CZ442790A3 - Process and apparatus for optical record and reading of data - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu’optick y zéznacn a čtení informace v kombinaci magnetických oblastí se směrem magnetizace, který je odlišný od jejich okolí, v informační vrstvě nosiče záznamu pomocí optického zářivého svazku zaostřeného do ozařovacího bodu omezeni difrakci, přičemž během záznamu jsou části informační vrstvy, zahřáté ozařovacim bodem, vystaveny vlivu magnetického pole, které je orientováno v podstatě kolmo k informační vrstvě a je vytvářeno pomocí cívky, kterou prochází budicí proud s obdélníkovými vlnami, modulovaný v závislosti na informačním signálu, takže se vytvářejí střídavě první oblasti mající první směr magnetizace a druhé oblasti, mající druhý směr magnetizace, přičemž při čtení se zjištuje výchylka způsobená magnetickými oblastmi ve stavu polarizace svazku ozařujícího tyto oblasti.

Vynález se také týká zařízení pro prováděni tohoto způsobu.

Takový způsob zaznamenávání informace je znám z patentového spisu USA č. 4 466 004. V principu je při pořizování záznamu na magnetooptickou informační vrstvu používán laserový svazek, například diodový laserový svazek, který je zaostřen do ozařovacího bodu omezeného difrakci pomocí optické soustavy. Informační vrstva, dosud neopatřené záznamem, je předmagnetizovéna ve směru kolmém na tuto vrstvu. Během vytváření záznamu se část magnetooptického materiálu v oblasti ozařovacího bodu zahřívá na danou teplotu, například Curieovu teplotu, takže koercitivni sila je lokálně zmenšena. V důsledku toho může být tato část magnetizována relativně malým vnějším magnetickým polem ve směru opačném k původnímu směru magnetizace. Poté, co příslušné Část magnetooptické informační vrstvy ochladla, magnetický směr vnějšího magnetického pole se stabilizuje do informační vrstvy. Pohybem ozařovacího místa a nosiče záznamu vůči sobě navzájem a modulováním vnějšího magnetického pole je ' možné zaznamenávat do informační vrstvy sérii magnetických oblastí nebo informačních plošek, majících směr magnetizace odlišující se od jejich okolí, přičemž sled informačních plošek ve směru pohybu reprezentuje zaznamenanou informaci.

Kromě tohoto způsobu, který je znám jako modulace magnetického pole, může být informace alternativně zaznamenávána pomoci konstantního magnetického pole, se směrem opačným vůči původnímu směru magnetizace informační vrstvy, přičemž zářivý svazek pulsuje v souladu s informací, která má být zaznamenána.

Tento způsob je znám jako způsob s laserovou modulací. Při použití tohoto způsobu je velikost informačních plošek určena velikostí ozařovacího bodu. Ve známých systémech, v nichž ozařovací místo má půlhodnotovou šířku přibližně 1 yiim, jsou informační plošky v podstatě kruhové s průměrem řádově 1 /um. Hustota p

informace je potom řádově 300 000 bitů na mm .

Existuje stále rostoucí potřeba po větších hustotách informace, tak aby bylo možné uložit více informací na nosič záznamu stejných rozměrů. K tomuto účelu musí být možné zaznamenávat a číst informační plošky, které jsou menší než dosud používané v magnetooptickém nosiči záznamu.

- 3 V uvedeném patentovém spise USA č. 4 466 004 je navrženo vytvářet informační plošky ve formě magnetických oblastí v magnetooptickém nosiči záznamu, které mají ve směru sledování stopy rozměr menší, než je rozměr záznamového ozařovacího bodu, a to přepínáním magnetického pole na vysokou frekvenci. Nejprve se plocha informační vrstvy pod ozařovacím bodem mangetizuje ve směru opačném vůči původnímu směru magnetizace informační vrstvy. Potom se, zatímco ozařovací bod je stále částečně nad uvedděnou oblastí nebo ploškou, magnetické pole obrátí, takže uvedené část plošky získá opět původní směr magnetizace. Patentový spis USA č. 4 466 004 neuvádí, jak mohou týt magnetické oblasti s jejich menším rozměrem ve směru sledování, získané tímto způsobem, snímány a čteny.

Jelikož každý informační bit je zakódován do jedné informač ní plošky,každé informační ploška musí týt čtena samostatně. To znamená, že čtení musí týt prováděno ozařovacím bodem, jehož rozměr ve směru sledování stopy je stejné velikosti, jako je tento rozměr u informačních plošek. Tento Čtecí ozařovací bod musí být proto značně menší, než je záznamový ozařovací bod.

Jelikož velikost ozařovacího místa s omezenou difrakcí je úměrná *4/ NA, kde Λ je vlnová délka použitého záření a NA je číselná apertura použitého objektivového systému, může týt ozařovací bod zmenšován pouze zmenšováním vlnové délky a/nebo zvětšováním číselné apertury. Zvětšení číselné apertury vede ke snížení hloubky ostrosti zářivého svazku, takže požadavky na zaostřování zářivého svazku se zpřísňují. Kromě toho objektivové systémy mající větší číselnou aperturu citlivější na aberrace, takže na záznamové a čtecí zařízení musí být kladeny přísnější požadavky z hlediska toleranci. Jestliže se používá jako zdroj záření diodový laser, který je potřebný v hromadném výrobku, jakým se předpokládá, Že záznamové čtecí zařízení bude, nezií zmenšení vlnové délky zářivého svazku reálnou možnosti, protože neexistují krátkovlnné diodové lasery, které by poskytovaly dostatečně vysokou energii pro záznam.

Vynález přináší novou možnost zvyšování hustoty informace na magnetooptickém nosiči, při níž nemusí být ozařovací bod zmenšován. Tato nová možnost je zajištována pomoci nového způsobu, který se vyznačuje tim, že kmitočet a amplituda budicího proudu jsou nezávislé na informačziím signálu, který se má zaznamenávat, přičemž tento kmitočet je nejméně roven optickému meznímu kmitočtu vztaženému k velikosti ozařovacího bodu, přičemž poměr mezi časovými intervaly s obdélníkovou vlnou a periodou budicího proudu je modulován v závislosti na informačním signálu, takže se zaznamenávají magnetické oblasti s proměnlivým poměrem mezi délkou oblasti a periodou oblasti ve směru sledování, a přičemž rozdílné hodnoty tohoto poměru představují rozdílné signálové hodnoty zaznamenaného signálu.

Optický ozařovací systém, v němž se používá záření o dané vlnové délce -Λ a objektivové čočka mající danou číselnou aperturu NA, má optický mezní kmitočet f , který je úměrný 2.ΝΑ/Λ , tj. nepřímo úměrný velikosti ozařovacího bodu. Takový systém již nemůže samostatně pozorovat podrobnosti předmětu, v tomto případě informační plošky v informační vrstvě, jestliže vzájemná vzdálenost mezi těmito podrobnostmi nebo ploškami je rovná nebo je menší než 2.NA/U . Daný prostorový kmitočet f pro informační plošky je tak sdružen s tímto optickým mezním kmitočtem.

Vynález je založen na seznáni skutečnosti, že je možné jednoho a tohotéž ozařovacího bodu použít jak pro záznam, tak i pro čtení informace na magnetooptické informační vrstvě ve formě informačních plošek, které jsou značně menší, než je tento ozařovací bod, a to zvolením prostorové frekvence f_r těchto informačních plošek tak, že je rovná nebo větší než kmitočet f or a zakódováním informace v poměru mezi délkou těchto plošek a jejich periodou (p « 1/f). Výchylky tohoto poměru, známé v literatuře jako modulace pracovního cyklu, působí při čtení modulaci ve snímacím svazku pocházejícím z informační vrstvy, přičemž tento svazek prochází objektivovým systémem a je zachycován detekčním systémem citlivým na záření. Tento detekční systém potom vytváří elektrický signál, který je modulován v souladu se zaznamenanou informací, a to přes skutečnost, že jednotlivé informační plošky již nejsou zjštovány. Ve skutečnosti je tomu tak, že jsou nyní zaznamenávány a čteny různé šedé úrovně, přičemž každá šedá úroveň reprezentuje danou signálovou hodnotu informace místo černobílé struktury, jaká byla až dosud obvyklá.

Je třeba poznamenat, že je známé z evropského patentového spisu č............... (patentová přihláška č. 0 284 056) zaznamenávat různé signálové úrovně na magnetooptickou informační

- 6 vrstvu za účelem zvyšování hustoty informace. V souladu se znésým způsobem se však intenzita záznamového svazku mění tak, že úroveň uvnitř informační vrstvy, pro kterou je materiál zav hříván nad Curieův bod a směr magnetizace může týt obrácen, se rovněž mění. Potom však musí být používána relativně tlusté in- formačnl vrstva a zářivý svazek musí mit vysokou intenzitu.

Kromě toho se dá takový tepelrý proces obtížně řídit vzhledem k tepelnému rozptylu. Podle způsobu popsaného v evropském patentovém spise č. .............(patentová přihláška 0 284 056) musí být zaznamenané informační plošky zjištovány odděleně.

Způsob podle vynálezu může týt prováděn s růzxými známými magnetickými materiály, jako je slitina gadolinia, terbia a železa. Způsob podle vynálezu se však s výhodou dále vyznačuje tím, že se pro informační vrstvu použije slitina terbia, železa a kobaltu. Tento materiál je obzvláště vhodný pro zaznamenávání velmi krátkých magnetických oblastí. Při použití vynálezu mohou mít magnetické oblasti délky řádově 0,1 ^um, jestliže se nyní informace zhustí v podélném směru na 0,3 yum/bit místo obvyklých 0,45 ^um na bit.

Budicí proud může mít proměnlivý kmitočet a konstantní časové intervaly obdélníkových vln, takže magnetické oblasti mohou být zaznemenávány s konstantní délkou ve směru stopy a s proměnlivým prostorovým kmitočtem.

Způsob podle vynálezu se však s výhodou déle vyznačuje tím, že budicí proud má konstantní kmitočet a proměnlivé časové in- 7 tervaly obdélníkových vln. Potom Jsou magnetické oblasti zaznamenávány s proměnlivými délkami ve směru sledování stopy, zatímco prostorový kmitočet je konstantní. Výhodou tohoto způsobu je, že je možno zaznamenávat ve^mi světlé úrovně až po bílou”, protože časové intervaly obdélníkových vln mohou být libovolně zkráceny.

První provedení způsobu podle vynálezu se vyznačuje tím, že poměr mezi časovými intervaly obdélníkových vln a periodou budicího proudu se plynule obměňuje v souladu s výchylkami informačního signálu, takže informace se zaznamenává v analogové formě.

Informace může být alternativně zaznamenávána v číslicové formě. Toto je zajištěno druhým provedením způsobu podle vynálezu, které se vyznačuje tím, že budicí proud má fixní kmitočet a poměr mezi časovými intervaly obdélníkových vln a periodou budicího proudu se obměňuje v n oddělených krocích, kde n je celé čislo. Informační signál je nyní zaznamenáván v n rozdílných šedých úrovních. Je-li n = 8, tj. na nosiči záznamu je osm šedých úrovní, je možné použít zakódování, které kromě hodnot ”1 a 0 také používá 1/7, 2/7, 3/7, 4/7, 5/7 a 6/7. Kmitočet impulsů budicího proudu je nyní například roven několikanásobku hodinové frekvence kódování.

Kmitočet budicího proudu může být také vyšší nebo nižší, než hodinový kmitočet, a to je-li splněna podmínka, že prostorový kmitočet magnetických oblastí je rovný nebo větší než optický mezní kmitočet.

Vzhledem k vysoké záznamové rychlosti se s výhodou používá záznamového svazku majícího konstantní a vysokou úroveň intenzity. To zajištuje nejjednodušším způsobem, že materiál informač ní vrstvy je vždy dostatečně zahříván tak, aby byla lokálně změně·? směr jeho magnetizace v závislosti na modulaci magnetického pole.

Za určitých okolností může být alternativně používán pulsující záznamový svazek. Jelikož je zářivé energie přiváděna v pulsované formě, je teplotní gradient v hraniční oblasti vytvářené magnetické plošky velmi vysoký, takže přesnost, β níž jsou hranice magnetické plošky fixovány, je velká. Při čtení kombinace magnetických plošek toto má za následek zlepšený poměr signálu k šumu. Déle vede pulsující Činnost diodového laseru k menšímu zatížení tohoto laseru, takže diodové lasery určitých typů mají větěí životnosti.

Způsob, při němž se používá pulsující záznamový svazek a při kterém je z hlediska časové osy každý puls záření umístěn v blízkosti bodu obracení budicího proudu, se vyznačuje tím, že konec každého pulsu záření se shoduje s okamžitém, kdy magnetické pole, jehož znaménko se mění, v podstatě dosáhlo své konečné hodnoty.

Toto zajištuje, že v okamžiku, kdy lokální teplota záznamové vrstvy je maximální, má vnější magnetické pole sílu v požadovaném směru, které je postačující k magnetizování příslušné lokální plošky v požadovaném směru.

- 9 Druhý aspekt vynálezu se vztahuje na zařízení pro provádění nového způsobu. Toto zařízení, které obsahuje zdroj záření pro vytváření ozařovaciho svazku, objektivový systém pro zaostření ozařovaciho svazku do ozařovaclho bodu omezeneAo difrakci na informační vrstvě, detekční systém citlivý na záření pro přěměňování svazku z informační vrstvy na elektrický signál, magnetickou cívku pro vytváření magnetického pole, které je orientováno v podstatě kolmo na informační vrstvu v ozařované části informační vrstvy a bedici proud pro vytváření budicího proudu s pravoúhlými vlnami v cívce, přičemž tento proud je modulován v závislosti na informačním signálu, se vyznačuje tím, Že obsahuje řídicí obvod pro řízení budicího proudu, přičemž v tomto řídicím obvodu je přiváděný informační signál převáděn na signál s obdélníkovými vlnami mající kmitočet, který je nejméně rovný optickému meznímu kmitočtu vztaženému k velikosti ozařovaclho bodu, a mající proměnlivý poměr mezi časovými intervaly s obdélníkovými vlnami a periodou signálu.

Provedení zařízení pro vytváření informačních plošek s konstantní délkou a proměnlivou periodou se vyznačuje tím, že řídicí obvod obsahuje kmitočtový modulátor, na jehož vstup je veden informační signál, který se má zaznamenávat, a jehož výstup je spojen se vstupem monostabilního multivibrátoru, který poskytuje řídicí signál pro budicí obvod.

Výhodné provedení zařízení, kterým se zaznamenávají informační plošky ε konstantní periodou a proměnlivou délkou, se vygnaňu10 je tím, že řídicí obvod obsahuje komparétor, jehož první vstup je připojen ke generátoru trojúhelníkovitého napětí, zatímco informační signál, který má být zaznamenáván, je veden na druhý vstup, přičemž výstup tohoto kom^parátoru poskytuje řídicí signál pro budicí obvod.

Fro zaznamenávání signálu v souladu s mnohoúrovňovým kódováním, je možné použít posledně uvedeného provedení, jestliže druhý vstup komparátoru je připojen k výstupu převodníku, který převádí informační signál, který se mé zaznamenávat a který se přivádí na jeho vstup, na mnohoúrovňový signál.

Další provedení zařízení se vyznačuje tím, že zdroj záření je uzpůsoben k poskytování pulsujícího záznamového ozařovacího svazku a tím, že synchronizační obvod je upraven pro udržování předem určeného fázového vztahu mezi pulsy záření a body obracení budicího proudu.

Toto provedení se s výhodou dále vyznačuje tím, že se zvolí předem určený fázový vztah tak, že konec každého pulsu záření se shoduje s okamžikem, kdy magnetické pole, jehož znaménko se mění, v podstatě dosáhlo své konečné hodnoty.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 schéma provedení záznamového a Čtecího zařízení pro magnetooptický nosič záznamu, obr. 2 řez částí informační stopy zaznamenané známým způsobem, obr. 3 velikost informačních plošek zaznamenaných známým mpůeobem vzhledem k velikosti použi11 tého záznamového a čtecího bodu, obr. 4ε a 4b schematické znázornění principu optického difrakčního čtení, obr. 5a až 5e příklady Částí informační stopy s rozdílnými poměry mezi délkou informačních plošek a jejich periodami, obr. 6 princip zaznamenávání kratších informačních plošek, obr. 7 graf závislosti šedých úrovní na rozdílných poměrech délky a periody informačních plošek, obr. 8 průběh signálu čteného z nosiče záznamu, v němž je trojúhelníkový signál zaznamenán v analogové formě, obr. 9 schéma prvního provedení řídicího obvodu, obr. 10 průběh řídicího signálu poskytovaného tímto řídicím obvodem, obr. 11 schéma druhého provedení řídicího obvodu, obr. 12 průběh řídicího signálu poskytovaného tímto řídicím obvodem, obr. 13 schéma provedení zařízení pro záznam číslicového informačního signálu, obr. 14 a 18 mimo jiné proud kanálových bitů, průběh budicího proudu pro buzení magnetického pole a kombinaci magnetických plošek získaných podle vynálezu, obr. 15 základní schéma zapojení části použitého zařízení, obr. 16 další provedení zařízení podle vynálezu, obr. 17 průběh pulsu záření, teplotní výchylky v informační vrstvě jím vytvořené a impulsu budicího proudu jako funkce času, obr. 19 a 20 schémata různých provedení synchronizačního obvodu použitého v zařízení a obr. 21 další provedení zařízení podle vynálezu.

Na obr. 1 je znázorněn magnetooptický nosič X záznamu, obsahující transparentní substrát 2 a magnetickou informační vrstvu JL Tato informační vrstva je ozařována zářivým svazkem t>, kte rý je přiváděn ze zdroje 10 záření. Tento zdroj je tvořen diodovým laserem, například laserem AlGaAs vysílajícím záření o vlnové délce řádově například 800 nm. část záření vysílaného diodovým laserem je .zachycována kolimótorovou čočkou 11 a .ie zaostřována objektivovou soustavou 12. které je znázorněna schematicky pomocí jediné čočky na ozařovací bod V omezeny difrakcí, mající půlhodnotovou šířku řádově 1 ^um v informační rovině.

Informační plochy ve formě magnetických oblastí jsou zaznamenávány ve vrstvě J řízením diodového laseru takovým způsobem, že vysílá svazek o dostatečně vysoké energii, například 5 mWattů, takže zahřívá oblast informační vrstvy J ▼ oblasti bodu V, například na Curieovu teplotu a modulováním magnetického pole v souladu s předkládaným informačním signálem Si. Tento signál je veden do řídicího obvodu 14, který řídí budicí obvod 15. Budicí obvod vede budicí proud do cívky JJ· Magnetooptická vrstva J je například předmagnetizována v daném směru udávaném šipkou . Zahřátím vrstvy J v oblasti ozařovaného místa V koercitivní síla v této oblasti klesá a směr magnetizace může být lokálně obrácen pomocí relativně malého vnějšího magnetického pole vytvářeného pomocí magnetické cívky 13 v souladu se směrem Mg na obr. 1. Poté, co se ukončí lokální přívod tepla, například proto, že se ozařované místo pohnulo, materiál vrstvy J znovu ochladne a směr Mg magnetizace je stabilizován.

Pohybováním ozařovacího bodu V a nosiče J, záznamu vůči sobě navzájem, například v případě okrouhlého kotoučovítého nosiče záznamu otáčením nosiče J_ okolo hřídele, je možné zaznamenávat postupně za sebou množství informačních plošek ve směru sledování, takže se vytváří informační stopa. Obr. 2 ukazuje malou část takové informační stopy v řezu. Plošky informační vrstvy kůe směr magnetizace byl obrácen do směru M₂, jsou označovány jako informační plošky £ a plošky, které si podržely původní směr magnetizace jsou označovány jako mezilehlé plošky J?. Kromě toho pohybem ozařovacího bodu V a nosiče J. záznamu vůči sobě navzájem ve směru kolmém na rovinu výkresu na obr. 1 je možné v případě okrouhlého kotoučovitého nosiče záznamu vytvářet v radiálním směru řadu stop.

Při čtení zaznamenané informace se v zařízení z obr. 1 také používá diodový laser. Tento laser je potom ovládán při podstatně nižší energii, například desetkrát nižší, než při pořizo vání záznamu, takže zaznamenaná informace není ovlivňována. Nosič záznamu je s výhodou odrazivý, takže svazek modulovaný informační vrstvou v souladu se zaznamenanou informací je odrážen od objektivového systému 1 2. V dráze záření je vřazen polotransparentní prve například 70 o/o transparentní zrcadlo nebo hranol J2, který odráží Část odraženého a modulovaného čtecího svazku b* do detekčního systému 16 citlivého na záření. V provedení z obr. 1 je mezi prvkem 17 a tímto systémem umístěna čočka 19 pro koncentrování záření na detekční systém 18.

Ctění informační vrstvy je založeno na změně, kterou informační plošky nebo oblasti £ působí ve stavu polarizace Čtecího svazku. Pro zjištění této změny je v dráze záření umístěn před detekčním systémem 16 analyzátor 20 polarizace, přičemž tento analyzátor převádí polarizační modulaci na intenzitovou modulaci, která je měněna detekčním systémem na elektrický signál S_Q. V dráze záření přicházejícího čtecího svazku b může být umístěn polarizátor 21. jehož směr polarizace nastavuje o úhel například 85 ° úhel analyzátoru 20.

Aby bylo možno zjistit během čtení, zda je snímané místo vystředěno na informační stopě a/nebo zda je čtecí papreek zaostřen na informační rovinu, může být částečně transparentní zrcadlo, například 90 o/o transparentní zrcadlo nebo hranol 22, uloženo v dráze záření odraženého paprsku b* odrážejícího část tohoto svazku do druhého detekčního systému 23 citlivého na záření. Elektrické signály poskytované tímto detekčním systémem jsou používány pro korigování sledování stopy a zaostřování. Také během pořizování záznamu mohou být používány servosystémy pro sledování stopy a zaostřování, v nichž je využívána část záznamového svazku potom odrážená nosičem záznamu. Pro další podrobnosti o zaznamenávání a čtení na magnetooptickém nosiči záznamu, pokud jde o jeho uspořádání je možno se odvolat na článek Erasable Magneto-optical Recording v časopise Philips* Technice! Review 42, Č. 2, srpen 1985, str. 37-47.

Při obvyklém způsobu magnetooptického zaznamenávání jsou zaznamenávány magnetické oblasti s povrchovou plochou řádově o velikosti ozařovacího bodu. Obr. 3 ukazuje zaznamenávecí bod V_w známého magnetooptického zařízení a řadu informačních plošek £ zaznamenaných tímto zaznamenávacím bodem. Informační plošky jsou uspořádány v souladu s informační stopou 30. Tato stopa je jen částečně vyplněné záznamem. Během zaznamenávání se zaznamenávací bod pohybuje vzhledem k informační rovině doprava ve směru šipky 32. V situaci znázorněné na obr. 3 leží záznamové místo nad částí bez záznamu a v poloze, kde může být zaznamenávána následující informační ploška. Informační stopa se čte v následující fázi čtecím bodem V_y? který je znázorněn vlevo na obr. 3 pro účel jasnosti, ale ve skutečnosti se body V a V shodují.

Při použití magnetooptický ch zařízení je informační hustota určována velikostí ozařovacího bodu V, ktezý se uplatňuje jako zaznamenávací bod a čtecí bod. Jak již bylo uvedeno v úvodním odstavci, není zvýšení informační hustoty zmenšením sledovacího bodu v práni příliš dobře možné. Podle vynálezu je informační hustota zvýšena, když se použije sledovacího bodu obvyklé velikosti, a to tim, že se zaznamanávají magnetické oblasti, jejichž délka je podstatně kratší, než je průměr sledovacího bodu a jejichž frekvence je rovná nebo větší tek zvanému optickému meznímu kmitočtu, přičemž informace je fixována na měnící se poměr mezi délkou informačních plošek a jejich periodami.

Pojem optického mezního kmitočtu magnetooptického zařízení a vztah mezi velikostí informačních plošek a optickým mezním kmitočtem může být vysvětlen nejjednodušším způsobem tím, že se uvažuje struktura magnetických oblastí jako struktura plošek střídavě projfdštějících záření a nepropouštějících záření v případě čtení propouštěním, nebo jako struktura plošek střídavě odrážejících a neodrážejících v případě čtení odrazem. Toto je umožňováno tím, že polarizační otočení způsobené magnetickými ploškami v kombinaci s použitím polarizačního prostředku v zařízení má za následek amplitudovou modulaci čtecího svazku.

Struktura sestávající z informačních plošek může být považována za dvourozměrnou difrakční mřížku, která štěpí dopadající ozařovací svazek do neohnutého dílčího svazku nulového řádu a řady dílčích svazků prvního řádu a řady dílčích svazků vyššího řádu. Pro čtení jsou důležité pouze dílčí svazky nulového řádu a prvního řádu, ohnuté do tangenciálního směru, protože dílčí svazky vyšších řádů mají jen velmi malou energii.

Obr. 4a ukazuje lineární mřížku £ v řezu. Tato mřížka je osvětlována svazkem b z objektivu, z něhož je znázorněna pouze pupila j>. Mřížka £ odráží svazek a štěpí ho na dílčí svazek b(0) nulového řádu, dílčí svazek +1 ního řádu b(+1). dílčí svazek -1 ního řádu b(-1) a řádu dílčích svazků vyššího řádu, které nejsou znázorněny. Dílčí svazky b(+1) a b(-1) jsou ohýbány v úhlech +4- a -<*/. Obr. 4b ukazuje řezy svazky v místě pupily.

Dílčí svazek b(0). který mé stejný úhel otevřeni a ste jný směr jako dopadající svazek l> spadá zcela do pupily a je předá- 17 ván do detektoru 18 znázorněného na obr. 1 v případě optického snímacího zařízení, s jehož pomocí je informační mřížka g Čtena. Dílčí svazek nulového řádu neobsahuje informaci o sledu informačních plošek a mezilehlých plošek. Tato informace je obzvláště přítomná v dílčích svazcích b(+1). b(-1) prvního řádu. Pouze části vyznačené vyšraf ovánými plochami OV^ a OV^ těchto dílčích svazků spadají do pupily. Ve známém způsobu čtení je používáno fázových výchylek v dílčích svazcích b(+1) a b(-1) vzhledem k dílčímu svazku nulového řádu. V plochách OV^ a 0V₂ na obr. 4b dílčí svazky prvního řádu přesahují dílčí svazek nulového řádu a dochází k interferenci. Když se pohybuje ozařovací bod podél informační stopy, mění se fáze dílčích svazků prvního řádu. V důsledku toho se mění intenzita celého záření procházejícího objektivem a zasahujícího detektor.

Jestliže se střed ozařovacího bodu shoduje se středem informační plošky, například s prohlubní, existuje daný fázový rozdíl ψ mezi dílčím svazkem prvního řádu a dílčím svazkem nulového řádu. Tento fázový rozdíl je také označován jako fázová hloubka informační struktury. Jestliže se sledovací bod pohybuje z první informační plošky na druhou informační plošku, fáze dílčího svazku +1 ního řádu se zvětšuje a tato fáze je zvětšena, a 2 Tl v okamžiku, kdy střed sledovacího bodu dosáhl středu druhé informační plošky. Fáze dílčího svazku -1 ního řádu se potom zmenšuje. Fáze dílčích svazků prvního řádu vzhledem k fázím dílcích svazků nulového řádu mohou tak týt znázorněny jako (+1) χ ψ + ξ ^pt (8 (-1) . ψ- 27c £ ^pt kde x je poloha v tangenciálním směru sledovacího bodu a p_t je lokální tangenciální perioda informační struktury. Elektrické výstupní signály dvou detektorů uspořádaných za překrývajícími se ploškami OV^ a 0V₂ potom mohou být popsány jako

S, = cos /y + 2 7Γ |

S₉ = cos /<f - 2% » * ^pt

Sečtením těchto detektorových signálů se získá informační signál S^:

S. = S. + S_o « 2.008^ cos 2 71 — i 1 2 p_t

Výše uvedené platí pouze pokud dochází k překrývání mezi dílčími svazky b(+1) a b(-1) se svazkem b(0) ♦ tfhel i, pod kterým je dílčí svazek prvního řádu ohýbán je definován vztahem sin Φ = — = «Λ . f , kde f je prostorový kmitočet mřížky £ p_t r r nebo lokální prostorové frekvence informační struktury. Nedochází k překrývání, pokud 2/¾. Jelikož sin/S - NA, je optický mezní kmitočet f _Λ dán vztahem co co

NA ^{= 2}X

Informační plošky, které nemají takovou prostorovou frekvenci, že <30 2/¾ již nemohou být samostatně zjišfovány, takže informace již nemůže být. čtena, je-li kódována ve frekvenci těchto plošek.

Je-li však, jak je navrhováno vynálezem, frekvence f_y informačních plošek pouze tak vysoké, že jen paprsek nulového řádu projde čtecím objektivem & signálová hodnota informačního signálu již není zakódována v jedné jednotlivé plošce, ale ve skupině, například tří plošek, tato informace může být čtena. Této skutečnosti je potom využíváno v tor, že v kterémkoli okamžiku je amplituda dílčího svazku nulového řádu určována poměrem mezi celkovou délkou informačních plošek a celkovou délkou mezilehlých plošek, které jsou pod čtecím bodem v tomto okamžiku. Struktura magnetické oblasti je nyní pozorována jako struktura plošek majících různě šedé odstíny, s každým šedým odstínem odpovídajícím dané hodnotě uvedeného délkového poměru.

Toto je ilustrováno na obr. 5. Obr. 5a ukazuje čéet informační stopy, v níž je délka informačních plošek 4, nebo magnetických oblastí se směrem M₂ magnetizace rovná délce mezilehlých plošek £ nebo magnetických oblastí se směrem magnetizace. Takzvaný pracovní cyklus dc je potom dc ~ 50 o/o a příslušná část je pozorována jako středně šedá část. Na obr. 5b jsou informační plošky třikrát tak dlouhé jako mezilehlé plošky X, tedy je dc « 75 o/o a tato část informační stopy je pozorována jako tmavě šedá. Obr. 5c ukazuje světle šedou část informační stopy s dc « 25 o/o, tj. s informačními ploškami _4, jejichž délka je rovna jedné třetině délky mezilehlých plošek Na obr. 5d informační plošky £ spolu navzájem splývají, takže dc = 100 % a tato část informační stopy je pozorována jako černá, část stopy z obr. 5e neobsahuje informační plošky Jr, ale pouze mezilehlé plošky, které spolu splývají. Tato část stopy pro dc = 0 % je pozorována jako bílá. Parametry f ' a fZ představují optický mezni kmitočet f„a záznamovou frekvenci, transformované do prostorové oblasti, přičemž f_co je například 0,8 ^um a f^ je například 0,70 yum.

Aby bylo možné zaznamenávat s daným záznamovým bodem plošky mající plochu menší, než je velikost bodu, použije se známého principu znázorněného na obr. 6. Na tomto obrázku je ozařovací bod uvažován v pohledu ve směru přicházejícího svazku na obr. 1. Předpokládá se, že záznamový bod se pohybuje doprava vzhledem k informační rovině (šipka 32). V okamžiku t je střed záznamového bodu V v poloze A. V tomto okamžiku má vnější magnetické pole

SL směs magnetizace M₂ z obr. 1 a celá kruhová ploška pod ozařovacím bodem je magnetizována v tomto směru. V okamžiku tj dospěl střed ozařovacího bodu V do bodu B. Směr magnetického pole je potom obrácen tak, že ploška, která je nyní pod ozařovacím místem V^, je magnetizována ve směru . Jelikož vzdálenost mezi bodem B a A je podstatně menši, než je průměr zaznamenávacího bodu, velká část plošky, která byla magnetizována ve směru v okamžiku t , je magnetizována opět do původního směru Mj. Výsledkem je, že pouze malá část plošky, která je přítomná pod zaznamenávacím bodem v okamžiku t_Q, je magnetizována ve směru M₂ a tvoří informační plošku, zatímco zbytek této plošky je znovu vymazán a je k dispozici pro zaznamenáváni následné informační plošky. Informační ploška je poté zaznamenávána obrácením mag21 netického pole do směru v okamžiku t^, kdy střed zaznamenávacího bodu dosáhl polohy C, a zpětným přepnutím magnetického pole zpět do směru Mj v okamžiku t^, když střed bodu dosáhl polohy D. Přepínáním vnějšího magnetického pole při použití zaznamenávaclho bodu pohybujícího se plynulou rychlostí vzhledem k nosiči záznamu v časových intervalech, které jsou kratší, než je časový interval potřebný k posunutí záznamového bodu o vzdálenost, která je rovná jeho průměru, je možné zaznamenávat informační plošky, jejichž rozměr ve směru sledování stopy je menši, než uvedený rozměr záznamového bodu. Tyto informační plošky mohou mít rozměr například 0,35 yum ve směru sledování stopy místo dosud obvyklého rozměru řádově 1 ^um.

Jak je již víceméně ukázáno na obr. 5, může být pracovní cyklus nebo poměr délky informačních plošek k periodě plynule měněn, takže informační signál může být zaznamenáván v analogové formě na magnetooptickém nosiči záznamu. Obr. 7 ukazuje výsledek měření magnetooptického nosiče záznamu, jehož informační vrstva se skládá z gadolinia, terbia a železa a jehož různé čás ti stopy jsou opatřeny záznamem s rozdílnými poměry délky informačních plošek k periodě. Měřená úroveň šedosti GL jako funkce uvedeného poměru DC vykazuje velmi dobrou iineárať proměnu.

Jako další ilustrace možnosti poskytované vynálezem ukazuje obr. 8 výstupní signál εθ detekčního systému .18 z obr. 1 při čtení magnetooptického nosiče záznamu na nějž je zaznamenáván trojúhelníkovitý signál při použití způsobu podle vynálezu.

Jako příklad lze uvést, že záznamová rychlost může být 0,75 m/s, perioda informačních plošek může být řádově 0,75 /um s perioda znázorněného čteného trojúhelníkovitého signálu může být řádově 10 /U».

Kromě uvedené slitiny gadolinia, terbia a železa mohou být použity i jiné materiály jako informační vrstva. S výhodou je použita slitina terbia, železa a kobaltu, která je eventuálně vhodná pro zaznamenávání velmi krátkých plošek, a to až 0,1 ^um. Takové malé délky plošek jsou požadovány, má-li být dosažena informační hustota ve směru stopy řádově 0,3 ^um na bit místo běžné maximálně proveditelné hustoty 0,45 yum na bit, při použití vynálezu.

Obr. 9 ukazuje schematicky první provedení řídicího obvodu b£, kterým je vstupní signál měněn na impulsový signál s modulací pracovního cyklu. Tento obvod obsahuje kmitočtový modulátor 40. například oscilátor se řízeným napětím, který mění vstupující informační signál na kmitočtově modulovaný signál S^. Výstup modulátoru 40 je připojen k výstupu monostabilního mul ti vibrátoru 41. který mění signál na signál S_c s obdélníkovými vlnami, jehož časový interval 43 obdélníkové vlny 43 je konstantní a jehož frekvence nebo perioda se mění v souladu s hodnotou informačního signálu S^. Signál S_Q, který má výchylku, jaká je znázorněna na obr. 10, je veden do budicího obvodu 22 z obr. 1 pro spínání budicího proudu cívkou 13. tuk vytvářeno touto cívkou magnetické pole, a to takovým způsobem, že se zaznamenává řada informačních plošek v souladu s počtem bloků 43

- 23 signálu S . Tyto plošky mají konstantní délku a proměnlivou peMM* riodu. Frekvence signálu S je tak vysoká, že prostorová frekv vence informačních plošek je rovná nebo vyšší než optický mezní kmitočet zařízení.

Není-li signál S^, který se zaznamenává analogový, ale digitální signál, je tento signál nejprve převáděn převodníkem 42 na signál mající několik signálových úrovní (mnohoúrovňový signál), takže tento signál může být zpracováván stejně jako analogový signál.

Obr. 11 ukazuje provedení řídicího obvodu 14, který se s Výhodou používá, zejména pro vytváření pulsujícího řídicího signálu majícího konstantní kmitočet a proměnlivou dobu trvání impulsu. Je-li signál, který se má zaznamenávat, analogový signál, obsahuje tento obvod generátor 45 napětí, který přivádí trojúhelníkovité napětí Sp s konstantním kmitočtem a amplitudou.

Výstup generátoru napětí je připojen k prvnímu vstupu komparátoru 46. Signál S^, který se má zaznamenávat, je veden na druhý vstup komparátoru. Kmitočet napětí záznamová hodinové frekvence, je například několikrát větší, než je frekvence informačního signálu S^. Komparétor poskytuje obdélníkový napětový signál S* znázorněný na obr. 12, jehož kmitočet je konstantní a

V rovný hodinovému kmitočtu generátoru 45. přičemž doba trvání bloků nebo časových intervalů 47 se liší v závislosti na okamžité hodnotě signálu S^. Když je signál S* veden do budicího obvodu 15. 3sou zaznamenávány magnetické oblasti které mají proměnlivou délku a konstantní prostorovou frekvenci. Jestliže signál, který má být zaznamenáván, je digitální signál, je opět vřazen převodník 42 pro převádění číslicového signálu na mnohoúrovňový signál.

Signály S_c a S* z obr. 10 a 12 jsou tzv. signály NRZ, tj. impulsy jsou střídavě kladné a záporné a nulová úroveň je mezi dvěma impulsovými úrovněmi, jak je vyznačeno čárkovanou čarou na obr. 10 a 12. Magnetické pole je potom přítomné vždy, nejen když jsou zaznamenávány informační plošky, ale taktéž během mezilehlých Časových intervalů. Tím je tak dosaženo, že mezilehlé plošky vždy získávají rozdílný směr magnetizace než informační plošky, nezávisle na místních podmínkách informační vrstvy, na níž se pořizuje záznam. Potom může být nosič záznamu, který je již opatřen záznamem, opatřován novým záznamem, a to bez potřeby nejprve vymazávat nosič záznamu, jak je popsáno v evropském patentovém spise ............. (patentová přihláška 0 230 325).

Bude zřejmé, že pomocí signálu S* z obr. 12 mohou být zaznamenávány velmi světlé až bílé hladiny, a to tím, že se doba trvání impulsů 47 záměrně učiní malá vzhledem k úrovni impulsů 47*. Toto není možné s řídicím signálem S_e z obr. 10, kde je doba trvání impulsu konstantní.

Možnost poskytovaná vynálezem v podobě zaznamenáváni různě šedých úrovní může být alternativně použita pro ukládání signálu v číslicové formě na magnetooptickém nosiči záznamu při číslicovém zakódování vyššího řádu, například osmičkovém kódování.

Pracovní cyklus impulsů budicího proudu je potom měněn v n samostatných krocích, v nichž n odpovídá počtu hodnot kódování.

Magnetické plošky mají potom pevnou frekvenci, která odpovídá například několikanásobku hodinové frekvence kódování.

Obr. 13 ukazuje základní schéma zapojení pro provedení září zení pro záznam a čtení Číslicového signálu s více než dvěma signálovými úrovněmi.

Číslicový, například osmičkový vstupní signál je převáděn převodníkem 50. například tříbitovým, na mnohoúrovňový signál mající například osm signálových úrovní, který je veden do modulátoru 51 pracovního cyklu. Tento modulátor může mít stejnou konstrukci, jaká je znázorněna na obr. 11. Výstupní signál modulátoru je veden do budicího obvodu 15 pro cívku ^.Magnetické pole vytvářené cívkou 13 je přepínáno při vysokém kmitočtu pomoci řídicího obvodu 14, při měnění doby trvání impulsů v n, například osmi samostatných krocích, takže se na nosiči záznamu zaznamenávají informační plošky ve ..‘formě magnetických oblastí, přičemž délka n těchto oblastí může mít n, například osm, rozdílných hodnot, závislých na okamžité hodnotě vstupního signálu S^.

Signál uložený v informačních plochách může být čten pomocí optické Čtecí hlavy 53, která může obsahovat stejné prvky IQ, II, 12, 12, 1θ, 12, 2£, 21, 22 s ϋ jako čtecí hlava znázorněná na obr. 1. Výstupní signál detektoru 18 citlivého na záření je veden do převodníku 54. například tříbitového, který přeměňuje mnohoúrovňový signál, mající například osm signálových úrovní, na číslicový, například osmičkový kódovaný signál S_Q, který odpovídá signálu S..

Tento signál může být podvojně modulovaný signál a může být tvořen například superpozici známého signálu s modulaci EFií a druhého číslicového signálu. Signál s modulaci EFM je signál, který je používán jako standardní pro ukládání číslicové zvukové informace na optický nosič záznamu, který je znám pod názvem kompaktní disk nebo CD. Jak je popsáno například v článku Compact Disc System Aspects and Modulation v časopise Philips Technical Review 40, 1982, č. 6, str. 157 až 164, signál EFM je získáván převáděním každé skupiny osmi datových bitů na skupinu Čtvmácti kanálových bitů v souladu s daným předpisem, přičemž řada nejméně tří a nejvýše jedenácti bitů, vyskytujících se v proudu kanálových bitů, může být vytvořena z totožných bitů. Pro nosič záznamu to znamená, že informační plošky obsahují nejméně tři a nejvýše jedenáct kanálových bitů, v nichž například začátek informační plošky a začátek mezilehlé plošky představují číslicovou jedničku. Ve zbývajících částech obsahují informační plošky a mezilehlé plošky potom pouze logické nuly.

Obr. 14a ukazuje malou část příkladu proudu číslicových bitů a obr. 14b ukazuje přidruženou strukturu informačních plošek na nosiči záznamu. Obr. 14c ukazuje změnu signálové úrovně signálu ES s modulaci EFM, který je tzv. signál NRZ. Druhý sig27 nál AS. mající vyšší kmitočet, může být superponován na tento signál, přičemž tento druhý signál AS je znázorněn na obr. 14a. Obr. 14e ukazuje výchylky signálové úrovně složeného signálu CS. Tento signál má čtyři signálové úrovně. Když se zaznamenává tento signál na nosič záznamu, vytvářejí se magnetické plošky se Čtyřmi rozdílnými poměry mezi délkou plošky a periodou. Když se zaznamenává signál CS na nosič záznamu pomocí impulsů budicího proudu majícího konstantní kmitočet a proměnlivou dobu trvání impulsu, přičemž každá signálová hodnota signálu CS je fixována ve dvou periodách kombinace plošek, má tato kombinace výchylky znázorněné na obr. 14f pro první část signálu CS.

Pro zaznamenávání signálu CS je možné použít obvod podle obr. 15, obsahující jako první prvek sčítací zařízení, do něhož je veden signál ES a signál AS a který poskytuje složený signál CS jako výstupní signál. Tento signál je zaznamenáván stejným způsobem, jako bylo popsáno s odvoláním na obr. 13. Je tak možno zaznamenávat dvojitě digitalizovaný signál nebo amplitudově a časově diskrétní signál a je tedy možné zaznamenávat zvláštní informaci při použití hodinových kmitočtů jak při pořizování záznamu, tak i při následujícím čtení.

Je třeba poznamenat, že zejména .při zaznamenávání signálu se čtyřmi úrovněmi, v němž trvání signálové úrovně obsahuje dvě periody trojúhelníkového napětí Sp na obr. 11, se komparátor 46 s výhodou nechá přepnout při maximálních nebo minimálních hodnotách trojúhelníkovitého signálu. Je pravda, že se potom dosáhne kombinace plošek, která je lehce asymetrická, ale toto nepře28 váží výhodu v tom, že přechody plošek jsou dobře definované. Jestliže k přepínání dochází v mezilehlých úrovních trojúhelníkového napětí Sjp byla by kombinace plošek symetrická, ale přeměna by pak nastávala v přechodech plošek, jaké je vyjádřena v diagonální přeměně oček v tzv. očkové kombinaci”, takže vznikají problémy z hlediska čtení 'plošek. Uvedená očková kombinace je popsána ve výše uvedeném článku v časopise Philips Technical Review 40, 1982, str. 157 až 164.

Je dále třeba poznamenat, že podmínka, zmíněná několikrát, že prostorová frekvence je stejné nebo větší než optickému meznímu kmitočtu, není absolutní. Také pro prostorovou frekvenci plošek, která je menši nebo blízká optickému meznímu tanitočtu, mohou být šedé úrovně zaznamenávány s ještě uspokojivými výsledky.

Při pořizování záznamu informace se s výhodou používá laserového svazku majícího konstantní a vysokou intenzitu, a to vzhledem k vysoké záznamové frekvenci. Je potom zajištěno nejjednodušším způsobem, že materiál informační vrstvy je vždy lokálně zahříván v dostatečné míře pro změnu směru magnetizace v závislosti na modulaci magnetického pole.

Za určitých okolností může být alternativně použit pulsující laserový svazek, přičemž se vytváří laserové impulsy s dobou trvání impulsu například 20 n sec pomocí laserového modulačního obvodu běžného typu, který je označen jako obvod 16 na obr. 1.

Impulsová Činnost laseru vyžaduje malé zatížení tohoto la seru á tak zvyšuje jeho životnost. Další výhodou je to, že tepelné zatížení informační vrstvy a tedy rychlost, s níž nosič záznamu stárne, je nižší, než v případě pořizování záznamu zářivým svazkem konstantní intenzity.

Mezi hody obracení budicího proudu a pulsy záření musí být udržován pevný fázový vztah. Za tímto účelem obsahuje září zení, které pracuje s pulsováním záření a které je znázorněno schematicky na obr. 16, synchronizační obvod 56. Tento obvod odvozuje z informačního signálu řídicí signály j a ₂ se stejným kmitočtem pro odpovídající laserový modulační obvod 16 a řídicí obvod 14. Řídicí obvod 14 nyní poskytuje signál s obdélníkovými vlnami, který je modulován v souladu s mfc&ákxl informaci, která má být zaznamenávána, přičemž tento signál s obdélníkovými vlnami je převáděn budicím obvodem 15 na proud s obdélníkovými vlnami pro cívku 13.

S výhodou je zajištěno, že dkamžik, když impuls záření končí, se shoduje s okamžikem, kdy magnetické pole, které právě změnilo znaménku, dosáhlo maximální hodnotu, takže příslušná ploška je magnetizována v požadovaném směru pomocí maximálního magnetického pole. Toto je znázorněno na obr. 17, kde je v podstatně zvětšeném měřítku znázorněn impuls 60a záření a přechod 63 mezi zápornou hodnotou I_min a kladnou hodnotou mSSS· l_Bax proudu.

- 30 Na obr. 17 je znázorněna teplotní výchylka 70 jako funkce času pro plošku informační vrstvy J ozařovanou pulsem 60a zářeťií. Jako výsledek přiváděné zářivé energie v této plošce rychle stoupá teplota nad záznamovou teplotu Ts. což značí teplotu, nad kterou může být směr magnetizace záznamové vrstvy změněn vyvíjeným magnetickým polem. Záznamová teplota Te je všeobecně blízká Curieově teplotě materiálu informační vrstvy.

Po skončení impulsu 60 a záření materiál ochladne velmi rychle přibližně na okolní teplotu, a to vzhledem k přenosu tepla v informační vrstvě .2,

Trváni pulsu 60a záření a fázový vztah mezi tímto pulsem a bodem obrácení úrovně 61a na úroveň 61b budicího proudu jsou zvoleny tak, že informační vrstva je ochlazována na kladnou hodnotu budicího proudu, takže ploška 62a je trvale zmagnetizována ve směru magnetizace odpovídajícím této hodnotě a informační ploška 4a se vytváří, jak je znázorněno na obr. 13.

Po určité době, která je určena informačním signálem, který má být zaznamenáván, budící obvod mění znaménko a dosahuje maximální záporné úrovně 61c v daném okamžiku. V tomto okamžiku končí druhý puls 60b záření, který zahřál plošku 62b informační vrstvy, přičemž tato ploška se Částečně překrývá s ploškou 62a. Ploška 62b je potom magnetizována ve směru, který je opačný vůči směru, v němž je magnetizována ploška 62a a vytvoří se magnetická ploška nebo mezilehlá ploška 5b. Po magnetizováni plošky 62b se postupně a střídavě magnetizuji v opačném směru

- 31 plošky 62c ... 62.1 pomocí úrovní budicího proudu 61d ... 611 a pulsů 60c ... 601 záření, takže se získá kombinace magnetických plošek nebo informačních plošek £ s prvním směrem magnetizace a magnetických plošek nebo mezilehlých plošek % s druhým opačným směrem magnetizace, jak ukazuje obr. 18.

Je třeba poznamenat, že informační plošky 4e a 4g jsou delší, než informační plošky 4a a 4c. avšak kratší, než je informační ploška Ji. To je důsledkem rozdílu mezi délkami obdélníkových impulsů 61f. 61h a 611 budicího proudu. Pro přesnost, s níž jsou ukládány hranice magnetické plošky, která se ná vytvářet, je důležité, aby teplotní gradient plošky na jejích hranicích byl vysoký.

Bude zřejmé, že vliv výchylek v citlivosti záznamu a v síle magnetického pole na přesnost, s níž je okraj vytvořené magnetické plošky ukládán, je tím menší, čím větší je teplotní gradient v okrajové oblasti.

Je třeba poznamenat, že teplotní gradient se zvětšuje, když je požadovaná energie přiváděna do informační vrstvy v kratším časovém úseku. Často je také výhodné volit délku pulsů záření tak, aby byla malá vzhledem k době opakování.

Obr. 19 ukazuje první provedení synchronizačního obvodu 56, který je vhodný pro šíření záznamu číslicového informačního signálu s danou bitovou frekvencí, například jako modulovaný signál NRZ. Synchronizační obvod znázorněný na obr. 19 obsahuje obvod pro opětovné získáváni kanálového hodinového signálu majícího stejnou frekvenci, jako je bitová frekvence informačního signálu S^. Takový obvod může obsahovat fázový detektor 80 obvyklého typu, který při každém přechodu nuly v informačním signálu určuje fázový rozdíl mezi tímto nulovým přechodem a hodinovým signálem S .. Fázový detektor 80 vysílá signál, který je indukativní pro daný fázový rozdíl, do oscilátoru 81 řízeného napětím přes smyčkový filtr 82. Oscilátor vytváří periodický signál s kmitočtem, který je celistvým násobkem kanálového hodinového signálu S j, přičemž z tohotp periodického signálu se odvozuje kanálový hodinový signál S_c1 pomocí kmitočtového dělení, které je vykonáváno čítačem 83. Fázový detektor 80, smyčkový filtr 82, oscilátor 81 řízený napětím a čítač tvoří smyčkový obvod s fázovou vazbou obvyklého typu.

Čítání Čítače 83 je vedeno přes sběrnici 84 do dekódovacího obvodu 85, který vytváří tři logické jedničkové signály 86a, 86b a 86c, když jsou dosaženy tři příslušné po sobě následující počty. Signály 86a a 86v jsou vedeny na vstupy dvouvstupového součinového hradla 87. Výstupní signál součinového hradla 87 je veden do laserového modulačního obvodu 57. který na základě každého impulsu výstupního signálu součinového hradla 67 vytváří pulsující řídicí signál pro laser 2,0. Signály 86b a 86c jsou vedeny na dvouvstupové součinové hradlo 88. Výstupní signál součinového hradla 88 slouží jako řídicí signál pro elektronický spínač 89. Informační signál S^ je veden na první vstup spínače 89. zatímco druhý vstup spínače 86 je připojen

- 33 na zemní potenciál. Elektronický spínač 89 spojuje výstup spínače 87 s prvním nebo druhým vstupem spínače 89, závislým na logické hodnotě řídicího signálu ze součinového hradla 88. Signál 90 takto získaný na výstupu spínače 89 je signál s obdélníkovými vlnami a s kmitočtem, který je roven bitové frekven ci signálu S^, zatímco polarita je určována okamžitou polaritou informačního signálu S^. Signál 90 je veden do řídicího obvodu 14. Budicí obvod 1 5 může být například výkonový zesilovač 91. který vytváří napětí, které je úměrné vstupnímu napětí zesilovače 91. Výstup zesilovače 91 je připojen k cívce 13 přes rezistor 92. přičemž tento rezistor 92 funguje jako omezovači rezistor pro budicí proud. Odpor rezistoru 92 a irduktance cívky 13 jsou navzájem upraveny tak, že časová konstanta vytvořeného RL obvodu je malá vzhledem k impulsové šířce impulsu budicího proudu.

Obr. 20 ukazuje druhé provedení synchronizačního obvodu 56, který je vhodný pro záznam kmitočtově modulovaných signálů. Obvod obsahuje oscilátor 100 řízený napětím pro vytváření periodického pulsujícího signálu S_c1*, jehož kmitočet je modulován v souladu se vstupním signálem S^*. Řídicí signál pro laserový modulační obvod 57 je přímo dovožen ze signálu S_c^ * s kmitočtovou modulací pomocí zpožďovacího obvodu 101, který zpožďuje signál po daný časový interval. Řídicí signál pro řídicí obvod 14 je tak odvozován z kmitočtově modulovaného signálu. Za tímto účelem obsahuje synchronizační obvod 56 kmi- 34 točtový dělič 102. který odvozuje NRZ signál 103 ze signálu S^* při kmitočtu, který celistvým podílem (tj. n-krát nižší, kde n je celé číslo), například čtyřikrát nižší, než je kmitočet signálu S_c1Signál 103 je veden na první vstup elektronického spínače 104. Druhý vstup elektronického spínače 104 je připojen k zemnímu potenciálu. Řídicí signál pro elektronický spínač 104 je přímo odvozován od signálu S_c^* pomocí zpožďovacího obvodu 105. Zpožďovací časy zpožďovacího obvodu 105 a zpožďovacího obvodu 101 jsou zvoleny tak, aby impuls výstupního signálu obvodu 101 ležel v každém bodě obratu výstupního signálu obvodu 105, a to tak, že konec impulsu na výstupu obvodu 101 se v podstatě shoduje s okamžikem, kdy výstupní signál řídicího obvodu dosáhl novou konečnou hodnotu.

Obr. 21 ukazuje další provedení záznamového zařízení podle vynálezu. Na obr. 21 mají součásti, které odpovídají součástem znázorněným na obr. 1, stejné vztahové značky. Záznamové zařízení znázorněné na obr. 21 má ústrojí pro ovládání .zaostřování obvyklého typu, obsahujícího objektivovou čočku 12. částečně transparentní hranol 17. částečně transparentní hranol 22, střešní hranol 121. soustavu například Čtyř detektorů 122a,

122b, 122c a 122d citlivých na záření, obvod 123, řídicí obvod 124 a ovladač 125. Svazek b* odrážený informační vrstvou 2 prochází střešním hranolem 121 ▼ důsledku působení hranolů 17 a 22. Tento hranol 121 štěpí svazek b* do dílčích svazků b^ a které dopadají každý na samostatnou dvojici detektorů

- 35 122a. 122b nebo 122c. 122d. Výstupní signály těchto detektorů jsou vedeny do obvodu 123. v němž je určován rozdíl mezi součtem výstupních signálů detektorů 122a a 122d a součtem výstupních signálů detektorů 122b a 122c. Tento rozdílový signál je indikativní pro stupeň zaostřování svazku b na informační rovi nu J. Rozdílový signál je veden do řídicího obvodu 124, kte rý vytváří takový řídicí signál pro ovladač 125. že ovladač 125 udržuje svazek t> záření zaostřený na informační vrstvu ,2. pohybem čočky \2_t což znamená, že vzdálenost mezi čočkou 12 a informační vrstvou ± je udržována konstantní.

Jestliže se použije cívka mající transparentní jádro, například cívka se vzduchovým jádrem pro cívku 13. může být cívka 23 upevněna ke spodní straně čočky 12. takže svazek b záření je zaměřován na informační vrstvu přes transparentní jádro cívky 23.· Taková konstrukce mé výhodu v tom, že vzdálenost mezi cívkou 23 a informační vrstvou je udržována během záznamu konstantní. To znamená, že okolnosti, při nichž je jSocha informační vrstvy £ zahřívána svazkem .b záření, zůstává stále konstantní, což přispívá ke kvalitě záznamu.

Claims (20)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob optického záznamu a čtení informace v kombinaci magnetických oblastí se směrem magnetizace, který je odlišný od jejich okolí, v informační vrstvě nosiče záznamu pomocí optického sledovacího svazku zaostřeného do ozařovacího místa omezeného difrakci, přičemž během záznamu jsou části informační vrstvy, zahřáté ozařovacím místem, vystaveny vlivu magnetického pole, které je orientováno kolmo k informační vrstvě a je vytvářeno pomocí cívky, kterou prochází budicí proud s obdélníkovými vlnami, modulovaný v závislosti na informačním signálu, takže se vytvářejí střídavě první oblasti mající první směr magnetizace a druhé oblasti, mající druhý směr magnetizace, přičemž při čtení se zjišťuje výchylka způsobená magnetickými oblastmi ve stavu polarizace svazku sledujícího tyto oblasti, vyznačený tím, že kmitočet a amplituda budicího proudu jsou nezávislé na informačním signálu, který má být zaznamenáván, přičemž tento kmitočet je nejméně roven optickému čtecímu meznímu knitočtu vztaženému k velikosti sledovacího místa, přičemž poměr mezi časovými intervaly s obdélníkovou vlnou a periodou budicího proudu je modulován v závislosti na informačním signálu, takže se zaznamenávají magnetické oblasti s proměnlivým poměrem mezi délkou oblasti a periodou oblasti ve směru sledování, a přičemž rozdílné hodnoty tohoto poměru představují rozdílné signálové hodnoty zaznamenaného signálu.

   formační

   Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že se pro invrstvu použije sllitina terbia, železa a kobaltu.
2. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2 vyznačený tím, že budicí proud má proměnlivý kmitočet a konstantní časové intervaly obdélníkových vln.
3. 4. Způsob podle nároku 1 nebo 2 vyznačený tím, že budicí proud má konstantní kmitočet a proměnlivé intervaly ob-2délníkových vln.
4. 5. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4 vyznačený tím, že poměr mezi intervaly obdélníkových vln a periodou budicího signálu se průběžně mění v souladu s výchylkou informačního signálu.
5. 6. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4 vyznačený tím, že budicí proud má fixní kmitočet, přičemž poměr mezi časovými intervaly obdélníkových vln a periodou budicího proudu se mění v n odlišných krocích, kde n je celé číslo.
6. 7. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 6 vyznačený tím, že se při záznamu použije sledovací svazek mající konstantní intenzitu.
7. 8. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 6 vyznačený tím, že se při záznamu použije pulzující sledovací svazek.
8. 9. Způsob podle nároku 8, při kterém z hlediksa časové osy je každý pulz záření umístěn v blízkosti bodu obratu budicího proudu, vyznačený tím, že konec každého pulzu záření se shoduje s okamžikem, kdy magnetické pole, jehož znaménko se mění, dosáhlo v podstatě své konečné hodnoty.
9. 10. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 1, obsahující zdroj záření pro vytváření sledovacího svazku, objektivovou soustavu pro zaostřování sledovacího svazku do ozařovacího místa omezeného difrakcí na informační vrstvě, detekční soustavu citlivou na záření pro převádění svazku z informační vrstvy na elektrický signál, magnetickou cívku pro vytváření magnetického pole, které je orientováno v podstatě kolmo na informační vrstvu v ozařované části informační vrstvy a budicí obvod pro vytváření budicího proudu s obdélníkovými vlnami v cívce, přičemž tento proud je modulován v závislosti na informačním signálu, vyznačené tím, že obsa-3huje řídicí obvod (14) připojený ke vstupu budicího obvodu (15), přičemž tento řídicí obvod (14) má vstup pro příjem informačního signálu a výstup pro vydávání signálu s obdélníkovými vlnami, odpovídajícího budicímu proudu s obdélníkovými vlnami.
10. 11. Zařízení podle nároku 10 vyznačené tím, že řídicí obvod (14) obsahuje kmitočtový modulátor (40), na jehož vstup je vedena informace a jehož výstup je připojen ke vstupu monostabilního multivibrátoru (41), jehož výstup je připojen ke vstupu budicího obvodu (15).
11. 12. Zařízení podle nároku 10 vyznačené tím, že řídicí obvod (14) obsahuje komparátor (46), mající první vstup připojený ke generátoru (45) trojúhelníkového napětí, a druhý vstup pro příjem informačního signálu (Si), a výstup připojený ke vstupu budicího obvodu (15).
12. 13. Zařízení podle nároku 12 vyznačené tím, že obsahuje převodník (42) mající vstup pro příjem informačního signálu (Si) a výstup pro poskytování víceúrovňového signálu, přičemž tento výstup je připojen ke vstupu budicího obvodu (15).
13. 14. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 10 až 13 vyznačené tím, že záznamový sledovací svazek (b) ze zdroje záření (10) má konstantní intenzitu.
14. 15. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 10 až 13 vyznačené tím, že záznamový sledovací svazek (b) ze zdroje záření (10) je pulzující svazek a zařízení dále obsahuje synchronizační obvod (56) mající vstup pro příjem informačního signálu (Si) a dva výstupy, každý pro poskytování výstupního signálu, přičemž uvedené výstupní signály mají předem určený fázový vztah, přičemž jeden z uvedených výstupů je připojen k řídicímu obvodu (57) zdroje (10) záření a druhý výstup je

    -4připojen k řídicímu obvodu (14) pro řízení budicího obvodu (15).
15. 16. Zařízení podle nároku 15 vyznačené tím, že zdroj (10) záření vydává pulzy záření, jejichž konce se shodují s okamžikem, ve kterém přepnuté magnetické pole dosáhlo své konečné hodnoty.
16. 17. Zařízení podle nároku 15 nebo 16 pro zaznamenávání číslicového informačního signálu majícího daný bitový kmitočet, vyznačené tím, že synchronizační obvod (56) obsahuje synchronizační prostředky (80, 81, 82, 83) pro synchronizaci výstupních signálů s bitovým kmitočtem informačního signálu (si) a modulační prostředky (85, 88, 89) pro modulování impulzů budicího obvodu (15) s polaritou impulzů určovanou logickou hodnotou informačního signálu.
17. 18. Zařízení podle nároku 17 vyznačené tím, že synchronizační obvod (56) obsahuje oscilátor (81) pro generování periodického signálu a prostředky (83, 85, 87, 88, 89) pro odvozování okamžiků generování pulzů záření a impulzů budicího proudu od periodického signálu, přičemž tento periodický signál má pevný fázový vztah s informačním signálem.
18. 19. Zařízení podle nároku 17 vyznačené tím, že synchronizační obvod (56) obsahuje fázové porovnávací prostředky (80, 81, 82) pro porovnávání fázového rozdílu mezi periodickým signálem a informačním signálem pro synchronizování informačního signálu s periodickým signálem v závislosti na fázovém rozdílu.
19. 20. Zařízení podle nároku 15 nebo 16 vyznačené tím, že synchronizační obvod obsahuje oscilátor (100) pro generování kmitočtově modulovaného periodického signálu, přičemž impulzy budicího signálu synchronizované s impulzy periodického signálu první polarity se vždy střídají s impulzy opáč-5né polarity.
20. 21. Zařízení podle nároku 10 vyznačené tím, že optický systém obsahuje zaostřovací čočku (12) a servosystém (17,22, 121, 122, 123, 124, 125) určující polohu čočky, přičemž jádro cívky (13) je transparentní pro záření a je mechanicky připojeno k zaostřovacímu čočce (12) a přičemž zářivý svazek (b) je orientován na záznamovou vrstvu (3) přes jádro cívky (31).