DE3334900C2

DE3334900C2 - Mit drehbarer Speicherplatte arbeitende Vorrichtung

Info

Publication number: DE3334900C2
Application number: DE3334900A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Yokohama Ishihara
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-09-27
Filing date: 1983-09-27
Publication date: 1985-04-11
Also published as: JPS5956262A; JPH0430103B2; US4530083A; NL8303280A; NL191695C; DE3334900A1; NL191695B

Abstract

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine durch einen Motor (2) angetriebene Speicherplatte (1) mit einer Vielzahl von Spuren und eine Steuerschaltung (12) zur Positionierung eines optischen (Lese- und) Schreibkopfes (9) an einer adressierten Spur auf. Durch eine Drehzahlregelvorrichtung wird die Speicherplatte (1) mit einer der adressierten Spur entsprechenden Drehzahl in Drehung versetzt. Die Drehzahlregelvorrichtung umfaßt eine Wandlerschaltung (15) zur Umwandlung eines von der Steuerschaltung (12) gelieferten Spuradressiersignals (S2) in ein Befehlssignal (S3) für die Drehzahl der Speicherplatte (1), einen Detektor (7, 8) zur Gewinnung eines Drehzahlsignals (S4) für die Speicherplatte (1) und eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung (16, 17, 22, 23, 24, 25), welche das Drehzahl-Befehlssignal (S3) und das Drehzahlsignal (S4) abnimmt, um die Speicherplatte (1) mit einer für die adressierte Spur vorgegebenen oder vorbestimmten Drehzahl in Drehung zu versetzen.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlregeleinrichtung außerdem aufweist:

— eine mit der Steuerschaltung (12) verbundene Spurzahl-Wandlereinheit (15), die von der Steuerschaltung (12) ein zweites Spuradressiersignal (S 2) entsprechend dem ersten Spuradressiersignal (S 1) abnimmt und nach Maßgabe des zweiten Spuradressiersignais (S2) das Drehzahl-Befehlssignal (S 3) erzeugt.

— einen Oszillator (16), welcher das Drehzahl-Befehlssignal (S3) abnimmt und ein Ausgangssignal mit einer Frequenz entsprechend dem Drehzabl-Befehlssignal (S3) liefert,

— eine phasenstarre Regelschleife (17). welche das Ausgang«.MgnaI des Oszillators (16) und das Drehzahlsignal (54) von der Drehzahldetektoreinheit (7, 8) abnimmt und ein Ausgangssignal (S 5) mit einer Frequenz entsprechend dem Anfachen der Ausgangsfrequenz des Oszillators (16) erzeugt, wobei N nach Maßgabe der adressierten Spur vorgegeben ist.

— eine Phasenkompensierschaltung (22) zum Kompensieren der Phase des Ausgangssignals von der phasenstarren Regelschleife (17) und

— ein Hall-Element (24). das durch das Ausgangssignal der Phasenkompensierschaltung (22) ansteuerbar ist und zur Regelung oder Einstellung der Drehzahl des Motors (2) dient.

Die Erfindung betrifft eine mit drehbarer Speicherplatte arbeitende Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Ein in neuerer Zeit entwickeltes Dokumenten-Registratursystem verwendet beispielsweise eine optische Speicherplatte mit einer Vielzahl spiraliger oder koaxialer Spuren. Bei sich drehender Speicherplatte werden in den Spuren Daten aufgezeichnet otier aufgezeichnete Daten wiedergegeben. Für die Datenaufzeichnung wird im Registratursystem ein Dokument bzw. eine Vorlage zweidimensional optisch abgetastet, um optisch Bilddaten der Vorlage zu liefern. Die optischen Bilddaten werden dann durch photoelektrische Wandlereinheiten in entsprechende elektrische Bilddaten umgesetzt, die sodann auf optischem Wege in den Spuren der optischen Speicherplatte aufgezeichnet werden. Die Auf-. 2ichnungsdaten können nach Bedarf abgerufen und in Form einer harten oder weichen Kopie wiedergegeben werden. Ein dicht an der Oberfläche der Speicherplatte angeordneter optischer Lese- und Schreibkopf (im folgenden auch kurz »Schreibkopf« genannt) wird für die Aufzeichnung oder Wiedergabe der elektrischen BiIddaten auf der bzw. von der rotierenden optischen Speicherplatte benutzt. Der optische Schreibkopf ist mechanisch mit einem Linearmotor gekoppelt, der geradlinig in Radialrichtung der Speicherplatte geführt wird. Dabei ist ein Stellungsgeber zur Angabe der Stellung des Linearmotor-Wagens, d. h. der Stellung des optischen Schreibkopfes, vorg/sehen. Der Stellungsgeber v/eist ein optisches Linearskalensystem mit einem ersten, zusammen mit dem Wagen bewegbaren Gittermuster und einem zweiten, in einer festen Lage angeordneten und als optisches Filter dienenden Gittermuster auf. Erstes und zweites Gittermuster sind in dieser Reihenfolge zwischen einem lichtemittierenden Element und einem Lichtdetektor angeordnet. Während die Stellung des Wagens oder des optischen Schreibkopfes durch den Stellungsgeber abgegriffen wird, wird der Linearmotor entsprechend der erfaßten Stellung bewegt. Der Schreibkopf wird dabei mit einer Genauigkeit von 0,1 mm oder weniger an einer adress^;'!^rten Spur positio niert. Die Positioniereinrichtung für den optischen Schreibkopf ist an sich bekannt und braucht daher nicht beschrieben zu werden. Bei der Speicherplatte sind ihre äußeren Spuren länger als ihre inneren Spuren. Zur Aufzeichnung von Daten mit hoher Dichte muß daher die Drehzahl der optischen Speicherplatte an den äußeren Spuren niedriger sein als an den inneren Spuren. Insbesondere muß die Drehzahl der Speicherplatte für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten so geregelt werden, daß eine gegebene Spar relativ zum optischen Schreibkopf stets eine konstant? Geschwindigkeit be-

sitzt. Zu diesem Zweck muß eine hmrichtung zur Änderung der Drehzahl der Speicherplatte entsprechend der Lage der adressierten Spur auf der Speicherplatte vorgesehen sein. Eine bisherige, mit rotierender optischer Speicherplatte arbeitende Vorrichtung verwendet Mittel zur Änderung der Speicherplattendrehzahl in Abhängigkeit von einem die durch den Stellungsgeber bestimmte Schreibkopfstellung angebenden Signal. Bei dieser Vorrichtung ist jedoch eine gewisse /cit nötig, bis die Drehzahl der Speicherplatte stabil ist. d. h. bis die Drehzahl einer Endstellung des Schreibkopfes, in welcher sich die adressierte Spur befindet, entspricht. Während dieser Zeitspanne setzt zudem die Speicherplatte ihre Drehung fort, und der Schreibkopf folgt ebenfalls der adressierten Spur nach. Im Fall einer Spiralspur verschiebt sich daher die Stellung des Schreibkopfes während der Zeitspanne, in welcher er der adressierten Spur nachläuft, gegenübeir der für die adressierte Spur vorbestimmten Stellung. Dies bedeutet, daß die Daten-

aufzeichnung und -wiedergabe an einer adressierten Spur nicht unter solchen Bedingungen, daß die Speicherplatte mit einer für die adressierte Spur vorbestimmten Drehzahl rotiert, durchgeführt werden kann. Außerdem können in bestimmten Fällen eine Datenaufzeichnung auf einer Speicherplatte mittels einer ersten Vorrichtung und eine Datenwiedergabe mittels einer zweiten Vorrichtung erfolgen. Wenn in diesem Fall Unterschiede in Bauteilen der beiden Vorrichtungen vorhanden sind, ist die Drehzahl der Speicherplatte für dieselbe Spur in beiden Vorrichtungen unterschiedlich. Dies führt zu sehr mangelhaften Ergebnissen bei der Datenwiedergabe.

Aus der US-PS 41 90 860 ist eine Speichervorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei dem ein dem Radius der gewählten Spur auf der Speicherplatte entsprechersdes digitales Signal erzeugt wird. Abhängig von diesem Signa! und einem Taktsignal konstanter Frequenz wird dann ein Drehzahlsignal zur Einstellung der Drehzahl der Speicherplatte geliefert

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung ,nit drehbarer Speicherplatte zu schaffen, bei welcher die Drehzahl der letzteren so regelbar ist, daß sie genau der für eine adressierte Spurzahl auf der Speicherplatte vorgegebenen Drehzahl entspricht

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale gelöst

Selbst wenn bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sich der Schreibkopf nicht an der adressierten Spur befindet, rotiert die Speicherplatte mit einer für die adressierte Spur vorgegebenen Drehzahl. Die mit der drehbaren Speicherplatte arbeitende Vorrichtung vermag somit die in der adressierten Spur aufgezeichneten Daten genau wiederzugeben. Ebenso kann die Aufzeichnung von Daten in der adressierten Spur mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.

Im folgerten ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer mit drehbarer Speicherplatte arbeitenden Vorrichtung, und

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung der mechanischen Kopplung zwischen einer optischen Speicherplatte und einem Motor für den Antrieb der Speicherplatte.

Eine Speicherplatte 1 und ein Hall-Motor 2 (Fig. 1) sind gemäß Fig. 2 mittels einer Welle 3 miteinander verbunden. Auf der WeiV 3 sitzt eine Signalgeberscheibe 4 zur Erzeugung von Signalen entsprechend der Drehzahl der Speicherplatte 1. Die Signalgeberscheibe 4 ist am Umfang mit auf gleiche Abstände verteilten Markierungen oder Marken 4M versehen, die durch einen Drehzahlgeber 7 aus einer Leuchtdiode und einem Photodetektorelement optisch abgetastet werden. Die Ausgangssignale des Drehzahlgebers 7 stellen die jeweilige Drehzahl der Speicherplatte 1 dar. Diese Signale werden durch einen Kodierer 8 in ein Kodesignal bzw. ein Drehzahlsigna! 54 umgesetzt.

tm dicht unter der Unterseite der Speicherplatte 1 angeordneter optischer Lese- und Schreibkopf 9 ist mit einem Linearmotor 11 verbunden, der durch einen Motortreiber 10 zur Bewegung in Radialrichtung geführt wird. Eine Steuerschaltung 112 zur Steuerung der gesamten Speichervorrichcung ist mit einem Hilfsrechner verbunden. Bei Eingang nines Adressensignals für eine Adressen-Spur auf der Speicherplatte 1 liefert die Steuerschaltung 12 dieses Adressensignal als erstes Spuradressensignal S1 zum Motortreiber i0. Auf dieses Signal hin wi.-d der Schreibkopf 9 zur Lage der Adressier spur geführt. Die Steuerschaltung 12 nimmt die durch den Schreibkopf aus der adressierten Spur reproduzierten Daten über eine Binärkodierschaltung 13 und eine Demodulierschaltung bzw. einen Demodulator 14 ab. Die reproduzierten oder wiedergegebenen Daten enthalten Informationen bezüglich der Spuren auf der Speicherplatte 1, und die Steuerschaltung 52 vermag die Lage der adressierten Spur abzugreifen bzw. festzustellen. Der optische Schreibkopf 9 enthält einen Fokussiermechanismus, welcher zur Bündelung eines Laserstrahlflecks auf der Speicherplattenfläche ein optisches Objektiv in einer Richtung senkrecht zur Speicherplattenfläche führt, einen Nachführmechanismus zum Verfolgen einer adressierten Spur durch Bewegung des Objektivs über eine sehr kleine Strecke in Radialrichtung der Speicherplatte, einen Spursprungmechanismus, welcher das Objektiv über eine Strecke entsprechend dem Spurabstand in Radialrichtung übei ,he Speicherplatte führt und damit das Objektiv von einer jeweils eingenommenen Spurstellung in eine andere Spurstellung bewegt, sowie einen Datenaufzeichnungs- und -wiedergabemechanismus, mit dessen Hilfe Daten in einer adressierten ipur aufgezeichnet und aufgezeichnete Daten aus der betreffenden Spur wiedergegeben werden. Der optische Schreibkopf 9 umfaßt beispielsweise einen Laseroszillator, eine Kollimatorlinse für den vom Laserosziiiator erzeugten Laserstrahl, einen Gtrahlteiler zum Teilen des aus der Kollimatorlinse austretenden Laserstrahls, eine/?/4-Wellenlängenscheibe, ein optisches Objektiv, Schwingspulenmotoren zum Antreiben bzw. Führen des Objektivs. Photodetektoren usw. Wenn die Steuerschaltung 12 das vom Hilfsrechner gelieferte Adressensignal für eine bestimmte Spur empfängt, wandelt sie das Zahlensignal für die adressierte Spur in einen Skalenwert um, und zwar mittels des Verhältnisses des Spurabstands zum Gitterabstand des vorher erwähnten Gittermusters. Sodann steuert die Steuerschaltun" 12 den Linearmotor 10 an. bis der vom erwähnten ersten Gittermuster im Stellungsgebermechanismus erhaltene Skalenwert mit dem aus dem Zahlensignal für die adressierte Spur umgesetzten Skalenwert koinzidiert. Die Stellung des optischen Schrsihkopfes zu dem Zeitpunkt, zu dem beide Werte miteinander koinzidieren. entspricht der Lage der adressierten Spur mit einer Genauigkeit von 0,1 mm oder weniger. Erforderlichenfalls kann der Spursprungmechanismus benutzt werden, um den Schreibkopf in der Lage der adressierten Spur zu positionieren. Die Verfahren zur Führung des Schreibkopfes zu einer adressierten Spur, zum A-ifzeichnen von Daten auf bzw. in der adressierten Spur sjwis. zjr Wiedergabe der aufgezeichneten Daten sind sämtlich an sich bekannt und brauchen daher nicht im einzelnen erläutert zu werden

Die Steuerschaltung 12 liefert außerdem ein zweites, dem ersten Spuradressiersignal 51 entsprechendes Spuradressiersignal 5 2 zu einer Spurzahl/Drehzahl-Wandlerschaltung 15. die dann das Drehzahl-Befehlssignal 53 für die Speicherplatte 1 einsprechend der adressierten Spur erzeugt. Die Wandlerschaltusig 15 ist so ausgelegt, daß sie entsprechend der Gesamtzahl von Spuren 96 verschiedene Drehzahl-Befehlssignale S3 liefert. Wenn das Drehzahl-Befehlssignal S3 einer Oszillatorschaltung 16 eingegeben wird, erzeugt diese ein Signal mit einer Frequenz entsprechend dem Drehzahl-Befehlssignal S3 bzw. der adressierten Spur.
Eine phasenstarre Regelschleife (PLL) 17 empfängt

ein Kodesignal vom Kodierer 8, d. h. ein Drehzahlsignal 54 und das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung 16 und erzeugt ein Drehzahlregelsignal 55 mit einer das yV-fache der Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung 16 betragenden Frequenz. Die Regelschleife 17 enthält einen Zähler 18, einen Fehlerdetektor 19, einen Integrator 20 und einen mit variabler Frequenz arbeitenden Oszilator 21. Das Ausgangssignal der Oszillatorschaltung 16 wird dem Zähler 18 zugeführt, um dessen Ausgangsfrequenz durch den Faktor N zu dividieren. Der Fehlerdetektor 19 erfaßt den Fehler als Differenz zwischen der Zähler-Ausgangsfrequenz und der Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung 16. Der Integrator 20 integriert das Ausgangssignal des Fehlerdetektors 19. Die Ausgangssignale des Integrators 20 und der Oszillatorschaltung 16 werden dem mit variabler Frequenz arbeitenden bzw. freischwingenden Oszillator 21 zugeliefert, wobei die Frequenz des Ausgangssignals dieses Oszillators 21 auf das /V-fache der Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung 16 eingestellt wird. Der Zähler 18 und der freischwingende Oszillator 21 sind auf die dargestellte Weise miteinander verbunden. Die Phase des Ausgangssignals der phasenstarren Regelschleife 17 bzw. die Phase des Drehzahlregelsignals 55 wird durch eine Phasenkompensierschaltung 22 kompensiert. Das phasenkompensierte Signal wird durch einen Regelsignal-Verstärker 23 verstärkt, dessen Ausgangssignal einem Hall-Element 24 aufgeprägt wird, das mit der Erregerspule oder -wicklung des Hall-Motors 2 magnetisch gekoppelt ist. Das Ausgangssignal des Hall-Elements 24 wird durch einen Leistungsverstärker 25 verstärkt. Die Drehzahl des Hall-Motors 2 wird durch Einstellung des über seine Erregerwicklungen fließenden Stroms mittels des Ausgangssignals des Leistungsverstärkers 25 geregelt.

Beim Auslesen von Daten aus der Speicherplatte 1 arbeitet die Vorrichtung gemäß Fig. 1 wie folgt: Wenn ein Spurzahlsignal für die zu adressierende Spur vom Hilfsrechner zur Steuerschaltung 12 geliefert wird, liefert letztere ein erstes Spuradressiersignal 51 zum Linear-Motortreiber 10. worauf der optische Schreibkopf 9 in Radialrichtung über die Speicherplatte 1 geführt wird. Schließlich gelangt der optische Schreibkopf 9 in die Stellung der durch das Signal 51 vorgegebenen adressierten Spur. Der Schreibkopf 9 reproduziert die in der adressierten Spur aufgezeichneten Daten und kodiert die wiedergegebenen Daten mittels der Binärkodierschaltung 13. Die kodierten Daten werden durch den Demodulator 14 demoduliert und dann über die Steuerschaltung 1? zum Hilfsrechner übertragen, wo sie entsprechend verarbeitet werden. Die adressierte Spurzahl wird als zweites Spuradressiersignal 52 entsprechend der adressierten Spurzahl zur Wandlerschaltung 15 übertragen, welche ein Drehzahl-Befehlssignal 53 entsprechend der adressierten Spurzahl bzw. dem zweiten Spuradressiersignal 52 über die Steuerschaltung 12 zur Oszillatorschaltung 16 liefert. Letztere speist das Drehzahl-Befehlssignal 53, d.h. ein Signal mit einer Frequenz entsprechend der adressierten Spur, der phasenstarren Regelschieife 17 ein. Der Zähler 18 zählt das Drehzahlsignal 54 vom Kodierer 8 und liefert !/JV seiner Zählung zum Fehlerdetektor 19. Als Ergebnis erzeugt die Regelschleife 17 ein Drehzahlregelsignal 55, dessen Frequenz das iV-fache der Ausgangsfrequenz der Oszillatorschaltung 16 beträgt Das Drehzahlregelsignal 5 5 erfährt durch die Phasenkompensierschaltung 22 eine Phasenkompensierung und wird durch den Regelsignal-Verstärker 23 verstärkt Das verstärkte Signal wird an das Hall-Element 24 angelegt. Das Ausgangssignal des Hall-Elements 24 wird durch den Leistungsverstärker 25 verstärkt und dann dem Hall-Motor 2 eingespeist. Der Hall-Motor 2 wird daraufhin mit einer für die adressierte Spur vorgegebenen Drehzahl angesteuert bzw. in Betrieb gesetzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Mit drehbarer Speicherplatte aroeitende Vorrichtung, mit

— einer drehbaren Speicherplatte (11), die eine Vielzahl von Spuren aufweist, in denen Daten aufgezeichnet oder aus denen Daten wiedergebbar sind,

— einem Motor (2) zum Drehen der Speicherplatte (I).

— einer Lese/Schreibkopfeinheit mit einem Kopf (9) zum Aufzeichnen der Daten oder Wiedergeben der aufgezeichneten Daten in bzw. aus einer adressierten Spur der Speicherplatte (1),

— einer Steuerschaltung zur Lieferung eines ersten Spuradressensignals (S 1) zur Führung des Kopfes (9) in eine Stellung entsprechend der adressierten Spur,

— · einer Drehzahlregeleinrichtung zur Regelung

der Drehzahl des Motors (2) bestehend aus einer Drehzahldetektoreinheit (7, 8) zur Gewinnung eines Drehzahlsignals (S 4) vom Motor (2) in der Form eines codierten Signales und einer Regeleinheit (16, 17, 22-25), welche das Drehzahlsignal (S4) und ein Drehzahl-Befehlssignal ('S3) abnimmt und die Drehzahl des Motors (2) so regelt, daß der Motor mit einer entsprechend der adre Werten Spur vorgegebenen oder vorbestimmten Drehzahl umläuft,