DE2611617C2 - Elektrisch gesteuerte Einstellvorrichtung für einen digital und analog ablenkgesteuerten Lichtstrahl - Google Patents

Elektrisch gesteuerte Einstellvorrichtung für einen digital und analog ablenkgesteuerten Lichtstrahl

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DE2611617C2
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Johann Ing.(grad.) 2085 Quickborn Krüger
Rüdiger Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 2080 Pinneberg Pepperl
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    • G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only

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Description

— daß zur Erzeugung der ersten Datenspirale ein in einer definierten festen Stellung positionierbares piezoelektrisches Stellglied (PS') mit kleinem Hub und radial nach innen gerichteter Kraft ein Lichtablenkelement (V,, O, ES) bei Generierung der ersten Führungsspirale verschiebt, wobei die Verschiebung des mit dem Lichtablenkelement (V\, O, ES) lose gekoppelten piezoelektrischen Stellgliedes (PS') gegen den Druck eines aus einem Lautsprecherantriebssystem (LSt) bestehenden Stellelements mit großem Hub erfolgt,
— daß das Stellelement mit großem Hub durch die Mitbewegung bei Generierung der ersten Führungsspirale die Parameter zur Eichung der Vorschubbewegung für die Generierung der übrigen Informationsspiralen übermittelt bekommt und diese zur Speicherung an eine Spurorganisationsstufe (SOS) übermittelt und
— daß für alle weiteren Informationsspiralen das Stellelement mit großem Hub, entkuppelt von dem piezoelektrischen Stellelement (PS') und unter Steuerung der Spurorganisationsstufe (SOS) den radialen Vorschub für alle übrigen Informationsspiralen vornimmt.
2. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtablenkelement ein in radialer Richtung über die Speicherplatte verschiebbares, die Lichtstrahlen aufnehmbarer. Objektiv ist.
3. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtablenkelement ein piezoelektrisch und elektrodynamisch gesteuerter Spiegel ist.
4. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement mit großem Hub mittels foto-elektrischer Signale gesteuert wird, die beim Springen des Lichtstrahls auf Führungssegmente (FSG, Fig. 1) des vorhergehenden Umlaufs der Spirale und durch deren Abtastung gewonnen werden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch gesteuerte Einstellvorrichtung für einen digital und analog ablenkgesteuerten Lichtstrahl, mit dem von Führungssegmenten unterbrochene Datenspiralen auf einer rotierenden Speicherplatte erzeugt und abgetastet werden.
Solche Vorrichtungen, beispielsweise aus der DE-OS 99 774 bekannt, werden bei optischen Verfahren zum Speichern und Wiedergewinnen digitaler Daten mit einer rotierenden Speicherplatte verwendet, wobei die Speicherschicht durch einen digital und analog ablenkgesteuerten Lichtstrahl in Abhängigkeit von Daten physikalisch veränderbar ist oder den Lichtstrahl ändert, die Daten in Form von Datenblöcken auf einer Spirale so angeordnet sind, daß sich zwischen den Datenblöcken abwechselnd ein kleines Führungssegment oder ein unbeschriebenes Segment Defindet, die Länge der in Winkelgraden gemessenen Einheit, S bestehend aus Datenblock und Führungssegment, und der weiteren Einheit, bestehend aus Datenblock und unbeschriebenem Segment, gleich groß ist, die Spirale in Sektoren eingeteilt wird, die nur Datenblöcke enthalten oder nur Führungssegmente bzw. unbeschriebene
ίο Segmente, in jedem Sektor mit Führungssegment der radiale Abstand zwischen diesen doppelt so groß ist wie der zwischen den Datenblöcken in jedem Sektor, und die Spirale durch den Lichtstrahl optisch adressiert wird, der auf die Spirale über ein Ablenksystem gesteuert
is wird, so daß er im wesentlichen der Spirale folgt
Eine radiale Verschiebung von optischen Ablenksystemen mittels elektromagnetischer Verstellglieder ist allgemein, z. B. aus der DE-OS 25 06 424, bekannt
Für die Erzielung einer hohen Speicherdichte ist die Steigung und damit die Steuerung des ersten Spiralumlaufs auf der Speicherplatte oder des jeweils ersten Spiralumlaufs eines Datenblocks, wenn die Speicherplatte in gesonderte Radialbereiche unterteilt werden soll, maßgebend, da eine Spurorganisationsstufe den Abstand des folgenden benachbarten Spiralumlaufs immer in bezug zu diesem vorangehenden Spiralumlauf bestimmt, d. h. hat der erste Spiralumlauf infolge einer groben Steuerung eine größere Neigung, hat die ganze Spirale eine größere Neigung bzw. kleinere Steigung, und die Speicherdichte ist erheblich verringert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrisch gesteuerte Einstellvorrichtung zum optischen Einschreiben und Lesen von Daten in rotierenden Speicherplatten zu schaffen, mit der eine extrem hohe Speicherdichte erzielt wird, und mit der die Steigung des ersten Umlaufs der Datenspirale, die im Bereich von ein bis zwei Mikron liegen soll, sehr genau eingehalten werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch,
daß zur Erzeugung der ersten Datenspirale ein in einer definierten festen Stellung positionierbares piezoelektrisches Stellglied mit kleinem Hub und radial nach innen gerichteter Kraft ein Lichtablenkelement bei Generierung der ersten Führungsspirale verschiebt, wobei die Verschiebung des mit dem Lichtablenkelement lose gekoppelten piezoelektrischen Stellgliedes gegen den Druck eines aus einem Lautsprecherantriebssystem bestehenden Stellelementes mit großem Hub erfolgt,
daß das Stellelement mit großem Hub durch die Mitbewegung bei Generierung der ersten Führungsspirale die Parameter zur Eichung der Vorschubbewegung für die Generierung der ( übrigen Informationsspiralen übermittelt bekommt und diese zur Speicherung an eine Spurorganisationsstufe übermittelt und
daß für alle weiteren Informationsspiralen das Stellelement mit großem Hub, entkuppelt von dem piezoelektrischen Stellelement und unter Steuerung der Spurorganisationsstufe den radialen Vorschub für alle übrigen Informationsspiralen vornimmt.
Diese Einstellvorrichtung hat den Vorteil, daß selbst bei sehr vielen Spiralumläufen immer nur der erste Spiralumlauf entsprechend gesteuert zu werden braucht, um die größtmögliche Dichte und Präzision der
weiteren Spiralwindungen zu erhalten.
Besonders vorteilhaft ist es, für den langsamen analogen Lichtablenker ein in radialer Richtung über die Speicherplatte verschiebbares, die Lichtstrahlen aufnehmendes Objektiv zu verwenden. Ferner kann als Stellelement mit kleinem Hub ein piezoelektrisch gesteuertes Stellelement vorgesehen werden, um eine hochpräzise Steuerung zu ermöglichen. Piezoelektrisehe Stellglieder sind u. a. aus der Funkschau von 1974, Heft 25, Band 46, Seiten 973—976, bekannt
Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele dar. Es zeigt
F i g. 1 eine Speicherplatte mit Spurenaufteilung zur Erläuterung,
F i g. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Einstellvorrichtung,
F i g. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Mehrfachanordnung von Lichtablenkern.
Nach F i g. 1 liegt die Speicherplatte SP auf einem rotierenden Plattenteller. Auf der Speicherplatte SP werden die digitalen Daten in Datenblöcken Dt ... auf einer Spirale Ds angeordnet Zwischen den Datenblökken entlang der Spirale ist abwechselnd ein unbeschriebenes Segment SG und ein Führungssegment FSG angeordnet. Das Führungssegment FSG kann eine glatte Spur sein. Unbeschriebenes Segment SG und Führungssegment FSG haben die gleiche Länge im Winkelgrad. Es ergibt sich die nachstehende periodische Anordnung auf der Spirale: ... - Datenblock A Führungssegment FSG — Datenblock Di — unbeschriebenes Segment SG — Datenblock Di —
Führungssegment FSG Die Speicherplatte wird in
Sektoren Si, S2... Ssunterteilt, wie angedeutet. In den Untersektoren FSi, FS2 ... FSn sind die Führungssegmente FSG und unbeschriebenen Segmente SG in alternierender Folge angeordnet wenn man sich auf einen Untersektor FSin radialer Richtung auf der Platte bewegt. Der radiale Abstand zwischen den Führungssegmenten FSG ist dabei doppelt so groß wie der zwischen den Datenspiralen DS.
Die Spirale beginnt mit einem Umlauf, der nur aus Führungssegmenten FSG' besteht und der so eingeteilt ist, daß er sich der oben erwähnten Periodizität anpaßt.
Die beschriebenen Spuren, d.h. Führungssegmente und Daten, werden mit einem optischen System eingeschrieben oder abgetastet, das aus einer Lichtquelle, einem schnellen digitalen Lichtablenker, der den Lichtstrahl von einem Spiralumlauf auf den benachbarten sprungartig abzulenken gestattet, und einem langsamen analogen Lichtablenker besteht, mit dem derselbe Lichtstrahl bzw. dieselben abgelenkten Lichtstrahlen längs der Spirale geführt werden.
Nach F i g. 2 besteht das langsame Lichtablenksystem zur Erzeugung des ersten Spiralumlaufs, ζ. Β. eines radialen Bereiches auf der Speicherplatte, aus einem in radialer Richtung verschiebbaren Objektiv O und einem den Lichtstrahl des schnellen Lichtablenkers aufnehmenden ebenen Spiegel ES, die mit einem Verschiebetisch V fest verbunden sind. Die Verschiebung des Objektives O über den gesamten radialen Speicherbereich erfolgt durch ein Lautsprechersystem LSi. Die Verschiebung zur Erzeugung der Steigung des ersten Umlaufs der Spirale wird mit einem piezoelektrischen Stellglied eines Lautsprechersystems LS2 vorgenommen. Piezoelektrische Stellglieder sind an sich bekannt,
z. B. aus Journal of Scientific Instruments Band 39, Seite 636/637, Jahrgang 1962, von J. V. Ramsay und E G. V. Mugridge beschrieben. Derartige Steilglieder liefern z. B. bei einer Spannung von 100 V lineare Verschiebungen von 1 Mikron.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn mit dem Einschreiben der Spirale auf einer noch unbeschriebenen Speicherplatte begonnen wird, wird die Trägerplatte des Verschiebetisches V mit dem
ίο unter Federdruck (F) stehenden piezoelektrischen Stellglied PS'durch das Lautsprechersystem LS2 gegen den Anschlag A gedrückt Gleichzeitig wird der Verschiebetisch V durch das Lautsprechersystem LSj gegen PS' gedrückt Dadurch entsteht eine spielfreie Kupplung zwischen piezoelektrischem Stellglied PS' und Verschiebetisch V, und der Fokus des vom ebenen Spiegel ES reflektierten Lichtstrahls, der durch das Objektiv O erzeugt wird, wird in eine bezüglich der Radialkoordinate definierte Anfangslage auf der Speicherfläche gebracht Der Strom in der Spule LS des Lautsprechersystems LSi ist so eingestellt, daß das piezoelektrische Stellglied PS'die Gegenkraft überwinden kann. Nun wird der Verschiebetisch V durch das piezoelektrische Stellglied während eines Umlaufs der Speicherplatte verschoben und die Steigung des ersten Umlaufs der Datenspirale durch das Einschreiben von Führungssegmenten auf der Speicherplatte erzeugt Nach dem ersten Umlauf wird die weitere Bewegung des Verschiebetisches V durch das Lautsprechersystem LSi bewirkt. Der konstante Abstand des nächsten Umlaufs zum ersten Umlauf wird durch eine Spurorganisationsstufe SOS gewährleistet, von deren Regelsignalen das Lautsprechersystem LSi gesteuert wird.
Beim Lesevorgang muß der erste Umlauf der Spirale aufgesucht werden. Damit dafür genügend Spielraum zum Einfang des Spiralanfangs vorhanden ist, wird das Lautsprechersystem LS2 ausgeschaltet. Das piezoelektrische Stellglied PS' und die Trägerplatte Vi werden dann durch die Feder Fzum Anschlag B zurückgezogen.
■»o Wenn auf der Speicherplatte SP mehrere Radialbereiche K\, K2, K3 unabhängig voneinander berücksichtigt werden sollen, können auch mehrere langsame Lichtablenker nebeneinander angeordnet werden, wie in Fig.3 angedeutet. Den Objektiven Ot, O2 ist hier je ein Strahlenteiler 71, T2 zugeordnet, die den vom digitalen Lichtablenker DLA abgegebenen Lichtstrahl L aufteilen. Dem letzten Objektiv O3 wi rd jedoch nur ein ebener Spiegel £S zugeordnet. Bei dem hier angedeuteten Transmissionsverfahren sind die Fotodetektoren PHDt, PHD2, PHD3, mit deren Signalen u. a. die erwähnte Spurorganisationsstufe SOS angesteuert wird, hinter der Speicherplatte SPangeordnet.
Für jeden Verschiebetisch Vi, V2, V3 ist eine der beschriebenen Einstellvorrichtungen L.S|, LS2 vorgesehen.
Wenn der langsame Lichtablenker aus einem ebenen Spiegel besteht, ist statt der lateralen Verschiebung auch eine Schwenkbewegung um einen Drehpunkt möglich. Dadurch können gegebenenfalls breitere Radialbereiche auf der Speicherplatte oder der gesamte Bereich einer Speicherplatte erfaßt werden. Hierbei empfiehlt es sich, ein Objektiv oder eine Sammellinse raumfest vor dem den Lichtstrahl aufnehmenden Spiege1 anzuordnen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

PatentansprQche:
1. Elektrisch gesteuerte Einstellvorrichtung für einen digital und analog ablenkgesteuerten Lichtstrahl mit dem von Führungssegmenten unterbrochene Datenspiralen auf einer rotierenden Speicherplatte erzeugt und abgetastet werden, dadurch gekennzeichnet,
DE2611617A 1976-03-19 1976-03-19 Elektrisch gesteuerte Einstellvorrichtung für einen digital und analog ablenkgesteuerten Lichtstrahl Expired DE2611617C2 (de)

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