ОПТИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1998 года по МПК G11B7/00 G11B7/09 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к системам оптической записи и/или воспроизведения информации, и может быть использовано в качестве внешнего запоминающего устройства ЭВМ и в измерительных системах различного назначения, в которых измеряемая величина представлена в виде повторяющихся приращений.

Известно оптическое запоминающее устройство, содержащее носитель информации, объектив, укрепленный на позиционере, лазерный интерферометр, оптический блок, привод вращения носителя информации и электронный блок [1] Поиск требуемого фрагмента информации в данном устройстве осуществляется посредством позиционирования объектива в заданную зону носителя информации. Контроль смещения объектива осуществляется при помощи лазерного интерферометра.

Недостатком данного оптического запоминающего устройства является низкая плотность записи информации, что связано с отсутствием слежения за положением носителя информации относительно объектива при нанесении опорных дорожек.

Наиболее близким по технической сущности является оптическое запоминающее устройство, которое содержит лазер, модулятор света, оптический блок, микрообъектив и цилиндрический носитель информации с приводом его вращения, размещенный в цилиндрическом контейнере, наполненном жидкой или газовой средой, а также позиционер [2] Запись информации производится путем перфорации фоточувствительного слоя сфокусированным лазерным излучением.

Недостатком оптического запоминающего устройства-прототипа является низкая плотность записи информации. Это связано с тем, что при разметке опорных дорожек отсутствует слежение за положением носителя информации и не компенсируются его колебания вдоль оси вращения. Поэтому, чтобы опорные дорожки не перекрывались, требуется увеличение периода их нанесения.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в оптическое запоминающее устройство, содержащее оптически связанный лазер, оптический блок, микрообъектив и цилиндрический герметичный носитель информации, размещенный в цилиндрическом контейнере, наполненном жидкой или газообразной средой, статоры приводов вращения и позиционирования носителя информации, механически укрепленные на цилиндрическом контейнере, электронный блок, дополнительно введен интерферометр, состоящий из оптически связанных лазера, коллиматора, светоделительной пластины, светоделительного кубика, двух фотоприемников, базового плеча интерферометра, включающего компенсатор и зеркало, измерительного плеча интерферометра, выполненного в виде авторефлектора, состоящего из линзы и зеркала, установленного в фокусе линзы, и помешенных в один корпус с роторами приводов вращения и позиционирования носителя информации, причем авторефлектор расположен внутри цилиндрического контейнера и механически связан с подвижным носителем информации. Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан упрощенный разрез заявляемого оптического запоминающего устройства; на фиг. 2 схематично изображена конструкция интерферометра; на фиг. 3 разрез авторефлектора; на фиг. 4 функциональная схема электронного блока. Оптическое запоминающее устройство (фиг. 1) состоит из оптически связанных лазера 1, оптического блока 2, микрообъектива 3, контейнера 4, заполненного газообразной или жидкой средой 5, например, иммерсионной жидкостью, цилиндрического герметичного носителя информации 6, на внутренней поверхности которого нанесено регистрирующее покрытие 6, интерферометра 7, электродвигателя вращения, состоящего из статора электродвигателя вращения носителя информации 8 и ротора электродвигателя вращения 9, линейного электродвигателя позиционирования носителя информации, состоящего из статора линейного электродвигателя позиционирования 11, измерительного плеча интерферометра авторефлектора 12, соединительной магистрали 13 и электронного блока 14, состоящего из ПЭВМ 33, контроллера 34, преобразователей ток-напряжение 28, компараторов 29, блока формирования импульсов сложения и вычитания 30, блока анализатора процесса перемещения 31 и блока управления двигателем позиционирования 32, причем электронный блок 14 также электрически связан с оптическим блоком 2 и лазером 1. Ротор электродвигателя вращения носителя информации 9 и ротор линейного электродвигателя позиционирования 11 механически связаны с авторефлектором 12, а статор электродвигателя вращения 8 и статор электродвигателя позиционирования 10 механически закреплены на боковой поверхности контейнера 4. У среза торцов контейнера 4 выполнены отверстия, к которым подключена соединительная магистраль 13. В одном из торцов контейнера 4 установлено прозрачное окно 15, другой торец закрывается герметичной пробкой 16.

На фиг. 2 схематично изображена конструкция интерферометра, состоящего из оптически связанных лазера 17, коллиматора 18, светоделительной пластины 19, прозрачного окна 15, иммерсионной среды 5, авторефлектора 12, компенсатора 20, зеркала 21, светоделительного кубика 22, фотоприемников 23.

На фиг. 3 изображен продольный разрез авторефлектора, состоящего из цилиндрического корпуса 24 и размещенных в нем оптически связанных плосковыпуклой линзы 25, обращенной плоской поверхности наружу, зеркала 26, установленного в фокусе плосковыпуклой линзы 25, ротора электродвигателя вращения 9 и ротора линейного электродвигателя позиционирования 11. Корпус авторефлектора 24 механически связан с носителем информации 6 при помощи муфты 27.

На фиг. 4 приведена функциональная схема электронного блока, состоящего из преобразователя ток-напряжение 28, компаратора 29, узла формирования импульсов сложения и вычитания 30, узла анализатора процесса перемещения 31, узла управления двигателем вращения 32, ПЭВМ 33 и контроллера 34.

Оптическое запоминающее устройство (фиг. 1) работает следующим образом. Запись информации осуществляется путем перфорации лазерным излучением регистрирующего покрытия 6', либо посредством изменения его фазового состояния. Регистрирующее покрытие 6' наносится на внутреннюю поверхность трубчатой подложки цилиндрического герметичного носителя информации 6. Считывание информации осуществляется излучением меньшей интенсивности. Цилиндрический герметичный носитель информации вращается с помощью электродвигателя вращения 8, ротор 9 которого вместе с ротором линейного электродвигателя позиционирования 11 укреплены в корпусе авторефлектора 12 и состыкованы с цилиндрическим герметичным носителем информации 6.

При позиционировании цилиндрический герметичный носитель информации 6 перемещается в направлении своей продольной оси при помощи электродвигателя позиционирования. Положение вращающегося цилиндрического носителя информации 6 определяется при помощи интерферометра 7 с точностью λ/4 Луч полупроводникового лазера 17 (фиг. 2) проходит через коллиматор 18, который формирует параллельный пучок, и поступает на светоделительную пластину 19, которая делит луч по амплитуде и направляет его по двум различным каналам. Одна часть излучения поступает в измерительное плечо интерферометра и, пройдя через прозрачное окно 15, слой иммерсионной среды 5, попадает в авторефлектор 12, который обеспечивает отражение луча в обратном направлении. Применение авторефлектора в качестве отражающего элемента в измерительном плече интерферометра позволяет сделать его не чувствительным к угловым наклонам отражающего элемента, возникающих в процессе его вращения. Далее луч вновь поступает на светоделительную пластину 19. Другая часть излучения поступает в базовое плечо, проходит компенсатор 20, служащий для выравнивания оптических путей в обоих плечах интерферометра, и, отразившись от зеркала 21, также падает на светоделительную пластину 19. Интерференционная картина, возникшая в результате интерференции лучей, поступивших из базового и измерительного плеч, анализируется фотоприемниками 23, установленными в плоскости наблюдения интерференционной картины таким образом, чтобы получить электрические сигналы сдвинутые по фазе на четверть периода, что необходимо для определения направления перемещения авторефлектора 12 и, соответственно, носителя информации 6. Электрические сигналы поступают в электронный блок 14 (фиг. 1), на входы преобразователей типа ток-напряжение 28 (фиг. 4), с выходов которых сигналы подаются на компараторы 29. Усиленные и сформированные сигналы с выходов компараторов поступают на блок формирования импульсов сложения и вычитания 30, на выходе которого формируются последовательности коротких прямоугольных импульсов, соответствующих прямому +V и обратному -V движению носителя информации. За период входного сигнала на выходе формирователя 30 формируются четыре импульса, что позволяет увеличить точность измерения положения носителя информации в четыре раза, и которая достигает значения λ/4 что позволяет, в свою очередь, повысить плотность расположения информационных и опорных дорожек на носителе информации. Выход +V блока 30 подключен к "+" входу, а выход -V подключен к "-" входу блока анализатора процесса перемещения носителя информации 31, а на вход этого блока подается от ПЭВМ 33 через контроллер 34 код числа дорожек, на которое необходимо произвести перемещение носителя информации. Выходные сигналы анализатора 30 - направление перемещения (" U_напр." на фиг. 4) и скорость перемещения (" V_перем" на фиг. 4) подаются на входы 1 и 2 блока управления двигателем позиционирования 32, который вырабатывает управляющие сигналы для статора электродвигателя позиционирования ("V_упр" на фиг. 4).

Использование: в приборостроении, в частности, в системах оптической записи и/или воспроизведения информации. Сущность изобретения: оптическое запоминающее устройство содержит оптически связанные лазер, оптический блок, микрообъектив и цилиндрический герметичный носитель информации, размещенный в цилиндрическом контейнере, наполненном жидкой или газообразной средой, статоры приводов вращения и позиционирования носителя информации, механически укрепленные на цилиндрическом контейнере, электронный блок, интерферометр, состоящий из оптически связанных лазера, коллиматора, светоделительной пластины, светоделительного кубика, двух фотоприемников, базового интерферометра, включающего компенсатор и зеркало, измерительного плеча интерферометра, выполненного в виде авторефлектора, который состоит из линзы и зеркала, установленного в ее фокусе, и помещенных в один корпус с роторами приводов вращения и позиционирования носителя информации. Авторефлектор расположен внутри цилиндрического контейнера и механически связан с подвижным носителем информации. 4 ил.

Оптическое запоминающее устройство, содержащее оптически связанные лазер, оптический блок, микрообъектив и цилиндрический герметичный носитель информации, размещенный в цилиндрическом контейнере, наполненном жидкой или газообразной средой, статоры приводов вращения и позиционирования носителя информации, механически укрепленные на цилиндрическом контейнере, электронный блок, связанный с приводами вращения и позиционирования носителя, отличающееся тем, что в устройство введен интерферометр, связанный с электронным блоком и состоящий из оптически связанных лазера, коллиматора, светоделительной пластины, светоделительного кубика, двух фотоприемников, базового плеча интерферометра, включающего компенсатор и зеркало, измерительного плеча интерферометра, выполненного в виде авторефлектора, состоящего из линзы и зеркала, установленного в фокусе линзы и помещенного в один корпус с роторами приводов вращения и позиционирования носителя информации, причем авторефлектор расположен внутри цилиндрического контейнера и механически связан с подвижным носителем информации.