind dazu alle auf einer einzigen Platte P/befestigt (Fig.4). Diese Abstandsregelung ist notwendig, da die
Objektive 14 bei einer Auflösung von 2000 Spuren mit einem Spurabstand von 2 Mikrometern nur eine
Schärfentiefe von wenigen Mikrometern besitzen. Die gemeinsame Regelung für die Objektive einer Kanalgruppe
ist möglich, da die Trägerplatte der Speicherschicht 23 auf zwei Interferenzringe über Bereiche von
ca. 20 cm Durchmesser eben poliert werden kann und die mechanische Durchbiegung einer 1,5 cm dicken
Glasträgerplatte auf einer Länge von 20 cm weniger als einen Mikrometer beträgt. Zur Abstandsregelung kann
das bekannte Kapazitätsprinzip verwendet werden, das z. B. in der Philips Technischen Rundschau Band 33,
Seiten 202—205 (1973/74) beschrieben ist.
Dazu werden beispielsweise pro Kanalgruppe drei Kapazitäten gemessen, von denen sich eine auf einem
inneren Kreis (19) und zwei auf einem äußeren Kreis (18, 18') befinden. Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf die
Speicherschicht und die Montage der Objektive 14 auf einer Platte Pl, die mit Meßkapazitäten den Abstand zur
Speicherschicht 23 abtastet. Die schraffierten Ringflächen RFund RF'am äußeren und inneren Umfang sind
metallisiert und stellen je eine Platte der Meßkondensatoren 18, 18', 19 dar. Jede Kapazität besitzt ein
Abstandsregelsystem 27, durch das je eine Piezosäule 15, 16, die auf der optischen Grundplatte montiert ist,
angesteuert wird (F i g. 3).
Jeder Datenblockkanal benötigt nur einen feststehenden, ortsunempfindlichen Detektor 21. Dieser ist
entweder hinter der Speicherschicht, falls in Transmission oder vor der Speicherschicht angebracht, falls in
Reflexion ausgelesen wird. Beim Auslesen in Reflexion wird der Spiegel 9' des langsamen Lichtablenkers 9
durch einen Strahlenteilerwürfel ersetzt. Vor dem Detektor 21 befindet sich eine Linse 20, die das Licht,
das von der Speicherschicht 23 reflektiert oder transmittiert wird, sammelt.
Nach dem Auflegen einer unbeschriebenen Speicherplatte 22 wird jede Objektivgruppe 14'. bestehend aus
den Objektiven 14 durch das Abtastregelsystem 27 auf einen vorgegebenen Abstand zur Speicherschicht
gebracht, der durch die Kapazitäten 18,18', 19 bestimmt ist. Jetzt wird der langsame Lichtablenker 9 so
eingestellt, daß der Lichtstrahl in die durch den Führungsstrahl 6a'gegebene Richtung abgelenkt wird.
Diese Einstellung wird durch die optische Meßplatte 12' lcontrolliert Daraufhin wird mit Hilfe des Datenstrahls
6b' eine konzentrische Führungsspur FS in die Speicherschicht 23 eingeschrieben. Jetzt wird die
spiralförmige Datenspur DS geschrieben. Dazu wird der
Teilstrahl 60" des durch den Lichtablenker 9 abgelenkten Datenstrahls 6b auf den ersten Rasterpunkt der
optischen Meßplatte 12' gesetzt und mit dem Teilstrahl 6b' der erste Datenblock geschrieben. Darauf wird
durch die Stufe des schnellen Lichtablenkers 5 vom Datenstrahl 66 auf den Führungsstrahl 6a umgeschaltet.
Durch die Stufe des Lichtablenkers 2 wird die Führungsspur FSmit zwei halbüberlappenden Punktpositionen
abgetastet und durch das Justiersystem 28 eventuelle Schwankungen der Speicherplatte in radialer
Richtung ausgeregelt. Bereits vor Beginn des nächsten Datenunterblocks wird auf den Datenstrahlengang
zurückgeschaltet und der nächste Datenunterblock geschrieben. Die Organisation der Daten sowie das
Abtasten der Führungsspur FS ist in F i g. 2 dargestellt.
Beim Lesevorgang wird jedes Objektiv 14 durch den
Führungsstrahl 6a bezüglich der Führungsspur seines Datenblockkanals justiert. Durch den Lichtablenker 9
wird eine bestimmte Umdrehung der Datenspirale DS adressiert und über die optische Meßlatte 12' kontrolliert.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Speicherplatte wird mit Hilfe der Synchronisalionsbits der
Datenspirale geregelt, die von der Datenausgabe 31 abgeleitet einer Synchronisationsstufe 25 zugeleitet
werden. Mit Hilfe der Synchronisationsbits wird auch ein Taktgeber C/gesteuert, durch den jeweils innerhalb
eines Datenunterblocks ZB die Taktimpulse für das Auslesen der Bits geliefert werden. Für das Auffinden
der Daten in der angesteuerten Umdrehung der Datenspirale DS werden die Indexbits der Datenspirale
verwendet. Die Zugriffszeit zu einer bestimmten Umdrehung der Datenspirale ist durch die Zugriffszeit
des Lichtablenkers 9 bestimmt und liegt im Bereich von Millisekunden. Die Zugriffszeit zu einem Datenunterblock
ist durch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Speicherplatte bestimmt. Bei einer Geschwindigkeit
von 1 Umdrehung pro Sekunde beträgt sie etwa 1 Sekunde. Im Vergleich dazu ist die Zugriffszeit des
Lichtablenkers zu vernachlässigen.
Das an den Datenbits reflektierte oder von den Datenbits transmittierte Licht wird durch den feststehenden
Detektor 21 gemessen, und dessen resultierende Ausgangsspannungen die Datenausgabe 31 und Justierstufe
(28) für die Führungsspur steuern. Die Empfindlichkeit bekannter optischer Detektionssysteme liegt im
Bereich von 10-10 bis ΙΟ-12 Wattsec/bit. Das entspricht
bei einer Lesezeit von 2 Mikrosekunden einer Lichtleistung am Detektor von 5,10-5 bis 5,10~7 Watt/Kanal.
Bei einem Wirkungsgrad von 50% des verwendeten Speichermaterials entspricht das einer Lichtleistung von
10-4 bis 10~6 Watt/Kanal vor dem Speichermaterial.
Diese Leistung liegt um den Faktor 50 bis 5000 unter der Leistung, die für den Einschreibvorgang benötigt wird.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
130215/259
Claims (15)
1. Optisches Speichersystem zum gleichzeitigen oder wahlfreien Speichern von digitaler Information
in mehreren Dalenblockkanälen in einer rotierenden Speicherplatte, über die ein Lichtstrahl geführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Information eines jeden Datenblockkanals (K)
punktweise entlang einer in der Länge begrenzten Spiralspur (DS) gespeichert ist, jedem Datenblockkanal
(K) eine konzentrische Führungsspur (FS) zugeordnet ist, der fokussierte Lichtstrahl zur
optischen Adressierung abwechselnd auf beide Spuren (DS, FS) richtbar ist und Ablenksysteme (2,5,
9) vorgesehen sind, mit denen der den Spiralspuren folgende Lichtstrahl während der Unterbrechungen
der Spiralspuren (DS) kurzzeitig auf die Fahrungsspuren (FS) gerichtet wird, und ein Detektorsystem
(21) den Lichtstrahl entnimmt, womit aus den gemessenen radialen Abweichungen der bewegten
Platte Regelsignale durch die Ablenksysteme zum Ausgleich ungewollter Bewegungen der spiralförmigen
Spuren (DS) abgeleitet werden.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speicherplatte mit einer dünnen
Speicherschicht aus Kunststoff oder Metall verwendet ist, in die in Abhängigkeit von den Daten Löcher
eingebrannt werden.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherplatte eine magnetooptische
Speicherschicht hat.
4. System nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Datenblock mit einem Clockbit beginnt, wobei aus dem Vergleich der zeitlichen Folge der Clockbits mit
den Taktimpulsen eines Taktgebers (Cl) ein Regelsignal abgeleitet wird, durch das die Umlaufgeschwindigkeit
der Platte (22) nachgeregelt wird.
5. System nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionen
des auf die Datenblöcke gerichteten Lichtstrahls zu der Position des auf die Führungsspur gerichteten
Kontrollslrahls optisch beglichen werden und daraus ein fester Bezug zwischen Führungsspur (FS)
und Datenspur (DS)abgeleitet wird.
6. System nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtstrahlablenksystem
aus einem langsamen, analog gesteuerten Lichtablenker (9) und einem schnellen digitalen Lichtablenker (5) besteht, mit dem der
Lichtstrahl zusätzlich zur analogen Ablenkung schrittweise schnell ablenkbar ist.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß der digitale Lichtablenker (5) ein elektrooptischen
Ablenkerist.
8. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der schnelle Ablenker ein akustooptischer
Ablenkerist.
9. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der schnelle Lichtablenker (5) den Daten-
(6b) und den Kontrollstrahl (6a) steuert, sowie den Datenstrahl moduliert.
10. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl auf zwei räumlich
getrennten Strahlengängen für den Kontrollstrahl der Führungsspur (6a) und für den Datenstrahl (60,)
geführt wird, wobei der Kontrollstrahlengang durch die räumliche Anordnung der Spiegel-Prismen (12)
fest vorgegeben ist, und der schnelle Lichtablenker (5) vom Kontrollstrahlengang auf den Datenstrahlengang
umschaltet.
11. System nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der langsame Lichtablenker (9) aus einem piezoelektrisch oder elektrodynamisch gesteuerten
Spiegel (9') besteht, dessen Ablenkstellung dadurch geprüft wird, daß ein vom Spiegel (9')
reflektierter Lichtstrahl auf eine feste optische Maske (12) projiziert wird, hinter der ein oder
mehrere Photodetektoren (13) angeordnet sind, von denen photoelektronische Meßsignale abgeleitet
werden, mit denen die Stellung des Spiegels (9') kontrolliert wird.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum wahlfreien Zugriff zu jeder
beliebigen Spur der über die Meßplatte (12') kontrollierte langsame Lichtablenker (9) den Lichtstrahl
steuert.
13. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der langsame Lichtablenker (9) so angeordnet ist, daß er für eine Gruppe (GR) von
Datfrnblockkanälen gemeinsam verwendet ist und nur jeweils eine optische Vergleichsvorrichtung für
die Gruppe vorgesehen ist (F i g. 4).
14. System nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auslesen
der Information jedes Datenblockkanals (1 ...) ein feststehender optischer Detektor (21) für
Transmissions- oder Reflexionslicht von der Platte (22) verwendet wird.
15. System nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen
Bewegungen der Speicherplatte (22) durch eine radiale piezoelektrische Steuerung (18, 19) der auf
die Speicherplatte (22) gerichteten fokussierenden Objektive (14) ausgeglichen werden.
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DE3151158C2 (de) | Optisches Informationslesegerät |
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