DE1807086B2 - Vorrichtung zum nachsteuern eines zeilengerasterten abtaststrahls - Google Patents

Vorrichtung zum nachsteuern eines zeilengerasterten abtaststrahls

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DE1807086B2 DE19681807086 DE1807086A DE1807086B2 DE 1807086 B2 DE1807086 B2 DE 1807086B2 DE 19681807086 DE19681807086 DE 19681807086 DE 1807086 A DE1807086 A DE 1807086A DE 1807086 B2 DE1807086 B2 DE 1807086B2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachsteuern eines zeilengerasterlen Abtaststrahls, der auf einen mit einer Zellenstruktur versehenen Träger gerichtet ist. dessen aufeinanderfolgende Zeiten zwischen zwei verschiedenen optischen Eigenschaften wechseln, so daß nur die auf Zeilen erster Art fallenden Anteile des Abtaststrahls in einen darauf gerichteten Servo-Detektor fallen und dort ein Nachsteuersignal bestimmen.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird die Abbildung mittels zweier Linsen in zwei Teile aufgespalten, von denen der eine Teil zur Abtastung des abzutastenden Abbildes dient, während der andere zur Abtastung eines Kontrollrasters dient, um damit festzustellen, ob das Raster der Abbildung mit dem Kontrollraster übereinstimmt. Für eine grobe Justierung, wie es zur Abtastung eines einfachen Abbildes, etwa einer Blume erforderlich ist, mag das hinreichend sein, für die Abtastung einer zeilenweise aufgetragenen Datenschrift ist diese bekannte Justierung, jedenfalls für die meisten Anwendungsfälle. zu ungenau.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß mit möglichst geringer Zeitkonstante eine exakte Nachsteuerung möglich ist, die die Datenaufzeichnung, beziehungsweise Datenwiedergabe nicht stört und mit einfachen; Aufwand zu verwirklichen ist. Eine solche exakte Nachsteuerung ist deshalb wünschenswert, weil die Datendichte bei der Aufzeichnung bei exakter, zeilengerechter Auslenkung des Abtaststrahls höher sein kann als bei ungenauer Auslenkung.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilen erster Art in einem ersten Wellenlängenbereich des Abtaststrahls absorbieren und die Zeilen zweiter Art in einem zweiten, davon verschiedenen Wellenlängenbereich des Abtaststrahls absorbieren und mit optisch abtastbaren Daten beschriftet sind und daß ein auf die beiden Welleniangerbereiche abgestimmter Separator dem als Aufzeichnungsträger ausgebildeten Träger nachgeschaltet ist, der jeweils separat die auf die Zeilen erster Art gefallenen Anteile des Abtaststrahl in den Servo-Detektor und die auf die Zeilen zweiter Art gefallenen Anteile des Abtaststrahls in einen Datendetektor ablenkt.
Nach der Erfindung wird das Abtastraster an der Stelle überprüft, an der es auch tatsächlich zur Abtastung verwendet wird.
Die günstigsten Bedingungen für das Servosystem sind erfahrungsgemäß erzielbar bei einer Weiterbildung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Servo-Detektor auf eine intensität des separierten ausfallenden Servostrahls eingerichtet ist. die einer Bedeckung der Zeilen zweiter Art durch den halben Abtastfk'ck entspricht und auf die^e halbe Bedeckung den Ablenker nachsteuert.
Die \ rfindung ist anwendbar in Verbindung mit fotografischen und anderen bekannten Aif/cichnungstixhniken. Sie ist bevorzugt anwendba> ί Verbindung mit einer bekannten magneto-optisch* η Aufzeiehnungstcchnik, bei der die Zeilen erster Art aus magneto-optisch aktivem Material bestehen, das durch magnetische Ausrichtung diskreter Bezirke beschriftbar ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung mit magneto-optischer Aufzeichnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger im Wirkbereich einer Magnetspule angeordnet ist derart, daß er bei erregter Magnetspule von einem magnetischen Feld parallel zu seiner Obernächennormalen durchsetzt wird, dessen Feldstärke bei normaler Betriebs-
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temperatur gerade unzureichend ist, um magnetische Keuausrichtung hervorzurufen, jedoch in Verbindung mit dem Abtaststrahl dazu ausreichend ist.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Tn der Zeichnung zeigt
Pig, X im Blockschaltbild eine Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig, 2 einen Aufzeichnungsträger, wie er in Verbindung mit der Vorrichtung nach Fig, 1 verwendbar ist, im Querschnitt,
Fig. 3 den Aufzeichnungsträger aus Fig. 2 in Draufsicht und *"
Fig. 4 ein Absorptionsdiagramrn zur Erläuterung der optischen Charakteristika der beiden für den Auizeichnungsträger verwendeten Materialien.
Fig.! zeigt ein Datenspeichersystem zur Aufzeichnung von Informationen auf einen Aufzeichnungsträger 10 und zur Auslesung dieser Informationen. Der Aufzeichnungsträger sp icht auf Lichtstrahlen aus der Lichtquelle 11 an. Zur Aufzeichnun« wird der Abtaststrahl 12 über einen Modulator 14 und einen Ablenker 15 und die Linse 16 auf den Aufzeichnungsträger 10 fokussiert. Der Aufzeichnungsträger besteht aus magneto-optischem Material. wie z. B. Gadolinium-Eisen-Granat, auf das die Daten durch magnetische Ausrichtung bestimmter Materialbezirke aufgezeichnet werden. Der Abtaststrahl wird zu diesem Zweck auf bestimmte Bezirke gerichtet, in denen dann die Magnetisierung umgeschaltet wird, wodurch die betreffenden Daten angezeigt beziehungsweise aufgezeichnet werden.
Im Beispiel wird zur Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsträger eine magnetische Spule erregt, so daß ein Magnetfeld erzeugt wird, das sich quer durch den Au!zeichnungsträger erstreckt, und zwar in Ri.htung der Normalen der flachen Oberfläche dieses Aufzeichnungsträgers. Dieses magnetische Feld ist für sich nicht stark gerug. um cine magnetische Ausrichtung bei normalen Betriebsiemperaturen hervorzurufen. Wenn jedoch der Abtaststrahl 12 auf einen bestimmten Bezirk gerichtet ist, hei/t sich dieser Bezirk aul, wodurch die Koerzitivkraft des Materials des Aufzeichnungsträgers herabgesetzt wird. Dadurch wiederum reicht nun für diesen betreffenden Bezirk das magnetische Feld aus. um die Ausrichtung der Magnetisierung umzuschalten nach Maßgabe der Orientierung des angelegten magnetischen Feldes. Wenn man also den Abtaststrahl mittels des Ablenkers 15 gerastert über ti-η Aufzeichnungsträger führt und dabei im Takt fingespeister Datensignal in seiner Intensität moduliert. dann werden bei gleichzeitig angelegtem magnetisehen Feld bestimmte Bezirke magnetisch ausgerichtet nach Maßgabe der aufzuzeichnenden eingespeisten Daten.
/'im Ablesen der so aufgezeichneten Informationen dient die gleiche Lichtquelle 11, die den Abtaststrahl 12 ' engt, der nun unmoduliert mit geringerer Intensh als bei der Aufzeichnung gerastert über den Ai ichntMißsträger 10 geführt wird, Im dargcstcllten Nusführtingsbeispiel durchsetzt dieser nun abta··1 »de Abtasf.trahl den Aufzeichnungsträger 10 up.1 leliingt von da in einen Kondenser und einen D r niletektor 18. Bei dem Datendetektor 18 handelt es ich vorzugsweise um einen fotoelektrischen V\ "iiller. der intensitätssdiwankungcn im Lichtst 1 <'Ί anzeigt oder um einen fotoelektrischen Wandlc ιί Verbindung mit einem Polarisationsanalvsator, der es gestattet, Änderungen in der Polmisationsrichtung des einfallenden Strahles zur Anzeige zu bringen. Sowohl aus der Intensität als auch aus der Winkellage der Polarisationsebene des ausfallenden Strahls kann die abgetastete Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsträger 10 abgelesen werden, weil der Abtaststrahl, der den Aufzeichnungsträger durchsetzt, sowohl in seiner Intensität als auch in der Richtung seiner Polarisation verändert wird, wenn er eine Aufzeichnung, also einen Bezirk mit neu ausgerichteter Magnetisierung passiert.
Das Ausgangssignal des Datendetektors 18 wird auf der Leitung20 abgegeben und enthält die ursprünglich eingespeisten beziehungsweise aufgezeicbneten Daten.
Die Dichte, mit der die Daten auf dem Aufzeichnungsträger 10 aufgezeichnet werden können, hängt unter anderem ab von de. Größe der einzelnen Bezirke, die für sich magnetise!, umgeschaltet werden können, ohne daß dadurch benachbarte Bezirke mit beeinflußt werden. Die maximale Aufzeichnungsdichte ist jedoch außerdem wesentlich begrenzt durch die Präzision, mit der der Abtaststrahl entlang einer Datenzeile geführt werden kann, und zwar sowohl bei der Aufzeichnung, als auch bei der Auslesung. Wenn der Abtaststrahl nur mit einer erheblichen Abweichung über eine Datenzeile geführt werden kann, dann müssen die Datenzeilen genügenden Abstand voneinander haben, um sicherzustellen, daß der Abtaststrahl nicht versehentlich auf eine benachbarte Zeile gerichtet wird.
Um eine sehr präzise Zeilenablenkung des Abtaststrahls herbeizuführen, sind vorbestimmte Zeilen erster Art auf dem Aufzeichnungsträger vorgesehen, die für den kurzwelligen Anteil dt-, Abtaststrahls hochgradig absorbieren, während für die Datenaufzeichnungen Zeilen zweiter Art vorgesehen sind, die für den langwelligen Anteil des Abtaststrahl absorbierend sind. Die beiden Abtaststrahlanteile werden getrennt vermessen, und daraus wird ein Nachsteuersignal und das endgültige auf der Ausgangsleitung 20 abzugebende Datensignal abgeleitet. Das Nachsteuersignal gelangt an einen Rückkopplungskreis zur Steuerung des Ablenkers 15 dergestalt, daß der Abtaststrahl immer streng entlang der vorbestimmten Spuren geführt wird, und zwar sowohl bei der Aufzeichnung als auch bei der Wiedergabephase.
Der Aufzeichnungsträger besteht gemäß F i g. 2 und 3 aus Material B. aus dem die Zeilen erster Art gebildet sind, und das magnetisch /um Zwecke der Datenaufzeichnung, wie beschrieben und wie durch die Pfeile 22 angedeutet, ausgerichtet werden kann. Außerdem ist eine zusätzliche Schicht A aus anderem Material vorgesehen, das in einer Zellenstruktur entsprechend den Zeilen 24 zweiter Art angeordnet ist. In F i g. 4 ist die Absorption der beiden M-ito-Hauen zl und B für verschiedene Wellenlängen .mt getragen. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß· die \l· sorptionscharakteristika der beiden Materialien k.>m plementär sind, während für die größeren VWIIen ia'ngcnbereiche das Material A eine höhere \u.,,y tion hat. hat das Material B für die niedinvnn Wellcnlängenbcreiche eine höhere Absorption w i-n man also einen Abtaststrahl 12 verwendet, der U ei lenlängenantcile in beiden Bereichen enthäl' ί.ιιπ· kann man aus dem Material B ein Datensign.il un' aus dem Material A ein Nachsteuersignal jeueii Ιί sich petrennt ableiten.
Gemäß F ί g, I ist die Lichtquelle H ein" Afgorilaser hiit einer Abstrahhveiiöriläiige" Von ungefähr 4880A1 Das Material B ist bei dieser Wellenlänge hochgradig absorbierend, wie aus der Grafik gerMß F i gi 4 ersichtlich',' in der die Wellenlänge in A-Eiri- S heiteil auf der horizontalen Achse aufgetragen ist. Die Aufzeichnung1 der Daten und die Abtastung der Daten erfolgt Wie Bereits beschneben< !Zusätzlich dazu ist eine zweite Lichtquelle 26 vorgesehen, beispielsweise ein Helium-Neofi-Laser mit einer Wellenlänge von 6328 A. Der Servostrahl 27 dieser zweiten Lichtquelle 26 wird über einen halbdurchlässigen Spiegel 28 in den Strahl 12 eingespiegelt. Dieser Spiegel 28 läßt den Abtaststrahl 12 mit ganz geringer Absorption passieren und ist so angeordnet, daß die t$ beiden Strahlen 27 und 12 vereinigt in den Ablenker 15 gelangen. Der Strahl, der so auf dem Aufzeichnungsträger 10 wirksam wird, enthält mithin zwei Strahlanteile, einen, der von der zweiten Lichtquelle 26 herrührt, und einen, der von der Lichtquelle 111 herrührt. Vor dem Daten-Detektor 18 ist ein als halbdurchlässiger Spiegel ausgebildeter Separator 29 angeordnet, mit dem der Ser%Ostrahl 27 wieder ausge-Spiegelt wird, so daß er für sich getrennt in den Servodetektor 30 gelangt. In dem Servodetektor 3(V as wird ein Signal nach Maßgabe der Intensität des einfallenden Servostrahls 27 erzeugt, das über die Leitung 31 an den Servogenerator 32 gelangt. Dieser Servogenerator 32 erzeugt ein elektrisches Nachsteuersignal, abhängig davon, ob das auf der Leitung31 eingespeiste Signal größer oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
Es sei angenommen, daß der Abtaststrahl 12 als Schreib- bzw. Lesestrahl entlang einer Zeile gemäß dem Pfeil 34 in Fig. 3 geführt werden soll, und zwar so, daß ungefähr die Hälfte des Strahlflecks auf die Streifen 24 des Materials A fällt und die andere Hälfte auf den zwischen zwei Streifen des Materials A liegenden Zwischenstreifen 25 des Materials S fällt. Wenn nun der Abtaststrahl von der Zeile abweicht nach oben, also mehr in das Material A hinein, dann sinkt die Intensität des Servostrahls 27, der ill deft Sefvo-Detektof 30 eingespiegelt Wird,- wei! das Material A die" größere Wellenlänge stärker absorbierte Umgekehrt nimmt die intensität des in döli Servodetekföf 30 diifalienden Sefvöstfälils 27 ab, wen η der Stfahifleck nach unten ausweicht} also itiit weniger als clef 1-iälfte seiner Fläche auf den" Streifen 24 aus Mafefiai A fällt; AUf diese interiskätsändefiingen spfiiähf der Sefvbgeiieratof 32 an, rföf nun ein NachsfeÜ's'ighal eines solchen Vorzeichens erzeugt, daß der nach oben oder unlen abweichende Strahlneck wieder genau mittig auf die Zeile gemäß Pfeil 34 geführt wird.
Man kann in Abänderung des dargestellten Ausfiihrungsbeispiels gemäß F i g. 3 die Streifen aus Material A auch nit einer Wellenlinie begrenzen, so daß in den Servo-Detektor 30 ein moduliertes Signal nach Maßgabe dieser Wellenlinie eingespeist wird. Zieht mannun zur Führung des Strahlflecks zwei der Streifen 24 heran mit unterschiedlich gewellten Kanten, dann hat man auf diese Weise zwei verschiedene Frequenzen, die dem in den Servo-Detektor 30 eingespeisten Servostrahl 27 aufmoduliert sind und deren Anteile ein Maß für die Lage des Strahlflecks sind. Aus den Anteilen der beiden aufmodulierten Frequenzen läßt sich dann entsprechend ein Nachsteuersignal ableiten. Man kann natürlich auch andere Eigenschaften des Materials A heranziehen, um die Nachsteuerung durchzuführen, z. B. statt einer besonderen Absorption eine besondere Drehung der Polarisationsebene, also eine andere Drehung der Polarisationsebene als die durch das Material B hervorgerufene.
Das Material A kann unmittelbar auf das Material B aufgeschichtet sein, wobei dann das Material B als LTnterlage für das Material A dient. Die Spur bzw. die Streifen aus Material A können auch auf fotografischem Wege od. dgl. auf das Material B aufgetragen werden. In allen genannten Fällen ist es möglich, einen Strahlanteil zur Erzeugung des Nachsteuersignals zu verwenden, ohne daß dadurch der die Daten tatsächlich abtastende Strahl in seiner Funktion gestört oder beeinflußt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
JZ5"

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Nachsteuern, eines zeilengerasterten Abtaststrahls, der auf einen mit einer Zellenstruktur versehenen Träger gerichtet ist, Jessen aufeinanderfolgende Zeilen zwischen zwei verschiedenen optischen Eigenschaften wechseln,
so daß nur die auf Zeilen erster Art fallenden Anteile des Abtaststrahls in einen darauf gerichteten Servo-Detektor fallen und dort ein Nachsteuersignal bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilen erster Art in einem ersten Wellenlängenbereich des Abtaststrahls absorbieren und die Zeilen zweiter Art in einem zweiten, davon verschiedenen Wellenlängenbereich des Abtaststrahls absorbieren und mit optisch abtastbaren Daten beschriftet sind und daß ein auf die beiden Wellenlängenbereiche abgestimmter Separator (29) dem als Aufzeichnungsträger (10) ausgebildeten Träger nachgcschaltet ist. der jeweils separat die auf die Zeilen erster Art gefallenen Anteile des Abtaststrahls in den Servo-Deteklor (30) und die auf die Zeilen zweiter Art gefallenen Anteile des Abtaststrahls in einen Datendetektor (18) ablenkt.
2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Servo-Detektor (30) auf eine Intensitr' des separierten ausfallenden Servostralils (27) eingerichtet ist. die einer Bedeckung der Zeilen zweiter Alt durch den halben Abtastfleck entspricht und auf diese halbe Bedeckung Jen Ablenker (15) nachsteuert.
3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilen erster Art aus magnetooptisch aktivem Material bestehen, das durch magnetische Ausrichtung diskreter Bezirke (22) beschriftbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger (10) im VVirkbcreich einer Magnetspule (17) angeordnet ist derart, daß er bei erregter Magnetspule von einem magnetischen Feld parallel zu seiner Oberflächennormalen durchsetzt wird, dessen Feldstärke bei normaler Betriebstemperatur gerade unzureichend ist. um magnetische Neuausrichtung hervorzurufen, jedoch in Verbindung mit dem Abtaststrahl dazu ausreichend ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- So zeichnet, daß eine Lichtquelle (11) für den DatenstraVilanteil und eine /weite Lichtquelle (26) für den Servostrahlanteil vorgesehen sind, deren Strahlen auf einen gemeinsamen halbdurchlässigen Spiegel (28) gerichtet sind und dort zu einem ccmeinsamen Strahl vereinigt werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (ti) für den Patenstrahlantcil und dem halbdiirchfässigeti Spiegel (28) ein von den zu registrierenden Daten beaufschlagter, auf den Datenstrahlanteil einwirkender Modulator (14) wirksam ist.
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