DE69919104T2 - Verfahren zur Spurverfolgungsregelung - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurlageregelung, insbesondere bei einem Magnetbandgerät. Die Erfindung geht aus von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Im folgenden ist unter einem Magnetbandgerät jedes Gerät zu verstehen, bei dem Signale, Daten oder Informationen in analoger und/oder digitaler Form auf einem Magnetband aufgezeichnet und/oder von diesem gelesen werden. Unabhängig hiervon können diese Geräte noch weitere Funktionen haben, z. B. können sie mit einer elektronischen Kamera kombiniert sein.
  • Aus der Veröffentlichung "Towards the Multitrack Digital Video Tape Recorder" von Francois Maurice in "The Magnetic Society of Japan" 1991, Band 15, Seiten 389 bis 394, ist ein Magnetbandgerät bekannt, bei dem eine Vielzahl von Daten- und/oder Signalspuren nach dem Verfahren der Längsspuraufzeichnung auf ein Magnetband aufgezeichnet werden. Bei dem in dieser Druckschrift offenbarten Gerät werden die Datenspuren mittels eines Matrixkopfes gleichzeitig geschrieben. Bei einem Ausführungsbeispiel dieses Gerätes werden bis zu 80 parallele Spuren mit einer Breite von 7 μm ohne Rasen, das heißt ohne Zwischenraum zwischen den einzelnen Spuren, geschrieben.
  • Das Auslesen der Datenspuren erfolgt durch eine magnetooptische Abtasteinrichtung, die einen magneto-optischen Wandler aufweist. Unter Ausnutzung des Kerr-Effektes wird die wechselnde Magnetisierung auf den Datenspuren in optische Signale umgewandelt, aus denen wiederum mittels eines photoempfindlichen CCD-Elementes ("Charge-Coupled-Device") elektrische Signale erzeugt werden. Hierbei ist jeder Datenspur eine Zelle bzw. ein Pixel des CCD-Elementes zugeordnet. Für eine einwandfreie Wiedergabe der gespeicherten Daten ist es günstig, wenn jede Datenspur auf genau ein zugeordnetes CCD-Pixel abgebildet wird und zwar auch dann, wenn z. B. die Höhe des Magnetbandes schwankt oder wenn mechanische Erschütterungen die Lage der Datenspuren gegenüber dem magneto-optischen Wandler verändern. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es im Stand der Technik bekannt, im Strahlengang zwischen dem magneto-optischen Wandler und dem CCD-Element eine transparente planparallele Spurführungsplatte vorzusehen. Die Spurführungsplatte ist bewegbar, wodurch erreicht wird, daß genau eine Datenspur auf jeweils ein CCD-Pixel abgebildet wird, wie es z. B. in der deutschen Patentanmeldung 197 47 493.4 derselben Anmelderin offenbart ist.
  • Bei einem unter der Abkürzung SDCR bekannten Magnetbandsystem ("Stationary Digital Cassette Recorder") werden 80 Datenspuren gleichzeitig aufgezeichnet, worunter sich drei sog. Servospuren befinden, in denen geeignete Muster abgespeichert sind, um eine seitlich versetzte Abbildung der von dem magneto-optischen Wandler abgegebenen optischen Signale auf das CCD-Element detektieren zu können. Geeignete Muster und ein Verfahren zur Auswertung dieser Muster sind in der deutschen Patentanmeldung DE-A 196 10 089 derselben Anmelderin beschrieben. Sie sind jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung.
  • Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung sind in der Lage, sehr rasch Schwankungen der Bandhöhe sowie mechanische Erschütterungen zu kompensieren. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß die verwendete Optik nicht immer in der Lage ist, alle 80 Datenspuren vollkommen homogen abzubilden. Das heißt, daß z. B. die ersten Datenspuren an einem Rand des Magnetbands genau auf ein Pixel abgebildet werden, während zwischen den letzten Datenspuren an dem anderen Rand des Magnetbands und deren zugeordneten Pixeln eine nennenswerte Abweichung auftritt.
  • Die US-A-4 672 750 zeigt eine andere Methode zur Spurlageregelung, die Servo-Burst-Felder nutzt. Die Einleitung von Anspruch 1 basiert auf diesem Stand der Technik.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Spurlageregelung anzugeben, das eine Spurlagenkorrektur ermöglicht, welches die Vorteile des bekannten Verfahrens bewahrt, aber dessen Nachteile vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß während sich ein Datenabschnitt an der Kopfeinheit vorbei bewegt aus wenigstens einer Servospur primäre Meßwerte ermittelt werden. Darüber hinaus werden, während sich der Einlaufbereich eines Datenabschnittes an der Kopfeinheit vorbei bewegt, aus wenigstens einer zusätzlichen Servospur sekundäre Meßwerte ermittelt. Aus den primären und sekundären Meßwerten wird ein Spurlagesignal abgeleitet, welches anzeigt, ob und gegebenenfalls in welcher Richtung die Kopfeinheit des Magnetbandgerätes von einer Sollage auf dem Datenträger abweicht. Aus dem Spurlagesignal wird ein Spurlagesteuersignal erzeugt, mittels dessen geeignete Korrekturen eingeleitet werden, um Abweichungen in der Spurlage zu kompensieren.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn zum Zwecke der Korrekturen das Spurlagesteuersignal an wenigstens einen Aktuator abgegeben wird, mittels dessen die Lage der von der Kopfeinheit auf dem Datenträger ansprechbaren Bereiche verändert wird. Dies kann z. B. mit einer Spurführungsplatte erfolgen, die den Strahlengang des von dem magneto-optischen Wandler kommenden Lichtes in der Weise beeinflußt, daß genau eine auf dem Datenträger aufgezeichnete Datenspur auf jeweils ein Pixel des CCD-Elementes abgebildet wird.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, daß während sich der Einlaufbereich eines Datenabschnittes an der Kopfeinheit vorbei bewegt, zunächst ein erstes Spurlagesignal aus den primären Meßwerten ermittelt wird, anschließend ein zweites Spurlagesignal aus sowohl den primären als auch den sekundären Meßwerten ermittelt wird, wonach ein Differenzwert aus dem ersten und dem zweiten Spurlagesignal gebildet und abgespeichert wird, und während dieser Zeitspanne das Spurlagesteuersignal allein aus dem zweiten Spurlagesignal erzeugt wird.
  • Hierauf aufbauend ist es vorteilhaft, wenn, während sich der Nutzbereich eines Datenabschnittes an der Kopfeinheit vorbei bewegt, ein erstes Spurlagesteuersignal aus dem primären Meßwerten ermittelt wird, und während dieser Zeitspanne das Spurlagesteuersignal aus dem ersten Spurlagesignal sowie dem abgespeicherten Differenzwert erzeugt wird. Das hat den Vorteil, daß, obwohl nur eine Servospur ausgewertet wird, Unzulänglichkeiten des optischen Abbildungssystems entlang der Breite des Datenträgers bei der Spurlageregelung der Kopfeinheit weitestgehend berücksichtigt werden.
  • Aus DE 196 10 089 und EP-A-0 795 864 ist es bekannt, Servospuren in Längsspuraufzeichnung über die gesamte Länge eines Magnetbandes aufzuzeichnen. Wie eingangs erläutert, ist es für eine möglichst genaue Spurführung vorteilhaft, wenn mehrere Servospuren über die gesamte Breite des Magnetbandes verteilt aufgezeichnet werden. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß dadurch Raum auf dem Magnetband mit Servodaten belegt ist, der folglich nicht mehr zur Aufzeichnung von Nutzdaten zur Verfügung steht.
  • In der Zeichnung ist ein Magnetbandgerät schematisch veranschaulicht, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommt. Es zeigen:
  • 1a eine schematische Veranschaulichung eines Magnetbandgerätes bei dem mehrere parallele Datenspuren gleichzeitig aufgezeichnet werden;
  • 1b ein Ausschnitt aus dem Magnetband aus 1a und;
  • 2 eine Veranschaulichung der Anordnung zur Spurlageregelung.
  • In 1a ist schematisch der Aufbau eines Magnetbandgerätes dargestellt, welches mehrere parallele Datenspuren 1 auf ein Magnetband 2 aufzeichnet bzw. von diesem liest. Eine Laserdiode 3 bildet eine divergente Lichtquelle für linear polarisiertes Licht. Die divergenten Lichtstrahlen werden mittels optischer Abbildungsmittel als Strichfokus auf einen magneto-optischen Wandler 4 abgebildet. Die optischen Abbildungsmittel sind in 1 schematisch als Beleuchtungslinse 6 veranschaulicht. In dem magneto-optischen Wandler 4 wird das einfallende Licht reflektiert und auf den lichtempfindlichen Bereich eines CCD-Elementes 7 abgebildet. Die Abbildungsmittel sind in der Figur schematisch als Abbildungslinse 8 gezeigt. Bei der Reflexion des einfallenden Lichtes in dem magneto-optischen Wandler 4 bewirken von der Magnetisierung des angrenzenden Magnetbandes 2 herrührende Streumagnetfelder eine Drehung der Polarisationsebene des reflektierten Lichtes gegenüber der Polarisationsebene des einfallenden Lichtes. Dieser Effekt ist als Kerr-Effekt bekannt. Bevor das Licht auf das CCD-Element 7 trifft, durchdringt es einen in der Figur nicht dargestellten Analysator, der so eingestellt ist, daß Licht, dessen Polarisationsebene nicht gedreht wurde, ungeschwächt hindurchtritt. Die beschriebenen Teile bilden eine Leseeinheit, die so justiert ist, daß das von jeweils einer Datenspur beeinflußte Licht auf ein Pixel des CCD-Elementes 7 abgebildet wird. Um dies sicherzustellen ist im Strahlengang des reflektierten Lichtes eine Spurführungsplatte 9 angeordnet. Die Spurführungsplatte 9 besteht aus einer planparallelen, transparenten Platte, die durch Stellmittel 11 hin und her bewegbar bzw. verschwenkbar ist. Der Brechungsindex der Platte 9 ist größer als der von Luft, so daß das austretende Licht gegenüber dem eintretenden Licht parallel versetzt ist. Durch ein Verstellen der Spurführungsplatte 9 kann somit das auf dem CCD-Element 7 auftreffende Licht in der Figur in vertikaler Richtung verschoben werden. Das bedeutet, daß sich die Lage der von dem CCD-Element auf dem Magnetband 2 ausgelesenen Bereiche verschiebt, so daß eine optimale Einstellung erzielbar ist.
  • Mit der insoweit beschriebenen Anordnung wird aus der wechselnden Magnetisierung jeder Datenspur 1 auf dem Magnetband 2 ein elektrisches Ausgangssignal des CCD-Elementes 7 erzeugt. Diese Signale werden durch geeignete Schaltungsmittel, die einen Verstärker 12, einen Analog/Digital-Wandler 13 sowie eine Signalverarbeitungseinheit 14 umfassen, in ein digitales, elektrisches Ausgangssignal umgewandelt, das z. B. zur Wiedergabe von Musik zur Verfügung steht. Darüber hinaus wird das Ausgangssignal des Verstärkers 12 an eine Vorverarbeitungsstufe 16 abgegeben, welche die Signale der Servospuren auswertet. Das Ausgangssignal der Vorverarbeitungsstufe 16 ist ein Spurlagesignal, das anzeigt, ob und gegebenenfalls in welcher Richtung die den Servospuren zugeordneten Pixel des CCD-Elementes 7 von den optischen Abbildungen der Servospuren auf dem CCD-Element abliegen. Das Spurlagesignal wird einer Servosteuerung 17 zugeführt, welche ein Spurlagesteuersignal an das Stellmittel 11 abgibt, das die Position der Spurführungsplatte 9 so verändert, daß jede Datenspur wieder genau auf ein Pixel des CCD-Elementes 7 abgebildet wird.
  • Die Anordnung der Spurführungsplatte 9 ist in 1b nochmals in größere Einzelheit dargestellt, wobei der Übersichtlichkeit halber alle anderen optischen Abbildungsmittel weggelassen sind. Die Funktionsweise der Spurführungsplatte 9 ist im einzelnen in der europäischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 97 402 267.5 derselben Anmelderin offenbart. In der Figur ist mit den Pfeilen 17a, 17b die Bewegung der Spurführungsplatte 9 veranschaulicht. Die Pfeile 17c, 17d deuten an, welchen Einfluß dies auf die Abbildung der Datenspuren auf dem CCD-Element hat.
  • In 2 ist ein Ausschnitt aus dem Magnetband 2 dargestellt, bei dem Servospuren 18a ... 18c dunkel hervorgehoben sind. Jede Servospur umfaßt z. B. drei Datenspuren. Alle anderen Datenspuren sind parallel zu diesen Servospuren 18a ... 18c angeordnet, der Übersichtlichkeit halber jedoch nicht dargestellt. Bei dem beschriebenen Magnetbandgerät werden die Datenspuren in Längsspuren aufgezeichnet, die in Längsrichtung in einzelne Datenabschnitte gegliedert sind. In der 2 ist ein Datenabschnitt 21 gezeigt, der in einen Einlaufbereich 22 und einen Nutzbereich 23 geteilt ist. Es ist ersichtlich, daß sich eine erste Servospur 18a über die gesamte Länge des Datenabschnittes 21 erstreckt, wohingegen sich zwei weitere Servospuren 18b, 18c lediglich über den Einlaufbereich 22 erstrecken.
  • Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Spurlageregelung wird nun anhand von 2 näher erläutert:
  • Während sich der Einlaufbereich 22 des Datenabschnittes 21 an dem magneto-optischen Wandler 4 vorbei bewegt, werden alle drei Servospuranordnungen 18a ... 18c mittels der Vorverarbeitungsstufe 16 und der Servosteuerung 17 ausgewertet, sowie gegebenenfalls die Spurlagenführungsplatte 9 verstellt, um die Spurlage zu verbessern. Die Auswertung der drei Servospuren 18a ... 18c führt zu einer guten Spurlage für alle Datenspuren, verbraucht jedoch relativ viel Raum auf dem Datenträger und Auswertekapazität. Darüber hinaus verlangsamt die Auswertung aller Servospuren die Spurlageregelung. In dem Einlaufbereich 22 des Datenabschnittes 21 spielt dies allerdings keine Rolle, weil mit den dort gespeicherten Daten nur eine Synchronisierung der Auswerteelektronik erzielt werden soll.
  • Im einzelnen wird in dem Einlaufbereich 22 ein Spurlagesignal zum einem aus der Servospur 18a alleine bestimmt und zum anderen ein weiteres Spurlagesignal aus allen drei Servospuren 18a ... 18c. Aufgrund von Inhomogenitäten bei der optischen Abbildung der Datenspuren auf dem lichtempfindlichen Bereich des CCD-Elementes 7 unterscheiden sich die beiden Spurlagesignale. Dieser Unterschied wird als Differenzwert abgespeichert und gibt ein Maß für solche Inhomogenitäten.
  • In dem Nutzbereich 23 des Datenabschnittes 21 liegt der Fall anders, weil hier der Raum auf dem Magnetband 2 möglichst vollständig für Nutzdaten zur Verfügung stehen und gleichzeitig eine Spurlageregelung möglichst schnell arbeiten soll. Aus diesem Grund setzt sich allein die Servospur 18a in den Nutzbereich 23 fort. Eine schnelle und dennoch genaue Spurlageregelung in dem Nutzbereich 23 über die gesamte Bandhöhe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erzielt, daß zusätzlich zu den Meßwerten aus der Servospur 18a ein Korrekturwert berücksichtigt wird.
  • Aus dem Einlaufbereich 22 ist es bekannt, um wieviel das aus der Servospur 18a erzeugte Spurlagesignal von dem Spurlagesignal abweicht, das alle drei Servospuren 18a ... 18c berücksichtigt. Diese Abweichung ist als der oben beschriebene Differenzwert abgespeichert. Unter der Annahme, daß der Nutzbereich 23 denselben Inhomogenitäten unterworfen ist wie der Einlaufbereich 22, ist es möglich, anstelle von drei nur eine Servospur auszuwerten und zu dem Ergebnis den genannten Differenzwert zu addieren. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß auf diese Weise tatsächlich eine schnelle und genaue Spurführung erzielbar ist.
  • Der Vorteil von diesem Verfahren ist, daß Raum auf dem Magnetband 2 eingespart wird und gleichzeitig ein schnelleres Ansprechen der Spurlageregelung insbesondere auf äußere, mechanische Störungen ermöglicht ist.
  • Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsverfahren berücksichtigt die Anforderungen des oben beschriebenen Verfahrens zur Spurlageregelung. Mit einem Matrixkopf 24 (1a) werden mehrere parallele Datenspuren im Längsspurverfahren auf das Magnetband 2 aufgezeichnet. Die Datenspuren sind wie im Zusammenhang mit 2 beschrieben in Bereiche gegliedert, wobei in dem Einlaufbereich 22 drei Servospuren aufgezeichnet sind, wohingegen in dem Nutzbereich 23 lediglich eine Servospur 18a aufgezeichnet ist. Im Vergleich zu einem Verfahren bei dem drei Servospuren durchgängig aufgezeichnet werden, ist es nach dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsverfahren möglich, eine höhere Datendichte der Nutzdaten zu erzielen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Spurlageregelung kann auch bei der Aufzeichnung von Daten auf dem Datenträger zum Einsatz kommen und nicht nur bei deren Wiedergabe.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Spurlageregelung einer Kopfeinheit bezüglich Datenspuren (1) auf einem Datenträger (2), die zumindest abschnittsweise im wesentlichen parallel zur Relativbewegungsrichtung zwischen dem Datenträger (2) und der Kopfeinheit angeordnet sind, wobei die Datenspuren (1) in aufeinanderfolgende Datenabschnitte (21) gegliedert sind, die ihrerseits jeweils in einen Einlaufbereich (22) und einen Nutzbereich (23) geteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: a) während sich ein Datenabschnitt (21) an der Kopfeinheit vorbeibewegt, werden primäre Meßwerte aus wenigstens einer Servospur (18a) ermittelt; b) während sich der Einlaufbereich (22) eines Datenabschnittes (21) an der Kopfeinheit vorbeibewegt, werden sekundäre Meßwerte aus wenigstens einer zusätzlichen Servospur (18b, 18c) ermittelt; c) auf den primären und sekundären Meßwerten basierend wird ein Spurlagesignal abgeleitet und d) aus dem Spurlagesignal wird ein Spurlagesteuersignal erzeugt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spurlagesteuersignal an wenigstens einen Aktuator (11) abgegeben wird, mittels dessen die Lage der von der Kopfeinheit auf dem Datenträger (2) ansprechbaren Bereiche verändert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während sich der Einlaufbereich (22) eines Datenabschnitts (21) an der Kopfeinheit vorbeibewegt, a) zunächst ein erstes Spurlagesignal aus den primären Meßwerten ermittelt wird; b) anschließend ein zweites Spurlagesignal aus sowohl den primären als auch den sekundären Meßwerten ermittelt wird, wonach c) ein Differenzwert aus dem ersten und dem zweiten Spurlagesignal gebildet und abgespeichert wird und d) während dieser Zeitspanne das Spurlagesteuersignal allein aus dem zweiten Spurlagesignal erzeugt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während sich der Nutzbereich (23) eines Datenabschnitts (21) an der Kopfeinheit vorbeibewegt, a) ein erstes Spurlagesignal aus den primären Meßwerten ermittelt wird und b) während dieser Zeitspanne das Spurlagesteuersignal aus dem ersten Spurlagesignal sowie dem abgespeicherten Differenzwert erzeugt wird.
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