DE68914550T2 - Optisches Datenaufzeichnungs- und -wiedergabegerät. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur optischen Aufzeichnung von informationstragenden Signalen und zur Wiedergabe aufgezeichneter Signale.
• Während der letzten Jahre wurden zur Aufzeichnung von Daten oder anderen informationstragenden Signalen auf optischen Aufzeichnungsträgern, wie zum Beispiel drehbaren Platten, verschiedene Aufzeichnungstechniken verwendet.
• Für die sogenannten einmal beschreibbaren/mehrfach lesbaren Aufzeichnungssysteme (WORM) hat man die Ablativ-Aufzeichnungstechnik verwendet. Die auf dem Aufzeichnungselement aufgezeichnete Information wird optisch abgetastet, indem man einen Lichtstrahl auf den Aufzeichnungsbereich richtet und die Intensitätsmodulation im reflektierten Licht abtastet. Bei Ablativ-Systemen wird das Licht auf dem Aufzeichnungselement in dem zwischen den abgeschmolzenen Bereichen liegenden Raum stark reflektiert, während die abgeschmolzenen Bereiche, wenn überhaupt, nur sehr wenig Licht in den Abtastmechanismus reflektieren. Die Intensität des Aufzeichnungselements moduliert einen reflektierten Auslesestrahl, um eine genaue Rückgewinnung der aufgezeichneten Information zu ermöglichen.
• In ähnlicher Weise werden von den sogenannten Phasenänderungsmaterialien Informationen aufgezeichnet, indem die Phase des Mediums auf dem Aufzeichnungselement vom kristallinen zum amorphen Zustand verändert wird. Das Reflexionsvermögen der Oberfläche der jeweiligen Abschnitte des Mediums in den beiden Zuständen ist für den Auslese-Lichtstrahl unterschiedlich. Auch bipolymere Systeme, welche Licht unterschiedlicher Farben mit unterschiedlichen Intensitäten reflektieren oder weiterleiten, können verwendet werden.
• In einem anderen optischen Aufzeichnungssystem wird die magneto-optische Technik angewendet. Während des Aufzeichnungsprozesses wird der Bereich des Aufzeichnungsmediums, auf dem die Aufzeichnung erfolgen soll, von einem magnetischen Steuerfeld eingehüllt. Auf den Aufzeichnungsbereich wird ein Laserstrahl gerichtet, der eine Stelle auf der magneto-optischen Beschichtung, auf der die Aufzeichnung stattfinden soll, auf eine Temperatur oberhalb ihres Curie-Punktes erwärmt. Beim Abkühlen folgt die erwärmte Stelle dem magnetischen Steuerfeld und zeichnet die Information auf, die durch den modulierten Aufzeichnungsstrahl vom Laser dargestellt wird. Zum Auslesen oder Verfolgen des Aufzeichnungsbereichs hat der Laserstrahl eine reduzierte Intensität, so daß das Medium im Aufzeichnungsbereich nicht über seinen Curie-Punkt erwärmt wird. Im allgemeinen ist bei solchen magneto-optischen Aufzeichnungselementen (nachfolgend MO genannt) vor jeder Aufzeichnungsoperation ein Löschvorgang bis zu einem Bezugszustand, wie zum Beispiel einem binären Nullzustand, erforderlich (einen sogenannten Südpol, der an die Aufzeichnungs- und Auslesefläche der Platte angrenzt). Bei einem nachfolgenden Zugriff auf das Aufzeichnungselement können dann Daten aufgezeichnet werden, indem Teile des Aufzeichnungselements selektiv thermomagnetisch geschaltet werden, so daß der Nordpol an der Aufzeichnungs- und Auslesefläche der Platte endet. Beim Löschen wird das magnetische Steuerfeld umgekehrt.
• Eine ungünstige Eigenschaft vieler MO-Aufzeichnungselemente besteht darin, daß in dem Aufzeichnungsmedium Defekte auftreten. Viele dieser Defekte können sich in der ersten Herstellungsphase des Aufzeichnungselements einstellen oder erzeugt werden. Je nach Bauart des Aufzeichnungselements kann es nach der eigentlichen Herstellung zu weiteren Defekten kommen, ja sogar nachdem Daten oder andere informationstragende Signale auf dem Aufzeichnungselement aufgezeichnet wurden. Desweiteren können sich die ersten, aus dem Herstellungsprozeß stammenden Defekte, in ihrer Größe verändern. Daher werden in Verbindung mit dem MO-Aufzeichnungselement leistungsfähige Fehlererkennungs- und Fehlerkorrektur-Codesysteme (ECC) verwendet, um solche Defekte des Mediums auszugleichen. Auch die anderen Medientypen weisen eine hohe Defektrate auf. Die effektiven Defektraten in MO-Aufzeichnungselementen sind oft höher als in Aufzeichnungselementen, bei denen andere magnetische Aufzeichnungsmedien verwendet werden, und zwar aufgrund der im Vergleich mit magnetischen Aufzeichnungsgeräten vorhandenen höheren Dichte (kleinere Signalaufzeichnungsbereiche). Viele magnetisierbare Medien werden unter Verwendung teurer, qualitativ hochwertiger Herstellungsverfahren hergestellt. Im Bereich der optischen Aufzeichnung ist es wünschenswert, solche zusätzlichen Kosten zu vermeiden, jedoch trotzdem ein hohes Niveau an Datenintegrität beim Aufzeichnen und bei der Wiedergabe (Auslesen) mit Hilfe optischer Medien zu erreichen. Eine solche Integrität umfaßt das Prüfen des Mediums auf neue oder alte Defekte sowie auf Restdaten, das heißt, ob der Aufzeichnungsbereich für eine präzise MO-Aufzeichnung und Wiedergabe vollständig gelöscht wurde. In solchen Prüfungen wird auch festgestellt, ob die Elektronik des Datensignalkanals funktionsfähig ist.
• In US-A-4,494,226 (EP-A-0077642) wird ein optisches Aufzeichnungsgerät des Abschmelz-Typs gezeigt, in dem ein sogenannter Dreistrahlkopf verwendet wird. Ein Strahl führt die Aufzeichnungsabtast- (Auslese-) und -aufzeichnungsstrahlen für das Erkennen von Defekten im Medium. Zwar stellt ein Dreistrahlkopf ein sehr präzises Prüfsystem für die Integrität des Mediums dar; jedoch will man den Konstruktionsaufwand und die Komplexität, die ein Dreistrahlkopf in einem optischen Aufzeichnungsgerät erfordert, vermeiden. Es wird jedoch danach gestrebt, die Überprüfung des Mediums während der Aufzeichnung in einem optischen Aufzeichnungsgerät durchzuführen.
• US-A-4,570,251 zeigt ein anderes optisches Aufzeichnungsgerät nach dem Ablativsystem. Diese Patentbeschreibung offenbart das Abtasten des reflektierten Lichts vom Laserstrahl, wenn keine Pits aufgezeichnet werden, das heißt zwischen dem Abschmelzen eines Aufzeichnungsmediums zur Aufzeichnung von binären "Einsen" auf der Platte. Gemäß dieser Patentbeschreibung wird durch eine solche Abtastung zwischen ablativ aufzeichnenden Pits das Vorhandensein von vorher abgeschmolzenen Bereichen als reduzierte Lichtreflexion erkannt. Bei Erkennen eines abgeschmolzenen Bereichs wird die Aufzeichnung abgebrochen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß eine stark reduzierte Intensität des reflektierten Lichts auch auf einen Defekt des Mediums hindeuten kann. Die Patentbeschreibung veranschaulicht offensichtlich das Bestreben, eine Überprüfung auf Restdaten in denjenigen Systemen zu erreichen, in denen eine zweite mittlere Lichtintensität einen Auslesestrahl moduliert, um aufgezeichnete informationstragende Signale von einem Aufzeichnungsmedium wiederzugewinnen.
• In US-A-4,648,085 wird das Auslesen einer ablativ aufgezeichneten Information während des Aufzeichnens zur Überprüfung eines erfolgreichen Aufzeichnungsvorgangs beschrieben. Auch hier ist die Intensitätsmodulation des Auslesestrahls durch das Aufzeichnungselement die Basis, um zu erkennen, ob ein Aufzeichnungsvorgang erfolgreich war. In dieser Anordnung wird die Genauigkeit der aufgezeichneten Information dadurch bestimmt, daß Veränderungen in der Polarität des Intensitätssignals erkannt werden.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein optisches Datenaufzeichnungs- und -wiedergabegerät zur Verfügung zu stellen.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches Datenaufzeichnungs- und -wiedergabegerät zur Aufzeichnung von informationstragenden Signalen auf einem Aufzeichnungselement, das ein einen modulierten Lichtstrahl aussendendes Lasermittel enthält, wobei das Aufzeichnungselement in der Lage ist, die informationstragenden Signale als optisch erfaßbare Parameterveränderungen des Aufzeichnungselements aufzuzeichnen; optische Mittel, die zwischen dem Lasermittel und dem Aufzeichnungselement optisch zwischengeschaltet sind, um vom Aufzeichnungselement reflektiertes Licht vom Laserelement weg und in einen ersten Detektor zu lenken, der ein Mittel aufweist, das auf Intensitätsveränderungen des von dem Aufzeichnungselement reflektierten Lichts reagiert, um Signale zu senden, welche auf derartige Intensitätsveränderungen hinweisen; Mittel für den Empfang von Signalen, die auf die aufzuzeichnenden informationstragenden Signale hinweisen; mit dem informationstragenden Signalempfangsmittel und mit dem Lasermittel gekoppeltes Aufzeichnungs-Schaltungsmittel, das auf die empfangenen Signale reagiert, um so das Lasermittel in Gang zu setzen, so daß dieses die Intensität des von ihm emittierten Lichtstrahls, der über das optische Mittel auf das Aufzeichnungselement gerichtet ist, moduliert; und ein Auslese-Schaltungsmittel, das mit dem optischen Mittel gekoppelt ist, für den Empfang von reflektiertem Licht vom Aufzeichnungsmedium und für das Umwandeln von in dem reflektierten Licht dargestellten Signalen in ein vorbestimmtes Datenformat.
• Gemäß der Erfindung ist das optische Gerät dadurch gekennzeichnet, daß es desweiteren einen zweiten Detektor umfaßt, der Licht von dem optischen Mittel empfangen kann, Impulsformungsmittel, Mittel, um dem Impulsformungsmittel Signale von dem zweiten Detektor und Signale von dem Aufzeichnungs-Schaltungsmittel zu senden, die Signalen entsprechen, die zur Aufzeichnung von Informationen auf dem Aufzeichnungselement dienen, wodurch das Impulsformungsmittel entsprechende intensitätsmodulierte Anzeigesignale erzeugt; Mittel, um die intensitätsmodulierten Anzeigesignale zum Auslese-Schaltungsmittel zu übertragen, welches die intensitätsmodulierten reflektierten Signale in ein vorbestimmtes Datenformat umwandelt; und an das Mittel zum Empfang des informationstragenden Signals und an das Auslese-Schaltungsmittel angeschlossene Datenvergleichsmittel, um die umgewandelten Signale mit den empfangenen Signalen zu vergleichen, und um eine vorbestimmte Fehleranzeige zu erzeugen, wenn der Vergleich auf eine vorbestimmte Differenz zwischen den umgewandelten und den empfangenen Signalen hinweist.
• Für ein besseres Verständnis der Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel beschrieben werden; es zeigt:
• Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines optischen Datenaufzeichnungs- und -wiedergabegeräts, das die vorliegende Erfindung ausgestaltet,
• Fig. 2 einen Impulsformer, der in dem in Fig. 1 dargestellten Gerät verwendet wird,
• Fig. 3 eine Reihe idealisierter Wellenformen eines elektrischen Signals, die zur Beschreibung des in Fig. 1 dargestellten Geräts dienen,
• Fig. 4 einen Restdatendetektor, der in dem in Fig. 1 dargestellten Apparat verwendet wird,
• Fig. 5 eine Reihe idealisierter und vereinfachter Signalwellenformen, die zur Erläuterung der Funktionsweise des in Fig. 4 dargestellten Restdatendetektors verwendet werden können, und
• Fig. 6 ein verkürztes Blockdiagramm, welches ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
• Allgemein gilt für die Zeichnungen, daß gleiche Nummern auf gleiche Teile und Konstruktionsmerkmale in den verschiedenen Figuren hinweisen.
• Wenden wir uns nun im einzelnen den Figuren 1 und 3 zu; hier ist ein magneto-optisches (MO) optisches Aufzeichnungselement in Form einer um eine Achse auf einer Antriebsspindel 11 drehbaren Platte 10 dargestellt, welches zur Aufzeichnung von Informationen verwendet wird und Auslese-Informationen wiedergibt, die auf Parametern basieren, die die Intensität des reflektierten Lichts eines abtastenden Laser-Lichtstrahls nicht verändern. Der sogenannte und hinlänglich bekannte Kerr-Effekt, der die lineare Polarisation eines einfallenden Lichtstrahls dreht, bewirkt die Wiedergabe und Rückgewinnung der aufgezeichneten Information. Bei der MO-Platte 10 ist die magnetische Eigenschaft des Mediums auf der Platte, welches Informationen wiedergibt, ohne die Intensität des reflektierten Auslese-Laserlichtstrahls zu verändern, ein optisch sensibler Aufzeichnungsparameter.
• Die Platte 10 wird in Richtung des Pfeils 12 durch einen an die Antriebsspindel 11 angebauten Motor (nicht dargestellt) in Drehung versetzt. Das magnetische Mittel 13 liefert ein magnetisches Steuerfeld, das die Richtung der remanenten Magnetisierung während des Aufzeichnungsprozesses bestimmt. Vorzugsweise soll von einem Elektromagneten ein magnetisches Steuerfeld zur Verfügung gestellt werden, welches einen wesentlichen Teil des Aufzeichnungsbereichs des Aufzeichnungselements überflutet. Durch die Lage des aufzeichnenden Laserlichtstrahls wird genau festgelegt, an welcher Stelle des Aufzeichnungsbereichs auf dem Aufzeichnungselement die remanente Magnetisierung umgekehrt werden soll, von der Löschung oder südlichen Richtung der Magnetisierung zur nördlichen Richtung der Magnetisierung, die eine binäre "Eins" darstellt. Entsprechend wird beim Löschen das magnetische Steuerfeld umgekehrt-und ein Löschlichtstrahl trifft kontinuierlich auf den zu löschenden Teil des Aufzeichnungsbereichs der Platte 10 auf.
• Aus Vereinfachungsgründen wurde kein komplettes optisches Datenaufzeichnungsgerät dargestellt. Diejenigen Teile eines solchen Gerätes, die für die eigentliche Aufzeichnung und Wiedergabe von informationstragenden Signalen zur Anwendung kommen, wurden zum Verständnis der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben. Formatsteuerungen, die Taktgabe und andere Operationen, die in einem solchen Aufzeichnungs- und Auslesegerät erforderlich sind, müssen der in Fig. 1 dargestellten Anordnung selbstverständlich noch hinzugefügt werden, um ein komplettes praktikables MO-Aufzeichnungs- und -wiedergabegerät zu erhalten.
• Die Schreib- (oder Aufzeichnungs-) Schaltlogik 14 empfängt informationstragende Signale von einem angeschlossenen Datenprozessor, über eine Datenübertragungsleitung, Tastatur, etc. (nicht dargestellt) in einem sogenannten "Systemformat", wie es zum Beispiel in der ASCII- oder EBCDIC-Codierung dargestellt ist. Die Schaltlogik 14 wandelt die empfangenen informationstragenden Signale in einen intensitätsmodulierten Lichtstrahl um, der von einem MO optischen Element 15 auf die Platte 10 übertragen wird. Ein Laser und Lasertreiber 16 senden den Lichtstrahl über einen Pfad 17 durch das optische Element 15 und von dort durch eine Objektivlinse 18 (mit der bekanntlich auch Fokussier- und Verfolgungsoperationen durchgeführt werden) zu der Aufzeichnungsfläche der Platte 10. Das von der Oberfläche der Platte 10 während der Wiedergabe reflektierte Licht wird durch die Objektivlinse 18 und anschließend in das optische Element 15 zurückgeführt. Über einen Lichtpfad 19 wird das reflektierte Licht zur Erkennung von Daten zu einem MO-Detektor und Verstärker 20 geleitet. Bei der Konstruktion des Detektors und Verstärkers 20 kann man sich an die bekannten Techniken von MO-Wiedergabegeräten nach dem bisherigen Stand der Technik halten. Das erkannte Ausgangssignal gelangt dann über eine Leitung 21 zur Auslese- Schaltung 23. Die Auslese-Schaltung 23 erkennt das gesendete Signal und wandelt die gesendeten Signale vom Aufzeichnungsformat in ein Systemformat um, so daß sie von einem angeschlossenen Datenprozessor oder einem ähnlichen Gerät verwendet werden können. Das reflektierte Licht wird außerdem zu einem sogenannten Vierer-Detektor 34 geleitet. Der Detektor 34 enthält vier Fotodetektoren, dargestellt durch die vier kleinen Quadrate, die an Fokussier- und Verfolgungsschaltkreise (nicht dargestellt) angeschlossen sind, dargestellt durch die Klammer 35, um die üblichen Fokussier- und Verfolgungsoperationen einer optischen Aufzeichnungsplatte zu übernehmen.
• Die Aufzeichnungs-Schaltlogik 14 empfängt von den zugehörigen Schaltkreisen (nicht dargestellt) Datensignale 22 (siehe Fig. 3) über einen Bus 26, der dazu dient, die dargestellten Schaltkreise des Aufzeichnungsgeräts mit einem anwendenden Gerät, zum Beispiel einem Datenprozessor, zu verbinden. Mit der ECC-Schaltung 27 wurde eine Fehlererkennungs- und -korrekturredundanz eines bekannten Typs hinzugefügt, wodurch eine präzise Aufzeichnung und Reproduktion der empfangenen Daten 22 ermöglicht wird. Ein Codier-Schaltkreis 28 empfängt anschließend die gemischten empfangenen Daten und die ECC-Redundanz in einem sogenannten Systemformat und codiert diese in ein Datenaufzeichnungsformat. Derartige Datenaufzeichnungsformate sind hinlänglich bekannt und umfassen etwa den RLL-Code (run length limited = lauflängenbegrenzt), wie zum Beispiel 1,7 und 2,7 d,k Aufzeichnungscodes. Ein Serienumsetzer SER 29 serialisiert die Daten in das bereits bekannte NRZI-Format, welches durch das Signal 25 der Fig. 3 dargestellt ist. Die Schreib-Schaltkreise 30 modulieren das empfangene NRZI-Signal 25 in Schreib- oder Aufzeichnungsimpulse 31, die in-bekannter Weise an den Treiber und Laser 16 weitergegeben werden. Durch die Schreibimpulse 31 kann der Laser in den Zeitabschnitten, in denen die magnetische Remanenz der MO-Schicht (nicht dargestellt) der Platte 10 reversiert werden muß, durch die Optik 15 Lichtimpulse zur Platte 10 emittieren.
• Ein Lichtstrahl mit relativ hoher Intensität, der entsprechend den Schreibimpulsen 31 moduliert wird, wird vom Laser zur Platte 10 emittiert. In den zwischen den Schreibimpulsen 31 liegenden Zeitabschnitten kann die Intensität des emittierten Lichtstrahls diejenige eines Auslese-Laserlichtstrahls sein, hierzu ist keine Beschränkung beabsichtigt. Die Schreibfreigabeleitung W 32 ermöglicht es dem Treiber und dem Laser 16, auf die Ausgangssignale der Schreibschaltung 30 zu reagieren, um den intensitätsmodulierten Schreib- (Aufzeichnungs-) Lichtstrahl zu erzeugen. Die Schreibfreigabeleitung 32 transportiert Steuersignale, welche die Aufzeichnungs- (Schreib-) Operationen bezeichnen, die von einer gewöhnlichen Aufzeichnersteuerung (nicht dargestellt) empfangen werden. Der Bus 33 stellt die Eingänge zum Treiber und Laser 16 dar, um radiale Veränderungen auf der Platte anzupassen, das heißt, Veränderungen der Lichtintensität zur Anpassung unterschiedlicher relativer linearer Geschwindigkeiten des Aufzeichnungsbereichs der Platte 10 in bezug auf den Lichtstrahl, wie hinlänglich bekannt ist. Während der Auslese-Operation (wenn kein Schreibfreigabesignal auf Leitung W 32 vorhanden ist) befindet sich die Intensität des Ausgangslichts vom Treiber und Laser 16 auf der Auslesestufe. Während der Löschoperationen bewirkt ein über den Bus 33 empfangenes Steuersignal (nicht dargestellt), daß der Treiber und Laser 16, in zeitlicher Abhängigkeit von dem dargestellten Taktsignal 100 der Fig. 3, ununterbrochenes Licht (oder eine Serie von Impulsen) sendet, um eine Spur auf der Platte zu löschen, wobei das magnetische Steuerfeld in Löschrichtung ausgerichtet ist.
• Beim Auslesen der magnetisch aufgezeichneten optisch sensiblen MO-Signale empfängt die Auslese-Schaltlogik 23 die Signale vom MO-Detektor 20 in bekannter Weise. In der Schaltlogik 23 wandelt der Signaldetektor 37 das empfangene Signal in ein erkanntes Impulsformat um. Die erkannten Impulse sind Kopien der Schreibimpulse 31. Die erkannten Impulse werden dann an die phasensynchronisierte Schleife PLL 38 weitergegeben, und erzeugen ein Auslese-Taktsignal zur Umwandlung der erkannten Impulse in NRZI-Format, wie es zum Beispiel durch die Nummer 25 dargestellt ist. Der DESER 39 entserialisiert die Signale und gibt sie an die Dekodier-Schaltung 40 weiter. Die Dekodier-Schaltung 40 wandelt die Signale vom Aufzeichnungsformat (wie etwa 1,7 oder 2,7 RLL-Codierung) in das Systemformat um, so daß sie über den Bus 41 zu anderen Schaltungen des Aufzeichnungsgeräts (nicht dargestellt) übertragen werden können. Die genannten anderen Schaltungen können ein ECC zur Korrektur erkannter Fehler umfassen. In den Figuren 1 und 3 werden typische Aufzeichnungs- und Ausleseschaltungen und eine Schaltkreis-Zeitsteuerung zur Verwendung in einem MO- Aufzeichnungsgerät beschrieben.
• Als nächster Punkt soll anhand der Figuren 1 und 3 die Auswertung der Medienoberfläche während einer Aufzeichnungsoperation beschrieben werden. Während der Aufzeichnung wird die Auslese-Schaltlogik 23 vom MO-Detektor-Verstärker 20 getrennt und so wieder angeschlossen, daß sie die später noch beschriebenen verarbeiteten Ausgangssignale des Vierer-Detektors 34 empfangen kann. Die Ausgangssignale von der Auslese-Schaltlogik 23 werden bei Empfang von Signalen vom Vierer- Detektor 34 von anderen Schaltkreisen zum Vergleichs-Schaltkreis 54 umgeleitet. Der Vergleichs-Schaltkreis 54 empfängt von ECC 27 die Eingangssignale, die für den Vergleich mit den Ausgangssignalen von der Auslese-Schaltlogik aufgezeichnet werden sollen. Wie später beschrieben werden soll, werden alle nicht übereinstimmenden Vergleiche als Fehlersignale zum Zählwerk 58 gesendet. Die Zählung im Zählwerk 58 gibt die Anzahl der in dem aktuell aufgezeichneten Bereich erkannten Defekte an. Es ist vorteilhaft, den Bereich auf einen adressierfähigen Abschnitt zu begrenzen, wie zum Beispiel am Umfang verlaufende Sektoren, CKD (Zählen, Taste, Daten)-Aufzeichnungsbereiche und ähnliches.
• Um die Auslese-Schaltlogik 23 vom Ausgang des MO-Detektors und des Verstärkers 20 auf Leitung 21 wegzuschalten, wird die RW-Auswählschaltung 44 elektrisch zwischen die Leitung 21 und den Erkennungs-Schaltkreis 37 gelegt. Im normalen Auslesemodus bewirkt ein über die Leitung 43 empfangenes Signal, daß die RW-Auswählschaltung 44 elektronisch die Signale von Leitung 21 an die Erkennungsschaltung 37 übermittelt. Soll statt des normalen Auslesens eine Prüfung der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums durchgeführt werden, bewirkt ein Signal auf Leitung 43, daß die RW-Auswählschaltung 44 die Leitung 21 von der Erkennungsschaltung 37 trennt und daß der Ausgang des verarbeiteten Signals des Vierer-Detektors 34, der über die Leitung 51 empfangen wird, an die Erkennungsschaltung 37 angeschlossen wird. Die RW-Auswählschaltung 44, deren Aufbau bekannt ist, ist ein elektronischer Schalter mit zwei Eingängen und einem Ausgang. Alternativ könnte der Vierer-Detektor 34 von einem Detektor ersetzt werden, der die Prüf-Funktion des beschriebenen Geräts übernimmt.
• Der Vierer-Detektor 34 empfängt durch die Objektivlinse 18 das intensitätsmodulierte reflektierte Licht, welches präzise die Lichtintensität des Strahls 17 angibt, wie er von der Oberfläche der Platte 10 reflektiert wird. Sämtliche unerwünschten Unebenheiten der Aufzeichnungsfläche der Platte 10 führen zu einer verringerten Lichtintensität des reflektierten Strahls, wenn dieser den Vierer-Detektor 34 erreicht. In den Bereichen der Platte 10, bei denen die Fläche des Aufzeichnungsmediums einwandfrei ist, werden die Schreibimpulse 31 der Figur 3 präzise von der Intensitätsmodulation des von Platte 10 reflektierten Lichts wiedergegeben. Eine Summierung der Ausgangssignale der vier Elemente des Vierer-Detektors 34 in der Summenschaltung 45 ergibt ein genaues Anzeigesignal 52 der Schreibimpulse 31 (siehe Figur 3). Bei den Impulsen 52 muß, wie später noch erklärt wird, ein Phasenangleich (aufgrund von Schaltungsverzögerungen) und eine Glättung erfolgen, damit sie rechteckiger werden und somit zuverlässiger den von der Platte 10 reflektierten modulierten Lichtstrahl anzeigen. Die elektrischen Leitungen 46 verbinden jeweils die vier Fotodetektoren des Vierer-Detektors 34 mit der Summenschaltung 45.
• Der Verstärker 47 empfängt das summierte Ausgangssignal 52 von der Summenschaltung 45 und sendet dieses Signal an die Dämpfungs- und Filterschaltung 48. Die Dämpfungs- und Filterschaltung 48 wird, unter Anwendung bekannter Schaltungsaufbautechniken, so konstruiert, daß sie die Amplitude und die Form des Auslesesignals vom Vierer-Detektor 34 zur Verwendung im Impulsformer 49 angleicht. Der Impulsformer 49 kombiniert die Kopien der über die Leitung 50 von den Schaltungen 30 empfangenen Schreibimpulse 31 und formt die Ausgangsimpulse 52 vom Vierer-Detektor in Eingangssignale 53 für die Ausleseschaltung auf Leitung 51 um. Die Eingangssignale 53 werden von der Erkennungsschaltung 37 erkannt und an PLL 38 weitergegeben, um Ausgangsimpulse 25R zu erzeugen, die eine Reihe von Impulsen darstellen, welche zeitlich mit den Signalübergängen des NRZI-Signals 25, dem ursprünglichen Schreibsignal, zusammenfallen. Daher wird von den beschriebenen Schaltungen während des Schreib- (Aufzeichnungs-) Modus eine getreue Wiedergabe des NRZI-Signals gesendet, vorausgesetzt, auf dem Medium der Platte 10 sind keine Oberflächenunebenheiten oder Defekte vorhanden. Die Abwesenheit eines der Impulse 25R weist auf einen Defekt des Mediums hin, der von der Vergleichsschaltung 54 als Anzeige eines Defekts im Medium erkannt wird.
• Die Dekodierschaltung 40 und der Entserialisierer 39 sprechen auf die Impulse 25R der PLL 38 in derselben Weise an, wie auf Signale vom MO-Detektor und vom Verstärker 20. Die Dekodierschaltung 40 sendet die dekodierten Signale über den Bus 56 an die Vergleichsschaltung 54. Die Vergleichsschaltung 54 wird von einem Schreib- oder Aufzeichnungsanzeigesignal freigegeben, welches von einer Aufzeichnungssteuerung (nicht dargestellt) über die Leitung 55 empfangen wird; sie vergleicht die Impulse 25R mit den Eingangs-Schreibdatensignalen, die über den Bus 57 von ECC 27 empfangen wurden. Solange die Vergleichsschaltung 54 eine Übereinstimmung zwischen den Signalen auf den Bussen 56 und 57 erkennt, werden keine Defekte des Mediums erkannt. Bei einer Nichtübereinstimmung zwischen diesen Signalen sendet die Vergleichsschaltung 54 ein Fehleranzeigesignal, welches das Zählwerk 58 hochzählt. Das Zählwerk 58 wird anfänglich von dem Signal zurückgesetzt, welches über die Leitung 60 zu Beginn der Aufzeichnung in jedem adressierbaren Datenaufzeichnungsbereich auf dem Aufzeichnungsmedium der Platte 10 empfangen wird.
• Nach Beenden des Aufzeichnungsvorganges wird der Zählwert des Zählwerks 58, wie er auf dem Bus 59 transportiert wird, von Schaltungen (nicht dargestellt) erfaßt, um die Anzahl der Defekte für den aktuellen adressierfähigen Datenaufzeichnungsbereich, auf dem gerade eine Aufzeichnung stattfindet, zu bestimmen. Daran anschließend kann die Auswertung des Mediums erfolgen; dies ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Ein sehr hoher Zählwert im Zählwerk 58 kann dazu führen, daß der soeben ausgewertete adressierfähige Datenaufzeichnungsbereich als für die Aufzeichnung von Datensignalen nicht verfügbar markiert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die von den Elemänten 45 bis 49 verarbeiteten Signale ein Maß für das Reflexionsvermögen der Platte 10 darstellen, und zwar insofern, als Veränderungen des Reflexionsvermögens den reflektierten modulierten Schreib-Laserlichtstrahl weiter modulieren. Da die Aufzeichnungsparameter durch Intensitätsmodulation optisch nicht sensibel sind, ist eine solche Signalverarbeitung keine Wiedergabe der auf der Platte 10 während des aktuellen Aufzeichnungsprozesses tatsächlich gespeicherten Signale.
• Neben der Qualitätsüberwachung des Mediums der Platte 10 und der Erkennung von Unebenheiten im Medium dient das dargestellte Gerät zur Prüfung von Restdaten in dem Bereich, in dem Daten aufgezeichnet werden sollen, das heißt, Daten, die nicht in einer zuvor durchgeführten Löschoperation gelöscht wurden (nicht beschrieben oder dargestellt, jedoch hinlänglich bekannt). Während der Aufzeichnungsoperation empfängt die Restdaten-Prüfschaltung 63 (die später noch beschrieben wird) eine Kopie des NRZI-Signals 25 von den Schreibschaltungen 30. Die Restdaten-Prüfschaltung 63 empfängt gleichzeitig die vom MO-Detektor und vom Verstärker 20 erkannten Signale auf Leitung 21, die sich ZWISCHEN AUFEINANDERFOLGENDEN IMPULSEN DER SCHREIB- ODER AUFZEICHNUNGSLICHTIMPULSE VOM LASER 16 befinden. Das heißt, daß die Schaltung 63 zwischen den Zeitabschnitten, in denen tatsächliche magnetische Umkehrungen auf der Platte 10 aufgezeichnet werden, optisch alle vorhandenen aufgezeichneten Parameter im Aufzeichnungsbereich erfaßt. Diese sensiblen Parameter sollten immer eine Löschrichtung aller binären Nullen anzeigen. Die Restdaten-Prüfschaltung 63 sendet jedesmal dann, wenn während der Zeitabschnitte zwischen den Aufzeichnungssignalen ein nicht gelöschter Zustand erkannt wird, einen Ausgangsimpuls. Die Schaltung 63 zählt das Zählwerk 66 für jeden erkannten nicht gelöschten Zustand um Eins hoch.
• Die NRZI-Signalköpie auf Leitung 64 bestimmt den Zeitpunkt, an dem die Restdaten-Prüfschaltung 63 die Restdatenprüfung durchführen soll. Das Zählwerk 66 wird zunächst von einem Signal zurückgesetzt, welches über die Leitung 68 zu Beginn jedes Aufzeichnungsvorganges in einem adressierfähigen oder in anderer Weise identifizierbaren Datenaufzeichnungsbereich der Platte 10 empfangen wird, wie es auch für die Funktionsweise des Zählwerks 58 beschrieben wurde. Der Zählwert wird über den Bus 67 geleitet, um bei Abschluß des Aufzeichnungsvorgangs zur Weiterverarbeitung erfaßt werden zu können; diese Vorgänge sind nicht Gegenstand der vorliegenden Beschreibung. Bei dieser Auswertung kann es sich erweisen, daß die Aufzeichnung in dem aktuellen Aufzeichnungsbereich aufgrund der erkannten Restdaten ungenau ist (keine Datenintegrität); daher sollte eine Datenrückgewinnung und Neuaufzeichnung folgen.
• Die Funktionsweise des Impulsformers 49 der Figur 1 soll nun unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschrieben werden. Das intensitätsmodulierte Anzeigesignal von der Summenschaltung 45 wird vom Impulsformer 49 über die Leitung 71 als ein Eingangssignal zu einer linearen Einzelschrittschaltung 72 (nachfolgend mit LSS bezeichnet) empfangen. LSS 72 gibt über die Leitung 74 ein rechteckiges Signal aus, welches länger als ein Taktzyklus ist, das heißt, es ist länger als die minimale Dauer der Schreibimpulse 31. LSS 72 wird jedesmal dann ausgelöst, wenn über die Leitung 71 eine Spitze der Ausgangsimpulse 52 des Vierer-Detektors empfangen wird. Die über die Leitung 50 von den Schreibschaltungen 30 gesendeten Schreibausgleichs-Steuersignale werden in der UND-Schaltung 75 dazu verwendet, während der Dauer von plus (+) erkannten Impulsen reflektierten Lichts 52 das Ausgangssignal der Leitung 74 zur Leitung 51 zu schalten Der Komparator 82 kombiniert das Signal der Leitung 81 (welches zur Verzögerung im Kondensator 80 gespeichert ist) mit dem Signal auf Leitung 50, um über Leitung 83 an die UND-Schaltung 75 ein Freigabesignal zu senden. Die Freigabe-UND-Schaltung 75 bewirkt eine Verlängerung des Signals auf Leitung 74, um die geformten Ausgangssignale 53 zur Leitung 51 weiterzugeben. Diese Verzögerung gleicht die Schaltungsverzögerungen aus, die sich in den Schreibschaltungen 30, dem Treiber 16, der Summenschaltung 45 sowie den Schaltungen 47 und 48 finden. Diese Verzögerungen werden durch Messungen, anhand der Form des Strahls, anhand der Leistungspegel und auf der Basis der Merkmale des elektrischen Kreises bestimmt. Dieser Verzögerungsausgleich führt zu einer guten zeitlichen Abstimmung zwischen dem Ausgang der Ausleseschaltung 23 und dem Eingangssignal, welches die Vergleichsschaltung 54 über den Bus 57 empfängt. Die nicht schraffierten Abschnitte 73 der geformten Ausgangssignale 53 geben die Mindestimpulsbreite der Impulse 53 wieder. Die schraffierten Abschnitte 76 geben die maximale Impulsdauer jeder Auslösung der LSS 72 bis zum Ausgang durch die UND-Schaltung 75 wieder.
• Unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 soll nun die Funktionsweise der Restdaten-Prüfschaltung 63 beschrieben werden. Die Einzelschrittschaltung 55 86 empfängt von den Schreibschaltungen 30 die NRZI-Signalkopie 25A über die Leitung 64. SS 86 gibt ein Signal 88 mit einem schmalen Impuls bei jedem negativen Übergang 87 der NRZI-Signalkopie 25A aus. Die NOR- Schaltung 89 empfängt beide Signale, 25A und 88, und erzeugt ein Freigabesignal 90 zur Prüfung der Restdaten auf Leitung 91, um die Prüfung und Zählung der Restdaten zu ermöglichen. Das Signal 88 bewirkt eine geringfügige Verzögerung bei der Erfassung und Prüfung der Restdaten und gleicht Verzögerungen in der Signalverarbeitung und Lichtfleckgrößenmerkmale des Lichtstrahls aus. Die NRZI-Signalkopie 25A entspricht den Zeitabschnitten, in denen Treiber und Laser 16 der Platte 10 einen Aufzeichnungs-Lichtstrahl hoher Signalintensität aussenden und es daher zu diesem Zeitpunkt keine Restdatenprüfung geben dürftä. Die Verbindungslinie 93 stellt die Funktionslogik der NOR-Schaltung 89 dar. Die UND-Schaltung 92 empfängt über die Leitung 91 ein Aufzeichnungsanzeigesignal, um die Auslesesignale auf Leitung 21 an das Zählwerk 66 weiterzuleiten.
• Fig. 6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Laserelement (nicht separat dargestellt) des Lasers und Treibers 16 ist ein Gallium-Arsenid-Element, welches eine Leerstrahlöffnung enthält, durch die ein Lichtstrahl entlang eines Lichtwegs 101 emittiert wird. Dies entspricht dem Licht, das vom Laser entlang dem Pfad 17 emittiert wird (Figur 1). Wenn die Betriebsfreguenz des Aufzeichnungsgeräts den Bandpaß des Vierer-Detektors 34 überschreitet, kann der Vierer-Detektor durch einen Hochfrequenzdetektor (nicht dargestellt) ersetzt werden. Dieser Hochfrequenzdetektor ist direkt an den Eingang des Verstärkers 47 angeschlossen. In diesem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Summenschaltung 45 nicht mit dem Verstärker 47 verbunden. Im Moment kann es sein, daß die Hochfrequenzdetektoren noch nicht empfindlich genug sind, um zuverlässige Fotoströme für die Analyse zu liefern. In einem solchen Fall kann das Ausführungsbeispiel der Figur 6 zur eingeschränkten Funktionsprüfung des Aufzeichnungsgeräts verwendet werden.
• Ein auf Hochfrequenz ansprechender Fotodetektor 102 fängt das entlang dem Pfad 101 emittierte Licht auf. Der Fotodetekstor 102 sendet seinen elektrischen Ausgangsstrom direkt zum Eingang des Verstärkers 47. Die in der Figur 1 dargestellten Schaltungen arbeiten im übrigen wie beschrieben. Mit dieser alternativen Anordnung kann die Funktion der elektrischen Schaltung der dargestellten Datenkanäle der Figur 1 geprüft werden, nicht jedoch das Medium der Platte 10 oder die optischen Geräte 15 und 18.

Claims (5)

1. Ein optisches Datenaufzeichnungs- und -wiedergabegerät, das folgendes umfaßt:

ein Lasermittel (16) zur Aussendung eines modulierten Lichtstrahls (17) zur Aufzeichnung informationstragender Signale auf einem Aufzeichnungselement (10), wobei das genannte Aufzeichnungselement in der Lage ist, die genannten informationstragenden Signale als optisch sensible Parameterveränderungen des Aufzeichnungselements aufzuzeichnen,

ein optisches Mittel (15), das optisch zwischen dem genannten Lasermittel und dem genannten Aufzeichnungsmittel zwischengeschaltet ist, um das vom genannten Aufzeichnungselement reflektierte Licht vom genannten Lasermittel weg zu einem ersten Detektor (20) zu lenken, der ein Mittel enthält, das auf Intensitätsveränderungen des von dem genannten Aufzeichnungsmittel reflektierten Lichts anspricht, um Signale zu senden, die eine solche Intensitätsveränderung anzeigen,

ein Mittel (14) für den Empfang von Signalen, das die aufzuzeichnenden informationstragenden Signale anzeigt,

ein Aufzeichnungsschaltungsmittel (30), das an das genannte informationstragende Signalempfangsmittel (14) und an das genannte Lasermittel (16) gekoppelt ist, und das auf die empfangenen Signale reagiert, um zu bewirken, daß das Lasermittel die Intensität des von ihm emittierten Lichtstrahls, der durch das genannte optische Mittel auf das Aufzeichnungselement gerichtet ist, moduliert, und

ein Auslese-Schaltungsmittel (23), das mit dem genannten optischen Mittel (15) gekoppelt ist, um von dem genannten Aufzeichnungsmedium reflektiertes Licht zu empfangen und um Signale, die durch dieses reflektierte Licht dargestellt werden, in ein vorbestimmtes Datenformat umzuwandeln,

dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Gerät desweiteren folgendes umfaßt:

einen zweiten Detektor (35), der Licht von dem genannten optischen Mittel (15) empfangen kann,

ein Impuls-Formmittel (49),

Mittel (71, 50), die dem genannten Impuls-Formmittel Signale von dem genannten zweiten Detektor und Signale von dem genannten Aufzeichnungs-Schaltungsmittel (30) senden, welche Signalen entsprechen, die zur Aufzeichnung von Informationen auf dem genannten Aufzeichnungselement verwendet werden, wodurch das genannte Impulsform-Mittel entsprechende intensitätsmodulierte Anzeigesignale erzeugt,

ein Mittel (51) zur Übertragung der genannten intensitätsmodulierten Anzeigesignale zu dem genannten Auslese- Schaltungsmittel (23), welches die genannten intensitätsmodulierten reflektierten Signale in ein vorbestimmtes Datenformat umwandelt, und

ein Datenvergleichsmittel (54), das an das genannte Mittel für den Empfang informationstragender Signale (14) und an das genannte Auslese-Schaltungsmittel (23) angeschlossen ist, zum Vergleichen der umgewandelten Signale mit den empfangenen Signalen und zum Erzeugen einer vorbestimmten Fehleranzeige, wenn der Vergleich eine vorbestimmte Differenz zwischen den umgewandelten und den empfangenen Signalen ergibt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte zweite Detektor (35) folgendes umfaßt:

ein Mittel (34) zum Empfangen eines Teils des genannten, von dem genannten Aufzeichnungselement reflektierten Lichts, das auf das empfangene Licht anspricht und Veränderungen in den genannten optisch sensiblen Parametern des genannten Aufzeichnungselementes erkennt, und Signale erzeugt, welche die genannten erkannten Veränderungen anzeigen,

Schaltmittel (45, 47, 48), die elektrisch zwischen dem genannten, Licht empfangenden Mittel (34) und dem genannten Impulsform-Mittel (49) zwischengeschaltet sind, und

ein Steuermittel in dem genannten Datenvergleichsmittel (54), welches auf einen Schreibbefehl anspricht, um den genannten Vergleich zu ermöglichen.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, welches ein erstes Zählwerk (58) umfaßt, das an das genannte Datenvergleichsmittel (54) angeschlossen ist, um die von ihm erzeugten Anzeigesignale zu zählen.

4. Gerät nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, welches ein Restdaten-Prüfmittel (63) umfaßt, welches an den genannten ersten Detektor (20) und das genannte Aufzeichnungs-Schaltmittel (14) angeschlossen ist, und darauf reagiert, wenn von dem genannten ersten Detektor angezeigt wird, daß in dem genannten optisch sensiblen Parameter Veränderungen stattgefunden haben, um ein Restdatensignal zu erzeugen, welches anzeigt, daß die Daten von dem genannten Aufzeichnungselement (10) nicht vollständig gelöscht wurden.

5. Gerät nach Anspruch 4, welches ein zweites Zählwerk (66) umfaßt, das an das genannte Restdaten-Prüfmittel (63) angeschlossen ist, um die von ihm erzeugten Anzeigesignale zu zählen.