DE69223041T2

DE69223041T2 - Breitstrahldetektorsystem für optische speicher

Info

Publication number: DE69223041T2
Application number: DE69223041T
Authority: DE
Inventors: Gerald Pierce
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1992-12-08
Publication date: 1998-04-30
Anticipated expiration: 2012-12-09
Also published as: CA2104674A1; US5237556A; JPH06506557A; DE69223041D1; JP3095775B2; WO1993013522A1; EP0572616B1; EP0572616A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Analog/Digital- Aufzeichnungs- und Wiedergabessysteme. Insbesondere betrifft die Erfindung optische Systeme zum Wiedergewinnen von Daten von einem Speichermedium, wie einem optischen Band.

Hintergrundgebiet

Bekannte, optische Speichersysteme zeichnen Informationen auf, indem ein Abtastbündel von Laserlicht gerichtet wird, um Flekken, die Datenbits darstellen auf einem sich bewegenden Speichermedium zu erzeugen, wie einem flexiblen, optischen Band. Beispielsweise zeigt Fig. 1 fünf parallele Spuren von Datenflecken 36, die auf einem sich bewegenden, optischen Band 38 aufgezeichnet sind. Die Datenflecken 36 haben ein Reflexionsvermögen, ein Durchlässigkeitsvermögen oder andere optische Eigenschaft, die von dem Hintergrund des optischen Bandes 38 unterschieden werden können.
Typischerweise verwenden optische Lesesysteme ein schmales Bündel, das eine einzelne Spur Datenflecken liest. Beispielsweise liest bei der Ausführungsform der Fig. 1 eine Erfassungseinrichtung 40 Daten, die auf dem optischen Band 38 gespeichert sind, und schließt drei unterteilte Photoerfassungseinrichtung 42, 44 und 46 zum Erfassen des reflektierten Lichts ein. Die Photoerfassungseinrichtungen 42, 44 und 46 werden in Verbindung mit einer Lichtquelle mit drei Bündeln verwendet und sind angeordnet, von den ausgewählten Spuren, die mit 1, 3 bzw. 5 bezeichnet sind, reflektiertes Licht zu empfangen.
Die Lichtquelle mit drei Bündeln liest eine einzelne Spur gespeicherter Daten indem das optische Band mit drei relativ schmalen, fokussierten Bündeln 30 bleuchtet wird. Jedem der schmalen Bündel 30 ist eine der Photoerfassungseinrichtungen 42, 44 bzw. 46 zugeordnet. Die Erfassungseinrichtung 44 wird typischerweise zum Datenauslesen verwendet, während die Erfassungseinrichtungen 42 und 46 zur Spurverfolgung verwendet werden.
Wie es hier bezeichnet ist, bezieht sich der Ausdruck "schmal" auf ein Lichtbündel, das einen Bereich auf einem Aufzeichnungsmedium beleuchtet, der die Weite einer aufgezeichneten Spur von Datenflecken nicht überschreitet. Da schmale Bündel 30 verwendet werden, um die Daten zu lesen, hat jede der Photoerfassungseinrichtungen 42, 44 und 46 einen relativ weiten Bereich, um Reflexionen von dem optischen Band zu erfassen.
Die beschränkte Fähigkeit optischer Systeme gleichzeitig mehr als eine Spur eines flexiblen, optischen Bandes zu lesen, hat hauptsächich die Verwendung herkömmlicher Spurverfolgungstechniken zur Ursache. Beispielsweise entspricht die Fig. 2a der vorliegenden Beschreibung US Patent Nr. 4,730,293 und zeigt eine servorgesteuerte Spurverfolgungstechnik zum Lesen und Schreiben von bzw. auf ein steifes Speichermedium, wie eine optische Platte oder Datenkarte.
Bei einer steifen, optischen Platte, die eine feste Drehmitte hat, werden Daten auf der Platte in einer einzigen Linie aufgezeichnet, die sich um die Platte herum fortsetzt. Unter Verwendung mechanischer, servogesteuerter Techniken werden die Informationen typischerweise in Datenspuren aufgezeichnet, die sich mit einer ungefähren Drehzahl von 20-30 Hz drehen. Ein mechanischer Arm, der den Laserkopf trägt, wird servorgesteuert, um das Laserbündel genau zu den Datenspuren auszurichten.
Bezugnehmend auf Fig. 2a können Flecken, die Datenbits darstellen, auf eine steife Platte 37 geschrieben werden, indem ein Laserlichtbündel 14 von einer Laserlichtquelle 13 in Richtung zu der Platte durch eine Kollimierungslinse 21, einen Strahlteiler 25 und eine Viertelwellenlängenplatte 41 hindurch gerichtet wird. Das Lichtbündel ist auf der Platte durch eine optische Endlinse 32 fokussiert.
Daten werden von der Platte wiedergewonnen (d.h., gelesen), indem ein Lichtbündel 17 von einer Laserlichtquelle 23 niedrigerer Intensitiät über die Platte abtastet. Das Lichtbündel 17 wird in Richtung zur der Platte durch eine Linse 27, den Strahlteiler 25 und die Linse 32 hindurch gerichtet. Das Lichtbündel 17 wird durch vorhergehend aufgezeichneten Flecken zu einer oder mehreren Photoerfassungseinrichtungen abgelenkt, gestreut oder hindurchgelassen.
Wie es in Spalte 3, Zeile 52 des vorgenannten Patents beschrieben ist, kann die Linse 32 in bezug auf eine optische Achse 35 zentriert sein. In diesem Fall wird Licht, das von der Platte abgelenkt wird, entlang einem optischen Weg 44 zu einer Erfassungseinrichtung 29 durch die Linse 32, die Viertelwellenlängenplatte 41, einen Strahlteiler 45 und eine Linse 43 gerichtet. US Patent Nr. 4,730,293 offenbart des weiteren die Verwendung eines Differenzausgangs von zwei Erfassungseinrichtungen (z.B., die Erfassungseinrichtung 104 und 106 in der Fig. 6 des Patents) als ein Servosteuersignal zum mechanischen Ausrichten der Laserlichtquelle zu einer aufgezeichneten Datenspur.
Obgleich herkömmliche Spurverfolgungssysteme, wie sie oben beschrieben worden sind, relativ genau sind, wenn Daten von einem steifen Speichermedium gelesen werden, sind diese Systeme äußerst empfindlich gegenüber Ausrichtungsfehlern, wenn Daten von einem flexiblen Speichermedium gelesen werden. Beispielsweise stellt die seitliche Bewegung eines flexiblen, optischen Bandes eine verstärkte Möglichkeit einer Fehlausrichtung zwischen der Lichtquelle, dem sich bewegenden, optischen Band und der Erfassungseinrichtung dar. Diese Fehlausrichtung kann eine ungenaue Spurverfolgung und ungenaues Lesen der aufgezeichneten Daten bewirken, insbesondere wo eine Abtastlichtquelle verwendet wird. Des weiteren können Ungenauigkeiten aufgrund der Spurverfolgung merklich zunehmen, wenn die Daten nicht genau auf dem optsichen Band aufgezeichnet worden sind.
Die japanische Patentzusammenfassung JP-A-58029154 (Mitsubishi) offenbart einen optischen Informationslaser zum gleichzeitigen Erfassen von Informationen von einer Mehrzahl von Spuren, indem ein optischer Laserfleck mit einer elliptischen Form gebildet wird, um gleichzeitig mehr als eine Datenspur zu bestrahlen. Licht, das von der Datenspur reflektiert wird, wird auf einer Photoerfassungseinrichtungsreihe gebildet, um diesen gleichzeitigen Lesevorgang auszuführen. Während diese zusammengefaßte Druckschrift das gleichzeitige Lesen einer Anzahl von Datenspuren offenbart, löst sie nicht das grundlegende Ausrichtungsfehlerproblem, das durch die seitliche Bewegung des Speichermediums bewirkt wird.
Wo Schwierigkeiten bei der Spurverfolgung auftreten, werden zusätzliche Fehlerprüf- und Korrekturmaßnahmen typischerweise vorgeschlagen. Jedoch schließt die Fehlerprüfung häufig das Lesen aufgezeichneter Daten mehr als einmal ein, wodurch die Gesamtsystemgeschwindigkeit verringert wird. Wo mehrere Laserbündel zur Spurverfolgung verwendet werden, können weitere Verringerungen bei der Lesegeschwindigkeit wegen der erhöhten Möglichkeit einer Fehlausrichtung zwischen den Laserköpfen und den mehreren Erfassungseinrichtungen notwenig sein.
Demgemäß gibt es ein Bedürfnis nach einem System, das Daten von einem optischen Speichermedium, wie einem optischen Band, lesen kann, das von den vorgenannten Nachteilen (z.B. Fehlausrichtungsfehler) frei ist, so daß eine Datengewinnung und Leistung hoher Geschwindigkeit erzielt werden kann.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird geschaffen eine Vorrichtung zum Lesen von auf einem optischen Aufzeichnungsmedien gespeicherten Daten, bei dem die Informationen darauf als eine Mehrzahl von Datenspuren angeordnet sind, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine Einrichtung zum Beleuchten eines optischen Aufzeichnungsmediums, auf dem Informationen gespeichert sind; eine Einrichtung, die zwischen der genannten Beleuchtungseinrichtung und dem genannten optischen Aufzeichnungsmedium zum Übertragen von Licht von der genannten Beleuchtungseinrichtung auf das genannte optische Aufzeichnungsmedium angeordnet ist, wobei die genannte Übertragungseinrichtung des weiteren eine Einrichtung zum Dehnen des genannten Lichts in wenigstens einer Dimension einschließt; und eine Einrichtung zum gleichzeitigen Lesen von Informationen von mehr als einer Datenspur des genannten optischen Aufzeichnungsmediums, das von dem genannten gedehnen Licht beleuchtet ist, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Einrichtung zum Lesen von Informationen von einem Bereich des genannten optischen Aufzeichnungsmediums eine Erfassungsanordnung umfaßt, die aus einer Anzahl von einzelnen Erfassungselementen gebildet ist, um die genannten gespeicherten Information zu lesen, wobei die genannten einzelnen Erfassungselemente Ausgänge haben, die differenzmäßig kombinierbar sind, um seitliche Verschiebungen des optischen Aufzeichnungsmediums zu bestimmen, um elektronisch die Einheitlichkeit der Spurverfolgung und der Datengewinnung trotz einer solchen Verschiebung des genannten optischen Aufzeichnungsmediums aufrechtzuerhalten.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird geschaffen eine Vorrichtung zum Lesen von auf einem optischen Aufzeichnungsmedien gespeicherten Daten, wobei die Informationen auf dem Medium als eine Mehrzahl von Datenspuren angeordnet sind, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine Einrichtung zum Beleuchten eines optischen Aufzeichnungsmediums mit einem Lichtbündel; eine Einrichtung, die zwischen der genannten Beleuchtungseinrichtung und dem genannten optischen Aufzeichnungsmedium zum Übertragen von Licht von der genannten Beleuchtungseinrichtung zu dem genannte optische Aufzeichnungsmedium angeordnet ist; und eine Einrichtung zum gleichzeitigen Lesen von Informationen von mehr als einer Datenspur des genannten optischen Aufzeichnungsmediums, das mit dem genannten Lichtbündel beleuchtet ist, wobei die genannte Übertragungseinrichtung des weiteren einschließt: eine Einrichtung zum Dehnen des genannten Lichtbündels in wenigstens einer Dimension; und einen Galvanometerspiegel zum Lenken des genannten gedehnten Lichtbündels auf das genannte optische Aufzeichnungsmedium, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Einrichtung zum Lesen von Informationen von einem Bereich des genannten optischen Aufzeichnungsmediums eine Erfassungsanordnung umfaßt, die aus einer Anzahl von einzelnen Erfassungselementen gebildet ist, um die genannten gespeicherten Information zu lesen, wobei die genannten einzelnen Erfassungselemente Ausgänge haben, die differenzmäßig kombinierbar sind, um seitliche Verschiebungen des optischen Aufzeichnungsmediums zu bestimmen, um elektronisch die Einheitlichkeit der Spurverfolgung und der Datengewinnung trotz einer solchen Verschiebung des genannten optischen Aufzeichnungsmediums aufrechtzuerhalten.
Vorzugsweise schließt die genannte Beleuchtungseinrichtung einen Laser oder eine Leuchtdiode ein.
Die genannte Anordnung von Erfassungseinrichtungselementen ist vorzugweise entlang einer geraden Linie ausgerichtet.
Das genannnte optische Aufzeichnungsmedium ist vorzugsweise ein optisches Band.
Vorzugsweise sind die genannten Datenspuren parallel und im wesentlichen senkrecht zu einer erwünschten Bewegungsrichtung des Bands ausgerichtet, wenn die genannten Informationen gelesen werden.
Die genannte Lichtdehnungseinrichtung schließt vorzugsweise eine Zylinderlinse ein.
Das genannte optische Band kann mehrere Streifen paralleler Datenspuren einschließen, wobei die genannten mehreren Streifen parallel zu einer Richtung der optischen Bandbewegung angeordnet sind und die genannten parallelen Datenspuren senkrecht zu der genannten Richtung der Bandbewegung angeordnet sind.
Vorzugsweise schwingt der genannte Galvanometerspiegel gemäß dem zweiten Gesichtspunkt, um mit dem genannten Lichtbündel über die parallelen Datenspuren von wenigstens einem der genannten Streifen abzutasten. Vorzugsweise werden die genannte Beleuchtungseinrichtung, die genannte Übertragungseinrichtung und die genannte Leseeinrichtung von einem Band zu einem anderen verschoben.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt, der Erfindung wird geschaffen ein Verfahren zum Lesen von auf einem optischen Aufzeichnungsmedium gespeicherten Daten, wobei die Daten darauf als eine Mehrzahl von Datenspuren gespeichert sind, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Erzeugen eines Lichtbündels zum Beleuchten des optischen Aufzeichnungsmediums; Übertragen von Licht auf das genannte optische Aufzeichnungsmedium, indem das genannte Lichtbündel gedehnt wird, um mehrere Spuren gespeicherter Informationen zu umfassen; und gleichzeitiges Lesen von Informationen von mehr als einer der genannten mehreren Spuren des genannten optischen Aufzeichnungsmediums, die durch das genannte gedehne Licht beleuchtet sind, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schritt des Lesens von Informationen umfaßt, reflektiertes Licht von dem genannten optischen Aufzeichnungsmedium mittels einer Erfassungsanordnung zu erhalten, die aus einer Anzahl einzelner Erfassungselemente gebildet ist, um die genannten, gespeicherten Informationen zu lesen und die Ausgänge der genannten einzelnen Erfassungselemente differenzmäßig zu kombinieren, um seitliche Verschiebungen des optischen Aufzeichnungsmediums zu bestimmen, um elektronisch die Einheitlichkeit der Spurverfolgung und Datengewinnung trotz solcher Verschiebung des genannten optischen Aufzeichnungsmediums beizubehalten.
Vorzugweise schließt der genannte Schritt der Übertragung des weiteren einen Schritt einschließt, mit dem genannten Lichtbündel über das genannte optische Aufzeichnungsmedium in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu einer Richtung der Bewegung des optischen Aufzeichnungsmediums abzutasten, und der genannte Schritt der Übertragung kann des weiteren einen Schritt einschließen, das genannte Abtastlichtbündel über das genannte optische Aufzeichnungsmedium in einer Richtung im wesentliche senkrecht zu der erwünschten Richtung der Bewegung des optischen Aufzeichnungsmediums zu verschieben, um mehrere Streifen gespeicherter Informationen sequentiell zu lesen, wobei die genannten mehreren Streifen parallel zu der genannten Richtung der Bewegung des optischen Aufzeichnungsmediums angeordnet sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die vorliegende Erfindung kann des weiteren aus der folgenden, ins einzelne gehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen verstanden werden, wie sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, worin gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und worin:
Fig. 1 eine herkömmliche Erfassungseinrichtung mit drei Bündeln zeigt;
Fig. 2a ein herkömmliches, optisches Spurverfolgungssystem für ein steifes Medium zeigt, wie es oben beschrieben worden ist;
Fig. 2b eine beispielhafte, bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein optisches Bild und ein beispielhaftes Datenformat zeigt, das auf einem optischen Medium gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 2b erzeugt wird;
Fig. 4 eine bevorzugterere, optische Abtasttechnik und Datenformat zeigt, wobei die beispielhafte Ausführungsform der Fig. 5 verwendet wird, um parallele Spuren von Daten quer zu einer Richtung der optischen Bandbewegung zu lesen/schreiben;
Fig. 5 eine andere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die ein Galvanometerabtastsystem einschließt; und
Fig. 6 ein beispielhaftes, optisches Bandformat zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beste Art der Ausführung der Erfindung

Fig. 2b stellt eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Lesen analoger oder digitaler Daten von einem optischen Aufzeichnungsmedium dar, wobei ein optisch Breitstrahlerfassungssystem verwendet wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das optische Aufzeichnungsmedium ein längliches, flexibles, optisches Band 64, das bei einem flexiblen, optischen Datenband 64 verwendet werden kann, das in einer Daten-, Audio- und/oder Videobandaufzeichnungsvorrichtung (d.h., VCR) verwendet werden kann. Informationen werden auf dem optischen Band 64 als Datenflecken gespeichert. Die gespeicherten Informationen schließen Daten zur Verfolgung der seitlichen Bewegung des optischen Bandes ein. Für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet ist es offensichtlich, daß die vorliegenden Erfindung in gleicher Weise auf das Lesen von Daten von irgendeinem optischen Aufzeichnungsmedium, einschließlich von optischen Datenkarten und Platten, anwendbar ist.
Bei der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 2b schließt die Einrichtung zum Beleuchten des optischen Bandes eine Lichtquelle ein, wie einen Halbleiterlaser 51. Jedoch ist es für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet offensichtlich, daß andere Lichtquellen statt des Lasers 51 verwendet werden können. Beispielsweise kann auch eine Leuchtdioden-Lichtquelle verwendet werden.
Licht von dem Laser 51 wird zu dem optischen Band 64 übertragen. Bei einer beispielhaften, bevorzugten Ausführungsform schließt die Übertragungseinrichtung eine Kollimationslinse 52, einen Polarisationsstrahlteiler 58, eine Viertelwellenlängenplatte 60 und eine Fokussierungslinse 62 ein. Wie es bei der Ausführungsform in Fig. 2b gezeigt ist, schließt eine Einrichtung zur Lichterweiterung eine Zylinderlinse 54 als Teil der Übertragungseinrichtung ein.
Die Kollimationslinse 52 wandelt das Licht von dem Laser 51 in ein nahezu paralleles Bündels um, das nicht erkenntlich konvergiert oder divergiert. Das Lichtbündel wird durch die Zylinderlinse 54 übertragen und dadurch zu einem breiten Lichtbündel 56 gedehnt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Lichtbündel in einer Dimension durch die Zylinderlinse 54 zu einer elliptischen Form erweitert.
Das breite Lichtbündel 56 beleuchtet einen relativ großen Bereich auf dem optischen Band 64. Wie es hier bezeichnet ist, bezieht sich der Ausdruck "relativ groß" auf einen Bereich auf einem optischen Aufzeichnungsmedium, der mehr als eine Spur gespeicherter Informationen umfaßt. Der breite Lichtbündel 56 wird nachfolgend durch den Polarisationsstrahlteiler 58, die Viertelwellenlängenplatte 60 und die Fokussierungslinse 62 übertragen. Die Fokussierungslinse 62 fokussiert den breiten Lichtbündel 56 auf das optische Band 64.
Fig. 3 stellt ein optisches Band dar, auf dem Informationen in parallelen Datenspuren aufgezeichnet sind, die mit 1 bis 5 bezeichnet sind. Jede dieser Datenspuren ist als eine Reihe optisch aufgezeichneter Datenflecken 82 gebildet. Diese Datenflecken besitzen ein gegenüber dem umgebenden Hintergrund unterschiedliches Reflexionsvermögen. Bei dem Datenformat der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 3 sind die Spuren parallel zu einer Richtung der Aufzeichnungsbewegung gebildet, die durch den Pfeil 80 dargestellt ist. Dies kann die Bandrichtung bei einem einfachen Niedergeschwindigkeitssystem sein.
Jedoch sind bei einer bevorzugtereren Ausführungsform die parallelen Spuren über die Weite eines flexiblen, optischen Bandes quer zu der Richtung der Bandbewegung gebildet, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn ein Datenformat, wie das der Fig. 4, verwendet wird, können mehrere breite Lichtbündel 72 über die Weite des Bandes angeordnet werden, wie es durch die Lichtbündel 72' in Fig. 4 dargestellt ist. Jedoch wird bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Abtaststrahl verwendet, Daten zu lesen und zu schreiben, wie es in bezug auf Fig. 5 beschrieben wird.
Wie es in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, beleuchtet das breite Lichtbündel 72 eine Fläche des optischen Bandes 64, die mehrere Spuren aufgezeichneter Informationen umschließt. Um die parallelen Spuren aufgezeichneter Informationen zu lesen, wird das breite Lichtbündel 72 in Richtung zu dem optischen Band gerichtet, wenn das optische Band in der Richtung 80 bewegt wird. Da mehrere Spuren gleichzeitig beleuchtet werden, können die Datenflecken, die in jeder dieser Spuren aufgezeichnet sind, gleichzeitig erfaßt werden, wenn sie unterhalb des weiten Lichtbündels 72 hindurchgehen.
Bei der Ausführungsform der Fig. 2b werden Daten, die auf dem optischen Band 64 gespeichert sind, gelesen, indem das Licht erfaßt wird, das von den Datenflecken reflektiert wird. Das reflektierte Licht wird durch die Fokussierungslinse 62 und die Viertelwellenlängenplatte 60 in Richtung zu dem Polarisationsstrahlteiler 58 übertragen, wie es in Fig. 2b gezeigt ist. Ein Lichtbündel 66 wird durch den Polarisationsstrahlteiler in Richtung zu einer Leseeinrichtung reflektiert. Bei der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 2b schließt die Leseeinrichtung eine Linse 68 ein, die das Lichtbündel 66 auf eine Erfassungsanordnung 71 fokussiert.
Obgleich die Erfassungsanordnung 71 gezeigt ist, daß sie sieben Lichterfassungselemente (z.B. PIN Photodioden) einschließt, die mit 70a-g bezeichnet sind, ist es für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet offensichtlich, daß irgendeine Anzahl einzelner Erfassungselemente verwendet werden kann. Jedoch muß bei bevorzugten Ausführungsformen die Erfassungsanordnung weit genug sein, um zu der Toleranz der seitlichen Bewegung des optischen Bandes und der Beleuchtungsverteilung des Beleuchtungssystems passen. Das heißt, die Erfassungsanordnung muß fähig sein, Licht zu erfassen, das von den Spuren des optischen Bandes 64 über den gesamten Bereich der erwarteten, seitlichen, optischen Fehlausrichtung reflektiert wird (d.h., in einer Richtung senkrecht zu dem Pfeil 80 in Fig. 3 und 4).
Wenn von dem optischen Band 64 reflektiertes Licht auf ein oder mehrere Lichterfassungselemente auftrifft, erzeugen die Lichterfassungselemente elektrische Signale. Diese elektrischen Signale werden ausgewertet, um das Vorhandensein von Datenflecken auf dem optischen Band zu identifizieren. Wie vorhergehend erwähnt worden ist, sind diese Datenflecken für analoge oder digitale Informationen repräsentativ, einschließlich für Spurverfolgungs- und Fokussierungsinformationen.
Bei der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 2b bleiben die Positionen der Leseeinrichtung und der Beleuchtungseinrichtung fest, wobei das Abtasten des optischen Bandes allein durch die Bewegung des Bandes unter dem Beleuchtungsbereiches ausgeführt wird. Da sich das optische Medium 64 seitlich bewegt, wenn das Band unter dem beleuchteten Bereich hindurchgeht, verlaufen die Datenspuren, die auf dem Band gespeichert sind, auch seitlich wellenförmig. Diese Änderungen bei dem Datenweg müssen ausgeglichen werden, um die gespeicherten Informationen genau zu lesen.
Bei der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 2b werden die Daten von einer oder mehreren Spuren durch die ortsfeste Erfassungsanordnung 71 überwacht. Beispielsweise kann die mit 3 in Fig. 3 bezeichnete Spur anfangs von dem Erfassungselement 70g überwacht werden. Das Erfassungselement 70g fährt fort, die Spur 3 zu überwachen, solange das Licht von der Spur 3 zu der Erfassungseinrichtung 70g übertragen wird.
Wenn sich jedoch das Band 64 seitlich verschiebt, kann das reflektierte Licht von der Spur 3 zu dem Erfassungselement 70f verschoben werden. Das Erfassungselement 70f fährt dann fort, die Spur 3 solange zu lesen, wie Licht, das von der Spur 3 reflektiert wird, zu der Erfassungseinrichtung 70f übertragen wird. Somit kann die Spur 3 durch eine Vielzahl von Erfassungselementen gelesen werden, wenn sich das Band entlang der durch den Pfeil 80 angegebenen Richtung bewegt.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Erfassungselement (oder Elemente) das verwendet wird, eine besondere Spur zu lesen, in Reaktion auf Spurverfolgungsdaten überwacht, die auf dem optischen Weg gespeichert sind. Beispielsweise kann eine der Datenspuren in Fig. 3 oder Fig. 4 mit einer kontinuierlichen Reihe von Datenflecken aufgezeichnet werden, um seitliche Änderungen des optischen Bandes in einer Weise zu verfolgen, die ähnlich der in US Patent Nr. 4,730,293 ist, dessen Offenbarung hier durch Bezugnahme in seiner Ganzheit eingeschlossen wird.
Insbesondere kann der Differenzausgang von zwei Erfassungselementen, die zugeordnet sind, eine durchgehende Reihe von Datenflecken zu lesen, verwendet werden, um seitliche Verschiebungen des sich bewegenden, optischen Bandes zu bestimmen. Die Größe der erfaßten Verschiebung kann dann verwendet werden, zu überwachen, welches Erfassungselement gegenwärtige welche Datenspur liest (z.B., eine Verschiebung von dem Erfassungselement 70b zu dem Erfassungselement 70a zu überwachen, wenn eine Bandverschiebung nach rechts auftritt).
Somit können, indem die seitliche Verschiebung des optischen Bandes überwacht wird, die elektrischen Signale, die durch die Erfassungsanordnung 71 erzeugt werden, richtig mit den aufgezeichneten Datenspuren korreliert werden. Da es keine mechanische Bewegung der Beleuchtungseinrichtung oder der Leseeinrichtung bei der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 2b gibt, kann eine Spurverfolgung und Datengewinnung mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden.
Wie es oben beschrieben worden ist, schließt die Ausführungsform der Fig. 2b eine ortsfeste Beleuchtungseinrichtung und Leseeinrichtung ein. Das Abtasten von Spuren, die auf das Band geschrieben sind, wird nur durch die Bewegung des Bandes ausgeführt. Jedoch stellt Fig. 5 eine bevorzugtere Ausführungsform dar, die ein breites Lichtbündel verwendet, das quer in bezug auf die Bandbewegung zum Lesen von auf dem optischen Aufzeichnungsmedium gespeicherten Daten abtastet.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 5 schließt eine Einrichtung zum Beleuchten eines optischen Bandes 112 einen Festkörperhalbleiterlaser 100 ein. Eine Einrichtung zum Übertragen von Licht von dem Laser 100 zu dem optischen Band schließt ein eine Kollimationslinse 102, eine Lichtdehnungseinrichtung 103, einen Polarisationsstrahlteiler 104, eine Viertelwellenlängenplatte 106, einen Abtastgalvanometerspiegel 108 (und einen Abtastspiegelantrieb 109) und eine Fokussierungslinse 110. Wie es bei der Ausführungsform der Fig. 5 gezeigt ist, schließt die Lichtdehnungseinrichtung eine Zylinderlinse 103 ein.
Eine Einrichtung zum Lesen von Informationen von dem optischen Band schließt die Fokussierungslinse 110, den Abtastgalvanometerspiegel, den Polarisationsstrahlteiler 104 und eine Erfassungsanordnung 116 ein. Die Erfassungsanordnung 116 schließt eine Reihe von Lichterfassungselementen (z.B., PIN Photodioden) ein, die in einer im wesentlichen geraden Linie angeordnet sind, wie es in bezug auf Fig. 2b beschrieben worden ist.
Licht von dem Festkörperhalbleiterlaser 100 der Fig. 5 wird durch die Kollimationslinse 102 gesammelt und zu einem parallelen Bündel 118 fokussiert, das nicht merklich konvergiert oder divergiert. Das Lichtbündel 118 wird dann vorzugsweise in einer Dimension durch die Zylinderlinse 103 erweitert, um ein breites Lichtbündel (z.B. elliptisch) zu erzeugen. Das breite Lichtbündel von der Linse 103 wird durch den Polarisationsstrahlteiler 104 und die Viertelwellenlängenplatte 106 zu dem Abtastgalvanometerspiegel 108 übertragen. Das Lichtbündel 118 wird von dem Galvanometerspiegel 108 zu der Fokussierungslinse 110 reflektiert, die das Lichtbündel auf das optische Band 112 fokussiert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform tastet das breite Lichtbündel über das Band hin- und her entlang einem im wesentlichen sinusförmigen Weg 111.
e Das optische Band 112 schließt mehrere Datenspuren optisch aufgezeichneter Informationen ein (z.B. Audio- und/oder Videoband). Die Informationen sind auf dem optischen Band auf bekannte Weise gespeichert, wie es beschrieben worden ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Datenspuren auf dem optischen Band 112 im wesentlichen senkrecht zu der Richtung der Bandbewegung aufgezeichnet, wie es in bezug auf Fig. 4 beschrieben worden ist.
Um die auf dem Band gespeicherten Informationen zu lesen, wird der Lichtbündel 118 in Fig. 5 in Richtung zu dem optischen Band 112 übertragen und von den Datenflecken reflektiert, die darauf aufgezeichnet sind. Von den Datenflecken reflektiertes Licht wird durch die Fokussierungslinse 110 gesammelt und in Richtung zu einer ortsfesten Erfassungsanordnung 116 über den Abtastgalvanometerspiegel 108 und den Polarisationsstrahlteiler 104 gelenkt.
Der Abtastgalvanometerspiegel schwingt mit einer vorbestimmten Frequenz in einer Richtung quer zu der relativen Bandbewegung. Licht, das zu dem flexiblen Band gerichtet ist, tastet dadurch hin- und her über das Band ab. Ähnlich wird Licht, das von den auf dem Band gespeicherten Datenflecken reflektiert wird (d.h., in Spuren senkrecht relativ zu der Bandbewegung) zu der ortsfesten Erfassungseinrichtung über den Abtastgalvanometerspiegel gelenkt.
Die vorbestimmte Frequenz bei der der Galvanometerspiegel schwingt, wird auf der Grundlage der Bandgeschwindigkeitsbewegung ausgewählt. Der Galvanometerspiegel kann in irgendeiner gut bekannten Weise gesteuert werden. Beispielsweise kann der Galvanometerspiegel auf eine Weise gesteuert werden, wie es in der mitanhangigen US Anmeldung Serial Nr. 07/944,978 geoffenbart ist, deren Offenbarung hier unter Bezugnahme auf ihre Gesamtheit eingeschlossen wird.
Bei einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform kann das Datenformat der Fig. 4 durch ein Datenf ormat ersetzt werden, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. In Fig. 6 schließt das optische Band 112 mehrere Streifen 91 entlang seiner Weite ein. Innerhalb von jedem der vier gezeigten Streifen sind die Datenflekken entlang paralleler Datenspuren aufgezeichnet, die senkrecht zu der Bandbewegung angeordnet sind, die durch den Pfeil 114 wiedergegeben ist.
Damit das System optisch die Streifen von Datenspuren lesen kann, die in Fig. 6 gezeigt sind, ist das optische System mittig oberhalb von einem der Streifen angeordnet. Der Galvanometerspiegel 108 schwingt mit einer vorbestimmten Frequenz (z.B. der Resonanzfrequenz). Dies bewirkt, daß der Lichtbündel 118 auf den Spiegel 108 trifft und über den Streifen auf dem Band 112 schwingt, wie in bezug auf Fig. 4 beschrieben ist. Die Erfassungsanordnung 116 ist wirksam mit abgelenkt, damit sie stets dem beleuchteten Bereich auf dem Band sieht. Nachdem ein gegebener Streifen abgetastet worden ist, wird das optische System der Fig. 5 (d.h., die Lichtquelle und die Erfassungsanordnung) erneut über dem nächsten Streifen entlang der Weite des Bandes angeordnet. Somit wird nur jedesmal ein Streifen abgetastet. Bei einer alternativen Ausführungsform können eine getrennte Lichtquelle und Erfassungseinrichtung für jeden Streifen vorgesehen sein.
Der Bereich der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche angegeben, und alle die Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Bereiches und von Äquivalenten davon kommen, sollen darin mit umfaßt sein.

Industrielle Verwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung wird bei Analog/Digital-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystemen angewendet, und insbesondere bei optischen Systemen, um Daten von einem Speichermedium wiederzugewinnen, wie einem optischen Band.

Claims

1. Eine Vorrichtung zum Lesen von auf einem optischen Aufzeichnungsmedien gespeicherten Daten, bei dem die Informationen darauf als eine Mehrzahl von Datenspuren angeordnet sind, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Einrichtung zum Beleuchten (51) eines optischen Aufzeichnungsmediums (64), auf dem Informationen gespeichert sind;

eine Einrichtung (52, 58, 60, 62), die zwischen der genannten Beleuchtungseinrichtung (51) und dem genannten optischen Aufzeichnungsmedium (64) zum Übertragen von Licht von der genannten Beleuchtungseinrichtung (51) auf das genannte optische Aufzeichnungsmedium (64) angeordnet ist, wobei die genannte Übertragungseinrichtung (52, 58, 60, 62) des weiteren eine Einrichtung (54) zum Dehnen des genannten Lichts in wenigstens einer Dimension einschließt; und

eine Einrichtung (62, 60, 58, 68, 71) zum gleichzeitigen Lesen von Informationen von mehr als einer Datenspur des genannten optischen Aufzeichnungsmediums (64), das von dem genannten gedehnen Licht beleuchtet ist, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Einrichtung zum Lesen von Informationen von einem Bereich des genannten optischen Aufzeichnungsmediums eine Erfassungsanordnung (71) umfaßt, die aus einer Anzahl von einzelnen Erfassungselementen (71a-70g) gebildet ist, um die genannten gespeicherten Information zu lesen, wobei die genannten einzelnen Erfassungselemente (70a-70g) Ausgänge haben, die differenzmäßig kombinierbar sind, um seitliche Verschiebungen des optischen Aufzeichnungsmediums (64) zu bestimmen, um elektronisch die Einheitlichkeit der Spurverfolgung und der Datengewinnung trotz einer solchen Verschiebung des genannten optischen Aufzeichnungsmediums (64) aufrechtzuerhalten.

2. Die Vorrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin die genannte Beleuchtungseinrichtung einen Laser (51) einschließt.

3. Die Vorrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, worin die genannte Beleuchtungseinrichtung eine Leuchtdiode einschließt.

4. Die Vorrichtung, wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, worin die genannte Anordnung (71) von Erfassungselementen (70a-70g) entlang einer geraden Linie angeordnet ist.

5. Die Vorrichtung, wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, worin das genannte optische Aufzeichnungsmedium ein optisches Band ist, bei dem die genannten Informationen darauf als eine Mehrzahl von parallelen Datenspuren (1-5) angeordnet sind.

6. Die Vorrichtung, wie in Anspruch 5 beansprucht, worin die genannten parallelen Datenspuren (1-5) im wesentlichen senkrecht zu einer erwünschten Richtung der Randbewegung (80) angeordnet sind, wenn die genannten Informationen gelesen werden.

7. Die Vorrichtung, wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, worin die genannte Lichterweiterungseinrichtung eine Zylinderlinse (54) einschließt.

8. Eine Vorrichtung zum Lesen von auf einem optischen Aufzeichnungsmedien gespeicherten Daten, wobei die Informationen auf dem Medium als eine Mehrzahl von Datenspuren angeordnet sind, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Einrichtung zum Beleuchten (100) eines optischen Aufzeichnungsmediums (112) mit einem Lichtbündel;

eine Einrichtung (102, 104, 106), die zwischen der genannten Beleuchtungseinrichtung (100) und dem genannten e optischen Aufzeichnungsmedium (112) zum Übertragen von Licht von der genannten Beleuchtungseinrichtung (100) zu dem genannte optische Aufzeichnungsmedium (112) angeordnet ist; und

eine Einrichtung (110, 106, 104, 116) zum gleichzeitigen Lesen von Informationen von mehr als einer Datenspur des genannten optischen Aufzeichnungsmediums, das mit dem genannten Lichtbündel beleuchtet ist, wobei die genannte übertragungseinrichtung des weiteren einschließt:

eine Einrichtung (103) zum Dehnen des genannten Lichtbündels in wenigstens einer Dimension; und

einen Galvanometerspiegel (108, 109) zum Lenken des genannten gedehnten Lichtbündels auf das genannte optische Aufzeichnungsmedium (112), wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Einrichtung ( 110, 106, 104, 116) zum Lesen von Informationen von einem Bereich des genannten optischen Aufzeichnungsmediums eine Erfassungsanordnung (116) umfaßt, die aus einer Anzahl von einzelnen Erfassungselementen gebildet ist, um die genannten gespeicherten Information zu lesen, wobei die genannten einzelnen Erfassungselemente Ausgänge haben, die differenzmäßig kombinierbar sind, um seitliche Verschiebungen des optischen Aufzeichnungsmediums (112) zu bestimmen, um elektronisch die Einheitlichkeit der Spurverfolgung und der Datengewinnung trotz einer solchen Verschiebung des genannten optischen Aufzeichnungsmediums (112) aufrechtzuerhalten.

9. Die Vorrichtung, wie in Anspruch 8 beansprucht, worin die genannte Beleuchtungseinrichtung einen Laser (100) einschließt.

10. Die Vorrichtung, wie in Anspruch 8 beansprucht, worin die genannte Beleuchtungseinrichtung eine Leuchtdiode einschließt.

11. Die Vorrichtung, wie in Anspruch, 8, 9 und 10 beansprucht, worin die genannte Anordnung (116) von Erfassungselementen entlang einer geraden Linie angeordnet ist.

12. Die Vorrichtung, wie in irgendeinem der Ansprüche 8 bis 11 beansprucht, worin das genannte optische Aufzeichnungsmedium ein optisches Band ist, bei dem die genannten Informationen darauf als eine Mehrzahl von parallelen Datenspuren (1-5, 92) angeordnet sind.

13. Die Vorrichtung, wie in Anspruch 12 beansprucht, worin die genannten parallelen Datenspuren (1-5, 92) im wesentlichen senkrecht zu einer Richtung der Randbewegung (80) angeordnet sind, wenn die genannten Informationen gelesen werden.

14. Die Vorrichtung, wie in Anspruch 12 beansprucht, worin das genannte optische Band mehrere Streifen(91) paralleler Datenspuren (92) einschließt, wobei die genannten mehreren Streifen(91) parallel zu einer Richtung der optischen Bandbewegung angeordnet sind und die genannten parallelen Datenspuren (92) senkrecht zu der genannten Richtung der Bandbewegung angeordnet sind.

15. Die Vorrichtung, wie in Anspruch 14 beansprucht, worin der genannte Galvanometerspiegel (108) schwingt, um mit dem genannten Lichtbündel über die parallelen Datenspuren (92) von wenigstens einem der genannten Streifen(91) abzutasten.

16. Die Vorrichtung, wie in Anspruch 15 beansprucht, worin die genannte Beleuchtungseinrichtung, die genannte Übertragungseinrichtung und die genannte Leseeinrichtung von einem Streifen zu einem anderen verschoben werden.

17. Die Vorrichtung, wie in irgendeinem der Ansprüche 8 bis 16 beansprucht, worin die genannte Dehnungseinrichtung (103) eine Zylinderlinse ist.

18. Ein Verfahren zum Lesen von auf einem optischen Aufzeichnungsmedium gespeicherten Daten, wobei die Daten darauf als eine Mehrzahl von Datenspuren gespeichert sind, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

Erzeugen eines Lichtbündels zum Beleuchten des optischen Aufzeichnungsmediums (64, 112);

Übertragen von Licht auf das genannte optische Aufzeichnungsmedium (64, 112), indem das genannte Lichtbündel gedehnt wird, um mehrere Spuren (1-5, 92) gespeicherter Informationen zu umfassen; und

gleichzeitiges Lesen von Informationen von mehr als einer der genannten mehreren Spuren des genannten optischen Aufzeichnungsmediums (64, 112), die durch das genannte gedehne Licht beleuchtet sind, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schritt des Lesens von Informationen umfaßt, reflektiertes Licht von dem genannten optischen Aufzeichnungsmedium (64, 112) mittels einer Erfassungsanordnung (70, 116) zu erhalten, die aus einer Anzahl einzelner Erfassungselemente (70a-70g) gebildet ist, um die genannten, gespeicherten Informationen zu lesen und die Ausgänge der genannten einzelnen Erfassungselemente (70a-70g) differenzmäßig zu kombinieren, um seitliche Verschiebungen des optischen Aufzeichnungsmediums (64, 112) zu bestimmen, um elektronisch die Einheitlichkeit der Spurverfolgung und Datengewinnung trotz solcher Verschiebung des genannten optischen Aufzeichnungsmediums (64, 112) beizubehalten.

19. Das Verfahren, wie in Anspruch 18 beansprucht, worin der genannte Schritt der Übertragung des weiteren einen Schritt einschließt, mit dem genannten Lichtbündel über das genannte optische Aufzeichnungsmedium (64, 112) in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu einer Richtung (84) der Bewegung des optischen Aufzeichnungsmediums (64, 112) abzutasten.

20. Das Verfahren, wie in Anspruch 19 beansprucht, worin der genannte Schritt der Übertragung des weiteren einen Schritt einschließt, das genannte Abtastlichtbündel über das genannte optische Aufzeichnungsmedium (64, 112) in einer Richtung im wesentliche senkrecht zu der erwünschten Richtung (80) der Bewegung des optischen Aufzeichnungsmediums (64, 112) zu verschieben, um mehrere Streifen (91) gespeicherter Informationen sequentiell zu lesen, wobei die genannten mehreren Streifen(91) parallel zu der genannten Richtung (80) der Bewegung des optischen Aufzeichnungsmediums angeordnet sind.