СПОСОБ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРА Российский патент 2013 года по МПК G11B7/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Запись и воспроизведение звука.

Уровень техники

В текущее время имеются следующие основные способы записи и

воспроизведения звука:

- аналоговые на магнитную ленту (на компакт кассеты и бобины), на грампластинки (например, виниловые диски);

- цифровые способы, с помощью преобразования в цифровой (двоичный формат) и последующей записью, для чего применяются компакт диски (CD, DVD), переносные жесткие диски, карты флэш-памяти (запись музыки в цифровом формате, например МР3).

Наиболее близким к изобретению аналогом (прототипом) является цифровая запись на компакт диск (CD). См. Библиографические данные. Наиболее существенными признаками заявляемого изобретения, совпадающими с аналогом, являются: небольшой размер носителя, запись на вращающемся носителе по спиральной дорожке, покрытие носителя записи прозрачным защитным слоем, удобство считывающего лазерного устройства. Основной причиной, препятствующей получению технического результата при использовании прототипа (цифровой записи на компакт диск), является преобразование звука в цифровой формат с последующим декодированием при воспроизведении с помощью различных кодирующих систем, что формирует различные искажения звука и снижает качество записи и воспроизведения.

Раскрытие изобретения

При осуществлении предлагаемого способа записи и воспроизведения звука достигаются следующие технические результаты:

- получать моно-, стерео- и многоканальную запись звука объемного звучания более высокого качества на внешнем носителе (диск), сохраняя профиль звуковой спиральной дорожки на носителе, защищенном от внешних воздействий защитным слоем лака, за счет уменьшения искажения формы считываемого сигнала по сравнению с существующими носителями, т.к. достигается более высокая точность считывания сигнала по сравнению с виниловым диском и не производится дополнительное кодирование и декодирование звука как на компакт-диске;

- увеличивать количество воспроизведений носителя без потери качества звука, в отличие от записи на виниловом диске, где поверхность спиральной дорожки на носителе царапается иглами звукоснимателей и качество ухудшатся с каждым воспроизведением за счет механического воздействия на спиральную дорожку на носителе;

- упростить схему и уменьшить количество дополнительных блоков в устройствах записи и воспроизведения и снизить затраты на программное обеспечение по сравнению с компакт-диском, где используется цифровое кодирование и декодирование звука, за счет чего происходит снижение себестоимости устройства записи и воспроизведения;

- увеличивается плотность записи аналогового звукового сигнала на единицу площади носителя, за счет чего при меньшем размере носителя время воспроизведения сохраняется или увеличивается.

Основная задача, на которую направлено изобретение - получение записи звука в формате моно-, стерео-, многоканальной записи звука объемного звучания высокого качества с его последующим тиражированием на внешнем носителе (диск), для последующего воспроизведения, сохраняя профиль спиральной дорожки носителя звука, защищенным от внешних механических воздействий при воспроизведении.

Признаки, характеризующие способ записи и воспроизведения звука с помощью лазера:

- источником светового сигнала при записи и воспроизведении является лазер;

- запись звука на спиральную дорожку диска-носителя производится без цифрового кодирования, и, соответственно, считывается звук при воспроизведении без декодирования, т.к. запись и воспроизведение производятся в аналоговом формате;

- запись и воспроизведение производят на диске по спиральной дорожке, вращающемся с постоянной линейной скоростью;

- запись производится на диск (матричный диск) лазерным лучом, мощность луча определяется исходя из температуры, достаточной для удаления части слоя диска, используемого для формирования профиля звуковых дорожек;

- лазерный луч в процессе записи изменяет мощность в зависимости от изменения частотной характеристики аналогового сигнала, поступающего в виде электрических импульсов с микрофона или другого устройства, воспроизводящего звукозапись;

- запись осуществляется в формате моно-, стерео- или многоканального звука объемного звучания на одной или нескольких спиральных дорожках, в зависимости от выбранного варианта записи, причем каждая дорожка является отдельным каналом записываемого звука;

- при воспроизведении считывание записи производится с носителя записи (диска) одним или несколькими оптическими приемниками светового сигнала, отраженного с носителя записи (диска);

- источником светового сигнала является лазер (предпочтительно использовать лазер одной световой частоты при записи и при воспроизведении). При наличии нескольких звуковых дорожек (каналов) источником светового сигнала также является лазер, сигнал которого разделяется на несколько световых потоков с помощью линз. В случае необходимости можно использовать несколько лазеров одной или разных световых частот как при записи, так и при воспроизведении;

- воспроизведение записи производится с диска, вращающегося с постоянной линейной скоростью.

Осуществление изобретения

Признаки, характеризующие устройство и диск-носитель информации:

- диаметр носителя (диска) - 120 мм - равен диаметру компакт-диска (по ГОСТ 28376-89 - «Компакт-диск. Параметры и размеры.»);

- запись можно осуществлять на обеих сторонах, при этом область этикетки (наклейки) выделяется в центральную область диска вокруг центрального отверстия (диаметр 15,0 мм) и на зоне фиксации диска (максимальный внешний диаметр опорной зоны диска 33,0 мм);

- прочие характеристики диска также согласуются (одинаковы) с ГОСТ 28376-89;

- характеристики устройства воспроизведения по ГОСТ 27418 «Проигрыватель компакт-дисков»;

- при необходимости нанесения на диск одновременно с аналоговой записью цифровой кодированной информации используются характеристики способа записи по ГОСТ 27667, в дополнение производится разделение областей записи диска на аналоговую и цифровую;

- запись производится на диск (или матричный диск) лазерным лучом, мощность луча определяется исходя из температуры, достаточной для удаления части слоя диска, используемого для формирования профиля звуковых дорожек. Основной характеристикой, определяющей изменение мощности луча лазера, является изменение частотной и мощностной характеристики звукового аналогового сигнала с микрофона или другого звуковоспроизводящего устройства;

- воспроизведение записи с диска производится при мощности луча лазера, достаточной только для получения оптическим приемником светового сигнала, отраженного с носителя записи - диска.

Способ позволяет:

- улучшить качество воспроизведения звука по сравнению с существующими способами записи и носителями за счет уменьшения искажения формы считываемого сигнала по сравнению с первоначальным;

- увеличить объем записанной информации на единицу площади носителя за счет уменьшения размера дорожки, по сравнению с виниловыми дисками; по сравнению с CD-дисками объем записи также можно увеличить, т.к. запись не преобразовывается в двоичный код, поэтому занимает меньше площади при записи;

- совмещать запись на носителе в аналоговом и цифровом формате, для быстрого переключения между отдельными произведениями и считывании дополнительной информации о записи;

- осуществлять и одно- и двухстороннюю запись и воспроизведение звука на диске-носителе;

- осуществлять запись и считывание звука на нескольких дорожках для создания моно-, стерео- и многоканального звука, с эффектом объемного звука;

- тиражировать запись матричным копированием;

- увеличивать защиту авторских прав, в связи с уменьшением возможностей пиратского копирования записей с дисков, записанных в аналоговом формате предлагаемым способом.

Библиографические данные

1. ГОСТ 28376-89 - «Компакт-диск. Параметры и размеры».

2. ГОСТ 27418 «Проигрыватель компакт-дисков».

3. Kees A. Schouhamer Immink, Fellow, Audio Engineering Society Institute for Experimental Mathematics, Essen, Germany, Journal of the AES, vol. 46, pp.458-465, 1998.

4. ГОСТ 27667 «Система записи».

Предложен способ записи и воспроизведения звука с помощью лазера. Запись и считывание осуществляют в аналоговом формате. Поверхность носителя разделяют на разделы, которые разделяют данные в цифровом и аналоговых форматах. Оптический диск используют одновременно для хранения, записи и воспроизведения аналоговой и цифровой информации на спиральной дорожке. На дорожке создают изменяющийся рельеф, отражающий изменения звуковых волн от источника аналогового сигнала на слое хранения информации. Когда считывают запись оптическим приемником отраженного луча лазера и преобразуют сигнал из оптического в аналоговый, сигнал изменяют согласно длительности и мощности отраженного оптического сигнала на спиральной дорожке носителя. Техническим результатом является увеличение объема записанной информации на единицу площади носителя.

Способ записи и воспроизведения звука с помощью лазера (наиболее близким прототипом является запись и воспроизведение звука на компакт-диске лазером в цифровом формате), заключающийся в том, что:
- запись производят одним или несколькими лазерами с одинаковой или различной длиной волны/светового луча и считывают одним или несколькими лазерами и приемниками одновременно по одной или нескольким спиральным дорожкам для создания моно, стерео, многоканального звука с эффектом объемного звука;
- звук записывают и воспроизводят с помощью лазера на носителе по спиральной дорожке, на которую воздействуют лучом лазера с изменяющейся мощностью, чем создают изменяющийся рельеф дорожки на слое хранения информации на поверхности носителя;
- считывают запись с носителя оптическим приемником отраженного луча лазера с постоянным приемом отраженного луча с изменяющейся длительностью времени отражения, далее преобразуют сигнал из оптического в аналоговый;
- носитель в процессе записи и воспроизведения вращают с постоянной линейной скоростью, в качестве носителя информации используют оптический диск диаметром 120 мм, состоящий из прозрачной основы, отражающего и защитного слоя;
отличающийся тем, что
звук записывают и считывают с носителя в аналоговом, а не в цифровом формате, причем поверхность носителя разделяют на разделы, которые разделяют данные в цифровом и аналоговых форматах, и оптический диск используют одновременно для хранения, записи и воспроизведения аналоговой и цифровой информации на спиральной дорожке, на которую воздействуют лучом лазера с изменяющейся мощностью согласно амплитуде поступающего аналогового сигнала и создают изменяющийся рельеф дорожки, отражающий изменения звуковых волн от источника аналогового сигнала на слое хранения информации на поверхности носителя, когда считывают запись оптическим приемником отраженного луча лазера и преобразуют сигнал из оптического в аналоговый, сигнал изменяют согласно длительности и мощности отраженного оптического сигнала на спиральной дорожке носителя.