CN87101889A - 光学存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种光学存储装置，在这个装置中，圆筒形信息载体(2)置于固定安装的圆筒形容器(14)内，容器中充以对调制相干光源的光束透明的液态或气态介质，圆筒形信息载体(2)有旋转驱动装置，而在圆筒形信息载体(2)的管状基体(II)上复有记录涂层(12)，在这种情况下，圆筒形信息载体(2)与调制相干光源(I)和信息选址装置(3)在光学上相耦合，信息选址装置安装成能使光学元件相对于圆筒形信息载体(2)能作轴向移动。

Description

本发明属于信息的存储装置，更准确地说，是属于光学存储装置。

计算技术的智力在很大程度上取决于其外存装置的完善程度。目前，由于外存装置不完善，电子计算机的实际速度比电子计算机计算组件的速度要低2-3个数量级。外存装置最重要的技术指标有：信息容量、记录密度、信息选取时间、信息交换时间和信息储存的可靠性。与磁性外存装置相比，光学外存装置具有一系列优点：较大的信息容量、较大的记录密度、较大的信息存储可靠性。因此，光学外存装置与磁性外存装置相比有较大的发展前途。

已知一种光学存储装置（IEEE    Spectrum，1979，11.No    2，第33-38页），它包含光学上连系在一起的、含有光量子发生器和光调制器的已调制电磁波辐射源，做成密封光盘形式的可动信息载体，在光盘透明壁的内表面复有记录涂层，还包括有信息选址装置。

但是，这种光学存储装置的可靠性和记录密度不高。可靠性不高是由于密封光盘的机械强度不高，以及当大气压力改变时光盘工作表面的变形造成的。记录密度不高是由于随着半径的不同，轨道记录的表面密度也不同以及活动光学头中的“乾”镜头解像力小（镜头的数值孔径小于1）的缘故。

技术上最接近的最好的结果是一种光学存储装置（GB    1580398），它包括有光学上相连系的、已调制的相干辐射源，园筒形信息载体带有使其转动的驱动装置和信息选址装置。

园筒形信息载体是一个不透明的刚性园筒，在其外表面上复有记录涂层，在园筒上，借助分隔环固定有一个比较薄的外部保护透明园筒。在这种情况下，外部保护透明园筒与刚性不透明园筒在工作过程中一起转动。

当大气压力变化时，为了防止外部保护园筒变形，园筒形光学信息载体的内腔与周围介质是相联通的。

但是，这样的光学存储装置记录密度小，可靠性小，强度也不高。记录密度小是由下述情况造成的：用于记录信息的记录涂层只能涂复在刚性不透明园筒的外表面和采用了“乾”镜头。可靠性不高是由于信息载体的内腔与周围介质是相联通的，因而，在工作过程中当自己的温度条件相对于周围环境的温度发生改变时，这种信息载体就产生“呼吸”现象。在这种情况下，灰尘、水汽和其它杂质落入它的内腔，直接沉积在记录涂层的表面上，极大地降低信息记录-读出过程的可靠性。

可靠性低还由于保护透明园筒随着主园筒一起高速旋转而加大了损伤保护透明园筒表面的危险性。强度不高是由所提供的信息载体的结构造成的。

本发明的任务在于创造一种光学存储装置，这种存储装置的结构能提高记录的可靠性和记录密度。

本发明所提的任务这样来解决，有一个光学存储装置，其中包括调制相干光耦合光源，带有驱动装置及在其空心基底上复有记录涂层的园筒形信息载体和安装成使光学元件能相对于园筒形信息载体轴向移动的信息选址装置，根据本发明，园筒形信息载体置于一个固定安装的园筒形容器内，容器中充满对调制相干光源的光束透明的液态或气态介质。

在光学存储装置中，作为使园筒形信息载体旋转的驱动装置，采用这样的电动机比较合适，电动机的转子安置在园筒形信息载体两个端面的至少一端上，而将其定子安置在固定安装的园筒形容器外表面上。

在光学存储装置中，作为使园筒形信息载体旋转的驱动装置，也可以采用这样的电动机，它的转子安置在园筒形信息载体的侧表面，而定子则安装在固定安装的园筒形容器的外表面。

这种结构形式的光学存储装置，由于有效地保护了园筒形信息载体不受污染和损伤，因而能保证大大提高记录和读出信息的可靠性。当需要更换光学存储装置的载体时，就将园筒形容器连同其中的信息载体一起更换。因此，园筒形信息载体任何时候也不需从园筒形容器中卸下来，这就排除了信息载体受损伤和污染的可能性。

在园筒形信息载体的园筒形基底的端部最好装上密封栓。

将园筒形信息载体的内腔密封，就有可能采用在空气介质中不稳定的材料，例如可氧化的材料或有毒的材料制成高效记录涂层。也就有可能采用有效的方法再生记录涂层，例如，在充满惰性气体（相对于载体材料而言）的园筒形载体内腔进行高频放电。

固定的园筒形容器也最好用对光束不透明的材料制作，并在它的园筒形壁上至少留有一条缝隙用于放置对调制相干光源的光束是透明的元件。

置于缝隙中的透明元件最好作成柱面透镜的形式。

采用不透明的园筒形容器，可以保护置于其中的园筒形信息载体免受光的影响（例如太阳光）以致破坏记录涂层。因此，为了从光量子发生器将光束传输到园筒形载体，在园筒形容器的壁上至少有一条放置透明元件的缝隙。在最后一级上用柱面透镜作为透明元件，可以使园筒形信息载体的曲面在光学系统上得到补偿。

可以将记录涂层涂复在园筒形信息载体基底的外表面和内表面上。

这能使记录信息的容量增加两倍。

在园筒形信息载体的外表面最好复上对调制相干光源的光束透明的导电涂层，涂层与导电的园筒形容器电气上相连。

由于上述情况，能保证旋转过程中载体与液态与气态介质的摩擦而可能产生的静电荷从园筒形信息载体的外表面流向导电的园筒形容器，以此保证减少园筒形信息载体表面的污染并相应提高记录的可靠性。

下面用实施例和引用的附图对发明作进一步说明，其中

图1本发明光学存储装置的总图;

图2本发明园筒形信息载体的结构方案，它置于固定安装的园筒形容器中，并采用电动机作为旋转驱动装置;

图3同图2，但电动机的转子和定子是以另一种形式安装的;

图4本发明的园筒形信息载体，它置于充满液态介质的园筒形容器中;

图5同图4，但装有透明元件的园筒形容器壁上带有两条缝隙。

根据本发明，光学存储装置包括有：调制相干光的耦合光源1，带旋转驱动装置的园筒形信息载体2和选址装置3，选址装置3安装成使其光学元件能相对于园筒形信息载体2轴向移动。

调制的相干光源1包括光耦合的光量子发生器4，光调制器5和偏振分光器6。偏振分光器的一个出口光学上与光接收器7相连接，而它的另一个出口则经过四分之一波长的薄片8光学上与信息选址装置3和园筒形信息载体2相耦合。

信息选址装置3包括一个光耦合棱镜9，它接收调制相干光源1发出的光束，并由透镜10将光束传送至园筒形信息载体2上。

园筒形信息载体2作成对调制相干光源1的光束是透明的（例如由石英玻璃制成）管状基体Ⅱ的形状，在该基体的内、外表面上复有记录涂层12和保护涂层13。

园筒形信息载体2同轴安置于固定安装的园筒形容器14内，园筒形容器的侧壁上有窗口15，在其中安装上对光束透明的光学元件。园筒形容器14充满气态介质，如空气，并用不透明材料制成。

园筒形容器14内的气态介质在剩余压力的作用下，经过喷嘴（为简单起见，未画出）从外面进入，沿轴向通道（图中未示出）经园筒容器14中出来并形成气体润滑。这保证园筒形信息载体2能相对于园筒形容器14自由旋转。

在管状基体Ⅱ的端部安装着使园筒形信息载体2旋转的电动机转子16，电动机的定子17安装于园筒形容器14的侧壁上。

园筒形信息载体2在放入园筒形容器14之前，事先涂上基准轨道，并在信息轨道录上必要的工作信息。在工作时，园筒形信息载体2借助电动机旋转，而光量子发生器4通过装有透明光学元件的窗口15提供一个未调制的、与读出状态相应强度的光束。被园筒形载体2上的信息所调制的反射光束进入到光接收器7，并在此变换成电信号。在控制装置中（图中未示出），可以将位于光束下信息轨迹中的信息将其编号与相应于给定地址的轨迹编号相比较后，分选出来。当这些轨迹编号不重合时，控制装置向信息选址装置3发出相应的指令，按照指令，可动光学元件按照给定的地址移动光束。此外，在必要的情况下，控制装置向另一个记录涂层发出使可动透镜10重新聚焦的指令。然后，从控制装置光接收器7的出口收到的电信号中分离出处于光束中的那部分编号的信息。当被计算的和给出的地址完全重合时，在读出条件下，将记录在园筒信息载体2上的数据读出，而在记录的条件下，则在信息轨道上记录应当存储的数据。在这种情况下，应当记录的信号传送至光调制器5。

光学存储装置的这种结构，保证了记录和存储信息的可靠性的提高，因为园筒形容器14有效地保护园筒形信息载体2不受损伤和污染。

光学存储装置另外的可能实施方案是，该装置中的管状基体2（图2）由对光束透明的材料制成，管状基体的内表面涂有记录涂层12，而在它的端部安装有密封栓18。密封栓18可以是任意形状，并由温度膨胀系数与透明管状基体Ⅱ相同的材料制成。在管状基体Ⅱ的内表面的一个端面上装有电动机转子19，电动机的定子20安装于园筒形容器14的外侧壁并包住转子19。在其余方面，光学存储装置的结构形式和工作原理与图1所示的光学存储装置结构和工作原理相类似。

将园筒状信息载体2作成密封的，能在更大程度上提高所述光学存储装置中的记录涂层12免遭损伤，并能完全排除记录涂层12的污染。

光学存储装置另一种可能实现的变化方案示于图2。在这个装置的管状基体Ⅱ（图3）的外表面和密封栓18上复有导电涂层21，它通过柱销22与园筒形容器14相连。为了使园筒形信息载体2旋转，电动机的转子23置于密封栓18的一个端部，而定子24置于园筒形容器14的与电动机转子23相同一侧的端部。

其余方面，光学存储装置的结构及工作原理与图1和图2所示的相类似。

导电层的存在，使得由于园筒形信息载体2的外表面与充满园筒形容器14的气态介质之间的摩擦而产生的静电荷能从载体的外表面流向园筒形容器14，这保证了减少园筒形信息载体2的污染，并相应提高记录信息的可靠性。

光学存储装置的另一个可能实施的方案是，园筒形容器14（图4）的内腔充满液体介质25（例如蒸馏水），记录涂层12涂复在管状基体Ⅱ的内表面，其端部装有密封栓18。在一个密封栓18上装有使园筒形信息载体2旋转的电动机的转子26，其定子27置于园筒形容器14的侧壁并包住转子26。

其余方面，光学存储装置的结构和工作原理与图1所示的类似。

园筒形容器14内腔中的透明液体介质25使园筒形信息载体2的径向和轴向跳动衰减，这在很大程度上提高了自动聚焦和跟踪信息轨道的准确性，从而提高了信息记录和读出的密度的可靠性。

为了提高读出和记录信息的速度，在光学存储装置中可以采用多个调制相干光源Ⅰ（图5）。在这种情况下，在园筒形容器28的侧壁上开出多个缝隙29，缝隙中装有对于光束透明的元件，透明元件可以是柱面透镜，缝隙29的数量与调制相干光源Ⅰ的数量相当。

园筒形容器28的内腔充以液态介质25。

其余方面，光学存储装置的结构和工作原理与图4所示的类似。

因此，上述各种光学存储装置的结构形式保证了提高它们的记录、读出和存储信息的密度和可靠性。

本发明可以应用于计算计术，用作图象和声音的记录装置和信息的储存及处理系统，特别是适用于电子计算机的外存储装置中。

Claims (8)

1、一种光学存储装置包括：光耦合的调制相干光源(Ⅰ)、带有旋转驱动装置和在园筒状信息载体(2)的管状基体(Ⅱ)上复有记录涂层(12)的园筒形信息载体(2)和安装成使光学元件能相对于园筒形信息载体(2)作轴向移动的信息选址装置，其特征在于，园筒形信息载体(2)置于固定安装的园筒形容器(14，28)中，容器中充以对调制相干光源(1)的光束透明的液态和气态介质。

2、根据权利要求1所述光学存储装置，其中的园筒形信息载体（2）具有使其旋转的驱动装置，其特征在于，采用转子（16，26）置于园筒形信息载体（2）的两端面中至少一个端部的电动机作为驱动其旋转的装置，而使电动机的定子（17，27）则安装于固定安装的园筒形容器（14，28）的外表面。

3、根据权利要求1的光学存储装置，其中的园筒形信息载体（2）具有驱动其旋转的装置，其特征在于，采用转子（19）置于园筒形信息载体（2）侧表面的电动机作为驱动其旋转的装置，而电动机的定子（20）则置于固定安装的园筒形容器（14）的外表面。

4、根据权利要求1的光学存储装置，其特征在于，在园筒形信息载体（2）管状基体（Ⅱ）的端部装有密封栓（18）。

5、根据权利要求1的光学存储装置，其特征在于，园筒形容器（14，28）由对光束不透明的材料制成，并且在容器的筒形壁上至少有一条缝隙（15，29），在该缝隙中放置对调制相干光源（Ⅰ）的光束是透明的元件。

6、根据权利要求5的光学存储装置，其特征在于置于缝隙中的透明元件作成柱面透镜的形式。

7、根据权利要求1的光学存储装置，其特征在于，在园筒形信息载体（2）中，记录涂层复在管状基体（Ⅱ）的内表面和外表面上。

8、根据权利要求1的光学存储装置，其特征在于，在园筒形信息载体（2）的外表面上复有对调制相干光源（1）的光束透明的导电涂层（21），该涂层与园筒形容器（14）在电气上相联接。

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