DE4212663A1 - Magnetooptischer datenaufzeichnungstraeger - Google Patents

Magnetooptischer datenaufzeichnungstraeger

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DE4212663A1
DE4212663A1 DE4212663A DE4212663A DE4212663A1 DE 4212663 A1 DE4212663 A1 DE 4212663A1 DE 4212663 A DE4212663 A DE 4212663A DE 4212663 A DE4212663 A DE 4212663A DE 4212663 A1 DE4212663 A1 DE 4212663A1
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Katsumi Suzuki
Tsuneshi Yokota
Tomohisa Yoshimaru
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Original Assignee
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    • G11B7/00718—Groove and land recording, i.e. user data recorded both in the grooves and on the lands

Description

Die Erfindung betrifft einen fotomagnetischen Datenspei­ cher, beispielsweise einen fotomagnetischen Platten-Daten­ speicher, der in der Lage ist, Daten mit hoher Dichte auf­ zuzeichnen.
Zum Schreiben von Daten auf eine fotomagnetische Platte wird in üblicherweise ein Laserstrahl auf eine Magnet­ schicht gelenkt, während an diese Schicht ein Magnetfeld angelegt wird, so daß ein Teil der Schicht, deren Tempera­ tur auf einen vorbestimmten Wert (Curie-Temperatur) oder darüberhinaus angehoben ist, und die somit ihre Koerzitiv­ kraft verloren hat, magnetisiert wird, wodurch eine als "Pit" bezeichnete Speicherstelle gebildet wird. Zum Lesen der Daten ist ein niedrig Temperatur-Leserstrahl erforder­ lich, mit dem zu lesende Daten punktweise angestrahlt wer­ den, während das von der Plattenoberfläche reflektierte Licht gelesen wird.
Die Größe eines lesbaren Speicher-Pits ist begrenzt durch eine Detektorgrenze, die von der Laser-Wellenlänge und der numerischen Apertur einer Linse des Systems bestimmt wird.
Es wurde versuchsweise eine fotomagnetische Platte herge­ stellt, in der die Magnetschicht eine Doppelschichtstruktur aufweist. Eine der beiden Schichten wird als Maske verwen­ det, um solche Pits, die keine Speicher-Pits sind, aus den­ en Daten gelesen werden sollen, abzudecken. Damit lassen sich aus Speicher-Pits Daten lesen, die einen geringeren Abstand besitzen als der Fleck-Durchmesser des Lesestrahls.
In diesem Fall ist die zum Schreiben vorgesehene Wellen­ länge eine kurze Wellenlänge von weniger als der Hälfte der ursprünglichen Detektorgrenze. Dadurch erhöht sich die Auf­ lösung auf das zweifache und mehr.
Bei dieser Methode ist innerhalb eines Strahlflecks (ent­ sprechend der Gauß′schen Verteilung), der während des Lese­ vorgangs durch die Bestrahlung erzeugt wird, eine Tempera­ turdifferenz vorhanden, und das Lesen der Pits ist nur aus dem Hochtemperaturbereich innerhalb des Strahlflecks mög­ lich. Dadurch erzielt man den gleichen Effekt, als wenn man die Lesestrahl-Fleckfläche (Durchmesser) verringerte. Es läßt sich also ein sehr dichtes Schreiben von Daten reali­ sieren, wenn man das optische System existierender Lauf­ werke für fotomagnetische Platten verwendet.
Obschon aber das hochdichte Aufzeichnen von Daten unter Verwendung der existierenden optischen Lasersysteme reali­ sierbar ist, wurde bislang kein Versuch unternommen, diese Idee in die Praxis umzusetzen. Die entsprechenden Methoden zur weiteren Erhöhung der Schreibdichte der Daten sind nicht ausreichend.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein magnetooptisches Datenle­ sebauelement anzugeben, welches sich durch eine höhere Da­ ten-Schreibdichte auszeichnet, wobei ferner eine Lese- Schreib-Vorrichtung angegeben werden soll.
Erfindungsgemäß wird ein magnetooptisches Datenlesebauele­ ment mit folgenden Merkmalen geschaffen: Ein transparentes Plattensubstrat, stegförmige Bereiche und rillenförmige Be­ reiche, die in dem Plattensubstrat spiralförmig und paral­ lel zueinander ausgebildet sind, wobei die rillenförmigen Bereiche bezüglich der stegförmigen Bereiche abgestuft aus­ gebildet sind. Jeder der stegförmigen und der rillenförmi­ gen Bereiche besitzt in seiner Oberflächenzone eine erste magnetische (Lese-) Schicht mit einer vorbestimmten Curie- Temperatur und einer vorbestimmten magnetischen Koerzitiv­ kraft, und eine zweite magnetische (Schreib-) Schicht, die auf der ersten magnetischen Schicht ausgebildet ist und ei­ ne Curie-Temperatur besitzt, die höher als die vorbestimmte Curie-Temperatur ist, und eine magnetische Koerzitivkraft besitzt, die höher ist als die vorbestimmte magnetische Ko­ erzitivkraft, und die zur Datenspeicherung mehrere in Rei­ henanordnung Speicher-Pits (P) aufweist.
Erfindungsgemäß wird bei diesem Aufbau die erste magneti­ sche Schicht, die die niedrige Curie-Temperatur und die niedrige Koerzitivkraft besitzt, von einer Initialisie­ rungsmagnetfeld-Erzeugungseinrichtung der Datenlesevorrich­ tung initialisiert. Anschließend werden selbst dann, wenn mehrere Speicher-Pits mit hoher Dichte gebildet werden, an­ dere Pits als das einzelne Ziel-Speicher-Pit durch die er­ ste magnetische Schicht von einem großen Laserstrahlfleck maskiert. Wenn Daten ausgelesen werden sollen, wird dement­ sprechend der Laserstrahl nicht auf mehrere Speicher-Pits gleichzeitig gelenkt, so daß Speicher-Pits mit hoher Dichte erzeugt werden können. Da ferner die Stufe zwischen den stegförmigen und den rillenförmigen Bereichen von der Da­ tenlesevorrichtung erfaßt wird, ist eine Spurführung mög­ lich. Da kein eine Spurposition kennzeichnender Bereich ausgebildet werden muß, können im Gegensatz zu der her­ kömmlichen Platte die Speicher-Pits mit hoher Dichte ge­ bildet werden.
Im folgendem werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand an der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm, welches schematisch eine Ausführungs­ form einer Lesevorrichtung für fotomagnetische Da­ tenspeicherplatten zeigt;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Auf­ baus der erfindungsgemäßen fotomagnetischen Platte;
Fig. 3A und 3B Ansichten zum Veranschaulichen des Aufbaus der erfindungsgemäßen fotomagnetischen Platte und des Prinzips des Lesens von Daten von der Platte;
Fig. 4 eine Spuradressen-Zuordnung von Rillen und Stegen der erfindungsgemäßen fotomagnetischen Platte;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, welches die Stufen beim Zugriff auf eine Adresse der fotomagnetischen Platte durch die erfindungsgemäße Lesevorrichtung zeigt; und
Fig. 6 eine Ansicht zum Veranschaulichen der Verteilung des Adressendatenbereichs auf der Platte.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Lesevorrich­ tung für eine fotomagnetische Platte.
Eine fotomagnetische Platte 1 wird z. B. von einem Spindel­ motor 2 angetrieben. In der Oberfläche der fotomagnetischen Platte 1 sind gemäß Fig. 2 spiralförmige Führungsrillen ausgebildet. Der vertiefte Abschnitt einer Führungsrille wird hier als Rille 61 bezeichnet, der vorstehende Ab­ schnitt zwischen benachbarten Rillen 61 wird als Steg 62 bezeichnet. Dabei hat die Rille 61 eine Breite Wa und der Steg 62 eine Breite Wb, die im Verhältnis von etwa 1:1 zu­ einander stehen.
Auf der Oberfläche der Platte 1 ist eine fotomagnetische Datenspeicherschicht (Magnetschicht; magnetischer Film) mit Zwei-Schicht-Struktur ausgebildet, die eine Leseschicht 63 und eine Schreibschicht 64 enthält. In der fotomagnetischen Datenspeicherschicht sind die Leseschicht 63 und die Schreibschicht 64 in der genannten Reihenfolge auf einem Substrat 65 ausgebildet.
Lese- und Schreiboperationen von Daten werden auf der foto­ magnetischen Platte 1 sowohl bezüglich der Rille 61 als auch bezüglich des Stegs 62 durchgeführt.
Der Spindelmotor 2 ist an eine PLL-(Phasenregelschleifen-) Schaltung angeschlossen, die einen Phasenvergleicher 3 und einen Motortreiber 4 enthält. Nach Maßgabe eines von einer Steuerschaltung 38 ausgegebenen Taktsignals c und eines von dem Spindelmotor 2 gelieferten Impulses a wird der Spindel­ motor 2 so angetrieben, daß er präzise mit dem Taktsignal c synchronisiert ist.
Die Steuerschaltung 38 enthält einen Mikroprozessor zur Steuerung der gesamten Vorrichtung, einen ROM (Festspei­ cher) und einen RAM (Schreib-/Lese-Speicher).
Die Steuerschaltung 38 ist synchronisiert mit einem Umdre­ hungsimpuls b, der von dem Spindelmotor 2 bei jeder Umdre­ hung ausgegeben wird, um einen (nicht gezeigten) Spur-/Sek­ tor-Zähler zu aktivieren. Wenn deshalb die Steuerschaltung 38 eine Spur-/Sektor-Adresse d ausgibt, um über eine Modu­ lierschaltung 35 und eine Laserleistungs-Steuerschaltung 12 einen Halbleiterlaser 10 anzusteuern, werden an die foto­ magnetische Platte 1 kontinuierlich Spuradressendaten ge­ liefert. Dies wird unten noch näher erläutert.
Ein von dem Halbleiterlaser 10 abgegebener Laserstrahl wird von einer Kollimatorlinse 9 kollimiert und auf einen Halb­ spiegel 8 gelenkt. Der kollimierte Strahl wird von einer Objektivlinse 5 fokussiert, um die fotomagnetische Daten­ speicherschicht auf der fotomagnetischen Platte 1 mit einem Strahlfleck zu bestrahlen.
Eine Lese-/Schreib-Magnetfeldgeneratoreinrichtung 51 ent­ hält einen Elektromagneten oder einen Permanentmagneten und ist gegenüber dem optischen System auf der anderen Seite der fotomagnetischen Platte 1 angeordnet. Die Magnetfeldge­ neratoreinrichtung 51 vermag die Polarität des Magnetfeldes in Abhängigkeit eines Signals k zum Schreiben von Daten auf die Schreibschicht 64 oder zum Löschen von Daten von der Schreibschicht umzukehren. Die Magnetfeldgeneratoreinrich­ tung 51 kann auch auf derselben Seite wie die Objektivlinse 5 angeordnet sein.
Eine Initialisierungs-Magnetfeld-Generatoreinrichtung 50 ist vor dem Lese-Strahlfleck einer gelesenen Spur angeord­ net, auf die die Objektivlinse 5 fokussiert ist. Die Ma­ gnetfeld-Generatoreinrichtung 50 initialisiert die Lese­ schicht 63, die eine schwache Koerzitivkraft besitzt, so daß die Leseschicht 63 als Maske dient, welche Pits außer einem einzelnen Speicher-Pit, aus welchem Daten auszulesen sind, abdeckt.
Von der fotomagnetischen Platte 1 reflektiertes Licht wird über die Objektivlinse 5 von dem Halbspiegel 8 reflektiert. Von dem Halbspiegel 8 reflektiertes Licht wird von einem halbdurchlässigen Spiegel 13 aufgeteilt in Durchlicht und reflektiertes Licht. Das Durchlicht passiert ein Verbundob­ jektiv, welches eine konvexe Linse 17 und eine zylindrische Linse 18 umfaßt, und wird auf eine viergeteilte Fotodiode 19 geleitet. Auf die viergeteilte Fotodiode 19 fallendes Licht wird in ein elektrisches Signal umgesetzt.
Unter Verwendung dieses Signals wird von einem Fehlerver­ stärker 24 über Vorverstärker 20 und 21 nach Maßgabe des bekannten Astigmatismus-Schemas eine Fokussierfehler er­ faßt. Das Fokussierfehlersignal durchläuft eine Phasenkom­ pensationsschaltung 25 zum Fokussieren und Stabilisieren und treibt eine Fokussierspule 7 eines Linsenaktuators über einen Treiber 26, wodurch eine Fokussierregelung der Objek­ tivlinse 5 erzielt wird.
Von einem Fehlerverstärker 27 wird in ähnlicher Weise über Vorverstärker 22 und 23 entsprechend dem bekannten Gegen­ taktverfahren ein Spurfehlersignal i erfaßt. Das Spurfeh­ lersignal i wird zusammen mit seinem invertierten Spurfeh­ lersignal j, dessen Polarität von einem invertierenden Ver­ stärker 28 umgekehrt wird, an einen Analogschalter 29 gege­ ben. Der Analogschalter 29 wählt entweder das Spurfehlersi­ gnal i oder das invertierte Spurfehlersignal j aus, abhän­ gig von einem Spurpolaritäts-Schaltsteuersignal g, welches von der Steuerschaltung 38 kommt, um das ausgewählte Signal abzugeben.
Über eine zur Spurführungs-Stabilisation dienende Phasen­ kompensationsschaltung 30 steuert ein Treiber 31 eine Spur­ spule 6 des Linsenaktuators, um auf diese Weise eine Spur­ führung für die Rille 61 oder den Steg 62 mittels der Ob­ jektivlinse 5 durchzuführen. Genauer gesagt: Wenn von dem Analogschalter 29 das Spurfehlersignal i ausgewählt wird, wird die Objektivlinse 5 derart gesteuert, daß eine Rillen- Spurführung erfolgt, d. h., daß der Strahlfleck der Rille 61 folgt. Wenn das invertierte Spurfehlersignal j mit der um­ gekehrten Polarität ausgewählt wird, wird die Objektivlinse 5 derart gesteuert, daß eine Steg-Spurführung durchgeführt wird, d. h., daß der Strahlfleck dem Steg 62 folgt.
Auf diese Weise wird der invertierende Verstärker 28 vorbe­ reitet und die Polarität der Spurführungs-Regelschleife wird von dem Analogschalter 29 umgeschaltet, so daß eine Spurführung sowohl für die Rille (der vertiefte Abschnitt der fotomagnetischen Datenspeicherschicht der Führungsril­ le) 61 als auch den Steg (der vorstehende Abschnitt der durch die Führungsrille gebildeten fotomagnetischen Daten­ speicherschicht) 62 erfolgen kann.
Da bei dieser Ausführungsform die Breiten der Rille 61 und des Stegs 62 etwa auf 1:1 eingestellt sind, läßt sich eine Rillen-Spurführung, sowie eine Steg-Spurführung durch ein­ faches Polaritätsumschalten in einfacher Weise durchführen. Im Ergebnis erfolgt ein Lesen/Schreiben von Daten sowohl für die Rille 61 als auch für den Steg 62.
Zum Lesen der Daten wird von der fotomagnetischen Platte 1 unter einem Kerr-Drehwinkel entsprechend einem Speicher-Pit reflektiertes Leselicht von dem Halbspiegel 13 reflektiert und von einer Kondensorlinse 14 fokussiert. Das fokussierte Licht fällt über einen Analysator 15 auf eine Fotodiode 16, um ein fotomagnetisches Daten-Schreibsignal zu lesen, und wird dann in ein elektrisches Signal umgesetzt.
Das Ausgangssignal der Fotodiode 16 wird von einer Signal­ verarbeitungsschaltung 32 verstärkt und binär umgesetzt. Aus dem Binär-Signal wird ein Taktsignal separiert und das resultierende Signal wird von einer Dekoderschaltung 33 de­ kodiert. Bezüglich eines Adressendaten-Abschnitts wird ein laufendes Adressensignal f von einer Adressenleseschaltung 34 gelesen und an die Steuerschaltung 38 geliefert.
Das von der Dekodierschaltung 33 dekodierte Datensignal wird von einer Fehlerkorrekturschaltung 36 einer Fehlerkor­ rektur unterzogen und über eine Schnittstellenschaltung 37 an ein (nicht gezeigtes) externes Hostsystem gegeben. Auf diese Weise erfolgt das Lesen von Daten.
Für den Zugriff auf eine Zielspur wird über die Schnitt­ stellenschaltung 37 ein Zugriffsbefehl von dem Hostsystem empfangen, und durch die Steuerschaltung 38 wird die Dif­ ferenz zwischen einem Zieladressensignal e und dem laufen­ den Adressensignal f, sowie die Zugriffsrichtung berechnet. Dann steuert ein von der Steuerschaltung 38 kommendes Steu­ ersignal h, welches die Zugriffsrichtung kennzeichnet, das Zieladressensignal e und das gegenwärtige Adressensignal f steuert einen (nicht gezeigten) Zugriffsmechanismus, der einen Linearmotor enthält. Das am Zugriffsmechanismus be­ festigte optische System (optischer Kopf) wird veranlaßt, in radialer Richtung auf die fotomagnetische Platte 1 zuzu­ greifen, um dadurch den Zugriff auszuführen.
Zum Schreiben von Daten werden von der Schnittstellenschal­ tung 37 zu schreibende Daten empfangen, und diesen Daten wird von der Fehlerkorrekturschaltung 36 ein Fehlerkorrek­ turkode hinzugefügt. Die resultierenden Daten werden von der Modulierschaltung 35 einer zum Schreiben von Daten ge­ eigneten digitalen Modulation unterzogen und dann an die Laserleistungs-Steuerschaltung 12 gegeben. In die Rille 61 oder den Steg 62 der fotomagnetischen Platte 1 wird von ei­ nem durch den Halbleiterlaser 10 erzeugen Laserstrahl ein Speicher-Pit eingeschrieben.
Eine Fotodiode 11 dient zum Überwachen des Ausgangssignals des Halbleiterlasers 10. Die Laserleistungs-Steuerschaltung 12 wird von dem Ausgangssignal des Halbleiterlasers 12 sta­ bilisiert.
Im folgendem werden der Aufbau der erfindungsgemäßen foto­ magnetischen Platte 1 und das Grundprinzip des Lesens von Daten von der Platte erläutert.
Gemäß Fig. 3B ist die Schreibschicht 64 der in Pfeilrich­ tung A in Fig. 3B gedrehten fotomagnetischen Platte 1 eine Schicht oder ein Film aus beispielsweise einem Material auf TbFeCo-Basis mit hoher Koerzitivkraft. Die Curie-Temperatur der Schreibschicht 64 ist so eingestellt, daß sie fast die gleiche ist, wie diejenige der magnetischen Schicht einer herkömmlichen fotomagnetischen Platte. D.h.: Wenn ein La­ serstrahl mit einer Daten-Schreibleistung aufgestrahlt wird, erhöht sich die Temperatur der Schreibschicht 64 über die Curie-Temperatur, und somit geht die Magnetisierung verloren. Mit fallender Temperatur wird die Schreibschicht 64 in Richtung eines Schreib-Magnetfeldes von der Lese/- Schreib-Magnetfeldgeneratoreinrichtung 51 magnetisiert. Nachdem die Schreibschicht 64 wieder Zimmertemperatur er­ reicht hat, wird die neue Magnetisierungsrichtung gehalten.
Die Leseschicht 63 ist eine Schicht oder ein Film aus bei­ spielsweise einem Material auf GdFeCo-Basis. Die Lese­ schicht 63 besitzt eine niedrigere Curie-Temperatur als die Schreibschicht 64 und besitzt eine niedrigere Koerzitiv­ kraft als die Schreibschicht 64. Wenn daher ein Laserstrahl mit einer Daten-Leseleistung während einer ausreichend lan­ gen Zeitspanne auf die Leseschicht 63 gestrahlt wird, wird in der Leseschicht 63 eine Magnetisierungsumkehr veranlaßt, und die Magnetisierungsrichtung kann durch ein Initiali­ sierungs-Magnetfeld 50a von der Initialisierungs-Magnet­ feldgeneratoreinrichtung 50 umgekehrt werden.
Zum Lesen von Daten wird die Magnetisierungsrichtung der Leseschicht 63 durch das Initialisierungs-Magnetfeld 50a vergleichmäßigt, so daß sämtliche Speicher-Pits P entlang einer Lesespur (Rille 61 oder Steg 62) T von der Lese­ schicht 63 bedeckt sind. In Fig. 3A sind die durch gestri­ chelte Ellipsen dargestellten Speicher-Pits P maskiert (ein durch X gekennzeichneter Bereich).
Nur ein Pit P, welches kleiner ist als den Durchmesser Ba eine Flecks B, bleibt durch Einwirkung der Wärme des Lese- Strahlflecks B unmaskiert und auf diese Weise erfolgt das Lesen von Signalen.
Wenn die Speicher-Pits P, die nach oben oder aufwärts ma­ gnetisiert sind, in den Einfluß des Initialisierungs-Ma­ gnetfeldes 50a gelangen, wird lediglich die eine kleine Ko­ erzitivkraft aufweisende Leseschicht 63 nach unten magneti­ siert. Damit werden die in Aufwärtsrichtung magnetisierten Speicher-Pits P durch die Schicht 63 maskiert.
Wenn der Abschnitt X der maskierten Speicher-Pits P den Le­ se-Strahlfleck B erreicht, erhöht sich die Temperatur dies­ es Abschnitts durch die Strahlung des Laserstrahls. Ein Ab­ schnitt (eine elliptische Fläche c) Ca, der von dem Lese- Strahlfleck B während einer längeren Zeitspanne bestrahlt wird, wird auf eine hohe Temperatur erwärmt, und die Koer­ zitivkraft der Leseschicht 63 nimmt ab. Wenn nun die Schreibschicht 64 Speicher-Pits P enthält, die nach oben magnetisiert sind, so wird diese Magnetisierung auf die Le­ seschicht 63 übertragen, und zwar wegen der Austausch-Kopp­ lungskraft zwischen den Schichten 63 und 64 und des schwa­ chen Lese-Magnetfeldes 51a. Im Ergebnis wird die von dem Initialisierungs-Magnetfeld 50a gebildete Maske aus diesem Abschnitt (einem Detektor-Bereich D) beseitigt.
In der beschriebenen Weise bleiben die Speicher-Pits P in einer Zone rechts von dem Lese-Strahlfleck B, auf den der Laserstrahl zu strahlen begonnen hat, maskiert, und ledig­ lich der Detektorbereich D, dessen Koerzitivkraft von der Langzeitbestrahlung verringert wurde, wird durch den Trans­ fer der Magnetisierung demaskiert. Auf diese Weise läßt sich der für das Lesen des Speicher-Pits P wirksame, scheinbare Durchmesser Ba des Strahlflecks B kleinmachen. Damit ist ein Lesen von Daten mit hoher Auflösung möglich.
Der Durchmesser des Speicher-Pits P zum Schreiben von Daten läßt sich ausreichend kleiner machen als der Durchmesser des Strahlflecks, indem in geeigneter Weise die Schreib­ temperatur (die Curie-Temperatur) sowie die Temperaturver­ teilung des Strahlflecks des Laserstrahls (in der Nähe der Gauß′schen Verteilung) ausgewählt wird.
Fig. 4 zeigt eine Spuradressenzuordnung der Rille 61 und des Stegs 62 der fotomagnetischen Platte 1.
Bei dieser Ausführungsform sind der Spiralrille 61 als Spuradressen durchgehende Adressen 0 bis n gegeben, während dem Steg 62 als Spuradressen durchgehende Adressen n+1 bis 2n+1 gegeben sind.
Wenn die Spuradressen in diese Gruppen, nämlich (Gruppe hö­ herer Adressen) 0 bis n für die Rille 61 und (Gruppe nied­ rigerer Adressen) n+1 bis 2n+1 für den Steg 62 aufgeteilt sind, läßt sich der Zugriff zwischen den einzelnen Spur­ rillen der Spur 61 und zwischen den einzelnen Spuren des Stegs 62 vereinfachen und erleichtern.
Die Rillen-Spurführung beginnt bei der innersten Spur der fotomagnetischen Platte 1, und die Spur-/Sektor-Adresse d, basierend auf dem Zählerstand von dem Spur-/Sektor-Zähler, der synchron zu dem Umdrehungsimpuls b des Spindelmotors 2 dreht, wird von der Steuerschaltung 38 ausgegeben. Der Halbleiterlaser 10 wird über die Modulierschaltung 35 und die Laserleistungs-Steuerschaltung 12 getrieben, so daß kontinuierliche Spuradressendaten 0 bis n durch eine ein­ zige Operation für die Rille 61 der fotomagnetischen Platte 1 geliefert werden.
In ähnlicher Weise beginnt die Steg-Spurführung an der in­ nersten Spur der fotomagnetischen Platte 1, und die notwen­ dige Spur-/Sektor-Adresse d wird von der Steuerschaltung 38 ausgegeben, um den Halbleiterlaser 10 über die Modulier­ schaltung 35 und die Laserleistungs-Steuerschaltung 12 zu treiben und so kontinuierliche Spuradressendaten n+1 bis 2n+1 für den Steg 62 der fotomagnetischen Platte 1 mittels einer einzigen Operation zu geben, während die Adressenda­ ten gruppiert werden.
Das Lesen/Schreiben bezüglich der Rille 61 und das Lesen /Schreiben bezüglich des Stegs 62 können in der genannten Weise separat erfolgen. Aus diesem Grund kann man eine ein­ zige fotomagnetische Platte 1 behandeln wie zwei getrennte Aufzeichnungsträger, indem man eine Rillen-Speicherung und eine Steg-Speicherung vornimmt.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen fotomagnetischen Datenspeicherplatten-Vorrichtung erläu­ tert.
Der gruppenweise Zugriff zwischen der Rille 61 und dem Steg 62 soll zunächst erläutert werden. Fig. 5 ist ein Flußdia­ gramm, welches den Ablauf veranschaulicht, mit dem die er­ findungsgemäße Plattenlesevorrichtung bestimmt, ob auf den Stegbereich oder auf den Rillenbereich der Platte zugegrif­ fen wird.
Es sei angenommen, ein momentanes bzw. laufendes Adressen­ signal f, das von der Adressenleseschaltung 34 gelesen wird, werde in die Steuerschaltung 38 eingegeben (ST2). Dann erfolgt eine Bestimmung, ob das laufende Adressensig­ nal f zu der niedrigen Adressengruppe des Stegs 62 oder der hohen Adressengruppe der Rille 61 gehört (ST3).
Wenn das laufende Adressensignal f zu der Gruppe von nied­ rigen Adressen gehört (J bei ST3), wird von der Steuer­ schaltung 38 im Schritt ST4 die Berechnung ((Zieladresse) - (Maximaladresse der Gruppe von niedrigen Adressen)) - (lau­ fende Adresse) durchgeführt. Wenn das Ergebnis ein positi­ ver Wert ist, gibt die Steuerschaltung 38 als Steuersignal h ein "1" aus, um die Zugriffsrichtung festzulegen (ST6). Ist das Berechnungsergebnis ein negativer Wert (H im Schritt ST4), gibt die Steuerschaltung 38 als Steuersignal h eine "0" aus (ST8).
Wenn das laufende Adressensignal f zu der Gruppe von hohen Adressen gehört (H im Schritt ST3), erfolgt im Schritt ST5 eine Berechnung (Zieladresse) - ((laufende Adresse) - (Ma­ ximaladresse der Gruppe von niedrigen Adressen)). Wenn das Ergebnis ein positiver Wert ist, gibt die Steuerschaltung 38 als Steuersignal h im Schritt ST6 eine "1" aus, ist der Wert negativ, so gibt sie als Steuersignal h im Schritt ST8 eine "0" aus.
Die Gruppenzugriffsrichtung für den Zugriff entweder zu der Rille 61 oder dem Steg 62 der fotomagnetischen Platte 1 wird abhängig davon bestimmt, ob das auf diese Weise er­ haltene Steuersignal h den Wert "0" oder "1" hat (ST7 und ST9).
Bei dieser Ausführungsform sind die Breite Wa der Rille 61 und die Breite Wb des Stegs 62 auf etwa 1:1 eingestellt, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Somit sind die von der Rille 61 reflektierte Lichtmenge und die von dem Steg 62 reflektier­ te Lichtmenge im wesentlichen gleich groß. Dies ist äußerst günstig für den Fall des Lesens von Signalen, wenn Lese /Schreib-Daten bezüglich der Rille 61 und des Stegs 62 ge­ lesen werden.
Die Emissionswellenlänge (die Laser-Wellenlänge beim Le­ sen/Schreiben) λ des Halbleiterlaser 10 als Lichtquelle zum Lesen/Schreiben von Daten auf die bzw. von der fotomagneti­ schen Platte 1, auf der die Breiten der Rille 61 und des Stegs 62 auf etwa 1:1 eingestellt sind, beträgt etwa 8E′ oder weniger, wenn die Tiefe E′ der optischen Rille (Füh­ rungsrille) der fotomagnetischen Platte 1E′ = nE mit n als Brechungsindex des Substrats 65 ist. Dann kann das Spur­ fehlersignal fast auf Maximalwert eingestellt werden und eine Abnahme der reflektierten Lichtmenge aus der Rille 61 und von dem Steg 62 läßt sich verringern, so daß ein Signal mit hohem Rauschabstand (S/N-Verhältnis) seitens der Foto­ diode 11 erhalten wird.
Zum Schreiben von Daten wird mit einem Schreib-Strahlfleck Zugriff auf eine Zielspur genommen, in der Daten einzu­ schreiben sind, und die Fehlerkorrekturschaltung 36 fügt den einzuschreibenden Daten, die über die Schnittstellen­ schaltung 37 empfangenen werden, einen Fehlerkorrekturkode hinzu. Die dadurch erhaltenen Daten werden durch die Modu­ lierschaltung 36 in eine zum Schreiben geeignete, digitale Form gebracht und dann der Laserleistungs-Steuerschaltung 12 zugeführt. In die Rille 61 oder dem Steg 62 der foto­ magnetischen Platte 1 wird von dem von dem Halbleiterlaser 10 erzeugten Laserstrahl ein Speicher-Pit P als Datenwert eingeschrieben.
Zum Lesen von Daten wird ein Lesestrahl auf eine Zielspur gelenkt, aus der Daten auszulesen sind, und von der fotoma­ gnetischen Platte 1 unter einem Kerr-Drehwinkel in Abhän­ gigkeit eines Speicher-Pits P reflektiertes Leselicht wird von einem halbdurchlässigen Spiegel 13 abgelenkt und von der Linse 14 fokussiert. Das fokussierte Licht fällt über den Analysator 15 auf die Fotodiode 16 und wird dann in ein elektrisches Signal umgesetzt. Das Ausgangssignal der Foto­ diode 16 wird von der Signalverarbeitungsschaltung 32 ver­ stärkt, binär umgesetzt und von der Dekoderschaltung 33 de­ kodiert. Ein Wiedergabedatensignal, das von der Dekodier­ schaltung 33 erhalten wird, wird durch die Fehlerkorrektur­ schaltung 36 einer Fehlerkorrektur unterzogen, um die ur­ sprünglichen Daten zurückzuerhalten. Als Ergebnis werden die in die Rille 61 oder dem Steg 62 eingeschriebenen Daten wiedergegeben.
Fig. 6 veranschaulicht die Verteilung des Adressendatenbe­ reichs (einfach: des Adressenbereichs) auf der Platte. Auf der fotomagnetischen Platte 1 sind 64 Bereiche zum Spei­ chern von Adressendaten der Plattendaten ausgebildet, wobei die Adressenbereiche in jeweils vorbestimmten Abständen vorhanden sind. In dem Bereich 64 sind Adressendaten, z. B. Spurnummern und Sektornummern in gleicher Weise wie die Speicherdaten in jedem Rillenbereich und in jedem Spurbe­ reich gespeichert.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, werden bei die­ ser Ausführungsform die Daten im selben Speicherzustand so­ wohl in die Rille als auch in den Steg eingeschrieben.
Die spiralförmige Rille ist in der fotomagnetischen Platte als Zwei-Schicht-Struktur ausgebildet, die eine Leseschicht und eine Schreibschicht enthält. Die Breiten der Rille und des Stegs, die von der Führungsrille definiert sind, werden auf praktisch gleiche Werte eingestellt. Das Einschreiben von Daten erfolgt sowohl in die Rille als auch in den Steg. Adressendaten werden eingeschrieben, indem durch den Laser­ strahl genau wie beim Schreiben von Daten jeweils ein Pit erzeugt wird. Es läßt sich ein Signal aus einem Speicher­ zellenabstand wiedergewinnen, der kleiner ist als der Durchmesser des Lese-Lichtflecks. Auch die Spurteilung läßt sich auf die Hälfte verringern. Sowohl die Spur- als auch die Pit- Teilung (d. h., der jeweilige Mittenabstand zwi­ schen Spuren bzw. Pits) läßt sich auf eine hohe Dichte ein­ stellen und folglich lassen sich Daten mit vergleichsweise höherer Dichte schreiben.
Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausfüh­ rungsbeispiel beschränkt.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Magnetplatten- Speichervorrichtung geschaffen, die eine hochdichte Daten­ speicherung mit Hilfe existierender optischer Lasersysteme gestattet, wobei die Speicherung auf einem Aufzeichnungs­ träger erfolgt, bei dem die magnetische Schicht eine Zwei- Schicht-Struktur aufweist, von denen die eine Schicht als Maske verwendet wird, um andere Pits als dasjenige Spei­ cher-Pit, von welchem Daten zu lesen sind, abzudecken. Da­ mit kann man Speicher-Pits lesen, die mit einem kleineren Mittenabstand oder einer kleineren Teilung geschrieben sind, als es dem Strahlfleck-Durchmesser entspricht.
Die Spurführungs-Rille braucht im Gegensatz zu einer her­ kömmlichen fotomagnetischen Platte nicht speziell ausgebil­ det zu werden, die Spurführung kann durch optisches Erfas­ sen der Stufe zwischen einem Steg und einer Rille erfolgen. Da die gesamte Fläche der Platte zur Datenspeicherung ge­ nutzt werden kann, wird die Dichte des Datenspeichers be­ trächtlich heraufgesetzt.

Claims (17)

1. Magnetooptischer Datenaufzeichnungsträger, umfas­ send:
ein transparentes Plattensubstrat (65);
stegförmige Bereiche (62) und rillenförmige Bereiche (61), die spiralförmig parallel zueinander auf dem Plat­ tensubstrat ausgebildet sind, und von denen die rillen­ förmigen Bereiche (61) bezüglich der stegförmigen Bereiche abgestuft ausgebildet sind, wobei
jeder der stegförmigen und der rillenförmigen Berei­ che in der Oberflächenzone eine erste magnetische Schicht (63) zum Lesen von Daten und eine zweite magnetische Schicht (64) aufweist, von denen die erste magnetische Schicht (63) eine vorbestimmte Curie-Temperatur und eine vorbestimmte magnetische Koerzitivkraft, und die zweite, auf der ersten magnetischen Schicht ausgebildete magne­ tische Schicht (64) zum Aufzeichnen von Daten eine höhere als die vorbestimmte Curie-Temperatur und eine höhere als die vorbestimmte magnetische Koerzitivkraft aufweist, und ferner mehrere Speicher-Pits (P) in Reihe entsprechend der aufzuzeichnenden Informationsdaten aufweist, wodurch das Schreiben von Daten in jede und das Lesen der Daten aus jeder der stegförmigen und der rillenförmigen Bereiche möglich ist.
2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die stegförmigen und die rillenförmigen Bereiche im wesentlichen jeweils die gleiche Breite in radialer Richtung des Plattensubstrats aufweisen.
3. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher-Pits (P) entsprechend den in den stegförmigen Bereichen (62) und den rillenförmigen Bereichen (61) aufzuzeichnenden Daten fort­ laufend gebildet sind.
4. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die steg­ förmigen Bereiche (62) und die rillenförmigen Bereiche (61) fortlaufende Adressendaten aufweisen.
5. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstu­ fung zwischen den rillenförmigen und den stegförmigen Be­ reichen etwa 1/8 der Laserwellenlänge beträgt.
6. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste magnetische Schicht (63) zumindest die Element Gd, Fe und Co enthält.
7. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite magnetische Schicht (64) zumindest die Elemente Tb, Fe und Co enthält.
8. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstu­ fung durchgehend von Beginn bis zum Ende jedes der spiral­ förmigen stegförmigen Bereiche (62) und rillenförmigen Be­ reiche (61) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung zum Lesen/Schreiben von Daten von ei­ nem bzw. auf einen plattenförmigen magnetooptischen Daten­ aufzeichnungsträger, der ein lichtdurchlässiges, platten­ förmiges Stubstrat (65) und auf der Platte (1) spiralförmig und parallel zueinander ausgebildete stegförmige Bereiche (62) und rillenförmigen Bereiche (61) aufweist, von denen die rillenförmigen Bereiche (61) bezüglich der stegförmigen Bereiche abgestuft ausgebildet sind, jeder der stegförmigen und der rillenförmigen Bereiche in der Oberflächenzone eine erste magnetische Schicht (63) zum Aufzeichnen von Daten und eine zweite magnetische Schicht (64) zum Aufzeichnen von Daten aufweist, wobei die erste magnetische Schicht (63) eine vorbestimmte Curie-Temperatur und eine vorbe­ stimmte magnetische Koerzitivkraft besitzt, während die zweite magnetische Schicht (64), die auf der ersten magne­ tischen Schicht ausgebildet ist, eine Curie-Temperatur auf­ weist, die höher als die vorbestimmte Curie-Temperatur ist, und eine magnetische Koerzitivkraft besitzt, die höher ist als die vorbestimmte magnetische Koerzitivkraft, und wobei die stegförmigen und die rillenförmigen Bereiche mehrere Speicher-Pits (P) aufweisen, die seriell nach Maßgabe der auf zuzeichnenden Daten angeordnet sind, wodurch ein Schrei­ ben von Daten in und ein Lesen von Daten aus jedem der stegförmigen und der rillenförmigen Bereiche möglich ist, gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung (2, 3, 4) zum Drehen der in die Vor­ richtung geladenen Platte mit einer vorbestimmten Drehzahl;
eine Einrichtung (50), die in der Nähe eines vorbe­ stimmten Speicher-Pits der in die Vorrichtung geladenen Platte angeordnet ist, um die erste magnetische Schicht (63) unter einer vorbestimmten Bedingung zu initialisieren;
eine Einrichtung (51), die dicht bei dem vorbestimm­ ten Speicher-Pit der in die Vorrichtung geladenen Platte angeordnet ist, um ein Hilfs-Magnetfeld zu erzeugen, wel­ ches entweder zum Schreiben von Daten in die Speicher-Pits der Platte oder zum Löschen von in die Speicher-Pits ge­ schriebenen Daten dient;
eine Einrichtung (9-16), die in der Nähe der ersten Einrichtung (50) angeordnet ist und nach Maßgabe der auf zu­ zeichnenden Daten einen gepulsten Lichtstrahl auf die Plat­ te strahlt, um einen reflektierten Lichtstrahl des aufge­ strahlten Lichtstrahls zu erfassen, wobei der reflektierte Lichtstrahl in ein elektrisches Signal umgesetzt wird;
eine Einrichtung (22, 23, 27, 28, 29, 30, 31) zum Be­ wegen der Position der Aufstrahleinrichtung, damit diese der Position der auf der Platte gebildeten Speicher-Pits folgt;
eine Einrichtung (35, 12), die der Aufstrahleinrich­ tung ein von außerhalb der Vorrichtung zugeführtes Informa­ tionsdatensignal zuleitet, um den Inhalt des Informations­ datensignals auf die Platte zu schreiben;
eine Einrichtung zum Verarbeiten der aus dem reflek­ tierten Lichtstrahl erhaltenen Daten, die durch die Auf­ strahleinrichtung erfaßt werden in einer vorbestimmten Wei­ se, um die verarbeiteten Daten aus der Vorrichtung auszuge­ ben; und
eine Einrichtung (38) zum Steuern des Betriebs der Dreheinrichtung (2, 3, 4), der Initialisierungseinrichtung (50), der Generiereinrichtung (51), der Aufstrahleinrich­ tung (9-16), der Bewegungseinrichtung (22, 23, 27, 28, 29, 30, 31), der Zuführeinrichtung und der Verarbeitungs­ einrichtung.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung (22, 23, 27, 28, 29, 30, 31) eine Einrichtung (29) enthält, die entweder die stegförmigen oder die rillenförmigen Be­ reiche auswählt, wobei die ausgewählten Bereiche der Posi­ tionierung der Aufstrahleinrichtung zum Verfolgen der Posi­ tion der Speicher-Pits dienen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (38) eine Einrichtung enthält zum Festlegen, welche der steg­ förmigen und der rillenförmigen Bereiche auszuwählen ist, indem eine von außerhalb der Vorrichtung gelieferte Adresse berechnet wird, und ferner eine Einrichtung aufweist, zum Senden des Bestimmungsergebnisses an die Auswahleinrichtung (29).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehein­ richtung (2, 3, 4) eine PLL-Schaltung enthält.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Generier­ einrichtung (51) auf derselben Seite der Platte wie die In­ itialisiereinrichtung (50) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Generier­ einrichtung (51) bezüglich der Initialisiereinrichtung (50) auf der anderen Seite der Platte angeordnet ist.
15. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der rillenförmige Bereich (61) einer ersten Adressengruppe, welche die Adressen 0 bis n mit n als natürlicher Zahl um­ faßt und der stegförmige Bereich (62) einer zweiten Adres­ sengruppe, welche die Adressen n+1 bis 2n+1 umfaßt, zuge­ ordnet ist, wobei die erste Adressengruppe des rillenförmi­ gen Bereichs (61) und die zweite Adressengruppe des steg­ förmigen Bereichs (62) eine koaxiale, spiralförmig Ausbil­ dung bezüglich eines Drehmittelpunkts des Plattensubstrat (1) aufweisen, und wobei die ersten Adressengruppe des ril­ lenförmigen Bereichs (61) von der zweiten Adressengruppe des stegförmigen Bereichs (62) getrennt ist, so daß ein Le­ sen/Schreiben der Daten in den rillenförmigen Bereich (61) unabhängig vom Lesen/Schreiben von Daten in den stegförmi­ gen Bereich (62) erfolgen kann.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14 gekennzeichnet durch eine Einrichtung (9-12) zum Schreiben von Adresseninformation und von Daten­ information in die Speicher-Pits mit Hilfe eines Laser­ strahls.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14 oder 16, gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung (19, 22, 23, 27), die mit der opti­ schen Einrichtung (9 - 16) gekoppelt ist, um einen Positi­ onsfehler der optischen Einrichtung zu erfassen, die von der Bewegungseinrichtung bezüglich der Lage der Speicher- Pits bewegt wird, um ein Fehlersignal zu erzeugen;
eine Einrichtung (28) zum Umkehren der Phase des von der Detektoreinrichtung kommendem Fehlersignals, um ein in­ vertiertes Fehlersignal zu erhalten; und
eine Einrichtung (29) zum Auswählen entweder des von der Detektoreinrichtung kommenden Fehlersignals oder des von der Phasenumkehreinrichtung kommenden, invertierten Fehlersignals, abhängig von einem Auswahlsteuersignal (g), welches von der Steuereinrichtung (38) erhalten wird, so daß das Fehlersignal ausgewählt wird, wenn die Bewegungs­ einrichtung die Position der Aufstrahleinrichtung abhängig von der Positionsinformation der stegförmigen Bereiche be­ wegt, während das invertierte Fehlersignal ausgewählt wird, wenn die Bewegungseinrichtung die Position der Aufstrahl­ einrichtung in Abhängigkeit der Positionsinformation der rillenförmigen Bereiche bewegt.
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