DE3876281T2

DE3876281T2 - Zugriffsmethode eines optischen plattenantriebes mittels mehrspursprung und schaltung dafuer.

Info

Publication number: DE3876281T2
Application number: DE8888107244T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Arai; Wataru Katsuhara
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1987-05-07
Filing date: 1988-05-05
Publication date: 1993-06-24
Anticipated expiration: 2008-05-06
Also published as: EP0290024B1; US4899325A; EP0290024A2; CA1305254C; EP0290024A3; ES2037761T3; KR880014523A; JPH0748257B2; JPS63276714A; KR910003931B1; DE3876281D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zugriffsverfahren eines optischen Plattenantriebs, insbesondere auf ein Fein- und Hochgeschwindigkeits-Zugriffsverfahren, bei dem eine verbesserte Mehrspuren-Sprungtechnik (in anderen Worten ausgedrückt eine Langbereichs-Sprungtechnik) benutzt wird, um eine Zielspur zu erreichen. Dieses Zugriffsverfahren eines optischen Plattenantriebs besteht üblicherweise aus zwei Schritten, nämlich zunächst aus einem Schritt für einen Grobzugriff und dann anschließend aus einem Schritt für einen Feinzugriff. Für den Grobzugriff wird im allgemeinen ein Schrittmotor oder ein Schwingspulen- (voice coil-) Motor VCM benutzt, um einen Träger zu bewegen, auf dem ein optischer Kopf sitzt. Indessen bestehen Probleme hinsichtlich einer ungenügenden Präzision beim Positionieren des optischen Kopfes durch einen Schrittmotor oder eine Schwierigkeit beim Regeln der Geschwindigkeit eines VCM, um die Zielspur präzise erreichen zu können. Daher wird zur Ergänzung der Feinzugriff benötigt, um die Zielspur erreichen zu können, wobei eine Betätigungseinrichtung, die in den optischen Kopf eingebaut ist, benutzt wird und die Mehrspuren-Sprungtechnik des Feinzugriffs angewendet wird. Nachdem die Zielspurerreicht worden ist, hält ein Spurverfolgungs-Servomechanismus für die Spurverfolgungs-Betätigungseinrichtung die Zielspur während einer nachfolgenden Operation.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau des optischen Plattenantriebs, insbesondere die Beziehungen zwischen einer optischen Platte 10 und einem optischen Kopfaufbau 12. Die Platte 10 wird durch einen Spindelmotor 11 gedreht. Der optische Kopfaubau 12 ist auf einen Träger 14 montiert, der durch einen VCM oder Schrittmotor bewegt wird. Der optische Kopfaufbau umfaßt eine Betätigungseinrichtung 18, eine Laserdiode 20, eine Kollimatorlinse 22, eine Objektivlinse 23 auf der Betätigungseinrichtung 18, einen Strahlteiler 24 und einen Photodetektor 26.
Ein Lichtstrahl 28 aus der Laserdiode 20 wird durch die Kollimatorlinse 22 ausgeblendet und ferner auf die optische Platte 10 durch die Objektivlinse fokussiert. Wenn der optische Plattenantrieb einen Befehl erhält, um auf eine Zielspur zuzugreifen, bewegt der VCM oder Schrittmotor 16 den Träger 14 in einer Richtung des Pfeils (a) (Pfeil (a) zeigt die radiale Richtung in bezug auf die Platte 10) in Richtung auf die Zielspur durch ein Steuersignal aus einer Steuereinrichtung. Nach der Bewegung der Trägers über eine befohlene Distanz hinweg wird der Servomechanismus, der in dem optischen Plattenantrieb enthalten ist, eingeschaltet, und es wird eine augenblicklich erreichte Spur eingenommen. Der Photodetektor 26, der von der optischen Platte 10 reflektiertes Licht aufnimmt, erfaßt die augenblicklich erreichte Spurposition, und es wird die Zahl der Spurabweichung von der Zielspur berechnet. Wenn die Spurposition als innerhalb eines Bereiches für den Feinzugriff erkannt worden ist, wird der Grobzugriff auf den Feinzugriff umgeschaltet.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der Betätigungseinrichtung 18. Die Objektivlinse 23 ist auf einem Teil 32 montiert, das durch eine Spurverfolgungsspule 36, die an diesem angebracht ist, vorwärts und rückwärts drehbar ist und außerdem axial aufwärts und abwärts durch eine Fokussierungsspule 38 bewegbar ist. Der Lichtstrahl trifft von der rechten Seite aus ein und wird in Richtung auf die Objektivlinse 23 durch einen Spiegel 35 reflektiert. Der Strahlweg ist wegen des Erreichens eines kompakten Aufbaus der Betätigungseinrichtung 18 unterschiedlich von demjenigen gemäß Fig. 1. Der Betätigungskopf 40 ist in einen Magnetaufbau 42 eingesetzt, der Magnetpolteile 44 und ein Trägerjoch 46 umfaßt. Der Detektor 39 ist vorgesehen, um eine Abweichung von der neutralen Position zu erfassen, während der Betätigungskopf frei von einer Betätigung ist. Eine Lichtquelle für den Detektor 39, wie eine LED (Licht emittierende Diode, die nicht gezeigt ist) ist innerhalb eines Fensters 41 befestigt. Eine Funktion der Betätigungseinrichtung 18 besteht darin, den fokussierten Strahl während des Feinzugriffs radial auf der optischen Platte zu bewegen, und eine weitere Funktion nach dem Feinzugriff besteht darin, den fokussierten Strahl dem Mittelweg der Zielspur folgen zu lassen und um eine präzise Fokussierung des Lichtstrahls während einer Lese/Schreib-Operation für die optische Platte aufrechtzuerhalten. Die zuvor genannte zweite Funktion wird durch eine Betätigung des Servomechanismus selbst dann erreicht, wenn sich die Strahlposition nach innen oder nach außen aufgrund einer Nichtzentrierung der optischen Platte 10 verschiebt. Der Servomechanismus hat eine weitere Funktion zum Bewegen der Objektivlinse 23 in axialer Richtung und zum Aufrechterhalten einer guten Fokussierung während der Servooperation. Daher wird diese Art von Betätigungseinrichtung 18 als zweidimensionale Betäigungseinrichtung bezeichnet.
Es bestehen viele Möglichkeiten, den Betätigungskopf 40 bei einem Feinzugriff zu bewegen. Das Einspur-Sprungverfahren (in anderen Worten ausgedrückt wird dieses Verfahren als Mikrosprungverfahren bezeichnet) ist das grundsätzliche und einfachste Verfahren, bei dem ein Paar von Beschleunigungs- und Verzögerungsimpulsen an die Spurverfolgungsspule 36 gemäß Fig. 2 gelegt wird, um den fokussierten Strahl um einen Spurschritt zu bewegen. Das Paar von Impulsen wird wiederholt angelegt, wie dies in Fig. 3(a) gezeigt ist, wobei jeder positive und negative Impuls in der Lage ist, den Kopf während eines ersten Halbzyklus zu beschleunigen und dann denselben während des nachfolgenden Halbzyklus zu verzögern. Dieser Einspur-Sprung wird mehrere Male mit einer bestimmten Anzahl von Vorgängen wiederholt. Der fokussierte Strahl bewegt sich auf der Oberfläche der optischen Platte radial um einen Spurschritt in Reaktion auf ein Paar von Impulsen. Dieser Vorgang wird wiederholt, während die erfoderlichen Spurzahlen abgezählt werden. Der Photodetektor 26 gemäß Fig. 1 erzeugt das Spurverfolgungsfehlersignal, wie dies in Fig. 3(b) gezeigt ist, das auf eine relative Position des fokussierten Strahls auf der verfolgten Spur der optischen Platte 10 anspricht und benutzt wird, um die Strahlposition zu justieren. Allgemein hat jedes Spurverfolgungsfehlersignal eine sinusförmige Wellenform, wobei eine Periode einer Bewegung des fokussierten Strahls über einen Spurschritt hinweg zwischen zwei benachbarten Spuren entspricht. Das zuvor beschriebene Einspur-Sprungverfahren hat den Nachteil, daß die Zugriffszeit zum Erreichen der Zielspur lang ist.
Zum Abkürzen der Zugriffs zeit ist das Mehrspuren-Sprungsverfahren eingeführt worden. Die Verfahren greifen alle auf eine ähnliche Grundidee zurück. Das Prinzip wird unter Benutzung der Figuren 4 u. 5 erklärt. Fig. 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild, das für diesen Zweck benutzt wird, und Fig. 5 zeigt die Signalwellenformen, die sich auf die Funktion gemäß Fig. 4 beziehen.
In allen Figuren und Beschreibungsteilen werden im folgenden die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile benutzt. Wenn der Zugriff zu einem Zeitpunkt T0 zu dem Feinzugriff umgeschaltet ist, sendet eine Steuereinrichtung 50, die einen Mikrocomputer, eine Speicherschaltung usw. umfaßt, einen Sprungbefehl an einen Sprungimpulsgenerator 52 und zur selben Zeit einen Öffnungsbefehl an eine Spurverfolgungs-Servoschaltung 54, wovon beide mit der Spurverfolgungsspule 36 in dem Betätigungskopf 40 verbunden sind. Es wird ein Sprungimpuls, wie ein Rechteckwellenform-Impuls, der in Fig. 5(a) gezeigt ist und eine Dauer T hat, angelegt. Der Sprungimpuls beschleunigt den Betätigungskopf 40 mit einer festgelegten Kraft für die Dauer T. Die Drehungsgeschwindigkeit des Betätigungskopfes 40 wird gesteigert und dann konstant von T1 bis T2 gehalten, wie in Fig. 5(b) gezeigt. Bei dem Zeitpunkt T2 wird die Impulsspannung umgekehrter Polarität, die dieselbe absolute Höhe H hat, an die Spurverfolgungsspule 36 für die Dauer T gelegt, und dies verzögert den Betätigungskopf 40 und bringt ihn bei T3 zum Stillstand.
In diesem Augenblick wird die Spurverfolgungs-Servoschaltung 54 erneut durch einen Befehl in Form eines Servosteuersignals aus der Steuereinrichtung 50 aktiviert, wie in Fig. 5(d) gezeigt, und die Zielspur wird eingenommen. Während der Zugriffsoperation wird ein Spurverfolgungsfehlersignal, das in Fig. 5(c) gezeigt ist, in dem Detektor 26 erzeugt und in die Zählschaltung 58 eingegeben. Die Zählschaltung 58 zum Abzählen der Nulldurchgangspunkte des Spurverfolgungsfehlersignals ist zum Zusammenwirken mit der Steuereinrichtung 50 mit dieser verbunden, und die Anzahl der Spuren bis zu der Zielspur wird berechnet und kontrolliert. Fig. 5 zeigt einen Fall, in dem sechs Spuren zu überspringen sind.
Beim Anwenden des Mehrspur-Sprungverfahrens sind zwei Probleme zu lösen. Das erste Problem besteht in einer Dezentrierung der optischen Plattendrehung und das zweite besteht in einem Sprungkrafteffekt, der die Bewegung des Betätigungskopfes 40 gemäß Fig. 2 beeinflußt. Die Drehung der optischen Platte weist eine Abweichung von dem Drehungsradius auf, die bis zu 50 bis 60 um reicht.
Diese Abweichung wird durch einen Mangel an mechanischer Präzision der optischen Platte selbst während ihrer Fertigung und ferner durch einen Mangel der Präzision beim Einlegen der optischen Platte auf eine Spindel oder Antriebswelle eines Antriebsmotors verursacht. Der zuvor genannte Abweichungswert ist viel größer als der Spurschritt, wie z. B. 1.6 um, der allgemein benutzt wird. Während der Bewegung des Betätigungskopfes bei dem Feinzugriffsvorgang dreht sich die optische Platte um einen bestimmten Winkel vorwärts, was eine Abweichung des fokussierten Strahls fort von der vermuteten Spur durch die Dezentrierung verursacht, und dies bewirkt einen Fehler beim Feinzugriff.
Als zweites Problem ist anzuführen, daß der Betätigungskopf 40 gemäß Fig. 2 auf einem Magnetaufbau 42 montiert ist und frei um eine Achse 43 durch Erregen der Spurverfolgungsspule 36 zu drehen ist, und axial durch die Fokussierungsspule 38 bewegt wird. Indessen sind diese zwei Spulen 36, 38 über Leitungsdrähte fest mit Außenanschlüssen verbunden (nicht gezeigt) verbunden, die den Treiberstrom zuführen. Diese Verbindungsdrähte üben Sprungkräfte auf die Bewegung des Betätigungskopfes 40 aus. Diese Sprungkraft wirkt dahingehend, daß der Betätigungskopf 40 in Richtung auf eine neutrale Position während des Spuraufsuchschritts zurückgezogen wird, und die Kraft steigt mit einem Drehungswinkel des Betätigungskopfes 40 an. Daher ist es notwendig, diese Kraft durch Zuführen eines Treiberstroms zu der Spurverfolgungsspule 36 zu kompensieren, um den Spurverfolgungsfehler zu vermeiden.
Verschiedene Patentschriften offenbaren Lösungen für die zuvor erläuterten Probleme. Die Japanische Patent-Offenlegungsschrift 61-22479 v. 31. Januar 1986, Tokukaisha, offenbart das Kompensationsverfahren bei Dezentrierung einer optischen Platte in einem Mehrspuren-Sprung. Die Japanische Patentschrift 62-54835, Tokukaisha, v. 10. März 1987 offenbart, daß die Zeitabschnitte von Beschleunigungs- und Verzögerungs-Impulsen durch Messen der Geschwindigkeit der Betätigungseinrichtung eingestellt werden. Die Japanische Patentschrift 60-205836, Tokukaisha, v. 17. Oktober 1985 offenbart ein Kompensationsverfahren in bezug auf die Sprungkraft durch Fließenlassen eines graduell ansteigenden Kompensationsstroms in die Spurverfolgungsspule während eines Mehrspuren-Sprungs, jedoch ist der Gegenstand dieser Patentschrift nicht mit der Dezentrierung einere optischen Platte befaßt. Die Japanische Patentschrift 61-230630, Tokukaisha, v. 14. Oktober 1986 offenbart ein Kompensationsverfahren sowohl für die Sprungkraft als auch die Dezentrierung einer optischen Platte, jedoch scheint es schwierig zu sein, das Dezentrieren einer optischen Platte im Falle eines Langbereich-Sprungs zu kompensieren.
Bei den zuvor genannten Verfahren wird der vermutete Spurverfolgungsfehler graduell während eines gesamten Sprungbereichs kompensiert. Daher scheint es, wenn der Mehrspuren-Sprung, insbesondere ein Langbereichs-Sprung, wie für mehr als 100 Spuren ist, schwierig zu werden, ohne Fehler auf die Zielspur zuzugreifen, wenn sowohl das Dezentrieren der optischen Platte als auch die Sprungkraft kompensiert werden sollten.
Eine vollständig unterschiedliche Technik ist in der folgenden Druckschrift offenbart, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 betrifft:
"Seek techniques for the Optotech 5984 optical disk drive" by Everett Bates et al, SPIE VOL. 695, Optical Mass Data Storage, 1986.
Die Aussage dieser Druckschrift ist durch Benutzen der Figuren 6(a) u. 6(b) zusammengefaßt. Fig. 6(a) zeigt ein Spurverfolgungsfehlersignal nach dem anfänglichen Beschleunigungssprungimpuls. Das Spurverfolgungsfehlersignal ist ähnlich der Kurve, wie sie in Fig. 5(c) gezeigt ist. Wenn angenommen wird, daß die Geschwindigkeit des Betätigungskopfes nach dem Beschleunigungsimpuls auf ein erforderliches T, z. B. 100 us eingestellt ist, sollte jede Dauer Ta bis Tc, Tc bis Te, Te bis Tg usw. gemäß Fig. 6(a) im Idealfall 100 us betragen. In Wirklichkeit ergibt sich eine Abweichung von diesem Wert hin zu kürzeren oder längeren Zeiten. Die Druckschrift offenbart, daß jedesmal dann, wenn das Spurverfolgungsfehlersignal den Wert Null durchläuft, ein Verzögerungsimpuls angewendet wird, wobei der Impuls eine Breite von annähernd der halben Dauer von T&sub0; hat, im vorliegenden Fall 50 us. Dann wird während der verbleibenden Zeit T&sub0; - 50 ms der Beschleunigungsimpuls, der dieselbe Amplitude hat, angewendet. Dies ist in Fig. 6(b) gezeigt. Alle Verzögerungsimpulse von Ta bis Tb, Tc bis Td, Te bis Tf und Tg bis Th haben dieselbe Impulsbreite und -höhe. In Fig. 6 beträgt die Impulsbreite von Tb bis Tc 50 us, die Impulsbreiten von Td bis Te und Tf bis Tg sind länger als 50 us, und die Breite von Th bis Ti ist kürzer als 50 us. Im Ergebnis wird der optische Kopf, wenn er sich schneller als dem eingestellten Wert entsprechend bewegt, verzögert. Im Gegensatz dazu wird er, wenn er sich langsamer als dem eingestellten Wert entsprechend bewegt, beschleunigt. Auf diese Weise wird die Überlaufzeit zum Überqueren eines halben Spurschritts eingestellt, um sie über die gesamte Feinzugriffszeit hinweg beinahe konstant zu halten. Indessen weist dieses Verfahren eine Schwachstelle auf, wenn das Spurverfolgungsfehlersignal einen Geräuschspannungsimpuls enthält. Wenn der Geräuschspannungsimpuls den Nullpegel durchläuft, wirkt er, um einen weiteren nachfolgenden Verzögerungsimpuls zu erzeugen. Daher wird die Betätigungseinrichtung zu sehr über die erwartete Geschwindigkeit verzögert.
Die allgemeine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Feinzugriffsverfahren und eine Schaltung dafür für einen Zugriffsvorgang mittels Mehrspuren-Sprung, der einen weiten Bereich von ± 400 um überdeckt, zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Zugriffsverfahren und eine Schaltung für einen Hochgeschwindigkeitsvorgang, z. B. nicht weniger als 20 ms, für einen 100-Spuren- Sprung zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Feinzugriffsverfahren und eine Schaltung dafür, mittels welcher die Zielspur präzise verfolgt werden kann, unter Vermeidung der Effekte sowohl der Dezentrierung der Plattendrehung als auch der Sprungkraft zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Feinzugriffsverfahren und eine Schaltung dafür zu schaffen, mittels welcher der Feinzugriff nicht sehr stark durch die Geräuschspannung, die von einem Spurverfolgungsfehlersignal überlagert ist, beeinträchtigt wird.
Ferner besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Zugriffsverfahren und eine Schaltung dafür zu schaffen, womit es nur erforderlich ist, eine Bewegung zwischen Benutzerbereichen auszuführen und es unnötig ist, eine Bewegung innerhalb eines Bereiches auszuführen, der einem bestimmten Benutzer zugewiesen ist, wenn Speicherbereiche auf einer optischen Platte eigens einem individuellen Benutzer zugewiesen sind.
Das Zugriffsverfahren der vorliegenden Erfindung enthält die Merkmale der Schritte des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel für Wellenformen, die das zuvor angegebene Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verdeutlichen. Fig. 7(a) zeigt ein Spurverfolgungsfehlersignal, das eine Änderungsbreite zwischen zwei Nulldurchgangspunkten hat. Weil die Dauer des ersten Halbzyklus kürzer als T2 ist, wird der Verzögerungsimpuls, der in Fig. 2(b) gezeigt ist, erzeugt, und der Betätigungskopf des optischen Kopfaufbaus wird verzögert. Andererseits wird, wenn die Dauer des zweiten Halbzyklus des Spurverfolgungsfehlersignals länger als T1 ist, der Beschleunigungsimpuls erzeugt, und der Betätigungskopf wird beschleunigt. Was den dritten Halbzyklus betrifft, liegt die Dauer bei einem Zwischenwert zwischen T1 und T2, und daher wird kein Impuls erzeugt.
Der Beschleunigungsimpuls und der Verzögerungsimpuls haben stets dieselbe Impulsbreite und dieselbe Impulshöhe mit entgegengesetzten Polaritäten. Der Betätigungskopf überläuft die Spuren eines Langbereiches auf der Platte, wobei er die Überquerungszeit jedes Spurschritts nahezu konstant hält, und zwar selbst dann, wenn die Plattendrehung durch Dezentrierung beeinflußt wird und ferner die Betätigungseinrichtung die zuvor erläuterte Springkraft aufnimmt. Wenn die Position des Betätigungskopfes eine dichte Nähe zu der Zielspur erreicht hat, wird der letzte Verzögerungsimpuls angewendet, der dem anfänglichen Beschleunigungsimpuls entspricht und der in der Lage ist, den Betätigungskopf zum Stillstand zu bringen. Dann wird der Servomechanismus eingeschaltet, was den Strahl präzise dem Zentrum der Zielspur folgen läßt.
Das zuvor angegebene Verfahren versetzt den optischen Kopf in die Lage, einen Sprung mit sehr langem Bereich mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen und die Zielspur ohne Fehler einzunehmen. Ferner wird das Verfahren nicht sehr durch eine Geräuschspannung beeinträchtigt, die einem Spurverfolgungsfehlersignal überlagert ist. Die Geräuschspannung verursacht das Erzeugen eines Überverzögerungsimpulses, jedoch veranlaßt der Impuls, der gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird, die Betätigungseinrichtung nicht, eine große Geschwindigkeitsänderung vorzunehmen.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der im folgenden gegebenen, ins einzelne gehenden Beschreibung im Zusmmenhang mit den Ansprüchen ersichtlich.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Aufbau der optischen Platte, insbesondere die Beziehung zwischen der optischen Platte und dem optischen Kopfaufbau.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der Betätigungseinrichtung.
Fig. 3 zeigt Wellenformen zum Erklären des Feinzugriffsverfahrens nach dem Stand der Technik, wobei Wellenform (a) ein Paar von Beschleunigungs- und Verzögerungsimpulsen zeigt, die einer nach dem anderen wiederholt werden, und Wellenform (b) das entsprechende Spurverfolgungsfehlersignal zeigt.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild des grundsätzlichen Zusammenbaus zum Treiben der Betätigungseinrichtung bei einem Feinzugriff.
Fig. 5 zeigt Wellenformen bei einem Mehrspuren-Sprungverfahren nach dem Stand der Technik, wobei Wellenform (a) Sprungimpulse zum Treiben der Betätigungseinrichtung zeigt, (b) eine Betätigungsgeschwindigkeitskurve, (c) ein Spurverfolgungsfehlersignal und (d) Ein/Aus-Schaltzustände der Spurverfolgungs-Servoschaltung zeigt.
Fig. 6 zeigt Wellenformen eines Mehrspuren-Sprungs, der bei "Optotech" angewendet wird, wobei Wellenform (a) ein Spurverfolgungsfehlersignal und (b) einen Kompensationsimpuls zum abwechselnden Beschleunigen und Verzögern der Betätigungseinrichtung zeigt.
Fig. 7 zeigt Wellenformen, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung verdeutlichen, wobei das Spurverfolgungsfehlersignal (a) ein Nulldurchgangsintervall hat, das kürzer als T2 ist, der Verzögerungsimpuls, der durch (b) gezeigt ist, an die Betätigungseinrichtung gesendet wird, und wenn T länger als T1 ist, ein Beschleunigungsimpuls gesendet wird.
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild, wobei die Einzelheiten des Feinzugriffsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
Fig. 9 zeigt ein Impuls/Zeit-Diagramm von Signalen, die an verschiedenen Punkten in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 8 auftreten.
Fig. 10 zeigt ins einzelne gehend eine Schaltung eines Impulsgenerators 82 gemäß Fig. 8.
Fig. 11 zeigt verschiedene Abtastwerte der Geschwindigkeitsänderung, nachdem ein Geschwindigkeitskompensationsimpuls gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist, wobei Fig. 11(a) einen Fall zeigt, in dem nur eine Referenzzeit zum Vergleichen benutzt wird, und Fig. 11(b) einen Fall zeigt, in dem zwei Referenzzeiten benutzt werden.
Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei ein Teil des optischen Kopfaufbaus 12 und einer optischen Platte 10 gemäß Fig. 1 schematisch ergänzt sind, um die Beziehung mit der Schaltung für einen Feinzugriff zu verdeutlichen. In Fig. 8 ist die Servoschaltung, die die Fokussierungsspule 38 gemäß Fig. 2 treibt, fortgelassen, weil die vorliegende Erfindung nicht direkt auf ein Fokussierungssystem bezogen ist. Fig. 9 zeigt ein Impuls/Zeit-Diagramm zum Erklären der Einzelheiten der Operation gemäß Fig. 8.
Während der Schreib/Lese-Periode arbeitet das Servosystem, während der Strahl der Zielspur folgt, in einer Weise, daß sich ein analoger Schalter in einem EIN-Zustand befindet, wie in Fig. 9(a), der durch einen Befehl von einem Mikrocomputer 66 gesteuert wird. Der Detektor 26 erfaßt eine Auslenkung des fokussierten Strahls von der verfolgten Spur und erzeugt ein Spurverfolgungsfehlersignal. Das Spurverfolgungsfehlersignal wird dann einem Phasenkomparator 60 und ferner einem Treiberverstärker 64 über den analogen Schalter 62 eingegeben. Das verstärkte Signal treibt die Spurverfolgungsspule 36, so daß der fokussierte Strahl die Zielspur nicht verläßt. Der Phasenkomparator 60 wird für eine Rückkopplungsschleife des Servosystems, damit dieses stabil arbeitet, benötigt.
Wenn der Mikrocomputer 66 einen Suchbefehl empfängt, um auf eine unterschiedliche Spur zuzugreifen, auf die innerhalb eines Feinzugriffsbereichs zugegriffen werden kann, wird der analoge Schalter 62 ausgeschaltet, und die Schaltung für den Feinzugriff gemäß der vorliegenden Erfindung beginnt zu arbeiten, wie dies in der unteren Hälfte von Fig. 8 gezeigt ist.
Das Spurverfolgungsfehlersignal hat eine Wellenform (c), die in Fig. 9 gezeigt ist, und dieses Signal wird einem Nulldurchgangssignalgenerator 68 eingegeben. Der Nulldurchgangssignalgenerator 68 erzeugt ein Impulssignal (e), das in Fig. 9 gezeigt ist, jedesmal dann, wenn das Spurverfolgungsfehlersignal den Nullpegel durchquert. Der Nulldurchgangssignalgenerator 68 kann als eine Schaltung ausgeführt sein, die Elemente wie einen Komparator, einen Einmal-Impuls-Multivibrator und weitere Logikschaltungen umfaßt, wodurch ein Einmal-Impuls jedesmal dann erzeugt wird, wenn ein Pegel des Spurverfolgungsfehlersignals über den Nullpegel des Spurverfolgungsfehlersignals ansteigt oder unter diesen abfällt. Das Nulldurchgangssignal (e) wird einer Nulldurchgangsabzählschaltung 70 eingegeben, und in dieser wird die Anzahl von Spuren, die vom Beginn des Zugriffs an überlaufen werden, abgezählt und zu dem Mikrocomputer 66 übertragen.
Unmittelbar nachdem der analoge Schalter 62 in der Servoschleife ausgeschaltet worden ist, sendet der Mikrocomputer 66 einen Befehl an den Sprungimpulsgenerator 72, und ein Beschleunigungsimpuls Pa (b), der in Fig. 9 gezeigt ist, wird an den Treiberverstärker 64 ausgegeben und durch diesen an die Spurverfolgungsspule 36 gelegt, und die Spurverfolgungsspule beschleunigt den Betätigungskopf 40 während des Impulses Pa. Der Sprungimpulsgenerator 72 hat ferner eine Funktion zum Erzeugen eines Verzögerungsimpulses Pd, nachdem die Anzahl von zu überlaufenden Spuren in dem Suchvorgang ausgezählt worden ist. Der Verzögerungsimpuls Pd hat eine umgekehrte Polarität, die den Betätigungskopf 40 bis zu seinem Stillstand verzögert.
Die Zählerschaltung 74 wird durch ein Taktsignal von z. B. 1 MHz getrieben und wird durch jeden Impuls des Nulldurchgangssignals rückgeetzt. Das Zeitintervall B, welches bei dem Rücksetzimpuls beginnt und bei dem nächsten Rücksetzimpuls endet, wird durch die Anzahl von Taktsignalen gemessen, und daher steigt der Wert B graduell an und erreicht den Endwert B in Reaktion auf die Zeit zwischen zwei benachbarten Impulsen des Nulldurchgangssignals (e). Dies wird jedesmal für ein ankommendes Rücksetzsignal des Nulldurchgangssignals wiederholt.
Andererseits gibt der Mikrocomputer 66 Referenzzeitintervalle A1 und A2 (A1> A2) aus, wobei die Referenzwerte A1 und A2 so augewählt sind, daß der Endwert B, der der gemessenen Betätigungskopfgeschwindigkeit entspricht, nachfolgend kompensiert wird, um in den Bereich zwischen A1 und A2 zu fallen. Da der Endwert B der Zeit für den Betätigungskopf zum Überlaufen eines Halbspurschritts entspricht, steigt der Wert B an, wenn die Geschwindigkeit des Betätigungskopfes kleiner wird. Der gemessene Wert B soll vorzugsweise die Bedingung A1> B> A2 jedesmal dann, wenn ein Halbspurschritt überlaufen wird, erfüllen.
Der augenblickliche Intervallwert B wird den beiden Komparatoren 76, 78 eingegeben, und der Wert B steigt an, bis die zählerschaltung 74 rückgesetzt wird. In dem Komparator 76 wird der Wert B mit A1 verglichen, und wenn B gleich oder größer A1 wird, zeigt der logische Pegel des Anschlusses T1 des Komparators 76 den Wert "H", und der logische Pegel des Anschlusses T2 zeigt den Wert "L". Wenn die Bedingung nicht erfüllt ist, sind die logischen Pegel entgegengesetzt.
In dem Komparator 78 werden die B- u. A2-Werte miteinander verglichen. Der Anschluß T1 zeigt den logischen Pegel "H" nur dann, wenn die Bedingung A1< B erfüllt ist, ansonsten zeigt er den logischen Pegel "L". Daher gibt eine UND-Schaltung 86 den logischen Pegel "H" nur dann aus, wenn die Bedingung A1> B> A2 erfüllt ist.Unter dieser Bedingung ändert das Ausgangssignal Q eines D-Flipflops 80 seinen logischen Pegel nach "H", was durch das Nulldurchgangssignal gesteuert wird, das dem Taktanschluß des D-Flipflops 80 zugeführt wird. Dann öffnet der analoge Schter 84 die Schaltungsverbindung von dem Impulsgenerator 82 zu dem Treiberverstärker 64, um einen Geschwindigkeitskompensationsimpuls zu senden?.
Das Ausgangssignal an dem Anschluß T1 des Komparators 76 behält den logischen Pegel "L" zunächst bei, da das Zeitintervall B beginnt, von dem Eingabeaugenblick des Rücksetzimpulses des Nulldurchgangssignals (e) an anzusteigen. Wenn die Geschwindigkeit des Betätigungskopfes niedrig ist, stgeigt der Wert B bis zu dem Pegel B≥A1 an. Unter dieser Bedingung ändert sich der logische Pegel von T1 nach "H", und wenn der nächste Impuls des Nulldurchgangssignals dem Taktanschluß des Impulsgenerators 82 zugeführt wird, erzeugt dieser einen positiven Einmal-Impuls. Indessen erzeugt der Impulsgenerator 82 in dem Fall, in dem die Geschwindigkeit des Betätigungskopfes höher ist und der nächste Impuls des Nulldurchgangssignals an den Taktanschluß gelegt wird, während der logische Pegel von T1 den Pegel "L" bebehält, einen negativen Einmal-Impuls.
Der Impulsgenerator 82 kann beispielsweise durch Verwenden einer Schaltung, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist, hergestellt sein, wobei ein Einmal-Impuls-Multivibrator 90, ein D-Flipflop 92 und eine Wählerschaltung 94 benutzt werden. Der Einmal-Impuls-Multivibrator 90 erzeugt einen einzelnen Impuls jedesmal dann, wenn er durch eine abfallende Flanke des Nulldurchgangssignals getriggert wird. Das D-Flipflop 92 gibt denselben logischen Pegel wie derjenige des D-Anschlusses (verbunden mit dem Anschluß T1 des Komparators 76) bei der Anstiegsflanke des Nulldurchgangssignals aus. Die Wählerschaltung 94 hat eine Funktion zum Umkehren des Vorzeichens der Polarität es eingegebenen Impulses abhängig von dem logischen Pegel, der ihrem Wähleranschluß S von dem D-Flipflop 92 eingegeben wird. Auf diese Weise können positive und negative Einmal-Impulse gewonnen werden, die dieselbe absolute Höhe und dieselbe Impulsbreite haben.
Im Hinblick auf den Fall B> A1 und ferner B> A2 sind die Bedingungen erfüllt, und der Anschluß T2 des Komparators 76 und der Anschluß T1 des Komparators 78 zeigen den logischen Pegel "H". Da beide Eingangssignale der UND-Schaltung 86 den "H"-Pegel haben und daher dessen Ausgangssignal den "H"-Pegel hat, gibt das D-Flipflop 89 einen "H"-Pegel aus. Der analoge Schalter 84 wird geöffnet, und der negative Einmal-Impuls wird unterbrochen, um an den Treiberverstärker gesendet zu werden?. Beispielsweise werden die Intervallwerte B als B1m B2, B3 angenommen, wie dies in Fig. 9(e) gezeigt ist. Wenn die Bedingung A1> B1> A2 erfüllt ist, wird der analoge Schalter 84 geöffnet, was durch den Zustand des analogen Schalters 84 in Fig. 9(d) gezeigt ist, und es wird kein Kompensationsimpuls ausgegeben, wie dies in Fig. 9(f) gezeigt ist. Für den Fall B2> A1 wird ein Beschleunigungsimpuls ausgegeben, und für den Fall B3< A2 wird ein Verzögerungsimpuls ausgegeben. Die zeitliche Steuerung der Erzeugung des Einmal-Impulses und das Öffnen des analogen Shalters 84 sollten vo der Rücksetzzeitschaltung der Zählerschaltung 74 liegen. Die zeitliche Steuerung kann beispielsweise durch BEnutzen entweder der Anstiegsflanke oder der Abfallflanke des Impulses des Nulldurchgangssignals (e) gesteuert werden.
Für einen Fall A1> B> A2, der bedeutet, daß die Betätigungskopfgeschwindigkeit innehralb eines Bereichs zwischen ersten und zweiten Referenzgeschwindigkeiten liegt, wird ien Kompensationsimpuls an die Betätigungsspule 36 gelegt. In dem Fall B≥A1, A2, der bedeutet, daß die Betätigungskopfgeschwindigkeit niedriger als die erste Referenzgeschwindigkeit ist, wird dem Kopf ein beschleunigungs-Einmal-Impuls zugeführt. Für einen Fall B≤A1, A2, der bedeutet, daß die Betätigungskopfgeschwindigkeit höher als die zweite Referenzgeschwindigkeit ist, wird ein Verzögerungs-Einmal-Impuls an den Kopf gelegt.
Auf diese Weise wird die Betätigungskopfgeschwindigkeit so geregelt, daß sie innerhalb des Zielbereichs zwischen zwei Referenzwerten A1 und A2 liegt. Nachdem die festgelegte Anzahl von Spuren in der Zählschaltung 70 gemäß Fig. 8 abgezählt ist, wird der Sprungimpulsgenerator 72 getriggert, um einen negativen Impuls Pd, der in Fig. 9(b) gezeigt ist, auszusenden, und der Betätigungskopf wirwd bis zu seinem Stillstand verzögert. Dann wird unmittelbar darauf der analoge Schalter 62 geschlossen, was die Servoschleife aktiviertr.
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Referenzwerte A1 und A2 so eingestellt, daß sie die Geschwindigkeit des Betätigungskopfes regeln. Selbstverständlich kann A1 so eingestellt werden, daß er gleich dem Wert A2 ist (A1=A2=A)m was bedeutet, daß der Betätigungskopf für einen Fall beschleunigt wird, in dem B> A ist, und für einen Fall verzögert wird, in dem B< A ist. In diesem Fall werden der Komparator 78 und die UND-Schaltung 86 unnötig, und es werden drei Anschlüsse A< B, A=B, A> B benutzt. Indessen wird die Geschwindigkeitskompensation bei fast jedem Halbspurüberlauf verstärkt, und eine Konvergenz von Abweichungen von der Zielgeschwindigkeit ist nicht so gut, wenn sie mit dem Zwei-Referenzwert-Verfahren verglichen wird. Fig. 11(a) zeigtg die Geschwindigkeitsänderung nach der Kompensation, Daten, die die gemessene Geschwindigkeit B1 oder B2 betreffen, weichen von der Zielgeschwindigkeit A ab. Daher ist die Stabilität der Sprungbewegung in diesem Verfahren im Vergleich zu dem Zwei-Referenzwert-Verfahren minderwertiger. Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 11(b), daß wenn der Geschwindigkeitszielbereich, der von A1 bis A2 reicht, eingestellt ist, die gemessenen Geschwindigkeitsdaten, wie z. B. B1, B2 und B3, die außerhalb dieses Bereiches liegen, innerhalb des Zielbereiches nach der Kompensation konvergieren.
Dem Zugriffsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung liegt nicht die Absicht zugrunde, den Betätigungskopf peinlich genau zu regeln. Der Zweck des Verfahrens besteht darin, die Geschwindigkeit innerhalb eines Bereiches zu halten, in dem der Spurverfolgungs-Servomechanismus die Zielspur aufsuchen kann. Diese Flexibilität gestattet die Benutzung von Impulsen mit festgelger Höhe und Breite, um die Geschwindigkeitsabweichung zu kompensieren, die durch Umstände wie die Dezentrierung der Plattendrehung und die Drahtsprungkräfte verursacht wird.
Einer der Vorzüge des Benutzens festgelegter Impulse besteht darin, daß die Geschwindigkeitsänderung nach der Kompensation auf einen annehmbaren Wert begrenzt ist, und zwar selbst dann, wenn ein Fehler beim Erfassen der Geschwindigkeit auftritt. Das Verfahren, daß in der sog. Optotech 5984 durch Everett Bates et al angewendet wird und beim Stand der Technik erklärt ist, benutzt große Impulsbreiten, um den Kopf zu verzögern. Daher wird der Betätigungskopf, wenn das Spurverfolgungsfehlersignal einen Geräuschspannungsimpuls enthält, zu sstark verzögert, und in einigen Fällen wird es unmöglich, den Betätigungskopf zu steuern. Andererseits kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine weiteren Regelbereich für die Geschwindigkeit bieten.
Das Mehrspur-Sprungverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet sehr stabil, und die Wahrscheinlichkeit, daß der Strahl nicht in die Zielspur einfallen kann, ist kleiner als 10&supmin;&sup4;. Darüber hinaus kann die Strahlgeschwindigkeit fünfmal soe schnell wie die Geschwindigkeit des wiederholten Ein-Spur- Sprungs gemacht werden. Die Zugriffszeit wird mit diesem Verfahren beträchtlich verkürzt, und es werden Werte wie 20 ms pro +/-100 Spuren erzielt.

Claims

1. Zugriffs-Methode für eine Kopf-Betätigungseinrichtung (40) eines Antriebs für eine optische Platte, der eine Spurverfolgungs-Servoschaltung hat, wobei der Kopf über eine Vielzahl von Spuren springt, welche Methode Schritte umfaßt zum

- Abschalten der Spurverfolgungs-Servoschaltung (60, 62, 64),

- Anlegen eines einzigen Sprung-Impulses einer ersten Polarität an die Kopf-Betätigungseinrichtung zum Beschleunigen der Betätigungseinrichtung,

- Messen jedes Intervalls (T) für die Betätigungseinrichtung zum Überqueren eines vorbestimmten Spur-Abstands, welches Intervall die Dauer zwischen zwei Nulldurchgängen des Spurverfolgungsfehler-Signals ist,

- Anlegen eines weiteren Impulses einer Polarität, die der ersten Polarität entgegengesetzt ist, an die Kopf-Betätigungseinrichtung zum Verzögern der Betätigungseinrichtung bis zu einem Stillstand am Ende des Zugriffs,

- Wiederanschalten der Spurverfolgungs-Servoschaltung, welches Verfahren gekennzeichnet ist durch Schritte zum

- Vergleichen des gemessenen Intervalls (T) mit einer ersten vorbestimmten Referenzzeit (T&sub1;) und Anlegen eines Beschleunigungs-Impulses einer festgelegten Dauer an die Betätigungseinrichtung, wenn das gemessene Intervall länger als die erste vorbestimmte Referenzzeit ist,

- Vergleichen des gemessenen Intervalls (T) mit einer zweiten vorbestimmten Referenzzeit (T&sub2;), wobei T&sub2; ≤ T&sub1; ist, und Anlegen eines Verzögerungs-Impulses einer festgelegten Dauer an die Betätigungseinrichtung, wenn das gemessene Intervall kürzer als die zweite vorbestimmte Referenzzeit ist.

2. Methode nach Anspruch 1, wobei für die Methode ferner vorgesehen ist, daß der Beschleunigungs-Impuls die gleiche Breite und die gleiche Amplitude wie der Verzögerungs-Impuls hat.

3. Methode nach Anspruch 1 oder 2, wobei für die Methode ferner vorgesehen ist, daß der vorbestimmte Spur-Abstand ein halber Spur-Abstand ist.

4. Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei für die Methode ferner vorgesehen ist, daß die Beschleunigungs- und Verzögerungs-Impulse eine viel kürzere Impulsbreite als der Sprung-Impuls haben.

5. Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche Methode ferner den Schritt unfaßt zum

Unterdrücken des Anlegens eines Einmal-Beschleunigungs- oder Verzögerungs-Impulses, wenn das gemessene Intervall nicht länger als die erste vorbestimmte Referenzzeit bzw. nicht kürzer als die zweite vorbestimmte Referenzzeit ist.

6. Methode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei für die Methode ferner vorgesehen ist, daß die erste und die zweite vorbestimmte Referenzzeit im wesentlichen gleich sind.

7. Antrieb für eine optische Platte, der eine Kopf-Betätigungseinrichtung (40) zum Bewegen des Kopfes quer über die Oberfläche einer optischen Platte und eine Spurverfolgungs-Servoschaltung (60, 62, 64) für den Kopf hat, welcher Kopf-Antrieb umfaßt:

- ein Mittel zum Abschalten der Spurverfolgungs-Servoschaltung,

- ein Mittel (72) zum Anlegen eines einzigen Sprung-Impulses einer ersten Polarität an die Betätigungseinrichtung zum Beschleunigen derselben und um sie eine Vielzahl von Spuren überqueren zu lassen und zum Anlegen eines weiteren Impulses einer Polarität, die der ersten Polarität entgegengesetzt ist, zum Verzögern der Betätigungseinrichtung bis zu einem Stillstand,

- ein Zählmittel (74) zum Messen des Intervalls (T) für die Betätigungseinrichtung zum Überqueren eines vorbestimmten Spur-Abstands, wobei das Intervall zwischen zwei Nulldurchgängen des Spurverfolgungsfehler-Signals liegt,

- ein Mittel zum Anschalten der Spurverfolgungs-Servoschaltung

gekennzeichnet durch

- einen ersten Komparator (76) zum Vergleichen des Intervalls mit einer ersten vorbestimmten Referenzzeit (T&sub1;),

- einen zweiten Komparator (78) zum Vergleichen des Intervalls mit einer zweiten vorbestimmten Referenzzeit (T&sub2;), wobei T&sub1; ≤ T&sub2; ist,

- ein Impuls-Erzeugungsmittel (82) zum Erzeugen eines Beschleunigungs-Impulses einer festgelegten Dauer, wenn das gemessene Intervall länger als die erste vorbestimmte Referenzzeit ist, und zum Erzeugen eines Verzögerungs-Impulses einer festgelegten Dauer, wenn das gemessene Intervalls kürzer als die zweite vorbestimmte Referenzzeit ist.

8. Antrieb für eine Platte nach Anspruch 7, bei dem der erste und der zweite Komparator (76, 78) vereinfachend zu einem Komparator zusammengefaßt sind, wodurch die erste und die zweite vorbestimmte Referenzzeit eine einzige vorbestimmte Referenzzeit sind und wodurch das Impuls-Erzeugungsmittel (82) entweder einen Beschleunigungs-Impuls oder einen Verzögerungs-Impuls für die Kopf-Betätigungseinrichtung (40) abhängig von jedem gemessenen Intervall, das länger bzw. kürzer als die einzige vorbestimmte Referenzzeit ist, erzeugt.

9. Antrieb für eine Platte nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das Impuls-Erzeugungsmittel umfaßt: einen Impuls-Generator (82), der einen Impuls von entweder positiver oder negativer Polarität getriggert durch den Nulldurchgang des Spurverfolgungsfehler-Signals erzeugt, wobei die Polarität aufgrund einer Polarität eines ihm eingegebenen Signals ausgewählt wird, und ferner einen analogen Schalter (84), eine UND-Schaltung (86) und ein D-Flipflop (80), wobei der Ausgang des Impuls-Generators (82) mit dem analogen Schalter

(84) verbunden ist, die Eingänge der UND-Schaltung (86) mit

jedem ausgewählten Ausgang der ersten und der zweiten Komparator-Schaltung (76, 78) verbunden sind, der Eingang (D) des D-Flipflop (80) mit dem Ausgang der UND-Schaltung (86) verbunden ist und der Ausgang (Q) des D-Flipflop (80) mit einem Steueranschluß des analogen Schalters (84) verbunden ist, wodurch der Ausgang des analogen Schalters (84) den positiven oder negativen Einmal-Impuls abhängig von jedem gemessenen Intervall, das länger als die erste Referenzzeit bzw. kürzer als die zweite Referenzzeit ist, ausgibt und keinen Impuls ausgibt, wenn das gemessene Intervall zwischen der ersten und der zweiten vorbestimmten Referenzzeit liegt.