DE1597332B1

DE1597332B1 - Mikrobildaufzeichnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1597332B1
Application number: DE19671597332
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1966-05-11
Filing date: 1967-05-09
Publication date: 1970-09-24
Also published as: GB1117419A; NL6706619A; US3465352A; AT275619B; CH465387A; BE698254A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Informationsverarbei- enthält einen optischen Sender 1. Es handelt sich datungssystem mit einer Vorrichtung zum Erzeugen bei um einen optischen Dauerstrichsender mit eineines Laserstrahls, einer Vorrichtung zum Modu- fachen transversalen Eigenschwingungen, der Strah-Iieren des Laserstrahls entsprechend der aufzuzeich- len mit gleichphasiger Wellenfront und einer Divernenden Information, wobei der Laserstrahl durch 5 genz von etwa 0,5 Milliradien aussendet. Der eine Fokussiervorrichtung geleitet und durch eine optische Sender besitzt eine Leistung von etwa 50 optische Vorrichtung mit einem beweglichen Spiegel bis 70 Milliwatt und arbeitet mit einer Wellenlänge abgelenkt wird, so daß der fokussierte Strahl über von 6328 A.

einen Aufzeichnungsträger geleitet werden kann. Der optische Sender 1 sendet einen kollimierten,

In der USA.-Patentschrift 3181170 ist eine io monochromatischen, linearpolarisierten Ausgangsoptische Aufzeichnungsvorrichtung beschrieben, in strahl 2 hoher Energie aus, der auf einen Strahlender entsprechend der aufzuzeichnenden Information teiler 3 fällt, durch den Hilfsstrahlen 2 α und 2 b geein Laserstrahl moduliert wird. Die Ablenkung des bildet werden, die 90 bzw. 10% der Energie des Strahls erfolgt mit Hilfe von rotierenden Spiegel- Strahles 2 enthalten. Das System nach Fig. 1 ist so polygonen. 15 aufgebaut, daß alle um eine optische Achse liegen-

Mit der in vorgenannter Schrift beschriebenen den Strahlen in der gleichen Ebene liegen. Vorrichtung ist es nicht möglich, besonders für Zunächst wird der Verlauf des zum Aufzeichnen

große Verkleinerungsmaßstäbe, eine hohe Auf- verwendeten Strahles 2 α beschrieben. Dieser Strahl lösung für alle Aufzeichnungsbereiche zu erzielen. gelangt durch die Blende 4 zu einem Amplituden-

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß 20 modulator 6. Der Amplitudenmodulator 6 kann beidie Fokussiervorrichtung ein einen fokussierten spielsweise aus einer Pockelschen Zelle bestehen, die Punkt an einer zweiten Linse erzeugendes erstes die Polarisationsebene des Strahles la im Rhythmus i Linsensystem und ein Bild des fokussierten Punktes eines an der Klemme Sa anliegenden Modulationsauf dem Aufzeichnungsträger erzeugendes drittes signals dreht. Ein Analysator setzt die Polarisations-Linsensystem enthält, wobei der bewegliche Spiegel 25 änderung in Amplitudenmodulation um. Durch Verzwischen dem ersten Linsensystem und der zweiten wendung der Blende 4 und weiterer später noch Linse angeordnet ist und bewirkt, daß der fokussierte näher beschriebener Blenden können verschiedene Punkt ein zweidimensionales Abtastmuster an der Teile des Systems einzeln sowie in verschiedener zweiten Linse erzeugt, so daß auf dem Aufzeich- Kombination verwendet werden, nungsträger ein Bild entsprechend dem zweidimen- 30 Der modulierte Strahl am Ausgang des Modulasionalen Abtastmuster entsteht. tors 6 gelangt zur Fokussierlinse 9, durch die er nach

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist Reflexion an einem Spiegel 10 zu einem Lichtpunkt ein Mikrobildaufzeichnungssystem mit einem opti- U gebündelt wird. Eine Relaislinse 12 fokussiert den sehen Sender (Laser) gezeigt, bei dem der Ausgang Lichtpunkt 11 auf der Feldlinse 14 nach Reflexion effektiv auf eine Lichtpunktgröße von höchstens 35 von einer der Spiegelfacetten 13 α des Ablenkpoly-5 μΐη im Durchmesser, vorzugsweise 2 μΐη oder _gons 13. Letzteres erzeugt die Ablenkbewegung des weniger, verkleinert wird, um ein Mikrobild aufzu- Strahles.

zeichnen, das bei einer hervorragenden Auflösung Allgemein bekannte, in Fig. 1 nicht gezeigte Vor-

mit mehr als 1500 vertikalen »Scans« pro 3 mm richtungen bewirken eine gleichzeitige Drehung des Feldgröße geschrieben wird, wobei keine Zwischen- 40 Ablenkpolygons 13 um die Achse C (Pfeil A) und photographic oder andere verkleinerte Bilder erzeugt _eine Schwingung um die Achse D (Pfeil B). Daraus zu werden brauchen. resultiert die zweidimensionale zeilenweise Ablenk-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im bewegung des Lichtpunktes an der Feldlinse 14. Die g

folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es Achse C liegt in der gleichen Ebene wie die opti- ™

zeigt 45 sehen Achsen der Strahlen, während die Achse D

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Aus- senkrecht dazu steht. Oberhalb und unterhalb der

führungsbeispiels der Erfindung, Feldlinse 14 sind Photozellen 36 und 37 angeordnet,

Fig. 2 einen Aufzeichnungsträger mit einer Viel- die am Beginn und am Ende jeder vertikalen Ab-

zahl von Aufzeichnungsfeldern, lenkperiode an der Feldlinse 14 vertikale Synchroni-

F ig. 3 eine vergrößerte Teilansicht der Fig. 2 mit 50 siersignale V₁ und V₂ erzeugen. Am Beginn und am

einem binäre Daten enthaltenden Aufzeichnungsfeld Ende jeder horizontalen Ablenkung werden horizon-

und die Lage der »Scans« im Aufzeichnungsfeld, tale Synchronisiersignale H₁ und H₂ durch entspre-

F ig. 4 eine vergrößerte Teilansicht der Fig. 2 mit _chend angeordnete Photozellen 34 und 35 erzeugt,

einer Vielzahl von Aufzeichnungsfeldern, in denen die einen durch eine Hilfslichtquelle 32 und eine

Daten und Bilder aufgezeichnet sind, 55 Linse 33 nach Reflexion vom Spiegelpolygen 13 er-

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer ver- zeugten Lichtstrahl empfangen.

einfachten Anordnung des Systems nach Fig. 1, Nach einer Beschreibung der Erzeugung einer

Fig. 6 ein Blockschaltbild der dem System nach zweidimensionalen Ablenkung für den nachfokus-Fig. 1 und 5 zugeordneten elektrischen Vorrichtun- sierten Strahl an der Feldlinse 14 und der entspregen und 60 chenden vertikalen und horizontalen Synchronisier-

Fig. 7 im Querschnitt eine Teilansicht eines Auf- signale V₁, V₂, H₁ und H₂ wird nun beschrieben, wie Zeichnungsträgers. das an der Feldlinse 14 erzeugte Ablenkmuster auf

Gleiche Bauteile werden innerhalb der Figuren den Aufzeichnungsträger 18 über einen Strahlender Zeichnungen mit den gleichen Bezugszahlen be- teiler 16 und eine Aufzeichnungslinse 17 übertragen zeichnet. 65 wird. Da eine verlustlose Energieübertragung auf

Das in Fig. 1 gezeigte Aufzeichnungssystem dient den Aufzeichnungsträger 18 von großer Bedeutung zum Aufzeichnen, Lesen und/oder Darstellen von ist, sollten praktisch alle von der Feldlinse 14 emp-Mikrobilddaten mit hoher Auflösung. Das System fangenen Strahlen unmittelbar in die Eingangspupille

der Aufzeichnungslinse 17 geleitet werden. Dies wird jedoch durch die durch das Ablenkpolygon 13 gelieferte Ablenkbewegung erschwert. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, ist die Feldlinse 14 so ausgebildet und angeordnet, daß an der Eingangspupille der Aufzeichnungslinse 17 ein Bild entsteht, das praktisch der Größe der Pupille entspricht. Der Lichtpunkt 15 liegt im Schnittpunkt des von der Relaislinse 12 kommenden Strahles mit dem Polygon

sich in einem kleinen Lichtpunkt befindet, ist die auf den Aufzeichnungsträger 18 pro Flächeneinheit einwirkende Energie sehr groß. Demzufolge wird es durch Wahl eines geeigneten Aufzeichnungsträgers 5 18 möglich, daß der Strahl eine Vielzahl reproduzierbarer Änderungen im Aufzeichnungsträger 18 bewirkt, wobei der Strahl amplitudenmoduliert werden kann und ablenkbar ist. Somit kann auf dem Aufzeichnungsträger 18 ein zweidimensionales Muster

13. Durch Abbilden des Lichtpunktes 15 auf der io von beispielsweise 3 · 3 mm mit hoher Auflösung Aufzeichnungslinse 17 wird die Ablenkbewegung an aufgezeichnet werden, und der Lichtpunkt bleibt im der Eingangspupille der Aufzeichnungslinse 17 effek

tiv aufgehoben, da der Lichtpunkt 15 praktisch ortsfest bleibt, wenn das Polygon 13 seine Ablenkbewegung ausführt. 15

Es ist femer von Bedeutung, daß der an der Feldlinse 14 entstehende Lichtpunkt über das ganze Ablenkfeld hinweg trotz der Bewegung des Polygons 13 im Brennpunkt bleibt. Dies wird in neuartiger Weise

ganzen Ablenkbereich im Brennpunkt der Aufzeichnungslinse. Besonders vorteilhafte Aufzeichnungsträger werden später näher beschrieben.

Die bei einem System nach der Erfindung mögliche, bemerkenswerte hohe Aufzeichnungsdichte wird aus Fig.2 ersichtlich, in der ein 38 · 38mm großer Aufzeichnungsträger 18 gezeigt ist, der hundert Aufzeichnungsfelder 18 a, wie in F i g. 3 gezeigt,

dadurch erreicht, daß der auf das Polygon 13 ein- ao aufweist, von denen jedes etwa 3 · 3 mm groß ist fallende optische Strahl auf den Schnittpunkt von und mit einem 2 μΐη großen Lichtpunkt, wie für das dessen C- und D-Achsen gerichtet und der Radius Auf zeichnungsf eld 18 α' in Fig. 3 gezeigt, beschriedes Polygons (vom Mittelpunkt bis zur Ecke zweier ben werden kann. In einem Aufzeichnungsfeld 18 α anliegenden Flächen) viermal größer als die Ent- können jeweils 1 Million binäre Bits gespeichert fernung zwischen der Feldlinse 14 und der Spiegel- 25 werden. Das Vorhandensein eines Lichtpunktes an fläche des Polygons 13 gewählt wird, wenn diese in einer Speicherstelle, wie beispielsweise durch die der optischen Achse der Strahlen liegt, und voraus- Bezugszahl 19 α in F i g. 3 veranschaulicht, kann eine gesetzt, daß der Ablenkwinkel nicht zu groß ist. ^ binäre »L« anzeigen, während das Fehlen eines auf-

Die in dem System in Fig. 1 gezeigte Aufzeich- gezeichneten Lichtpunktes an einer Speicherstelle nungslinsel7 ist eine herkömmliche Verbundlinse 30 (Bezugszahl 196 in Fig. 3) eine binäre »0« anzeigen und ist so aufgebaut und angeordnet, daß sie auf kann. Größe und Abstände der Darstellung in F i g. 3 dem Aufzeichnungsträger 18 ein verkleinertes Bild _si_nd der Deutlichkeit halber vergrößert gezeichnet, des zweidimensionalen Ablenkmusters der Feldlinse Da hundert Aufzeichnungsfelder 18 α vorhanden sind, 14 erzeugt. Zur Erzielung einer Aufzeichnung mit _vcm denen jedes eine Speicherkapazität von 1 Million hoher Auflösung muß die Aufzeichnungslinse 17 ein 35 Bits aufweist, beträgt die Speicherkapazität des als »flaches Bild« erzeugen, damit der Lichtpunkt an Beispiel gezeigten 38 · 38 mm großen Aufzeichjeder Stelle des Aufzeichnungsträgers im Brennpunkt nungsträgers 18 in Fig. 3 100 Millionen Bits. Zum der Aufzeichnungslinse 17 ist. Für die Aufzeich- Verschieben des Aufzeichnungsträgers 18 in den nungslinsel7 ist dies verhältnismäßig leicht zu er- durch die Pfeile £ und F angezeigten Richtungen, reichen, da ein Lichtsender monochromatisches 40 _Um das Aufzeichnen von Daten in den einzelnen Licht aussendet, das keine Farbkorrektur erfordert. Auf zeichnungsf eidern 18 α (Fig. 2 und 3) zu ermög-Wiederum sollte zur Erzielung eines verkleinerten liehen, kann eine geeignete Vorrichtung40 (Fig. 1) Ablenkmusters mit hoher Auflösung die Aufzeich- angebracht werden. Zum Lesen der in einem Aufnungslinsel7 eine genügend große Krümmung auf- zeichnungsf eld 18 α (Fig. 2 und 3) aufgezeichneten weisen, damit die gewünschte Verkleinerung und 45 Daten kann der gleiche Strahl, mit dem das Feld zum Auflösung erzielt werden kann. Dadurch, daß die Erzeugen der Aufzeichnung beschrieben wurde, ver-Feldlinse 14 den Lichtpunkt 15 auf dem Polygon 13 wendet werden, jedoch wird die Ausgangsenergie des an der Eingangspupille der Aufzeichnungslinse 17 optischen Strahles 1 so reduziert, daß er keine abbildet, wie bereits beschrieben, werden die von »Schreibwirkung« auf dem Auf zeichnungsträger 18 der Aufzeichnungslinse 17 verlangten Eigenschaften 50 besitzt. Als Alternative hierzu könnte zum Lesen ein wesentlich geringer, da der Durchmesser der Auf- anderer optischer Sender verwendet werden, der auf zeichnungslinse nicht unnötig groß gehalten werden
muß, um der zum Erzielen eines Ablenkmusters erforderlichen Ablenkbewegung Rechnung zu tragen.

Durch das im vorangegangenen beschriebene Sy- 55
stem, bei dem Linsen herkömmlicher Art verwendet
werden, wird eine neuartige Vorrichtung geschaffen,
die mit hohem Wirkungsgrad die Ausgangsstrahlung
des optischen Senders in Form eines sehr kleinen
Lichtpunktes von einer Größe von 2 μπι oder 60 _whd, wodurch der Einfallbereich an der Photozellenweniger auf den Auf zeichnungsträger 18 projiziert, öffnung so klein wie möglich gehalten wird. Es ist wobei dieser Lichtpunkt so gesteuert werden kann, _zu beachten, daß das eine Information enthaltende daß er ein zweidimensionales, zeilenweise geschrie- Aufzeichnungsmaterial, z.B. 19a in Fig. 3, eine benes Muster auf dem Auf zeichnungsträger 18 mit erhöhte Transparenz gegenüber dem übrigen Aufeiner Fläche von beispielsweise 3 · 3 mm erzeugt. Da 65 zeichnungsträger aufweist, wodurch es für einen wepraktisch die ganze Ausgangsenergie des optischen sentlichen Teil des Lichtstrahles an der betreffenden Senders mit Ausnahme der Übertragungsverluste und Stelle durchlässig ist. Das auf die Photozelle 42 einder durch den Strahlenteiler 3 abgezweigten Energie fallende Licht ist somit entsprechend der Information

einer solchen Wellenlänge arbeitet, daß er den Aufzeichnungsträger 18 nur bis zu einem bestimmten
Grad beeinflussen kann.

Für das Lesen ist auf der anderen Seite des Aufzeichnungsträgers 18 eine Leselinse 22 vorgesehen,
in die das den Träger passierende Licht einfällt und
durch die Ausgangspupille der Linse 17 auf die
Photozelle 42 über den Strahlenteiler 41 fokussiert

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des Aufzeichnungsmaterials moduliert. Zum Lesen Strahlen von gegenüberliegenden Seiten des Polygons der in einem Aufzeichnungsfeld vorhandenen Daten 13 reflektiert werden, erfolgt eine automatische Synwird somit die Vorrichtung 40 (F i g. 1) zunächst auf chronisierung der beiden Strahlen, das gewünschte Aufzeichnungsfeld 18« (Fig. 2 Neben dem Dokument30 ist eine Photozelle38

und 3) eingestellt. Dann wird dieses Feld in der im 5 angeordnet, die von diesem reflektiertes Licht empvorangegangenen beschriebenen Weise abgefragt. Der fängt, so daß das Ausgangssignal der Photozelle 38 Ausgang der Photozelle 42 gibt Auskunft über die dem Rhythmus der Information entspricht, die analog vorhandene Information. der Intensität der Lichtverhältnisse am Dokument 30

An Stelle von binären Daten können in den Auf- ist. Das Ausgangssignal der Photozelle 38 wird in Zeichnungsfeldern 18 α auch Bilder, gedruckte oder io geeigneter Weise verstärkt und dann dem Modulaandere Daten aufgezeichnet werden. Fig. 4 veran- tor 6 zugeführt, um eine Amplitudenmodulation des schaulicht eine Vielzahl Mikrobilder hoher Auf- Aufzeichnungsstrahles 2 α zu bewirken, wodurch die lösung, wobei ein Mikrobild 18 a" jeweils im Ver- Intensität des auf den Aufzeichnungsträger 18 aufhältnis von als 100:1 verkleinert ist. Ein in einem lallenden Lichtstrahles entsprechend den auf dem Feld des Aufzeichnungsträgers 18 aufgezeichnetes 15 Dokument 30 abgefragten Werten variiert und daderartiges Mikrobild 18a" kann, wie in Fig. 1 ver- durch das Dokument in dem ausgewählten Aufzeichanschaulicht, durch Anordnung einer Beleuchtungs- nungsfeld 18 α (Fi g. 2) des Aufzeichnungsträgers 18 quelle 19 unmittelbar dargestellt werden, die über aufgezeichnet wird. Um ein weiteres Dokument aufSammellinsen 20, den Strahlenteiler 16 und die Auf- zuzeichnen, braucht nur das nächste Aufzeichnungszeichnungslinse 17 das gewünschte Mikrobild 18 a" so feld 18 α eingestellt zu werden. Eine geeignete Einbeleuchtet. Das durch das beleuchtete Mikrobild 18 a" Stellvorrichtung ist beispielsweise in der britischen hindurchgehende Licht fällt auf eine Linse 22, die Patentschrift 999 698 beschrieben. Damit die im voreine für den speziellen Zweck ausgebildete Flach- angegangenen erläuterte Abtastung des Dokumentes feld-Präzisionsprojektionslinse ist und das ausge- 30 auch bei Tageslicht durchgeführt werden kann, wählte Mikrobild auf einen geeigneten Bildschirm 23 25 ist es zweckmäßig, ein sehr schmales Filter an der projiziert. Die durch dieses Verfahren erzeugten Photozelle 38 vorzusehen, das nur für die Wellen-Mikrobilder können auch extern mittels eines Lese- länge des optischen Senders durchlässig ist. gerätes, wie es in der britischen Patentschrift Ein besonderer Vorteil des im vorangegangenen

1 022 300 beschrieben ist, empfangen werden. beschriebenen Mikrobildlese- und Aufzeichnungs-

In dem in F i g. 1 gezeigten System können auch 30 systems besteht darin, daß ein Dokument in voller während des Aufzeichnens von Informationen diese Größe unmittelbar auf ein Mikrobild mit hoher Aufgleichzeitig auf den Bildschirm 23 projiziert werden, lösung verkleinert werden kann, wobei das Verkleinewenn die Beleuchtungsquelle 19 während der Auf- rungsverhältnis größer als 100:1 ist, ohne daß Zwizeichnung in Betrieb ist. Ferner können durch Aus- schenschritte erforderlich sind. Einen besonders vorschalten der Schwingung des Polygons 13 um die 35 teilhafte Anwendungsart eines solchen Systems Achse B, durch Betätigen der Vorrichtung 40 in ver- besteht im Herstellen von Masken für hochminiaturitikaler Richtung, ohne weiteres Zeitoszillogramme sierte integrierte oder gedruckte Schaltungen. Hierbei oder eine Bildübertragung erzeugt werden. würde das Dokument 30 die gewünschte Masken-

Bezüglich des Strahles 2 b am Ausgang des Strah- information enthalten, und mit dem System nach Ienteilers3 in Fig. 1 ist zunächst zu beachten, daß 40 Fig. 1 könnte es dann ohne Zwischenschritte undieser dann vorhanden ist, wenn Bilder, gedruckte mittelbar auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet oder andere Informationen unmittelbar von einem werden.

Objekt oder Dokument 30 normaler Größe aufge- Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel

zeichnet werden sollen. Die optischen Bauteile, denen der Erfindung ist in F i g. 5 schematisch in der Seitender Strahl 2 b zugeführt wird, d. h. die Blende 5, die 45 ansicht gezeigt, wobei die Achsen aller optischen Lichtpunkterzeugungslinse 25, der Spiegel 26, die Strahlen in der Zeichnungsebene liegen. Gleichartige Relaislinse 28, das Polygon 13 und die Feldlinse 24, Bauteile in den F i g. 1 und 5 werden durch gleiche arbeiten in der gleichen Weise wie die Bauteile 4, 9, Bezugszahlen und Buchstaben bezeichnet, während 10,12 und 14 des im vorangegangenen beschriebenen neue Bauteile mit Hunderterzahlen bezeichnet sind. Aufzeichnungssystems. Demzufolge wird, wie bei der 50 In dem System nach F i g. 5 sind die optischen Feldlinse 14 im Aufzeichnungssystem, ein zweidimen- Bauteile des Ablenksystems für das Dokument 30 und sionales Ablenkmuster des fokussierten Strahles an die Feldlinse 24 weggelassen. Diese Vereinfachung der Feldlinse 24 durch gleichzeitiges Rotieren und wird dadurch ermöglicht, daß der aus der Kombi-Schwingen des Polygons 13 erzeugt. Ferner ist aus nation einer Pockelschen Zelle zum Ändern der Podem gleichen Grund wie im Aufzeichnungssystem die 55 larisationsebene analog eines angelegten Signals und Feldlinse 24 so ausgebildet und angeordnet, daß sie einem Analysator zum Umwandeln der Polarisationsein Bild des auf das Polygon 13 auffallenden Licht- änderung in eine Amplitudenmodulation bestehende Strahles an der Eingangspupille einer Flachfeldpräzi- Amplitudenmodulator 6 der F i g. 1 in F i g. 5 nicht sionslinse 29 erzeugt. Die Linse 29 besitzt eine ent- verwendet wird. Statt dessen wird nur eine Pockelsche sprechend große Öffnung, um die von der Feldlinse 60 Zelle verwendet, wie in F i g. 5 die Bezugszahl 106 kommenden Strahlen aufzunehmen. zeigt, so daß der optische Strahl infolge eines Signals

Die Linse 29 vergrößert das zweidimensionale Ab- in seiner Polarisationsebene gedreht wird, wodurch lenkmuster von der Feldlinse 24 und bildet das Mu- der gleiche Strahl für den Ablenkstrahl und den Aufster auf einem Dokument 30 voller Größe (z. B. Zeichnungsstrahl bis einschließlich der Feldlinse 14 · 28 cm) ab, das die Bilder oder gedruckten Daten 65 verwendet werden kann. Erst nach dem Durchgang enthält, die in starker Verkleinerung auf dem Auf- durch die Feldlinse 14 wird der Strahl 2 in F i g. 5 zeichnungsträger 18 aufgezeichnet werden. Da die durch den Strahlenteiler 3, der für diesen Zweck, wie zum Lesen und Aufzeichnen verwendeten optischen in Fig. 5 gezeigt, aus seiner in Fig. 1 gezeigten Stel-

lung in eine geeignete Stellung hinter die Feldlinse 14 gebracht werden kann, in die Strahlen la und Ib geteilt.

In dem vereinfachten System nach F i g. 5 folgt der Aufzeichnungsstrahl 2 a am Ausgang des Strahlenteilers 3 einem Weg, der ähnliche optische Bauteile aufweist wie in Fig. 1, wobei zusätzlich ein Analysator 116 vorgesehen ist, der die Polarisationsänderung des Aufzeichnungsstrahles 2 a in eine Ampli-

chrome Stoffe) als Aufzeichnungsträger 18 verwendet werden können, sondern auch Stoffe, die auf verhältnismäßig hohe Strahlungsenergie ansprechen und zweckmäßige Eigenschaften besitzen, die auf niedrige Strahlungsenergie ansprechende Stoffe nicht aufweisen. Silberhalogenide erfordern beispielsweise das Erzeugen eines latenten Bildes, und photochrome und andere Direktaufzeichnungsstoffe sind, obwohl das Erzeugen eines latenten Bildes bei ihnen nicht erfor-

tudenmodulation umsetzt. Der Lesestrahl 2b in io derlich ist, in normaler Umgebung nicht stabil und/ F i g. 5 wird durch die Linse 29 fokussiert, wodurch oder können nur unter Zerstörung der aufgezeichdas gleiche zweidimensionale Ablenkmuster auf dem
Dokument30 erzeugt wird wie in Fig. 1, mit Aus

nahme, daß es die durch den Polarisationsmodulator

neten Informationen ausgelesen werden und/oder erfordern eine spezielle und vorsichtige Handhabung zum Schutz der aufgezeichneten Informationen und/ 106 (die Pockelsche Zelle 106) erhaltene »Polarisa- 15 oder weisen keine hohe Auflösung auf. Vorrichtuntionsmodulation« enthält. Hieraus ergeben sich je- gen, bei denen die Nachteile eines auf niedrige Enerdoch keine Schwierigkeiten, da die Photozelle 38 nur
auf Amplitudenschwankungen des Streulichtes reagiert und Polarisationsänderungen diesbezüglich wirkungslos sind. Da der Strahl 2 erst nach der Relais- 20 Auflösungsgrad ausreichend ist), da das hohe Ener-Iinsel4 in Aufzeichnungs- und Lesestrahlen 2 a und gieniveau des Strahles eine ungewöhnlich hohe Auf- 2 b aufgeteilt wird, erhält man eine gute Synchronisation zwischen den beiden Strahlen.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer für das

System der Fig. 1 und 5 geeigneten elektrischen 25 träger zu vermeiden, wird durch das hohe Energie-Schaltung. Die Photozellen 34, 35, 36, 37, 38 und 42 niveau des erfindungsgemäß erzielten Aufzeichnungssind jeweils mit einem entsprechenden Verstärker Strahles die Verwendung sehr stabiler Aufzeichnungsund Impulsformer 34 a, 35 a, 36 a, 37 a, 38 α und 42 a träger mit hoher Auflösung möglich, die durch verbunden. Die verstärkten Signale gelangen in einen normale Umgebungseinflüsse nicht beeinflußt werden für die Speicherung annaloger und digitaler Infor- 30 und bei denen ein zerstörungsfreies Lesen der aufmationen geeigneten Speicher 50. Der Speicher 50 gezeichneten Informationen möglich ist. Die allge-

gie ansprechenden Aufzeichnungsmaterials noch tragbar sind, gestatten dessen Verwendung als Aufzeichnungsträger in der Erfindung (falls der gewünschte

Zeichnungsgeschwindigkeit erlaubt. In Vorrichtungen, bei denen es zweckmäßig ist, die Nachteile dieser auf niedrige Energie ansprechenden Aufzeichnungs-

kann Signale von der Lesephotozelle 38 oder der Schreibphotozelle 42 oder von einer beliebigen externen Quelle empfangen, die infolge der vertikalen und horizontalen Synchronisiersignale H₁, H₂, V₁ und F₂ in entsprechenden Speicherstellen gespeichert wer-

meinen Eigenschaften und Erfordernisse solcher Stoffe werden im folgenden an Hand von Beispielen näher beschrieben.

Als Aufzeichnungsträger 51 (Fig. 7) stehen zahlreiche Materialien, farbstoffenthaltende Beschichtungen und aufgedampfte oder aufgesprühte Filme je nach Anforderung zur Verfügung. Zur Erzielung optimaler Aufzeichnungsgüte sollte der Aufzeich-

Synchronisation durch die Synchronisiersignale H₁,

»H₂, V₁ und V₂ in Verbindung mit einem Taktsignal erzielt, dessen Frequenz der »Zeilenschreibfrequenz«

den. Diese Signale können zu einem späteren Zeitpunkt aus der Speichereinheit ausgelesen und dem
Modulator 6 (Fig. 1) oder 106 (Fig. 5) zur Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsträger 18 (F i g. 1 40 nungsfilm 51 eine hohe Energieabsorptionsfähigkeit und 2) zugeführt werden. In diesem Fall wird die für die Wellenlänge des optischen Senders besitzen.

Die durch den optischen Strahl hervorgerufenen Veränderungen im Aufzeichnungsfilm 51 können chemischer Natur sein, beispielsweise Farbänderung, oder

des Aufzeichnungsträgers 18 (F i g. 1) entspricht. Das 45 physikalischer Natur, beispielsweise Verformung, pla-Taktsignal und die Synchronisiersignale können auch stischer Fluß, Verdampfung, Verdunstung oder Komdurch die Verwendung einer auf der gleichen Welle binationen von beiden.

wie das Polygon gelagerten Magnetscheibe oder Es wurde festgestellt, daß die Dicke der Aufzeich-

photographischen Scheibe erzeugt werden. nungsträger wesentlich die Eigenschaft derselben

Wie in F i g. 6 gezeigt, können die durch die Lese- 50 beeinflußt. Eine Dicke von 10 μΐη oder weniger ist photozelle38 erzeugten Signale durch den Schalter für beschichtete Filme besonders geeignet, während 39 an die Speichereinheit 50 oder unmittelbar an den für aufgedampfte Filme ein Dickenbereich von 200 Modulator 6 bzw, 106 geschaltet werden. In diesem bis 2000 A bevorzugt wird. Wie in F i g. 7 gezeigt, Fall sind keine zusätzlichen Taktsignale nötig, da die ist ein solcher dünner Aufzeichnungsfilm 51 im typi-Verwendung des gleichen Polygons eine automatische 55 sehen Fall auf einem geeigneten Träger 52 aufge-Synchronisation bewirkt. bracht, der für die Wellenlänge des optischen Senders

Da durch die Erfindung praktisch die gesamte transparent ist. Der Träger 52 kann aus starren Ma-Ausgangsenergie eines optischen Senders in einen terialien, beispielsweise Glas, oder aus flexiblen Mastark verkleinerten, steuerbaren Lichtstrahl mit einem terialien, beispielsweise einem Film aus Polyäthylen-Durchmesser von 2 μΐη oder weniger umgewandelt 60 terephthalat, hergestellt werden, werden kann, ist bei Betrachtung des Aufzeichnungs- In einem ersten Beispiel wird ein Aufzeichnungsträgers 18 in dem System nach den F i g. 1 und 5 zu träger wie folgt hergestellt: Zunächst wird eine Löbeachten, daß der Lichtstrahl genügend Energie ent- sung bereitet, die 1 Gewichtsprozent eines Triphenylhält, um eine Vielzahl von Aufzeichnungen in ent- methanfarbstoffes, 50 Gewichtsprozent Cellulosesprechend geeigneten Materialien hervorzurufen. Das 65 nitrat, 47 Gewichtsprozent Butylacetat und 47 Ge

bedeutet, daß nicht nur photoempfindliche Stoffe (z. B. Silberhalogenid) und ähnliche auf niedrige Strahlungsenergie reagierende Stoffe (z. B. photo-

wichtsprozent Äthanol enthält. Mit Hilfe eines Rakelverfahrens wird ein nasser Film einer Dicke von 40 μ auf einer Glasfläche abgelagert. Nach Ver-

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dunsten der Lösungsmittel (Butylacetat und Äthanol) weist der auf dem Glas verbleibende trockene, durchsichtige Film eine Dicke von etwa 2 μπι auf und besteht aus 16,6 Gewichtsprozent Farbstoff und 83,4 Gewichtsprozent Cellulosenitrat-Bindemittel mit einer optischen Dichte von 1,1 bei einer Wellenlänge von 6328 A. Jeder aufgezeichnete Lichtpunkt besteht aus einem farblosen Kreis in blauem Hintergrund, Die Entfärbung des Farbstoffes ist eine Folge chemischer Zersetzung, die wiederum durch die Reaktion zwischen den Farbstoffmolekülen und den Zersetzungsprodukten des Bindemittels hervorgerufen wird. In einem zweiten Beispiel wird ein Aufzeichnungsträger durch Ablagern eines Zinnfilms einer Dicke von 500 A auf einem Glasträger unter Verwendung herkömmlicher Aufdampfungsgeräte erzeugt. Jede aufgezeichnete Information besteht aus einem farblosen Kreis auf einer Zinnfilmunterlage, der infolge der Verdampfung des Metalls entsteht.

Ein drittes Beispiel beschreibt die Herstellung eines Aufzeichnungsträgers mit Hilfe eines Vakuumsprühverfahrens, wobei ein 500 A dicker Tantalfilm auf einem Glasträger abgelagert wird. Jede aufgezeichnete Information besteht aus einem farblosen Kreis auf einer Tantalfilmunterlage, der infolge der Verdampfung des Metalls entsteht.

Bei Verwendung eines Aufzeichnungsträgers einer im ersten Beispiel beschriebenen Art in einem Aufzeichnungssystem nach Fig. 1 zeigte es sich, daß Mikrobilder mit Schreibgeschwindigkeiten von mehr als 1 Million Informationseinheiten (z. B. Bit) pro Sekunde aufgezeichnet werden konnten, d. h. weniger als 1500 μ8εΰ für eine tausendfünfhundert auflösbare Bildelemente enthaltende Rasterlinie. Bei dem im dritten Beispiel genannten Material, Tantal, ist die Aufzeichnungsgeschwindigkeit mit dem im vorangegangenen beschriebenen optischen Sender relativ niedrig, doch können mit stärkeren optischen Sendern (z. B. einem »Argonionenlaser«; »Dauerstrich-Festkörperlasern«, beispielsweise rubin- oder neodymdotierte »Yttrium-Aluminium-Granatlaser«), die Leistungen von mehr als IWatt aufweisen, für die Praxis ausreichende Datenaufzeichnungsgeschwindigkeiten mit Materialien dieser Art erzielt werden.

Der Aufzeichnungsträger des ersten Beispiels, der Farbstoff besitzt, eignet sich besonders für die Herstellung von Mikroschaltungsmasken sowie für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Mikrobildern, da er eine hohe Auflösungsfähigkeit und eine Schwellwertkennlinie besitzt, die bestrebt ist, kleine Schwankungen im Aufzeichnungspunkt zu kompensieren. Der Aufzeichnungsträger des dritten Beispiels, bei dem Tantal verwendet wird, eignet sich besonders (insbesondere bei optischen Sendern höherer Leistung) zum Herstellen hochminiaturisierter gedruckter oder integrierter Schaltungen, da das Tantal selbst als Schaltungsmaterial, beispielsweise für Widerstände, verwendet werden kann.

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Claims

Patentansprüche:

1. Informationsverarbeitungssystem mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Laserstrahls, einer Vorrichtung zum Modulieren des Laserstrahls entsprechend der aufzuzeichnenden Information, wobei der Laserstrahl durch eine Fokussiervorrichtung geleitet und durch eine optische Vorrichtung mit einem beweglichen Spiegel abgelenkt wird, so daß der fokussierte Strahl über einen Aufzeichnungsträger geleitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiervorrichtung ein einen fokussierten Punkt an einer zweiten Linse (14) erzeugendes erstes Linsensystem (9, 12) und ein ein Bild des fokussierten Punktes auf dem Aufzeichnungsträger (18) erzeugendes drittes Linsensystem (17) enthält, wobei der bewegliche Spiegel (13) zwischen dem ersten Linsensystem (9,12) und der zweiten Linse (14) angeordnet ist und bewirkt, daß der fokussierte Punkt ein zweidimensionales Abtastmuster an der zweiten Linse (14) erzeugt, so daß auf dem Aufzeichnungsträger (18) ein Bild entsprechend dem zweidimensionalen Abtastmuster entsteht.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen so aufgebaut und angeordnet sind, daß sie auf einem Aufzeichnungsträger einen Punkt mit einem Durchmesser von höchstens 5 μΐη erzeugen. f

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkvorrichtung ein bewegliches Polygon (13) enthält, das den optischen Strahl von einem ersten Linsensystem auf die zweite Linse reflektiert.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkvorrichtung ein gleichzeitig rotierendes und schwingendes Spiegelpolygon ist, das so angeordnet ist, daß der von dem ersten Linsensystem kommende Strahl auf den Schnittpunkt der Achsen (C, D) gerichtet ist, um den das Polygon rotiert und schwingt, wobei der Radius des Polygons, gemessen vom Mittelpunkt zum Berührungspunkt zweier Begrenzungsflächen (13 a), etwa die vierfache Größe der Entfernung zwischen der zweiten Linse (14) und der Spiegelfläche (13 ä) des Polygons besitzt, wenn sich dieses in der Mittelpunktstellung befindet.

5. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Modulationsvorrichtung (6 oder 106,116) ύ eine Vorrichtung (6 oder 106) zur Änderung der Polarisationsebene des optischen Strahles im Rhythmus eines elektrischen Signals und eine Vorrichtung (6 oder 116) zum Umwandeln der Polarisationsänderung des optischen Strahles in eine Amplitudenmodulation umfaßt.

6. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (3), durch die ein optischer Strahl (26) mit einem mit dem an der zweiten Linse erzeugten synchronisierten Ablenkmuster abgezweigt wird und dieser optische Strahl die Information abtastet, sowie durch eine Detektorvorrichtung (38), die ein elektrisches Signal infolge des Abtastens dieser Information erzeugt.

7. System nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (3) zum Abzweigen des optischen Strahles für die Information nach der Ablenkvorrichtung (13) und nach der Vorrichtung (106) zum Ändern der Polarisationsebene, jedoch vor der Aufzeichnungsvorrichtung, angebracht ist.

8. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger aus einem Träger

10

(52) besteht, auf dem ein Film (51) mit einer Dicke von weniger als 10 μΐη aufgebracht ist, der für die Wellenlänge des optischen Strahles energieabsorptionsfähig ist.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger transparent ist und der Film aufgedampft wird und eine Dicke zwischen 200 und 2000 A aufweist.

10. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Film aus Tantal besteht.

11. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Film aus Triphenylmethanfarbstoff mit einem Cellulosenitrat-Bindemittel besteht.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Film aus etwa 16,6 Gewichtsprozent TriphenylmethanfarbstofE und 83,4 Gewichtsprozent Cellulosenitrat besteht.

13. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Film so aufgebaut ist, daß Teile

von ihm infolge des auf ihn auffallenden, amplitudenmodulierten optischen Strahles verdampfen.

14. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Lesevorrichtung (22, 41, 42, 23) zum Lesen von auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Informationen.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesevorrichtung eine Anzeigevorrichtung zum Vergrößern der aufgezeichneten Informationen auf mit dem menschlichen Auge erkennbare Größe enthält.

16. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger Aufzeichnungsbereiche (18 a) enthält und daß eine Vorrichtung (40) vorgesehen ist, die den Aufzeichnungsträger so positioniert, daß das auf dem Aufzeichnungsträger fokussierte Bild auf einem bestimmten Aufzeichnungsbereich entsteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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