Цилиндрический оптический носитель информации

 

Использование: цилиндрический оптический носитель информации для цифровой видеозаписи внешних запоминающих устройств. Сущность изобретения: устройство содержит две подложки, две регистрирующие среды, два ротора, два якоря, герметичный контейнер, иммерсионную среду. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам записи и/или воспроизведения информации с взаимным относительным перемещением оптического носителя информации и оптической головки и может быть использовано в информационной технике, например в устройствах цифровой звукозаписи, цифровой видеозаписи, в оптических внешних запоминающих устройствах ЭВМ.

Известно устройство, согласно которому цилиндрический оптический носитель информации выполнен в виде прозрачной для лазерного излучения подложки, на поверхность которой нанесен регистрирующий слой, и заключен в неподвижный герметичный контейнер с возможностью вращения и осевого перемещения [1] .

Недостатком устройства является невысокая объемная плотность записи и хранения информации, обусловленная использованием всего одной подложки со своим регистрирующим слоем.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, согласно которому цилиндрический носитель информации содержит по меньшей мере две прозрачные для лазерного излучения концентричные подложки, на поверхность которых нанесен регистрирующий слой. Причем эти концентричные подложки размещены с возможностью индивидуального вращения в неподвижном контейнере, на наружной поверхности которого размещен общий для всех подложек статор привода вращения. В торцовой части неподвижного контейнера, содержащего концентричные подложки, размещен узел фиксации подложек, являющихся наружными относительно подложки с регистрирующим слоем, на который в текущий момент времени производится запись или с которого считывается информация [2] .

Недостатком прототипа является невысокая объемная плотность записи и хранения информации из-за использования узла фиксации подложек и общего для всех подложек статора привода вращения, в силу чего толщина индивидуальных роторов, а следовательно, и толщина подложек должна быть сравнительно большой. Но это снижает число используемых подложек и суммарную информационную емкость носителя.

Целью изобретения является повышение объемной плотности записи и хранения информации путем уменьшения толщины и увеличения числа используемых подложек при одновременном повышении надежности эксплуатации.

Цель достигается тем, что в цилиндрическом оптическом носителе информации, содержащем по меньшей мере две размещенные с возможностью индивидуального вращения в неподвижном контейнере концентричные подложки, на поверхность которых нанесена регистрирующая среда, каждая подложка снабжена индивидуальным ротором электропривода вращения, причем роторы электроприводов вращения подложек размещены смещенными друг относительно друга в осевом направлении на торцовых частях своих подложек каждый напротив своего статора, размещенного вне неподвижного контейнера.

Цель достигается также тем, что в цилиндрическом оптическом носителе информации каждая подложка снабжена индивидуальным якорем электропривода осевого перемещения, причем якори электроприводов осевого перемещения подложек размещены смещенными друг относительно друга в осевом направлении на торцовых частях своих подложек каждый напротив своего статора, размещенного вне неподвижного контейнера.

Цель достигается еще и тем, что в цилиндрическом оптическом носителе информации внутренняя полость неподвижного контейнера заполнена иммерсионной средой.

На фиг. 1 показан вариант реализации заявляемого цилиндрического оптического носителя информации; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - другой вариант реализации заявляемого цилиндрического оптического носителя информации; на фиг. 4 - третий вариант реализации заявляемого цилиндрического оптического носителя информации.

Цилиндрический оптический носитель информации, изображенный на фиг. 1, 2, содержит две прозрачные для лазерного излучения концентричные подложки (и з стекла, кварца, пластика): наружную 1 и внутреннюю 2. На всю внутреннюю поверхность внутренней подложки 2 нанесена регистрирующая среда 3 (например, халькогенидная). Регистрирующая среда 4 (из такого же материала, как и среда 3) на внутреннюю поверхность наружной подложки 1 нанесена не полностью (см. фиг. 2), и в сечении, перпендикулярной оси, представляет собой разомкнутое кольцо. Другими словами, в тонкой пленке регистрирующей среды 4 имеется полностью прозрачное для лазерного излучения окно (предпочтительно прямоугольной формы). На противоположных торцах подложек 1 и 2 закреплены роторы 5 и 6 (например, магниты, намагниченные перпендикулярно оси вращения подложек 1 и 2) электроприводов вращения (например, шаговых) напротив своих статоров 7 и 8, размещенных на наружной поверхности неподвижного контейнера 9. В боковой поверхности неподвижного контейнера 9 имеется вставка 10 из прозрачного для лазерного излучения 11 материала (например, стекла, кварца, оргстекла). Внутренняя полость контейнера заполнена иммерсионной жидкой (например, дистиллированной водой, полиметилсилоксаном) или газовой средой 12. Позиционирование сфокусированного лазерного излучения 11 на регистрирующей среде 3 или 4 осуществляется подвижной головкой, не входящей в состав носителя информации. Она на чертеже условно изображена фокусирующей линзой 13, имеющей возможность перемещения как параллельно, так и перпендикулярно оси вращения подложек 1, 2.

Изображенная на фиг. 3 реализация заявляемого цилиндрического оптического носителя информации содержит три прозрачные для лазерного излучения подложки: наружную 14, среднюю 15 и внутреннюю 16. На всю внутреннюю поверхность внутренней подложки 16 нанесена регистрирующая среда 17. На внутреннюю поверхность средней 16 и наружной 14 подложек регистрирующая среда 18 и 19 нанесена не полностью, а так же, как на наружную подложку 1 предыдущей реализации заявляемого цилиндрического оптического носителя информации. На штифтах 20 и 21, закрепленных в торцовых частях внутренней подложки 16 при помощи крышек 22 и 23, размещены ротор 24 привода вращения (например, выполненный в виде магнита, намагниченного в диаметральном направлении) и якорь 25 привода осевого перемещения (например, выполненный в виде магнита, намагниченного в осевом направлении). На полых втулках 26 и 27, закрепленных в торцовых частях средней подложки 15 при помощи крышек 28 и 29, размещены ротор 30 привода вращения и якорь 31 привода осевого перемещения. Ротор же 32 привода вращения и якорь 33 привод осевого перемещения закреплены непосредственно на торцах наружной подложки 14. В крышках 22, 23, 28, 20, закрепленных в торцовых частях своих подложек, предусмотрены отверстия 34 для выравнивания давлений во внутренних полостях всех подложек. Все подложки 14-16 с закрепленными на их торцах роторами 24, 30, 32 индивидуального вращения и якорями 25, 31, 33 индивидуального осевого перемещения заключены в неподвижный контейнер 35 (предпочтительно герметичный). С целью предотвращения повреждений наружных поверхностей подложек 14-16 о внутреннюю поверхность контейнера 35 и подложек 14, 15 соответственно обеспечивается определенное соотношение между их геометрическими размерами (например, диаметр ротора 25 и исполнительного подвижного элемента 24 берется больше наружного диаметра наружной подложки 14). В боковой стенке неподвижного контейнера предусмотрена прозрачная для лазерного излучения вставка 36. На боковой стенке неподвижного контейнера 35 размещены индивидуальные для наружной 14, средней 15 и внутренней 16 подложек статоры приводов 37-39 вращения и приводов 40-41 осевого перемещения. При работе с описанным цилиндрическим оптическим носителем информации может использоваться такая же, как и с предыдущей реализацией заявляемого носителя информации, подвижная оптическая головка. Она на чертеже условно изображена фокусирующей линзой 43, имеющей возможность перемещения как вдоль, так и перпендикулярно оси вращения подложек 14-16.

Вариант реализации заявляемого цилиндрического оптического носителя информации, изображенный на фиг. 4, то предыдущих реализаций отличается прежде всего использованием иммерсионной оптической головки, условно изображенной иммерсионной фокусирующей линзой 44, неподвижно закрепленной на прозрачной для лазерного излучения 45 вставке 46 в боковой поверхности неподвижного контейнера 47, длина которого по меньшей мере вдвое превышает длину концентричных наружной 48 и внутренней 49 подложек, прозрачных для лазерного излучения 45. На внутреннюю поверхность наружной 48 и внутренней 49 подложек нанесены регистрирующая среда 50 и 51 соответственно. На торцовой части наружной подложки 48 закреплены ротор 52 привода вращения и якорь 53 привода осевого перемещения, между которыми введена кольцевая вставка 54 из немагнитного материала (например, из меди). На противоположной торцовой части внутренней подложки 49 закреплены ротор 55 привода вращения и якорь 56 привода осевого перемещения, между которыми введена вставка 57 из немагнитного материала. Ротор 52 привода вращения и якорь 53 привода осевого перемещения наружной подложки находятся напротив своих статоров 58 и 59 соответственно, которые при помощи дополнительного привода (на чертеже для простоты не показанного) могут перемещаться в осевом направлении относительно неподвижного контейнера 47. Ротор 55 привода вращения и якорь 56 привода осевого перемещения внутренней подложки 49 находятся напротив своих статоров 60 и 61 соответственно, которые при помощи второго дополнительного привода (на чертеже для простоты не показанного) могут перемещаться в осевом направлении относительно неподвижного контейнера 47. Внутренняя полость контейнера 47 заполнена иммерсионной средой 62.

Аналогичные узлы и элементы в различных реализациях заявляемого цилиндрического оптического носителя информации могут быть выполнены аналогичным образом.

Возможны и иные варианты реализации заявляемого цилиндрического оптического носителя информации, отличающиеся количеством регистрирующих слоев на каждой подложке, геометрией их размещения, числом подложек, материалом подложек (которые в общем случае могут быть и непрозрачными), креплением роторов приводов вращения и якорей приводов осевого перемещения на подложках, конструкцией неподвижного контейнера, размещением статоров во внутренней полости роторов и якорей и другими особенностями.

Цилиндрический оптический носитель информации работает следующим образом.

В цилиндрическом оптическом носителе информации, изображенном на фиг. 1, 2, запись или считывание информации с регистрирующей среды 4, нанесенной на наружную прозрачную для лазерного излучения подложку 1, происходит обычным образом. А именно, приводом вращения, включающим в себя статор 7 и ротор 5, приводится во вращение подложка 1 с регистрирующей средой 4. Одновременно перемещением подвижной оптической головки 13 в осевом направлении отыскивается и удерживается заданная информационная дорожка, а перемещением фокусирующей линзы 13 в радиальном направлении лазерное излучение 11 фокусируется на этой дорожке. Для реализации этого процесса могут использоваться любые известные системы автофокусировки, автотренинга и позиционирования. Затем любым известным способом на информационных дорожках записывается или считываются данные. При этом допустимо как вращение (самопроизвольное, либо под воздействием собственного привода вращения), так и останов внутренней подложки 2. При записи же или считывании информации с регистрирующей среды 3, нанесенной на внутреннюю подложку 2, наружную подложку 1 необходимо остановить и зафиксировать в таком положении, при котором напротив регистрирующего излучения 11 окажется участок наружной подложки 1 без регистрирующей среды 4. Для такой фиксации наружной подложки 1 в статоре 7 создается неподвижное или пульсирующее магнитное поле, удерживающее ротор 5 от вращения. При этом в статоре 8 создается вращающееся магнитное поле, вращающее ротор 6 и с ним внутреннюю подложку 2 с нанесенной на нее регистрирующей средой 3. Перемещением фокусирующей линзы 13 описанным выше образом обеспечивается позиционирование и удержание информационной дорожки, а также автофокусировка на ней лазерного излучения 11. Заполнение внутренней полости неподвижного контейнера 9 иммерсионной средой 12 способствует увеличению коэффициента пропускания наружной подложки 1 при записи или считывании информации с регистрирующей среды 3, нанесенной на внутреннюю подложку 2.

В цилиндрическом оптическом носителе информации, изображенном на фиг. 3, в отличие от предыдущей реализации прозрачных для лазерного излучения подложек уже три 14-16 и закрепленные на них роторы 33, 31, 25 индивидуальных приводов вращения расположены в одном и том же конце неподвижного контейнера 35 (что не обязательно). Поэтому статоры 40-42 соответствующих им индивидуальных приводов вращения размещены рядом на наружной поверхности неподвижного контейнера 35 в той же концевой его части. Позиционирование и перефокусировка лазерного излучения с одного регистрирующего слоя на другой осуществляются так же, как в предыдущей реализации цилиндрического оптического носителя информации в результате соответствующего перемещения (осевого и радиального) фокусирующей линзы 43. Вместе с тем, в отличие от предыдущей реализации, в описываемом варианте для целей автотренинга используются индивидуальные для каждой подложки 14-16 точные приводы осевого перемещения, якори 32, 30, 24 которых закреплены на противоположных торцах подложек 14-16 аналогично роторам 33, 31, 25 приводов вращения. Соответствующие этим индивидуальным точным приводам осевого перемещения статоры 37-39 закреплены на наружной поверхности неподвижного контейнера 35 аналогично статорам 40-42 индивидуальных приводов вращения. Запись и считывание информации на описанном носителе могут осуществляться любым известным методом.

Изображенный на фиг. 4 вариант реализации заявляемого цилиндрического оптического носителя информации предназначены для работы с иммерсионной оптикой. Поэтому фокусирующий объектив 44 (условно показанный в виде фокусирующей линзы) неподвижно закреплен на прозрачной для лазерного излучения вставке 46 на боковой поверхности неподвижного контейнера 47, заполненного иммерсионной среды 62. В отличие от предыдущих реализаций носителя регистрирующая среда 50 и 51 нанесена полностью на внутреннюю поверхность наружной 48 и внутренней 49 концентричных подложек, которые помимо вращательного могут также совершать осевое перемещение внутри неподвижного контейнера 47, чем и обеспечивается процесс позиционирования. Для реализации этих перемещений наружной 48 и внутренней 49 подложек на их противоположных торцах закреплены роторы 52, 55 приводов вращения и якори 53, 56 приводов точного осевого перемещения. Соответствующие им статоры 58, 50 и 59, 61 размещены с возможностью осевого перемещения на наружной поверхности неподвижного контейнера 47. Поэтому при перемещении относительно контейнера 47 статоров 58, 59 за счет краевых электромагнитных полей внутри них удерживаются ротор 52 привода вращения и якорь 53 привода точного осевого перемещения, вследствие чего перемещается относительно пучка лазерного излучения 45, фокусирующего неподвижной линзой 44, наружная прозрачная для лазерного излучения подложка 48 с регистрирующей средой 50. При этом процесс вращения и слежения за дорожкой приводами вращения и точного осевого перемещения обеспечивается таким же, как и в предыдущей реализации заявляемого носителя, образом. Аналогично перемещением статоров 60, 61 обеспечивается позиционирование внутренней подложки 49 с регистрирующей средой 51, а взаимодействие создаваемых статорами 60, 61 электромагнитных полей с ротором 55 и якорем 56 обеспечивает вращение внутренней подложки 49 и слежение за информационной дорожкой на регистрирующей среде 51. Очевидно, что при записи или считывании информации с регистрирующей среды 51 на внутренней подложке 49 наружная подложка 48 за счет перемещения статора 58, 59 должна быть отведена к торцу неподвижного контейнера 47 (чтобы не перекрывать собой лазерное излучение), и наоборот. Перефокусировка лазерного излучения 45 с одной подложки на другую в описываемом варианте носителя информации обеспечивается перемещением в оптической головке дополнительного фокусирующего объектива, на чертеже для простоты не показанного.

Таким образом, использование в заявляемом цилиндрическом оптическом носителе информации концентричных подложек с нанесенной на них регистрирующей средой позволяет многократно повысить объемную плотность записи и хранения информации при высокой надежности их эксплуатации, что обусловлено использованием для целей фиксации нерабочих подложек индивидуальных приводов вращения. Поэтому становится возможным исключить из конструкции заявляемого носителя малонадежный дополнительный узел фиксации неработающих подложек, присутствующий в прототипе.

(56) 1. Патент США N 4829503, кл. 309-111, 1985.

2. Патент США N 5034943, кл. G 11 B 7/08, 1986.

Формула изобретения

1. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ОПТИЧЕСКИЙ НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ , содеpжащий по меньшей меpе две pазмещенные с возможностью индивидуального вpащения в неподвижном контейнеpе концентpичные подложки, на повеpхность котоpых нанесена pегистpиpующая сpеда, отличающийся тем, что каждая подложка снабжена индивидуальным pотоpом электpопpивода вpащения, пpичем pотоpы электpопpиводов вpащения подложек смещены относительно дpуг дpуга в осевом напpавлении и pазмещены на тоpцевых частях своих подложек каждый напpотив своего статоpа, pазмещенного вне неподвижного контейнеpа.

2. Носитель инфоpмации по п. 1, отличающийся тем, что каждая подложка снабжена индивидуальным якоpем электpопpивода осевого пеpемещения, пpичем якоpи электpопpиводов осевого пеpемещения подложек смещены относительно дpуг дpуга в осевом напpавлении и pазмещены на тоpцевых частях своих подложек каждый напpотив своего статоpа, pазмещенного вне неподвижного контейнеpа.

3. Носитель инфоpмации по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что внутpенняя полость неподвижного контейнеpа заполнена иммеpсионной сpедой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4