Устройство для записи информации

(9) 1 В 7/О И ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ РИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт технической кибернетикиАН БССР(56) Патент ФРГ ЬВ 2004243,кл. 6 11 В 7/ОО, 1973.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике, в частности ксредствам регистрации выводимых из ЭВМлибо передаваемых по каналу связи высоко 1644215 А 1 2информативных изображений. Цель изобретения - повышение точности записи информации. Для этого датчик 5 кадровой развертки выполнен по схеме интерферометра Тваймана-Грина с двумя оптически связанными уголковыми отражателями 11 и 22, один из которых жестко соединен с приводом носителя записи, а другой - в виде электроуправляемого призматического корректора 28 с зеркальными отражающими покрытиями ортогональных граней, а также за счет вновь введенной оптической связи лазера в канале 2 записи с электроуправляемым призматическим корректором 28.2 з.п. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частно" сти к средствам регистрации выводимых из ЭВМ либо передаваемых по каналу связи .высокоинформативных изображений,Целью изобретения является повышение точности записи информации.На фиг. 1 представлена общая структурно-функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема модуля управления кадровой разверткой; на фиг. 3 - схема хода лазерного пучка в устройстве; на фиг. 4 - электро- управляемый оптический корректор с, магнитоэлектрическим приводом; на фиг. 5 - электрическая схема корректора.Устройство (фиг. 1) содержит лазер 1, канал 2 записи, привод 3 носителя информации, датчик 4 строчной развертки, датчик 5 кадровой развертки и блок 6 управления, Лазер оптически связан в канале 2 записи через первый светоделитель 7, оптический модулятор 8, первое зеркало 9, микрообьектив 10, внешнюю зеркальную поверхность первого уголкового отражателя 11, объектив 12 записи, зеркало 13 дефлектора 14 и вновь через объектив 12 записи с носителем 15 информации, Последний закреплен на каретке 16 привода 3 носителя информации, кинематически через приводной винт 17 связанной с электродвигателем 18. Каретка 16 линейно перемещается по направляющим 19, а электрические входы оптического модулятора 8, дефлектора 14 и электродвигателя 18 связаны с выходами блока 6 управления,Датчик 4 строчной разверки оптически связан с лазером 1 и предназначен для измерения положения сканирующего лазерного пучка в направлении вдоль строки записи.Датчик 5 кадровой развертки содержит оптически связанное через первый светоделитель 7 с лазером 1 второе зеркало 20, оптически связанное через второй светоделитель 21 с первым уголковым отражателем 11, с вторым уголковым отражателем 22, и последовательно с телескопом 23, целевой диафрагмой 24, двумя ромбовидными призмами 25 и двумя фотоприемниками 26.Первый уголковый отражатель 11, связанный с линейным приводом 27, образует совместно с ним электроуправляемый оптический призматический корректор 28, входы которого, а также выходы фотоприемников 26 соединены с блоком 6 управления.Последний представляет собой типовую схему микропрограммного автомата, состоящего из микроЭВМ 29, сопряженной с помощью общей шины ЗО с универсальным крейт-контроллером 31, осуществляю 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 щим обмен данными через магистраль 32 крейта ГАМАК с управляющими модулями; модулем 33 контроля координат по строке, модулем 34 контроля координат по кадру. модулем 35 управления модулятором, модулем 36 управления дефлектором, модулем 37 управления призматическим корректором,модулем 38 управления кадровой разверткой, модулем 39 управления приводом перемещения каретки 16.Входы и выходы этих модулей управления, подключенные к магистрали 32 КАМАК, являются соответственно их первыми входами и выходами. Электрический выходдатчика 4 строчной развертки подключен к второму входу модуля 33. Второй выход модуля 33 с гамощью внешней шины подключен к в;эрому входу модуля 35. Выходы фотоприемников 26 подключены к вторым входам модуля 34. Второй выход модуля 36 связан с входом дефлектора 14. Второй выход модуля 37 подключен к управляющему входу призматического короектора 28, а третий через внешнюю шину к второму входу модуля 38, Второй выход модуля 39 соединен с входом электродвигателя 18 привода перемещения .аретки 16.Модуль 33 представляет собой схему выделения модуля и знака величины перемещения сканирующего лазерного пучка. вдоль строки записи на носителе информации, а таже границ строки. Модуль 34 имеет аналогичную структуру, Модуль 35 содержит счетчик с параллельным занесением поступающей по магистрали 32 КАМАК от микроЗВМ 29 информации о растровом разложении подготовленной к записи строки и последовательным воспроизведением этой информации синхроимпульсами, поступающими по внешней шине иэ модуля 33, и последовательно соединенный с ним усил:тель-(Ьаомирователь сигналов модудяц,и, управдяющих работой оптического модулятора 8. Схема усилителя-формирователя известна, Модуль 36 представляет собой генератор периодического сигнала, Модуль 37 содержит последовательно соединенные энакочувствительный цифроаналоговый преобразователь ЯАП) и усилитель мощчости с двухп.а.ярным выходным сигналом,Выходусидителя является вторым выходом модуля 37, а выход ЦАП - его третьим выходом,Модуль 38 управления кадровой разверткой (фиг. 2) содержит последовательно соединенные фильтр 40 нижних частот, вход которого является вторым водом модуля 38, пороговый элемент 41, первый выход которого через;енератор 42 импульсов со 1;44215единен с первыми входами первого 43 ивторого 44 элементов И, а второй выход - свтарь м вхарапервого элемента И 43 ичерез элемент НЕ 45 - с вторым входомвтОрага элем%та И 44. 5Модуль 3" мажет бь;ть па.,траен па известной схеме,Электроуправляемнй оптический корректор 28 (фиг, 4) содержит труб атый держатель 46., укрепленный на мембранах 47 10в корпусе 48. на одном торце держателяукреплен уголковый отражатель 11, а йадругам катушка 49 индуктивнасти, магнитна взаимодействующая с электромагнитом50 с палым внутренним сердеччлком, Канцы 51 и 52 Гфиг, 5) обмотки катушки индуктивнасти являатся входам корректора 28, ак контактам 53 и 54 электромагнита 50 подключен источник пастояннага тока,Устройства рабагает следующим абразом,По команде, поступающей от микроЭВМ 29 фиг. 1), запускается модуль Зб,выходным сигналам:;атарага возбуждаются колебания зеркала 13 дефлектора 14. 25В качестве дефлектара 14 может быть использован либо аднсзеркальный электромагнитный дефлектор, либо зеркальныйпризматический деАлектар, либо дефлектор иной конструкции. Светаделитель 7 делит гучак излучения лазера 1 на две части.Часть пучка. поступившая в канал записи,пройдя модулят;р 8, модулируется па интенсивности в соответствии с сигналами,поступающими из модуля 35, Отразившись 35от зеркала 9, этот пуча. поступает в микроабъектив 10, а затем отражается зеакальнойгранью угалкавага атаажателя 11, распаложеннал к аси пучка псд углам 45, и направляется в абьектив 12 записи, Изображение 40тачка А) точки фскусиравки пучка на выходемикраабьектива 10(точка А) строится на поверхности носителя 15 информации путемдвухкратного прахсждения пучка черезобъектив 12 записг. с атражениегл ега от 45зеркала 13 дефлектара 14. Обьектив 12записи представляет собой объектив плоскагс поля с вынесенным зрачкам, в который помещена зеркала 13. При колебании/зеркала 13 точка А перемещается па прямалииейнай траектории, образуя строкурастра на носителе 15 информации, Датчик 4 строчной развертки измеряет положение сканирующего пучка лазера вдальстроки, Эга информация поступает в блок 6 управления.Развертка изображения па кадру осуществляется путем перемещения каретки 16 с закрепленным а ней носителем 15 информации с помощью электродвигателя 18, управляемого сигналами, поступающими с блока б.Величина перемещения каретки 16 контролируется датчиком 5 кадровой развертки. представляющим собой разновидность интерферометра Майкельсона - интерферометр Тваймана-Грина.При перемещении угалкового отражателя 22 совместно с подвижной кареткой 16 в апертуре щелевой диафрагмы 24 происходит смещение светлых и темных полос интерференционной картины, Телескоп 23 служит для увеличения и регулировки масштаба изображения интерференционной картины. Фотоприемники 26 преобразуют оптический сигнал в электрический. Регулировкой величины щели диафрагмы 24 устанавливается постоянный фазовый сдвиг между электрическими сигналами, снимаемыми с каждого из фотоприемников, равный д/2, необходимый для определения направления перемещения каретки в модуле 34.Информация о растровом разложении строки заносится в счетчик модуля 35 по сигналам границ строки, формируемым в модуле 33 в процессе рабаты дефлектора 14, Синхраимпульсы, вырабатываемые модулем ЗЗ и соответствующие координате лазерного пучка в направлении строчной развертки, воспроиводят занесенную в счетчик инфармацию, управляя через усилитель-формирователь модуля 35 включением и выключением оптического модулятора 8, Таим образом осуществляется запись одной строки на носителе 15 информации. Па сигналу границы строки (по окончании ее. записи) в микроЭВМ 29 осуществляется алгебраическое вычитание двух чисел: двоичного кода, соответствующего числу дискретов, на которое необходимо переместить носитель 15 информации относительна пучка излучения лазера, находившегося в положении, соответствующем записи предыдущей строки, и кода, соответствующего текущей координате пучка в направлении кадровой развертки. Кад разности этих чисел, который соответствует рассогласованию в системе управления кадровой развертки, поступает по магистрали 32 на вход модуля 37, где преобразуется в аналоговую величину ЦАП, выходной сигнал которого поступает одновременно через усилитель мощности на электроуправляемый призматический корректор 28 и на второй вход модуля 38 управления кадровой разверткой. Пороговый элемент 41 (фиг. 2) модуля 38 срабатывает, если поступающий на него сигнал по абсолютной величине равен или превышает уровень порогового напряжения. определяемого величиной допустимого рассогласования в системе управления кадровой развертки, В момент срабатывания порогового элемента 41 запускается генератор 42 импульсов, настроенный на часто-. ту приемистости электродвигателя 18. Импульсы генерируются в течение всего времени присутствия сигнала на первом выходе порогового элемента 41, с второго выхода которого снимается логический уровень, соответствующий знаку подаваемого на элемент 41 напряжения. Этим уровнем коммутируется направление вращения электродвигателя 18, Электроуправляемый призматический корректор 28 отрабатывает усиленный выходной сигнал ЦАП модуля 37. При этом уголковый отражатель 11 (фиг. 3) перемещается в вертикальном направлении вверх или вниз в соответствии со знаком кода рассогласования, что приводит к смещению точки А соответственно в направлении, совпадающем или противоположном направлению кадровой развертки (вектор скорости Ч, фиг, 3). Этим обеспечивается выход сканирующего светового пятна в заданную зону записи вне зависимости от того, оказалась ли эта.зона пройденной кареткой 16 или она еще не достигнута ей, Число интерференционных полос, подсчитываемое в модуле 34, зависит от изменения разности хода двух интерферирующих пучков в интерферометре Тваймана-Грина, Зто изменение разности хода можно получить путем смещения либо уголкового отражателя 22, либо уголкового отражателя 11, либо их обоих. В предлагаемом устройстве оно достигается за счет одновременного взаимного перемещения двух отражателей, Причем быстродействие корректора 28 в несколько раз (примерно на десятичный порядок) превышает быстродействие привода 3 носителя информации, Исходя из этого также выбирается частота среза фильтра 40 нижних частот.Таким образом в устройстве организуется двухканальная замкнутая система управления кадровой разверткой. Причем один канал (низкочастотный) замыкается через привод 3 (фиг, 1) носителя информации, другой (высокочастотный) через электроуправляемый призматический корректор 28, а код ошибки взаимного положения сканирующего пучка излучения и носителя 15 информации относительно заданного их положения образуется в микроЭВМ 29 после вычитания иэ кода задания кода текущих координат.В установившемся режиме позиционирования излучения в системе управления кадровой разверткой уголковый отражатель 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 11, а следовательно, пучок излучения совершают высокочастотные колебания. Эти колебания обусловлены зоной нечувствительности при контроле координат, которая соответствует шагу дискретизации датчика 5 кадровой развертки и составляет дробную часть от периода интерференционной картины. Амплитуда этих колебаний не превышает одной единицы отсчета датчика. В случае, если каретка 16 пришла в заданное положение, то средняя точка колебаний излучения, определяемых контуром управления корректором 28, соответствует "нулевому" рассогласованию в системе. В случае, если каретка 16 находится не в заданной позиции, то огибка ее положения компенсируется соответствующим смещением уголкового отражателя 11 корректора 28. При.ем компенсация рассогласования осуществл.ется со статической ошибкой, свойственной контуру управления корректором 28. Величина этой статической ошибки обратно пропорциональна общему коэффициенту усиления в контуре управления корректором 28 и выражается в появлении низкочастотной составляющей сигнала рассогласования на выходе ЦАП модуля 37, Фильтр 40 нижних частот пропускает эту составляющую сигнала рассогласования и отфильтровывает высокочастотные колебания. Если величина статической ошибки равна или превышает допустимое рассогласование в системе управления кадровой разверткой, что определяется пороговым элементом 41, то в действие приводится электродвигатель 18 и каретка 16 перемещается в новую позицию, при которой уменьшается статическая ошибка,Линейный привод 27 электромагнитного призматического корректора 28 может быть построен с использованием различных физических принципов и, в частности, м,.жет быть электромагнитным, магнитоэлектрическим, электромагнитным, пьезоэлектрическим, магнитострикционным и др.Принцип действия корректора аналогичен принципу работы головки динамического громкоговорителя и заключается во втягивании или выталкивании подвижной катушки 49 из зазора постоянного электромагн.па 50 в зависимости от силы и направления протекающего по ней тока. Плоские мембраны 47, выполненные из листовой стали, обеспечивают упругую подвеску подвижной катушки 49, жестко соединенной через трубчатый держатель 46 с уголковым отражателем 11, и препятствуют его поперечному смещению. Трубчатая конструкция обеспечивает свободное прохождение ла 105 10 15 20 25 30 35 40 50 эерных пучков: входящего и отраженого отуголкового отражателя,Формула изобретения 1. Устройство для записи информации, содержащее оптически связанные и последовательно установленные лазер, светоделитель, оптический модулятор, микрообъектив, электроуправляемый оптический корректор, связанный через объектив записи и зеркальный электроуправляемый дефлектор с носителем информации, расположенным на каретке с приводом перемещения, а также датчики строчной и кадровой раэверток и блок управления, два входа которого соединены соответственно с выходами двтчиков строчной и кадровой разверток, а первый - четвертый выходы - соответственно с входами оптического модулятора, электроуправляемых дефлектора и корректора, а также с приводом перемещения каретки, причем датчики строчной и кадровой разверток связаны соответственно с электроуправляемым дефлектором и кареткой, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности записи информации, датчик кадровой развертки выполнен в виде оптически связанных со светоделителем плоского зеркала, дополнительного свето- делителя, двух уголковых отражателей и последовательно установленных телескопа, щелевой диафрагмы, двух ромбовидных призм разделения светового поля и двух фотоприемников, оптически связанных с выходами соответствующих ромбовидных призм, один из уголковых отражателей укреплен на каретке и между ним и телескопом установлен дополнительный светоделитель, который также расположен между оптически связанными плоским зеркалом и другим уголковым отражателем, у которого зеркальной выполнена также и одна из внешних граней, являющаяся отражателем электроуправляемого корректора, выполненного содержащим трубчатый держатель, укрепленный на мембранах в корпуее, на одном торце держателя размещен уголковый отражатель, а на другом - катушка индуктивности, расположенная в зазоре электромагнита с полым внутренним сердечником, соосным с трубчатым держателем, установленным с возможностью осевого перемещения, при этом концы обмотки катушки индуктивности являются входом электроуправляемого корректора, а выходы фотоприемников да 1 чика кадровой развертки - выходами этого датчика.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что блок управления содержит мик- роЭВМ, через общую шину, крейт-контроллер и магистраль крейта соединенную с первыми входами и выходами модуля контроля координат по строке, модуля контроля координат по кадру, модуля управления оптическим модулятором, модуля управления оптическим корректором, модуля управления зеркальным дефлектором, модуля управления кадровой разверткой и модуля управления приводом перемещения каретки, при этом вторые входы модулей контроля координат по строке и кадру являются соответственно первым и вторым входами блока управления, вторые выходы модулей управления оптическим модулятором, зеркальным дефлектором, оптическим корректором и приводом перемещения каретки - соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока управления, а второй выход модуля контроля координат по строке и третий выход модуля управления оптическим корректором соединены с вторыми входами соответственно модуля управления оптическим модулятором и модуля управления кадровой резверткой,3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что модуль управления кадровой разверткой содержит пороговый элемент, генератор импульсов. два элемента И, элемент НЕ и фильтр нижних частот, выход которого соединен с входом порогового элемента, первый выход которого через генератор импульсов связан с входами элементов И, с другими входами которых соединены выход элемента НЕ и другой выход порогового элемента, который также связан с входом элемента НЕ, при этом вход фильтра нижних частот является вторым входом модуля управления кадровой разверткой, а выходы элементов И - его выходом, 1644215Составитель С. ИльчукРедактор Н, Бобкова Техред М,Моргентал Корректор Л. ПилипенкоЗаказ 1244 Тираж 349 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101