HU200023B - Optical store - Google Patents

Description

A találmány tárgya optikai tároló digitális információk tárolására.

Felhasználási területe elsősorban a számítástechnika, kép- és hangrögzítő berendezésekben, információfeldolgozó és - tárolórendszerekben, különösen elektronikus számológépek külső tárolóiban különösen előnyösen alkalmazható.

Egy számítástechnikai rendszer hatékonyságát a külső tárolók jellemzői jelentős mértékben befolyásolják. Napjainkban az elektronikus számítógépek gyakorlatban realizálható műveleti sebessége a külső tárolóberendezések tökéletlensége miatt 2-3 nagyságrenddel is alacsonyabb lehet annál a műveleti sebességnél, amelyet a számítógép elektronikus részei lehetővé tennének.

A külső tárolók legfontosabb műszaki jellemzői közé tartozik a tárolókapacitás, az irássűrűség, az adatkeresési időtartam, az információcserélési sebesség és az információtárolás megbízhatósága. A mágneses külső tárolóberendezésekhez képest az optikai külső tárolók számos előnyős hatást nyújtanak. Az optikai tárolóknál nagyobb tárolókapacitás, nagyobb irássűrűség és fokozott információtárolási megbízhatóság érhető el.

Ismert olyan optikai tároló, amely lézerből és fénymodulátorból felépített, modulált elektromágneses sugárzást előállító sugárforrásból és a sugárforrással optikai kapcsolatban lévő, relatív mozgatható hermetikusan zárt lemezként kialakított információhordozó egységből épül fel. Az információhordozó egység belső felületén jelrögzitő réteg van elrendezve. A sugárforrás az információhordozó egység viszonylagos helyzetét az információs egységek címzésére szolgáló címzőegység biztosítja. Ilyen optikai tárolót ismertet a JEEE Spectrum, 1979. évi II. száma a 33-38. oldalakon.

A fenti optikai tároló hiányossága, hogy információtárolási megbízhatósága alacsony, és irássűrüsége nem kielégítő. Az alacsony információtárolási megbízhatóság a hermetikusan zárt optikai lemez csekély mértékű merevségére és munkafelületeinek az atmoszferikus nyomásváltozások következtében fellépő deformációira vezethető vissza. A nem kielégítő irássűrűség a különböző sugarú jelrögzitő .barázdák felületi irássűrüségének instabilitásából, valamint a mozgatható optikai fejben alkalmazott .száraz objektív csekély mértékű felbontóképességéből (a numerikus apertúra értéke adott esetben kisebb, mint 1).

A találmányunkhoz mind műszaki megvalósításban, mind pozitív hatásában legközelebb álló megoldást a 15 80 398 számú GB szabadalmi leírás ismerteti, mely szabadalmi leírásból olyan optikai tároló ismerhető meg, amelynek modulált koherens sugárzás előállítására szolgáló sugárforrása és a sugárforrással optikai kapcsolatban lévő hengeres információhordozó egysége van, amely forgató hajtással van ellátva, és információcimző egységgel van összeköttetésben.

. A hengeres információhordozó egység merev, átlátszatlan anyagból kialakított hen5 geres szubsztrátumra épül, amelynek külső felületére jelrögzitő réteg van felhordva, amely közül távtartó gyűrűk segítségével egy viszonylag vékony, átlátszó védőhenger van elrendezve. Működés közben a külső vé10 döhenger a merev hengeres szubsztrátummal együtt forog.

A külső védőhenger atmoszferikus nyomásiugadozások következtében fellépő deformációinak megelőzése céljából a hengeres in15 formációhordozó egység belső tere és az atmoszferikus környezeti légtér között összeköttetés van biztosítva.

A fenti megoldás hiányossága mindazonáltal, hogy az általa biztosított irássűrűség és információtárolási megbízhatóság nem kielégítő. Az alacsony irássűrűség arra vezethető vissza, hogy az információk rögzítésére szolgáló jelrögzitő réteg csak a merev átlátszatlan henger külső felületén található, va25 lamint, hogy az optikai tároló .száraz objektivvel dolgozik. A nem kielégítő megbízhatóság abból adódik, hogy az információhordozó egység belső tere a külső atmoszferikus környezettől nincs elszigetelve, ezért a kör30 nyezeti hömérsékletváltozások az optikai tároló működésére nem kívánt hatást gyakorolnak. Az információhordozó egység belső terébe a környezetből por, nedvesség és más szennyeződések juthatnak, amelyek a jelróg35 zítő réteg felületén lerakódva a beírás és kiolvasás folyamatának megbízhatóságát egyaránt hátrányosan befolyásolják. A megbízhatóság csökkenését eredményezi az is, hogy fennáll a veszélye a hengeres információból— dozó egységgel együtt nagy sebességgel forgó átlátszó védőhenger sérülésének.

A találmánnyal célunk olyan optikai tároló kialakítása, amelynek konstrukciója lehetővé teszi a jelrögzités megbízhatóságának és a beírás sűrűségének javítását.

A kitűzött feladatot azáltal oldottuk meg, hogy optikai tárolóban, amelynek modulált koherens sugárzást előállító sugárforrása és hengeres információhordozó egysége van, amely hengeres információhordozó egység forgató hajtással van ellátva és amelynek cső alakú szubsztrátumra felvitt jelrögzítő rétege van, ahol a sugárforrás a hengeres információhordozó egységgel kölcsönös helyzetüket szabályozó cimzőegységen keresztül optikai kapcsolatban van, a találmány szerint a hengeres információhordozó egységet rögzített, helyzetű hengeres házban rendeztük el, amelynek szabad belső térfogatát a sugárforg(j rés által előállított modulált koherens sugárzás számára átlátszó folyékony vagy gázhalmazállapotú közeggel van kitöltve.

A hengeres információhordozó egység forgató hajtása előnyösen villamos motorként 65 van kialakítva, amelynek forgórésze a henge-2HU 200023 B rés információhordozó egység legalább egyik homlokfelületéhez csatlakozik, állórésze pedig a hengeres ház külső palástfelületén van elrendezve.

A villamos motorként kialakított forgató hajtás úgy is elrendezhető, hogy forgórésze a hengeres információhordozó egység oldalfelületéhez csatlakozik, állórésze pedig a hengeres ház külső palástfelületén van rögzítve.

Az optikai tároló fenti, találmány szerinti kialakítása az információbeirás és -kiolvasás megbízhatóságának jelentős növelését eredményezi azáltal, hogy a hengeres információhordozó egységet a külső szennyeződésektől és káros behatásoktól védi. Ha az optikai tárolóban az információhordozó egységet cserélni kell, a hengeres információhordozó egységet a hengeres házzal együtt cseréljük. Így az információhordozó egységet a hengeres házból egyáltalán nem kell kivenni, ami ugyancsak a károsodások és szennyeződések kizárását eredményezi.

A találmány szerint célszerű az információhordozó egység cső alakú szubsztrátumának homlokfelületein szigetelőperselyeket elhelyezni.

A hengei’es információhordozó egység belső terének hermetikus lezárása lehetővé teszi olyan nagy hatékonyságú jelrőgzitö rétegek alkalmazását, amelyek kevésbé ellenálló anyagokból, például levegővel érintkezve oxidálódó anyagból készülnek. Az információhordozó egység belső terének hermetikus lezárása továbbá lehetőséget biztosit a jelrőgzitö réteg hatékony eljárások alkalmazásával történő regenerálására, igy például a hengeres információhordozó egység belsejében nagyfrekvenciás kisütés alkalmazására, - amelynek feltétele, hogy a hengeres információhordozó egység szabad belső térfogata iners gázzal legyen kitöltve.

A találmány szerint a hengeres ház előnyösen a sugárforrás által előállított modulált koherens sugárzás számára átlátszatlan anyagból van kialakítva, és palástfalában legalább egy nyílás van kiképezve, amelybe a modulált koherens sugárzás számára átlátszó betételem van ültetve.

A nyílásba, vagy nyílásokba beültetett átlátszó betételem, illetve betételemek célszerűen hengeres lencseként vannak kialakítva.

Az átlátszatlan anyagból kialakított hengeres ház védelmet nyújt a hengeres ház belsejében elrendezett hengeres információhordozó egység számára a külső fénybehatások, például napsugárzás ellen, amelyek a jelrögzítő réteget szétroncsolhatják. A védelem érdekében a sugárforrás lézeréből származó sugárnyaláb hengeres, információhordozó egységhez történő vezetésére kizárólag az a nyílás szolgál, amelybe az átlátszó betételem van beültetve.

A hengeres lencse átlátszó betételemként törtélnő alkalmazásával a hengeres információhordozó egység ívelt felületének op4 tikai rendszeren belüli korrekciója megoldható.

A hengeres információhordozó egység jelrögzítő rétegei a cső alakú szubsztrátum külső és/vagy belső palástfelületein rendezhetők el. A jelrögzítő rétegek külső és belső palástfelületeken való elrendezésével az információ beírási sűrűsége kétszeresére növelhető.

A találmány szerint célszerű továbbá a hengeres információhordozó egység külső felületén a sugárforrás által előállított modulált koherens sugárzás számára átlátszó elektromos vezetőréteget elrendezni. A hengeres in15 formációhordozó egység külső felületét körülvevő elektromos vezetóréteg a hengeres házzal elektromos összeköttetésben van.

Ennek a kialakításnak köszönhetően a hengeres információhordozó egység forgósa

2q közben a belső térfogatot kitöltő folyékony vagy gázhalmazállapotú közeg és a gyorsan forgó felületek közötti súrlódásból keletkező statikus elektromos töltés a hengeres információhordozó egység külső felületéről a hen2g geres házra vezethető át. Ezáltal a hengeres információhordozó egység felületének szenynyeződése csökkenthető és ennek köszönhetően az információbeírás megbízhatósága fokozható.

A találmányt a továbbiakban a rajz alapján ismertetjük. A rajzon:

- Az 1. ábrán a találmány szerinti optikai tároló példakénti kiviteli alakjának vázlatát tüntettük fel, a hengeres inforraációhor25 dozó egység hosszmetszetével;

- A 2-5. ábrákon a hengeres információhordozó egység további kiviteli alakjait ábrázoltuk, hosszmetszetben.

Amint az 1. ábrából kitűnik, a találmány 40 szerinti optikai tárolónak 1 sugárforrása és hengeres infromócióhordozó egysége van, amelyek 3 címzóegységen keresztül optikai kapcsolatban vannak. A 3 cimzőegység a 2 hengeres információhordozó egységhez ké45 pest axiális és radiális irányban egyaránt mozgatható.

A modulált koherens sugárzást előállító 1 sugárforrás optikailag csatolt 4 lézerből, 5 optikai modulátorból, 6 polarizációs fényel50 osztóból, 7 fotovevőből és 8 negyedhullám-lemezből épül fel. A 6 polarizációs fényelosztó egyik kimenete optikai összeköttetéssel a 7 fotovevöre, másik kivezetése pedig a 8 negyedhullám-lemezen keresztül a 3 cimzőegy55 ség bemenetére csatlakozik.

A 3 cimzőegység optikailag csatolt 9 prizmából és 10 objektivlencséböl épül fel. A cimzőegység az 1 sugárforrástól kapott sugárnyalábot a 2 hengeres információhordozó egység 11 cső alakú szubsztrátumára felvitt 12 jelrőgzitö rétegére továbbítja. A 11 cső alakú szubsztrátum az 1 sugárforrás által előállított modulált koherens sugárzás számára átlátszó anyagból van kialakítva. A 12 jelθ5 rögzítő rétegek a 11 cső alakú szubsztrátum külső és belső palástfelületeire vannak felhordva. A 12 jelrögzítő rétegek egy-egy 13 védőréteggel vannak bevonva.

A 2 hengeres információhordozó egység rögzítetten beépített 14 hengeres házban koaxiálisán van elrendezve. A 14 hengeres ház palástfalában 15 nyílás van kialakítva, amelybe átlátszó optikai betételem van ültetve.

A 14 hengeres ház szabad belső térfogata az 1 sugárforrás által előállított modulált koherens sugárzás számára átlátszó folyékony vagy gázhalmazállapotú közeggel, például levegővel van kitöltve. A 14 hengeres ház a modulált koherens sugárzás számára átlátszatlan anyagból van kialakítva.

A 14 hengeres ház belsejébe a folyékony vagy gázhalmazállapotú közeget a rajzon az egyszerűség kedvéért nem jelölt szelepen keresztül túlnyomással kívülről juttatjuk be. A 14 hengeres ház belsejébe juttatott folyékony vagy gázhalmazállapotú közeg olyan kenőhatást nyújt, amely a 2 hengeres információhordozó egység zavartalan forgását biztosítja.

A 11 cső alakú szubsztrátum homlokfelületein a 2 hengeres információhordozó egységet forgató hajtás villamos motorjának 16 forgórészei vannak rögzítve. A villamos motor 17 állórésze a 14 hengeres ház külső palástfelületén van elrendezve.

A 14 hengeres házba a 2 hengeres információhordozó egységet úgy helyezzük be, hogy előzőleg a szükséges referenciajeleket és szolgálati információkat beírjuk. Működés közben a 2 hengeres információhordozó egységet a forgató hajtás villamos motorja nagy sebességgel forgatja, és a 15 nyilason keresztül, amelyben az átlátszó optikai betételem van elrendezve, a 2 hengeres információhordozó egység 12 jelrögzítő rétegére az 1 sugárforrás 4 lézeréből származó modulálatlan sugárnyalábot vetítünk. A raodulálatlan sugárnyaláb intenzitása a kiolvasási üzemmódnak felel meg. A reflektált sugárnyaláb, amely a hengeres információhordozó egységbe beirt infromaciók által immár modulálva van, a 7 fotovevóbe kerül, ahol elektromos jellé lesz átalakítva. Ebből a modulált elektromos jelből a vezérlőegység (a rajzon nem jelöltük) leválasztja azt a jelet, amely az adott címzéshez rendelt információs egységnek felel meg. Ha a címzés nem stimmel - az ellenőrzés során a számok nem egyeznek - a vezérlőegység a 3 cimzőegységnek olyan vezérlőutasitást ad, amelynek hatására a 3 cimzöegység az előirt pozícióba mozog. Szükség esetén a vezérlőegység olyan utasítást is adhat, amely a 10 objektívlencse más 12 jelrögzitő rétegre történő átfókuszélását vezérli. Ezt kővetően a vezérlőegység a 7 fotovevö kimenetéről kapott elektromos jelből olyan információt kap, amely a sugárnyaláb alatt található valamely szektor számának felel meg. A kiolvasott szám és a megadott cím egyezése esetén a 2 hengeres információhordozó egységbe beírt adatok kiolvasásra, illetve beíró üzemmód esetén a megfelelő helyre beírásra kerülnek. Beírás esetén a beírandó jeleknek megfelelő modulált sugárzást az 5 optikai modulátor állítja elő.

A fenti optikai tároló fokozott információbeírási és -tárolási megbízhatóságot eredményez, mivel a 14 hengeres ház a 2 hengeres információhordozó egységet külső szenynyezódésektől és káros behatásoktól hatékonyan védi.

A találmány szerinti optikai tároló 2. ábrán feltüntetett kiviteli alakja olyan 2 hengeres információhordozó egységet foglal magában, amelynek 11 cső alakú szubsztrátuina a modulált koherens sugárzás számára átlátszó anyagból van kialakítva. A 11 cső alakú szubsztrátum belső palástfelületén 12 jelrögzítő réteg van elrendezve, homlokfelületeihez pedig 18 szigetelőperselyek csatlakoznak. A 18 szigetelópereelyek kialakítása tetszőleges, de lényeges, hogy anyaguk hótógulási tényezője a 11 cső alakú szubsztrátum anyagának hőtágulási tényezőjével megegyezzen. A 11 cső alakú szubsztrátum belső palástfelületén, egyik homlokfelületének környezetében, forgató hajtás villamos motorjának 19 forgórésze van elrendezve. A villamos motor 20 állórésze a 14 hengeres ház külső palástfelületén, a 19 forgórész körül van rögzítve. Az optikai tároló felépítése és működése egyébként az 1. ábra szerinti kiviteli alak felépítésével és működésével azonos.

Azáltal, hogy a 2 hengeres információhordozó egység a 18 szigetelöperselyek által önmagában hermetikusan zárt, a 12 jelrgözítő réteg a külső szennyeződések és káros behatások ellen még fokozottabb védelmet élvez.

A találmány 3. ábrán feltüntetett kiviteli alakja a 2. ábra szerintitől abban különbözik, hogy a 11 cső alakú szubsztrátum és a 18 szigetelőperselyek külső palástfelületén 21 elektromos vezetóréteg van elrendezve. A 21 elektromos vezetőréteg a 14 hengeres házzal elektromos összeköttetésben van.

A 2 hengeres információhordozó egységet forgató hajtás villamos motorjának 23 forgórésze az egyik 18 szigetelópersely külső homlokfelületén van rögzítve, a villamos motor 24 állórésze pedig a 14 hengeres ház ugyanazon oldalán, a 14 hengeres ház külső homlokfelületén van rögzítve.

A 3. ábra szerinti optikai tároló felépítése és működése egyébként az előzőekben ismertetett kiviteli alakokéval analóg.

A 21 elektromos vezetóréteg jelenléte elősegíti a 2 hengeres információhordozó egység forgósa során a 2 hengeres információhordozó egység és a 14 hengeres ház szabad belső térfogatát kitöltő folyékony vagy gázhalmazállapotú közeg közötti súrlódás hatására kialakuló statikus elektromos töltés elvezetését a 2 hengeres információhordozó egység külső felületéről a 14 hengeres hóz5

-4HU 200023 Β ra. Ennek köszönhetően a 2 hengeres információhordozó egységet fenyegető szennyező hatások tovább csökkenthetők, és ezzel együtt az információbeírás megbízhatósága növelhető.

A 4. ábrán a találmány szerinti optikai tároló olyan kiviteli alakját ábrázoltuk, ahol a 14 hengeres ház szabad belső térfogata 25 folyékony csillapitókózeggel van kitöltve. A 25 folyékony csillapítóközeg előnyösen például desztillált víz lehet. A 12 jelrögzítő réteg a 11 cső alakú szubsztrátum belső palástfelületén van kialakítva. A 11 cső alakú szubsztrátum homlokvégződései 18 szigetelőperselyekkel hermetikusan le vannak zárva. Az egyik 18 szigetelőperselyen a 2 hengeres információhordozó egységet forgató hajtás villamos motorjának 26 forgórésze van elrendezve. A villamos motor 27 állórésze a 14 hengeres ház külső palástfelületén, a 26 forgórész körül van rögzítve.

Az optikai tároló felépítése egyébként a fentiekkel megegyezik.

Annak köszönhetően, hogy a 14 hengeres ház belső terének szabad térfogata a 25 folyékony csillapitóközeggel van kitöltve, a 2 hengeres információhordozó egység mozgásából adódó axiális és radiális irányú ütések csillapítódnak, és ez az automatikus fókuszálás és a címzés pontosságának növelését eredményezi. Ily módon az irássürűség és az információbeírás, illetve -kiolvasás megbízhatósága is javul.

A beirási és kiolvasási sebesség további növelése céljából a találmány szerinti optikai tároló több 1 sugárforrással látható el (5. ábra). Ez esetben az opotikai tároló 28 hengeres házának palástfalában az 1 sugárforrások számának megfelelő számú 29 nyílás van kiképezve. A 29 nyílásokba a fentiekhez hasonlóan a modulált koherens sugárzás számára átlátszó betételemek vannak beültetve. Átlátszó optikai betételemként előnyösen hengeres lencsék alkalmazhatók.

A 28 hengeres ház belső terének szabad térfogata a 4. ábrához hasonlóan 25 folyékony csillapítóközeggel van kitöltve.

Az 5. ábra szerinti kiviteli alak felépítése és működése egyébként a fentiekkel megegyezik.

A találmány ismertetése alapján belátható, hogy az optikai tároló információbeírási sűrűsége és beirási, kiolvasási, valamint tárolási megbízhatósága a célkitűzésnek megfelelően növekszik.

Claims (6)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Optikai tároló, amelynek modulált koherens sugárzást előállító sugárforrása és hengeres információhordozó egysége van, amely forgató hajtással van ellátva és amelynek cső alakú szubsztrátumra felvitt jelrögzitő rétege van, ahol a sugárforrás a hengeres információhordozó egységgel kölcsönös

   5 helyzetüket szabályozó címzóegységen keresztül optikai kapcsolatban van, azzal jellemezve, hogy a hengeres információhordozó egység (2) rögzített helyzetű hengeres házban (14; 18) van elrendezve, amelynek eza10 bad belső térfogata a sugárforrás (1) által előállított modulált koherens sugárzás számára átlátszó folyékony vagy gázhalmazállapotú közeggel van kitöltve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti optikai táro15 ló, azzal jellemezve, hogy a hengeres információhordozó egysége (2) forgató hajtással van ellátva, mely forgató hajtás villamos motorként van kialakítva, és amelynek forgórésze (16; 26) a hengeres információhordozó

   20 egység (2, legalább egyik homlokfelületéhez csatlakozik, állórésze (17; 27) pedig a hengeres ház (14; 28) külső palástfelületén van elrendezve.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti optikai táro25 ló, azzal jellemezve, hogy a hengeres információhordozó egysége (2) forgató hajtással van ellátva, mely forgató hajtás villamos motorként van kialakítva, és amelynek forgórésze (19) a hengeres információhordozó egy30 ség (2) oldalfelületéhez csatlakozik, állórésze (20) pedig a hengeres ház (14) külső palástfelületén van elrendezve.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti optikai tároló, azzal jellemezve, hogy a hengeres infor35 mációhordozó egység (2, cső alakú szubsztrátumának (11) homlokfelületeihez szigetelőperselyek (18) kapcsolódnak.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti optikai tároló, azzal jellemezve, hogy a hengeres ház

   40 (14, 28) a sugárforrás (1) által előállított modulált koherens sugárzás számára átlátszatlan anyagból van kialakítva, és palástfalában legalább egy nyílás (15, 29) van kiképezve, amelybe a modulált koherens sugárzás szá45 mára átlátszó betételem van beültetve.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti optikai tároló, azzal jellemezve, hogy a nyilás(ok)ba (15, 29) beültetett átlátszó betételem hengeres lencseként van kialakítva.

   50 7. Az 1. igénypont szerinti optikai tároló, azzal jellemezve, hogy a hengeres információhordozó egység (2, jelrögzító rétegei (12) a cső alakú szubsztrátum (11) külső ée belső palástfelületén vannak elrendezve.

   55 8. Az 1. igénypont szerinti optikai tároló, azzal jellemezve, hogy a hengeres információhordozó egység (2) külső felülete a sugárforrás (1) által előállított modulált koherens sugárzás számára átlátszó elektromos

   50 vezetőréteggel (21) van bevonva, amely a hengeres házzal (14) elektromos összeköttetésben van.