CN113744766A - 一种数据读取、写入装置及数据读取、写入方法 - Google Patents

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Abstract

一种数据读取、写入装置及数据读取、写入方法，其中，在数据读取装置或数据写入装置中，通过设置包括多个激光头的光头阵列，增加用于数据读写的激光头的数量，并且对每个激光头进行改进，在每个激光头中设置多个焦点，这样，在一次数据读写过程中，可以通过该多个激光头以及激光头中的多个焦点，实现多数据的并行读写，可以提高光存储介质的数据读写的吞吐量。

Description

一种数据读取、写入装置及数据读取、写入方法
技术领域
本申请涉及存储技术领域，尤其涉及一种数据读取、写入装置及数据读取、写入方法。
背景技术
光存储是一种常用的数据存储方式，其主要原理是：利用光的频率、偏振、折射率等参量的变化以及光量子与物质的相互作用来存储数据。在光存储技术中，普遍的数据读写的方式是：通过旋转主轴带动光存储介质高速旋转，然后通过用于进行数据读写的激光头，从光存储介质中读写数据。
然而，随着光存储介质中存储的数据量越来越大，为了满足快速读写数据的需求，需要提高光存储介质的数据读写的吞吐量。
发明内容
本申请提供一种数据读取、写入装置及数据读取、写入方法，用以提高光存储介质的数据读写的吞吐量。
第一方面，提供一种数据读取装置，该数据读取装置包括光信号发生器、光头阵列以及处理模块。其中，光信号发生器，用于产生光信号，然后将该光信号发送到光头阵列。光头阵列包括多个激光头，每个激光头包括多个焦点，该多个激光头用于接收光信号发生器产生的光信号，并通过每一个激光头的多个焦点将接收的光信号作用于光存储介质的多个数据点，以获得多个数据信号。处理模块，用于接收该多个数据信号，并对该多个数据信号进行处理，得到读取的数据。
在上述数据读取装置中，通过设置包括多个激光头的光头阵列，可以增加用于读取数据的激光头的数量，并且每个激光头中设置多个焦点，这样，在一次数据读取过程中，可以通过该多个激光头以及该多个焦点，实现多数据的并行读取，可以提高光存储介质读数据的吞吐量。
在一种可能的设计中，多个激光头包括m行*n列，其中m和n的乘积不小于2。
在上述数据读取装置中，该多个激光头可以是呈一行多列的方式排布，或者可以呈多行多列的方式排布，或者可以呈多行一列的方式排布，可以增加数据读取装置的灵活性。
在一种可能的设计中，光存储介质的形状包括矩形。
在上述数据读取装置中，该光存储介质的形状可以不限于圆形，例如可以包括多边形，例如为矩形或者三角形等。
在一种可能的设计中，该数据读取装置还包括运动平台和运动控制器，其中，运动平台用于放置所述光存储介质。运动控制器，连接该运动平台，用于根据读取的数据的存储地址，控制光存储介质在该光存储介质所在的平面上沿第一方向移动，或沿与第一方向垂直的第二方向移动。
在上述数据读取装置中，运动控制器不再控制光存储介质旋转运动，而是控制光存储介质在其所在的平面上沿第一方向或与第一方形垂直的第二方向移动，从而可以降低运动控制器控制光存储介质进行运动的复杂度，可以增加运动控制器的可实现性。
在一种可能的设计中，处理模块包括多个探测器和处理器，其中，多个探测器中的每个探测器用于探测通过一个激光头获得的一个数据信号。处理器，连接该多个探测器，用于获取每个探测器探测到的数据信号，并对每个探测器探测到的数据信号进行处理，得到读取的数据。
在上述数据读取装置中，可以通过探测器和处理器的结合，来实现对数据信号的采集和处理过程，实现方式简单，可以降低数据读取装置的复杂度。
在一种可能的设计中，光信号发生器产生的光信号为连续激光信号。
第二方面，提供一种数据写入装置，该数据写入装置包括光信号发生器、多个光调制器以及光头阵列。其中，光信号发生器用于产生光信号，然后将产生的光信号发送给多个光调制器。多个光调制器中的每个光调制器用于接收该光信号，并根据待存储数据对接收的光信号进行调制，获得多个调制信号，并将该多个调制信号发送到光头阵列。光头阵列包括多个激光头，每个激光头包括多个焦点，该多个激光头用于接收该多个光调制器发送的多个调制信号，并根据接收的多个调制信号分别控制对应的多个焦点的通断，以将待存储数据并行写入光存储介质，其中，一个激光头接收一个光调制器发送的多个调制信号。
在上述数据写入装置中，通过设置包括多个激光头的光头阵列，可以增加用于写入数据的激光头的数量，并且每个激光头中设置多个焦点，这样，在一次数据写入过程中，可以通过该多个激光头以及该多个焦点，实现多数据的并行写入，可以提高光存储介质写数据的吞吐量。
在一种可能的设计中，该多个激光头包括m行*n列，其中m和n的乘积不小于2。
在一种可能的设计中，每个激光头的多个焦点位于同一行，且每个焦点的通断控制是独立的。
在上述数据写入装置中，光头阵列中每个焦点的通断控制可以是独立的，例如，在某个时刻，一个激光头中的多个焦点可以一部分处于连通状态，另一部分处于断开状态，多个焦点的通断状态不相互影响，从而可以通过控制多个焦点的通断状态，向光存储介质中写入数据。
在一种可能的设计中，该光存储介质的形状包括矩形。
在一种可能的设计中，该数据写入装置还包括运动平台和运动控制器。其中，运动平台用于放置所述光存储介质；运动控制器，连接运动平台，用于根据待存储数据对应的存储地址，控制光存储介质在该光存储介质所在的平面上沿第一方向移动，或，沿与第一方向垂直的第二方向移动。
在一种可能的设计中，光信号发生器产生的光信号为脉冲激光信号。
第三方面，提供一种数据读取方法，该数据读取方法由数据读取装置执行，其中，数据读取装置包括光信号发生器、光头阵列以及处理模块，该数据读取方法包括：光信号发生器产生光信号，然后将产生的光信号发送到光头阵列。光头阵列包括多个激光头，每个激光头包括多个焦点，该多个激光头接收到该光信号后，通过每一个激光头的多个焦点将该光信号作用于光存储介质的多个数据点，以获得多个数据信号。处理模块接收该多个数据信号，并对该多个数据信号进行处理，得到读取的数据。
在一种可能的设计中，该数据读取装置还包括运动平台和运动控制器，运动平台用于放置光存储介质，则该运动控制器可以根据数据的存储地址，控制光存储介质在该光存储介质所在的平面上沿第一方向或第二方向移动，第一方向和第二方向垂直。
在一种可能的设计中，该数据读取装置中的处理模块包括多个探测器和处理器，则每个探测器探测通过一个激光头获得的一个数据信号，然后由处理器获取每个探测器探测到的数据信号，并对每个探测器探测到的数据信号进行处理，得到所述数据。
第四方面，提供一种数据写入方法，该数据写入方法由数据写入装置执行，该数据写入装置包括光信号发生器、多个光调制器以及光头阵列，该数据写入方法包括：光信号发生器产生光信号，然后将光信号发送给多个光调制器。多个光调制器中的每个光调制器接收该光信号，并根据待存储数据对该光信号进行调制，获得多个调制信号，并将该多个调制信号发送给光头阵列。光头阵列包括多个激光头，每个激光头包括多个焦点，该多个激光头接收该多个光调制器发送的多个调制信号，并根据接收的多个调制信号分别控制对应的多个焦点的通断，以将待存储数据并行写入光存储介质，其中，一个激光头接收一个光调制器发送的多个调制信号。
在一种可能的设计中，该数据写入装置还包括运动平台和运动控制器，其中，运动平台用于放置光存储介质，则运动控制器可以根据待存储数据对应的存储地址，控制光存储介质在该光存储介质所在的平面上沿第一方向或第二方向移动，第一方向和第二方向垂直。
上述第二方面至第四方面及其实现方式的有益效果可以参考对第一方面的装置及其实现方式的有益效果的描述。
附图说明
图1为相关技术中光存储介质的数据读写装置的一种示例的示意图；
图2为本申请实施例提供的数据读取装置的一种示例的结构示意图；
图3A～图3C为本申请实施例提供的光头阵列的排布方式的示意图；
图4A～图4B为本申请实施例提供的光头阵列中每个光头所包括的多个焦点的排布方式的示意图；
图5为本申请实施例提供的光信号发生器的一种示例的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的光信号发生器的另一种示例的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的处理模块的一种示例的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的处理模块的另一种示例的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的数据读取装置的另一种示例的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的运动控制器对光存储介质的运动控制的第一种示例的示意图；
图11为本申请实施例提供的运动控制器对光存储介质的运动控制的第二种示例的示意图；
图12为本申请实施例提供的数据写入装置的一种示例的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的多个光调制器的一种示例的结构示意图；
图14为本申请实施例提供的多个光调制器和数据处理器的一种示例的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的数据读取方法的流程图；
图16为本申请实施例提供的数据写入方法的流程图。
具体实施方式
为了使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。
为便于说明，下面对本申请所涉及的技术术语进行说明。
1)光存储介质，是指通过激光照射介质，通过激光与介质之间的相互作用导致存储介质的物理性质发生变化来存储信息的存储介质。例如，可以包括传统的数字视频光盘(Digital versatile disc，DVD)、蓝光光盘(Blue-ray disc，BD)等，在此不作限制。
2)焦点，设置在每一个激光头中，通过焦点将激光头接收到的激光作用于光存储介质。
3)数据点，为光存储介质上由于激光的照射而导致光存储介质的物理性质发生变化的位置。
4)本申请实施例中“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本申请实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“至少一个”，可理解为一个或多个，例如理解为一个、两个或更多个。例如，包括至少一个，是指包括一个、两个或更多个，而且不限制包括的是哪几个，例如，包括A、B和C中的至少一个，那么包括的可以是A、B、C、A和B、A和C、B和C、或A和B和C。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
除非有相反的说明，本申请实施例提及“第一”、“第二”等序数词用于对多个对象进行区分，不用于限定多个对象的顺序、时序、优先级或者重要程度。
为便于本领域技术人员对本申请的技术方案的理解，下面对本申请所涉及的相关技术进行说明。
请参考图1，为光存储介质的数据读写装置100的一种示例的示意图。如图1所示，装置100包括伺服机101、旋转台102、光头103以及光束发生器104，用于对圆形的光存储介质进行数据读写。其中，伺服机101与旋转台102连接，旋转台102用于放置圆形的光存储介质，伺服机101用于控制旋转台102旋转，以使放置在旋转台102上的圆形的光存储介质按照预设的速率在水平面上旋转。光头103设置在旋转台102的上方，用于通过光头103的焦点，将光束发生器104产生的激光光束作用于圆形的光存储介质上，通过激光光束改变圆形的光存储介质的物理性质以存储数据，例如，在光存储介质的表面产生凹凸的数据点，该凹凸的数据点即可以表示数据0或者数据1。在读取数据时，则通过光头103的焦点读取光存储介质对光束发生器104产生的激光光束的反射光束，通过该反射光束获取存储在该光存储介质上的数据。
然而，随着光存储介质中存储的数据量越来越大，若光存储介质的数据读写装置的数据读写的吞吐量过低，则当需要读取或者存储大量数据时，则需要花费较长的时间。因此，为了满足快速读写数据的需求，需要提高光存储介质的数据读写的吞吐量。可以理解的是，数据读写的吞吐量是指单位时间内读写的数据量。
鉴于此，本申请实施例提供一种数据读取装置以及数据写入装置。在每个装置中，通过设置包括多个激光头的光头阵列，增加用于数据读写的激光头的数量，并且对每个激光头进行改进，在每个激光头中设置多个焦点，这样，在一次数据读写过程中，可以通过该多个激光头以及激光头中的多个焦点，实现多数据的并行读写，可以提高光存储介质的数据读写的吞吐量。
下面，结合附图分别对本申请实施例提供的数据读取装置以及数据写入装置进行介绍。
请参考图2，为本申请实施例提供的数据读取装置200的结构示意图。如图2所示，数据读取装置200包括光信号发生器201、光头阵列202以及处理模块203。其中，光信号发生器201用于产生光信号，并输出至光头阵列202。光头阵列202接收该光信号后，通过光头阵列202中的每个光头的多个焦点，将该光信号作用于光存储介质的多个数据点，该光存储介质上的数据点会对作用于该数据点上的光信号进行反馈，从而该多个焦点接收到的多个反馈信号，该反馈信号即与每个数据点对应的数据信号，即获得多个数据信号。处理模块203接收到光头阵列202获得的该多个数据信号后，则对该多个数据信号进行处理，最终得到读取的数据。需要说明的是，该反馈信号可以是光存储介质对作用在数据点的光信号的反射信号，或者，也可以光信号作用于光存储介质而产生的特定的荧光信号，或者也可以是其他反馈信号，在本申请实施例中不作限制。
前述内容对数据读取装置200的各个模块的功能进行了概述，下面将对各个模块进行详细介绍。
(一)光头阵列202
在本申请实施例中，光头阵列202中包括多个激光头，该多个激光头的数量可以根据光信号发生器201的所能产生的激光的能量、光存储介质的体积以及每个激光头的体积等因素来确定，在此不作限制。
作为一种示例，该多个激光头包括m行*n列，其中m和n的乘积不小于2，可以理解为该多个激光头呈阵列排布。请参考图3A～或图3C，为多个激光头的阵列排布的三种示例的示意图。在图3A～图3C中，以光头阵列202包括6个激光头为例，在图中以一个圆圈来表示一个激光头。该多个激光头可以呈一行多列的方式排布，例如，在图3A中，多个激光头呈1行6列的方式排布；该多个激光头也可以呈多行多列的方式排布，例如，在图3B中，多个激光头呈2行3列的方式排布；该多个激光头也可以呈多行一列的方式排布，例如，在图3C中，多个激光头呈6行1列的方式排布，当然，该多个激光头也可以采用其他排布方式，在此不作限制。
需要说明的是，在图3A～或图3C中，是以一个圆圈来表示一个激光头，该圆圈并不用来指示每个激光头在光存储介质所在的平面上的投影形状，即激光头的投影形状可以是圆形或者椭圆形或者矩形等，在此不作限制。
光头阵列202中的每个激光头均包括多个焦点，每个焦点可以读取光存储介质中的一个数据点对应的数据。作为一种示例，每个激光头所包括的多个焦点的数量以及该多个焦点在激光头中的排布方式相同。例如，每个激光头中可以包括6个焦点，该6个焦点可以在一个激光头中呈1行6列的方式排布，如图4A所示。又例如，该6个焦点可以在一个激光头中呈2行3列的方式排布，如图4B所示。在本申请实施例中对每个激光头所包括的多个焦点的排布方式不作限制。在图4A以及图4B中以“×”来表示一个焦点。
由于每个焦点需要读取光存储介质的一个数据点对应的数据，因此，激光头所包括的多个焦点的密度需要与光存储介质的数据点的密度相匹配。
作为第一种示例，一个激光头所包括的多个焦点的密度与光存储介质的数据点的密度相同，即相邻的两个焦点之间的间隔与光存储介质中相邻的数据点之间的间隔相同。
作为第二种示例，一个激光头所包括的多个焦点的密度是光存储介质的数据点的密度的整数倍，也就是说，相邻的两个焦点之间的间隔是光存储介质中相邻的数据点之间的间隔的整数倍。例如，多个焦点的密度是数据点的密度的2倍或者3倍等，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置。
另外，为了便于对光头阵列202所包括的多个激光头的控制，可以将光头阵列202设置在一个集成光驱中，通过该集成光驱来实现对光头阵列202的驱动过程。
(二)光信号发生器201
作为一种示例，请参考图5，光信号发生器201可以包括激光器、分束器以及反射镜，其中，激光器用于产生激光，然后通过该多个分束器将激光器产生的激光分为能量相等的多束子激光，从而将每一束子激光分别发送到光头阵列202中的其中一个激光头，通过激光头的每一个焦点将该束子激光作用于光存储介质的数据点上，光存储介质会对子激光进行反馈，从而每个激光头则获得对应的数据点对该子激光的反馈信号，该反馈信号即与数据点对应的数据信号。
多个分束器以及多个反射镜的数量是根据光头阵列202中所包括的多个激光头的数量确定的。在图5所示的光信号发生器201中，以光头阵列202包括8个光头为例，则可以通过7个分束器以及1个反射镜实现将激光器产生的激光均分为8束能量相同的子激光。该7个分束器以及1个反射镜分别对应光头阵列202中的一个激光头，其中，第一个分束器的分光比例为7:1，第二个分束器的分光比例为6:1，以此类推，第七个分束器的分光比例为1:1。当激光头的数量为其他数值时，采用前述相同的方式进行设置，在此不一一说明。
作为另一种示例，请参考图6，光信号发生器201除了可以激光器、分束器以及反射镜之外，还可以包括扩束准直器，通过该扩束准直器增加激光器产生的激光的出光面积，然后在通过分束器和反射镜，对扩展出光面积之后的激光进行分束。通过分束器和反射镜对激光进行分束的方式与图5所示的示例中相似，在此不再赘述。
(三)处理模块203
作为一种示例，请参考图7，处理模块203包括多个探测器和处理器。其中，每个探测器用于探测通过一个激光头获得的一个数据信号；处理器，连接该多个探测器，用于获取该所述每个探测器探测到的数据信号，并对每个探测器探测到的数据信号进行处理，得到读取的数据。
作为另一种示例，请参考图8，处理模块203包括多个反射镜、多个探测器和处理器。其中，该多个反射镜与光头阵列202中的多个激光头一一对应，用于将对应的激光头获得的数据信号反射到多个探测器中；该多个探测器可以是光电倍增管(photomultipliertube，PMT)阵列组，每个激光头获得的数据信号反射到PMT阵列组中预设的位置，例如，PMT阵列组包括8个PMT，该8个PMT呈4行2列的阵列排布，则第一个激光头获得的数据信号通过与第一个激光头对应的反射镜发送到PMT阵列组中位于1行1列的PMT中，第二个激光头获得的数据信号通过与第二个激光头对应的反射镜发送到PMT阵列组中位于2行1列的PMT中，以此类推。最后，由该PMT阵列组将此次读取的多个数据信号发送给处理器，处理器对该PMT阵列组发送的多个数据信号进行处理，得到读取的数据。
在上述数据读取装置200中，通过设置包括多个激光头的光头阵列，可以增加用于读取数据的激光头的数量，并且每个激光头中设置多个焦点，这样，在一次数据读取过程中，可以通过该多个激光头以及该多个焦点，实现多数据的并行读取，可以提高光存储介质读数据的吞吐量。
另外，若需要读取的数据的数据量较大，则数据读取装置200可能需要在光存储介质的多个不同位置进行多次读取。在这种情况下，请参考图9，数据读取装置200还可以运动平台204以及运动控制器205，其中，运动平台204，用于放置光存储介质；运动控制器205，连接运动平台204，用于根据读取的数据的存储地址，控制光存储介质运动，以使得数据读取装置200获得该读取的数据的全部内容。
在本申请实施例中，运动控制器205不再像图1所示的数据读写装置100中的伺服机101控制光存储介质旋转运动，而是控制光存储介质在其所在的平面上沿第一方向和/或与第一方形垂直的第二方向移动，例如，以光存储介质所在的平面为基准面，建立二维坐标系，第一方向可以是二维坐标系的X轴所在的方向，第二方向可以是二维坐标系的Y轴所在的方向，从而该运动控制器205控制光存储介质在该基准面上沿X轴或者Y轴移动即可。由于光存储介质不需要旋转运动，从而可以降低运动控制器205控制光存储介质进行运动的复杂度，可以增加运动控制器205的可实现性。
需要说明的是，为了增加光存储介质所能存储的数据量，在本申请实施例中，该光存储介质的形状可以不限于圆形，例如可以包括多边形，例如为矩形或者三角形等。为方便说明，下文中以光存储介质的形状为矩形为例。在这种情况下，矩形的光存储介质的大小可以根据光头阵列202中所包括的多个激光头的数量确定，例如，可以对矩形的光存储介质进行分区，每一个分区为光头阵列202中的一个激光头对应的读取范围，则光存储介质中的分区数与光头阵列202中包括的激光头的数量相同，从而确定该光存储介质的大小。
下面，对运动控制器205对光存储介质的运动控制过程进行说明。为方便说明，以第一方向和第二方向分别为以光存储介质所在的平面为基准面建立的二维坐标系的X轴和Y轴为例。根据光头阵列202中多个焦点的密度和光存储介质中多个数据点的密度之间的大小关系，将运动控制器205对光存储介质的运动控制过程分为如下两种示例。
第一种示例，光头阵列202中多个焦点的密度和光存储介质中多个数据点的密度相同，即激光头中相邻的两个焦点之间的间隔与光存储介质中相邻的两个数据点之间的间隔相同，运动控制器205对光存储介质的运动控制过程如下：
运动控制器205首先控制光存储介质沿第二方向且以第一间距为步长移动，第一间距为相邻的数据点之间的间距；然后，运动控制器205在确定光头阵列202的激光头移动到光存储介质在该方向上的最后一排数据点时，控制光存储介质沿第一方向且以第二间距为步长移动，该第二间距为相邻的数据点之间的间距与激光头所包括的多个焦点的数量的乘积；重复上述运动控制，直至光头阵列202获取读取的数据的所有的内容。
例如，请参考图10，假设相邻的数据点之间的间隔为m，每个激光头中所包括的焦点的数量为k个，并且该k个焦点呈1行k列的方式排布，则运动控制器205首先控制光存储介质沿Y轴的正方向移动，步长为m，如图10(a)所示。然后，在检测到光头阵列202已移动至光存储介质的在Y轴的最后一排后，则控制光存储介质向X轴进行大范围移动，即移动k*m，然后以间隔m为步长，沿Y轴的负方向移动，如图10(b)所示，直至获取读取的数据的全部内容。
第二种示例，光存储介质中多个数据点的密度是光头阵列202中多个焦点的密度N倍，即激光头中相邻的两个焦点之间的间隔与光存储介质中相邻的两个数据点之间的间隔的1/N，运动控制器205对光存储介质的运动控制过程如下：
运动控制器205首先控制光存储介质沿第二方向的正方向且以第一间距为步长移动，该第一间距为相邻的数据点之间的间距；然后，运动控制器205在确定光头阵列202的激光头移动到光存储介质在该方向上的最后一排数据点时，控制光存储介质沿第一方向移动第一间距；然后，控制光存储介质沿第二方向的负方向且以该第一间距为步长移动，直至光头阵列202的激光头移动到光存储介质在第二方向上的第一排数据点；然后，控制光存储介质沿第二方向且以第三间距为步长移动，该第三间距为相邻的数据点之间的间距与第一乘积之和，该第一乘积是根据N、所述相邻的数据点之间的间隔以及所述每个读写光头所包括的多个焦点的数量确定的；然后重复上述运动控制，直至光头阵列202获取读取的数据的所有的内容。
例如，请参考图11，假设相邻的数据点之间的间隔为m，每个激光头中所包括的焦点的数量为k个，相邻的焦点之间的间隔为N*m，并且该k个焦点呈1行k列的方式排布，则运动控制器205首先控制光存储介质沿Y轴的正方向移动，步长为m，如图11(a)所示。然后，在检测到光头阵列202已移动至光存储介质的在Y轴的最后一排后，则控制光存储介质向X轴的正方向移动m，如图11(b)所示。然后控制光存储介质沿Y轴的负方向以步长为间隔m移动，直至移动到Y轴上的第一排数据点，若需要读取的数据的内容还未全部读取，则控制光存储介质在X轴进行大范围移动后，即移动N*m*(k-1)+m，如图11(c)所示。然后，再次以步长为m沿Y轴的正方向移动，重复上述运动控制，直至光头阵列202获取读取的数据的所有的内容。
当然，若光存储介质有多层，运动控制器也可以在读取完当前层的所有数据后，控制光存储介质移动到下一层进行数据读取，具体移动方式与前述内容相似，在此不再一一说明。另外，当每个激光头所包括的多个焦点呈多行多列排布，其运动过程与图10或图11相似，在此不再赘述。
基于相同的发明构思，本申请实施例提供一种数据写入装置。请参考图12，为本申请实施例提供的数据写入装置1200的结构示意图。如图12所示，数据写入装置1200包括光信号发生器1201、多个光调制器1202以及光头阵列1203。其中，光信号发生器1201用于产生光信号，并将光信号输出至多个光调制器1202中。每个光调制器1202接收到该光信号后，则根据待存储数据对该光信号进行调制，获得多个调制信号，并将获得的多个调制信号发送至光头阵列1203。光头阵列1203包括的多个激光头接收该多个调制信号后，则根据接收的多个调制信号分别控制对应的激光头所包括的多个焦点的通断，以将该待存储数据并行写入光存储介质。其中，光头阵列1203中的一个激光头可以接收一个光调制器1202发送的多个调制信号。
前述内容对数据写入装置1200的各个模块的功能进行了概述，下面将对各个模块进行详细介绍。
(一)光信号发生器1201
光信号发生器1201与数据读取装置200中的光信号发生器201相似，在此不再赘述。
需要说明的是，在数据读取装置200中，光信号发生器201中用于产生激光的激光器是连续激光器，而本申请实施例中的光信号发生器1201中用于产生激光的激光器是脉冲激光器，例如飞秒激光器等。
(二)多个光调制器1202
作为一种示例，请参考图13，为多个光调制器1202的一种示例的示意图。如图13所示，多个光调制器1202和光头阵列1203中的多个激光头是一一对应的关系，每个光调制器1202分别设置在光信号发生器1201的一个分束器和光头阵列1203的一个激光头之间。当光信号发生器1201通过分束器产生子激光后，则由光调制器1202根据待存储数据对子激光进行调制，得到与该光调制器1202对应的一个调制信号。在这种情况下，光调制器1202中需要预先存储对应的数据。例如，在多个光调制器1202包括8个光调制器，则需要预先将待存储数据分为8份，分别存储在对应的光调制器1202中。
作为另一种示例，请参考图14，该多个光调制器1202可以与数据处理器连接，数据处理器用于接收待存储数据，并将待存储数据拆分为多份，并将每一份数据发送给对应的光调制器1202，以通过对应的光调制器对接收的子激光进行调制，获得对应的调制信号。这样，由数据处理器来完成对待存储数据的拆分，可以提高数据写入装置1200的自动化程度。
(三)光头阵列1203
光头阵列1203与数据读取装置200中的光头阵列202相似，在此不再赘述。
需要说明的是，在数据读取装置200中，光头阵列202中的每个激光头的多个焦点的通断可以统一控制，例如，在需要读取数据时，控制所有的焦点处于连通状态，在不需要读取数据时，控制所有的焦点处于断开状态。而在本申请实施例中，光头阵列1203中每个焦点的通断控制可以是独立的，例如，在某个时刻，一个激光头中的多个焦点可以一部分处于连通状态，另一部分处于断开状态，多个焦点的通断状态不相互影响。具体来讲，若与某个焦点对应的数据点的数据为0，则可以控制该焦点为断开状态；该数据点的数据为1，则可以控制该焦点为连通状态，从而可以通过控制多个焦点的通断状态，向光存储介质中写入数据。
在上述数据写入装置1200中，通过设置包括多个激光头的光头阵列，可以增加用于写入数据的激光头的数量，并且每个激光头中设置多个焦点，这样，在一次数据写入过程中，可以通过该多个激光头以及该多个焦点，实现多数据的并行写入，可以提高光存储介质写数据的吞吐量。
与数据读取装置200相似，数据写入装置1200中还可以包括运动平台1204以及运动控制器1205。其中，运动平台1204，用于放置光存储介质；运动控制器1205，连接运动平台1204，用于根据待存储数据的存储地址，控制光存储介质运动，以使得数据写入装置1200向光存储介质中存储该待存储数据。
在本申请实施例中，运动平台1204以及运动控制器1205与数据读取装置200中的运动平台204以及运动控制器205相似，在此不再赘述。
下面将结合前面的实施例，以前述示例中的数据读取装置为例，对本申请实施例中提供的数据读取方法进行介绍。
请参考图15，为本申请实施例提供的数据读取方法的一种示例的流程图，该流程图描述如下：
S151、光信号发生器产生光信号。
其中，光信号发生器产生光信号的过程可以参照前述对数据读取装置200中的光信号发生器201的介绍，在此不再赘述。
S152、光头阵列包括的多个激光头接收该光信号，并通过每一个激光头的多个焦点将该光信号作用于光存储介质的多个数据点，以获得多个数据信号。
在本申请实施例中，光头阵列中的每个激光头包括多个焦点，通过该多个焦点将光信号作用于光存储介质。其中，光头阵列中激光头的排布方式、多个焦点的排布方式以及每个激光头获得数据信号的过程，可以参照前述对数据读取装置200中的光头阵列202的介绍，在此不再赘述。
S153、处理模块接收该多个数据信号，并对该多个数据信号进行处理，得到读取的数据。
作为一种示例，处理模块可以通过其包括的多个探测器和处理器来实现对数据信号的接收和处理过程，例如，该多个探测器可以和处理器连接，每个探测器探测通过一个激光头获得的一个数据信号，从而该处理器在获取每个探测器探测到的数据信号后，则对每个探测器探测到的数据信号进行处理，得到读取的数据。
在此不对处理模块的结构以及所包括的器件进行限制，当处理模块包括其他器件时，其处理方式与上述内容相似，可以参照前述对数据读取装置200中的处理模块203的介绍，在此不再赘述。
在一种实施例中，若数据读取装置还包括用于放置光存储介质运动平台和运动控制器，则该方法还包括：
S154、运动控制器根据读取的数据的存储地址，控制光存储介质在该光存储介质所在的平面上沿第一方向或第二方向移动，以获取读取的数据的全部内容。
在本申请实施例中，第一方向和第二方向垂直。运动控制器控制光存储介质的方式，以及光存储介质在移动过程中数据读取装置读取数据的过程，可以参照前述对数据读取装置200中的运动平台204以及运动控制器205的介绍，在此不再赘述。
需要说明的是，步骤S154为可选步骤，即不是必须要执行的，因此，在图15中，将步骤S154用于虚线示出，以表示该步骤为可选步骤。
下面将结合前面的实施例，以前述示例中的数据写入装置为例，对本申请实施例中提供的数据写入方法进行介绍。
请参考图16，为本申请实施例提供的数据写入方法的一种示例的流程图，该流程图描述如下：
S161、光信号发生器产生光信号。
其中，光信号发生器产生光信号的过程可以参照前述对数据写入装置1200中的光信号发生器1201的介绍，在此不再赘述。
S162、多个光调制器中的每个光调制器接收该光信号，并根据待存储数据对该光信号进行调制，获得多个调制信号。
每个光调制器中可以预先保存待存储数据，这样，在接收到由光信号发生器产生的光信号后，则可以根据预先保存的待存储数据，对该光信号进行调制。具体调制过程可以参照前述对数据写入装置1200中的多个光调制器1202的介绍，在此不再赘述。
S163、光头阵列包括的多个激光头接收该多个光调制器发送的多个调制信号，并根据接收的多个调制信号分别控制对应的多个焦点的通断，以将待存储数据并行写入光存储介质。
在本申请实施例中，每个激光头包括多个焦点，一个激光头接收一个光调制器发送的多个调制信号，可以理解为，激光头和光调制器是一一对应的关系，每个激光头可以用于接收与其对应的光调制器发送的多个调制信号，例如，按照预设的周期接收与其对应的光调制器发送的多个调制信号等，在此不对接收方式进行限制。光头阵列通过每个激光头的多个焦点将待存储数据写入光存储介质的过程可以参照前述对数据写入装置1200中的光头阵列1203的介绍，在此不再赘述。
在一种实施例中，若数据读取装置还包括用于放置光存储介质运动平台和运动控制器，则该方法还包括：
S164、运动控制器根据待存储数据对应的存储地址，控制光存储介质在光存储介质所在的平面上沿第一方向或第二方向移动，以将待存储数据的全部内容存储至光存储介质。
在本申请实施例中，第一方向和第二方向垂直。步骤S164与步骤S154相似，在此不再赘述。在图16中，将步骤S164用虚线进行表示。
在上述技术方案中，通过设置包括多个激光头的光头阵列，增加用于数据读写的激光头的数量，并且对每个激光头进行改进，在每个激光头中设置多个焦点，这样，在一次数据读写过程中，可以通过该多个激光头以及激光头中的多个焦点，实现多数据的并行读写，可以提高光存储介质的数据读写的吞吐量。
需要说明的是，本申请所提供的实施例仅仅是示意性的。所属领域的技术人员可以清楚的了解到，为了描述的方便和简洁，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本申请实施例、权利要求以及附图中揭示的特征可以独立存在也可以组合存在。在本申请实施例中以硬件形式描述的特征可以通过软件来执行，反之亦然，在此不作限定。

Claims (17)

1.一种数据读取装置，其特征在于，包括：
光信号发生器，用于产生光信号；
光头阵列，包括多个激光头，每个激光头包括多个焦点，所述多个激光头用于接收所述光信号，并通过每一个激光头的所述多个焦点将所述光信号作用于光存储介质的多个数据点，以获得多个数据信号；
处理模块，用于接收所述多个数据信号，并对所述多个数据信号进行处理，得到读取的数据。
2.根据权利要求1所述的数据读取装置，其特征在于，所述多个激光头包括m行*n列，其中m和n的乘积不小于2。
3.根据权利要求1或2所述的数据读取装置，其特征在于，所述光存储介质的形状包括矩形。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的数据读取装置，其特征在于，还包括：
运动平台，用于放置所述光存储介质；
运动控制器，连接所述运动平台，用于根据所述数据的存储地址，控制所述光存储介质在所述光存储介质所在的平面上沿第一方向或第二方向移动，所述第一方向和所述第二方向垂直。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的数据读取装置，其特征在于，所述处理模块，包括：
多个探测器，每个探测器用于探测通过一个激光头获得的一个数据信号；
处理器，连接所述多个探测器，用于获取所述每个探测器探测到的数据信号，并对所述每个探测器探测到的数据信号进行处理，得到所述数据。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的数据读取装置，其特征在于，所述光信号为连续激光信号。
7.一种数据写入装置，其特征在于，包括：
光信号发生器，用于产生光信号；
多个光调制器，每个光调制器用于接收所述光信号，并根据待存储数据对所述光信号进行调制，获得多个调制信号；
光头阵列，包括多个激光头，每个激光头包括多个焦点，所述多个激光头用于接收所述多个光调制器发送的多个调制信号，并根据接收的多个调制信号分别控制对应的多个焦点的通断，以将所述待存储数据并行写入光存储介质，其中，一个激光头接收一个光调制器发送的多个调制信号。
8.根据权利要求7所述的数据写入装置，其特征在于，所述多个激光头包括m行*n列，其中m和n的乘积不小于2。
9.根据权利要求7或8所述的数据写入装置，其特征在于，每个激光头的多个焦点位于同一行，且每个焦点的通断控制是独立的。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的数据写入装置，其特征在于，所述光存储介质的形状包括矩形。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的数据写入装置，其特征在于，还包括：
运动平台，用于放置所述光存储介质；
运动控制器，连接所述运动平台，用于根据所述待存储数据对应的存储地址，控制所述光存储介质在所述光存储介质所在的平面上沿第一方向或第二方向移动，所述第一方向和所述第二方向垂直。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的数据写入装置，其特征在于，所述光信号为脉冲激光信号。
13.一种数据读取方法，其特征在于，所述数据读取方法由数据读取装置执行，所述数据读取装置包括光信号发生器、光头阵列以及处理模块，所述方法包括：
所述光信号发生器产生光信号；
所述光头阵列包括多个激光头，每个激光头包括多个焦点，所述多个激光头接收所述光信号，并通过每一个激光头的所述多个焦点将所述光信号作用于光存储介质的多个数据点，以获得多个数据信号；
所述处理模块接收所述多个数据信号，并对所述多个数据信号进行处理，得到读取的数据。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述数据读取装置还包括运动平台和运动控制器，所述运动平台用于放置所述光存储介质，所述方法还包括：
所述运动控制器根据所述数据的存储地址，控制所述光存储介质在所述光存储介质所在的平面上沿第一方向或第二方向移动，所述第一方向和所述第二方向垂直。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述处理模块包括多个探测器和处理器，所述方法包括：
每个探测器探测通过一个激光头获得的一个数据信号；
所述处理器获取所述每个探测器探测到的数据信号，并对所述每个探测器探测到的数据信号进行处理，得到所述数据。
16.一种数据写入方法，其特征在于，所述方法由数据写入装置执行，所述数据写入装置包括光信号发生器、多个光调制器以及光头阵列，所述方法包括：
所述光信号发生器产生光信号；
所述多个光调制器中的每个光调制器接收所述光信号，并根据待存储数据对所述光信号进行调制，获得多个调制信号；
所述光头阵列包括多个激光头，每个激光头包括多个焦点，所述多个激光头接收所述多个光调制器发送的多个调制信号，并根据接收的多个调制信号分别控制对应的多个焦点的通断，以将所述待存储数据并行写入光存储介质，其中，一个激光头接收一个光调制器发送的多个调制信号。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述数据写入装置还包括运动平台和运动控制器，所述运动平台用于放置所述光存储介质，所述方法还包括：
所述运动控制器根据所述待存储数据对应的存储地址，控制所述光存储介质在所述光存储介质所在的平面上沿第一方向或第二方向移动，所述第一方向和所述第二方向垂直。
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