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安防视频监控系统光电存储录像设备——大容量光带存储技术

 

随着多频道多媒体时代的来到,要求图像素材的有效应用日益提高。因此,需要一种可以代替过去录像带的在小盒内可长期保存,并可多次再生的大容量记录存储媒体。这种大容量记录存储媒体,不光是电视领域需要,在计算机和通信领域,随着静止图像和动态图像等信息量多的数据自由处理,也期待出现一种在光盘和磁盘中不能实现的大容量、高可靠性的记录存储媒体。光带录像机就能满足这一要求。

这种光带存储系统,可以实现磁盘、光盘、磁带等不能实现的高可靠、大容量记录,这在多媒体时代的需要是很大的。下面就简要介绍一下这种光带(实际是磁光带)记录存储设备的基本结构原理及其应用领域。

一、大容量光带存储系统的结构原理及类型

(1)大容量光带存储系统的结构原理。光带存储系统的基本结构原理如图1所示。

图1 光带存储系统的基本结构

把光带装在密封的盒内,通过透明窗用激光进行存储、再生。这种系统利用了四束激光,激光从旋转型光头中射出,在光带上呈圆弧状扫描,其进行存储和再生的扫描角为90°左右。

旋转型光头的光学系统分为固定部和旋转部。固定部有激光器,有用于检测信号再生和聚焦误差的光学系统,以及进行聚焦控制及跟踪控制的光学系统。旋转部是一种只有物镜和改变光路棱镜的最小结构,它利用中空结构的马达进行高速旋转并提高数据传输速率。设置在两个互相垂直方向的变位的执行元件上,是用于聚焦控制和跟踪控制的聚焦与跟踪透镜,利用光轴方向的变位执行元件控制聚焦,利用平行于光带长度方向的变位执行元件控制跟踪。

固定部和旋转部之间的信号传送并不是电气信号的输入输出,而是用光的空间进行传送。为了存储、再生电视的高品质的数字动态图像,需要100Mbps以上的数字传送'速率,为此其有效手段是对旋转光头进行多光束化,所以这里应用了4个光束。这种光带存储系统采用激光存储,因此可以实现高密度存储,它具有如下特征。

•无光带摩擦,可进行无论多少次的再生,因它是非接触记录和再生;

•防尘性好、可靠性高,因它可做成密封盒式结构;

•光带行走系统简单,可高速存取,因不需把光带拉出盒子。

(2)光带的类型。光带存储媒体有两种类型。

•可擦型光带:在可擦型光带中,采用磁光存储媒体。

•追记型光带:在追记型光带中,采用与CD-R-样的有机色素材料。

二、大容量光带存储的方式及与磁光盘的比较

(1)光带存储的方式。光带存储兼有可以高密度存储的光存储特征,以及可以扩展存储媒体面积的磁带存储特证。光带存储与光盘相比,存储面积可以高2~3个数量级以上。

随着激光器的短波长化及近场光学、超分辨率、信息处理等技术的发展,光盘的存储容量为几十GB,而光带通过利用光盘的高密度技术,在VHS磁带盒那样光带上,将可实现1TB以上的存储容量。

光带存储系统,具有下列几种方式。

•使光带圈在旋转滚筒上,用固定光头进行存储的方式;

•光头在光带上往复运动进行存储的方式;

•像VTR那样,光头内藏在旋转滚筒内进行存储的方式:

•利用多角镜使光带上的光头以微小区间高速运动进行存储的方式等。

(2)可擦除磁光带与磁光盘比较。图2所示为磁光带和磁光盘的剖面结构。

图2 磁光带和磁光盘的剖面结构

由图2可知,在光盘中应用4层结构,而在光带中应用3层结构。为了制作长的磁光带,必须简化媒体结构和制造工艺。为了避免基底薄膜双折射的影响,同时为了形成记录层―侧与行走机构不接触,磁光带以记录层一侧入射激光。这正好与磁光盘相反。实际上,三层结构可实现与4层一样的品质因素(FOM)。

用磁光带反复进行了记录、擦除,其结果表明:重复1万次擦除也可得到与4层媒体一样的特性,因此反复记录、擦除不会出现问题。