JPS608530B2 - データ蓄積デイスク並に書込みおよび/または読出し装置 - Google Patents

データ蓄積デイスク並に書込みおよび/または読出し装置

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JPS608530B2
JPS608530B2 JP51058025A JP5802576A JPS608530B2 JP S608530 B2 JPS608530 B2 JP S608530B2 JP 51058025 A JP51058025 A JP 51058025A JP 5802576 A JP5802576 A JP 5802576A JP S608530 B2 JPS608530 B2 JP S608530B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、螺旋(渦巻)形状または同心形状の少なくと
も1個の情報トラック円を含む記録または蓄積ディスク
、並びに該ディスク用データ書込みおよびノまたは読出
し装置に関するものである。
光学的方法で達成できる高い記録または蓄積密度を利用
するディジタル蓄積方式は既知であり、例えば米国特許
第3624284号明細書にはディジタルデータの写真
方式での蓄積につき使用する光学的スキャナを備えた蓄
積再生方式が記載されている。
この装置のスキャナは光ビームを2次元方式で偏向し、
データを静止ディスク上に螺旋状に蓄積するようにする
。しかしこの方法は次に述べる欠点を有する。即ち光学
的蓄積により原理的には達成可能な高い蓄積密度を実現
することができず、その理由はデータ検索に当り光ビー
ムを螺旋状データトラックに沿って案内してスキヤナが
データトラックの右半分および左半分を交互に走査する
ようにするので、データトラックの間に所定の不便用ス
ペースを介在させる必要があるからである。更にこの既
知の方法によるものは蓄積デー夕に対しランダムアクセ
スを行うことができず、その理由はスキャナによる走査
はデータを含む螺旋トラックに対し外側緑から開始しな
ければならないからである。また光学手段により回転デ
ィスク上にデータを蓄積する蓄積方式も既知であり、例
えば“VLP(ビデオ・ロング・プレーヤー)”方式が
PhilipsTechnical Review 3
3、1973.No.7、pp.178〜180に記載
されている。
しかしかかる既知の方式は特にディジタルデータの蓄積
密度につき下記の如き欠点を有する。データ検索に当り
光ビームを蓄積層上に集東する対物系は、機械装置によ
りディスクを横切って半径方向に案内する必要がある。
更に、螺旋または同D形状データトラックは半径方向に
垂直となるよう良好に構成されなければならず、従って
対物系を半径方向において制御するための制御信号はデ
ータトラックから導出できるようにする。従って“VL
P”方式においてはデータを蓄積ディスク上の細長い可
変長紬条としてアナログ形態で蓄積させる。このアナロ
グ方法のため、再生時に得られる信号の品質は制限され
る。更に、読出し装置をデータトラック上で案内するた
め光ビームを3つのサブビームに分割し、1つのサブピ
−ムをデータトラックの中心上に位置させる一方、他の
2つのサブビームによりデータトラックの右側縁および
左側緑を走査する。これは、データトラックの間に十分
なスペースを残す必要があり、従って蓄積密度が制限さ
れることを意味する。更に、データトラックに対するビ
ームの位置を測定するため位置感知検出装置または多数
の検出器を必要とする。本発明の目的は、かかる既知の
蓄積ディスクおよびその書込み・謙出し装置の欠点を除
去し、光ビームの制御および案内を改良する他、一層高
い蓄積密度を提供するにある。
かかる目的を達成するため本発明による記録ディスクは
、螺旋円または同0円の形態の少なくとも1個の情報ト
ラック円を含む蓄積ディスクにおし、て、データを蓄積
ディスクの前記トラック円上にデータブロックの形で配
設し、データブロックを案内セグメントおよび空白セグ
メントにより交互に分離し〜デ−タブロックおよび案内
セグメントより成るェレメント並にデータブロックおよ
び空白セグメントよる成るェレメントは中心角に対する
長さをほぼ等しくかつ該長さを適切に選定して各円形ト
ラックが同数のェレメントを収納するようにし、前記ト
ラック円はデータブロックのみ含む扇形部、並びに案内
セグメントおよび空白セグメントのみ含む扇形部に細分
し、案内セグメント間の半径方向の距離を実際上データ
ブロック間の半径方向距離の2倍となる如く構成したこ
とを特徴とする。
1個の光ビームのみを使用し、データの書込みおよび議
出し並にデータトラックに沿う案内制御を行うようにす
るからデータトラックは特殊な構造を有する必要がない
本発明による蓄積ディスクはディジタル記緑担体として
使用するのに好適である。
本発明により前記蓄積ディスクの第1螺旋トラック円ま
たは第1同心トラック円は案内セグメントのみで構成す
るのが好適である。
かくすることにより、ディスクの書込みおよび/または
議出しに当り偏向装置の初期設定を正確に行うことがで
きる。案内セグメントおよび空白セグメントは半径方向
において交互に配設するから、案内セグメントのトラッ
ク幅はデータトラック幅より大きくするのが好適である
。かくして案内トラックに対する位置決めの再調整が容
易になる。また本発明によれば案内セグメントは符号化
することができ、前記符号は記録ディスク上の偶数また
は奇数円トラックに関連するかを指示する。またかかる
符号により、先行および/または後続データブロックの
順序番号を指示させることもできる。かくすることによ
り、螺旋円および/または螺旋円のデータブロックのア
ドレス指定が可能になる。この種の符号は、所定螺旋円
に対し直接アクセスを行うのに特に有用である。本発明
により記録ディス外こ対しては、前記記録ディスクに対
し静止配置されかつ光源から生ずる光ビームをトラック
円上に集東する対物系と、トラック円に追従するよう光
ビームを制御する光偏向装置とを備えて成る装置によっ
て書込みおよび/または読み出しを行うことができる。
ディスクは最初、マスターディスクから書込みを行うか
または作製(プレス等)することができ、議出し専用装
置において再生することができる。かかるディスクにお
いては情報につき直接アクセスが可能であるため前記書
込みおよび/または議出し装置は、ディスクの回転と同
期して光ビームをトラック円を横切って半径方向に案内
し「1トラック円における所定案内セグメントを検出し
、従って任意の所望トラック円にアクセスすることがで
き、アドレス指定されたトラック円における各データブ
ロックはデータブロックを逆方向に計数(カウントダウ
ン)するかまたは更にアドレス指定することにより作動
させる如く構成したことを特徴とする。本発明の蓄積デ
ィスク用書込みおよび/または謙出し装置の実施例では
、光徳向装置をアナログ制御低速光偏向器およびディジ
タル制御高速光偏向器で構成したことを特徴とする。
案内セグメントは高速光偏向器で走査し、案内セグメン
トからの信号に基づきトラックを高速で追随させるのが
好適である。更に本発明では低速光偏向器に対し圧電ま
たは電動制御ミラーを使用し、該ミラーの光偏向方向は
高速光偏向器の制御の下に光ビームが先行トラック円の
案内セグメント上に跳躍することで測定し、この走査動
作により光電信号を発生し、所要に応じこの光電信号に
よりミラーを再調整し、先行トラック円からほぼ一定距
離に維持するようにする。かくしてディスクに対する“
内部的’’位置決めが実現される。−実施例においては
、ディジタル光偏向器が少なくとも2個の半重畳光スポ
ットにより案内トラックを走査し、書込み動作の場合に
は書込むべきデー外こ応じて光ビームの切替えを行うよ
うにする。本発明の他の実施例は、外部要因に起因する
蓄積ディスクの半径方向運動を低速光偏向器の再調整に
よって補正するための手段を設け、この目的のために必
要な信号を高速光偏向器により案内セグメントを走査す
ることによってディスクから導出するようにしたことを
特徴とする。
従ってディスクの“外部的”位置決め即ち静止対物系に
対する位置決めも確実に行なわれることとなる。通常は
、アナログ光偏向器の回転角を適切に選定して、極めて
多数(少くとも数千)の光ビーム方向をカバーできるよ
うにする。これで十分でない場合には対物系全体をディ
スクに対し半径方向に変位できるよう構成配置すること
ができる。なおこれらと同様な構成および関連制御装置
については例えば既知の“VLP(ビデオ・ロング。プ
レ−ャ)”装置において使用されているものを参照する
ことができる。以上の説明から明らかなように本発明は
、蓄積ディスク上に存在する螺旋状データトラックまた
は多数の同心円データトラックに関するものである。
本発明の技術は両方のデータトラックに対し共用できる
から、以下の説明ではディスク上の螺旋トラックの場合
について述べる。ェレメント(案内セグメントを伴うデ
ータブロック、および空白セグメントを伴うデータブロ
ック)の数を各螺旋トラック円当り奇数とすることが特
に重要である。なお円心トラック円の場合には各トラッ
ク円当りのェレメントの数を偶数にする必要がある。デ
ィスクがその半径方向部分に配設されかつそれぞれがチ
ャンネルを示す多数の螺旋状トラックを含む場合には、
該ディスク用の書込みおよび/または講出し装置は「多
数のチャンネルがチャンネル群を構成し、該チャンネル
群に対し光源、光度変調器および高速光偏向器を共通に
使用でき、チャンネル群のチャンネルを多重ユニットに
より作動させるよう機成したことを特徴とする。
この書込みおよび/または論出し装置は、前記多重ユニ
ットを一連の偏光スイッチおよび偏光感応ビーム分割立
方部材で構成し、最終チャンネルを除きチャンネル群の
各チャンネルは偏光スイッチおよび偏光感応ビーム分割
立方部材によって作動させ「最終チャンネルの作動時に
偏向プリズムを必要とするよう構成したことを特徴とす
る。その場合、偏光スイッチは電気光学的または磁気光
学的スイッチとすることができる。図面につき本発明を
説明する。
データ蓄積ディスク(第1図の14)は回転テーブル上
に配置することができ、かつ例えば厚いガラス基板上に
合成材料または金属の薄層の形態のデータ蓄積材料を被
着して構成することができる。
この種の層に集東光ビームによりデータを書込むため局
部的に穴を焼成するかまたは局部的に反射を変化させる
ことは既知である。他の例として、蓄積層を薄い磁気・
光学層で構成し、集東光ビームによる加熱と同時に磁界
を印加することにより磁気ドメィンのデータパターンを
発生させるようにすることができる。しかし原理的には
光ビームによって生ずるデータ蓄積材料の物理的変化ま
たは材料自体の変化が局部的かつ永久的であれば、いか
なる種類の蓄積材料の変化でも利用することができる。
ディジタルデータは蓄積ディスクの螺旋形状トラックD
Sにデ−タブロックD.・・…・として配置する。
データブロックの間に螺旋状トラックに沿って空白セグ
メントSOおよび案内セグメントFSGを交互に配設す
る。案内セグメントFSQま円滑なトラックとするか、
または特殊なコードのディジタルデータで構成すること
ができる。空白セグメントSGおよび案内セグメントF
SGはディスク中心角に対する長さをほぼ等しく有する
。従って螺旋状トラックDS上には…・・・データブロ
ックD,−案内セグメントFSGーデータブロツクD2
一空白セグメントSGーデータブロックD3−案内セグ
メントFSG……なる周期的な配列が構成される。トラ
ックDS全体にわたり単位角度当りのビット密度はデー
タブロックD内で一定に維持する必要がある。このよう
にすることにより、蓄積ディスクの回転速度が一定の場
合一定のデータフローが得られる。ェレメントまたはユ
ニット部分(データブロックおよび案内セグメントまた
はデータブロックおよび空白セグメント)の長さを適切
に選定して、これらヱレメントが奇数個Nだけ1本の螺
旋状トラッ外こ収容されるようにする。蓄積ディスク1
4を第1図に示すように扇形部S,,Sを・…・SNに
細分する。副扇形部FS,年FS2……FSNには、蓄
積ディスク上で副扇形部FSを半径方向にみた場合案内
セグメントFSGおよび空白セグメントSGが交互に配
設される。従って案内セグメントFSGの半径方向の距
離は螺旋状データトラックDS間の距離の2倍となる。
これは本発明の基本的な特徴の一つである。従って案内
セグメントFSGの両側には横方向走査のために十分な
スペースが存在するが、データトラックDSは相互にで
きるだけ近く配置することができる。その結果、極めて
高い記録密度が達成される。螺旋状トラックは、第】図
に示すように、案内セグメントFSGのみから成りかつ
前記周期的配列に適合するよう細分した円周部分で以っ
て始まるようにするのが好適である。
例えば扇形静S,,S3・・…・SNに含まれる螺旋部
分はデータ螺旋部分より若干幅の広い案内セグメントF
SGを有するようにし、かつ扇形部S2,S4……SN
−,に含まれる螺旋部分は空白のままにしておくことが
できる(第1図参照)。別の実施例においては、副扇形
部FS,,FS3……FSNに含まれる第1周上の螺旋
部分だけが案内セグメントを有し、これと同周上の残り
の部分は空白とする。第2図は本発明により蓄積ディス
クにつき書込みおよび/または議出しを行うための本発
明装置の実施例を示す。
第2図に示すように光学装置は、光源1と、光変調器,
aと、2段にわたる高速光偏向器2,3と、分散光学系
4と、高速光偏向器に比べ低速の光偏向器5と、対物系
6と、レンズ12と、位置不感応の静止光検出器13と
で構成する。光ビームは変調器laにより2つの光度レ
ベルに切替えることができる。
高い光度レベルはデータ書込みに使用し、蓄積材料の状
態を変更するのに適切なものとする必要がある。データ
の議出しおよび案内セグメントの走査のためには、低い
光度レベルのみ使用し、これによっては常時は蓄積層i
5の状態に影響を及ぼさない。実際上、高速光偏向器2
に光変調器laを包含すると有用である。
高速光偏向器は、例えばU.J.Schmidt‘とよ
る“Phys手cs leUers’’「 VoMme
12「pp.205〜206(196必年)に記載の論
文におけるディジタル電子・光学式光偏向器として、或
いは例えばR.W.Dixonによる“IFEE Tr
ansactionsonE1ectron Devi
ces’’、Volume ED−17、pp.229
〜235(196乎王)に記載の論文における音響・光
学式光偏向器として既知の態様で構成することができる
。かかる形式の光偏向器は光ビームを数仏秒内に所望方
向に変更することができる。高速光偏向器をディジタル
電子・光学式光偏向器で構成した場合、この光偏向器は
変調器laの動作をも遂行することができる。低速光徳
向器5は既知の態様で実現し、第2図の実施例において
図面の平面内で回転可能な圧電または電動制御ミラー5
′による光ビームを偏向できるようにする。
この種の装置は数仇砂内に光ビームを所望方向に偏向す
ることができ、これについては例えばD.幼okによる
“ApplicdOptics”、V。Mme13・N
O.4(1974)、pp.875〜887参照。低速
光偏向自体は、上記態様における他、対物系6をディス
ク14を横切って横方向に変位することによっても実現
することができる。対物系6は2個の光偏向装置によっ
て規定された光ビームの方向をディスク14の蓄積層1
5上の焦点位置に転向させる。論出しまたは書込みには
i個の位置不感応静止光検出器13だけを必要とする。
この光検出器13は透光または透過説出しの場合には蓄
積層15の背後に配置し、また反射読出しの場合には蓄
積層15の前方に配置する。反射議出しの場合には低速
光偏向器5のミラー6′はビーム分割部村によって置換
する。光検出器13の前位には、蓄積層15により反射
された光またはこれを透過した光を光検出器13上に袋
東するレンズ12を配置する。対物系6をディスク14
の半径方向において横方向変位を行わせるための圧電ま
たは電動制御式変位装置では、光ビームを螺旋トラック
DSの先行螺旋円の案内セグメントFSG上へ跳躍され
るため焦点位置の推移につき試験を行い「かかるセグメ
ントを走査することにより光検出器13から光電信号を
導出し、かかる光電信号により所要に応じ変位装置を再
調整し、螺旋データトラックDSの先行螺旋円からほぼ
一定距離に維持するようにする。第1段の高速光偏向器
2により任意に高速で順次指向させることができる2つ
の光ビーム方向があり、これら2つの光ビーム方向はデ
ィスク14上で案内セグメントを走査する2つの半重畳
焦点位置に対応する。
前記2つの光ビームは、対応案内セグメントが位置する
副扇形部の空白セグメント上に入射している場合、第2
段の高速光偏向器3により先行螺旋円の隣接案内セグメ
ントへ切替えることができる。低速光偏向器5は前記光
ビームを偏向して、ディスク14の1回転に際し1周分
の螺旋トラックにつき書込みまたは読出しが行われる。
この低速光偏向器5によって光ビームを数千の方向に指
向させることができる。このように指向された光ビーム
は対物系6を介し記録層15上の対応する個数の焦点位
置に結像させ、この個数は螺旋円の数に等しい。光源1
「光変調器laおよび光偏向装置2,3,5は静止基板
20上に配置する。
しかし、回転ディスク14はこの基板2川こ対し半径方
向および垂直方向に若干移動することを想定しておく必
要がある。ディスク14の半径方向の移動は、低速光偏
向器5のミラー5′の僅かな回転運動によって補正する
光ビームが所定の副扇形鞠びSi上に入射した場合、そ
の左側および右側の案内セグメントがトラック編制装置
24により作動させる高速光偏向器2,3を介して走査
される。かくして導出した差信号に基づき、当該案内セ
グメントのいずれの側に光ビームが偏向されているかが
確定される。分配器25を介して得た差信号を増幅段2
6で増幅した後電子式制御段27を経て低速光偏向器5
を駆動して、光ビームを案内セグメントに復帰させる。
ディスク14の垂直方向の小さな移動はキャパシタンス
測定および制御装置19によって補正する。
かかる補正方法は、例えば“PhilipsTechn
icaiReview”、33197入 No.7、p
p.190〜193に記載されている。数千個の点に対
する解像力を有しかつこれらの点の間の距離が2仏肌の
場合、対物系6の焦点の深さは7&のに過ぎない。その
結果、対物系6および記録層15の間の距離は1〜24
wの精度で維持する必要がある。この目的のため対物系
6を、静止基板20上に装着した2個の圧電材料列10
,11上に配置する。対物系6の視野の縁部において、
対物系6に接続したキャパシタンス・プレート7,8と
、記録ディスク14上に直綾蒸着した環状金属電極(斜
線を施した部分)との間のキャパシタンスを測定し、そ
れより導出した信号により2個の圧電材料列10,11
を作動させる。書込み動作に対してはデータ入力装置2
3をクロック信号発生器21によって制御する。
データ発生装置DEからデータ入力装置23へ連続的に
供給されるディジタルデータ入力信号は、ディスク14
上に案内セグメントを形成するかまたはディスク上の案
内セグメントを走査するための時間を得るため圧縮する
ようにする。第3図はこの圧縮動作を2個のシフトレジ
スタSRIおよびSR2、またはSR3およびSR4に
よって行うことを示し、これらのレジス夕はクロツク周
波数たで入力を供給されかつクロツク周波数fiでその
保持内容を放出する動作を交互に行わせるようにする。
またクロック発生器21によりクロツクパルスfFsお
よびfosを介しディジタルデータを合成してデータブ
ロックを形成し、かつディスク14を奇数個Nの扇形部
に細分し、制御段17によりディスク回転駆動装置16
を制御する。データの初期書込みの以前に第1螺旋円上
に案内セグメントFSG(第1図)を書込む。扇形部S
または副扇形部FSに案内セグメントを配設する期間は
クロック発生器21(パルスfFs)によって規定する
。第1螺旋円は低速光偏向器5によって発生させ、この
低速光偏向器5は、パルスStによりトランジスタスイ
ッチTIの制御の下に起動するのこぎり波電圧用キャパ
シタンスCの充電または放電によってのこぎり波信号発
生器22により電子式制御段27を介して制御する(第
4図参照)。他の螺旋円については、先行螺旋円の案内
セグメントが高速光偏向器2,3により直ちに走査され
るように第1螺旋円から一定の距離に維持し、これに基
づき低速光偏向器5を所要に応じ再調整するようにする
。本発明による方法を、前記第1〜4図に関する説明を
基礎とし、データの書込および謙出し‘こ関する第5図
および第6図の波形図につき詳細に説明する。
周波数feおよびfiを有するクロツクパルスを第5図
および第6図にそれぞれ示す。
記号DEはデータ入力信号を示し、このデータ入力信号
は第3図に示したようにクロックパルスfeに基づきス
イッチSWIを介してデータ入力装置23のシフトレジ
スタSRIに到来する。これと同時に、シフトレジスタ
SR2はスイッチSW2を介しクロックパルスfiによ
り空状態ならしめる。信号M1a(第5図)はデータ入
力装置23の出力端子に現われ、トラック編制装置24
(第3図)に加える。クロツクパルスfosおよびfF
sはクロツクパルス発生器21におけるクロツクパルス
fiから(例えば分周計数によって)導出する。これら
パルスの時間位置(第5および6図)は、ディスクのト
ラックパターンが得られるよう適切に選定する。クロツ
クパルスfosはデータセグメントに関連し、クロック
バルスfFsは案内および空白セグメントに関連する。
クロックパルスfosはデータ入力信号をブロックDB
に細分し、これらデータブロックはクロツクパルスfo
s(データ入力装置23におけるスイッチSWIおよび
SW2を制御する)の制御の下に交互にシフトレジスタ
SRIおよびSR2に書込まれ、これを第5図において
DB(SRI)、DB(SR2)の如く示す。シフトレ
ジスタSRIおよびSR2の内容放出はクロツクパルス
fiを介し同様の態様で行うが、ここではスイッチSE
2を介して行い、第5図に示すブロックDDB(SR2
),DDB(SRI)が生ずる。前記信号M1a(ブロ
ックDDB)はトラック編制装置24に供給され書込み
動作の場合には入力線R/Wに加えられた指令に応答し
て光変調器laに供給されてこの光変調器laを制御し
、その際の信号M1aは第5図に示す如くである(振幅
VIを有するパルスは書込みのために十分なビーム強度
を示す)。またトラック編制装置24にはクロツクパル
スfFsおよびfosを供給し、これらク。
ックパルスから後述する論理素子を介し既知の態様で信
号DS2およびDS3を第5および6図に示すようにそ
れぞれ導出する。信号DS2は第1段のディジタル光偏
向器2を作動させ、2個の重畳光スポットにより案内セ
グメントを走査するようにする。信号DS3は第2段の
ディジタル光偏向器3を作動させ、光ビームを先行螺旋
円上に位置するトラックセグメントへ跳躍するようにす
る。書込み動作の場合にはトラック編成装置24により
、信号fFsの各第2パルスに応答して1案内セグメン
トの長さを有するパルスが変調器laに供給される。
これを第5図の信号M1aの波形におけるLFSで示す
。これは案内セグメントFSがディスクの適切な扇形部
に書込まれることを意味する。その場合光ビームの強度
は再びNIとなる。何も書込まれない場合、光ビーム強
度はNIである。記録ディスクから生ずる光信号は光検
出器13によって検出され、電気信号に変換され、書込
み動作の場合第5図のDTSで示す形状となる。
この信号DTSはスイッチSE5を有する分配器25に
供給する(第4図参照)。スイッチSW5は信号DS2
により上側または中央位置に設定し、重畳光スポットか
ら生ずる信号DTSを入力端子261または262を介
し差敷増幅器26‘こ供給する。差動増幅器26におい
てはトラックの左または右へのずれを確定しく差動増幅
器26の出力信号を第5図の26Aに正A>○または負
A<0で示し)、この出力信号を電子式制御段27に供
給し、この電子式制御段を本例ではトランジスタT2,
T3、コンデンサC2「抵抗舷2,R3で構成する。こ
の場合トランジスタT亀ふ抵抗Rg〜コンデンサCiを
含む回路として示したのこぎり波信号発生器22により
供給されるのこぎり波信号と共に、アナログ光偏向器5
に対する制御信号が電子式制御段27の出力端子に生じ
、この制御信号を第5図のA27に示す。光偏向器5の
偏向補正はこの制御信号A2すのNF点で行われる。デ
ータ蓄積ディスクの議出しを行う場合には(議出しだけ
または書込み。議出しの可能な装贋において)「次の動
作が行われる。書込み動作の場合を除き変調器量aは」
前述したように〜光源亀から議出し用に十分な強度の光
信号を供給し、これを第6図のM軍aに振幅NIの信号
で示す。第6図の信号fi亨 fc,DS3, A26
,A27は、書込みの場合と同じ同期および追跡動作が
行われるから第5図に示したものに対応する。その差異
はデータ自体の読出し‘こよって決まる。その理由は、
議出し動作の場合には検出器の出力信号DTSが第6図
に示す形状となるからである。またL第5図につき説明
したセグメントLFSの他「フロックDB即ちディスク
に書込んだブロックに対応するデータブロックも存在す
るからである。分配器25のスイッチSW5はパルスf
osおよびfFsにより作動させてトデータセグメント
の際スイッチSWIは下側位置となるようにする。従っ
てブロックDBはDA(第3図)のスイッチSW蟹に供
給される。パルスfおよびfosの制御の下にシフトレ
ジス夕SR3およびSR母は交互にこれらブロックDB
で満たされ、これを第6図においてDB(SR3),D
B(SR4)で示す。一方これらシフトレジス夕はスイ
ッチSW3を介しパルスfeおよびf。sの制御の下に
交互にその内容を放出させるので、第6図の信号波形D
Aに示した出力ブロックDDB(SR4),DDB(S
R3)が生ずる。また第6図は、講出し動作に当り当該
瞬時に謙出されつつある螺旋円上に位鷹する案内セグメ
ントにつき追跡補正も行うことができることを示し こ
れを第6図の波形DS2に破線で示す。第2段の光偏向
器3は、先行螺旋円への跳躍が行われないから不作勤状
態を維持する。この状態において光検出器出力信号DT
Sは第6図において破線で示した部分を含む。従って、
トラックにつきずれが起った場合には、前述した態様で
第6図の信号A26に破線で示した補正信号NF′が生
ずる。最後に、謙出し動作に当り各パルスfFs(各第
2パルスに代え)に応答して走査光スポットを偏向器2
により案内セグメントに指向できる(1スポットを先行
螺旋円に「かつ1スポットを同じ螺旋円に)こと勿論で
ある。トラック編制装置多4は第3図のブロック24と
同様に構成することができる。
ANDゲートE“ま、RノW入力線に書込指令(理論1
信号)が供給された場合にトM貴aを介して情報が供給
され、かつフリツプフロツプFFIがパルスfosの制
御の下に信号を供給した場合に作動する。フリップフロ
ップFF川ま上記信号を「案内セグメントおよび空白セ
グメント間のトラックの情報部分の持続時間卸ちパルス
fosおよびfFsの間送出する。その場合ORゲート
g1を介し信号M1a(第5図参照)は書込みに使用可
能となる。パルスfFsはフリップフロップFF2を介
し交互に単安定マルチパイプレータm葛およびm2に供
給される。単安定マルチパイプレータmlにおいては〜
発生したパルスを書込指令(R/W=1)に基づきAN
DゲートE2を介しORゲートg1‘こ供給する。従っ
てORゲートg亀の出力端子には信号M1aが生ずるだ
けでなく「別のパルス則ち第富図にLFSで示したパル
スも生ずる。所要に応じアドレス指定の目的のためこの
信号はFは符号化することができる。この符号化は外部
からANDゲートE2を介して行うことができる。この
パルスLFSは光変調器laをその全出力状態に駆動し
ト案内セグメントの書込みを行うようにする。単安定マ
ルチパイプレータm2は「先行螺旋円の案内セグメント
への跳躍を行わせる信号DS3(第5および6図)を表
わすパルスを発生する。最後に、単安定マルチパイプレ
ータm2の出力パルスを1ノ2除算装置TDに供給する
。この装置TDは高速光偏向器2において重畳光スポッ
ト位置を生ぜしめる信号DS2(第5および6図)を表
わすパルスを供給する。次にディスク自体における上記
動作を(第1図につき)説明する。
書込動作全体を説明することにし、そこで、第2の螺旋
円が書込まれ、かつトラック編制装置24によって制御
される第2段の高速光偏向器3が光ビームを丁度副扇形
剤GS,において第1螺旋円の終端から第1螺旋円の始
端に切替えると仮定する。その場合第1段の高速光偏向
器を介し副扇形部FS,における案内セグメントが走査
され「所要に応じ低速光徳向器5を再調整する。クロッ
クパルス発生器21から導出した信号を介し光ビームは
、第2段の高速光偏向器3により案内セグメントから第
2螺旋円に切替える。扇形部S.におけるこの点から扇
形部S3の始端まで低速光偏向器5をのこぎり波発生器
22によって制御し、試験し、所要に応じ副扇形剖FS
3における第1螺旋円の案内セグメントへ跳躍させるこ
とだけによって再調整する。その場合光変調器laはデ
ータ入力装置23を介して駆動され、扇形部S,にデー
タブロックを書込む。
扇形部S2に入った場合、第2螺旋円の副扇形部FS2
に新たな案内セグメントが書込まれ、従って扇形部S2
にデータブロックが書込まれる。然る後、光ビームは第
2段の高速光偏向器3により第1螺旋円の副扇形部FS
3における案内セグメントに迅速に偏向され、それ以降
は上記作動サイクルが反復される。読出し動作の場合に
はまず案内セグメントFSGのみ含む第1螺旋円を捜し
出す。
次いでこの螺旋円全体を走査することができ、その場合
低速光偏向器5は1個の扇形部を自由に透光することを
必要とするに過ぎず、その理由は、書込み動作と異なり
、低速光偏向器5の再調整のためには、丁度走査された
螺旋円における案内セグメントを使用するか、または螺
旋円において空白セグメントが検出された場合先行螺旋
円の案内セグメントを使用することができるからである
。また前記の方法によれば例えば螺旋トラックまたは任
意のデータブロックに対しランダムアクセスを行うこと
ができる。
第7図はこれに関する動作を示す。低速光偏向器5は回
転ディスクに対し連続的偏向運動を行い、次の螺旋円の
扇形部S.における案内セグメントaの始端から扇形部
S2の案内セグメントa′または一般的には第K2螺旋
円の扇形部SHK,における案内セグメントを探知する
。この案内セグメントに到達した場合光偏向器5はこの
案内セグメントを走査することによりこの位置に一時維
持される。然る後ディスクを回転し、一層内側の螺旋円
上に位置する次に選択された案内セグメントに対し連続
的偏向運動を再び開始する。かくして光偏向器5が所望
の螺旋円に到達し「 この螺旋円に位置する所望データ
ブロックを探知することができる。ランダムアクセス時
間の最大値は、螺旋円を半径方向に横切るに当り次の螺
旋円における次の扇形部の案内セグメントが探知され、
かつ螺旋円の総数が扇形の個数より4・さし、かまたは
これに等しい場合ディスクの2回転に要する時間である
第8a図に示しかつ第8b図に詳細に示すようにデータ
蓄積ディスク14′のデータ蓄積表面は半径方向領域K
,,K2…・・・に細分する。各半径方向領域ではデー
タを螺旋円Sp,,Sp2に記録する。各螺旋円は扇形
部S,,S2・…・・に分割しかつ第1図に示したよう
に構成する。各半径方向データ蓄積領域に対しては対物
系6により記録面15′上に光ビームを集東し、低速光
偏向装置5,5′により集東光ビームを半径方向に推移
できるようにする(第2図参照)。
対物系6、関連偏向装置5,5′および関連の半径方向
蓄積領域を便宜上チャンネルK,,K2・・・・・・と
称する。多数のチャンネルK,,K2・・・・・・を合
成してチャンネル群が形成される。第9図は光学式マル
チチャンネル・ディスク形データ蓄積装置のチャンネル
群に対する光学装置を線図的に示す。
ディスクのチャンネルはチャンネル装置によって作動さ
せる。チャンネル群のすべてのチャンネル装置は、ディ
ジタルデータの蓄積および検索に必要な光源1、光変調
器la、および高速光偏向器2,3を共通に有している
。チヤンネル群のチヤンネルK1,K2,K3,K4、
は光学的多重ユニットMUXによって作動させる。例え
ばチャンネルKI用のチャンネル装置は対物系6aおよ
び低速光偏向器5aで構成し、蓄積表面15の半径方向
領域15aおよび交検出器13aに対応させ、他のチャ
ンネル装置も同様に構成する。光学的多重ユニットMU
Xは一連の電気的または磁気的制御可能偏向ユニットP
および偏光感応ビーム分割立方部材Tで構成する。
偏光感応ビーム分割立方部材Tの動作を第10図に示す
。y方向に入射しかつx方向に平行に偏光された光ビー
ムは〜 ビーム分割立方部村Tによりy方向へ伝送され
る。y方向に入射しかつx方向に垂直に偏光された光ビ
ームは、表面ABにより反射される。これら2つの伝送
ビーム間の強度の比は入射ビームの偏光により調整する
ことができる。偏光スイッチ自体は“AppliedO
ptics”、比tober l966、Volmme
らNO.10、pp.1657〜1667の記載から既
知である。第11図は光学的多重ユニットの実施例を示
す。
その動作原理の説明のため、x方向の入射光は直線偏光
であり、偏光スイッチはスイッチ位置○(電圧○)にお
いては入射光の偏光方向を変更しないよう調整し、かつ
偏光スイッチはスイッチ位置L(電圧L)において偏光
方向をz方向に切替えると仮定する。偏光スイッチP,
が位置Lにある場合、入射光の偏光方向はz方向に切替
えられる。入射光は偏光感応ビーム分割立方部材T,に
よりチャンネルK,の方向へ偏向される。偏光スイッチ
P,が位置0にありかつ偏光スイッチP2が位置Lにあ
る場合入射光は立方部材↑.を透過し、偏光感応ビーム
分割立方部材T2によりチャンネルK2の方向へ変更さ
れ、これ以降についても同様の動作が行われる。チャン
ネル群の最終チャンネルKnの作動には偏向プリズムS
のみ必要とし、このプリズムSは前位の偏光感応ビーム
分割立方部材Tn‐,を透過した光ビームをチャンネル
Knの方向へ偏向する。
入射光がz方向に偏光されている場合には、偏光スイッ
チP,を単に位置Lから○または0からLへ切替えるこ
とを必要とするに過ぎない。電圧○またはLによって偏
光スイッチP,……Pn‐・を作動させることにより、
所定チャンネルK,がアドレス指定され、入射光ビーム
の全光度にて露光されることとなる。この結合または接
続方法によればチャンネルK.・・・・・・Knにつき
時間的に多重化アドレス指定が可能になる。
しかし、偏光スイッチP,…・・・Pn−,に適当な中
間電圧U(0くUくL)が供給された場合、すべてのチ
ャンネルK.・・・・・・Knが並列にアドレス指定さ
れる。中間電圧を適切に選定した場合、チャンネル当り
の光度は入射光の光度のn分の1になる。第12図は3
個のチャンネルK,,K2,K3を含むチャンネル群に
対する実施例を示す。
対物系6.1・・・・・・6.3は静止している。記録
表面領域15.1・・・・・・15.3における焦点の
半径方向の運動は偏向ミラー5.1・・・…5.3を介
して行う。光学的多重ユニットからの光ビームは偏向プ
リズムU.・・・・・・U3により偏光向ミラーに指向
させる。第13図は2個のチャンネルK,,K2より成
るチャンネル群に対する実施例を示す。
対物系6.1および偏光感応ビーム分割立方部材T,は
摺動テーブルV,上に配設する一方、対物系6.2およ
び偏光感応ビーム分割立方部材T2は楢動テーブルV2
上に配設する。光検出器1 3.1および13.2は静
止している。記録表面領域15.1および15.2にお
ける焦点の半径方向運動は楢動テーブルV,およびV2
の推移によって行い、これら港動テーブルの推移は例え
ば磁気ディスクメモリで常用される如く拡声装置を介し
電気的に制御することができる。第12および13図の
実施例においてはチャンネル群を形成するチャンネルを
適切に配置して、チャンネルの光学部品の機械的構成に
対し半径方向に適切なスペースを介在させるようにする
チャンネル群の環状データ蓄積表面の間の領域、例えば
15a,16b,15cおよび15dの間の領域は別の
独立チャンネル群によって利用することができる。チャ
ンネル群のチャンネルは時間的多重方式で作動させてデ
ータを蓄積するのが好適である。
その場合光源の全光度を各チャンネルに対し使用するこ
とができる。吸収した光エネルギーがデータ蓄積用の加
熱処理において使用される蓄積材料の場合には高光度短
時間露光の方が低光度長時間露光に比べ高効率である。
蓄積データを読出すにはチャンネル群のチャンネルを並
列に作動させるのが好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるデータ蓄積ディスクの実施例を示
す略線図、第2図は本発明のデータ蓄積ディスク用書込
みおよび/または読出し装置の実施例のブロック図、第
3および4図は第2図を詳細に示すブロック図、第5お
よび6図は第2図の作動説明用波形図、第7図は本発明
データ蓄積ディスクのランダムアクセス用トラック構成
を示す部分的略線図、第8aおよび8b図はデータ蓄積
マルチチャンネルディスクの要部およびその一部を拡大
して示す図、第9図はデータ蓄積マルチチャンネルディ
スクのチャンネル群に対する光学系の構成を示す図、第
10図は第9図の偏光感応ビーム分割立方部材の動作原
理説明図、第11図は第9図の光学的多重ユニットを示
す略線図、第12図はマルチチャンネルディスクのチャ
ンネル群に対し第11図の光学的多重ユニットおよび関
連装置を含む光学系を示す略線図、第13図は第12図
の変形例を示す略線図である。 D,,D2,D3・・・・・・データブロック、DS…
…螺旋状トラック、SG…・・・空白セグメント、FS
G.FSG・・・…案内セグメント、1・・・・・・光
源、la・・・・・・光変調器、2,3……高速光偏向
器、4・・・…分散光学系、5,5a〜5d……低速光
偏向器、5.1〜5.3……偏向ミラー、6,6a〜6
d,6.1〜6.3…・・・対物系、7,8・・・・・
・キヤパシタンスプレート、10.11…・・・庄電材
料列、12……レンズ、13,13d,13.1,13
.2・・・・・・光検出器、14,14′・・・・・・
蓄積ディスク、15,15′・・・・・・記録層、15
.1〜15.3・・・・・・記録表面領域、16・・・
・・・ディスク回転駆動装置、17・・…・制御段、1
9・・・・・・キャパシタンス測定および制御装置。 20・・・…静止基板、21・・・・・・クロツク信号
発生器、22…・・・のこぎり波信号発生器、23・・
・・・・データ入力装置、24・・・・・・トラック編
制装置、25…・・・分配器、26・・・・・・増幅段
、27・・・・・・電子式制御段、SRI〜SR4…・
・・シフトレジスタ、SWI〜SW4,SW5..・.
・・スイッチ、FF1,FF2……フリツプフロツプ、
ml,m2・・・・・・単安定マルチパイプレータ、M
UX……光学的多重ユニット「K,,K2,K3〜Kn
・・・・・・チャンネル、T,T,.L…・・・偏向感
応ビーム分割立方部材、P,,P2・・・・・・偏光ス
イッチ、S,U,〜U3・・・…偏向プリズム、V,,
V2……摺敷テーフ′レ。 Fig.I F薫蟹。 2 FIg。 3 門904 Fig.5 F;g.8 Fi9‐フ Fig.8a Fig.8b F噂‐g F富9IQ 第11図 Fig。 12 Fig.13

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 螺旋円または同心円の形態の少くとも1個の情報ト
    ラツク円を含む蓄積デイスクにおいて、データを蓄積デ
    イスクの前記トラツク円上にデータブロツクの形で配設
    し、データブロツクを案内セグメントおよび空白セグメ
    ントにより交互に分離し、データブロツクおよび案内セ
    グメントより成るエレメント並びにデータブロツクおよ
    び空白セグメントより成るエレメントは中心角に対する
    長さをほぼ等しくしかつ該長さを適切に選定して各トラ
    ツク円が同数のエレメントを収容するようにし、前記ト
    ラツク円はデータブロツクのみ含む扇形部、並びに案内
    セグメントおよび空白セグメントのみ含む扇形部に細分
    し、案内セグメント間の半径方向の距離を実際上データ
    ブロツク間の半径方向距離の2倍となる如く構成したこ
    とを特徴とするデータ蓄積デイスク。 2 データトラツクを螺旋状とし、エレメントの数、即
    ち案内セグメントを伴うデータブロツクまたは空白セグ
    メントを伴うデータブロツクの数を螺旋状トラツク円当
    り奇数個としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載のデイスク。 3 螺旋円または同心円の形態の少くとも1個の情報ト
    ラツク円を含む蓄積デイスクにおいて、データを蓄積デ
    イスクの前記トラツク円上にデータブロツクの形で配設
    し、データブロツクを案内セグメントおよび空白セグメ
    ントにより交互に分離し、データブロツクおよび案内セ
    グメントより成るエレメント並びにデータブロツクおよ
    び空白セグメントより成るエレメントは中心角に対する
    長さをほぼ等しくしかつ該長さを適切に選定して各トラ
    ツク円が同数のエレメントを収納するようにし、前記ト
    ラツク円はデータブロツクのみ含む扇形部、並びに案内
    セグメントおよび空白セグメントのみ含む扇形部に細分
    し、案内セグメント間の半径方向の距離を実際上データ
    ブロツク間の半径方向距離の2倍となる如く構成したデ
    ータ蓄積デイスクを回転させて書込みおよび/または読
    出しを行うに当り、前記デイスクに対し静止配置されか
    つ光源から生ずる光ビームをトラツク円上に集束する対
    物系と、前記デイスク上の案内セグメントを走査して対
    応する半径方向トラツキング・エラー信号を発生する案
    内セグメント走査装置と、トラツク円に追従するよう前
    記半径方向トラツキング・エラー信号に応じて光ビーム
    を制御する光偏向装置とを備えて成る書込みおよび/ま
    たは読出し装置。 4 デイスクの回転と同期して光ビームをトラツク円を
    横切って半径方向に案内し、1トラツク円における所定
    案内セグメントを検出し、従って任意の所望トラツク円
    にアクセスすることができ、アドレス指定されたトラツ
    ク円における各データブロツクはデータブロツク逆方向
    に計数(カウントダウン)するかまたは更にアドレス指
    定することにより作動させる如く構成したことを特徴と
    する特許請求の範囲第3項に記載の書込みおよび/また
    は読出し装置。 5 光偏向装置をアナログ制御低速光偏向器およびデイ
    ジタル制御高速光偏向器で構成したことを特徴とする特
    許請求の範囲第3項に記載の書込みおよび/または読出
    し装置。 6 高速光偏向器が案内セグメントを走査するよう構成
    したことを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の書
    込みおよび/または読出し装置。 7 低速光偏向器に対し圧電または電動制御ミラーを使
    用し、該ミラーの偏向方向は高速光偏向器の制御の下に
    光ビームが先行トラツク円の案内セグメント上に跳躍す
    ることで測定し、この走査動作により光電信号を発生し
    、所要に応じてこの光電信号によりミラーを再調整し、
    先行トラツク円からほぼ一定距離を維持するよう構成し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第5または6項に記
    載の書込みおよび/または読出し装置。 8 デイジタル光偏向器が少なくとも2個の半重畳光ス
    ポツトにより案内トラツクを走査し、書込み動作の場合
    には書込むべきデータに応じて光ビームの切替えを行う
    よう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第5項に
    記載の書込みおよび/または読出し装置。 9 外部要因に起因する蓄積デイスクの半径方向運動を
    低速光偏向器の再調整によって補正するための手段を設
    け、この目的のために必要な信号を高速光偏向器により
    案内セグメントを走査することによってデイスクから導
    出するよう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
    6または7項に記載の書込みおよび/または読出し装置
    。 10 デイスクがその半径方向部分に配設されかつそれ
    ぞれがチヤンネルを示す多数の螺旋状トラツクを含む場
    合、該デイスク用の書込みおよび/または読出しに当り
    多数のチヤンネル(K……;第8図)がチヤンネル群を
    構成し、該チヤンネル群に対し光源1、光度変調器1a
    および高速光偏向器2,3を共通に使用でき、チヤンネ
    ル群のチヤンネルを多重ユニツトMUXにより作動させ
    るよう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第3〜
    9項中の一に記載の書込みおよび/または読出し装置。 11 多重ユニツトMUXを一連の偏光スイツチP……
    および偏光感応ビーム分割立方部材T……で構成し、最
    終チヤンネルを除きチヤンネル群の各チヤンネルKは偏
    光スイツチPおよび偏光感応ビーム分割立方部材Tによ
    って作動させ、最終チヤンネルの作動時に偏向プリズム
    Sを必要とするよう構成したことを特徴とする特許請求
    の範囲第10項に記載の書込みおよび/または読出し装
    置。12 データを読出すため、データ蓄積デイスクか
    ら透過光または反射光を受光する静止光検出器を使用す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第10または11項
    に記載の書込みおよび/または読出し装置。
JP51058025A 1975-05-22 1976-05-21 データ蓄積デイスク並に書込みおよび/または読出し装置 Expired JPS608530B2 (ja)

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DE19752522593 DE2522593C2 (de) 1975-05-22 1975-05-22 Optisches System zum wahlfreien Speichern und Wiedergewinnen digitaler Daten
DE2608715.0 1976-03-03
DE19762608715 DE2608715C2 (de) 1976-03-03 1976-03-03 Optisches System zum Speichern und Wiedergewinnen digitaler Daten

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