-
Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Lesen von Informationen,
die durch Marken auf einem Informationsträger repräsentiert sind, wobei die Einrichtung
eine Abtasteinheit zum Erzeugen eines Lesesignals aus den Marken,
eine Strahlungsquelle und optische Elemente zum Erzeugen eines Strahlenbündels, Fokussiermittel
zum Steuern von mindestens einem der optischen Elemente, um durch Fokussieren
des Strahlenbündels
einen Punkt zu erzeugen, und Reinigungsmittel zum Reinigen einer Oberfläche des
Informationsträgers
umfasst.
-
Die
Erfindung betrifft des Weiteren einen Informationsträger zur
Verwendung in der Einrichtung, wobei der Informationsträger mit
einer Schutzkassette versehen ist.
-
Eine
Einrichtung zum Abtasten eines Informationsträgers ist aus
WO 98/53455 bekannt. Der Informationsträger trägt durch
Marken repräsentierte Informationen,
z. B. optisch lesbare Effekte in einer Spur auf einem plattenförmigen Informationsträger. Die
Einrichtung umfasst eine Antriebseinheit zum Drehen des Informationsträgers. Zum
Abtasten der Spur wird ein durch optische Elemente gebildeter Kopf
mittels einer Positioniereinheit gegenüber der Spur positioniert,
während
der Informationsträger
gedreht wird. Das Problem von Verschmutzungen auf der Oberfläche des
Informationsträgers
wird erläutert.
Verschmutzungen können
mittels mehrerer Verfahren entfernt werden, z. B. per Hand oder
durch Einlegen einer speziellen Reinigungsplatte in die Einrichtung,
um Verschmutzungen innerhalb der Einrichtung zu entfernen. Es wird
ein Reinigungssystem mit einem/einer in die Einrichtung integrierten
Reinigungsbelag bzw. Reinigungsbürste
zum Reinigen der Oberfläche
des Informationsträgers
beschrieben. Des Weiteren umfasst das Reinigungssystem eine Belagreinigungskomponente
zum Entfernen der Verschmutzungen von dem Belag. Ein Problem des
bekannten Systems besteht darin, dass es mechanisch komplex und
zum Entfernen hartnäckiger
Verschmutzungen nicht geeignet ist. Derartige Verschmutzungen sind
beim Lesen von Informationen von Informationsträgern mit hoher Dichte besonders
störend.
-
Das
Dokument
US 6,394,105 beschreibt
das Reinigen und Inspizieren eines Magnetaufzeichnungsmediums. Die
Oberfläche
wird dem Ausgang einer Laserquelle ausgesetzt, um eine Reinigungsenergie
auf die Oberfläche
anzuwenden und Verschmutzungen auf der Oberfläche zu entfernen. Die Laserquelle
wird außerdem
verwendet, um die in Reinigung befindliche Oberfläche zu kontrollieren
und die Reinigungswirkung zu messen.
-
Das
Dokument
JP2001-023344 beschreibt eine
optische Platteneinrichtung mit einem optischen Abnehmer, der mit
einer Objektivlinse versehen ist. Des Weiteren ist nahe der Objektivlinse
ein Reinigungselement vorgesehen, um Staub, anhaftende Fremdkörper oder Ähnliches
auf der Oberfläche
der Platte zu entfernen. Beim Reinigen wird das Reinigungselement
mittels eines Stellglieds) in Kontakt mit der Oberfläche der
Platte gebracht, um die Oberfläche
der Platte zu reinigen.
-
Das
Dokument
WO 00/55855 beschreibt eine
Magnetplattenkassette, die für
einen zuverlässigen
Betrieb sorgt, indem das Magnetplattenmedium vor Staub geschützt wird.
Die Kassette ist an der inneren Oberfläche in der Nähe des Magnetplattenmediums
mit Rippen versehen. Die Rippen für mindestens einen Eckenbereich
sind so eingeschnitten, dass sie Entlüftungen bilden, und im Eckenbereich an
der inneren Oberfläche
ist eine Haftstelle zum Sammeln von Staub angebracht.
-
Das
Dokument
JP2000-222858 beschreibt eine
Plattenkassette, die verhindert, dass Verunreinigungen wie z. B.
Staub an einer Platte haften. In der Plattenkassette ist eine magneto-optische
Platte untergebracht und es ist ein elektrostatisch aufgeladener
Körper
vorgesehen, um durch Erzeugen statischer Elektrizität an der
magneto-optischen Platte haftende Verunreinigungen anzuziehen.
-
Das
Dokument
JP10-144036 beschreibt
das Entfernen von Staub in einer Kassette durch ein Staubauffangteil
zum Auffangen von Staub, der durch das Drehen des plattenförmigen Aufzeichnungsmediums
in der Kassette verteilt wird. Das Staubauffangteil weist eine Staubaufnahmeöffnung und
eine Staubabgabeöffnung
auf. Wenn die Platte gedreht wird, wird in der Kassette eine Luftströmung erzeugt
und der Staub wird einer Zentrifugalkraft ausgesetzt und zur Außenseite
der Kassette bewegt, um in den Staubauffangteil zu gelangen, und
wird dann durch die Staubabgabeöffnung
nach außen
abgegeben. Auf diese Weise kann die Luft in der Plattengehäusekammer
gereinigt werden.
-
Das
Dokument
JP2000-222852 beschreibt das
Auffangen feiner Staubpartikel mittels einer Staubauffangfolie an
der inneren Oberflächenseite
eines Kassettenkörpers.
Die Folie fängt
Staubpartikel auf, die in einem Luftstrom enthalten sind, der aufgrund der
Rotation eines plattenähnlichen
Aufzeichnungsmediums erzeugt wird. Bei der Staubauffangfolie kann
es sich um eine Kunstharzfolie wie z. B. eine Polyimidfolie oder Ähnliches
oder um ein Vliesgewebe wie z. B. Nylongewebe, Polyestergewebe,
Viskosegewebe oder Ähnliches
handeln, das mit verschiedenen Klebstoffen beschichtet ist.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abtasteinrichtung
mit einem Reinigungssystem zu schaffen, das bei der Entfernung hartnäckiger Verschmutzungen
effizienter ist.
-
Zu
diesem Zweck wird eine Einrichtung wie in Anspruch 1 definiert geschaffen.
Ein Informationsträger
ist wie in Anspruch 10 definiert vorgesehen. Diese Maßnahmen
bewirken, dass die Oberfläche des
Informationsträgers
durch lokales Erwärmen
des verschmutzen Bereichs und/oder des Schmutzpartikels selbst gereinigt
wird. Aufgrund der Tatsache, dass die verfügbare Leistung auf den kleinen
Bereich fokussiert wird und den Punkt bildet, wird die Verschmutzung
effektiv von der Oberfläche
entfernt. Von der Oberfläche
entfernte Partikel können
daran gehindert werden, die Oberfläche erneut zu verschmutzen,
indem ein Material vorgesehen wird, an das Partikel fest an den
Innenwänden
der Kassette oder des Plattenlaufwerks gebunden werden.
-
Die
Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen. Erstens haben die
Erfinder erkannt, dass mechanische Reinigungsverfahren nicht effektiv
sind, um kleinere Verschmutzungspartikel und hartnäckige Oberflächenverschmutzung
zu entfernen. Zweitens haben die Erfinder herausgefunden, dass industrielle Laserreinigungstechniken,
z. B. zur Herstellung von Halbleiteranordnungen usw., die aus „Laser
cleaning of polymer surfaces",
von T. Fourier et. al. in Applied Physics A72, 1 (2001), Materials
Science & Processing,
bekannt sind, in eine Abtasteinrichtung wie z. B. ein Plattenlaufwerk
für den
Heimgebrauch eingebaut werden können.
Die Verwendung einer Halbleiter-Strahlungsquelle und das Fokussieren
eines Punkts auf die Oberfläche
des Informationsträgers sowie
das Steuern der Leistung der Strahlungsquelle sorgen für eine gerade
ausreichende Leistung, um die Reinigungswirkung zu erzielen.
-
In
einer Ausführungsform
der Einrichtung sind die Steuermittel so eingerichtet, dass sie
die Leistung der Strahlungsquelle in Impulsen steuern. Die Wirkung
der Verwendung kurzer Impulse besteht darin, dass die Strahlungsquelle
eine Spitzenleistung abgeben kann, die wesentlich höher als
die Durchschnittsleistung ist, da die Verlustleistung auf der Durchschnittsleistung
beruht. Die Spitzenleistung erhöht
den Wirkungsgrad der Reinigung.
-
Eine
weitere Ausführungsform
der Einrichtung umfasst Erkennungsmittel zum Erkennen möglicher
Verschmutzung der Oberfläche
und Steuermittel, die eingerichtet sind, um Teile der Oberfläche zu reinigen,
wenn eine mögliche
Verschmutzung erkannt wird. Dies hat den Vorteil, dass nur verschmutzte
Teile der Oberfläche
gereinigt werden müssen,
und dies verringert die Reinigungszeit.
-
Diese
und andere Aspekte der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen
und auf die beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert und verständlich.
Es zeigen:
-
1a einen
Informationsträger
(Draufsicht),
-
1b einen
Informationsträger
(Querschnitt),
-
2 einen
Informationsträger
in einer Kassette,
-
3 ein
Strahlenbündel
zum Lesen einer Spur,
-
4 ein
Strahlenbündel,
das zum Reinigen auf die Oberfläche
fokussiert ist,
-
5 eine
Leseeinrichtung mit einer Lasersteuerung zum Reinigen und
-
6 eine
Aufzeichnungseinrichtung mit einer Lasersteuerung zum Reinigen.
-
Identische
Elemente in unterschiedlichen Figuren weisen identische Bezugsnummern
auf.
-
1a zeigt
einen plattenförmigen
Informationsträger 11 mit
einer Spur 9 und einem Mittelloch 10. Die Spur 9,
welche die Position einer Serie von aufgezeichneten (aufzuzeichnenden)
Marken ist, welche die Information darstellen, ist in einem Spiralmuster
von Windungen angeordnet, die im Wesentlichen parallele Spuren auf
einer Informationsschicht bilden. Der Informationsträger ist
optisch lesbar, wird als optische Platte bezeichnet und weist eine
Informationsschicht des Typs „nur
lesbar" oder „beschreibbar" auf. Beispiele für nur-lesbare
Platten sind CD oder DVD und für
eine beschreibbare Platte CD-R
und CD-RW sowie beschreibbare Versionen von DVDs wie z. B. DVD+RW
und DVD+R und die als Blue-ray Disc (BD) bezeichnete beschreibbare
optische Platte hoher Dichte, bei der blaue Laser verwendet werden.
Weitere Einzelheiten über
die DVD-Platte sind in folgender Referenz zu finden: ECMA-267: 120
mm DVD – Read-Only
Disc – (1997). Die
Informationen werden auf der Informationsschicht dargestellt, indem
optisch erkennbare Marken, d. h. kristalline oder amorphe Marken,
im Phasenwechselmaterial aufgezeichnet werden. Die Oberfläche des
Informationsträgers
ist wie nachfolgend beschrieben zum Reinigen mittels Laserenergie
geeignet. Anzumerken ist, dass die Laserreinigung der Oberfläche für Platten
mit Kassette, aber auch für
Platten ohne Kassette verwendet werden kann. Die Zuverlässigkeit
sowohl für
das Lesen als auch für
das Schreiben kann verbessert werden.
-
1b zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie b-b des Informationsträgers 11 des
beschreibbaren Typs, bei dem ein transparentes Substrat 15 mit
einer Aufzeichnungsschicht 16 und einer Schutzschicht 17 versehen
ist. In einer Ausführungsform
eines mehrschichtigen Speichermediums umfasst die Schutzschicht 17 eine
oder mehrere Substratschicht(en) und/oder Aufzeichnungsschicht(en),
z. B. bei einer DVD, bei der sich die Aufzeichnungsschicht auf einem
0,6-mm-Substrat befindet und ein weiteres Substrat von 0,6 mm mit
dessen Rückseite
verbunden ist. Die Spur 9 beim beschreibbaren Typ von Informationsträger kann
durch eine vorgeprägte
Spurenstruktur angezeigt sein, die während der Herstellung des Informationsträger-Rohlings
vorgesehen wird. Die Spurenstruktur wird durch eine Vorrille 14 gebildet,
die es einem Schreib-/Lesekopf ermöglicht, der Spur beim Abtasten
zu folgen. Die Spurstruktur umfasst Positionsinformationen, z. B.
Adressen, zur Anzeige der Stellen, an denen sich Informationseinheiten
befinden, die üblicherweise
als Informationsblöcke
bezeichnet werden. Die Positionsinformationen enthalten spezielle
Synchronisierungsmarken zum Lokalisieren des Starts derartiger Informationsblöcke. Die
Vorrille 14 kann als eine Vertiefung oder eine Erhebung
im Material des Substrats 15 oder als eine von der Umgebung
abweichende Materialeigenschaft implementiert sein.
-
Der
Informationsträger 11 kann
z. B. zum Tragen von Informationen vorgesehen sein, die digital
codierte Videoinformationen gemäß einem
standardisierten Format wie z. B. MPEG2 repräsentieren.
-
2 zeigt
einen Informationsträger
in einer Kassette. Der Informationsträger 11 ist von einer Kassette 21 umschlossen.
Die Kassette ist mittels eines Schiebers 22 verschließbar, wobei
der Schieber weg bewegt wird, wenn die Kassette in eine Einrichtung
eingelegt wird, um die Informationsträgeroberfläche für einen Lesekopf zugänglich zu
machen. Das Mittelloch 10 ist zum Koppeln mit einer Antriebseinheit
in der Einrichtung sichtbar, kann aber alternativ durch den Schieber 22 verdeckt
sein. Die Kassette und der Schieber bilden ein im Wesentlichen geschlossenes
Behältnis
um den Informationsträger 11 herum,
wenn die Kassette nicht in einer Einrichtung eingelegt ist. Die
Kassette ist mit einer Verschmutzungsauffangeinheit 23 zum
Auffangen von Verschmutzungen versehen, die wie nachfolgend beschrieben
mittels Laserreinigung von der Oberfläche des Informationsträgers entfernt
wurden. In einer Ausführungsform
ist die Verschmutzungsauffangeinheit 23 durch die Innenwände der
Kassette gebildet, die mit einer Schicht eines Materials bedeckt
sind, an dem Partikel haften, z. B. eines sehr reaktionsfähigen Materials
mit einer hohen Oberflächenenergie
wie z. B. (chemisch behandelter) Aktivkohle.
-
3 zeigt
ein Strahlenbündel
zum Lesen einer Spur. Eine Strahlungsquelle 34, z. B. ein
Halbleiterlaser, erzeugt Strahlung, die durch optische Elemente
wie die Objektivlinse 32 geleitet wird, um ein Strahlenbündel 35 zu
bilden. Das Strahlenbündel
tritt in die Oberfläche 36 eines
Informationsträgers
ein, der durch ein Substrat 37 mit vorgegebener Dicke wie
durch den Pfeil angezeigt, z. B. 0,6 mm bei einer DVD oder 0,1 mm
bei einer BD, gebildet ist. Hinter dem Substrat 37 befindet
sich eine Aufzeichnungsschicht mit einer durch Marken 38 gebildeten
Spur. Ein zweites Substrat stützt
die Struktur zwecks mechanischer Stabilität oder bietet eine zweite Oberfläche zum
Lesen und Aufzeichnen von Informationen. Das Strahlenbündel 35 wird
fokussiert, um einen Punkt 66 auf den Marken zu bilden.
Die Strahlung wird zu einem Detektor 33 reflektiert, um
ein Lesesignal zu erzeugen. Die Oberfläche 36 des Informationsträgers ist
durch ein Staubpartikel 31 verschmutzt. Das optische Strahlenbündel 35 wird
möglicherweise
durch das Partikel gestört.
Die ausgezeichnete Zuverlässigkeit
der Compact Disc (CD) kann hauptsächlich dem Vorhandensein eines
1,2 mm dicken transparenten Substrats oben auf der Datenschicht
zugeschrieben werden. Während
des Lesens und Schreibens wird das Laserstrahlenbündel durch
das dicke Substrat auf die Datenschicht fokussiert. Das Laserstrahlenbündel befindet
sich außerhalb
des Brennpunkts auf der Oberfläche
der Platte, was das CD-System gegenüber Staub und Fingerabdrücken relativ
unempfindlich macht. Die Zunahme der Datenkapazität optischer
Speichersysteme im Vergleich zur CD (d. h. DVD und BD) wurde durch Verwendung
eines Objektivs mit höherer
numerischer Apertur und eines Lasers mit kürzerer Wellenlänge realisiert.
Um jedoch optische Aberrationen zu begrenzen und ausreichende optische
Toleranzen zu erzielen, wurde die Dicke des transparenten Substrats
bei DVDs auf 0,6 mm und bei BDs auf 0,1 mm reduziert. Dadurch sind
DVDs und BDs sowie zukünftige
Generationen optischer Speichersysteme anfälliger gegenüber Staub
und Fingerabdrücken,
was deren Zuverlässigkeit
gefährden
könnte.
Gemäß der Erfindung
ist die nachfolgend beschriebene Laserreinigung in die Lese- und/oder
Schreibeinrichtung integriert, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Die
Störungen,
z. B. Änderung
der Intensität
des Lesesignals, Änderung
der Spurhaltungssignale oder Lesefehler, können erkannt werden, um das
Vorhandensein und die Position des Partikels 31 zu bestimmen.
-
4 zeigt
ein Strahlenbündel,
das zum Reinigen auf eine Oberfläche
fokussiert ist. Es sind dieselben optischen Elemente wie in 3 gezeigt.
Das optische System ist eingerichtet, um das Strahlenbündel 35 auf
die Oberfläche
oder nahe der Oberfläche,
z. B. oberhalb der Oberfläche
nahe dem Partikel 31, zu fokussieren. Durch Zuführen ausreichender Leistung
zur Strahlungsquelle 34 wird das Staubpartikel entweder
von der Oberfläche
gelockert oder verdampft. Anstatt wie beim Lesen und Schreiben das Laserstrahlenbündel auf
die Datenschicht zu fokussieren, wird der Laser zum Reinigen auf
der obersten Oberfläche
die Platte fokussiert. Kurze Laserimpulse (üblicherweise ~20 ns) mit ausreichend
hoher Fluenz (üblicherweise
~100 mJ/cm2) können Verschmutzungen wie z.
B. Staub und Fingerabdrücke
aufgrund schneller thermischer Ausdehnung entfernen, indem die Verschmutzungen
von der Plattenoberfläche weggestoßen werden.
Bei der folgenden Berechnung wird ein in der Praxis verwendeter
Laser mit einer maximalen Laserleistung von 250 mW (gepulst) verwendet.
Eine Impulsbreite von 20 ns und eine Punktgröße von 1 × 1,5 μm2 ergeben
eine Fluenz von 100 mJ/cm2. Unter der Annahme
einer linearen Plattengeschwindigkeit von 10 m/s (was etwa dem Dreifachen
der normalen DVD-Geschwindigkeit entspricht) und einer Impulsfrequenz
von 10 MHz lässt sich
eine Reinigungsrate von 0,5 cm2/s erzielen.
Die Laserleistung von 250 mW ist nicht unbedingt erforderlich; die
einzige Anforderung besteht darin, während einer Impulsdauer in
der Größenordnung
von einigen Zehntelnanosekunden eine Fluenz von ca. 100 mJ/cm2 zu erzielen. Die maximale Laserleistung
bei derzeitigen schnellen CD-R-Laufwerken beträgt ca. 200 mW (gepulst). Der
Wirkungsgrad des Strahlengangs (üblicherweise
um 40 %) ist zu berücksichtigen.
Daher lässt
sich bei Verwendung einer Laserleistung von 80 mW auf der Platte,
einer Impulsbreite von 20 ns und einer Punktgröße von 1 × 1,6 μm2 eine Fluenz
von 100 mJ/cm2 erzielen. Wiederum unter
der Annahme einer linearen Plattengeschwindigkeit von 10 m/s und
einer Impulsfrequenz von 10 MHz lässt sich eine Reinigungsrate
von 0,16 cm2/s erzielen. Staubpartikel,
die das Auslesen oder Beschreiben einer Platte beeinträchtigen,
bedecken im Allgemeinen eine viel kleinere Fläche als einen Quadratzentimeter und
können
daher schnell entfernt werden.
-
Die 5 und 6 zeigen
erfindungsgemäße Gerate
zum Abtasten eines Informationsträgers 1, die eine Lasersteuerung
zum Reinigen aufweisen. Das Gerät
in 5 ist zum Lesen des Informationsträgers 1 eingerichtet,
wobei der Informationsträger
mit den in den 1 und 2 gezeigten Informationsträgern identisch
ist. Die Einrichtung ist mit Lesemitteln versehen, die einen Lesekopf 52 zum Abtasten
der Spur auf dem Informationsträger,
eine Antriebseinheit 55 zum Drehen des Informationsträgers 1,
eine Lesesignalverarbeitungseinheit 53, die zum Beispiel
einen Kanaldecoder und eine Fehlerkorrektur umfasst, und eine Systemsteuereinheit 56 umfassen.
Der Lesekopf umfasst ein optisches System einer bekannten Art, um über das
Strahlenbündel 65 einen
Strahlungspunkt 66 zu erzeugen, der auf eine Spur der Aufzeichnungsschicht
des Informationsträgers
fokussiert ist. Das Strahlenbündel 65 wird von
einer Strahlungsquelle, z. B. einer Laserdiode, erzeugt. Der Lesekopf 52 umfasst
ferner ein Fokussierstellglied 59 zum Fokussieren des Strahlenbündels 65 auf
die Aufzeichnungsschicht und ein Spurhaltungsstellglied (nicht gezeigt)
zum Feinpositionieren des Punkts 66 in Radialrichtung in
der Mitte der Spur. Die durch die Aufzeichnungsschicht reflektierte Strahlung
wird durch einen Detektor einer üblichen Art,
z. B. eine Vierquadrantendiode, erfasst, um Detektorsignale 57 zu
erzeugen, die ein Lesesignal, ein Spurhaltungsfehler- und ein Fokussierungsfehlersignal
enthalten. Beim Lesen wird das Lesesignal in der Lesesignalverarbeitungseinheit 53 in
Ausgangsinformationen umgewandelt, die durch den Pfeil 64 angezeigt
sind. Das Gerät
weist Positioniermittel 54 zum groben Positionieren des
Lesekopfs 52 in der Radialrichtung auf der Spur auf, wobei
die Feinpositionierung vom Spurhaltungsstellglied durchgeführt wird. Das
Spurhaltungsstellglied kann Spulen zum radialen Bewegen eines optischen
Elements umfassen oder kann eingerichtet sein, um an einem beweglichen
Teil des Lesekopfs oder, falls ein Teil des optischen Systems in
einer festen Position im Gehäuseteil
montiert ist, an einem Teil in einer festen Position den Winkel
eines reflektierenden Elements zu ändern. Das Gerät ist mit
einer Reinigungssteuereinheit 51 zum Fokussieren des Strahlenbündels auf
die Oberfläche
des Informationsträgers
und zum Steuern der Leistung des Lasers zum Reinigen versehen. Zum
Erzeugen von ausreichender Leistung zum effektiven Reinigen wird
die Leistung des Lasers in Impulsen zugeführt. Die Spitzenleistung wird
während der
Impulse abgegeben und die Durchschnittsleistung des Lasers wird
durch die Zeiträume
zwischen den Impulsen ausreichend niedrig gehalten. Die Einrichtung
ist des Weiteren mit einer Steuereinheit 56 zum Empfangen
von Befehlen von einem Steuercomputersystem oder von einem Benutzer
und zum Steuern des Geräts über Steuerleitungen 58 versehen,
z. B. einen Sys tembus, der mit der Antriebseinheit 55,
mit den Positioniermitteln 54, der Reinigungssteuereinheit 51 und
einer Lesesignalverarbeitungseinheit 53 verbunden ist.
Zu diesem Zweck umfasst die Steuereinheit Steuerschaltungen, z.
B. einen Mikroprozessor, einen Programmspeicher und Steuergatter
zum Durchführen
der nachfolgend beschriebenen Abläufe. Die Steuereinheit kann
auch als Zustandsautomat in logischen Schaltungen implementiert
sein. Die Reinigungssteuereinheit 51 kann eingerichtet
sein, um die Reinigungsfunktion über
die Firmware des Antriebs zu steuern, und in die Steuereinheit 56 integriert
sein. Bezüglich
der Hardware ist Vorsicht dahingehend geboten, dass das Fokussierstellglied 59 senkrecht
zur Plattenoberfläche
einen ausreichenden Bewegungsbereich aufweist, um sowohl auf die
Datenschicht als auch auf die Plattenoberfläche fokussieren zu können. Die
optischen Elemente im Strahlengang eines optischen Plattenlaufwerks
sind im Allgemeinen dafür
ausgelegt, optische Aberrationen zu minimieren, die während des
Fokussierens auf die Datenschicht durch ein Substrat auftreten.
Ist die Auslegung für
ein dünnes
Substrat, bleiben die optischen Aberrationen während des Fokussierens auf
der Plattenoberfläche
relativ klein. Je nach Dicke des Substrats können einige der optischen Elemente
zum Fokussieren auf die Oberfläche eingerichtet
sein.
-
In
einer Ausführungsform
der Einrichtung weist die Einrichtung eine Verschmutzungserkennungseinheit 50 auf.
Um ein Schmutzpartikel mittels Laserreinigung von der Oberfläche einer
optischen Platte zu entfernen, wird die Position der Verschmutzung
bestimmt. Die Grundidee besteht darin, dass nur Schmutzpartikel
entfernt werden sollten, welche den optischen Lese- und/oder Schreibprozess
beeinträchtigen.
Verschmutzungen, die keine Auswirkungen auf den optischen Aufzeichnungsprozess
haben, bleiben zurück.
Bei einer wesentlichen Verschmutzung kann die Benutzerdatenrate
während
der Reinigung zeitweilig beeinträchtigt
werden, was jedoch einem nicht behebbaren Datenverlust oder einem Schreibfehler
vorzuziehen ist.
-
In
einer ersten Ausführungsform
der Verschmutzungserkennungseinheit 50 wird eine Verschmutzung
auf einer Plattenoberfläche
lokalisiert, indem das Auftreten nicht behebbarer Datenfehler erkannt
wird. Bei diesem Ansatz wird vorausgesetzt, dass ein nicht behebbarer
Datenfehler durch Verschmutzungen verursacht wird. Werden nicht
behebbare Datenfehler erkannt und das Spurhaltungssignal ist nach
wie vor vorhanden, ist die exakte Position des/der nicht behebbaren
Datenfehler(s) bekannt. Der Bereich der betreffenden Spur wird durch
Fokussieren des Lasers auf die Oberfläche gereinigt. In einer Ausfürungsform
wird die Platte durch abwechselndes Fokussieren auf die Plattenoberfläche und auf die
Datenschicht mit Hilfe von Laserimpulsen, die auf die Plattenoberfläche fokussiert
sind, lasergereinigt, wobei das System aufgrund der abwechselnden Fokussierung
auf die Datenschicht vollständig
in der Spur verbleibt. In einer Ausführungsform für eine Platte
hoher Dichte mit einem dünnem
Substrat sind Verschmutzungen am schädlichsten und da der Abstand
zwischen der Datenschicht und der Plattenoberfläche klein ist, kann schnell
zwischen dem Fokussieren auf die Datenschicht und dem Fokussieren auf
die Plattenoberfläche
umgeschaltet werden.
-
In
einer zweiten Ausführungsform
der Verschmutzungserkennungseinheit 50 wird eine Verschmutzung
auf einer Plattenoberfläche
lokalisiert, indem das Auftreten eines Verlusts von Spurhaltungssignalen
erkannt wird. Die Stellglieddaten im Moment des Verlusts des Spurhaltungssignals
können
gespeichert werden. Auf diese Weise ist die radiale Position der
Verschmutzung bekannt. Ausgehend von dieser radialen Position wird
die Platte mit Hilfe von Laserimpulsen, die auf die Plattenoberfläche fokussiert
sind, lasergereinigt.
-
In
einer Ausführungsform
wird nach der Erkennung einer Verschmutzung (entweder mittels Erkennen
eines nicht behebbaren Datenfehlers, des Verlustes des Spurhaltungssignals
oder des abweichenden Reflexionsgrads) der Laserreinigungsprozess
von der betreffenden radialen Position aus in die Außenrichtung
gestartet. Der Laserreinigungsprozess dauert eine festgelegte Zeit
oder betrifft einen festgelegten Bereich. Wurde nur ein Teil der
Verschmutzung entfernt (was wiederum durch einen nicht behebbaren
Datenfehler, den Verlust des Spurhaltungssignals oder durch einen
abweichenden Reflexionsgrad erkannt wird), wird der Laserreinigungsprozess
erneut für
eine festgelegte Zeit oder für
einen festgelegten Bereich fortgesetzt.
-
In
einer Ausführungsform
der Verschmutzungserkennungseinheit 50 wird die Plattenoberfläche vor
dem Lesen oder Schreiben auf Verschmutzungen abgetastet. Dies kann
beispielsweise durch Messen der Reflexion des auf der Plattenoberfläche fokussierten
Laserstrahlenbündels
geschehen. Mittels eines Stellglieds wird der Laser über die
gesamte Plattenoberfläche
geführt.
Bereiche, in denen sich der Reflexionsgrad vom Durchschnittswert
unterscheidet, sind wahrscheinlich verschmutzt. Nach der Erkennung
eines Bereichs mit einem abweichenden Wert für den Reflexionsgrad wird die
Platte mit Hilfe von auf die Plattenoberfläche fokussierten Laserimpulsen
lasergereinigt. Dieser Ansatz benötigt mehr Zeit als die obige
Ausführungsform,
bei der Fehler erkannt werden, da auch Partikel entfernt werden,
die den optischen Lese- und/oder Schreibprozess nicht (stark) beeinträchti gen.
Die Reinigung verhindert jedoch vorteilhaft Probleme bei zukünftigen
Schreib- oder Lesevorgängen.
-
In
einer Ausführungsform
der Leseeinrichtung oder der Schreibeinrichtung wird die Platte
auf Verschmutzungen abgetastet, nachdem die Platte in das Laufwerk
eingelegt wurde. Alle verschmutzten Teile werden unverzüglich gereinigt
oder es wird ein Hintergrundprozess zum Reinigen gestartet, wenn kein
Lesen oder Schreiben von Daten durch den Benutzer erforderlich ist.
-
In
einer Ausführungsform
der Leseeinrichtung oder der Schreibeinrichtung wird ein länglich geformter
Laserpunkt zum Reinigen erzielt, indem eine zylindrische Linse in
den Strahlengang gebracht wird. Ein länglich geformter Punkt wird
verwendet, um die Reinigungsrate zu erhöhen, d. h. die Reinigungszeit
zu reduzieren.
-
6 zeigt
eine Einrichtung zum Schreiben von Informationen auf einen Informationsträger mit einer
Lasersteuerung für
die Reinigung. Dieser Informationsträger ist von einem Typ, der
zum Beispiel in magneto-optischer oder optischer Weise (über Phasenänderung
oder Färbung)
mittels eines Strahlenbündels 65 aus
elektromagnetischer Strahlung (wieder-)beschreibbar ist. Die Einrichtung
ist üblicherweise
auch zum Lesen ausgerüstet
und umfasst dieselben Elemente wie das oben im Zusammenhang mit 5 beschriebene
Gerät zum
Lesen, ausgenommen, dass es Schreibmittel umfasst, die einen Schreib-/Lesekopf 62 und
eine Schreibsignalverarbeitungseinheit 60 enthalten, die
beispielsweise einen Formatierer, einen Fehlercodierer und einen
Kanalcodierer umfasst. Der Schreib-/Lesekopf 62 hat dieselbe
Funktion wie der Lesekopf 52 zusammen mit einer Schreibfunktion
und ist mit der Schreibsignalverarbeitungseinheit 60 gekoppelt.
Die dem Eingang der Schreibsignalverarbeitungseinheit 60 zugeführten Informationen
(durch den Pfeil 63 angezeigt) werden gemäß den Formatierungs-
und Codierregeln über
logische und physikalische Sektoren verteilt und in ein Schreibsignal 61 für den Schreib-/Lesekopf 62 umgewandelt.
Die Systemsteuereinheit 56 ist eingerichtet, um wie oben
für das
Lesegerät
beschrieben die Reinigungsfunktion zu steuern. Während des Schreibvorgangs werden
auf dem Informationsträger
Marken gebildet, die die Informationen repräsentieren. Das Schreiben und
Lesen von Informationen zum Aufzeichnen auf optische Platten und
die verwendbaren Formatierungs-, Fehlerkorrektur- und Kanalcodierregeln
sind in der Technik wohlbekannt, z. B. vom CD-System. Das Gerät ist mit
einer Reinigungssteuereinheit 51 versehen, um die Leistung des
Lasers für
das Reinigen zu steuern, und es ist in einer Ausführungs form
mit einer Verschmutzungserkennungseinheit 50 versehen,
die dieselbe Funktion hat wie oben für die Leseeinheit und deren
Ausführungsformen
beschrieben.
-
In
einer Ausführungsform
ist die Leseeinrichtung oder die Schreibeinrichtung mit einem Datenpuffer
(nicht gezeigt) versehen, der mit der Lesesignalverarbeitungseinheit 53 oder
der Schreibsignalverarbeitungseinheit 60 gekoppelt ist.
Die Größe des Datenpuffers
ist so festgelegt, dass die Daten einiger weniger Sekunden gespeichert
werden können. Mehrere
Quadratzentimeter an Plattenoberfläche können während des Lesens und/oder Schreibens ohne
Beeinträchtigung
der Benutzerdatenrate gereinigt werden, wenn die in 4 aufgeführte Berechnung
für den
in der Praxis verwendeten Laser verwendet wird.
-
Der
Laserreinigungsprozess entfernt Schmutzpartikel von der Plattenoberfläche. Nach dem
Entfernen wird die Bewegung der Partikel durch die Luftströmung in
dem optischen Laufwerk beeinflusst. In einer Ausführungsform
können
die Innenwände
des optischen Laufwerks (teilweise) mit einem Material bedeckt sein,
an dem die Partikel fest haften, um zu verhindern, dass dieselben
Partikel die Plattenoberfläche
erneut verschmutzen, z. B. mit einem sehr reaktionsfähigen Material
mit einer hohen Oberflächenenergie
wie z. B. (chemisch behandelte) Aktivkohle.
-
Des
Weiteren kann in einem Kombinationslaufwerk, d. h. in einer Einrichtung
mit mindestens zwei Laserquellen für unterschiedliche Arten optischer
Platten wie z. B. CD-R und DVD die zum Reinigen verwendete Laserquelle
ein anderer Laser als der zum Lesen des Informationsträgers verwendete Laser
sein. Beispielsweise kann ein in die Einrichtung zum Schreiben von
CD-R integrierter, leistungsfähiger
Laser vorteilhaft zum Reinigen einer DVD-Platte verwendet werden.
Anzumerken ist, dass in diesem Dokument das Wort „umfassen" bzw. „umfasst" nicht das Vorhandensein
anderer als der aufgeführten
Elemente oder Schritte ausschließt und das einem Element vorangehende
Wort „ein" bzw. „eine" nicht das Vorhandensein
einer Vielzahl derartiger Elemente ausschließt, dass jedwede Bezugszeichen
den Geltungsbereich der Ansprüche
nicht einschränken, dass
die Erfindung sowohl mittels Hardware als auch mittels Software
implementiert sein kann und dass mehrere „Mittel" durch dasselbe Hardwareelement repräsentiert
sein können.