DE69420218T2 - Optische Speichereinrichtung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine optische Speichereinrichtung und im einzelnen eine Methode und eine Vorrichtung zur Erfassung des Verschmutzungsgrades in einer optischen Speichereinrichtung und zur Ausgabe eines Signals, wenn die Verschmutzung einen vorher festgelegten Wert, bezogen auf einen Basiswert, überschreitet.
• Datenspeicher-/aufzeichnungseinrichtungen zum Lesen von oder Schreiben auf optische Medien, beispielsweise wieder beschreibbare magnetooptische (MO) Platten und einmal beschreibbare (WORM) Platten, verwenden eine Lichtquelle, mit der ein Lichtstrahl durch optische Elemente auf eine Oberfläche des Mediums gerichtet wird. Das von der Oberfläche reflektierte Licht wird durch weitere optische Elemente zu einem Detektor geleitet, der elektrische Signale erzeugt, welche die auf der Oberfläche des Mediums aufgezeichneten Daten darstellen. Reflektiertes Licht wird durch optische Elemente auf einen weiteren Detektor gerichtet (im allgemeinen ein Differentialdetektor); dieser erzeugt elektrische Signale, die in Verbindung mit zwei Servosystemen sicherstellen, daß der Lichtstrahl auf der Medienoberfläche fokussiert bleibt und daß er die gewünschte Datenspur sucht und verfolgt.
• Weil es bisher noch nicht möglich war, ein optisches Laufwerk vollständig abzudichten oder die optischen Elemente gegenüber der äußeren Umgebung zu isolieren, können Staub, Fussel, Rauchpartikel und andere mit der Luft übertragene Verunreinigungen in das Laufwerk eindringen und sich auf den optischen Elementen absetzen. Kühlgebläse in der Laufwerkseinheit be schleunigen diesen Prozeß. Wenn sich auf den optischen Elementen Verunreinigungen ablagern, wird die Intensität des auf die Platte und die Detektoren fallenden Lichts vermindert; dadurch werden die Signalpegel abgeschwächt, was einen ungünstigen Effekt auf die Lese-, Schreib-, Such- und Spurverfolgungsleistung hat und damit zu einem vorzeitigen Ausfall des Geräts führt.
• Reinigungskassetten, die in Form und Größe den normalen optischen Platten gleichen, können zur Reinigung einiger optischer Elemente in einem Laufwerk verwendet werden. Bisher wurde die Reinigung jedoch entweder in regelmäßigen Abständen oder nur bei einem Laufwerksfehler durchgeführt. Keine dieser beiden Routinen ist vollkommen zufriedenstellend. Die in regelmäßigen Abständen durchgeführte Reinigung durch den Menschen ist unbequem und wird häufig aufgeschoben oder vergessen. Regelmäßige Reinigungsvorgänge in einer automatisierten Speicher- und Retrievalbibliothek können zwar zu einem günstigen Zeitpunkt eingeleitet werden, nehmen aber andernfalls wertvolle Bibliotheksressourcen in Anspruch. Wird die Reinigungskassette erst bei einem Laufwerksausfall eingelegt, erhöht sich das Risiko eines Datenverlustes, was zu unerwünschten Ausfallzeiten des gesamten Speichersystems führen kann.
• DE 3,925,902 beschreibt eine Vorrichtung, mit der die Ablagerung von Verunreinigungen auf den optischen Elementen einer optischen Speichereinrichtung überwacht wird, welche Mittel umfaßt zur Erkennung des Verschmutzungsgrads der optischen Elemente und zur Erzeugung eines Alarmsignals, das anzeigt, daß sich auf den optischen Elementen in der optischen Speichereinrichtung Verunreinigungen abgelagert haben.
• Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Vorrichtung bereit, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung eines Signals, das Spurüberkreuzungen auf einer optischen Platte darstellt; Mittel zur Bestimmung eines Signalverstärkungswerts; Mittel zum Vergleichen des Signalverstärkungswerts mit einem vorher festgesetzten Wert; und Mittel zur Erzeugung des Alarmsignals, wenn der ermittelte Verstärkungswert den vorher festgesetzten Wert übersteigt.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt eine optische Speichereinrichtung bereit, welche die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt.
• Die Erfindung stellt weiter ein automatisiertes optisches Speicher- und Retrievalsystem bereit, mit einer optischen Speichereinrichtung gemäß der Erfindung.
• In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Methode zur Überwachung einer Ablagerung von Verschmutzungen auf optischen Elementen in einer optischen Speichereinrichtung und zur Erzeugung eines Alarmsignals bereit, welches anzeigt, daß sich auf den optischen Elementen in der optischen Speichereinrichtung eine zu starke Verschmutzung abgelagert hat, entsprechend Anspruch 13.
• Angesichts dessen ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sie den Verschmutzungsgrad in einem optischen Laufwerk erfaßt und ein Signal erzeugt, das an den Host weitergeleitet werden kann, wenn die Verschmutzung zu groß wird.
• Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Erkennung des Verschmutzungsgrads durch Überwachung der relativen Veränderungen eines vorhandenen Signals.
• Diese und andere Vorteile werden in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erreicht durch Überwachung der Verstärkung des Spurfehlersignals eines optischen Laufwerks, Vergleichen der Verstärkung mit einer Grundverstärkung und Erzeugen eines Alarmsignals, wenn die tatsächliche Verstärkung, bezogen auf die Grundverstärkung, einen vorher festgesetzten Wert erreicht.
• Es soll nun anhand eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Es zeigt:
• Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Recorders mit optischer Platte, in den die vorliegende Erfindung eingebaut wurde;
• Fig. 2 ein Blockdiagramm des Recorders mit optischer Platte der Fig. 1, der in eine automatisierte Speicher- und Retrievalumgebung eingebaut wurde;
• Fig. 3, mit den Kurven 'A' und 'B', graphische Plots des Verschmutzungsgrads in einem Recorder mit optischer Platte im Verhältnis zur SFS-Verstärkung mit bzw. ohne Laufwerksreinigung; und
• Fig. 4 ein Flußbild einer Prozedur der vorliegenden Erfindung.
• Ein optischer Recorder 12, in dem die vorliegende Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden kann, ist in Fig. 1 dargestellt. Obwohl die folgende Beschreibung sich speziell auf eine magnetooptische (MO) Aufzeichnungsvorrichtung bezieht, ist die vorliegende Erfindung gleichermaßen anwendbar auf an dere optische Aufzeichnungsmethoden, einschließlich WORM. Eine MO Platte 130 ist abnehmbar und durch einen Motor 132 drehbar auf einer Spindel 131 montiert. Ein Schlitten mit einem optischen Kopf, der generell mit der Zahl 134 bezeichnet wird, ist am Rahmen 135 des Recorders 12 montiert und bewegt sich radial über die Platte 130. Die radialen Bewegungen des Schlittens 134 ermöglichen einen Zugriff auf eine Spur aus einer Vielzahl konzentrischer Spuren bzw. umlaufender Spiraldrehungen zur Aufzeichnung bzw. zum Abruf von Daten auf bzw. von der Platte 130. Ein linearer Stellantrieb 136 ist auf einem Rahmen 135 montiert und bewegt den Schlitten 134 in radialer Richtung, um auf die Spur zuzugreifen. Der Recorder 12 ist über einen Regler 11 mit einem oder mehreren Host- Prozessoren 137 über ein Kabel oder einen Bus 116 und 202 verbunden. Diese Host-Prozessoren können Steuereinheiten, Personalcomputer, große Systemrechner, Kommunikationssysteme, Bildsignalprozessoren und ähnliche Geräte sein. Anschlußschaltungen 138 stellen die logischen und elektrischen Verbindungen zwischen dem optischen Recorder 12 und dem Controller 11 her.
• Der optische Recorder 12 kann in ein automatisiertes Speicher- und Retrievalsystem 200 integriert werden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Das System 200 umfaßt einen oder mehrere optische Recorder 202, einschließlich des Recorders 12, eine Anzahl optischer Platten 204 in einer Anordnung von Speicherzellen 206 und einen Zugriffsmechanismus 208. Die Laufwerke 202 und der Zugriffsmechanismus 208 sind mit dem Controller 11 verbunden. Der Controller 11 lenkt den Zugriffsmechanismus 208, so daß dieser eine gewünschte Platte zwischen der Anordnung von Zellen 206 und einem der optischen Recorder 202 transportiert.
• Ein Mikroprozessor 140 steuert den Betrieb des Recorders 12. Steuerdaten, Statusdaten, Befehle und ähnliches werden zwischen den Anschlußschaltungen 138 und dem Mikroprozessor 140 über einen bidirektionalen Bus 143 ausgetauscht. In dem Mikroprozessor 140 ist ein Programm oder ein einen Mikrocode speichernder Nurlesespeicher (ROM) 141 sowie ein Daten- und Steuersignale speichernder Direktzugriffsspeicher (RAM) 142 enthalten.
• Die Optik des Recorders 12 umfaßt eine Objektiv- oder Fokussierlinse 145, die mit einem Feinstellantrieb 146 die Fokussierbewegungen und die radialen Spurfolgebewegungen auf dem Schlitten 134 ausführt. Der Feinstellantrieb 146 umfaßt Mechanismen zur Bewegung der Objektivlinse 145 auf die bzw. von der Platte 130 zur Fokussierung und Bewegung der Objektivlinse 130 mit radialen Bewegungen parallel zu den Bewegungen des Schlittens 134. Solche Bewegungen werden beispielsweise ausgeführt, wenn die Spuren innerhalb eines kleinen Spurenbereichs, im typischen Fall 100, gewechselt werden, so daß der Schlitten 134 nicht jedesmal in Bewegung gesetzt werden muß, wenn auf eine Spur zugegriffen werden soll, die sich in unmittelbarer Nähe der Spur befindet, auf die gerade zugegriffen wird. Die Zahl 147 bezeichnet einen Zweiwege-Lichtpfad zwischen der Objektivlinse 145 und der Platte 130.
• Bei der MO Aufzeichnung liefert ein Magnet 148 (der entweder ein Elektromagnet oder ein Dauermagnet sein kann) ein schwaches magnetisches Steuerungs- oder Vormagnetisierungsfeld, um eine Restmagnetisierung in Richtung eines kleinen Flecks auf der Platte 130 zu lenken, der durch die Objektivlinse 145 von dem Laserlicht beleuchtet wird. Der Laserlichtfleck erwärmt den beleuchteten Fleck auf der Aufzeichnungsplatte 12 bis auf eine Temperatur über dem Curiepunkt der magnetooptischen Schicht (nicht gezeigt; es kann sich jedoch um eine Legierung aus seltenen Erden und Übergangsmetallen handeln, wie von Chaudhari et al in der US Patentschrift Nr. 3,949,387 gelehrt wird). Durch diese Erwärmung kann der Magnet 148 die Restmagnetisierung in eine gewünschte Magnetisierungsrichtung lenken, wenn sich der Fleck auf eine Temperatur unterhalb des Curiepunktes abkühlt. Der Magnet 148 ist hier in "Schreib"- Richtung ausgerichtet dargestellt, d. h., auf der Platte 130 aufgezeichnete binäre Einsen haben normalerweise eine "Nordpolrestmagnetisierung". Zum Löschen der Platte 130 dreht sich der Magnet 148, so daß jetzt der Südpol an der Platte 130 liegt. Eine Magnetsteuerung 149, die mit dem drehbaren Magneten 148 funktionsfähig verbunden ist, dargestellt durch eine gestrichelte Linie 150, steuert die Schreib- und Löschrichtungen des Magneten 148. Der Mikroprozessor 140 liefert über eine Leitung 151 Steuersignale an eine Steuereinheit 149, um die Umkehrung des magnetischen Steuerungsfeldes zu bewirken.
• Die radiale Position des dem Pfad 147 folgenden Lichtstrahls muß so gesteuert werden, daß er einer Spur oder umlaufenden Spiraldrehung genau folgt und daß auf eine gewünschte Spur oder umlaufende Spiraldrehung schnell und präzise zugegriffen wird. Zu diesem Zweck steuern die Fokussier- und Spurfolgeschaltungen 154 sowohl den Grobstellantrieb 136 als auch den Feinstellantrieb 146. Die Positionierung des Schlittens 134 durch den Feinstellantrieb 136 wird präzise gesteuert durch Steuersignale, die von den Fokussier- und Spurfolgeschaltungen 154 und dem Mikroprozessor 140 über die Leitungen 155 und 159 an den Stellantrieb 136 geliefert werden. Außerdem wird die Steuerung des Feinstellantriebs 146 durch die Fokussier- und Spurfolgeschaltungen 154 durch Steuersignale ausgeübt, die den Feinstellantrieb 146 über die Leitung 157 bzw. 158 erreichen, um die jeweiligen Fokussier- und Spurfolge- sowie die Suchoperationen auszuführen. Ein Sensor 156 erfaßt die Position des Feinstellantriebs 146 in Bezug zu dem Schlitten 134, um ein Signal "relativer Positionsfehler" (RPF) 119 zu erzeugen. Dieses Signal geht an die Fokus- und Spurfolgeschaltungen 154. Die Leitung 157 überträgt die Fokusfehlersignale von den Schaltungen 154 an den Fokusmechanismus in dem Feinstellantrieb 146.
• Fokus und Spurfolgeposition werden durch Analyse des Laserlichts erkannt, das von der Platte 130 über den Pfad 147 reflektiert wird und von dort durch die Objektivlinse 145 und durch einen Halbspiegel 160 läuft, um von einem weiteren Halbspiegel 161 auf einen "Quad-Detektor" 162 reflektiert zu werden. Der Quad-Detektor 162 besitzt vier Photoelemente, die jeweils Signale auf vier Leitungen, die zusammen mit der Zahl 163 bezeichnet werden, an die Fokus- und Spurfolgeschaltungen 154 liefern. Durch Ausrichtung einer Achse des Detektors 162 mit einer Spurmittellinie werden Spurfolgeoperationen ermöglicht. Die Fokus- und Spurfolgeschaltungen 154 analysieren die Signale auf den Leitungen 163, um sowohl die Fokussierung als auch die Spurverfolgung zu steuern und eine Vielzahl von Signalen zu erzeugen, z. B. ein Spurfehlersignal (SFS), das Spurüberkreuzungen anzeigt, ein Signal "relativer Positionsfehler" (RPF) und ein Fokusfehlersignal (FFS). Diese Signale werden an den Mikroprozessor 140 übertragen, der daraufhin Steuersignale an verschiedene Steuerschleifen ausgibt, um die gewünschte Spurverfolgungs-, Fokussier- und Laserleistung und andere Laufwerksparameter konstant zu halten. Außerdem überträgt der Mikroprozessor 140 Laufwerkskalibrierungssignale, einschließlich eines SFS-Verstärkungswerts, über die Anschlußschaltungen 138 an den Hostprozessor 137.
• Der SFS-Verstärkungswert ist der Verstärkungswert, der auf das nicht angepaßte SFS aufgeschaltet wird, um ein im wesentlichen konstantes Spitze-zu-Spitze-SFS zu gewährleisten.
• Es soll nun die Aufzeichnung oder das Schreiben von Daten auf die Platte 130 beschrieben werden. Es wird angenommen, daß der Magnet 148 für die Aufzeichnung von Daten in die gewünschte Position gedreht wird. Der Mikroprozessor 140 liefert ein Steuersignal über die Leitung 165 an eine Lasersteuereinheit 166, um anzuzeigen, daß eine Aufzeichnung folgt. Das heißt, der Laser 167 wird von der Steuereinheit 166 erregt, so daß er für die Aufzeichnung einen Laserlichtstrahl von hoher Intensität aussendet; im Gegensatz dazu sendet der Laser 167 zum Lesen von Daten einen Lichtstrahl mit geringerer Intensität, um zu verhindern, daß sich der vom Laser beleuchtete Fleck auf der Platte 130 über den Curiepunkt erwärmt. Die Steuereinheit 166 liefert ihr Steuersignal über eine Leitung 168 an den Laser 167 und empfängt ein Rückkoppelungssignal über eine Leitung 169, das die Intensität des ausgesendeten Lichts anzeigt. Die Steuereinheit 166 paßt die Lichtintensität dem gewünschten Wert an. Der Laser 167, ein Halbleiterlaser, beispielsweise ein Gallium-Arsenid-Diodenlaser, kann von Datensignalen moduliert werden, so daß der emittierte Lichtstrahl die Daten darstellt, die durch Intensitätsmodulation aufgezeichnet werden sollen. Hierzu liefern die Datenschaltungen 175 Datensignale über die Leitung 178 an die Lasersteuereinheit 166, um eine solche Modulation zu bewirken. Der modulierte Lichtstrahl geht durch den Polarisierer 170 (der den Strahl linear polarisiert), von dort durch eine Kollimationslinse 171. Der gebündelte Strahl 172 wird durch ein zirkularisierendes optisches Element 173 gelenkt, um das Profil des Laserstrahls von einer Ellipse in einen Kreis zu verändern. Der Strahl trifft dann auf den Halbspie gel 160 auf und wird von dort durch die Objektivlinse 145 auf die Platte 130 reflektiert. Die Datenschaltungen 175 werden für eine Aufzeichnung vorbereitet, indem vom Mikroprozessor 140 die geeigneten Steuersignale über die Leitung 176 geliefert werden, in Antwort auf Aufzeichnungsbefehle, die der Hostprozessor 137 erteilt hat. Wenn die Datenschaltungen 175 vorbereitet sind, werden die Daten zwischen dem Hostprozessor 137 und den Datenschaltungen 175 durch die Anschlußschaltungen 138 und die Steuereinheit 11 übertragen. Die Datenschaltungen 175 umfassen auch Zusatzschaltungen (nicht gezeigt), die sich auf Formatsignale, Fehlererkennung und -korrektur und ähnliches beziehen. Die Datenschaltungen 175 streifen während einer Lese- oder Korrekturoperation die Zusatzsignale von den Rücklesesignalen ab, bevor sie die korrigierten Datensignale über den Bus 177 an den Hostprozessor 137 weiterleiten.
• Das Lesen oder Abrufen von Daten von der Platte 130 zur Übertragung an den Hostprozessor 137 erfordert die optische und elektrische Verarbeitung des von der Platte 130 reflektierten Laserlichtstrahls. Dieser Teil des reflektierten Lichts (dessen lineare Polarisierung durch den Polarisierer 170 durch die Platte 130 während der Aufzeichnung unter Anwendung des Kerr-Effekts gedreht wird) bewegt sich entlang dem Zweiwege- Lichtpfad 147, durch die Linse 145 und die Halbspiegel 160 und 161 zu dem Datenerfassungsabschnitt 179 der Optik des Kopfarms 133. Das optische Element 173 ist ein von der Polarisation abhängiges Element, das den Polarisationszustand des reflektierten Strahls verarbeitet. Wenn der reflektierte Strahl keine Kerr-Drehung erfährt, teilt das optische Element 173 die Strahlintensität gleichmäßig zwischen zwei orthogonalen Polarisationszuständen auf. Der reflektierte Strahl geht dann in den polarisierenden Strahlteiler 180, der den Strahl in zwei Strahlen unterteilt, welche die relativen Intensitäten der beiden hereinkommenden orthogonalen Polarisationszustände aufweisen. Die Linsen 181 bzw. 183 fokussieren die beiden Strahlen auf die beiden Photodetektoren 182 und 184. Ein Differentialverstärker 185 erfaßt die Differenz zwischen den beiden von den Photodetektoren gelieferten Signalen. Wenn die Restmagnetisierung an dem Fleck auf der Platte 130, auf den zugegriffen wird, eine "nördliche" Ausrichtung hat bzw. eine binäre Eins darstellt, wird die Polarisation des reflektierten Strahls gedreht. Dieser "nördlich" gedrehte reflektierte Strahl wird dann von dem optischen Element 137 verarbeitet. Die Drehung des ankommenden Strahls führt dazu, daß sich die Intensität des Strahls in dem ersten Polarisationszustand erhöht und die Intensität des Strahls in dem zweiten Polarisationszustand abnimmt. Die Intensität des auf den Photodetektor 182 fallenden Lichts nimmt zu; die Intensität des auf den anderen Photodetektor 184 fallenden Lichts nimmt ab. Ein "südlich" rotierter reflektierter Strahl ergibt die entgegengesetzte Wirkung - die Intensität im ersten Polarisationszustand und auf den Photodetektor 182 nimmt ab und die Intensität in dem zweiten Polarisationszustand und auf den Photodetektor 184 nimmt zu. Der Verstärker 185 erzeugt ein Signal, das die Polarisationsdrehung des reflektierten Strahls darstellt, indem die Differenz zwischen der Intensität des auf die Photodetektoren 182 und 184 fallenden Lichts verstärkt wird. Der Verstärker 185 liefert das entstehende die Differenz oder Daten darstellende Signal zur Erfassung an die Datenschaltungen 175. Die erfaßten Signale enthalten nicht nur Daten, die aufgezeichnet werden, sondern auch sämtliche sogenannten Zusatzsignale. Der hier verwendete Begriff "Daten" schließt alle informationstragenden Signale ein, vorzugsweise Signale des digitalen oder diskreten Typs.
• Die Drehstellung sowie die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel 131 werden von einem geeigneten Tachometer oder Emittersensor 190 erfaßt. Der Sensor 190 kann sich auf einem beliebigen Erfassungssystem befinden, beispielsweise einem System mit Kopf oder einem optischen Erfassungssystem, das die dunklen und hellen Flecken auf einer Tachometerscheibe (nicht gezeigt) der Spindel 131 erfaßt, etc. Der Sensor 190 liefert die digitalen "Tacho"-Signale an die RPS-Schaltung 191, die die Drehstellung der Spindel 131 erfaßt und an den Mikroprozessor 140 Signale mit Informationen über die Drehstellung weiterleitet. Diese informationstragenden Signale werden vom Mikroprozessor 140 zur Steuerung des Zugriffs auf die Datenspeichersegmente auf der Platte 130 verwendet, eine Technik, die bei magnetischen Datenspeicherplatten sehr verbreitet ist. Die Signale des Sensors 190 werden auch an die Schaltungen 193 zur Steuerung der Spindeldrehzahl übertragen; sie dienen zur Steuerung des Motors 132 zur Drehung der Spindel 131 mit einer konstanten Umdrehungsgeschwindigkeit. Die Steuerschaltungen 193 können einen kristallgesteuerten Oszillator zur Steuerung der Drehzahl des Motors 132 enthalten, wie in der Technik bekannt ist. Der Mikroprozessor 140 liefert die Steuersignale auf der Leitung 194 in der üblichen Weise an die Steuerschaltungen 193. Eine Leitung 204 dient zur besseren Steuerung von Lade- und Entladeoperationen, und zwar indem nicht die Anschlußschaltungen 138 verwendet werden, sondern über eine direkte Schnittstelle mit dem Controller 11.
• Staub, Fussel, Rauchpartikel und andere in der Luft befindliche Verunreinigungen können in den Recorder 12 eindringen und sich auf den freiliegenden Flächen der optischen Elemente ablagern. Besonders die Objektivlinse 145 ist gegenüber solchen Verunreinigungen empfindlich. Wenn sich auf den optischen Elementen Verunreinigungen ablagern, wird die Intensität des Lichts, das die Platte 130 und die Detektoren 162 und 184 erreicht, geringer; hierdurch werden auch die Pegel der Rücklesesignale abgeschwächt, was wiederum negative Auswirkungen auf die Lese-, Schreib-, Such- und Spurfolgeleistung und einen verfrühten Ausfall des Laufwerks zur Folge hat.
• Zudem, wie die mit 'A' bezeichnete Kurve der Fig. 3 zeigt, erhöht sich mit zunehmender Verunreinigung des Laufwerks im Laufe der Zeit (angedeutet durch die horizontale Achse in beliebigen Einheiten) der SFS-Verstärkungswert (angedeutet durch die vertikale Achse in beliebigen Einheiten, bezogen auf einen Basiswert von 100), um den Spitze-zu-Spitze-Wert des SFS auf einem gleichbleibenden Niveau zu halten. Erhöht sich jedoch der SFS-Verstärkungswert soweit, daß er mehr als etwa zwanzig oder fünfundzwanzig Prozent über dem Basiswert liegt, zeigt dies eine übermäßig hohe Verschmutzung des Laufwerks an und es kommt wahrscheinlich zu einem Ausfall des Laufwerks.
• Auch andere Signale hat man als Möglichkeit zur Überwachung des Verschmutzungsgrads getestet, beispielsweise den Laserleistungsstrom, den Offset-Wert des relativen Positionsfehlers, die Laserschreibleistung, den Offset des Fokusfehlersignals und den Offset des Spurfehlersignals. Diese anderen Signale können jedoch auf Veränderungen im Reflexionsvermögen der Platte, wie sie durch die normale Alterung hervorgerufen werden können, empfindlich reagieren. Demgegenüber hat man festgestellt, daß der SFS-Verstärkungswert stark und im wesentlichen linear mit zunehmendem Verschmutzungsgrad zunimmt. Zudem wird die SFS-Verstärkung beeinflußt vom Kontrast der Beugungsreihenfolge auf den Elementen des Detektors 162, nicht jedoch von der Gesamtmenge des auf den Detektor 162 fallenden Lichts. Die SFS-Verstärkung ist daher relativ unempfindlich gegenüber Schwankungen des Reflexionsvermögens der Medienoberfläche (wie sie zum Beispiel durch Alterung hervorgerufen werden kann). Schließlich steht die SFS-Verstärkung bereits auf einer der Leitungen zwischen dem Laufwerk 12 und dem Host 137 zur Verfügung. Folglich kann die SFS-Verstärkung sehr einfach und zuverlässig als ein Indikator für den Verschmutzungsgrad innerhalb des Laufwerks herangezogen werden, ohne zusätzliche Sensoren oder Schaltungen.
• Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung überwacht die SFS-Verstärkung und vergleicht sie mit dem Basiswert. Wie die mit 'B' bezeichnete Kurve in Fig. 3 zeigt, wenn die SFS- Verstärkung, bezogen auf den Basiswert, einen vorher festgesetzten Betrag erreicht, wird eine Prozedur zur Reinigung der optischen Elemente in dem Laufwerk eingeleitet (angedeutet durch die drei Spitzen in der Kurve 'B', gefolgt von dem kleiner werdenden SFS-Verstärkungswert). Weil nicht alle optischen Oberflächen in dem Laufwerk für eine Reinigung zugänglich sind, verkleinert sich der SFS-Verstärkungswert nicht wieder bis zum Basiswert. Daher können sich auf den unzugänglichen Oberflächen möglicherweise Verunreinigungen ablagern, die bis zum Ausfall des Laufwerks führen können. Die Lebensdauer des Laufwerks wurde jedoch bis dahin bereits aufgrund der durch den Verstärkungswert ausgelösten Reinigungsprozeduren beträchtlich verlängert.
• Bezugnehmend auf das Flußbild der Fig. 4 soll nun eine Prozedur der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, die auf eine Bibliotheksumgebung anwendbar ist sowie auch auf ein einzelnes (stand-alone) optisches Laufwerk. In das Laufwerk wird eine optische Platte eingelegt (Schritt 400) und es wird festgestellt (Schritt 402), ob es sich bei der Platte um eine neue Platte handelt, auf der noch keine Benutzerdaten aufgezeichnet wurden, oder um eine alte Platte, auf der bereits Benutzerdaten aufgezeichnet sind. Bei einer neuen Platte wird eine Spursuchoperation ausgeführt (Schritt 404), um den Basiswert der SFS-Verstärkung zu erhalten (Schritt 406). Die Basis-SFS-Verstärkung wird dann in einer Speichereinheit gespeichert (Schritt 408). Die Speichereinheit ist vorzugsweise die optische Platte selbst, es kann sich jedoch auch um jeden anderen nicht flüchtigen Speicher handeln, einschließlich einem nicht flüchtigen RAM, einer dedizierten optischen Platte (in einer Bibliotheksumgebung) oder einer Magnetplatte. Nachdem die Basis-SFS-Verstärkung gespeichert ist, führt das Laufwerk eine gewünschte Lese- oder Schreiboperation aus (Schritt 410).
• Handelt es sich um eine alte Platte (Schritt 402) wird aus der Speichereinheit der zuvor gespeicherte Basis-SFS-Verstärkungswert abgerufen (Schritt 412) und die Lese- oder Schreiboperation wird ausgeführt (Schritt 410).
• Während der Lese- oder Schreiboperation (Schritt 410) wird die SFS-Verstärkung gemessen (Schritt 414) und von dem Laufwerksmikroprozessor 140 (Fig. 1) über die Anschlußschaltungen 138 zum Hostprozessor 137 übertragen. Hier wird dann ein Vergleich durchgeführt (Schritt 416), um festzustellen, ob die gemessene SFS-Verstärkung, bezogen auf die Basisverstärkung, um mehr als einen bestimmten Betrag zugenommen hat. Es wurde zum Beispiel festgestellt, daß, wenn es wahrscheinlich zu einem Laufwerksfehler kommt, wenn die gemessene SFS-Verstärkung etwa 125% der Basisverstärkung überschreitet, ein Auslösewert von etwa 110% ein zufriedenstellender Ausgleich ist zwischen den Aufwands- und Zeiterfordernissen zu häufiger Reinigungsvorgänge (wenn der Auslösewert zu eng am Basiswert einge stellt würde) und der möglicherweise verkürzten Lebensdauer des Laufwerks bei zu seiten ausgeführten Reinigungen (wenn der Auslösewert zu eng am Ausfallwert eingestellt würde).
• Wenn die gemessene SFS-Verstärkung über dem Auslösewert liegt, wird ein Alarmsignal ausgelöst (Schritt 418) und eine Reinigung des Laufwerks wird angefordert. Die momentan eingelegte Platte wird entnommen und an ihrer Stelle wird eine Reinigungskassette eingelegt (Schritt 420). Die für die Reinigungskassette zugänglichen optischen Oberflächen werden dann gereinigt (Schritt 422). Wenn die gemessene SFS-Verstärkung immer noch unter dem Auslösewert liegt, werden die normalen Lese- und Schreiboperationen fortgesetzt (Schritt 424), bis die Platte herausgenommen wird (Schritt 426).
• Nachdem entweder die Reinigungskassette oder die optische Platte herausgenommen wurde (Schritt 428) kann eine andere Platte eingelegt werden und die Routine kehrt an den Anfang zurück (Schritt 400) oder kann beendet werden.

Claims (14)

1. Eine Vorrichtung zur Überwachung von Verunreinigungen auf den optischen Elementen in einer optischen Speichereinheit, folgendes umfassend:

Mittel zur Erfassung des Verschmutzungsgrads der optischen Elemente und zur Erzeugung eines Alarmsignals, das auf eine zu große Verschmutzung der optischen Elemente in der optischen Speichereinrichtung hinweist, gekennzeichnet durch:

Mittel (154) zur Erzeugung eines Signals, das auf Spurüberkreuzungen auf einer optischen Platte hinweist;

Mittel (140) zur Bestimmung eines Verstärkungswerts des Signals;

Mittel (137) zum Vergleichen des Verstärkungswerts des Signals mit einem vorher festgesetzten Wert; und

Mittel (137) zum Erzeugen des Alarmsignals, wenn der festgestellte Verstärkungswert den vorher festgesetzten Wert überschreitet;

2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend Mittel zur Reinigung zumindest eines Teils der genannten optischen Elemente in Reaktion auf das Alarmsignal.

3. Eine optische Speichereinrichtung (12), einschließlich der Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die genannte Platte folgendes umfaßt:

einen Laufwerksmotor (132) zum Drehen einer darauf befindlichen optischen Platte (130), wobei diese Platte eine Vielzahl von Spuren aufweist;

eine Lichtquelle (167) zur Projektion eines Lichtstrahls (172);

einen optischen Kopf mit optischen Elementen (145), um den Lichtstrahl auf eine Oberfläche der Platte zu fokussieren;

einen Stellantrieb (134, 146), der den genannten optischen Kopf in einer radialen Richtung über die Oberfläche der Platte bewegt;

wobei das genannte Signal, das auf Spurüberkreuzungen hinweist, von einem ersten Verarbeitungsmittel (154) erzeugt wird, das einen ersten Abschnitt des von der Oberfläche der Platte reflektierten Lichtstrahls empfangen kann;

der genannte vorher festgesetzte Wert ein Basis-Verstärkungswert des Signals ist, das die Spurüberkreuzungen darstellt und die genannte Vorrichtung Mittel (137) umfaßt, mit denen der Basis-Verstärkungswert eingerichtet und gespeichert werden kann; und

das genannte Alarmsignal erzeugt wird, wenn der ermittelte Verstärkungswert einen vorher festgesetzten Prozentsatz des Basisverstärkungswerts überschreitet.

4. Eine optische Speichereinrichtung nach Anspruch 3, bei der das genannte Signal, das Spurüberkreuzungen darstellt, ein Spurfehlersignal ist.

5. Eine optische Speichereinrichtung nach Anspruch 3, weiter umfassend ein Small Computer Systems Interface (SCSI), das die genannte optische Speichereinrichtung mit einer Hosteinrichtung (137) verbindet, damit zwischen diesen beiden Einrichtungen Daten ausgetauscht werden können;

Wobei das genannte Mittel zur Erzeugung eines Alarmsignals Mittel zur Übertragung des ermittelten Verstärkungswerts an die Hosteinrichtung über das Small Computer Systems Interface umfaßt, wodurch die Hosteinrichtung das genannte Mittel zum Reinigen aktiviert.

6. Eine optische Speichereinrichtung nach Anspruch 4, bei der das genannte Mittel zur Erzeugung eines Spurfehlersignals einen Quad-Detektor umfaßt, der optisch so gekoppelt ist, daß er aus einer Lichtquelle kommendes und von der Oberfläche der optischen Platte reflektiertes Licht empfängt.

7. Eine Vorrichtung, umfassend die optische Speichereinrichtung nach Anspruch 3, weiter umfassend:

eine Vielzahl von adressierfähigen Speicherzellen, die eine Vielzahl von optischen Platten aufnehmen können;

eine Zugriffsvorrichtung, die eine ausgewählte Platte aus einer Vielzahl von optischen Platten zwischen einer Speicherzelle und der genannten optischen Speichereinrichtung transportiert; und

einen Controller, der mit der genannten optischen Speichereinrichtung verbunden ist und Mittel umfaßt für die Bestimmung und Speicherung des genannten vorher festgesetzten Werts für jede der optischen Platten.

8. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der:

das genannte Bestimmungsmittel Mittel umfaßt zur Messung eines Ausgangsverstärkungswerts des Spurfehlersignals der optischen Platte, wenn die optische Platte zum ersten Mal in die optische Speichereinrichtung eingelegt wird; und

die genannte Vorrichtung weiter Speicher zum Speichern des Ausgangsverstärkungswerts als dem vorher festgesetzten Wert umfaßt und Mittel zum Schreiben des Ausgangsverstärkungswerts in den genannten Speicher.

9. Eine Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der genannte Speicher eine optische Platte umfaßt; einen nichtflüchtigen Speicher oder eine Magnetplatte.

10. Ein automatisiertes optisches Speicher- und Retrievalsystem, umfassend die optische Speichereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei das genannte System folgendes umfaßt:

eine Vielzahl von adressierfähigen Speicherzellen zum Aufbewahren einer Vielzahl von optischen Platten;

eine Zugriffsvorrichtung zum Transportieren einer ausgewählten optischen Platte aus der Vielzahl der optischen Platten zwischen einer Speicherzelle und der genannten optischen Speichereinrichtung; und

einen Bibliothekscontroller, der mit der genannten Host- Einrichtung, der genannten optischen Speichereinrichtung und der genannten Zugriffsvorrichtung verbunden ist.

11. Das System nach Anspruch 10, weiter umfassend:

Mittel zum Messen eines Basisverstärkungswerts des Spurfehlersignals der ausgewählten optischen Aufzeichnungsplatte, wenn auf der Platte noch keine Informationen aufgezeichnet sind; und

Mittel zum Speichern des Basisverstärkungswerts.

12. Das System nach Anspruch 10, weiter umfassend eine Reinigungskassette, die in einer der genannten Speicherzellen aufbewahrt wird.

13. Eine Methode zur Überwachung des Entstehens von Verunreinigungen auf den optischen Elementen in einer optischen Speichereinrichtung und Erzeugen eines Alarmsignals, das anzeigt, daß sich auf den optischen Elementen in der optischen Speichereinrichtung eine zu große Menge an Verunreinigungen abgelagert hat, folgende Schritte umfassend:

Einlegen einer unbeschriebenen optischen Platte in die optische Speichereinrichtung;

Messen einer Ausgangsverstärkung eines Signals, das Spurüberkreuzungen anzeigt;

Speichern der Ausgangsverstärkung des Signals in einer Speichereinrichtung als Basisverstärkungswert;

Einleiten einer Suchoperation auf der in der optischen Speichereinrichtung eingelegten optischen Platte;

Erzeugen eines zweiten Signals, das Spurüberkreuzungen anzeigt;

Ermitteln eines Verstärkungswerts des zweiten Signals;

Vergleichen des so ermittelten Verstärkungswerts mit dem gespeicherten Basisverstärkungswert; und

Erzeugen des genannten Alarmsignals, wenn der ermittelte Verstärkungswert einen vorher festgesetzten Wert, bezogen auf den Basisverstärkungswert, überschreitet.

14. Eine Methode nach Anspruch 13, bei der der genannte Schritt der Erzeugung eines Alarmsignals den Schritt des Erzeugens des Alarmsignals umfaßt, wenn der bestimmte Verstärkungswert etwa 110% des Basisverstärkungswerts überschreitet.