DE3714804A1 - Optische informationsspeicherplatte - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Informationsspei
cherplatte nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Bei den bekannten optischen Informationsspeicherplatten wird
die gespeicherte Information in zueinander wenigstens annähernd
parallel verlaufenden lnformationsspuren gespeichert, die
mittels eines Zwischenbereiches, dessen räumliche Ausdehnung
senkrecht zur Informationsspur in der Größenordnung der Breite
der lnformationsspur liegt und dessen optische Eigenschaften
sich von denen der Informationsspur unterscheiden, vonein
ander getrennt sind. Dieser Zwischenbereich ist zur Führung des
Schreib-Lesebündels erforderlich.
Aus der US-Patentschrift 45 47 872 und aus der europäischen
Patentschrift 00 89 736 sind beispielsweise optische Speicher
platten bekannt, bei denen erst durch den Schreibvorgang die
Aufteilung der Speicherplatte in lnformationsspuren und Zwi
schenbereiche erfolgt. Die Führungsspur wird in diesem Fall
durch die neben der Informationsspur, die in Form von Pits auf
der Oberfläche der Speicherplatte vorliegt, liegende unge
störte Oberfläche des Speichermediums gebildet.
Zur Führung des Schreib-Lesebündels sind jedoch auch optische
Speicherplatten bekannt, die bereits vor dem Beschreiben mit
Nuten oder Führungsrillen versehen sind. Der Bereich zwischen
den Nuten oder Rillen dient dabei als lnformationsspur. Die
Speicherplatten können dabei sowohl mit thermooptischen Spei
chermedien (europäische Patentschrift 00 70 761) als auch mit
magnetooptischen Speichermedien (deutsche Offenlegungsschrift
35 19 070) versehen sein.
In der deutschen Offenlegungsschrift 31 06 653 ist weiterhin
eine Speicherplatte mit einem magnetooptischen Speichermedium
offenbart, bei der parallel zu einer Informationsspur aus
amorphem magnetischen Material eine Führungsspur annähernd
gleicher Breite verläuft, die aus einem Material gleicher Zu
sammensetzung, jedoch in kristallisiertem Zustand besteht. Die
Eigenschaften des magnetischen Materials sind dabei so ge
wählt, das dessen Schreibtemperatur, beispielsweise beim Curie-
Punkt-Schreiben, niedriger liegt als seine Kristallisations
temperatur. Die Unterschiede in den optischen Eigenschaften
zwischen der amorphen Phase des magnetischen Materials und der
kristallinen Phase können dann mittels geeigneter optischer
Komponenten zur Spurverfolgung herangezogen werden.
Bei den optischen Speicherplatten, die von vornherein mit Füh
rungsspuren versehen sind, ist jeder Informationsspur eine Füh
rungsspur zugeordnet. Diese Führungsspuren oder Zwischenbe
reiche sind somit für die Speicherung von Information nicht
nutzbare Gebiete der Speicherplatte. Einer Erhöhung der Spei
cherdichte durch Verringerung der Abmessungen der Führungs
spuren sind jedoch Grenzen gesetzt, da einerseits eine Struk
turierung der Führungsrillen bei Breiten und Abständen im
Sub-µm-Bereich sehr aufwendig ist und da andererseits durch
Lithographiefehler, Fehler beim Plattenprägevorgang und Bahn
verfolgungsfehler eine Verschlechterung des Signal-Rausch-
Verhältnis verursacht wird.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine optische
Speicherplatte anzugeben, die eine Erhöhung der Speicherdichte
ermöglicht.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kenn
zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Da in einem Informations
bereich jeweils mehrere lnformationsspuren eingeordnet sind,
denen nur eine gemeinsame Führungsspur zugeordnet ist, muß
nicht für jede Informationsspur ein Bereich auf dem Speicher
medium reserviert werden, der zur Führung des Schreib-Lesebün
dels geeignet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der optischen Speicher
platte beträgt die Breite des Informationsbereiches zwischen 10
und 100 µm.
Zum Lesen und Schreiben auf derartige Speicherplatten ist ein
optischer Schreib-Lesekopf erforderlich, bei dem wenigstens ein
Führungsbündel und ein Schreib-Lesebündel vorgesehen sind,
deren Foki auf der Speicherplatte relativ zueinander verschoben
werden können.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung
verwiesen, in deren
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer optischen Vorrichtung zum Auf
zeichnen und Wiedergeben einer auf einer Speicherplatte
gemäß der Erfindung gespeicherten Information veran
schaulicht ist. In
Fig. 2 ist die Ausführungsform eines geeigneten Schreib-Lese
kopfes näher erläutert. In
Fig. 3 ist eine Speicherplatte gemäß der Erfindung veranschau
licht.
Fig. 4 und 5 zeigen weitere bevorzugte Ausführungsformen von
optischen Speicherplatten.
Gemäß Fig. 1 enthält eine optische Vorrichtung zum Aufzeichnen
und Wiedergeben einer auf einer Speicherplatte 2 gespeicherten
Information eine Lichtquelle 4, beispielsweise einen Halbleiter-
Laser, die ein Strahlenbündel 6 erzeugt. Die Speicherplatte 2
kann beispielsweise ein thermooptisches oder magnetooptisches
Speichermedium enthalten. Das Strahlenbündel 6 wird in einem
Schreib-Lesekopf 8 in ein Schreib-Lesebündel 10 und wenigstens
ein Spurfolgebündel 12 zerlegt und auf die Speicherplatte 2
fokussiert. Das Schreib-Lesebündel 10 und das Spurfolgebün
del 12 bilden auf der Speicherplatte 2 voneinander durch einen
Abstand a räumlich getrennte Foki 38 bzw. 34. Der Schreib-
Lesekopf 8 ist mit Hilfsmitteln zur Erzeugung eines steuer
baren Abstandes a versehen, so daß der Fokus 38 des Schreib-
Lesebündels 10 entsprechend dem in der Figur dargestellten
Doppelpfeil linear in vorgegebenen Grenzen relativ zum Fokus
34 des Spurfolgebündels 12 verschoben werden kann. lm Schreib-
Lesekopf 8 sind außerdem Einrichtungen zur räumlichen Trennung
der von der Speicherplatte reflektierten Strahlen in ein re
flektiertes Spurfolgebündel 16 und ein reflektiertes Schreib-
Lesebündel 14 enthalten. Das reflektierte Schreib-Lesebündel 14
und das reflektierte Spurfolgebündel 16 werden jeweils über in
der Figur nicht näher dargestellte optische Komponenten einer
Empfangsvorrichtung 18 bzw. 20 zugeführt, deren Ausgangssignale
in einer Steuer- und Auswerteeinheit 22 weiterverarbeitet
werden. Die Steuer- und Auswerteeinheit 22 steuert sowohl den
Abstand a als auch entsprechende Servoantriebe zur Zentrierung,
Fokussierung oder Linearverschiebung des Schreib-Lesekopfes 8.
In der Ausführungsform nach Fig. 2 enthält der Schreib-Lese
kopf 8 als Strahlteiler 80 zwei relativ zueinander drehbar ge
lagerte Umlenkspiegel 82 und 84, die das von einer Lichtquelle
erzeugte Strahlenbündel 6 zu einer Objektivlinse 86 umlenken,
die das von den Umlenkspiegeln 82 und 84 einfallende Licht auf
die Speicherplatte 2 fokussiert. Im Beispiel der Figur ist der
Umlenkspiegel 84 um eine Drehachse, die die Zeichenebene im
Punkt P schneidet, drehbar gelagert, so daß mittels eines
elektromechanischen oder piezoelektrischen Positionierantriebes
90 der Umlenkspiegel 84 gegen den Umlenkspiegel 82 um einen
steuerbaren Winkel α geneigt werden kann. Der Winkel α ist
in der Figur zur Verdeutlichung der Darstellung stark über
trieben eingezeichnet. In einer realen Anordnung liegt der
maximale Winkel α in der Größenordnung von wenigen Zehntel
graden. Der Umlenkspiegel 82 erzeugt ein Schreib-Lesebündel 10
und der Umlenkspiegel 84 erzeugt ein Spurfolgebündel 12, die
von der Objektivlinse 86 im Abstand a auf der Speicherplatte 2
zu dem Strahlungsflecken 38 bzw. 34 fokussiert werden. Zum
Wechsel der Informationsspur bei festgehaltener Führungsspur
ist somit lediglich die Relativverstellung des Umlenkspiegels
84 erforderlich, die wesentlich schneller als ein Spurversatz
des gesamten Schreib-Lesekopfes 8 vorgenommen werden kann.
Dadurch werden die Zugriffszeiten zur gespeicherten lnformation
verkürzt. Die Relativverstellung des Umlenkspiegels 84 erfolgt
in definierten Winkelschritten. Der zum Wechsel der lnforma
tionsspur erforderliche Winkelschritt ergibt sich aus dem
Winkelabstand der Führungsspuren und aus der Anzahl der
zwischen den Führungsspuren angeordneten Informationsspuren.
Dabei kann zur Kalibrierung der erforderlichen Winkelschritte
vorteilhaft der Maximalwinkel verwendet werden, der sich
ergibt, wenn sich das Schreib-Lesebündel 10 in der Führungsspur
befindet, die der Führungsspur auf die das Spurfolgebündel 12
gerichtet ist, benachbart ist. Diese Kalibrierung kann bei
jedem Spurwechsel des Spurfolgebündels 12 wiederholt werden.
Die von der Speicherplatte 2 reflektierten Strahlen werden
mittels zweier teildurchlässiger Umlenkspiegel 87 und 88 in
voneinander räumlich getrennte reflektierte Schreib-Lesebündel
14 und reflektierte Spurfolgebündel 16 aufgeteilt und in der
Figur nicht dargestellten Detektoren zugeführt. In der Figur
sind außerdem optische Elemente, beispielsweise Polarisations
filter oder Polarisationsprismen, die zur Aufbereitung des
Schreib-Lesestrahls und des Spurfolgestrahls erforderlich sind,
nicht dargestellt, da sie an die optischen Eigenschaften der
jeweiligen Speichermedien und an die jeweils im reflektierten
Strahl genutzte Information, beispielsweise bei magneto
optischen Speichermedien die Umwandlung linear polarisierten
Lichtes in elliptisch polarisiertes Licht, entsprechend an
gepaßt sein müssen. Weiterhin können noch zusätzliche Ein
richtungen zur Spurverfolgung vorgesehen sein, die eine
Kontrolle des Fokus oder der Zentrierung erleichtern. Bei
spielsweise kann es vorteilhaft sein, zum Ausgleich von
Zentrierfehlern den Spurfolgestrahl mittels eines Beugungs
gitters in mehrere Strahlenbündel aufzuteilen.
Gemäß Fig. 3 ist eine Speicherplatte 2 mit Führungsspuren 32
versehen, die in Gestalt von Vertiefungen, beispielsweise einer
Nut mit trapezförmigem Querschnitt in der Speicherplatte 2 an
geordnet sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind Substrat
bzw. Schutzüberzug der Speicherplatte 2 nicht dargestellt. Als
Speichermedium ist vorzugsweise ein magnetisches Material vor
gesehen. Das Schreib-Lesebündel 10 ist im Fokus 38 und das
Spurführungsbündel 12 im Fokus 34 fokussiert, deren geome
trische Abmessungen in der Größenordnung der Wellenlänge
des verwendeten Lichtes liegen. Ihr gegenseitiger Abstand
beträgt a. Zwischen den Führungsspuren 32 ist ein Informa
tionsbereich 35 vorgesehen, der mehrere Informationsspuren 36
enthalten kann, deren Grenzen zu der jeweiligen Nachbarspur im
Beispiel der Figur mittels einer gestrichelten Linie angedeutet
sind. Die Informationsspuren 36 verlaufen parallel zu den Füh
rungsspuren 32, so daß sich bei kreisscheibenförmigen Platten
beispielsweise konzentrische Spuren ergeben. Der Strahlungs
fleck 38 des Schreib-Lesestrahles 10 kann relativ zum Strah
lungsfleck 34 des Spurfolgestrahls 12 senkrecht zur Führungs
spur 32 entsprechend dem in der Figur därgestellten Doppelpfeil
verschoben werden. In den Informationsspuren 36 liegt die In
formation beispielsweise in Gestalt der Richtung der Magneti
sierung vor. Die Breite des Informationsbereiches 35 beträgt
vorzugsweise zwischen 10 und 100 µm, so daß maximal etwa 100
Informationsspuren 36 zwischen zwei Führungsspuren 32 ange
ordnet sein können.
Entsprechend Fig. 4 ist die Führungsspur 32 in Gestalt einer
V-förmigen Nut im Speichermedium der Speicherplatte 2 ange
ordnet.
Die Führungsspuren 32 können entsprechend dem Beispiel der
Fig. 5 auch in Gestalt von aneinandergereihten Vertiefungen
40 anstelle von durchgehenden Rillen vorliegen.
Für die Führungsspuren 32 können auch anstelle von Nuten oder
Vertiefungen Erhebungen auf der Speicherplatte 2 vorgesehen
sein, so daß der zwischen den Führungsspuren 32 befindliche
Informationsbereich 35 in Form einer Vertiefung in der Spei
cherplatte 2 vorliegt. In einer weiteren vorteilhaften Aus
führungsform einer Speicherplatte mit magnetischem Speicher
medium können die Führungsspuren auch entsprechend dem in der
deutschen Offenlegungsschrift 31 06 653 offenbarten Beispiel
durch Zonen gebildet sein, die sich in ihrer thermodynamischen
Phase vom Bereich der Informationsspuren unterscheiden.
Claims (4)
1. Optische Informationsspeicherplatte (2) mit mehreren Füh
rungsspuren (32) und mehreren wenigstens annähernd parallelen
Informationsbereichen (35), in denen die Information in In
formationsspuren (36) speicherbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß einer Führungsspur (32)
jeweils ein lnformationsbereich (35) zugeordnet ist, der zur
Aufnahme mehrerer zueinander paralleler Informationsspuren (36)
geeignet ist.
2. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Führungsspuren (36) in Ge
stalt von Vertiefungen im Speichermedium angeordnet sind.
3. Speicherplatte nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Speicherplatte ein magne
tisches Speichermedium enthält.
4. Speicherplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Breite des
Informationsbereiches (35) zwischen 10 µm und 100 µm beträgt.
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Family Applications Before (1)
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DE19873714803 Withdrawn DE3714803A1 (de) | 1987-05-04 | 1987-05-04 | Optische vorrichtung zum aufzeichnen und wiedergeben einer auf einer speicherplatte gespeicherten information |
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