JPH03260918A - 独立に位置決め可能な多数記録読取りヘッドデイスクシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般にディジタルディスク格納システムに関
するものでちゃ、更に詳細には、独立に位置決め可能々
多数記録読取りヘッド光ディスクシステムまたは磁気デ
ィスクシステムに関する。

〔従来の技術〕

第１図は典型的な既知の単一ヘッド党ディスク位置決め
システムの概要図である。このようなシステムは、レー
ザー、プリズム、またはレンズのよう彦集光手段１２を
使用することができる変換ヘッド１０を備えている。ヘ
ッド１０は、典型的にはステップモーター３０と関連し
てウオームねじ駆動装置せたはベルト駆動装置５０を使
用して光ディスク４０を横断して運ばれる。このＪ：う
なシステムには変換ヘッドが一つしか存在しないから、
たとえば、入力データ流れを同時に受入れながらセンサ
ー獲得データを編集し、見直し、寸たは出力する能力が
無い。

既知の幾つかの装置はデータ格納ディスクにアクセスす
るのに複数のトランスジューサーヘッドを使用している
が、これらヘッドに、互いに無関係に動き且つ動作し、
他のヘッドの一つによりこのようなディスクの同じ側に
読み記きされたデータを読み書きする能力全角与した既
知の装置は存在しない。Ａ１１ｅｂｅｓｔ　’４に与え
られたブメリカ合衆国特許第４，６４４．５１５号はこ
のような装置の一例を開示している。Ａｌ１ｅｂｅｓｔ
　＠は、５４，０００本のトランクを有するディスクが
５４．０００個の読取ｐヘッドを備えているよう々ヘッ
ドの基鈑式アレイを利用している。この開示は読摩りア
クセスについてのみ示し且つ説明している。Ａ１１ｅｂ
ｅｓｔ　　により開示された装置はヘッドが動けず、し
たがってトラックが実際には内側に渦巻きになっている
単一トランクでトラックの半径方向の位置が絶えず変化
する連続トランク記録法には使用することかで＠々いと
いう特徴７５：ある。Ａ１１ｅｂ＠ｓｔ　等の装置は、
単一トラックを二つのヘッドで同時に読むことはできな
いから新しいデータに真に連続的にアクセスすることが
できない。Ａ１１ｅｂｅｓｔ　　等は捷た５４．０００
ヘッド読取り機構を実現するために克服したければｉら
ない技術的障害を克服するにあたって困難に直面してお
り、システムの支援には試作および小量生産の原価が一
定規模で増大することを示している。Ａｌ　１ｅｂｅｓ
ｔ　　他はこのよう々固定アレイシステムに対する書込
み能力に取組むことさえしていない。第４図および第５
図は単一記録読取りヘッドを採用している従来のディス
クシステムの概略図である。第４図に示すように、記録
読取りヘッド６０は典型的には掃引アーム６２に取付け
られた磁気トランスジューサーである。記録読取りヘッ
ドは、機械的制御手段６６により、典型的には磁性媒体
式ディスクであるディスク６４を横切って掃引する。機
械的制御手段６６は当業者には既知であり、たとえば、
別個のモーターまたはサーボモーターとすることができ
る。

第５図は単一ヘッドシステムに対する他の既知のトラン
スポート機構の概要を示している。ヘッド６０は片持梁
アーＪ−７０によりディスクトランクを横断する放射状
径路を運ばれる。片持梁アーム７０は典型的には、ステ
ップモーターまたは同等の装置のようなモーター６γに
Ｊ、り制御される。

第１図の光デイスク装置の場合の、ｌ：うに、第４図お
・よび第５図に示すシステムには変換ヘッドが一つしか
存在しないから、データを編集し、見直し、甘たは他の
同等の任務を同時に行いながらディスクの一つの領域か
らディスク媒体の他の領域の情報に出力する能力が無い
。

対照的に、本発明は、現存する記録読取ｐヘッドおよび
サーボハードウェアという技術的に実現可能な構成で実
現される多数ヘッド駆動機構シスデムを開小する。

独立に位置決め可能な大容量の多数読取り／書込みヘッ
ド駆動装置の優れた用途はほとんどすべての高級な自律
的、反自律的、普たは情報収集の遠隔伝達手段せたはプ
ラットフォームに及ぶ。明らかな例としては認識および
深空間すテライトオたはプローブ、訟よび自律的戦場ロ
ボットがある。

これら非常に要求の多い用途では、同時に読み書きし、
幾つかの高帯域幅データ流れを同時に変える本発明の柔
軟性は非常に貴重である。

このような用途には典型的にその制御センターに戻され
る送信能力の限界に関する高レベルの埋込み信号処理お
よび分析の能力がある。たとえは遠隔から曾たは自律的
にガイドされる監初航空機は高分解能、多数スペクトル
のセンサー情報およびビデオ情報を獲得することができ
るが、低分解能ビデオ信号に等しい送信能力しか備えて
いない。

このようｌ車両にここに説明する本発明を設けると、こ
の装置はデータを分析し、圧縮し、増強し、優先順位を
付与し、または再放送するのにこれ甘で利用不可能だっ
た長さの時間が可能になるため、重要なデータを失う必
、要がない。

目標区域にわたクリアルタイムの飛行制御が必要な一つ
の可能な状況においでは、制御者は低分解能の映像を見
、次に特定の高分解能データを更に詳細に分析するため
送るよう遡及的に要求することができる。データの複数
の流れを中断することｉく入力し、追昧区４出力し、操
作する装置の能力は所定の悄＠全基地に送り返すときで
さえ、新しいデータの連続収集および信号処理に関して
制限を必要としない。

〔発明の目的〕

本発明の主な目的は、記録読取ジヘッドが独立に動いて
動作し、他のヘッドにより読み書きされたデータをほぼ
同時に光ディスクの同じ側に対して読み取９１次は書き
込む独立に位置決め可能ｉ多数記録読取りヘッドディス
クシステムを提供スることである。

本発明の他の目的は、光ディスクシステムの編集にあた
り、センサー獲得データの見直しまたは出力が入力デー
タ流れを妨害することなく実質上同時に行うことができ
る装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、新しいデータの連続且つリア
ルタイムの格納がディスクに格納されている如何ｉるデ
ータの見直しによっても中断されることのない装置を提
供することである。

〔発明の概要〕

本発明は従来技術のシステムの欠点を克服し緩和する。

独立に位置決め可能な多数記録読耶９ヘッドディスクシ
ステムを提供する。このディスクシステムはデータ要素
の配列を有する少くとも一つのディスクを備えている。

複数の記録読取りヘッドがデータをディスクに対して読
み書きする。

各ヘッドはデータ上に集光する手段を備えている。

記録読取りヘッドはディスクの一方側の上方を運ばれ、
各記録読取りヘッドがシステム内の他の記録読取りヘッ
ドと無関係に、ディスクからデータを読取υ、ディスク
にデータを書込むことができるようにする。

本発明のこれらのおよび他の目的および利点は尚業者に
は、好適実施例の下記の詳細な説明から、特に付図と関
連して考察するとき、明らかにｉるであろう。

〔好適実施例の説明〕

第２図を参照すると、独立に位置決め可能ガ多数記録読
取りヘッドディスクシステム・１０に二重ヘッドを組入
れた本発明の一実施、例の概要図が示されている。二重
ヘッドシステムを第２図ニ示すが、（・１とんど無数の
記録読取りヘッド１０を利用できる可能性がある。しか
し、装置の基本概念を説明する目的で、第２図に示す二
重ヘッドシステムが図示例として役立つ。

第２図を更に参照すると、本発明の光ディスクシステム
が、集光手段１２、データ要素４５の配列を有する光デ
ィスク４０、訟よぴ光ディスク４０の一方の側の上方を
記録読取シヘンドを運ぶ手段を備えている二つの記録読
取りヘッド手段１０を備えて示されている。運送手段は
、ステップモタ−３０、ウオームねじ駆動装置５０、お
・よび記録読取りヘッド１０を伝統的々方法で載せる延
長レール２５を備えている。ウオームねじ駆動装置５０
の代りにベルト駆動装置管たは同等の既知の装置を利用
するのが便利であるシステムもある。

集光手段１２は、当業者に既知で市場から入手できるレ
ーザー、プリズム、またはレンズを含む光ディスクにデ
ータを読み書きする幾つかの変換手段の如何ｉるもので
もよい。

ディスク４ｏは、幅が１マイクロメートル未満（典型的
には０．６マイクロメードル）で深さが非常に限られた
（０１５　マイクロメートル）トラックを形成する同心
円の微小ｉくぼみの形で記録することができるデータ要
素の配列を備えておシ、トラック間の間隔は２マイクロ
メートル未満（たとえば、１６マイクロメードル）であ
り、ディスクの形式はデータをトランクを形成する一連
の同心円状に配列するものである。代りに、データを内
側に渦巻く単一トラックを形成する連続トラック状に配
列することができる。一般的動作において、ディスク４
０は軸４４に、ｌ：り回転される。ブタ担持ディスクの
典型的ｉ直径は５−％インチである。たとえば、レーザ
ー式装置のトラックの読取９ち−よび記録はディスク上
に集光するレーザ　１１− −源からのビームを用いて行われる。その仙、の集光手
段は当業者に周知である。本発明の基本要素について説
明したので、今度は本発明の詳細な説明するのに役立つ
幾つかの図示例に戻る。

第３図を参照すると、光ディスクシステムに対して４個
の記録読取シヘッドを使用する本発明の別の実施例が示
されている。記録読取りヘッドは第２図を参照して上に
述べたと同じ方法で取付けられている。しかし、第２図
に使用したような延長レールの代シに、第３図に示す実
施例のレール２γを構成して４個の記録読取シヘッド１
０を保持すると共にこれら記録読取シヘッドをねじ駆動
装置５０のような手段によシディスクの上面を横切って
運ぶ４個の放射状パッドを形成するようにしている。

今度は第６図を参照すると、磁気ディスクのようなディ
ジタルディスクの上面を横断して掃引運動をなして複数
の記録読取シヘッド６０を運ぶのに掃引アーム機構６２
を利用する本発明の他の代すの実施例が示宮れている。

第４図を参照して上に説明したとおシ、掃引アーム機構
は当業者に既知であるが、本発明による教示のように単
一ディスクに関して複数の記録読取シヘッドを実現する
のにこれ壕で決して使用されることはなかった。

Ｂａｘｔｅｒ等に与えられた米国特許第４，３７１，９
０２号は第５図に示す形式の２ヘツドシステムを開示し
ているが、第２のヘッドを、ユーザーアクセス可能なデ
ータを格納するトラックの間にある特別なトラックから
サーボ位置決め情報を読取る専用の機構として開示して
いる。

本発明は、ｎ個の独立なヘッド装置および位置決め機構
を開示する他に、これら各ヘッドが、ユーザーアクセス
可能なデータを格納している同じトラックを読むことが
できることを教示している。

Ｂａｘｔｅｒ等は本発明によシ教示されるような新規な
能力を開示していないし、達成することもできない。

同様に、第７図は片持梁記録ヘッドを使用する本発明の
他の代すの実施例を示している。片持梁機構は第５図に
関して述べたように当業者には周知である。

更に他の図示例では、第２図に示すようｉ２重ヘッドシ
ステムが入力データ流れを妨害することなくセンサ獲得
データを編集し、見直し、または４− 出力する能力を備えることができる。消費者レベルでは
、２ヘッド式記録読取り光ビデオディスクシステムは現
世代の磁気テープビデオカセットレコーダー（ＶＣＲ）
機器よう有利な特徴を備えている。

たとえば、磁気テープＶＣＨの技術では、記録した放送
を見るのは放送が完了してテープを巻戻してからしか始
めることができない。しかし、第２図に示すような二重
ヘッドディスクシステムを用いれば、正規の咬たは加速
観察さえレコーダーを作動させてからいつでも始めるこ
とができる。家庭／消費者用構成では、消費者はプログ
ラムの記録を７　：ＯＯｐ、ｍ、に始めるが、プログラ
ムを見るのは７　：　１０　ｐ、ｍ、に始める。このよ
うにディスクシステムには１０分間というビデオデータ
の緩衝時間がある。聴桟者は記録した放送の部分に当っ
たとき、見ようとは思わないが、その区画を容易に「早
送シ」することができる。上記の状況において、独立な
読み書き機構で充分である。二重記録読取シヘッドは二
つの入力を同時に記録するか再生する、筐たは両者を同
時に行う別の能力をも示す。記録ヘッドは独立に動き、
回転ディスクのトラックに沿うどこにでも位置決めする
ことができるから、たとえば、ヘッドの一つをテレビジ
ョンからのビデオ入力に接続することができ、一方性の
ヘッドが遅れたビデオ信号をテレビジョンの画面に出力
する。第１のヘッドはテレビジョンの受像機から入力情
報を受取っているが、第２のヘッドは第１のヘッドが１
０勺前にあらかじめ記録したトラックを読取っているこ
とになる。

３ヘツドシステムは（第７図に示すように）単純二重ヘ
ッドシステムよりも別の特徴および柔軟性を示す。一つ
の実用的用途において、３ヘッド記録読取り光ディスク
システムを備えたＴ、Ｖ。スタジオ曾たは再放送センタ
ーは３ヘツドの内のつを使用して光デイスク上にサテラ
イトにより受信したネットワークプログラムを連続的に
格納することができる。第２のヘッドを使用して、技師
は記録した放送の部分を編集し、増強し、遅らせ、修正
し、または削除することができる。このような増強の一
つは字幕の追加、映像処理の改良、またはビデオ信号の
修正である。第３のヘッドは、ローカル放送またはケー
ブルにより、公衆に出力するのに使用することができる
。これら三つの活動はすべて、プログラムの受信とその
再送信との間に瞬間の遅れがあるだけで同時に行うこと
ができる。

更に第３の例では、本発明の光ディスクシステムは、数
台のカメラからの出力を通常１台のモニターで順次に観
察するビルディングの防護用途に関連して使用すること
ができる。多数ヘッド光ディスクシステムは、−群のカ
メラに対してなか１台のモニターだけを使用しながらす
べてのカメラを１００パーセント観察するのに利用する
ことができる。これはディスクシステムへのすべての入
力を連続的に緩衝し、モニターが異なる緩衝ビデオチャ
ンネルに順次切換わるにつれて映像を通常速度の数倍で
再生することによシ達成することができる。この特徴は
、動きがほとんど咬たは全く予想されない区域を監視す
るカメ２で最も容易に実現することができる。このよう
な静止シーンはどんな仕方でも高速再生によう歪んで現
われることはない。異常が見つかったら、映像を通常速
度で容易に再生することができる。本発明にょシ教示さ
れるような多数ヘッドシステムを用いれば、データ、ビ
デオ、その他の観察は新しいデータの連続的且つリアル
タイムの格納によう妨害されることは決してない。

ディスク機構の物理的構成によってのみ制限されるほと
んど無数のヘッドを本発明によって利用できる可能性が
ある。しかし、四つ以上の同時入出力（１０）チャンネ
ルを必要とする利用シナリオに対しては、各々が二つま
たは三つのヘッドを備えている二つ以上の別々のディス
クシステムを別の既知の支援電子装置と連結して原理上
はとんど同等の機能性を達成することができる。

第８図は非常に大容量の多数ポートデータバッファとし
て使用する本発明のシステム用途の図解ブロック図であ
る。第８図のシステムは、カメラ９０のような入力源、
受信機９２、および／筐たは高帯域幅センサ９４を備え
ている。高帯域幅センサ９４は受信機および増強回路１
０５に入力を供給し、増強回路は本発明の多数ヘッド駆
動装置に入力を供給する。システムは更に、装置２０２
と同じ送信再放送装置２０４、長期出力格納装置２０６
、および長期入力格納装置２０８を備えている。駆動装
置からのデータは、装置２１０または、地上局サテライ
トデイツシュ２１２または、たとえば、ケーブルＴＶ　
２１４のような出力−出力装置によシ観察する閉回路に
向けて送信される。上記の入力源、受信機増強回路、長
期格納装置、送信再放送回路、および閉回路装置、地上
局、およびケーブルＴＶのような出力装置はすべて当業
者に周知である。

データを処理手段２０２を通して編集、字幕材は増強分
析！たは圧縮／伸張の形で処理することも当業者に周知
である。本発明の多数ヘッド駆動装置２００がシステム
に行わせることができるのはデータを受信機増強回路１
０５を通して入力源および長期格納装置の一つから受信
し、情報を処理手段２０２から送出、受信し、処理した
情報！たはリアルタイム情報を出力装置のどれか筐たは
全部に出力することである。このようにして、多数ヘッ
ド駆動装置２００は非常に大容量の多数ポートデータバ
ッファとして働らき、同じディスク駆動装置からデータ
を同時に送信訟よび処理できるようにしている。

第９図は、固定品位の信号圧縮／送信システムに採用さ
れた本発明の多数ヘッド駆動装置２００の別の用途を示
す。第９図のブロック図に示すとおジ、全帯域幅入力源
２２０は、データを圧縮回路２２２に読み込み、圧縮し
たデータを圧縮回路２２２から受取る能力を有する多数
ヘッド駆動装置に入力を供給する。このような圧縮回路
は当業者に周知である。多数ヘッド駆動装置は、入力情
報を処理しながらほとんど同時に、固定品位信号を出力
装置２１２筐たは２１４に送出する。出力装置は、当業
者に周知の伸長回路２２４に情報を送シ、伸長回路２２
４から情報を受けて全帯域幅出力装置２２６に出力する
第２の多数ヘッド駆動装置２００′　　として働く。入
力源２２０および出力装置２２６は当業者に周知の全帯
域幅入力源たは出力装置の如何なるものでもよい。

今日、生ビデオ送信用圧縮機構はほとんど、映像の行動
が一定のしきい値を超えると映像が劣化することを考慮
している。これはリアルタイムで送信したいことのため
、および利用できる大容量バッファの妥当な形態が存在
しないことのためである。しかし、激増している用途で
は厳密なリアルタイム能力を必要としていない。

このような一つの用途の優れた例はイブニングニュース
に取入れるためプロダクションスタジオに「生の素材」
を送り戻したいＴＶ現場クルーであろう。データ送信の
最も安価な方法は、工業標準の、不変帯域幅の、パケッ
ト切替え回路網によるものである。この場合には典型的
には３８４にビット形式のｒＨＪチャンネルである。残
念ながらビデオ信号は普通、活動の激しい撮影およびゆ
るやかな撮影がランダムに混合したものから構成されて
いる。典型的な圧縮システムは平均的なレベルの活動を
考えて設計されている。活動がゆるやかであると、圧縮
システムは精−杯働かず、送信帯域幅が利用不足になる
。映像の活動レベルが高いと、圧縮システムはすべての
データを収容することができず、どのデータをあふれさ
せるか選択しなければならず、したがって映像品位の劣
化を生ずる。ここに説明する本発明は、多数ポート能力
を有し、データあふれ無しに完全な圧縮を実施する能力
を生ずる非常に大容量のバッファを提供する。更に、出
力を固定帯域幅送信チャンネルに緩衝するのでチャンネ
ルＱ利用を１０（ｌに効率良く維持することができる。

本発明を、特許法規に適合させるためおよび当業者に新
規な原理を適用してこのような専門的な構成要素を必要
に応じて構成し、使用するのに必要な情報を提供するた
めに、ここにかなり詳細に説明してきた。しかし、本発
明は明確に異なる機器および装置によう実施することが
できること、および、機器の詳細および動作手順の両者
に関して、各種修正を本発明自身の範囲から逸脱するこ
となく行うことができることを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は典型的な既知の単一ヘッド光ディスク位置決め
システムの概要図、第２図は本発明の独立に位置決め可
能な多数記録読取少ヘッド光ディスクシステムの２重ヘ
ッド実施例の概要図、第３図は４個の光記録読取シヘッ
ドを使用する本発明の一実施例の図解例の概要図、第４
図は掃引アームに取付けた記録読取りヘッドを使用する
既知の単一ヘッドディスクシステムの概要図、第５図は
片持梁式に取付けた記録読取ジヘッドを使用する既知の
単一ヘッドディスクシステムの概要図、第６図は複数の
掃引アーム載置記録読取シヘッドを使用する本発明の別
の実施例の概要図、第７図は複数の片持梁載置記録読取
りヘッドを使用する本発明の別の実施例の概要図、第８
図は非常に大容量の多数ポートデータバッファとして使
用される本発明のシステム用途の図解ブロック図、第９
図は固定品位信号圧縮送信システムに利用された本発明
のシステム用途の図解ブロック図でらる。 １８・・・・記録読取シヘッド、１２−・・・集、光子
段、２５・・・・延長レール、２７・・φ−レール、３
０・・・・ステップ・モータ４０・・・・光ディスク、
４５・・・・データ要素、５０・・・・ウオーム駆動ね
じ装置、９０・・・・入力源、９２・・・・受信機、９
４・・・−高帯域幅センサー　１０５・・・・増強回路
、２００・・Ｓ・　多数ヘッド駆動装置、２０６　　・
・・・長期出力格納装置、２０７・・・・長期入力格納
装置、２１２・ｅ・・サテライトデイツシュ、２１４・
・・・ケーブルテレビ、２２０・・・・全帯域幅入力源
、２２２・・・・圧縮回路、２２４・・・・伸長回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）独立に位置決め可能な多数記録読取りヘッド光デ
   ィスクシステムであつて、 （ａ）データ要素の配列を有する少くとも一つの光ディ
   スク、 （ｂ）各々が集光手段を有する、光ディスクに対して読
   み書きする複数の記録読取りヘッド手段、 （ｃ）光ディスクの一方の側の上方を複数の記録読取り
   ヘッド手段を運び、各記録読取りヘッド手段が、他の記
   録読取りヘッドと無関係に、光ディスクからデータを読
   取り、光ディスクにデータを書込むことができるように
   する手段、 から成るシステム。
2. （２）独立に位置決め可能な多数記録読取りヘッド光デ
   ィスクシステムであつて、 （ａ）データ要素の配列を有する少くとも一つの光ディ
   スク、 （ｂ）各々が集光手段を有する、二つの記録読取りトラ
   ンスジューサー、 （ｃ）少くとも二つのステップモーター、 （ｄ）ディスクを横切つて平行の関係にあり且つディス
   クの周辺を超えて延びる少くとも二つの延長レール、お
   よび （ｅ）延長レールと平行の関行の関係にあり、各々がス
   テップモーターの一つにより駆動されて隣接レールおよ
   び関連ステップモーターと協同して動作し、記録読取り
   トランスジューサーヘッドの一つを支持し且つ運ぶ少く
   とも二つのウォームねじ駆動装置、 から構成されているシステム。
3. （３）独立に位置決め可能な多数記録読取りディスクシ
   ステムであつて、 （ａ）データ要素の配列を有する少くとも一つのディス
   ク、 （ｂ）ディスクに対してデータを読み書きする複数の記
   録読取りヘッド手段、 （ｃ）ディスクの一方の側の上方を複数の記録読取りヘ
   ッド手段を運び、各記録取りヘッド手段が、他の記録読
   取りヘッドと無関係に、ディスクからデータを読取り、
   ディスクにデータを書込むことができるようにする手段
   、 から成るシステム。