Устройство оптической записи и воспроизведения информации

 

Изобретение относится к устройствам оптической записи и воспроизведения информации и позволяет повысить достоверность записи путем ее контроля в реальном масштабе времени с возможностью последующей коррекции. Поставленная цель достигается за счет введения в устройство преобразователя оптического сигнала в электрический сигнал, оптический вход которого сопряжен с третьим выходом светоделителя , к электрическому входу которого подключен первый фотоприемник, а электрический выход преобразователя 8 подключен к второму входу блока сравнения. 3 З.п.ф-лы, 8 ил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 11 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3925412/10 (22) 08.07.85 (46) 23.07,92. Бюл. %27 (71) Институт проблем моделированйя в энергетике АН УССР (72) А.А.Антонов, В.В,Петров, Д,А.Попов;

А.П.Токарь и С.М,Шанойло (56) Патент ФРГ

N. 2843584, кл. G 11 B 7/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОЙ ЗАПИСИ

И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к устройствам оптической записи и воспроизведения инИзобретения относится к технике накопления информации оптичес1(ими средствами с относительным перемещением пучка излучения и оптического носителя и может быть использовано в вычислительной техни- ке при организации банков данных.

Цель изобретения — повышение надежности записи путем ее контроля в реальном .масштабе времени с возможностью последующей коррекции.

На фиг.1 приведен первый вариант схемы устройства; на фиг.2 — схема блока сравнения устройства: на фиг.3-второй вариант схемы блока сравнения; на фиг.4 — второй вариант схемы устройства; на фиг.5 — фрагмент носителя информации в процессе записи информации согласно второму варианту схемы устройства; на фиг,6 — распределение интенсивности записывающего пучка излучения в различные моменты времени процесса записи информации согласно второму варианту схемы устройства; на фиг.7-третий вариант схемы устройства: на формации и позволяет повысить достоверность записи путем ее контроля в реальном масштабе времени с возможностью последующей коррекции. Поставленная цель достигается эа счет введения в устройство преобразователя оптического сигнала в электрический сигнал, оптический вход которого сопряжен с третьим выходом светоделителя. к электрическому входу которого подключен первый фотоприемник. а электрический выход преобразователя 8 подключен к второму входу блока сравнения, 3 з.п,ф-лы, 8 ил. фиг.8 — четвертый вариант схемь1 устройств Ь ва.

Сущность записи с-помощью устройстваэаключается в следующем.

Запись информации при относительном перемещении пучка излучения и носителя 4. информации осуществляется в результате фь, воздействия на регистрирующую среду но- О сителя записывающего пучка излучения, ко- 0 торый модулируется подлежащим записи «р сигналом flo интенсивности или иным образом. При этом отраженный от носителя информации пучок иэлученйя поступает на фотоприемник и в нем преобразуется в электрический сигнал. Сигнал воспроизве- а дения. содержащий достоверную информацию о сделанной на носителе записи получают делением оптического сигнала считывания, поступающего на фотоприемник, либо электрического сйгнала считывания, снимаемого с фотоприемника, на сигнал записи. Тот же результат может быть получен умйожением сйгнала считывания

1749907 на сигнал, обратный сигналу записи. В ре- чески сопряжен первый фотоприемник 27, а жиме записи сигнал воспроизведения ис- с третьим выходом — второй фотоприемник пользуют для контроля записи в реальном 28, электрические выходы фотоприемников масц,табе времени, т.е. если сигнал воспро-. соединены соответственно с первым и втоизведения практически совпадает по форме 5 рым и входами аналогового делителя 29, с сигналом записи (в заранее указанной по- выход которого в свою очередь подключен к лярности), то делают вывод о том, что исход- первому входу блока 30 сравнения, второй ная информация записана верно, в вход которого объединен с входом блока 31 противном случаеделается выводотом,что управления, при этом выход последнего информация записана неверно, и запись по- 10 подключен к электрическому входу электровторяют. В режиме воспроизведения конт- оптической линзы 22; роль записи не используется, а сигнал Функциональная схема третьего варивоспроизведенияпоступаетнасоответству- анта устройства приведена на фиг.7, Уст- . ющее регистрирующееустройство(не пока- ройство содержит последовательно зано).. 15 оптически установленные источник 32 излуНа фиг,1 приведен один из примеров чения, электрооптический модулятор 33, повыполнения устройства. Устройство со- ляризационный светоделитель 34, держит последовательно оптически уста- четвертьволновую пластинку 35, объектив новленные источник 1 излучения,. 36 и подвижный носитель 37 информации, с электрооптический модулятор 2, поляриза- 20 вторым оптическим выходом поляризационционный светоделитель 3, четвертьволно- ного светоделителя 34 оптически связан вую пластинку 4, объектив 5 и подвижный первый фотоприемник 38, а с третьим оптиноситель 6 информации, с вторым оптиче- ческим выходом — второй фотоприемник 39, ским выходом поляризационного светоде- электрический выход первого фотоприемлителя 3 оптически сойряжен первый 25 ника 38 подключен к первому входу аналофотоприемник 7, а с третьим оптическим гового умножителя 40, а электрический выходом — второй фотоприемник 8, зле@три- выход второго фотоприемника, подключен к ческие выходы фотоприемников подключе- второму входу аналогового умножителя 40, ны соответственно к первому и второму выход которого подключен к первому входу входам аналогового делителя 9, выход кото- 30 блока 41 сравнения, второй вход которого рого в свою очередь подключен к первому объедйнен с входом блока 42 управления. входу блока 10 сравнения, второй вход выход которого подключен к электрическокоторого объединен с входом блока 11 мувходуэлектрооптическогомодулятора33. управления, выход которого подключен к. Аналоговый умножитель 40 может быть электрическому входу злектрооптического 35 выполнен, например, на микросхеме модулятора 2. 525ПС2. Остальные узлы данной функциоБлок 10 сравнения может быть вы- нальной схемы могут быть реализованы так полнен (фиг,2) в виде последовательно же, как и в ранее рассмотренных функциосоединенных аналогового ключа 12 и ком- нальных схемах. паратора 13. 40 Функциональная схема четвертого ваКроме того, блок 10 сравнения может рианта устройства приведена на фиг.8, Усттакже быть выполнен (фиг,З) в виде двухка- ройство содержит последовательно нального блока, содержащего первый 14 и оптйчески установленные источник 43 йзлувторой 15 компараторы, выходы которых к чения, первый злектрооптический модулявходам первой логической схемы И-НЕ 16 45 тор 44, поляризационный светоделитель 45, подключены соответственно через первую четвертьволновую пластинку,46, обьектив

17 и вторую 18 логические схемы ИЛИ-НЕ, 47 и подвижный носитель 48 информации, а к входам второй логической схемы И-HE второй оптический выход поляризационно19 — непосредственно, выходы первой 16 и го светоделителя 45 сопряжен с оптическим второй 19 логических схем И-HE при этом 50 входом первого фотоприемника 49, выход подключены к входам третьей логической которого подключен к входу второго блока 50 схемы ИЛИ-HE 20.. управления, выход последнего подключен к

По второму варианту устройство (фиг.4) электрическому входу второго оптического мосодержит последовательно оптически уста- дулятора 51, третий выход поляризационновленные источник 21 излучения, электро- 55 ного светоделителя 45 через второй оптическую линзу 22, поляризационный оптический модулятор 51 оптически сопрясветоделитель 23, четвертьволнбвую пла- жен с вторым фотоприемником 52, выход стинку 24, объектив 25 и подвижный носи- которого подключен к первому входу блока тель 26 информации. С вторым выходом 53сравнения.второй входблокасравнения поляризационного светоделителя 23 опту- объединен с входом первого блока 54 управ1749907 ления, выход которого подключен кэлектри- емника 8, на сигнал записи, снимаемый с ческому входу первого электрооптического выхода первого фотоприемника 7. формодулятора 44. мируется сигнал воспроизведения, проВ качестве второго оптического модуля- порциональный по уровню коэффициенту тора 51 могут использоваться как электро- 5 отражения соответствующего участка региоптические, так .и акустооптические стрирующей среды подвижного носителя 6 модуляторы. Второй блок 50 управления информации, Этот сигнал в блоке 10сравнепри использовании второго электрооптиче- ния сопоставляется по форме с исходным ского модулятора 51 представляет собой сигналомзаписи. В случае,еслионинесов. импульсный усилитель, а при использова- 10 падают по форме, с выхода блока 10 сравнениивторогоакустооптическогомодулятора-по- ния поступает команда на повторную следовательно включенные амплитудный запись. модулятор и усилитель мощности, осталь- Блок 10 сравнения, функциональная ные блоки данной функциональной схемы схема которого приведена на фиг.2, работамогутбыть реализованы также, каки в пред- 15 ет следующим образом, На управляющий

ыдущих вариантах.: вход аналогового ключа 12 подается дискУстройство, функциональная схема ко- . ретный записываемый сигнал и, например, торого приведена на фиг,1, работаетследу- при уровне логической единицы запирает ющим образом, его, . а при уровйе логического нуля отпираИзлучаемый источником 1 излучения 20 ет. Следовательно, если поступающий на пучок излучения модулируется по интеисив- информационный вход аналогового ключа ности в электрооптическом модуляторе 2 . 12 сигнал воспроизведения повторяет по подлежащем записи сигналом, который по- форме сигнал записи и отличается от него ступает на вход блока 11 управления (источ- только полярностью (а это обеспечивается, никсигналов записи не показан). Этот пучок 25 например, соответствующим выбором чиспроходит далее через поляризационный ла каскадов в предусилителях первого 7 и светоделитель 3, четвертьволновую пла- второго 8 фотоприемников), то на выходе стинку 4, объектив 5 и поступает на регист- аналогового ключа 12 сигнал сохраняет пририрующую среду подвижного носителя 6 мерно нулевое значенйе. Если же сигнал информации, на которой записывается ин- 30 воспроизведения будет отличаться от еигформация. Отраженный от подвижного но- нала записи не только полярностью, но и сителя информации пучок излучения второй формой, сигнал на выходе аналогового клюраэ проходит через объектив 5 и четверть- ча 12 примет значение, заметно отличное от волновую пластинку 4, в результате чего нулевого, что и регистрируется компаратоплоскость его поляризации поворачивает- 35 ром 13. о ся на 90 относительно падающего пучка . Блок 10 сравнения, функциональная излучения. Поэтому отраженное от по- схема которого приведена на фиг.3, рабодвижного носителя 6 информации излуче- тает следующим образом. В первом 14 и ние поляризационнйм светоделителем 3 втором 15 компараторах сигналы воспроиэнаправляется на второй фотоприемник 8, в 40 ведения и записи соответственнодискретикотором оно преобразуется в электрический зируются по уровню. Импульсные сигналы с сигнал, представляющий собой произведе- их выходов на вторую схему И вЂ” НЕ 19 постуние.исходного сигнала записи, и сигнала, пают непосредственно, а на первую схему записанного на подвижном носителе 6 ин- И-НЕ 16 — проинвертированные соответстформации, поскольку поступающее на вход 45 венно в первой 18 и второй 19 схемах ИЛИвторого фотоприемника 8 излучение про- НЕ; При неискаженной записи на выходе модулировано по интенсивности. как в первой логической схемы И вЂ” НЕ 16 сигнал электрооптическом модуляторе 2, так и за- будет принимать уровеньлогической единиписываемой на подвижном носителе 6 ин- цы при записи, например, логической едиформацией. Этот сигнал подается на 50 ницы,а на выходевторойлогическойсхемы второй вход аналогового делителя 9, на И-НЕ 19 — при записи, например, логичепервый вход которого с выхода первого фо- ского нуля. В результате при неискаженной топриемника 7 поступает электрический записи сигнал на выходе третьей логи сигнал записи, сформированный иэ части ческой схемы ИЛИ вЂ” НЕ 20 принимает попадающего промодулированного по интен- 55 стоянное значение, соответствующее сивности пучка излучения, направляемого логическому нулю. В случае, если сигнал на первый фотоприемник 7 поляриэацион- воспроизведения в какие-то моменты вреным светоделителем 3. мени отличается по форме от сигнала запиВ результате деления сигнала считыва- си, сигнал на выходе третьей логической ния, снимаемого с выхода второго фотопри- схемы ИЛИ-НЕ 20 в эти моменты времени

1749907

Устройство, функцйональная схема которого приведена на фиг.4, работает следующим образом, Излучаемый источником 21 излучения -пучок излучения в цилиндриче- 1 ской электрооптической линзе 22, выполняющей в данном случае функции оптического модулятора, под действием дискретного сигнала записи в соответствии с сигналами блока 31 управления для одного из его уров- 1 ней (например, логической единицы) фокусируется, а для другого уровня (например, логического нуля) расфокусируется s направлении, перпендикулярном информационным дорожкам (фиг.5). Далее этот пучок 2 проходит через поляризационный светоделитель 23 (в котором небольшая — порядка

1, — часть прямого излучения ответвляется на первый фотоприемник 27), четвертьволноаую пластинку 24, объектив 25 и попадает 2 на регистрирующую среду подвижного носителя 26 информации, на которой и осуществляется запись, так как при одном уровне информационного сигнала (например, логической единицы) плотность энергии превы- 3 шает пороговый уровень, а при записй другого уровня информационного сигнала (например, логического нуля) плотность энергии излучения остается ниже порогового уровня (фиг.6). При этом отраженный от подвижного носителя 26 информации пучок второй раз проходит через объектив 25, четвертьволновую пластинку 24 и через поляризационный светоделитель 23 поступает на второй фотоприемник 28, В результате электрический сигнал на выходе первого фотоприемника 27 повторяет. по форме сигнал зайиси, а электрический сигнал на выходе второго фотоприемника 28 пропорционален произведению сигнала записи и сигнала, записанного на подвижном носителе 26 информации. Последний, очевидно, из-за дефектов подвижного носителя 26 информации может отличаться по форме от сигнала записи. В аналоговом делителе 29 этот сигнал счйть1вания, делится на сигнал записи, в результате чего на выходе аналогового делителя 29 формируется сигнал вос. произведения, содержащий неискаженную информацию о содержании получившейся записи на подвижном носителе 26 информации. В блоке 30 сравнения сигнал воспроизведения сравнивается с исходнйм сигналом записй, и в случае, если эти сигналы отлича ются друг от друга па форме более, чем будет принимать значения, соответствующие логической единице, Поэтому импульсы, снимаемые с выхода третьей логической схемы ИЛИ-НЕ 20, используются в качестве команды для перезаписи информации, допустимо, формируется команда на перезапись информации, Устройство, функциональная схема которого приведена на фиг.7, работает следу5 ющим образом. Излучаемый источником 32, излучения пучок излучения в электрооптическом модуляторе 33 модулируется по интенсивности подлежащим записи сигналом в соответствии с сигналами блока 42 управле0 ния. Далее пучок проходит через поляризационный светоделитель 34 (в котором часть излучения ответвляется на первый фотоприемник 38), четвертьволновую пластинку 35, объектив 36 и попадает на реги5 стрирующую среду подвижного носителя 37 информации, на которой происходит запись. При этом отраженный от подвижного носителя 37. информации пучок проходит вторично через объектив 36, четвертьвол0 новую пластинку 35 и поляризационный светоделитель 34, попадая на второй фотоприемник 39, С выхода первого фотоприемника 38 при отсутствии сбоев в работе источника 32 излучения, оптического моду5 лятора 33, блока 42 управления, поляриза. ° ционного светоделителя 34 и первого фотоприемника 38 должен сниматься сигнал, практически совпадающий по форме с сигналом записи, С выхода.второго фото0 приемника 39 снимается сигнал, пропорциональный произведению сигналов записи и воспроизведения, Но так как сигнал записи дискретный, то получить сигнал сравнения возможно не только непосредственным де35 лением, но и умножением сигнала с носите. ля 37 информации на сигнал, обратный сигналу записи, что с математической точки зрения эквивалентно, Сигнал, обратный прямоугольному по форме, также имеет пря40 моугольную форму, но иной в общем случае размах„иную среднюю составляющую и является йротивофазным, Пример. Пусть в сигнале записи, например, уровень логической единицы

45 равен U»» = 5 В, а уровень логического нуля равен Оззпо = 0,2 B. Тогда деление сигнала с носителя информации на сигнал записи равносильно его умножению на обратный сигнал с уровнями Ооер.1- 0,2 В и

50 Upsy,о - 5 В, т,е. фактически на противофазный сигнал записи. Это обстоятельство учитывается при выборе числа каскадов в усилителях первого 38 и второго 39 фотоприемников, коэффициентов усиления в них

55 и постоянных составляющих сигналов на их выходах. При правильном учете этих факторов на выходе аналогового умножителя 40 будет получен неискаженный сигнал воспроизведения, содержащий информацию лишь о величине коэффициен1749907

10 та отражения участка регистрирующей среды подвижного носителя 37 информации, находящегося в данный момент времени под записывающим пучком излучения. Далее сигнал воспроизведения в блоке 41 5 сравнения сравнивается по форме с исходным сигналом записи, и в случае, еслй их различие выходит за допустимые пределы, делается вывод о необходимости перезаписи информации, 10

В устройстве, функциональная схема которого приведена на фиг.8, для умноже- . ния сигнала с носителя 48 информации на сигнал, обратный сигналу записи, вместо аналогового умножителя используется вто- 15 рой оптический модулятор 51 с вторым блоком 50 управления. В остальном зти варианты аналогичны и элементы 43—

47, 49, 50, 52 — 54 устройства также аналогичны соответствующим элемен- 20 там устройства по третьему варианту (фиг.7). Достоинством последнего варианта по сравнению с предыдущими является возможность его использования на более высоких скоростях записи, так как электро- 25 оптические модуляторы обладают более широкой (не менее 100 МГц) полосой пропускания, чем аналоговые делители и умножители (до нескольких МГц).

Бо всех рассмотренных вариантах до- 30 с пустимо исключение первого фотоприемни-.. с ка. При этом соответствующие входы . в аналоговых делителей на фиг.1 и 4, аналого-. вого умножителя на фиг,7 и второго блока к управления на фиг.8 объединяются с входом 35 первого блока управления. Реализуемы также варианты, аналогичные приведенным на с фиг.1 и 7, на базе акустооптических модуля- — с торов, в

Формула изобретения

1. Устройство оптической записи и воспроизведения информации, содержащее оптически связанные источник электромагнитного излучения, оптический модулятор, электрический управляющий вход которого обьединен с первым входом блока сравнения. светоделитель, второй оптический выход которого подключен к первому фотоприемнику, объектив и подвижный но- сителЫ информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности записи путем ее контроля в реальном масштабе времени с возможностью последующей коррекции,: в него введен преобразователь оптического сигнала в электрический сигнал, оптический вход которого сопряжен с третьим вйходом светоделителя и к электрическому входу которого подключен первый фотоприемник, а электрический выход преобразователя оптического Сигнала в электрический сигнал подключен к второму входу блока сравнения.

2. Устройство по"п.1; о тл и ч а ю щ:е ес я тем, что, йреобразователь оптического сигнала в электрическйй сигнал выполнен в виде последовательно включенных второго фотоприемника и аналогового делителя, к второму входу которого подключен выход первого фотоприемника.

3. Устройство поп.1, о тл и ч а ю ще ея тем, что преобразователь оптйческого игнала в электрический сигнал выполнен в иде последовательно включенных второго фотоприемника и аналогового умножителя, .второму входу которого подключен выход первого фотоприемника.

4. Устройство по h.1, Ь т л и ч а ю щ е. ея тем, что преобразователь оптического игнала в электрический сигнал выполнен в иде оптически связанных электрооптического модулятора, к электрическому управляющему входу которого подключен выход первого фотоп рием н ика, и второго фотоприемника.

1749907 ослроиз3еденцр

4О88

Составитель С. Ильчук

Техред M. Mîðãå Hòàë

Корректор Э. Лончакова

Редактор В. Данко

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 259T Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5