DE69634707T2 - Gerät und Verfahren zum Ablesen und/oder Aufzeichnen von Informationen auf einem plattenförmigen Informationsträger - Google Patents

Gerät und Verfahren zum Ablesen und/oder Aufzeichnen von Informationen auf einem plattenförmigen Informationsträger Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Auslesen und/oder Aufzeichnen von Informationen aus/in einer Informationsspur auf einem plattenförmigen Informationsträger, mit Abtastmitteln zum Abtasten der Informationsspur mit einer linearen Geschwindigkeit bei einem variablen Abstand (r) von einem Drehpunkt des Informationsträgers und mit Antriebsmitteln, um den Informationsträger bei einer Winkelgeschwindigkeit drehen zu lassen, und mit Steuerungsmitteln zum Steuern der Antriebsmittel, wobei die Steuerungsmittel ausgebildet sind, um ein Wirkgebiet des Abstandes (r) in eine Anzahl CLV-Zonen zu unterteilen und die lineare Geschwindigkeit auf eine konstante Geschwindigkeit einzustellen, die durch die CLV-Zone bestimmt wird, während die lineare Geschwindigkeit im Wesentlichen von einer innersten Zone bis zu einer äußersten Zone zunimmt.
  • In US-A-4.750.058 wird eine Platte beschrieben, die Daten speichernde Spuren aufweist, die in einer Vielzahl von ringförmigen Zonen gruppiert sind, in denen die innerste Spur jeder Zone die gleiche Bitdichte hat und in der jede Spur in einer gegebenen Zone die gleiche Anzahl von informationstragenden Bits hat wie die anderen Spuren in derselben Zone. Dies verringert die Anzahl von Datenraten, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Platte während eines Lesevorgangs konstant gehalten wird. Indem der Radius der innersten Spur jeder Zone so gewählt wird, dass beim Zugreifen auf jede aufeinander folgende Zone in Vorwärts(oder Rückwärts)richtung die Winkelgeschwindigkeit konstant gehalten wird, wird beim schrittweisen Übergehen von einer Zone zur nächsten die gleiche prozentuale Veränderung in der Lesedatenrate bewirkt.
  • In der europäischen Patentanmeldung 0 599 628 wird eine Einrichtung offenbart, um Daten auf einer entsprechend einem System mit konstanter linearer Geschwindigkeit (CLV) formatierten Platte auszulesen und/oder aufzuzeichnen. Die Platte wird gedreht und ein Kopf ist in radialer Richtung relativ zur Platte bewegbar, um aufeinander folgende kreisförmige Spuren darauf radial abzutasten. In Reaktion auf einen Datenübertragungstakt ist eine Auslese und/oder Aufzeichnungsschaltung wirksam, zu bewirken, dass der Kopf in den von ihm abgetasteten Spuren Daten ausliest und/oder aufzeichnet: Die Plat te wird praktisch in eine Vielzahl von virtuellen Zonen unterteilt, die hintereinander in radialer Richtung angeordnet sind und je eine jeweilige Vielzahl der Spuren umfassen. Die Frequenz des Datenübertragungstaktes wird durch die virtuellen Zonen bestimmt, in denen die abgetasteten Spuren zumindest während des Initiierens eines Aufzeichnungs- oder Wiedergabevorgangs liegen, wobei die bei der Initiierung eines Aufzeichnungs- oder Wiedergabevorgangs bestimmte Frequenz für jede der aufeinander folgenden Zonen, radial nach außen betrachtet, schrittweise erhöht wird und, mindestens solange die abgetasteten Spuren sich in einer der Zonen befinden, bei denen der Aufzeichnungs- oder Wiedergabevorgang initiiert wurde, nahezu konstant gehalten wird. Die Winkelgeschwindigkeit, mit der die Platte während des Aufzeichnens oder Wiedergebens von Daten in den Spuren innerhalb irgendeiner der virtuellen Zonen gedreht wird, nimmt ab, wenn aufeinander folgende Spuren, radial nach außen betrachtet, während des Aufzeichnungs- oder Wiedergabevorgangs, bei dem die Frequenz des Datenübertragungstaktes nahezu konstant gehalten wird, abgetastet werden.
  • Die Zonen haben in Bezug auf den Abstand r gleiche Länge, sodass eine konstante Winkelgeschwindigkeitskurve angenähert wird. Das Ziel ist nämlich, ein Plattenaufzeichnungs- und/oder Wiedergabesystem zu erhalten, das eine relativ hohe Aufzeichnungskapazität hat, ähnlich derjenigen, die mit dem CLV-System erhalten wird, während gleichzeitig eine kurze Zugriffszeit geboten wird, ähnlich derjenigen, die mit dem CAV-System erreicht wird.
  • Die lineare Geschwindigkeit nimmt schrittweise mit zunehmendem Abstand (r) zu. Nur für eine relativ kleine Zone, d.h. die letzte Zone, ist die relative Geschwindigkeit maximal. Die mittlere lineare Geschwindigkeit beim Auslesen von der innersten Zone bis zur äußersten Zone ist halb so groß wie die maximale lineare Geschwindigkeit der äußersten Zone. Die mittlere Datenübertragungsrate ist daher nicht optimal. Dieser Stand der Technik wird im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4 anerkannt.
  • Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, beispielsweise eine Einrichtung zu verschaffen, die eine hohe mittlere Informationsabtastgeschwindigkeit aufweist, während die kurze Zugriffszeit nach einer schnellen Verlagerung beibehalten wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Einrichtung von Anspruch 1 und das Verfahren von Anspruch 4 gelöst.
  • Infolge dieser Maßnahme sind die Zonen mit einer höheren linearen Geschwindigkeit länger als die Zonen mit einer niedrigeren linearen Geschwindigkeit. Die mittlere Informationsgeschwindigkeit, bei der Information verarbeitet wird, ist daher erhöht. Auch die Abnahme der Winkelgeschwindigkeit ist klein gehalten worden, sodass die Zugriffszeit relativ klein ist. Darüber hinaus ist die maximale Winkelgeschwindigkeit verringert worden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Steuerungsmittel ausgebildet, um die lineare Geschwindigkeit der innersten CLV-Zonen auf einen Wert einzustellen, bei dem die Winkelgeschwindigkeit der inneren Spuren der innersten CLV-Zonen nahezu gleich einer maximalen Winkelgeschwindigkeit ωmax ist.
  • Bei noch einer weiteren Ausführungsform sind die Steuerungsmittel ausgebildet, um die lineare Geschwindigkeit aller CLV-Zonen auf einen Wert einzustellen, bei dem die Winkelgeschwindigkeit der inneren Spuren aller CLV-Zonen nahezu gleich einer maximalen Winkelgeschwindigkeit ωmax ist.
  • Aus US 5.161.142 ist eine Einrichtung zum Auslesen und/oder Aufzeichnen von Informationen aus/in einer Informationsspur auf einem plattenförmigen Informationsträger, mit Abtastmitteln zum Abtasten der Informationsspur mit einer linearen Geschwindigkeit bei einem variablen Abstand (r) von einem Drehpunkt des Informationsträgers und mit Antriebsmitteln, um den Informationsträger bei einer Winkelgeschwindigkeit drehen zu lassen, und mit Steuerungsmitteln zum Steuern der Antriebsmittel bekannt. Bei der bekannten Einrichtung wird eine sogenannte CLV-Platte (CLV: Constant Linear Velocity; konstante lineare Geschwindigkeit), die ein plattenförmiger Informationsträger ist, auf dem die Informationsspur mit Informationen von konstanter linearer Dichte gefüllt ist, mit konstanter Winkelgeschwindigkeit (CAV: Constant Angular Velocity) abgetastet. Wenn Informationen aus einem anderen Teil der Informationsspur ausgelesen werden sollen, müssen die Abtastmittel mit einem Sprung über die Spuren zu einer neuen radialen Position so schnell wie möglich zu diesem Teil der Spur bewegt werden. Bei der bekannten Einrichtung wird dann die Winkelgeschwindigkeit nicht angepasst, sodass eine kurze Zugriffszeit auf Informationen anderswo auf der Platte realisiert wird.
  • Ein Problem bei einer solchen Einrichtung ist, dass die Informationsabtastgeschwindigkeit in der Nähe der Mitte der Platte erheblich niedriger ist als nahe dem äußeren Rand. Daher ist die mittlere Informationsabtastgeschwindigkeit viel niedriger als die maximale Informationsabtastgeschwindigkeit. Auch muss die Informationsverarbeitungsschaltung in der Einrichtung einen großen Arbeitsbereich haben.
  • Dieses Problem kann durch ein Einrichtung wie eingangs definiert gelöst werden, in der die Steuerungsmittel ausgebildet sind, um zu bewirken, dass der Informationsträger so angetrieben wird, dass die Winkelgeschwindigkeit des Informationsträgers bei zunehmendem Abstand (r) im Wesentlichen abnimmt und die lineare Abtastgeschwindigkeit im Wesentlichen zunimmt.
  • Diese Einrichtung hat den Vorteil, dass der Unterschied zwischen der minimalen und der maximalen Betriebswinkelgeschwindigkeit kleiner ist als wenn Aufzeichnungs- oder Auslesevorgänge mit konstanter linearer Geschwindigkeit ausgeführt werden, sodass die Anpassung der Winkelgeschwindigkeit bei einer schnellen radialen Verlagerung begrenzt bleibt. Bei dieser Einrichtung kann ein Motor sowie ein Motorantrieb mit relativ niedriger Leistung verwendet werden. Hierdurch werden nicht nur das Gewicht und die Größe begrenzt, sondern auch der Energieverbrauch, die Wärmeentwicklung und mechanische Schwingungen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Steuerungsmittel ausgebildet, um die Winkel- oder die lineare Geschwindigkeit so einzustellen, dass eine erste Zeitdauer, die die Aufnahmemittel benötigen, um einen anderen Teil der Informationsspur mittels schneller radialer Verlagerung zu erreichen, länger oder gleich einer zweiten Zeitdauer ist, die notwendig ist, um die lineare Geschwindigkeit für eine schnelle radiale Verlagerung an eine Geschwindigkeit anzupassen, bei der die Informationen verarbeitet werden können. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass bei Vorgabe einer speziellen maximalen Informationsverarbeitungsrate und der physikalischen Parameter der Einrichtung die optimale mittlere Informationsrate bei minimaler Zugriffszeit erreicht wird.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Steuerungsmittel ausgebildet, beim Informationsaufzeichnen mit konstanter linearer Geschwindigkeit abzutasten. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Aufzeichnungsparameter, wie z.B. die Laserleistung und die Form des Schreibimpulses, nur für eine einzige feste lineare Geschwindigkeit bestimmt zu werden brauchen. Diese Parameter bleiben während des Aufzeichnungsvorganges konstant.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Steuerungsmittel zum Ableiten des Abstandes (r) aus Informationen in der Informationsspur ausgebildet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Abstand (r) aus den verfügbaren Signalen, beispiels weise Adressen, abgeleitet werden kann, ohne dass es notwendig ist, der Einrichtung einen anderen Aufnehmer hinzuzufügen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 eine bekannte Einrichtung zum Auslesen und/oder Aufzeichnen von Informationen,
  • 2 eine erfindungsgemäße Einrichtung mit einem Aufnehmer,
  • 3 eine erfindungsgemäße Einrichtung, wobei Adresseninformationen aus dem Informationsträger verwendet werden,
  • 4 die Geschwindigkeitskurven für einen zunehmenden Abstand (r),
  • 5 die Geschwindigkeitskurven, wenn r in Zonen unterteilt ist, und
  • 6 die Geschwindigkeitskurven für den Fall einer schnellen radialen Verlagerung.
  • In der Zeichnung haben Elemente, die bereits beschriebenen Elementen entsprechen, gleiche Bezugszeichen.
  • 1 zeigt eine Einrichtung zum Auslesen und/oder Aufzeichnen von Informationen auf einem optisch, magnetooptisch oder magnetisch beschreibbaren plattenförmigen Informationsträger 1, wie z.B. die bekannte beschreibbare CD oder eine Festplatte für Computeranwendungen. Eine ausführliche Beschreibung des beschreibbaren CD-Systems findet man in EP-0326206-A1 (PHN 12.398) und EP-0325329-A1 (PHQ 88.002). Ein Beispiel für eine Ausleseeinrichtung ist die bekannte Audio-CD oder CD-ROM. Eine Beschreibung des Auslesens einer CD kann man in dem Buch mit dem Titel "Principles of optical disc systems" von Bouwhuis et al. finden, ISBN 0-85274-785-3. Der Informationsträger 1 dreht sich um einen Drehpunkt und wird von den Antriebsmitteln 3 üblicher Art angetrieben. Die Antriebsmittel 3 werden von Steuerungsmitteln 4 angesteuert, denen ein Messsignal, das bezeichnend für die Winkelgeschwindigkeit oder lineare Geschwindigkeit ist, zugeführt wird. Die so gebildete Regelschleife lässt den Informationsträger 1 mit einer gewünschten Geschwindigkeit drehen. Eine Abtasteinheit, die einen Lese-/Schreibkopf 2 umfasst, liegt in einem Abstand r vom Drehpunkt der Platte und kann durch ein Servospurfolgesystem üblicher Art (nicht abgebildet) in radialer Richtung verlagert werden.
  • Beim Aufzeichnen werden Informationen über einen Codierer 6 dem Modulator 5 zugeführt, welcher Codierer die Informationen in einen Informationsfluss mit Redundanz zum Zweck der Fehlerkorrektur codiert. Die codierten und modulierten Informationen werden mit durch ein Taktsignal bestimmter, konstanter Informationsrate aufgezeichnet. Die Spurfolge sowie die lineare Geschwindigkeit werden über das Spurfolgesystem und die Regelschleife geregelt. Wenn beispielsweise eine Masterplatte hergestellt wird, die anschließend zum Herstellen von CD-ROMs verwendet werden soll, kann die Winkelgeschwindigkeit geregelt werden, indem man ein Messsignal 14 aus den Antriebsmitteln 3 ableitet und die Sollwinkelgeschwindigkeit umgekehrt proportional zu r abnehmen lässt. Der beschreibbare Informationsträger kann zuvor mit Mustern versehen werden, wie bei dem "Sampled-Servo"-System, oder mit einer gewobbelten zuvor angebrachten Rille, sodass ein Regelsignal 15 in dem Lese-/Schreibkopf 2 generiert wird. Für eine ausführliche Beschreibung der Weise, in der das Regelsignal generiert wird, sei auf EP 0326206 (PHN 12.398) verwiesen. Beim Aufzeichnen wird das Regelsignal 15 über einen Schalter 10 zur Steuereinheit 4 geleitet, die in Abhängigkeit von dem Regelsignal einen konstanten Wen für die lineare Geschwindigkeit beibehält, mit der der Informationsträger 1 durch den Lese-/Schreibkopf 2 abgetastet wird. Auf diese Weise wird ein Informationsträger 1 erhalten, dessen Informationsdichte in Abtastrichtung konstant ist.
  • Beim Auslesen wird ein vom Lese-/Schreibkopf 2 erzeugtes Lesesignal von einem Demodulator 7 und Decodierer 8 in ein Informationssignal decodiert, während das Taktsignal 13 rückgewonnen wird. Die Frequenz dieses Taktsignals ist bezeichnend für die lineare Geschwindigkeit, mit der das Informationsmuster durch den Lese-/Schreibkopf 2 abgetastet wird. Der Schalter 10 führt das Taktsignal 13 während des Auslesevorgangs zur Steuereinheit 4.
  • Bei einem Auslesevorgang gemäß dem sogenannten CLV-System wird die Drehung so geregelt, dass eine konstante lineare Abtastgeschwindigkeit erhalten wird, wie es in dem bekannten Audio-CD-Spieler für eine CD-DA der Fall ist. Hierzu wird den Steuerungsmitteln 4 über den Schalter 10 ein lineares Abtastgeschwindigkeitsignal 16 zugeführt, wie z.B. das genannte Regelsignal aus dem Servospurfolgesystem während des Aufzeichnens, oder das rückgewonnene Taktsignal 13 vom Demodulator 7 während des Auslesens. Die Information wird mit konstanter Dichte in der Informationsspur aufgezeichnet. Daher kann eine maximale Menge an Information auf der Platte aufgezeichnet werden. In dem CLV-System hängt die Winkelgeschwindigkeit vom Abstand r ab. Da die Winkelge schwindigkeit nach einer schnellen Verlagerung des Lese-/Schreibkopfes 2 an einen anderen Teil der Informationsspur angepasst werden muss, wird die Motorregelung einige Zeit benötigen, um diese Geschwindigkeit zu erreichen. Während eines Teils dieser Zeit, d.h. so lange die Informationsrate außerhalb des Arbeitsbereichs der Informationsverarbeitungsschaltung (d.h. Demodulator 7 und Decodierer 8, Modulator 5 bzw. Codierer 6) liegt, können keine Informationen verarbeitet werden. Um eine kurze Zugriffszeit zu erhalten, müssen ein starker Motor und ein kräftiger Motorantrieb verwendet werden.
  • Bei einem Abtastvorgang gemäß dem sogenannten CAV-System wird die Drehung so eingestellt, dass eine konstante Winkelgeschwindigkeit des Informationsträgers 1 erhalten wird. Hierzu können die Antriebsmittel 3 einen Sensor umfassen, der ein Messsignal 14 erzeugt, das bezeichnend für die Winkelgeschwindigkeit ist. Das Messsignal 14 wird dann den Steuerungsmitteln 4 zugeführt. Bei der Ausführung eines Aufzeichnungsvorgangs gemäß dem CAV-System können die Informationen mit konstanter Taktrate aufgezeichnet werden, sodass die Dichte auf dem Informationsträger dann mit zunehmendem Abstand r abnimmt.
  • Bei einem Aufzeichnungsvorgang gemäß dem CAV-System kann eine konstante Informationsdichte erhalten werden, indem man die Informationsrate der aufzuzeichnenden Informationen proportional zum Abstand r ansteigen lässt. Dies stellt jedoch strenge Anforderungen an den Arbeitsbereich der Informationsverarbeitungsschaltung. Zudem ist die Informationsübertragungsrate bei einem kleinen Abstand r viel kleiner als am äußeren Rand. Daher ist die mittlere Informationsübertragungsrate viel kleiner als die maximale Informationsübertragungsrate. Die Zugriffszeit nach einer schnellen Verlagerung hängt nur von der Zeit ab, die notwendig ist, um den gewünschten Teil der Informationsspur zu erreichen. Ein Abtastvorgang gemäß dem CAV-System zum Auslesen von Informationsträgern, die eine konstante Informationsdichte in der Abtastrichtung haben, ist aus US 5.161.142 bekannt.
  • 2 zeigt eine erste Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Einrichtung. Die Winkelgeschwindigkeit wird hier in Abhängigkeit vom Abstand r eingestellt, sodass diese Geschwindigkeit weniger als proportional zu einem zunehmenden Abstand r abnimmt. Ein für den Abstand r bezeichnendes Signal 21 wird von einem Positionssensor 20 generiert und den Steuerungsmitteln 4 zugeführt. Die Steuerungsmittel 4 enthalten beispielsweise eine Tabelle, über die die Winkelgeschwindigkeit für einen speziellen Wert des Signals 21 bestimmt werden kann. Die auf dem Signal 21 beruhende Winkelgeschwindig keit kann auch auf andere Weise bestimmt werden als über eine Tabelle, beispielsweise mit Hilfe einer digitalen Recheneinheit oder über analoge Signalverarbeitung. Die ermittelte Winkelgeschwindigkeit wird mit einem Messsignal 14 verglichen, das die wirkliche Winkelgeschwindigkeit angibt. Das Ansteuerungssignal für die Antriebsmittel 3 wird in Abhängigkeit von diesem Vergleich abgeleitet.
  • 3 zeigt eine zweite Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Einrichtung. Bei Verwendung eines Informationsträgers 1 mit Adresseninformation, die die radiale Position angibt, wie z.B. einer CD, kann der Abstand r aus dem vom Informationsträger 1 kommenden Informationssignal 22 abgeleitet werden. Die Absolutzeitinformation im Subcode des CD-Signals oder Adressen von Datensektoren auf dem Informationsträger 1, wie z.B. auf einer CD-ROM oder einer Festplatte, können hierzu verwendet werden. Eine solche Information, die für den Abstand r bezeichnend ist, kann beim Aufzeichnen auch aus anderen Informationsmustern abgeleitet werden, wie z.B. der zuvor angebrachten Rille auf dem Informationsträger. Das Regelsignal 15 enthält diese Information. Den Steuerungsmitteln 4 wird über den Schalter 23 das Signal 22 oder das Signal 15 zugeführt, aus denen die einzustellende Winkelgeschwindigkeit ermittelt wird. Die Winkelgeschwindigkeit wird in der gleichen Weise bestimmt und geregelt wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Bei einer dritten Ausführungsform für die erfindungsgemäße Einrichtung wird die lineare Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Abstand r eingestellt. Der Steuereinheit 4 wird über den Schalter 10 ein Signal zugeführt, das für die wirkliche Winkelgeschwindigkeit bezeichnend ist, d.h. das Taktsignal 13 oder das Signal 15, wie in 1 gezeigt. Der Sensor und das Messsignal 14 sind jetzt nicht notwendig, aber können nötigenfalls zum Regeln der Geschwindigkeit zugeführt werden, wenn das Lesesignal unzuverlässig ist, beispielsweise bei einer schnellen Verlagerung. Mit zunehmendem Abstand r wird eine größere lineare Geschwindigkeit eingestellt, wobei die lineare Geschwindigkeit weniger als proportional mit zunehmendem r zunimmt. In der Regelschleife vergleichen die Steuerungsmittel 4 die eingestellte lineare Geschwindigkeit mit dem Signal 16, das die wirkliche Winkelgeschwindigkeit angibt. Das Ansteuerungssignal für die Antriebsmittel 3 wird in Abhängigkeit von diesem Vergleich abgeleitet. Der Abstand r kann mit dem Positionssensor 20 gemessen und mit Hilfe des Signals 21 angeboten werden, wie in 2 gezeigt.
  • Eine vierte Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Einrichtung ist ähnlich der dritten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass r jetzt aus Adresseninforma tion von Signal 22 oder Signal 15 abgeleitet wird, wie in 3 gezeigt. Der Positionssensor 20 und das Signal 21 fehlen hier.
  • Eine fünfte Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Einrichtung ist ähnlich der vorhergehenden Ausführungsform, außer dass die Winkelgeschwindigkeit in dem CLV-System geregelt wird, während Informationen aufgezeichnet werden. Die Aufzeichnungsparameter, wie z.B. die Aufzeichnungsleistung und der Aufzeichnungsimpuls können dann feste Einstellungen haben.
  • Eine sechste Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Einrichtung ist ähnlich der vorhergehenden Ausführungsform mit der Ausnahme, dass die Winkelgeschwindigkeit in dem CAV-System während der Informationsaufzeichnung geregelt wird. Die Taktrate wird umgekehrt proportional zu r verändert, beispielsweise durch Koppeln eines Signals 21 oder 22, das den Abstand r angibt, mit einem VCO (VCO: Voltage-Controlled Oscillator; spannungsgesteuerter Oszillator). Dann kann r durch einen Sensor 20 bestimmt werden oder aus einem vom Informationsträger 1 kommenden Signal 15 oder 22 ausgelesen werden. Daher wird eine hohe, konstante Informationsdichte auftreten, kombiniert mit der konstanten Winkelgeschwindigkeit. Nach einer schnellen Verlagerung ist es dann möglich, unmittelbar aufzuzeichnen, weil die Winkelgeschwindigkeit nicht angepasst zu werden braucht und somit keine Gefahr besteht, zu schnell oder zu langsam aufzuzeichnen, wodurch Informationen in ein falsches Gebiet des Informationsträgers 1 gelangen würden.
  • 4a zeigt das Verhalten der Winkelgeschwindigkeit ω bei zunehmendem Abstand r. Für das CAV-System ist dies eine horizontale Linie 31, die das Wirkgebiet des Lese-/Schreibkopfes 2 vom minimalen Abstand rmin an der Innenseite bis zum maximalen Abstand rmax am äußeren Rand des Informationsträgers 1 überspannt. Beim CLV-System hat die Winkelgeschwindigkeit gemäß Kurve 32 eine umgekehrt proportionale Beziehung zum Abstand r. Das Gebiet 30 zwischen diesen beiden Äußersten 31 und 32 enthält die Geschwindigkeitskurven, wie sie bei Ausführungsformen für die erfindungsgemäße Einrichtung gefunden werden. Durch Begrenzen der Unterschiede der Winkelgeschwindigkeit in Bezug auf das CLV-System wird eine kürzere Zugriffszeit erhalten. Da bei einer schnellen Verlagerung ein kleinerer Geschwindigkeitsunterschied überwunden werden muss, wird die Einrichtung wiederum imstande sein, Informationen zu einem früheren Zeitpunkt zu lesen oder aufzuzeichnen. Für eine schnelle Verlagerung wird die maximale Informationsverarbeitungsrate berücksichtigt, aber auch die maximale Winkelgeschwindigkeit, die die Antriebsmittel realisieren können und bei der das Servospurfolgesystem noch imstande ist, den Lese-/Schreibkopf 2 der Spur folgen zu lassen. Nach einer schnellen Verlagerung wird die Informationsrate schneller im Arbeitsbereich der Informationsverarbeitungsschaltung liegen und es wird eine kürzere Zugriffszeit erhalten. Bei dem bekannten CLV-System wird die maximale mittlere Informationsrate erhalten. Um mit einer kurzen Zugriffszeit immer noch eine maximale mittlere Informationsrate zu erhalten, wird die Geschwindigkeitskurve 33 möglichst dicht bei der CLV-Kurve 32 gewählt.
  • Bei einer ersten Ausführungsform für die Steuerungsmittel 4 wird der CLV-Kurve 32 vom äußeren Rand bei rmax aus bis zu einem speziellen Abstand r1 gefolgt. Daher wird die Informationsspur mit den größeren Durchmessern mit optimaler Geschwindigkeit gelesen und beschrieben. Von diesem Abstand r1 aus wird die Winkelgeschwindigkeit bei ωmax konstant gehalten, wie mit Kurve 34 gezeigt wird. Mechanische Beschränkungen oder Beschränkungen der Servospurfolge bei hoher Winkelgeschwindigkeit werden somit berücksichtigt.
  • Bei einer zweiten Ausführungsform für die Steuerungsmittel 4 wird die maximale Informationsverarbeitungsrate berücksichtigt und die Zugriffszeit wird auf einem minimalen Niveau gehalten. Bei einer schnellen Verlagerung zur Mitte wird der Informationsträger 1 beschleunigt werden müssen, bis die Winkelgeschwindigkeit dem neuen Abstand r entspricht. Die Informationsrate wird somit vorübergehend niedriger und der (rückgewonnene) Takt wird dieser niedrigeren Rate folgen. Hierzu kann gegebenenfalls die Systemsteuerung den Modulator 5 bzw. den Demodulator 7 vorübergehend einstellen. Bei einer schnellen Verlagerung von der Mitte nach außen wird der Informationsträger 1 verlangsamt werden müssen. Da die maximale Geschwindigkeit der Informationsverarbeitungsschaltung beschränkt ist, darf die Winkelgeschwindigkeit nicht zu hoch sein, wenn der Lese-/Schreibkopf 2 am gewünschten Teil der Informationsspur anlangt. Eine minimale Zugriffszeit schreibt vor, dass die zum Verlangsamen des Informationsträgers benötigte Zeit immer kürzer oder gleich der zum Verlagern des Lese-/Schreibkopfes 2 notwendigen Zeit ist. Die minimale Zugriffszeit wird erhalten, indem die Geschwindigkeitskurve so gewählt wird, dass für jeden Abstand r die schnelle Verlagerungszeit im Wesentlichen zumindest gleich der Verlangsamungszeit für jede schnelle Verlagerung von allen anderen Wirkabständen r aus ist. Der Verlauf für eine spezielle Einrichtung wird in Kurve 33 gegeben. Unter der Bedingung der minimalen Zugriffszeit wird dann auch die maximale mittlere Informationsrate auftreten.
  • Der Verlauf der Zeit für die schnelle Verlagerung für eine Einrichtung wird bestimmt werden müssen, um die Geschwindigkeitskurve darauf abzustimmen. Wenn die Zeit für die schnelle Verlagerung proportional zur radialen Verlagerung ist, kann diese Zeit in einfacher Weise bestimmt werden. Im Allgemeinen wird jedoch die Verlagerung des Lese-/Schreibkopfes 2 erfolgen, indem erst stark beschleunigt und dann wieder abgebremst wird. Die zum Anpassen der Winkelgeschwindigkeit notwendige Zeitdauer muss dann aus dem zu überbrückenden Abstandsunterschied und den Motorparametern bestimmt werden. Für die CLV-Kurve 32 ist die Differenz der Winkelgeschwindigkeit nach einer schnellen Verlagerung proportional zur zum Abstand r addierten radialen Verlagerung. Je näher am äußeren Rand die schnelle Verlagerung über einen speziellen Abstand erfolgt, desto kleiner wird die Differenz der Winkelgeschwindigkeit und somit die notwendige Verlangsamungszeit sein.
  • Für einen speziellen Abstand rclv wird gelten, dass die Zeit für die schnelle Verlagerung im Wesentlichen gleich der Verlangsamungszeit ist. Ohne nachteilige Wirkung auf die Zugriffszeit kann der CLV-Kurve 32 vom Abstand rmax bis rclv gefolgt werden. In diesem Teil der Kurve 33 wird die Winkelgeschwindigkeit somit vollständig durch die maximale Geschwindigkeit der Informationsverarbeitungsschaltung bestimmt, während in dem Teil von rmin bis rclv die Kurve 33 durch die Eigenschaften des Motors bestimmt wird. Je nach den physikalischen Eigenschaften des Systems kann der berechnete rclv auch kleiner als rmin sein (in diesem Fall wird die Kurve auf die bekannte CLV-Kurve abnehmen) oder größer als rmax (in diesem Fall liegt die Kurve 33 vollständig in dem Gebiet 30). Um sicher zu sein, dass die Informationen nach einer schnellen Verlagerung immer verarbeitet werden können, kann der Punkt rclv etwas mehr in Richtung des äußeren Randes gewählt werden. Dies erzeugt dann einigen Spielraum für die Toleranzen hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften der Einrichtung.
  • Bei einer dritten Ausführungsform für die Steuerungsmittel 4 wird eine höhere mittlere Informationsrate erhalten als bei der vorherigen Ausführungsform, indem nicht in allen Situationen eine minimale Zugriffszeit gefordert wird, sondern beispielsweise etwas zusätzliche Zeit zur Geschwindigkeitsanpassung bei einer schnellen Verlagerung über mehr als 2/3 des Wirkgebietes zugelassen wird. Die maximale Geschwindigkeit beim Eintreffen muss dann in den Fangbereich der Taktrückgewinnung in dem Demodulator 7 fallen, sodass die korrekte lineare Geschwindigkeit gemessen wird. Der Decodierer 8 beginnt mit dem Decodieren, wenn die lineare Geschwindigkeit in den Haltebereich gelangt ist. Die Kurve verläuft dann teilweise in dem Gebiet 30 zwischen der CLV-Kurve 32 und der optimalen Kurve 33.
  • Bei einer vierten Ausführungsform für die Steuerungsmittel 4 wird die minimale Zugriffszeit durch einen Geschwindigkeitsverlauf erhalten, der hauptsächlich in Kurve 33 zu finden ist und gegebenenfalls in Kurve 34. Die gewünschte Kurve kann beispielsweise durch mehrere feste Einstellpunkte angenähert werden. Die Steuerungsmittel 4 umfassen dann einen einfachen Auswahlmechanismus, und der Sensor und das Messsignal 14 können entfallen. Das Ergebnis ist dann allerdings eine geringfügig niedrigere mittlere Informationsrate.
  • Für die obigen Ausführungsformen gilt, dass eine geeignete Abwägung zwischen mittlerer Zugriffszeit und mittlerer Informationsrate durch geeignetes Wählen einer Kurve in dem Gebiet 30 zwischen der CLV-Kurve 32 und der CAV-Kurve 31 getroffen werden kann.
  • 4b zeigt den Verlauf der linearen Abtastgeschwindigkeit vlin aufgetragen gegen den Abstand r. Kurve 51 zeigt den Verlauf beim Abtasten gemäß dem CAV-System, wobei die lineare Geschwindigkeit somit proportional zum Abstand r zunimmt. Kurve 52 zeigt den Verlauf beim Abtasten gemäß dem CLV-System und somit mit konstanter linearer Geschwindigkeit. Das Gebiet 50 enthält die möglichen Regelkurven einer erfindungsgemäßen Einrichtung, während die Kurven 53 und 54 die entsprechenden Regelkurven von Kurve 33 und 34 in 4a zeigen.
  • 5 zeigt in Kurve 41 den Verlauf der Winkelgeschwindigkeit ω, wenn das Wirkgebiet von r in Zonen unterteilt wird, in denen die lineare Abtastgeschwindigkeit immer konstant ist. In dem äußersten Bereich ist diese lineare Geschwindigkeit gleich der maximalen Geschwindigkeit und die Kurve 41 folgt der Kurve 42 des CLV-Systems. In einfacher Weise, beispielsweise mit Hilfe einer Tabelle, können die Steuerungsmittel 4 aus dem Abstand r ableiten, welche lineare Nenngeschwindigkeit eingestellt werden muss. Die Zonen werden so gewählt, dass sie beispielsweise im Verhältnis zu einem zunehmenden Abstand r immer breiter werden. Es ist auch möglich, eine von der Einrichtung maximal zu erreichende Winkelgeschwindigkeit ωmax zu berücksichtigen, für die in der inneren Zone ein stärkerer Abfall der linearen Geschwindigkeit eingestellt wird, wie mit Kurve 44 gezeigt. Der Abstand r kann wie oben beschrieben aus einem aus dem Sensor 20 kommenden Messsignal oder aus dem Informationssignal 22 durch Analysieren der Adressen oder des Subcodes abgeleitet werden. Für jede Zone kann der Einstellpunkt für die lineare Nennab tastgeschwindigkeit durch die Steuerungsmittel 4 angepasst werden und der Regelschleife zugeführt werden, um die Antriebsmittel 3 zu aktivieren.
  • 6 zeigt den Verlauf der linearen Geschwindigkeit v als Funktion der Zeit t für den Fall einer großen Verlagerung nach außen beim Zeitpunkt t0. Im Fall einer großen schnellen Verlagerung kann gelten, dass die zum Anpassen der Geschwindigkeit benötigte Zeit viel kürzer ist als die für die schnelle Verlagerung notwendige Zeit. Die Geschwindigkeit kann beispielsweise zu den folgenden Zeitpunkten auf neue Werte eingestellt werden:
    • a) die neue Einstellung wird aus der Länge der Verlagerung berechnet und in dem Moment, in dem die Verlagerung beginnt, eingestellt; Verlauf wie in Kurve 61,
    • b) die vorherige Einstellung wird während der schnellen Verlagerung beibehalten und erst nach der schnellen Verlagerung wird der neue Abstand r aus dem Signal 21 oder 22 ermittelt und der neue Wert eingestellt; Verlauf wie in Kurve 62,
    • c) während der schnellen Verlagerung wird der Wert r dauernd berechnet und die Geschwindigkeit dauernd angepasst; Verlauf wie in Kurve 63. Während der schnellen Verlagerung kann r beispielsweise durch den Sensor 20 oder durch Zählen der Spuren bestimmt werden, die überquert werden. Wenn die lineare Geschwindigkeit so wie in der dritten Ausführungsform geregelt wird, wird die Geschwindigkeit während der schnellen Verlagerung in Fall a) zu stark nachgestellt werden. Bei einer Verlagerung zum äußeren Rand ist die hohe lineare Geschwindigkeit ja bereits eingestellt, während der Lese-/Schreibkopf 2 sich noch weit nach innen befindet. Daher wird die Drehung erst beschleunigt, und die Geschwindigkeit v wird den maximalen Geschwindigkeitswert vmax überschreiten. Die maximale Verarbeitungsgeschwindigkeit darf dann nicht überschritten werden. Um dies zu verhindern, kann die Geschwindigkeit entsprechend beispielsweise dem Fall b) oder c) eingestellt werden und/oder vmax kann geringfügig niedriger gewählt werden. Im Fall b) wird die Drehung zu stark verlangsamt, sodass beim Eintreffen bei t1 noch während einer bestimmten Zeitdauer Beschleunigung erfolgen muss. Im Fall c) kann innerhalb einer Zone ein Überschwingen auftreten. Eine weitere Optimierung der Weise, in der die Geschwindigkeitseinstellung bei einer schnellen Verlagerung erfolgt, könnte beispielsweise die Verwendung einer Dämpfung in der Regelung sein, sodass die Geschwindigkeit schnell eingestellt wird, aber gerade kein Überschwingen auftritt, wie beispielsweise in Kurve 64. Bei einer plötzlichen Verlagerung zur Mitte hin tritt ein entgegengesetzter Effekt auf. Da die Geschwindigkeit hier niemals zu hoch ist, kann Verfahren c) bedenkenlos gewählt werden. Es braucht nicht erwähnt zu werden, dass es auch möglich ist, die gewünschte Winkelgeschwindigkeit während der schnellen Verlagerung durch Berechnen dieser Geschwindigkeit aus dem Abstand r und der einzustellenden linearen Geschwindigkeit und durch Verwendung eines Sensors und eines Signals 14 zu regeln, wie bereits mit Bezug auf die dritte Ausführungsform besprochen worden ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Einrichtung wird ein Informationsträger 1 verwendet, auf dem die Informationsdichte bei zunehmendem r abnimmt. Beispielsweise kann der Abstand r in Zonen konstanter Winkelgeschwindigkeit unterteilt werden, beispielsweise gemäß der Kurve 42 in 5. Bei einer konstanten Taktrate wird dann die Dichte innerhalb einer Zone mit zunehmendem r abnehmen; der Takt wird pro Zone eingestellt, sodass im Wesentlichen die Dichte in der inneren Zone größer als die Dichte in der äußeren Zone ist. Auch die Taktrate kann umgekehrt proportional zu r verändert werden, beispielsweise durch Kopplung eines den Abstand r angebenden Signals 21 oder 22 mit einem VCO (Voltage-Controlled Oscillator). Hierdurch entsteht eine konstante Dichte, beispielsweise pro Zone. Beim Aufzeichnen kann eine solche Kopplung über den gesamten Abstand r beispielsweise in Kombination mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit verwendet werden. r kann dann mit einem Sensor 20 oder aus einem aus dem Informationsträger 1 ausgelesenen Signal 15 oder 22 ermittelt werden. Nach einer schnellen Verlagerung ist Aufzeichnen unmittelbar möglich, weil die Winkelgeschwindigkeit nicht angepasst zu werden braucht, während doch eine hohe, konstante Informationsdichte erhalten wird.
  • Kombinationen aus variabler Dichte, Winkelgeschwindigkeit und linearer Geschwindigkeit ermöglichen eine optimale Abstimmung der mittleren Informationsrate, der Zugriffszeit und der gesamten Speicherkapazität des Informationsträgers 1. Es sollte bemerkt werden, dass Kombinationen, die im Wesentlichen dem CAV- oder CLV-Verlauf folgen, indem beispielsweise die CLV-Kurve durch Zonen konstanter Winkelgeschwindigkeit angenähert wird, bereits bekannt sind. In diesem Fall weist die Winkelgeschwindigkeit oder die lineare Geschwindigkeit jedoch einen Verlauf auf, der nur innerhalb einer Zone von dem der bekannten CAV- oder CLV-Systeme abweicht, und die Winkelgeschwindigkeit oder die lineare Geschwindigkeit bleibt im Wesentlichen nahezu konstant.

Claims (6)

  1. Einrichtung zum Auslesen und/oder Aufzeichnen von Informationen aus/in einer Informationsspur auf einem plattenförmigen Informationsträger (1), mit Abtastmitteln (2) zum Abtasten der Informationsspur mit einer linearen Geschwindigkeit bei einem variablen Abstand (r) von einem Drehpunkt des Informationsträgers (1) und mit Antriebsmitteln (3), um den Informationsträger (1) bei einer Winkelgeschwindigkeit drehen zu lassen, und mit Steuerungsmitteln (4) zum Steuern der Antriebsmittel (3), wobei die Steuerungsmittel (4) ausgebildet sind, um ein Wirkgebiet des Abstandes (r) in eine Anzahl CLV-Zonen zu unterteilen, wobei jede CLV-Zone einen unterschiedlichen radialen Abstand vom Drehpunkt hat, und die lineare Geschwindigkeit auf eine konstante Geschwindigkeit einzustellen, die durch die CLV-Zone bestimmt wird, während die lineare Geschwindigkeit im Wesentlichen von einer innersten Zone bis zu einer äußersten Zone zunimmt. dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsmittel ausgebildet sind, um einen von den CLV-Zonen aufgespannten radialen Abschnitt in Bezug auf einen zunehmenden Abstand (r) größer einzustellen.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsmittel ausgebildet sind, um die lineare Geschwindigkeit der innersten CLV-Zonen auf einen Wert einzustellen, bei dem die Winkelgeschwindigkeit der inneren Spuren der innersten CLV-Zonen nahezu gleich einer maximalen Winkelgeschwindigkeit ωmax ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsmittel ausgebildet sind, um die lineare Geschwindigkeit aller CLV-Zonen auf einen Wert einzustellen, bei dem die Winkelgeschwindigkeit der inneren Spuren aller CLV-Zonen nahezu gleich einer maximalen Winkelgeschwindigkeit ωmax ist.
  4. Verfahren zum Auslesen und/oder Aufzeichnen von Informationen aus/in einer Informationsspur auf einem plattenförmigen Informationsträger (1), wobei das Verfahren umfasst Drehen des Informationsträgers (1) bei einer Winkelgeschwindigkeit, Erzeugen eines Abtaststrahlenbündels zum Abtasten der Informationsspur mit einer linearen Geschwindigkeit bei einem variablen Abstand (r) von einem Drehpunkt des Informationsträgers (1), Bewegen des Abtaststrahlenbündels in radialer Richtung relativ zur Informationsspur und dadurch Variieren eines radialen Abstandes (r) zwischen dem Abtaststrahlenbündel und dem Drehpunkt und Steuern des Drehens und des Bewegens, Unterteilen eines Wirkgebietes des Abstandes (r) in eine Anzahl CLV-Zonen, wobei jede CLV-Zone einen unterschiedlichen radialen Abstand vom Drehpunkt hat und wobei die lineare Geschwindigkeit auf eine konstante Geschwindigkeit eingestellt wird, die durch die CLV-Zone bestimmt wird, während die lineare Geschwindigkeit im Wesentlichen von einer innersten Zone bis zu einer äußersten Zone zunimmt. dadurch gekennzeichnet, dass ein von den CLV-Zonen aufgespannter radialer Abschnitt in Bezug auf einen zunehmenden Abstand (r) zunimmt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelgeschwindigkeit der inneren Spuren der innersten CLV-Zonen nahezu gleich einer maximalen Winkelgeschwindigkeit ωmax ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelgeschwindigkeit der inneren Spuren aller CLV-Zonen nahezu gleich einer maximalen Winkelgeschwindigkeit ωmax ist.
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