数据读写方法、装置及系统

文档序号:30604241发布日期:2022-07-01 22:13阅读:148来源:国知局
数据读写方法、装置及系统

1.本技术涉及存储技术领域,特别涉及一种数据读写方法、装置及系统。


背景技术:

2.随着科技的发展,数据读写装置(如光驱)越来越多的应用在人们的生产和生活中。数据读写装置能够在光存储介质(如光盘)中写入数据。
3.示例地,数据读写装置通常包括读写光头和旋转轴。其中,旋转轴用于承载光存储介质,且旋转轴能够带动光存储介质转动。在向光存储介质中写入数据时,读写光头向光存储介质发射待写入的多个数据对应的多个调制光信号;旋转轴带动光存储介质转动,以使多个调制光信号依次射向光存储介质中的不同位置,从而在光存储介质上写入数据。
4.当写入数据的速度需要提升时,旋转轴带动光存储介质转动的速度也需要相应提升,但是,在光存储介质转动的速度提升到一定程度时,光存储介质高速转动所引起的抖动噪声较大,影响数据读写装置在光存储介质上写入数据的精度。因此,数据读写装置写入数据的速度的提升受限。


技术实现要素:

5.本技术提供了一种数据读写方法、装置及系统,可以解决数据读写装置写入数据的速度的提升受限的问题,所述技术方案如下:
6.第一方面,提供了一种数据读写装置,包括:发光组件、调制器、转镜和读写光头。其中,发光组件用于产生写入光信号;调制器用于接收发光组件产生的写入光信号,并分别基于待写入的多个数据对该写入光信号进行调制,以依次产生多个调制光信号;转镜能够转动,且转镜包括沿其转动方向依次排布的多个反射面,转镜用于依次接收调制器调制得到的多个调制光信号,并在转动的过程中基于转镜中的多个反射面依次产生该多个调制光信号的多个第一反射光信号,其中,一个调制光信号对应一个第一反射光信号。读写光头用于分别接收转镜产生的所述多个第一反射光信号,并分别将该多个第一反射光信号聚焦在光存储介质上,以将多个数据写入所述光存储介质。
7.本技术提供的数据读写装置中,通过转镜依次反射调制器调制得到的多个调制光信号,得到该多个调制光信号对应多个第一反射光信号,以使该多个第一反射光信号通过读写光头聚焦至光存储介质上的不同位置,实现在光存储介质上写入该多个调制光信号对应的多个数据。由于本技术提供的数据读写装置主要通过转镜转动实现在光存储介质上写数据,能够减弱光存储介质高速转动带来的抖动噪声,因此,在保证数据写入精度的前提下,数据读写装置写入数据的速度能够得到提升。
8.并且,由于本技术实施例提供的数据读写装置主要通过转镜转动实现在光存储介质上写数据,能够减弱光存储介质高速转动带来的抖动噪声,因此,伺服难度也较低。
9.再者,本技术提供的数据读写装置的数据写入速度与转镜的转动速度相关,而转镜的转动速度往往较快,所以,该数据读写装置的数据写入速度较快。
10.可选地,本技术提供的数据读写装置不仅可以对光存储介质进行数据的写入,还可以读取光存储介质中存储的数据。示例地,发光组件还用于产生读取光信号;所述转镜还用于接收发光组件产生的所述读取光信号,并在转动的过程中基于所述多个反射面依次产生所述读取光信号的多个第二反射光信号;所述读写光头用于分别接收转镜缠身的所述多个第二反射光信号,并分别将所述多个第二反射光信号聚焦在光存储介质上,以读取所述光存储介质中存储的数据。
11.本技术实施例提供的数据读写装置中,通过转镜反射发光组件产生的读取光信号,得到多个第二反射光信号,以使该多个第二反射光信号通过读写光头聚焦至光存储介质上的不同位置,进而读取光存储介质中存储的数据。由于本技术实施例提供的数据读写装置主要通过转镜转动实现在光存储介质上读取数据,能够减弱光存储介质高速转动带来的抖动噪声,因此,在保证数据读取精度的前提下,数据读写装置读取数据的速度能够得到提升。并且,由于本技术实施例提供的数据读写装置主要通过转镜转动实现在光存储介质上读取数据,能够减弱光存储介质高速转动带来的抖动噪声,因此,伺服难度也较低。再者,本技术实施例提供的数据读写装置的数据读取速度与转镜的转动速度相关,而转镜的转动速度往往较快,所以,该数据读写装置的数据读取速度较快。
12.可选地,该数据读写装置还包括:承载台,用于承载所述光存储介质;所述承载台,还用于带动所述光存储介质在与所述读写光头轴向方向垂直的平面上旋转或平移。承载台可以是气浮平台或者其他能够带动光存储介质旋转或平移的平台。
13.由于本技术实施例提供的数据读写装置在对光存储介质进行数据的读写过程中,不仅转镜会转动,而且承载台也会带动光存储介质移动或旋转,进而实现在光存储介质上的不同位置读写数据。当读写数据的速度较快时,由于数据读写装置主要通过转镜转动实现数据的写入,所以,对承载台带动光存储介质移动或旋转的速度的要求较低,此时,光存储介质移动或旋转所引起的抖动噪声较小,因此,提升了数据读写装置在光存储介质上读写数据的精度。
14.可选地,所述光存储介质,用于产生所述多个第二反射光信号的多个反馈光信号,其中,每个所述第二反射光信号对应一个反馈光信号;所述数据读写装置还包括:选择透镜和探测器,所述读写光头,还用于透射所述多个反馈光信号;所述选择透镜,用于接收所述调制光信号和所述读取光信号,并透射所述调制光信号和所述读取光信号;所述选择透镜,还用于依次接收所述多个反馈光信号,并依次将所述多个反馈光信号反射至所述探测器;所述探测器用于依次接收所述多个反馈光信号,并根据所述反馈光信号得到所述光存储介质中存储的数据。
15.需要说明的是,每个第二反射光信号在聚焦在光存储介质上之后,光存储介质会根据该第二反射光信号产生该第二反射光信号对应的反馈光信号,该反馈光信号携带有光存储介质中存储的数据的信息,基于该反馈光信号能够获取光存储介质中的数据。示例地,该反馈光信号可以是光存储介质反射第二反射光信号后形成的光信号,或者,该反馈光信号可以是光存储介质在第二反射光信号的激发下发出的荧光信号。
16.可以看出,通过选择透镜将调制光信号、读取光信号和反馈光信号进行区分,以便于探测器能够获取到该反馈光信号,进而根据反馈光信号进行数据的读取。需要说明的是,本技术实施例中以反馈光信号在从读写光头上透射后直接到达选择透镜,且不经过转镜为
例。可选地,反馈光信号也可以在从读写光头上透射后,先在转镜上反射,再到达选择透镜,进而到达探测器。此时,转镜,还用于依次接收多个反馈光信号,并在转动的过程中基于所述多个反射面向所述选择透镜反射所述多个反馈光信号。
17.可选地,数据读写装置还包括:偏摆镜,用于接收所述调制光信号,并将所述调制光信号反射至所述转镜,以及,接收所述读取光信号,并将所述读取光信号反射至所述转镜。
18.可选地,所述发光组件包括:写发光单元,用于产生所述写入光信号;读发光单元,用于产生所述读取光信号;所述偏摆镜,还用于在所述写发光单元产生所述写入光信号时,移动至所述调制器的出光方向上的第一位置,以及,在所述读发光单元产生所述读取光信号时,移动至所述读发光单元的出光方向上的第二位置。
19.本技术实施例提供的数据读写装置在读写数据的过程中,通过切换偏摆镜的位置,以将调制光信号和读取光信号均反射至转镜。而无需在调制器和读发光单元的出光方向上分别设置反射镜,因此,简化了数据读写装置的结构。
20.可选地,数据读写装置中至少部分部件的工作均可以是在控制器的控制下完成的,此时,该数据读写装置还可以包括:控制器。控制器可以与上述发光组件、转镜、承载台、偏摆镜、开关、编码器、解码器以及调整组件均连接。控制器用于:控制发光组件产生写入光信号和读取光信号,向编码器发送待写入的多个数据,控制转镜转动,控制承载台带动光存储介质旋转或平移,控制偏摆镜在上述第一位置和第二位置之间切换,控制偏摆镜摆动、控制开关开启和关闭,接收解码器解码得到的数据,以及控制调整组件带动读写光头移动。
21.可选地,本技术实施例提供的数据读写装置在对光存储介质进行读写之前,或者在对光存储介质进行读写的过程中,数据读写装置可以进行伺服校正。示例地,当数据读写装置包括控制器时,控制器可以用于控制偏摆镜摆动以调整读写光头的焦点的位置,和/或,控制器可以用于控制读写光头(比如通过调整组件控制读写光头)沿轴向方向移动以调整读写光头的焦点的位置。
22.可选地,所述控制器,用于:在所述焦点与所述光存储介质中的标记点在所述读写光头的轴向方向上存在偏差时,控制所述读写光头沿所述轴向方向移动,以使所述焦点沿所述轴向方向上移动;在所述焦点与所述标记点在垂直于所述轴向方向的方向上存在偏差时,控制所述偏摆镜摆动,以使所述焦点在垂直于所述轴向方向的平面上移动。
23.可选地,所述光存储介质包括:多个矩形区域;所述矩形区域的宽度方向为所述反射面产生的光信号在所述光存储介质中的扫描方向,且所述多个矩形区域沿所述扫描方向依次排布;所述标记点位于所述矩形区域中的边缘区域。由于光存储介质中的标记点所在的边缘区域并不是用于存储数据的区域,因此,能够避免在光存储介质中设置标记点影响数据的读写。
24.可选地,所述矩形区域包括:中间区域,以及在所述扫描方向上位于所述中间区域两侧的两个边缘区域;所述两个边缘区域的标记点一一对应,当所述反射面产生的光信号在所述光存储介质中的扫描区域位于所述矩形区域内时,所述两个边缘区域中相对应的标记点位于同一所述扫描区域;可以看出,在转镜中反射面产生的光信号在光存储介质中的一个矩形区域内扫描时,扫描两个边缘区域中相对应的两个标记点的光信号是同一反射面产生的。由于矩形区域的两个边缘区域具有一一对应的标记点,因此,在转镜中每个反射面
反射的光信号对矩形区域进行扫描的过程中,该反射面能够扫描到一组相对应的标记点,从而使得数据读写装置可以一边对光存储介质进行读/写,一边根据扫描到的一组相对应的标记点进行伺服校正。
25.可选地,所述控制器,还用于根据所述两个边缘区域中相对应的标记点的数据的读取时间差,调整所述转镜的转速。
26.可选地,所述光存储介质包括:多个存储层,每个所述存储层中均具有所述标记点,且至少两个所述存储层中的标记点在垂直于所述轴向方向的平面上的正投影存在偏差。比如,该多个存储层的标记点在在垂直于读写光头的轴向方向的平面上的正投影均存在偏差(如互不重叠),可选地,在每个矩形区域中,每个边缘区域中该多个存储层的标记点可以沿靠近中间区域的方向依次排布。由于标记点错位排布,因此,当标记点为用于反射光信号的点(如碳化点)时,这些标记点之间互不影响,避免了数据读写装置向某一标记点发射的第二反射光信号同时发射至其他标记点,进而避免了读取到的标记点的数据存在偏差,提升了根据标记点进行伺服校正的准确性。
27.可选地,控制器还可以用于检测写入数据的速度以及读取数据的速度,并将检测到的写入数据的速度与所需的目标写入速度进行比较,以及将检测到的读取数据的速度与所需的目标读取速度比较。在检测到的写入数据的速度与目标写入速度存在偏差时,和/或,在检测到的读取数据的速度与目标读取速度存在偏差时,调整转镜的转速。
28.可选地,所述发光组件用于产生n束所述写入光信号和n束所述读取光信号,n>1;相应地,所述数据读写装置包括:n个所述调制器和n个所述探测器,所述多个数据包括:n组数据;其中,第i个所述调制器用于接收第i束所述写入光信号,并基于第i组所述数据对第i束所述写入光信号进行调制;第i个所述探测器用于接收第i束所述读取光信号的第二反射光信号的反馈光信号。在发光组件产生多束写入光信号和多束读取光信号时,在转镜转动的过程中,转镜产生的反射光信号在光存储介质上的扫描区域较多,反射光信号在光存储介质上的扫描面积较大,因此,数据读写装置对光存储介质进行扫描的速度较快,使得数据读写的速率能够得到进一步地提升。
29.可选地,n束所述写入光信号和n束所述读取光信号均分为多组光信号,每组光信号包括至少一束光信号;所述反射面包括:与所述多组光信号一一对应的多个反射区域,所述数据读写装置包括:与所述多组光信号一一对应的多个所述读写光头;所述转镜,用于在转动的过程中基于所述每组光信号在所述多个反射面中对应的反射区域,产生所述每组光信号的反射光信号;所述读写光头,用于分别接收对应的每组光信号的反射光信号,并分别将所述对应的每组光信号的反射光信号聚焦在光存储介质上。
30.可见,在n束所述写入光信号和n束所述读取光信号均分为多组光信号时,数据读写装置包括一个转镜,以及与该多组光信号一一对应的多个读写光头。转镜中的每个反射面可以划分为与该多组光信号一一对应的多个反射区域。每组光信号会射向反射面中对应的反射区域,该反射区域会生成该组光信号的反射光信号,并将该组光信号的反射光信号射向该组光信号对应的读写光头。该读写光头会将该组光信号的反射光信号聚焦在光存储介质上。由于数据读写装置包括多个读写光头,且该多个读写光头能够分别将多组光信号的反射光信号聚焦在光存储介质上,以对光存储介质进行读写,因此,提升了数据读写装置对光存储介质进行读写的效率。
31.可选地,n束所述写入光信号和n束所述读取光信号均分为多组光信号,每组光信号包括至少一束光信号;所述数据读写装置包括:与所述多组光信号一一对应的多个转镜,所述数据读写装置包括:与所述多组光信号一一对应的多个所述读写光头;所述转镜,用于在转动的过程中基于所述多个反射面产生所述转镜对应的一组光信号的反射光信号;所述读写光头,用于分别接收对应的一组光信号的反射光信号,并分别将所述对应的一组光信号的反射光信号聚焦在光存储介质上。
32.可见,在n束所述写入光信号和n束所述读取光信号均分为多组光信号时,数据读写装置包括与该多组光信号一一对应的多个转镜,以及与该多组光信号一一对应的多个读写光头。每组光信号会射向对应的转镜,该转镜会生成该组光信号的反射光信号,并将该组光信号的反射光信号射向该组光信号对应的读写光头。该读写光头会将该组光信号的反射光信号聚焦在光存储介质上。由于数据读写装置包括多个读写光头,且该多个读写光头能够分别将多组光信号的反射光信号聚焦在光存储介质上,以对光存储介质进行读写,因此,提升了数据读写装置对光存储介质进行读写的效率。
33.第二方面,本技术提供了一种数据读写方法,该数据读写方法可以由第一方面提供的任一种数据读写装置执行,该数据读写方法包括:首先,发光组件产生写入光信号;其次,调制器接收发光组件产生的所述写入光信号,并分别基于待写入的多个数据对所述写入光信号进行调制,以依次产生多个调制光信号;转镜依次接收调制器调制得到的所述多个调制光信号,并在转动的过程中基于所述转镜的多个反射面依次产生所述多个调制光信号的多个第一反射光信号,其中,一个调制光信号对应一个第一反射光信号,所述多个反射面沿其转动方向依次排布;最后,读写光头分别接收所述多个第一反射光信号,并分别将所述多个反射光信号聚焦在光存储介质上,以将所述多个数据写入所述光存储介质。
34.可选地,该数据读写方法还包括:首先,所述发光组件产生读取光信号,之后,所述转镜接收所述读取光信号,并在转动的过程中基于所述多个反射面依次产生所述读取光信号的多个第二反射光信号;最后,所述读写光头分别接收所述多个第二反射光信号,并分别将所述多个第二反射光信号聚焦在光存储介质上,以读取所述光存储介质中存储的数据。
35.可选地,该数据读写方法还包括:承载台带动所述承载台承载的光存储介质在与所述读写光头轴向方向垂直的平面上旋转或平移。
36.可选地,该数据读写方法还包括:读写光头透射多个反馈光信号;选择透镜接收所述调制光信号和所述读取光信号,并透射所述调制光信号和所述读取光信号;所述选择透镜依次接收所述多个反馈光信号,并依次将所述多个反馈光信号反射至所述探测器;探测器依次接收多个反馈光信号,并根据所述反馈光信号得到所述光存储介质中存储的数据。其中,所述多个反馈光信号为所述光存储介质根据多个第二反射光信号产生的光信号,一个所述反馈光信号对应一个所述第二反射光信号。
37.可选地,该数据读写方法还包括:所述转镜依次接收多个反馈光信号,并在转动的过程中基于所述多个反射面向所述选择透镜反射所述多个反馈光信号。
38.可选地,该数据读写方法还包括:偏摆镜接收所述调制光信号,并将所述调制光信号反射至所述转镜,以及,接收所述读取光信号,并将所述读取光信号反射至所述转镜。
39.可选地,该数据读写方法还包括:偏摆镜在所述写发光单元产生所述写入光信号时,移动至所述调制器的出光方向上的第一位置,以及,在所述读发光单元产生所述读取光
信号时,移动至所述读发光单元的出光方向上的第二位置。
40.可选地,该数据读写方法还包括:控制器控制所述偏摆镜摆动以调整所述读写光头的焦点的位置,和/或,控制器控制所述读写光头沿轴向方向移动以调整所述读写光头的焦点的位置。
41.可选地,控制器控制所述读写光头沿轴向方向移动以调整所述读写光头的焦点的位置,包括:在所述焦点与所述光存储介质中的标记点在所述读写光头的轴向方向上存在偏差时,控制器控制所述读写光头沿所述轴向方向移动,以使所述焦点沿所述轴向方向上移动。控制器控制所述偏摆镜摆动以调整所述读写光头的焦点的位置,包括:在所述焦点与所述标记点在垂直于所述轴向方向的方向上存在偏差时,控制器控制所述偏摆镜摆动,以使所述焦点在垂直于所述轴向方向的平面上移动。
42.可选地,数据读写方法还包括:所述控制器根据所述两个边缘区域中相对应的标记点的数据的读取时间差,调整所述转镜的转速。
43.第三方面,本技术实施例提供了一种光存储介质,所述光存储介质中具有标记点。
44.可选地,所述光存储介质包括:多个矩形区域;所述矩形区域的宽度方向为所述反射面产生的光信号在所述光存储介质中的扫描方向,且所述多个矩形区域沿所述扫描方向依次排布;所述标记点位于所述矩形区域中的边缘区域。
45.可选地,所述矩形区域包括:中间区域,以及在所述扫描方向上位于所述中间区域两侧的两个边缘区域;所述两个边缘区域的标记点一一对应,当所述反射面产生的光信号在所述光存储介质中的扫描区域位于所述矩形区域内时,所述两个边缘区域中相对应的标记点位于同一所述扫描区域。
46.第四方面,提供了一种数据读写系统,包括:光存储介质,以及第一方面提供的任一种数据读写装置。可选地,该光存储介质可以是第三方面提供的任一种光存储介质。
47.上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见第一方面中相应特征的有益效果,本技术在此不做赘述。
附图说明
48.图1为本技术实施例提供的一种存储系统的结构示意图;
49.图2为本技术实施例提供的一种数据读写装置的结构示意图;
50.图3为本技术实施例提供的另一种数据读写装置的结构示意图;
51.图4为本技术实施例提供的另一种数据读写装置的结构示意图;
52.图5为本技术实施例提供的一种光信号的扫描示意图;
53.图6为本技术实施例提供的另一种光信号的扫描示意图;
54.图7为本技术实施例提供的另一种光信号的扫描示意图;
55.图8为本技术实施例提供的一种数据读写装置读取数据的过程示意图;
56.图9为本技术实施例提供的一种数据读写装置写入数据的过程示意图;
57.图10为本技术实施例提供的一种读写光头的移动示意图;
58.图11为本技术实施例提供的另一种读写光头的移动示意图;
59.图12为本技术实施例提供的一种偏摆镜的摆动示意图;
60.图13为本技术实施例提供的另一种偏摆镜的摆动示意图;
61.图14为本技术实施例提供的一种标记点的位置示意图;
62.图15为本技术实施例提供的一种图14中截面pp’的示意图;
63.图16为本技术实施例提供的一种多组光信号的示意图;
64.图17为本技术实施例提供的另一种多组光信号的示意图;
65.图18为本技术实施例提供的一种数据读写方法的流程图;
66.图19为本技术实施例提供的另一种数据读写方法的流程图。
具体实施方式
67.为使本技术的原理和技术方案更加清楚,下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
68.图1为本技术实施例提供的一种存储系统的结构示意图,如图1所示,存储系统包括:光存储介质01和数据读写装置02。
69.光存储介质01可以是任一种根据接收到的光信号存储数据的介质,光存储介质01能够在某种光信号的作用下改变性质,比如,在某种光信号射入光存储介质01后,光存储介质01的反射率发生改变;或者,在某种光信号射入后光存储介质01能激发出荧光等。
70.数据读写装置02可以通过向光存储介质01发射光信号,以在光存储介质01上进行数据的读写。示例地,数据读写装置02可以通过向光存储介质01发射待写入的数据对应的调制光信号,以在光存储介质01中写入该数据。数据读写装置02也可以向光存储介质01发射读取光信号,以使该待读取位置根据该读取光信号产生反馈光信号,进而数据读写装置02可以根据该反馈光信号得到光存储介质中存储的数据。其中,该反馈光信号可以是待读取位置反射读取光信号所形成的光信号,或者,待读取位置在读取光信号的激发下发出的荧光信号,本技术实施例对此不作限定。
71.需要说明的是,调制光信号能够反映待写入数据,且射向光存储介质的调制光信号能够改变光存储介质的性质,从而将待写入数据写入光存储介质。示例地,调制光信号的强度等级与待写入数据的状态值一一对应。当待写入数据具有两种状态值(分别为0和1)时,调制光信号可以有与该两种状态值一一对应的两种强度等级,比如,状态值0对应的强度等级1,状态值1对应的强度等级2。不同强度等级的光信号照射到光存储介质上时,光存储介质的性质改变程度不同,这样一来,便可以实现将待写入数据写入光存储介质。
72.当然,待写入数据也可以有多于两种的状态值,此时,调制光信号的强度等级也可以相应地增多。比如,当待写入数据具有四种状态值(分别为00、01、10和11)时,调制光信号可以有与该四种状态值一一对应的四种强度等级,比如,状态值0对应的强度等级1,状态值1对应的强度等级2,状态值2对应的强度等级3,状态值3对应的强度等级4。
73.另外,由于在向光存储介质中某一位置写入数据时,该位置的光存储介质的性质会发生改变,因此,在读取该位置的数据时,该位置产生的反馈光信号能够反映该位置光存储介质的性质的改变情况,进而根据该改变情况读出该位置存储的数据。
74.示例地,图2为本技术实施例提供的一种数据读写装置的结构示意图,如图2所示,数据读写装置包括读写光头0211和旋转轴0212。其中,当光盘(一种光存储介质)套在旋转轴0212外时,旋转轴0212能够旋转以带动光盘转动。在向光盘中写入数据时,读写光头0211向光盘依次发射待写入的多个数据对应的多个调制光信号;同时,旋转轴0212带动光盘转
动,以使该多个调制光信号依次射向光盘中的不同位置,从而在光盘上写入该多个数据。当写入数据的速度需要提升时,旋转轴0212带动光盘转动的速度也需要相应提升,但是,在光盘转动的速度提升到一定程度时,光盘转动所引起的抖动噪声较大,影响数据读写装置在光存储介质上写入数据的精度。因此,数据读写装置写入数据的速度的提升受限。
75.数据读写装置读取光盘上数据的过程可以参考数据读写装置向光盘上写入数据的过程,并且,当读取数据的速度需要提升时,旋转轴0212带动光盘转动的速度也需要相应提升,但是,在光盘转动的速度提升到一定程度时,光盘转动所引起的抖动噪声较大,影响数据读写装置在光存储介质上读取数据的精度。因此,数据读写装置读取数据的速度的提升也受限。
76.并且,图2所示的数据读写装置的数据读写速度与旋转轴带动光存储介质(如上述光盘)转动的速度相关,但旋转轴带动光存储介质转动的速度有限,使得数据读写的速度的提升受限。
77.进一步地,图2所示的数据读写装置还可以包括伺服部分0213,伺服部分0214与读写光头0211连接。伺服部分0214用于在数据读写装置读写数据的过程中,调整读写光头0211的位置,以使读写光头0211发出的用于读写数据的光信号(如上述调制光信号和读取光信号)能够有效射向光存储介质,提升数据读写的精度。但是,当数据读写速度需要提升时,光盘转动的速度也需要相应提升,此时伺服部分0213调整读写光头0211的位置的难度较高。
78.可见,图2所示的数据读写装置的数据读写速度提升受限,且伺服难度较高。本技术实施例提供了另一种数据读写装置,该数据读写装置主要通过转镜转动实现在光存储介质上读写数据,能够减弱光存储介质高速转动带来的抖动噪声,因此,在保证数据读写精度的前提下,数据读写装置读写数据的速度能够得到提升,并且伺服难度较低。
79.示例地,图3为本技术实施例提供的另一种数据读写装置的结构示意图,如图3所示,该数据读写装置30包括:发光组件301、调制器302、转镜303和读写光头304。
80.发光组件301用于产生写入光信号。该写入光信号可以是任一种光信号,比如脉冲激光(如飞秒激光)或连续激光(如连续半导体激光)等,本技术实施例对此不作限定。该写入光信号的波长可以是任意波长,比如,写入光信号的波长为405纳米(nm)、488nm纳米或500nm等。
81.调制器302,用于接收发光组件301产生的写入光信号,并分别基于待写入的多个数据对写入光信号进行调制,以依次产生多个调制光信号。调制器302在基于每个数据对写入光信号进行调制时,可以根据该数据的状态值将写入光信号的强度等级进行调制,得到该数据对应的调制光信号,以使该调制光信号的强度等级与该数据的状态值对应,从而使得该调制光信号能够反映该数据。调制器302可以是任一种能够调制光信号的器件,比如,声光调制器(acousto-optical modulators,aom)、电光调制器(eom)等。
82.转镜303具有沿其转动方向(如图3中的方向b,或者方向b的反方向)依次排布的多个反射面c。图3中以转镜303具有12个反射面c为例,可选地,转镜303中反射面c的个数也可以为其他个数,比如2、18或36等,本技术实施例对此不作限定。请参考图3,转镜303可以包括:转轴3031和筒体3032,筒体3032固定在转轴3031外,转轴3031能够带动筒体3032转动,筒体3032的外表面具有上述多个反射面c。转镜303用于依次接收调制器302调制得到的多
个调制光信号,并在转动的过程中,基于转镜303中的多个反射面依次产生该多个调制光信号的多个第一反射光信号。其中,一个调制光信号对应一个第一反射光信号,每个调制光信号在反射面上反射后会产生该调制光信号对应的第一反射光信号。
83.读写光头304用于分别接收转镜303产生的多个第一反射光信号,并分别将该多个第一反射光信号聚焦在光存储介质上,以将上述多个数据写入光存储介质。该读写光头304可以包括物镜,读写光头304的数值孔径可以为任意数值,比如0.95,读写光头304的焦点可以位于光存储介质上,读写光头304能够将来自转镜303的光信号(如上述第一反射光信号)聚焦至光存储介质。
84.由于每个第一反射光信号携带的数据与该第一反射光信号对应的调制光信号携带的数据相同,因此,在第一反射光信号聚焦至光存储介质之后,该第一反射光信号能够改变光存储介质的性质,从而将该第一反射光信号对应的调制光信号所对应的数据写入该光存储介质。并且,由于转镜在转动的过程中,转镜中的反射面也在转动,因此,转镜基于多个反射面依次产生的多个第一反射光信号在光存储介质上的聚焦位置不同,所以,多个第一反射光信号对应的调制光信号所对应的多个数据会写入光存储介质上的不同位置。
85.根据以上描述可知,图3所示的数据读写装置中,发光组件301产生的光信号(如写入光信号)经过调制器302、转镜303和读写光头304之后会射入光存储介质,以在光存储介质中写入数据。因此,为了保证数据的顺利写入,发光组件301产生的写入光信号的功率需要大于或等于能够使光存储介质改变性质的光信号的功率。发光组件301在发出写入光信号后可以通过发光组件301内部的功率检测器(图3中未示出)检测写入光信号的功率,当检测到的功率与所需的功率不同时,发光组件301可以调整写入光信号的功率,以使写入光信号的功率大于或等于能够使光存储介质改变性质的光信号的功率。
86.综上所述,本技术实施例提供的数据读写装置中,通过转镜依次反射调制器调制得到的多个调制光信号,得到该多个调制光信号对应多个第一反射光信号,以使该多个第一反射光信号通过读写光头聚焦至光存储介质上的不同位置,实现在光存储介质上写入该多个调制光信号对应的多个数据。由于本技术实施例提供的数据读写装置主要通过转镜转动实现在光存储介质上写数据,能够减弱光存储介质高速转动带来的抖动噪声,因此,在保证数据写入精度的前提下,数据读写装置写入数据的速度能够得到提升。
87.并且,由于本技术实施例提供的数据读写装置主要通过转镜转动实现在光存储介质上写数据,能够减弱光存储介质高速转动带来的抖动噪声,因此,伺服难度也较低。
88.另外,本技术实施例提供的数据读写装置的数据写入速度与转镜的转动速度相关,而转镜的转动速度往往较快,所以,该数据读写装置的数据写入速度较快。
89.图4为本技术实施例提供的另一种数据读写装置的结构示意图,如图4所示,在图3的基础上,该数据读写装置还包括:承载台305,该承载台305用于承载光存储介质,以及带动光存储介质在于读写光头304的轴向方向z垂直的平面上旋转或平移。比如,假设图4中的方向x和方向y垂直,且均垂直于轴向方向z,则方向x和方向y所在的平面为垂直于轴向方向z的平面,承载台305能够带动光存储介质分别沿方向x和方向y移动。承载台305可以是气浮平台或者其他能够带动光存储介质旋转或平移的平台。
90.示例地,在向光存储介质上写入数据时,转镜303会转动并基于转镜303中的多个反射面c依次产生多个调制光信号的多个第一反射光信号,且该多个第一反射光信号会依
次被读写光头304聚焦至承载台305上承载的光存储介质。在此过程中,承载台305可以带动光存储介质在垂直于轴向方向z的平面上平移,以使多个第一反射光信号分别聚焦至光存储介质中的不同位置,以在光存储介质中的不同位置写入数据。
91.可选地,当光存储介质包括多个存储层时,承载台305还能够带动光存储介质沿轴向方向z移动。示例地,承载台305可以先带动光存储介质沿轴向方向z移动,以使读写光头304的焦点处于某一存储层上;之后,承载台305可以带动光存储介质沿垂直于轴向方向z的平面平移或旋转,以使读写光头304将多个第一反射光信号分别聚焦至该存储层上的不同位置,以在该存储层中的不同位置写入数据。之后,承载台305可以采用该方法,带动光存储介质移动,以在其他存储层中写入数据。
92.由于本技术实施例提供的数据读写装置在向光存储介质中写入数据的过程中,不仅转镜303会转动,而且承载台305也会带动光存储介质移动或旋转,进而实现在光存储介质上的不同位置写入数据。当写入数据的速度较快时,由于数据读写装置主要通过转镜303转动实现数据的写入,所以,对承载台305带动光存储介质移动或旋转的速度的要求较低,此时,光存储介质移动或旋转所引起的抖动噪声较小,因此,提升了数据读写装置在光存储介质上写入数据的精度。
93.根据以上描述可知,在转镜303转动以及承载台305带动光存储介质移动或旋转的过程中,读写光头304能够将转镜303产生的多个第一反射光信号依次聚焦至光存储介质上,以使该多个第一反射光信号能够依次扫描光存储介质中的不同位置。
94.示例地,该多个第一反射光信号对光存储介质的扫描情况可以如下:
95.在转镜303转动的过程中,转镜303会依次接收到多个调制光信号,这些调制光信号分别被多个反射面c接收,其中,每个反射面c会接收到至少两个调制光信号。并且,由于转镜303转动过程中反射面c也在转动,因此,每个反射面c接收到的至少两个调制光信号在该反射面c上的入射角不同,这些调制光信号的第一反射光信号在该反射面c上的出射角也不相同,所以这些第一反射光信号在被读写光头304聚焦至光存储介质上的位置也不相同。请结合图4和图5,在转镜303沿方向b转动的过程中,反射面c也沿方向b转动,反射面c产生的多个第一反射光信号(图5中以四个第一反射光信号为例)依次聚焦至光存储介质中,以在光存储介质中形成一个扫描区域d。
96.在转镜303转动的过程中,承载台305可以带动光存储介质在垂直于读写光头304的轴线方向z的平面上平移,以使转镜303中的多个反射面c产生的第一反射光信号依次对光存储介质中的多个扫描区域d进行扫描,从而对光存储介质中包括该多个扫描区域d的一个矩形区域(如图6所示,该矩形区域也可以称为条带)进行扫描。示例地,假设转镜303的转速为55000rpm(转每分钟),若转镜303具有18个反射面,则转镜303产生的反射光信号(比如第一反射光信号或第二反射光信号)在光存储介质上的扫描速度约为55000rpm/60*18=16500行/秒,此处的一行代表转镜中一个反射面产生的光信号在光存储介质上的扫描区域的长度。若转镜中一个反射面产生的光信号在光存储介质上的扫描区域的宽度为400nm,则承载台305带动光存储介质在沿图6所示的方向移动的速度可以为16500行/秒
×
400纳米/行=6.6毫米/秒。
97.在扫描完毕每个矩形区域之后,如图7所示,承载台305可以再带动光存储介质在该平面上平移,以使转镜303产生的第一反射光信号再对光存储介质中的其他矩形区域进
行扫描。
98.可见,光存储介质可以包括依次排布的多个矩形区域,矩形区域的宽度方向可以为反射面c反射的第一反射光信号在光存储介质上的扫描方向。在第一反射光信号扫描光存储介质的过程中,第一反射光信号的扫描区域d可以位于任一矩形区域中,且该扫描区域d的长度可以等于该矩形区域的宽度。
99.光存储介质的形状可以是任一种形状。比如,光存储介质的横截面(平行于光存储介质中存储层的延伸方向)呈矩形,横截面的长度方向平行于矩形区域的宽度方向,且横截面的宽度方向平行于矩形区域的长度方向,横截面的长度大于多个矩形区域的宽度之和,横截面的宽度大于矩形区域的长度;或者,光存储介质的横截面呈圆形,圆形的直径大于矩形区域的长度。示例地,当光存储介质的横截面呈矩形时,该矩形的长度为300毫米,宽度为300毫米,光存储介质的厚度为2毫米,此时,光存储介质中矩形区域的宽度可以为1毫米。
100.需要说明的是,在多个第一反射光信号扫描光存储介质的过程中,承载台305带动光存储介质移动或旋转的方式也可以与图6和图7所示的方式不同,此时,第一反射光信号对光存储介质进行扫描的顺序也可以与图5、图6和图7所示的扫描顺序不同,本技术实施例对此不作限定。
101.可选地,当光存储介质具有多个存储层时,承载台305可以带动光存储介质移动,以使多个第一反射光信号依次扫描每个矩形区域中属于多个存储层的部分,或者,以使多个第一反射光信号依次扫描每个存储层中属于该多个矩形区域的部分。
102.进一步地,本技术实施例提供的数据读写装置可以不仅具有在光存储介质上写入数据的功能,还可以具有读取光存储介质中存储的数据的功能。以下将对数据读写装置读取数据的功能进行讲解。
103.示例地,图8为本技术实施例提供的一种数据读写装置读取数据的过程示意图,请参考图8,上述发光组件301还用于产生读取光信号;该读取光信号可以参考上述写入光信号,但该读取光信号的功率需要小于写入光信号的功率。发光组件301在发出读取光信号后可以通过发光组件内部的功率检测器检测读取光信号的功率,当检测到的功率与所需的功率不同时,发光组件301可以调整读取光信号的功率,以使读取光信号的功率小于写入光信号的功率。
104.上述转镜303还用于接收发光组件301产生的读取光信号,并在转动的过程中基于多个反射面依次产生读取光信号的多个第二反射光信号。转镜303依次产生多个第二反射光信号的过程可以参考前述转镜303依次产生多个第一反射光信号的过程,本技术实施例在此不做赘述。
105.读写光头304还用于分别接收转镜303产生的多个第二反射光信号,并分别将该多个第二反射光信号聚焦在光存储介质上,以读取光存储介质中存储的数据。
106.本技术实施例提供的数据读写装置中,通过转镜反射发光组件产生的读取光信号,得到多个第二反射光信号,以使该多个第二反射光信号通过读写光头聚焦至光存储介质上的不同位置,进而读取光存储介质中存储的数据。由于本技术实施例提供的数据读写装置主要通过转镜转动实现在光存储介质上读取数据,能够减弱光存储介质高速转动带来的抖动噪声,因此,在保证数据读取精度的前提下,数据读写装置读取数据的速度能够得到提升。
107.并且,由于本技术实施例提供的数据读写装置主要通过转镜转动实现在光存储介质上读取数据,能够减弱光存储介质高速转动带来的抖动噪声,因此,伺服难度也较低。
108.再者,本技术实施例提供的数据读写装置的数据读取速度与转镜的转动速度相关,而转镜的转动速度往往较快,所以,该数据读写装置的数据读取速度较快。
109.在读取光存储介质中存储的数据的过程中,转镜303可以转动,同时承载台305也可以带动光存储介质移动,以使转镜303产生的多个第二反射光信号对光存储介质进行扫描。该扫描的过程可以参考上述转镜303产生的多个第一反射光信号对光存储介质的扫描过程,本技术实施例在此不做赘述。
110.由于数据读写装置在读取光存储介质中数据的过程中,不仅转镜303会转动,而且承载台305也会带动光存储介质移动或旋转,进而读取光存储介质中不同位置的数据。当读取数据的速度较快时,由于数据读写装置主要通过转镜303转动实现数据的读取,所以,对承载台305带动光存储介质移动或旋转的速度的要求较低,此时,光存储介质移动或旋转所引起的抖动噪声较小,因此,提升了数据读写装置读取光存储介质中数据的精度。
111.示例地,假设转镜303的转速为55000rpm(转每分钟),若转镜303具有18个反射面,则转镜303产生的反射光信号(比如第一反射光信号或第二反射光信号)在光存储介质上的扫描速度约为55000rpm/60*18=16500行/秒,此处的一行代表转镜中一个反射面产生的光信号在光存储介质上的扫描区域的长度;假设每行1000微米,则转镜303产生的反射光信号在光存储介质上的扫描速率达到16.5m/s(米/秒)。假设读写光头304的数值孔径为0.95,则读写光头304将转镜303产生的反射光信号聚焦在光存储介质上形成直径为200纳米的圆形刻录点,按照单记录位尺寸为200纳米(也即200纳米的圆形刻录点能够记录一个比特的数据)计算,则数据读写带宽能够达到16.5m/s
÷
200nm/bit(纳米/比特)=82.5mb/s(兆比特/秒)。可见,本技术实施例提供的数据读写装置的数据读写速度较快。
112.请继续参考图8,每个第二反射光信号在聚焦在光存储介质上之后,光存储介质会根据该第二反射光信号产生该第二反射光信号对应的反馈光信号,该反馈光信号携带有光存储介质中存储的数据的信息,基于该反馈光信号能够获取光存储介质中的数据。示例地,该反馈光信号可以是光存储介质反射第二反射光信号后形成的光信号,或者,该反馈光信号可以是光存储介质在第二反射光信号的激发下发出的荧光信号。
113.请参考图8和图9,在图4的基础上(或者图3的基础上,图8和图9中以在图4的基础上为例),该数据读写装置还包括:探测器306和选择透镜307。光存储介质,用于产生多个第二反射光信号的多个反馈光信号,其中,每个所述第二反射光信号对应一个反馈光信号。上述读写光头304还用于透射多个反馈光信号;选择透镜307,用于透射所述调制光信号和所述读取光信号,以及依次接收来自读写光头304的多个反馈光信号,并依次将该多个反馈光信号反射至探测器306。探测器306用于依次接收多个反馈光信号,并根据反馈光信号得到光存储介质中存储的数据。
114.示例地,该选择透镜307可以为波长选择透镜(如二向色镜),波长选择透镜能够透过一些波长的光信号,并反射另一些波长的光信号,此时,调制光信号和读取光信号均可以为波长选择透镜能够透过的光信号,而反馈光信号可以属于波长选择透镜会反射的光信号。
115.可以看出,通过选择透镜307将调制光信号、读取光信号和反馈光信号进行区分,
以便于探测器306能够获取到该反馈光信号,进而根据反馈光信号进行数据的读取。需要说明的是,本技术实施例中以反馈光信号在从读写光头304上透射后,先在转镜303上反射,再到达选择透镜307,进而到达探测器306为例。可选地,也可以是反馈光信号在从读写光头304上透射后直接到达选择透镜307,且不经过转镜303,此时,选择透镜307用于在转镜303和读写光头304之间透射调制光信号和读取光信号。
116.可选地,该数据读写装置还包括:偏摆镜308。偏摆镜308用于接收来调制器302调制得到的调制光信号,并将调制光信号反射至选择透镜307。偏摆镜308还用于接收发光组件301产生的读取光信号,并将读取光信号反射至选择透镜307。
117.示例地,发光组件301包括:用于产生写入光信号的写发光单元3011,以及用于产生读取光信号的读发光单元3012。此时,偏摆镜308可以在写发光单元3011产生写入光信号时,移动至调制器302的出光方向上的第一位置(如图9中偏摆镜308所在的位置),以接收调制器302对写入光信号调制得到的多个调制光信号。偏摆镜308还可以在读发光单元3011产生读取光信号时,移动至读发光单元3011的出光方向上的第二位置(如图8中偏摆镜308所在的位置),以接收读发光单元3011产生的读取光信号。
118.本技术实施例提供的数据读写装置在读写数据的过程中,通过切换偏摆镜308的位置,以将调制光信号和读取光信号均反射至选择透镜307。而无需在调制器302和读发光单元3012的出光方向上分别设置反射镜,因此,简化了数据读写装置的结构。
119.可选地,当调制光信号和读取光信号的光路不同时,本技术实施例中的偏摆镜308也可以替换为两个反射镜,分别为写反射镜和读反射镜。其中,写反射镜位于调制器302的出光方向上的第一位置,用于将调制器302产生的调制光信号反射至选择透镜307。读反射镜位于读发光单元3012的出光方向上的第二位置,用于将读发光单元3012发出的读取光信号反射至选择透镜307,本技术实施例对此不作限定。
120.进一步地,请继续参考图8和图9,该数据读写装置还可以包括:开关309。开关309可以位于读发光单元3012和上述第二位置之间,在读取光存储介质中的数据时,开关309处于打开状态,以使读发光单元3012发出的读取光信号能够射向位于上述第二位置的偏摆镜308。在不需要读取光存储介质中的数据时,该开关309可以处于关闭状态。当然,该数据读写装置也可以不包括开关309,本技术实施例对此不作限定。
121.可选地,数据读写装置还可以包括:写透镜组310和读透镜组311。写透镜组310和读透镜组311中的每个透镜组均可以包括至少一个透镜(图8和图9中均以两个透镜为例)。写透镜组310可以位于调制器302和上述第一位置之间,用于对调制器30113调制得到的调制光信号进行调整,比如准直、扩束等。读透镜组311可以位于读发光单元3012和第二位置之间(比如位于开关309和第二位置之间),用于对读发光器3012发出的读取光信号进行调整,比如准直、扩束等。
122.请继续参考图8和图9,数据读写装置还可以包括:编码器312和解码器313,编码器312和解码器313可以集成在一起,也可以相互独立,本技术实施例对此不作限定。
123.在数据读写装置向光存储介质中写入数据时,编码器312可以对待写入的多个数据进行编码,并将编码后的多个数据发送至调制器302,以便于调制器302根据编码后的多个数据将发光组件301发出的写入光信号调制为多个调制光信号。在数据读写装置读取光存储介质中的数据时,探测器306能够根据接收到的多个反馈光信号得到光存储介质中存
储的多个数据(编码数据),探测器306还可以将得到的多个数据发送至解码器313,以便于解码器313对接收到的数据进行解码。
124.请继续参考图8和图9,数据读写装置还可以包括:调整组件314。调整组件314与读写光头304连接。调整组件314能够带动读写光头304沿读写光头304的轴向方向移动,以调整读写光头304在光存储介质上的聚焦位置。示例地,该调整组件314可以是压电驱动器(pzt),读写光头304可以设置在pzt上,pzt可以通过伸长和缩短来带动读写光头304沿轴向方向移动。
125.可选地,数据读写装置中至少部分部件的工作均可以是在控制器的控制下完成的,此时,该数据读写装置还可以包括:控制器(图8和图9中未示出)。控制器可以与上述发光组件301、转镜303、承载台305、偏摆镜308、开关309、编码器312、解码器313以及调整组件314均连接。控制器用于:控制发光组件301产生写入光信号和读取光信号,向编码器312发送待写入的多个数据,控制转镜303转动,控制承载台305带动光存储介质旋转或平移,控制偏摆镜308在上述第一位置和第二位置之间切换,控制偏摆镜308摆动,控制开关309开启和关闭,接收解码器313解码得到的数据,以及控制调整组件314带动读写光头304移动。
126.控制器可以是任一种具有以上功能的器件,比如,处理器、现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,fpga)等。又比如,控制器可以是一种芯片,该芯片包括可编程逻辑电路和/或程序指令,当所述芯片运行时用于实现对数据读写装置中除控制器之外的其他部件进行控制的方法。
127.当然,发光组件301、转镜303、承载台305、偏摆镜308、开关309、编码器312、解码器313以及调整组件314中至少部分部件的工作也可以不是在控制器的控制下完成的,此时,这些部件也可以无需与控制器连接。当这些部件均无需与控制器连接时,该数据读写装置也可以不包括控制器,本技术实施例对此不作限定。
128.本技术实施例提供的数据读写装置在对光存储介质进行读写之前,或者在对光存储介质进行读写的过程中,数据读写装置可以进行伺服校正。
129.示例地,当数据读写装置包括控制器时,控制器可以用于控制偏摆镜308摆动以调整读写光头304的焦点的位置,和/或,控制器可以用于控制读写光头304(比如通过调整组件314控制读写光头304)沿轴向方向移动以调整读写光头的焦点的位置。
130.可选地,光存储介质中可以具有标记点,数据读写装置可以根据该标记点进行伺服校正。其中,该标记点可以是预先在光存储介质中打上的能够反射光信号的碳化点,或者预先在光存储介质中打上的能够在光信号的作用下激发出荧光信号的点。可选地,在光存储介质中打标记点可以采用本技术实施例提供的数据读写装置,当然也可以采用其他数据读写装置,本技术实施例对此不作限定。
131.数据读写装置在伺服校正的过程中,控制器可以检测读写光头的焦点与标记点在读写光头的轴向方向上是否存在偏差,以及检测读写光头的焦点与标记点在垂直于读写光头的轴向方向的方向上是否存在偏差。示例地,控制器可以通过发光组件、偏摆镜、转镜、承载台、探测器和解码器执行读取光存储介质中数据的相关动作,以读取光存储介质中的标记点处数据。之后,控制器可以根据读取到的该标记点处的数据,确定读写光头的焦点与标记点在上述两个方向上是否存在偏差。
132.一方面,在焦点与光存储介质中的标记点在读写光头的轴向方向上存在偏差时,
控制器可以控制读写光头沿轴向方向移动,以使焦点沿该轴向方向上移动,使得焦点与标记点在该轴向方向上的位置相同。
133.例如,如图10所示,当在读写光头的轴向方向z上,焦点位于标记点朝向读写光头的方向时,控制器可以控制调整组件带动读写光头304沿轴向方向z向靠近承载台的方向移动,以使焦点和标记点在读写光头的轴向方向z上重合。
134.又例如,如图11所示,当在读写光头的轴向方向z上,焦点位于标记点远离读写光头的方向时,控制器可以控制调整组件带动读写光头304沿轴向方向z向远离承载台的方向移动,以使焦点和标记点在读写光头的轴向方向z上重合。
135.另一方面,在焦点与标记点在垂直于读写光头的轴向方向的方向上存在偏差时,控制器可以控制偏摆镜摆动,以使焦点在垂直于该轴向方向的平面上移动,使得焦点与标记点在垂直于读写光头的轴向方向的方向上的位置相同。
136.例如,如图12所示,当在反射面反射的光信号在光存储介质上的扫描方向(垂直于读写光头的轴向方向,如x方向)上,焦点和标记点的位置存在偏差(如图12中焦点位于标记点的右边)时,控制器可以控制偏摆镜308绕垂直于纸面的轴l1摆动,以使焦点和标记点在该扫描方向上重合。
137.又例如,如图13所示,当在垂直于上述扫描方向的方向(垂直于读写光头的轴向方向,如y方向)上,焦点和标记点的位置存在偏差(如图13中焦点位于标记点的后面)时,控制器可以控制偏摆镜308绕平行于纸面的轴l2摆动,以使焦点和标记点在垂直于上述扫描方向的方向上重合。
138.以下将对光存储介质中标记点的位置进行说明。
139.如图14所示,光存储介质包括:依次排布的多个矩形区域(矩形区域的解释参见上文),矩形区域的宽度方向为转镜303产生的光信号(如上述第一反射光信号和第二反射光信号)在光存储介质中的扫描方向,且该多个矩形区域沿扫描方向依次排布。标记点可以位于矩形区域中的边缘区域。例如,矩形区域包括:中间区域,以及在该扫描方向上位于中间区域两侧的两个边缘区域,该中间区域用于存储数据,标记点可以位于边缘区域,比如这两个边缘区域均可以具有标记点。由于光存储介质中的标记点所在的边缘区域并不是用于存储数据的区域,因此,能够避免在光存储介质中设置标记点影响数据的读写。
140.可选地,两个边缘区域均具有标记点,且两个边缘区域的标记点一一对应。其中,当转镜中反射面产生的光信号(如第一反射光信号和第二反射光信号)在光存储介质上的扫描区域位于任一矩形区域内时,这两个边缘区域中相对应的标记点位于同一扫描区域(如图5、6、7和图14中的扫描区域d)。可以看出,在转镜中反射面产生的光信号在光存储介质中的一个矩形区域内扫描时,扫描两个边缘区域中相对应的两个标记点的光信号是同一反射面产生的。
141.由于矩形区域的两个边缘区域具有一一对应的标记点,因此,在转镜中每个反射面反射的光信号对矩形区域进行扫描的过程中,该反射面能够扫描到一组相对应的标记点,从而使得数据读写装置可以一边对光存储介质进行读/写,一边根据扫描到的一组相对应的标记点进行伺服校正。比如,数据读写装置中转镜反射的光信号对矩形区域中第i个扫描区域、第2i个扫描区域、第3i个扫描区域......第ni个扫描区域进行扫描的过程中,数据读写装置中均根据该扫描区域内的标记点进行伺服校正,其中,i≥1,n≥1。
142.可选地,当光存储介质包括多个存储层(如50个存储层、60个存储层等)时,每个存储层上均可以具有标记点,数据读写装置在对每个存储层进行读写时,均可以根据该存储层上的标记点进行伺服校正。示例地,每个存储层中的标记点可以是直径为200纳米的圆形标记点,在每个存储层中,每个边缘区域的多个标记点可以依次排布,且相邻标记点的中心距离可以为400纳米。
143.可选地,光存储介质中至少两个存储层的标记点在在垂直于读写光头的轴向方向的平面上的正投影存在偏差。比如,图15示出了图14中截面pp’的示意图,如图15所示,该多个存储层的标记点在在垂直于读写光头的轴向方向的平面上的正投影均存在偏差(如互不重叠),可选地,在每个矩形区域中,每个边缘区域中该多个存储层的标记点可以沿靠近中间区域的方向依次排布。由于标记点错位排布,因此,当标记点为用于反射光信号的点(如碳化点)时,这些标记点之间互不影响,避免了数据读写装置向某一标记点发射的第二反射光信号同时发射至其他标记点,进而避免了读取到的标记点的数据存在偏差,提升了根据标记点进行伺服校正的准确性。
144.可选地,当光存储介质中具有一一对应的标记点时,数据读写装置在伺服校正的过程中,控制器还可以根据两个边缘区域中相对应的标记点的读取时间差,调整转镜的转速。比如,在数据读写装置对光存储介质进行读写的过程中,控制装置可以根据需要的数据读写速度m1计算转镜所需的转速m2,并控制转镜以转速m2转动,此时两个边缘区域中相对应的标记点的读取时间差应为m3。若数据读写装置检测到两个边缘区域中相对应的两个标记点的读取时间差并不是m3,那么控制器便可以对转镜的转速m2进行调整,以使两个边缘区域中相对应的两个标记点的读取时间差校正为m3,从而将数据读写的速度校正为m1。
145.可选地,控制器还可以检测写入数据的速度以及读取数据的速度,并将检测到的写入数据的速度与所需的目标写入速度进行比较,以及将检测到的读取数据的速度与所需的目标读取速度比较。在检测到的写入数据的速度与目标写入速度存在偏差时,和/或,在检测到的读取数据的速度与目标读取速度存在偏差时,调整转镜的转速。
146.以上实施例中以发光组件用于产生一束写入光信号,以及一束读取光信号为例。可选地,发光组件也可以产生多束写入光信号和多束读取光信号。比如,发光组件能够产生n束写入光信号和n束读取光信号,n>1。示例地,当发光组件能够产生n束写入光信号时,图8和图9中的发光组件301还可以包括写分束器(图8和图9中未示出)以及读分束器(图8和图9中未示出)。写分束器用于接收写发光单元3011产生的一束写入光信号,并将该一束写入光信号分为n束写入光信号。读分束器用于接收读发光单元3012产生的一束读取光信号,并将该一束读取光信号分为n束读取光信号。
147.在发光组件能够产生n束写入光信号和n束读取光信号时,数据读写装置包括:n个调制器302和n个探测器306。假设数据读写装置待写入的多个数据包括:n组数据。那么,n个调制器302中的第i个调制器302用于接收第i束写入光信号,并基于待写入的第i组数据对第i束写入光信号进行调制,以依次得到该第i组数据对应的多个调制光信号。转镜303在接收到该第i组数据对应的多个调制光信号后,会在转动的过程中基于多个反射面依次产生该多个调制光信号的第一反射光信号。之后,这些第一反射光信号被读写光头304聚焦在光存储介质上,便实现将该第i组数据写入光存储介质。由于n束写入光信号分别由n个调制器调制,因此,数据读写装置单位时间内能够调制得到的调制光信号较多,数据读写装置在单
位时间内写入光存储介质的数据较多。
148.在发光组件301产生n束读取光信号后,转镜303会接收到该n束读取光信号,并在转动的过程中基于多个反射面依次产生每束读取光信号的多个第二反射光信号。之后,这些第二反射光信号被读写光头304聚焦在光存储介质上,使得光存储介质产生这些第二反射光信号的反馈光信号。n个探测器306中的第i个探测器306用于接收第i束读取光信号的第二反射光信号的反馈光信号,并基于接收到的反馈光信号得到光存储介质中的数据。由于n束读取光信号的第二反射光信号的反馈光信号分别由n个探测器306接收,因此,数据读写装置单位时间内能够对光存储介质上较多的位置进行读取,数据读写装置在单位时间内读取光存储介质的数据较多。
149.在发光组件产生多束写入光信号和多束读取光信号时,转镜中每个反射面能够产生多束反射光信号(如上述第一反射光信号和第二反射光信号)。转镜中每个反射面产生的每束反射光信号在光存储介质上可以具有一个扫描区域,转镜中每个反射面产生的多束反射光信号在光存储介质上可以具有多个扫描区域,该多个扫描区域可以沿垂直于扫描方向的方向依次排布。
150.可见,在发光组件产生多束写入光信号和多束读取光信号时,在转镜转动的过程中,转镜产生的反射光信号在光存储介质上的扫描区域较多,反射光信号在光存储介质上的扫描面积较大,因此,数据读写装置对光存储介质进行扫描的速度较快,使得数据读写的速率能够得到进一步地提升。示例地,当发光组件用于发出一束写入光信号和一束读取光信号时,数据读写装置的读写速率能够达到82.5mb/s,当发光组件用于发出n束写入光信号和n束读取光信号时,数据读写装置的读写速率能够进一步提升。
151.进一步地,n束写入光信号和n束读取光信号均分为多组光信号,其中,每组光信号包括至少一束光信号。相应地,如图16所示,数据读写装置中转镜303的每个反射面c可以包括:与该多组光信号一一对应的多个反射区域,数据读写装置包括:与该多组光信号一一对应的多个读写光头304。图16中以两组光信号对应的两个反射区域(分别为反射区域g1和g2),且每组光信号包括两束光信号,且数据读写装置包括两个读写光头304为例,并且,图16中仅示出了数据读写装置的局部结构示意图。在这种情况下,转镜303用于在转动的过程中基于每组光信号在多个反射面中对应的反射区域,产生每组光信号的反射光信号。读写光头304用于分别接收对应的每组光信号的反射光信号,并分别将对应的每组光信号的反射光信号聚焦在光存储介质上。
152.可见,在n束写入光信号和n束读取光信号均分为多组光信号时,数据读写装置包括一个转镜303,以及与该多组光信号一一对应的多个读写光头304。转镜303中的每个反射面可以划分为与该多组光信号一一对应的多个反射区域。每组光信号会射向反射面中对应的反射区域,该反射区域会生成该组光信号的反射光信号,并将该组光信号的反射光信号射向该组光信号对应的读写光头。该读写光头会将该组光信号的反射光信号聚焦在光存储介质上。由于数据读写装置包括多个读写光头,且该多个读写光头能够分别将多组光信号的反射光信号聚焦在光存储介质上,以对光存储介质进行读写,因此,提升了数据读写装置对光存储介质进行读写的效率。
153.在n束写入光信号和n束读取光信号均分为多组光信号的情况下,如图17所示,数据读写装置也可以不是包括一个转镜303,而是包括与该多组光信号一一对应的多个转镜
303。图17中以两组光信号对应的两个转镜303,且每组光信号包括两束光信号,数据读写装置包括两个读写光头304为例,并且,图17中仅示出了数据读写装置的局部结构示意图。在这种情况下,每个转镜用于在转动的过程中基于多个反射面产生该转镜对应的一组光信号的反射光信号。
154.可见,在n束写入光信号和n束读取光信号均分为多组光信号时,数据读写装置包括与该多组光信号一一对应的多个转镜303,以及与该多组光信号一一对应的多个读写光头304。每组光信号会射向对应的转镜303,该转镜303会生成该组光信号的反射光信号,并将该组光信号的反射光信号射向该组光信号对应的读写光头。该读写光头会将该组光信号的反射光信号聚焦在光存储介质上。由于数据读写装置包括多个读写光头,且该多个读写光头能够分别将多组光信号的反射光信号聚焦在光存储介质上,以对光存储介质进行读写,因此,提升了数据读写装置对光存储介质进行读写的效率。
155.进一步地,图17中每个转镜303的反射面可以包括一个反射区域或多个反射区域,当每个转镜的反射面包括多个反射区域时,该转镜对应的一组光信号也可以进一步划分为与该多个反射区域一一对应的多组光信号,本技术实施例对此不作限定。
156.本技术实施例中的光存储介质可以是单面光存储介质,此时,光存储介质包括:叠加的衬底和存储部分,其中存储部分用于存储数据,当光存储介质包括多个存储层时,该多个存储层属于该存储部分。该光存储介质还可以包括覆盖在存储部分外的保护层。当光存储介质承载在承载台上时,衬底和存储部分沿远离承载台的方向依次排布。
157.本技术实施例中的光存储介质也可以是双面光存储介质,此时,光存储介质包括:依次叠加的第一存储部分、衬底和第二存储部分。第一存储部分和第二存储部分用于存储数据。该光存储介质还可以包括覆盖在每个存储部分外的保护层。当光存储介质承载在承载台上时,第一存储部分、衬底和第二存储部分沿远离承载台的方向依次排布。此时,承载台是透明的,数据读写装置包括两个数据读写模块,每个数据读写模块的结构和功能可以参考前述数据读写装置的结构和功能,本技术实施例在此不做赘述。这两个数据读写模块与光存储介质中的两个存储部分一一对应,每个数据写入模块用于对对应的存储部分进行读写。当光存储介质具有标记点时,第一存储部分和第二存储部分中可以均具有标记点,且每个存储部分中标记点的实现方式均可以参考前述实施例中标记点的实现方式,本技术实施例在此不做赘述。
158.综上所述,本技术实施例提供的数据读写装置中,通过转镜根据发光组件产生的光信号产生多个反射光信号(多个第一反射光信号或多个第二反射光信号),并将该多个反射光信号通过读写光头聚焦至光存储介质上的不同位置,实现在光存储介质上读写数据。由于本技术实施例提供的数据读写装置读写数据主要通过转镜转动实现在光存储介质上读写数据,能够减弱光存储介质高速转动带来的抖动噪声,因此,在保证数据读写精度的前提下,数据读写装置读写数据的速度能够得到提升。
159.并且,由于本技术实施例提供的数据读写装置主要通过转镜转动实现在光存储介质上读写数据,能够减弱光存储介质高速转动带来的抖动噪声,因此,伺服难度也较低。
160.再者,本技术实施例提供的数据读写装置的数据读写速度与转镜的转动速度相关,而转镜的转动速度往往较快,转镜产生的光在光存储介质上的扫描速度较快,比如该扫描速度可以达到10米每秒以上,所以,该数据读写装置的数据读写速度较快。
161.另外,由于本技术实施例提供的数据读写装置在向光存储介质中读写数据的过程中,不仅转镜会转动,而且承载台也会带动光存储介质移动或旋转,进而实现在光存储介质上的不同位置读写数据。当读写数据的速度较快时,由于数据读写装置主要通过转镜转动实现数据的写入,所以,对承载台带动光存储介质移动或旋转的速度的要求较低,此时,光存储介质移动或旋转所引起的抖动噪声较小,因此,提升了数据读写装置在光存储介质上读写数据的精度。
162.由于本技术实施例提供的数据读写装置的数据读写速度较快,因此,该数据读写装置能够适用于对数据读写速度要求较高的领域。该数据读写装置还能够对具有多个存储层的光存储介质进行数据的读写,因此,该数据读写装置可以适用于对存储容量要求较高的领域,比如,区块链、机器学习和物联网等新兴技术领域。
163.并且,由于转镜在转动过程中的转速固定,不会反复的加减速,因此,转镜产生的反射光信号(如第一反射光信号和第二反射光信号)在光存储介质上的扫描速度不会反复改变,使得数据读写装置在光存储介质上读写数据的多个位置的间距较为均一。
164.基于本技术实施例提供的数据读写装置,本技术实施例提供了一种数据读写方法,该数据读写方法可以包括:数据写入阶段和数据读取阶段,以下将分别对该数据读写方法中的这两个阶段进行说明。
165.一方面,图18为本技术实施例提供的一种数据读写方法的流程图,如图18所示,在数据写入阶段,该数据读写方法包括:
166.步骤1801、发光组件产生写入光信号。
167.示例地,发光组件可以包括:写发光单元,该写发光单元可以用于产生写入光信号。在步骤1801中可以由该写发光单元产生写入光信号。写入光信号的介绍可以参见上述实施例中的相关描述。
168.可选地,发光组件与控制器连接,在步骤1801中,发光组件可以在控制器的控制器产生写入光信号。
169.步骤1802、调制器接收写入光信号,并分别基于待写入的多个数据对写入光信号进行调制,以依次产生多个调制光信号。
170.调制器能够根据待写入的多个数据,依次对发光组件产生的写入光信号进行调制,以得到每个数据对应的调制光信号。每个数据对应的光信号携带有该数据的信息。调制器根据数据对写入光信号进行调制的过程可以参见上述实施例中的相关描述。
171.可选地,调制器与编码器连接。在步骤1802中,调制器可以接收编码器发送的编码后的多个数据,并根据该多个数据对写入光信号进行调制。可选地,编码器可以与控制器连接,编码器可以根据控制器提供的待写入的多个数据,得到编码后的该多个数据。
172.调制器调制得到的调制光信号可以参见前述实施例中对调制光信号的介绍,本技术实施例在此不做赘述。
173.步骤1803、偏摆镜依次接收多个调制光信号,并将接收到的调制光信号反射至选择透镜。
174.需要说明的是,在步骤1803之前,偏摆镜可以移动至调制器的出光方向上的第一位置,以使得在调制器调制得到每个调制光信号后,偏摆镜能够接收到该调制光信号,并将该调制光信号反射至选择透镜。
175.可选地,偏摆镜与控制器连接,偏摆镜可以在控制器的控制下,移动至调制器的出光方向上的第一位置。
176.步骤1804、选择透镜依次透射多个调制光信号。
177.步骤1805、转镜依次接收多个调制光信号,并在转动的过程中基于转镜的多个反射面依次产生多个调制光信号的多个第一反射光信号。
178.其中,一个调制光信号对应一个第一反射光信号,多个反射面沿其转动方向依次排布。
179.可选地,转镜可以与控制器连接,转镜可以在控制器的控制下转动。
180.转镜产生调制光信号的第一反射光信号的过程可以参见上述实施例中的相关描述。
181.步骤1806、读写光头分别接收多个第一反射光信号,并分别将多个第一反射光信号聚焦在光存储介质上。
182.读写光头在接收到转镜产生的每个第一反射光信号后,可以将该第一反射光信号聚焦在光存储介质上,以实现将数据写入光存储介质。
183.步骤1807、承载台带动承载台承载的光存储介质在与读写光头轴向方向垂直的平面上旋转或平移。
184.在转镜转动的过程中,承载台也要带动光存储介质在读写光头轴向方向垂直的平面上旋转或平移,以使读写光头能够将多个第一反射光信号聚焦至光存储介质上的多个位置,以在光存储介质中的多个位置写入数据。
185.可选地,当光存储介质包括多个存储层时,承载台还可以带动光存储介质在读写光头的轴向方向上移动,以使得读写光头能够将多个第一反射光信号聚焦至多个存储层,以在光存储介质中的多个存储层中均写入数据。
186.可选地,承载台可以与控制器连接,承载台可以在控制器的控制下,带动光存储介质旋转或移动。
187.可选地,上述实施例中,步骤1803和步骤1804可以不执行,在步骤1802和步骤1805之间,偏摆镜需要依次接收多个调制光信号,并将接收到的调制光信号反射至转镜。在步骤1805和步骤1806之间,选择透镜需要依次透射多个调制光信号。
188.另一方面,图19为本技术实施例提供的另一种数据读写方法的流程图,如图19所示,在数据读取阶段,该数据读写方法包括:
189.步骤1901、发光组件产生读取光信号。
190.示例地,发光组件可以包括:读发光单元,该读发光单元可以用于产生读取光信号。在步骤1901中可以由该读发光单元产生读取光信号。读取光信号的介绍可以参见上述实施例中的相关描述。
191.可选地,发光组件与控制器连接,在步骤1901中,发光组件可以在控制器的控制器产生读取光信号。
192.可选地,数据读写装置包括开关,在步骤1901之前,开关需要处于开启状态,以使得发光组件产生的读取光信号能够通过开关发出。
193.步骤1902、偏摆镜接收读取光信号,并将读取光信号反射至选择透镜。
194.需要说明的是,在步骤1902之前,偏摆镜可以移动至读发光单元的出光方向上的
第二位置,以使得在读发光单元发出读取光信号后,偏摆镜能够接收到该读取光信号,并将该读取光信号反射至选择透镜。
195.可选地,偏摆镜与控制器连接,偏摆镜可以在控制器的控制下,移动至读发光单元的出光方向上的第二位置。
196.步骤1903、选择透镜透射读取光信号。
197.步骤1904、转镜接收读取光信号,并在转动的过程中基于多个反射面依次产生读取光信号的多个第二反射光信号。
198.可选地,转镜可以与控制器连接,转镜可以在控制器的控制下转动。
199.转镜产生第二反射光信号的过程可以参见上述实施例中的相关描述。
200.步骤1905、读写光头分别接收多个第二反射光信号,并分别将多个第二反射光信号聚焦在光存储介质上。
201.步骤1906、承载台带动承载台承载的光存储介质在与读写光头轴向方向垂直的平面上旋转或平移。
202.在转镜转动的过程中,承载台也要带动光存储介质在读写光头轴向方向垂直的平面上旋转或平移,以使读写光头能够将多个第二反射光信号聚焦至光存储介质上的多个位置,以在光存储介质中的多个位置读取数据。
203.可选地,当光存储介质包括多个存储层时,承载台还可以带动光存储介质在读写光头的轴向方向上移动,以使得读写光头能够将多个第二反射光信号聚焦至多个存储层,以在光存储介质中的多个存储层中读取数据。
204.可选地,承载台可以与控制器连接,承载台可以在控制器的控制下,带动光存储介质旋转或移动。
205.步骤1907、读写光头透射光存储介质产生的多个反馈光信号。
206.其中,反馈光信号为光存储介质接收第二反射光信号后产生的光信号,一个反馈光信号对应一个第二反射光信号。
207.反馈光信号携带有光存储介质中存储的数据的信息,基于该反馈光信号能够获取光存储介质中的数据。该反馈光信号可以是光存储介质反射第二反射光信号后形成的光信号,或者,该反馈光信号可以是光存储介质在第二反射光信号的激发下发出的荧光信号。
208.步骤1908、转镜依次接收多个反馈光信号,并在转动的过程中基于多个反射面向选择透镜反射多个反馈光信号。
209.步骤1909、选择透镜依次接收多个反馈光信号,并依次将多个反馈光信号反射至探测器。
210.步骤1910、探测器依次接收多个反馈光信号,并根据反馈光信号得到光存储介质中存储的数据。
211.由于反馈光信号携带有光存储介质中存储的数据的信息,因此,探测器可以对反馈光信号进行解析,以得到光存储介质中存储的数据。
212.探测器得到的数据可以是编码数据,探测器在得到编码数据后,还可以将编码数据发送给解码器,以便于解码器对该编码数据进行解码。可选地,解码器可以与控制器连接,解码器可以将解码得到的数据发送给控制器。
213.可选地,上述实施例中以反馈光信号在从读写光头上透射后,先在转镜上反射,再
到达选择透镜,进而到达探测器为例。可选地,也可以是反馈光信号在从读写光头上透射后直接到达选择透镜,且不经过转镜,此时,选择透镜用于在转镜和读写光头之间透射调制光信号和读取光信号。步骤1902、步骤1903和步骤1908可以不执行,在步骤1901和步骤1904之间,偏摆镜需要接收读取光信号,并将读取光信号反射至转镜。在步骤1904和步骤1905之间,选择透镜需要透射多个第二反射光信号。
214.进一步地,本技术实施例提供的数据读写装置还包括控制器,该数据读写方法还可以包括:控制器控制偏摆镜摆动以调整读写光头的焦点的位置,和/或,控制器控制读写光头沿轴向方向移动以调整读写光头的焦点的位置。比如,在焦点与光存储介质中的标记点在读写光头的轴向方向上存在偏差时,控制器控制读写光头沿轴向方向移动,以使焦点沿轴向方向上移动。在焦点与标记点在垂直于轴向方向的方向上存在偏差时,控制器控制偏摆镜摆动,以使焦点在垂直于轴向方向的平面上移动。
215.该数据读写方法还可以包括:控制器根据光存储介质的每个矩形区域中两个边缘区域中相对应的标记点的数据的读取时间差,调整转镜的转速。
216.可选地,该数据读写方法还可以包括:控制器检测写入数据的速度以及读取数据的速度,并将检测到的写入数据的速度与所需的目标写入速度进行比较,以及将检测到的读取数据的速度与所需的目标读取速度比较。在检测到的写入数据的速度与目标写入速度存在偏差时,和/或,在检测到的读取数据的速度与目标读取速度存在偏差时,控制器调整转镜的转速。
217.需要说明的是,本技术提供的数据读写方法实施例能够与数据读写装置实施例相互参考,本技术实施例对此不做限定。本技术实施例提供的数据读写方法实施例步骤的先后顺序能够进行适当调整,步骤也能够根据情况进行相应增减,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到变化的方法,都应涵盖在本技术的保护范围之内,因此不再赘述。
218.本技术实施例还提供了一种光存储介质,该光存储介质中具有标记点。该光存储介质及其中标记点的解释可以参见上述实施例,本技术实施例在此不做赘述。
219.在本公开中,术语“第一”和“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上,除非另有明确的限定。
220.本技术中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
221.在附图中,为了图示的清晰可能夸大了部分或全部结构的尺寸。
222.以上所述仅为本技术的可选实施例,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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