DE3833314A1 - Optischer datenspeicher mit einer zu positionierung formatierten datenspeicherplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Datenspeicher mit einer formatierten Datenspeicherplatte gemäß dem Oberbe­ griff des Hauptanspruches.

Ein derartiger optischer Datenspeicher ist beispielsweise aus US-A 44 43 870 bekannt. Bei diesem optischen Datenspeicher weist die Speicherplatte eine Mehrzahl von zwischen Datensekto­ ren eingeschobenen Servosektoren auf, die pro Aufzeichnungsspur jeweils eine Servozelle aufweisen, in der den Abtastvorgang steuernde Servoinformation gespeichert ist. Die Servozelle ent­ hält, in Abtastrichtung aufeinanderfolgend, eine Synchronisie­ rungsmarkierung und daran anschließend ein Paar von Spurposi­ tionsmarkierungen in Form von länglichen Einprägungen, die sym­ metrisch zur jeweiligen Spurmitte mit einem vorgegebenen verti­ kalen Abstand zur Aufzeichnungsspur sowie in Spurrichtung zu­ einander versetzt angeordnet sind. In der Servozelle schließen sich an diese Spurpositionsmarkierungen drei aufeinanderfolgen­ de, senkrecht zur Spurrichtung auseinandergezogene Markierungen zur Fokusfehlerregelung an. Schließlich enthält die Servozelle weitere Informationsmarkierungen, die einen Code für eine Spur- bzw. Sektoradresse repräsentieren.

Zur Spurlageregelung wird bei dem bekannten optischen Daten­ speicher das Markierungsmuster einer Servozelle seriell abgeta­ stet. Aus den Signalanteilen, die beim Überlaufen des Abtast­ lichtstrahles über die Spurpositionsmarkierungen gewonnen wer­ den, wird ein Differenzsignal gebildet, das nach Vorzeichen und Betrag die aktuelle radiale Abweichung des Brennpunktes des Ab­ tastlichtstrahles von der Mitte der Aufzeichnungsspule kenn­ zeichnet. Für konventionelle optische Datenspeicher, die bisher überwiegend nicht löschbare Speicher wie beispielsweise die "Compact Disc" sind, mag dieses Spurregelverfahren im reinen Spurfolgebetrieb ausreichend sein. Denn in diesem Fall sind die momentanen radialen Abweichungen des Fokuspunktes des Abtast­ lichtstrahles von der Mitte der verfolgten Aufzeichnungsspur relativ gering, sofern der entsprechende Positionierregelkreis, der als Stellgröße dieses Differenzsignal auswertet, ausrei­ chend trägheitsarm und stabil ist. Treten jedoch größere radia­ le Abweichungen des Fokuspunktes des Abtastlichtstrahles von der Spurmitte auf, dann können Nichtlinearitäten dieses Diffe­ renzsignales die Spurregelung erheblich behindern.

Ein solcher Fall tritt jedenfalls dann ein, wenn Spurwechsel über größere Distanzen vorgenommen werden. Dieser Fall ist bei den konventionellen Nur-Lese-Speichern wie der Compact Disc noch verhältnismäßig unkritisch, da solche Vorgänge selten stattfinden und deshalb auch die Positionierzeit unkritisch ist.

Anders ist dies jedoch bei optischen Datenspeichern, die mit einem löschbaren Speichermedium ausgestattet sind und deshalb als Schreib/Lesespeicher eingesetzt werden sollen. Hier muß vorausgesetzt werden, daß Spurwechsel über beliebige Spurdi­ stanzen häufig auftreten. Daher kann die Zugriffszeit, die ins­ besondere durch die im Mittel zum Repositionieren des Abtast­ lichtstrahles benötigte Zeitspanne festgelegt ist, nicht mehr derart großzügig dimensioniert werden. Denn die mittlere Zu­ griffszeit ist für einen derartigen Schreib/Lesespeicher mit wahlfreiem Zugriff einer der charakteristischen Betriebsparame­ ter, an den besondere Anforderungen gestellt werden. Die ge­ wünschte Positioniergeschwindigkeit ist dann nicht nur aufgrund mechanischer Randbedingungen limitiert sondern auch dadurch vorgegeben, daß das Positionierregelsystem in der Lage sein muß, die Radialbewegung eines den Abtastlichtstrahl auf den Aufzeichnungsspuren der Datenspeicherplatte zentrierenden Ab­ tastkopf entsprechend sicher zu steuern.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen optischen Datenspeicher der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß aufgrund der auf der Datenspeicherplatte gespeicherten Servoinformation eine stabile, präzise und schnelle Positionierung des Abtastkopfes über einer bei einem Spurwechsel mit beliebiger Spurdistanz anzufahrenden Aufzeich­ nungsspur möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem optischen Datenspeicher der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 beschriebenen Merkmale gelöst.

Bei dieser Lösung werden zwei Paare von Markierungen als Posi­ tionsinformation verwendet, die in Richtung der Aufzeichnungs­ spur jeweils in aufeinanderfolgenden Informationsfeldern im Servosektor angeordnet sind, der keine Spurrillen aufweist. Die Markierungen jedes Paares der Positionsinformation sind jeweils um den Spurabstand zueinander radial versetzt angeordnet. Dabei liegt das eine Paar von Positionsmarkierungen, symmetrisch be­ züglich der Spurmitten, jeweils in Höhe der Spurrillen, das an­ dere Paar ist radial dazu um eine halbe Spurbreite versetzt an­ geordnet, liegt damit auf den Spurmitten.

Diese Lösung ermöglicht bei einer Radialbewegung des Abtast­ lichtstrahles im Spurwechselbetrieb, aus den Lesesignalen in Form eines Differenzsignales eine sinoide, zusammenhängende Im­ pulsform für ein Positionsfehlersignal zu generieren. Zwei Dif­ ferenzsignale werden aus der Differenz der Signalanteile im Le­ sesignal gebildet, die beim Abtasten entweder des ersten oder des zweiten Paares von Positionsinformationsfeldern im Servo­ sektor auftreten. Aufgrund des Radialversatzes der beiden Paare von Positionsmarkierungen sind die entsprechenden Kurvenzüge der daraus abgeleiteten Differenzsignale in der Phase um 90° zueinander versetzt. Invertiert man zusätzlich diese beiden Differenzsignale, so stehen vier Kurvenzüge, die jeweils um 90° zueinander phasenversetzt sind, zur Verfügung. Diese vier Kur­ venzüge sind zumindest im Bereich ihrer Nullpunkte stückwei­ se linear und weisen nach Betrag und Vorzeichen gleiche Stei­ gung auf. Dies schafft die Voraussetzung für ein einfach aufge­ bautes, toleranzunempfindliches und regelstabiles Positionier­ regelsystem, da dieses keine Nichtlinearitäten bei dem ihm als Istwert angebotenen Positionsfehlersignal zu verarbeiten hat. Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekenn­ zeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, dabei zeigt

Fig. 1 in einem Blockschalt den Prinzipaufbau eines optischen Abtastsystemes für einen magneto-optischen Speicher mit einer rotierenden Speicherplatte,

Fig. 2 schematisch eine Formatierung für diese Speicherplatte mit alternativ sich am Plattenumfang abwechselnden Daten- bzw. Servosektoren,

Fig. 3 in größerem Detail einen Ausschnitt aus einem derartigen Servosektor,

Fig. 4 ein Blockschaltbild für eine Auswerteelektronik zum Be­ werten der aus einem Servosektor ausgelesenen Information, um daraus Positionssignale abzuleiten und

Fig. 5 schematisch Impulsformen für diese Positionssignale.

In dem in Fig. 1 dargestellten Blockschaltbild für einen magne­ to-optischen Speicher ist eine Laserdiode 1 als Lichtquelle dargestellt, die einen linear polarisierten Laserstrahl abgibt. Der divergierende Laserstrahl wird von einer Sammellinse 2 ge­ bündelt. Dieses Lichtbündel ist, wie mit unterbrochenen Linien angedeutet, wegen der Eigenschaften der Laserdiode 1 noch el­ liptisch verformt. Es ist daher ein Prisma 3 vorgesehen, dessen brechende Kante unter einem bestimmten Winkel zum Strahlenver­ lauf steht, so daß das gebrochene Lichtbündel bei einer Verzer­ rung in der Zeichenebene in ein Lichtbündel kreisförmigen Quer­ schnitts umgeformt wird. Dieses Lichtbündel fällt auf einen po­ larisierenden Strahlteiler 4 und durch ihn hindurch auf ein ei­ nen Teil eines Abtastkopfes für den magneto-optischen Speicher bildendes Objektiv 5. Dieses Objektiv 5 fokussiert das durch­ tretende Lichtbündel auf der Oberfläche einer Speicherplatte 6 in einem Abtastpunkt.

Die Speicherplatte 6 wird von einem schematisch dargestellten Antriebsmotor 7 angetrieben und läuft in einer zur Zeichenebene senkrechten Ebene um. Sie besitzt eine Vielzahl von konzentri­ schen Aufzeichnungsspuren 61, von denen einige schematisch und nicht maßstabsgetreu in Fig. 1 angedeutet sind.

Bei magneto-optischen Speichern wird bekanntlich zum Einschrei­ ben von Information ein Laserstrahl mit ausreichender Intensi­ tät auf der Oberfläche der Speicherplatte 6 fokussiert. Einwir­ kungszeit und Intensität des Laserstrahles sind dabei so bemes­ sen, daß das Speichermedium in diesem Brennfleck von der Größe einer ausreichend stabilen Speicherdomäne lokal soweit erwärmt wird, daß es in diesem Bereich paramagnetisch wird. Beim Abküh­ len genügt dann ein relativ kleines, von einer schematisch an­ gedeuteten Magnetspule 8 abgegebenes Magnetfeld, um lokal eine Magnetisierungsrichtung festzulegen. Zum Lesen der gespeicher­ ten Information wird beim magneto-optischen Speicher der Kerr- bzw. der Faradayeffekt ausgenutzt, nach denen linear polari­ siertes Licht geringer Intensität bei Reflexion an oder Durch­ gang durch eine Schicht mit magnetischer Vorzugsrichtung ent­ sprechend dieser Magnetisierungsrichtung eine positive bzw. ne­ gative Drehung seiner Polarisationsebene erfährt.

Für diesen Lesevorgang wird die Laserdiode 1 im Dauerbetrieb bei geringer Leistung gehalten und das ausgesandte Lichtbündel durch das Objektiv 5 auf die Oberfläche der Speicherplatte 6 fokussiert. Das reflektierte Lichtbündel ist in seiner Polari­ sationsebene, der lokalen Magnetisierung entsprechend, gedreht und tritt durch das Objektiv 5 hindurch wiederum in den Strahl­ teiler 4 ein. Wegen seiner im Vergleich zu dem ausgesandten La­ serlichtbündel entgegengesetzten Strahlrichtung wird es nun im Strahlteiler 4 seitlich ausgelenkt.

Das ausgeblendete reflektierte Lichtbündel wird einem in Fig. 1 schematisch angedeuteten Abbildungssystem 9 zugeführt, das die­ ses Lichtbündel in einer geeigneten Weise auf einer Fotodetek­ toranordnung 10 fokussiert. Die Fotodetektoranordnung 10 wan­ delt das empfangene Licht in elektrische Signale um, die als Lesesignal SS einer schematisch angedeuteten Auswerteelektronik 11 zugeführt werden.

Magneto-optische Speicher werden als Speicher mit wahlfreiem Zugriff eingesetzt, daher muß das von der Laserdiode 1 ausge­ sandte Lichtbündel jeweils auf eine beliebig ausgewählte Auf­ zeichnungsspur 61 positionierbar sein und im Schreib/Lesebe­ trieb darauf gehalten werden. Mechanische und optische Mittel zum Positionieren und Fokussieren eines Lichtstrahles auf einer bestimmten Aufzeichnungsspur 61 der Speicherplatte 6 sind hin­ länglich bekannt, hier aber von untergeordneter Bedeutung. In Fig. 1 ist deshalb lediglich schemtisch durch Pfeile 51 angege­ ben, daß das Objektiv 5 zum Zwecke des Fokussierens vertikal zur Oberfläche der Speicherplatte 6 und zum Zwecke des Positio­ nierens in einer zur Oberfläche der Speicherplatte 6 parallelen Ebene auslenkbar angeordnet ist.

Positioniervorgänge umfassen sowohl das Einstellen des Laser­ lichtstrahles auf eine neue Spur, d. h. Spurwechsel mit unter­ schiedlichen Spurdistanzen als auch den Spurfolgebetrieb bei Schreib/Lesevorgängen mit Korrekturen im Feinbereich. Ausge­ führt werden die Positioniervorgänge aufgrund eines Vergleiches der radialen Sollage des Laserlichtstrahles bezüglich der Spei­ cherplatte 6 mit seiner momentanen Istlage mit Hilfe eines in Fig. 1 schematisch angegebenen Positionierregelkreises 12, dem die Information über die Istlage des Lichtbündels in Form von Positionsfehlersignalen PES zugeführt wird. Diese Positionsfeh­ lersignale PES werden in der Auswerteelektronik 11 aus den Le­ sesignalen SS abgeleitet, d. h. aus der im reflektierten Laser­ strahl enthaltenen Spurpositionsinformation abgeleitet.

In Fig. 2 ist nun schematisch angedeutet, daß unter anderem die­ se Spurpositionsinformation auf der Speicherplatte 6 in radial angeordneten Servosektoren 62 enthalten ist, die sich - in Um­ fangsrichtung gesehen - alternierend mit Datensektoren 63 ab­ wechseln.

In Fig. 3 ist in einem Detailausschnitt der Speicherplatte 6 ein Teil eines solchen Servosektors 62 schematisch dargestellt. Un­ tereinander angeordnet, ist eine Reihe von Aufzeichnungsspuren 61/1 bis 61/7 gezeigt, die im Bereich der Datensektoren 63 der Speicherplatte 6 zwischen Spurrillen 64 angeordnet sind. In Richtung der Spurtangente, allgemeiner also in Spurrichtung ist der spurrillenfreie Servosektor 62 in sechs Felder unterteilt. Bei einer Abtastrichtung in Fig. 3 von links nach rechts, ist das bei einem Abtastvorgang zunächst abgetastete Feld, als Fo­ kusinformationsfeld F bezeichnet, spurrillen- und auch markie­ rungsfrei. Die Spurrillenunterbrechung ruft im rückgestreuten Laserlichtstrahl einen starken Intensitätssprung hervor, der in der Auswerteelektronik 11 als Synchronisierungssignal detek­ tiert wird. Damit werden unter anderem Fenstersignale für das synchronisierte Abtasten der in den nachfolgenden Informations­ feldern des Servosektors 62 gespeicherten Steuerinformation ge­ neriert. Weiterhin bietet dieses markierungsfreie Informations­ feld F die Möglichkeit, ein Fokusfehlersignal FES zu gewinnen, das frei von Spurinformation ist, d. h. es wird eine uner­ wünschte Kopplung von Fokusinformation und Spurinformation eli­ miniert.

Im Servomuster folgt anschließend ein erstes Paar von Informa­ tionsfeldern A bzw. B mit Markierungselementen 65, die Posi­ tionsinformation repräsentieren. In diesen Informationsfeldern A und B sind die Markierungselemente 65 jeweils in Höhe einer Spurrille 64 symmetrisch zu den Aufzeichnungsspuren 61/1 bis 61/7 angeordnet. Daraus ergibt sich, daß sie, in radialer Rich­ tung der Speicherplatte 6 betrachtet, in aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren 61 zyklisch vertauscht einmal im Informa­ tionsfeld A und dann im Informationsfeld B angeordnet sind.

Beim Abtasten der Speicherplatte 6 in Spurrichtung wird dann die Intensität des rückgestreuten Laserlichtstrahles in jedem Informationsfeld A und B jeweils durch ein oberhalb bzw. unter­ halb der Aufzeichnungsspur z. B. 61/1 angeordnetes Markierungs­ element 65 beeinflußt, so daß die Differenz der Intensität des reflektierten Laserlichtstrahles beim aufeinanderfolgenden Ab­ tasten der ersten Positionsinformationsfelder A bzw. B propor­ tional zu der radialen Abweichung des fokussierten Laserlicht­ strahles von der Spurmitte ist.

An die ersten beiden Positionsinformationsfelder A und B schließt sich, in Abtastrichtung gesehen, ein zweites Paar von Positionsinformationsfeldern C und D an. Auch diese zweiten Po­ sitionsinformationsfelder C und D enthalten Markierungselemente 65 mit einer entsprechenden geometrischen Anordnung. In den zweiten Positionsinformationsfeldern C und D sind die Markie­ rungselemente 65 allerdings um 90° phasenversetzt angeordnet. Geometrisch ausgedrückt sind die Markierungselemente 65 der er­ sten Positionsinformationsfelder A und B symmetrisch zu den Spurmitten und die Markierungselemente 65 der zweiten Posi­ tionsinformationsfelder C und D, um einen halben Spurabstand TW versetzt, auf der Mitte der Aufzeichnungsspuren 61/1 bis 61/7 angeordnet. Der Zweck dieser geometrishen Anordnung der Mar­ kierungselemente 65 in den ersten und zweiten Positionsinforma­ tionsfeldern A bis D wird später anhand der Fig. 4 und 5 erläu­ tert.

In Abtastrichtung betrachtet, schließt sich an die vier Posi­ tionsinformationsfelder A bis D am rechten Rand des Servosek­ tors 62 ein weiteres, als Indexinformationsfeld I bezeichnetes Feld an. Dieses letzte Feld des Servosektors 62 dient dazu, Sektor-, Index- bzw. weitere Servoinformation aufzunehmen, die beispielsweise äußere und innere Randzonen der Speicherplatte 6 definiert. In Fig. 3 ist beispielhaft angegeben, daß dieses In­ dexinformationsfeld I in Spurrichtung dieselbe Länge aufweisen soll wie die Positionsinformationsfelder A bis D. Es kann daher nur ein Markierungselement 65 aufnehmen, das ein Servorinforma­ tionsbit repräsentiert. Um die gesamte genannte Servoinforma­ tion in einem Code aufzuzeichnen, wird sie auf mehrere aufein­ anderfolgende Servozellen in benachbarten Servosektoren 62 auf­ geteilt.

In Fig. 4 ist ein Schaltbild für eine mögliche Ausführungsform der Auswerteelektronik 11 insoweit dargestellt, als es für das Verständnis der Erfindung erforderlich erscheint. An sich sind eine Vielzahl von Ausführungsformen für Fotodetektoranordnungen 10 bzw. Auswerteelektroniken 11 für optische Datenspeicher be­ kannt, so daß hier nur die im Zusammenhang mit der Erfindung wesentliche erscheinenden Einzelheiten beschrieben werden.

In der Fotodetektoranordnung 10 wird der rückgestrahlte Laser­ lichtstrahl aufgefangen und in elektrische Lesesignale SS umge­ wandelt. Diese Lesesignale SS werden über einen Vorverstärker 13 mit automatischer Verstärkungsregelung, ein Filternetzwerk 14 und einen Gleichrichter 15 dem positiven Eingang eines Dif­ ferenzspannungsverstärkers 16 zugeführt, dessen invertierendem Eingang eine Referenzspannung Vref angeboten wird. Der Ausgang des Differenzspannungsverstärkers 16 ist auf den Vorverstärker 13 zur Amplitudenregelung der Lesesignale SS zurückgekoppelt.

Am Ausgang des Filternetzwerkes 14 werden vorverstärkte und im­ pulsgeformte, d. h. aufbereitete Lesesignale SS′ abgenommen. Vereinfacht dargestellt, werden diese aufbereiteten Lesesignale SS′ zunächst einer Synchronisierungseinrichtung 17 zugeführt, die funktionell betrachtet einen frequenzgesteuerten Oszillator darstellt. Diese Synchronisierungseinrichtung 17 wertet den dem Intensitätssprung im rückgestrahlten Laserlichtstrahl entspre­ chenden Sprung in den aufbereiteten Lesesignalen SS′ aus. Die­ ser Impulssprung tritt während des Abtastvorganges beim Über­ gang auf einem Datensektor 63 auf den benachbarten Servosektor 62 auf, damit wird die Synchronisierungseinrichtung 17 jeweils auf den momentanen Datentakt resynchronisiert.

In Fig. 4 ist schematisch angegeben, daß die Synchronisierungs­ einrichtung 17 abgeleitete, interne Taktsignale CLK abgibt, die einem in Form eines Binärzählers ausgebildeten Fenstersignalge­ nerator 18 als Steuersignale zugeführt werden. Dieser Fenster­ signalgenerator 18 gibt an seinen Ausgängen zeitlich gestaffel­ te Fenstersignale WF, WA, WB, WC, WD und WI ab. Die Bezeichnung dieser Fenstersignale entspricht der Bezeichnung der einzelnen Informationsfelder einer Servozelle gemäß Fig. 3. Dies verdeut­ licht, daß beispielsweise das zeitlich erste Fenstersignal WF zu einem Zeitpunkt auftritt, zu dem in der Signalfolge der auf­ bereiteten Lesesignale SS′ das Abtastergebnis aus dem Fokusin­ formationsfeld F repräsentiert ist. Analoges gilt für die übri­ gen Fenstersignale.

Mit diesen Fenstersignalen als Synchronbezugssignalen kann man daher in der Impulsfolge der aufbereiteten Lesesignale SS′ die­ jenigen Signalanteile detektieren, die jeweils Abtastergebnisse der entsprechenden Informationsfelder F, A bis D, bzw. I einer Servozelle entsprechen.

Im vorliegenden Fall interessiert insbesondere die Spurposi­ tionsinformation, daher ist in Fig. 4 auch nur die Detektion der dieser Information entsprechenden Signalanteile der aufbereite­ ten Lesesignale SS′ dargestellt. Als Detektoren für diese Si­ gnalanteile sind in Form von vier gesteuerten Gleichrichtern 19 "Sample-and-Hold"-Schaltungen mit je einem Analogeingang und einem Steuereingang vorgesehen. Den Analogeingängen der ge­ steuerten Gleichrichter 19 sind parallel die aufbereiteten Le­ sesignale SS′ zugeführt. Die Steuereingänge sind jeweils an ei­ nen der Ausgänge des Fenstersignalgenerators 18 angeschlossen. Die Gleichrichter 19 werden damit durch das über den entspre­ chenden Steuereingang zugeführte Fenstersignal WA, WB, WC bzw. WD leitend gesteuert. Der Ausgang der Gleichrichter 19 ist je­ weils mit dem nicht invertierenden Eingang eines zugeordneten Operationsverstärkers 20 verbunden. Die Ausgänge der Opera­ tionsverstärker 20 sind jeweils auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt, so daß diese Operationsverstärker als Spannungs­ folger mit Impedanzwandlung arbeiten. Ausgangssignale a, b, c bzw. d der Operationsverstärker 20 entsprechen den Signalantei­ len der aufbereiteten Lesesignale SS′, die aus den Abtastwerten der Informationsfelder A, B, C bzw. D einer Servozelle nach Fig. 3 abgeleitet sind, sind also Positionssignale.

Diese Positionssignale a, b bzw. c, d werden paarweise Eingän­ gen je eines von zwei Subtrahierverstärkern 21 bzw. 22 zuge­ führt. Das Ausgangssignal des einen Subtrahierverstärkers 21 entspricht daher der Differenz (a - b) der ersten Positionssi­ gnale a bzw. b, entsprechendes gilt für das Ausgangssignal (c - d) des zweiten Subtrahierverstärkers 22. Diese Differenzsi­ gnale (a - b) bzw. (c - d) werden weiterhin jeweils einem von zwei Invertern 23 zugeführt, so daß auch die invertierten Span­ nungswerte zur Verfügung stehen. Diese vier Spannungswerte stellen gemeinsam die Positionsfehlersignale PES dar.

Obwohl in Fig. 4 im Detail nicht mehr dargestellt, ist ohne wei­ teres nachvollziehbar, daß mit einer entsprechenden Verknüpfung des aufbereiteten Lesesignales SS′ mit den Fenstersignalen WF bzw. WI das Fokusfehlersignal FES bzw. die sonstigen Servoin­ formationssignale detektiert werden können.

In Fig. 5 sind nun schematisch die Spannungsverläufe der einzel­ nen Signalanteile der Positionsfehlersignale PES bei einem Spurwechselbetrieb dargestellt, d. h. die Abszisse rad des Dia­ grammes von Fig. 5 repräsentiert schematisch eine radiale Bewe­ gung des Objektives 5 in bezug auf die Speicherplatte 6. Ver­ folgt man beispielsweise den Verlauf des Signalanteiles (a - b) der Positionsfehlersignale PES im Vergleich zu der Darstellung von Fig. 3, so ist die Amplitude dieses Signales Null, wenn der mit dem Objektiv 5 fokussierte Laserlichtstrahl exakt über der Spurmitte der Abtastspur 61/1 steht. In diesem Fall egalisieren sich die Einflüsse der beiden Markierungselemente 65 in den er­ sten Positionsinformationsfeldern A und B. Wird der Fokuspunkt des Abtastlichtstrahles in Richtung auf die benachbarte Auf­ zeichnungsspur 61/2 radial bewegt, so überwiegt im Differenzsi­ gnal (a - b) der Anteil des Positionssignales a, so daß erste­ res bei einem radialen Versatz um einen halben Spurabstand TW ein positives Maximum erreicht. Bei weiter zunehmendem Radial­ versatz sinkt die Signalamplitude wieder und das Differenzsi­ gnal (a - b) geht wieder durch Null, sobald der Abtastlicht­ strahl zur Mitte der Aufzeichnungsspur 61/2 zentriert ist. Bei weiter steigendem radialen Versatz überwiegt der Einfluß des Positionssignales b. Das Differenzsignal (a - b) erreicht den negativen Spitzenwert, sobald der Abtastlichtstrahl in Höhe der entsprechenden Spurrille 64 genau zwischen den Aufzeichnungs­ spuren 61/2 und 61/3 zentriert ist. Bei einer weiteren Radial­ bewegung des Abtastlichtstrahles in Richtung auf die Aufzeich­ nungsspur 61/3 steigt die Signalamplitude wieder an, um bei ei­ ner Zentrierung des Abtastlichtstrahles über der Aufzeichnungs­ spur 61/3 wieder durch Null zu gehen. Bei weiter fortgesetzter Radialbewegung wiederholt sich im weiteren Verlauf diese Perio­ de.

Genau invertiert, d. h. um 180° in der Phase versetzt, liegt der Signalverlauf des gegenüber dem beschriebenen Differenzsi­ gnal (a - b) invertierten Differenzsignales.

In entsprechender Weise läßt sich der Kurvenverlauf für das Differenzsignal (c - d) nachvollziehen. Wie erwähnt, sind die Markierungsfelder 65 der zweiten Positionsinformationsfelder C, D gegenüber dem Markierungsmuster in den ersten Positionsinfor­ mationsfeldern A, D um eine halbe Spurbreite TW versetzt. Dies entspricht einem Kurvenverlauf dieses weiteren Differenzsigna­ les (c - d) mit einer Phasenverschiebung von 90° gegenüber dem beschriebenen Differenzsignal (a - b). Schließlich ist das ge­ genüber dem Differenzsignal (c - d) invertierte Differenzsignal dazu zug auf ersteres wiederum um 180° in der Phase verschoben.

In Fig. 5 sind die beschriebenen Kurvenverläufe für die vier Differenzsignale idealisiert dargestellt, tatsächlich ergeben sich in der Praxis keine derart scharfen Extremwerte. Fig. 5 deutet dies für das Differenzsignal (a - b) und dessen inver­ tierte Form in punktierten Linien an, um zu illustrieren, daß sich die Impulsformen im Bereich der Spitzenwerte verschleifen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung in Fig. 5 ist dieser Sachverhalt lediglich für eine Kurvenform angedeutet, trifft aber selbstverständlich auf alle Differenzsignale zu. Trotz dieser Nichtlinearitäten im Bereich der Extremwerte set­ zen sich die vier Differenzsignale mindestens im Bereich ihrer Nulldurchgänge aus stückweise linearen Kurvenästen zusammen.

Wie Fig. 5 eindeutig illustriert, bieten die aus den vier Diffe­ renzsignalen zusammengesetzten Positionsfehlersignale PES auf­ grund ihrer jeweiligen Phasenverschiebung um 90° und ihrer Zu­ sammensetzung aus linearen Kurvenästen gleicher Steigung beson­ dere Vorteile für ihre Auswertung im Positionierregelkreis 12. Die Positionierregelung kann demnach so ausgeführt werden, daß die Bewertung einer Spurabweichung jeweils aufgrund eines Kur­ venastes erfolgt, der nach Betrag und Vorzeichen seiner Stei­ gung konstant ist, sofern die im Kurvenverlauf der Differenzsi­ gnale z. B. (a - b) auftretenden Nichtlinearitäten außerhalb der Kreuzungspunkte der Kurvenverläufe der einzelnen Differenz­ signale liegen.

Dieser Sachverhalt trägt wesentlich zur Regelstabilität des Po­ sitionierregelkreises 12 unter anderem auch deswegen bei, da sich dann an sich unvermeidbare Schaltkreistoleranzen immer nur in der gleichen Richtung auswirken können und außerdem der Po­ sitionierregelkreis einfacher aufgebaut werden kann und schon allein deswegen stabiler ist. In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß die anhand von Fig. 4 erläuterte Ausführungsform für eine Auswerteelektronik 11 aus Gründen der Übersichtlich­ keit im wesentlichen nach logischen Gesichtspunkten entwickelt wurde und deshalb nicht notwendigerweise die auch im Sinne ei­ ner Eliminierung von Bauteiletoleranzen zweckmäßigste Ausfüh­ rungsform sein muß. Dem Fachmann sind Möglichkeiten bekannt, beispielsweise durch die Verwendung von Multiplexern die Anzahl redundanter Bauelemente zu verringern und damit beispielsweise den Einfluß von Offsetfehlern in den von der Auswerteelektronik abgegebenen Positionsfehlersignalen PES weitgehend zu eliminie­ ren, sofern dies notwendig erscheint. Derartige schaltungstech­ nische Ausgestaltungen sowohl der Auswerteelektronik 11 als auch des Positonierregelkreises 12 sind aber im Rahmen des vorliegenden Falles von untergeordneter Bedeutung, da hier vor allem auf die Ausgestaltung des Markierungsmusters innerhalb der Servozellen der Servosektoren 62 abgestellt ist.

Claims (5)

1. Optischer Datenspeicher in Verbindung mit einer formatierten Datenspeicherplatte (6) mit zwischen Spurrillen (64) verlaufen­ den konzentrischen Aufzeichnungsspuren (61) und mit in Spur­ richtung alternierend abwechselnden Datensektoren (63) und Ser­ vosektoren (62), die Steuerinformation in Form eines sich in radialer Richtung zyklisch wiederholenden Servomusters von ein­ geprägten, den Zustand eines entsprechenden Steuerbits reprä­ sentierenden lokalen Markierungselementen (65), dadurch gekennzeichnet, daß die Servosektoren zum Syn­ chronisieren auf Spurpositionen in Umfangseinrichtung spurrillen­ frei ausgebildet sind, zum Ableiten von Spurfehlersignalen (PES) in Spurrichtung nebeneinanderliegend ein erstes Paar von Informationsfeldern (A, B) aufweisen, in denen in Höhe der Spurrillen, in radialer Richtung betrachtet, abwechselnd je­ weils ein Markierungselement bzw. kein Markierungselement ein­ geprägt ist, wobei die Markierungselemente in den beiden Fel­ dern zueinander um einen Spurabstand (TW) radial zueinander versetzt angeordnet sind und weiterhin neben dem ersten Paar von Informationsfeldern liegend ein zweites Paar von Informa­ tionsfeldern (C, D) vorgesehen ist, in denen die Markierungs­ elemente bei einer entsprechenden geometrischen Anordnung, je­ doch jeweils um einen halben Spurabstand versetzt in Höhe der Spurmitten eingeprägt sind.

2. Optischer Datenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Servosektoren (62) ne­ ben den Feldern für die Positionsinformation (A, B, C, D) ein weiteres Feld (F) aufweisen, das zum Generieren von Fokusfeh­ lersignalen (FES) markierungsfrei ausgebildet ist.

3. Optischer Datenspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das markierungsfrei ausge­ bildete Feld (F), in Abtastrichtung betrachtet, den Informa­ tionsfeldern (A, B, C, D) vorangestellt ist.

4. Optischer Datenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ser­ vosektoren (62) weiterhin ein Feld (I) zum Speichern von Sek­ tor-, Index- und weiterer Steuerinformation aufweisen.

5. Optischer Datenspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Felder (F, A bis D, I) eines Servosektors (62) in Spurrichtung gleiche Länge auf­ weisen und ein vollständiger Code für Sektor-, Index- und wei­ tere Steuerinformation bitweise in mehreren aufeinanderfolgen­ den Servosektoren abgespeichert ist.