DE2033557B2 - System zur Speicherung und Wieder gäbe von Daten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Speicherung und Wiedergabe von Daten, die in einer als Datenträger dienenden dünnen Filmschicht aufgezeichnet sind und die mittels einer Lesestrahlung auf eine aus Fotozellen aufgebaute Detektorvorrichtung abgebildet werden, welche die Daten in elektrische Signale umwandelt.

Der ständig zunehmende Bedarf an leistungsfähigen Datenverarbeitungsanlagen hat speziell auf dem Gebiet der Datenspeicherung zu einer Reihe von Entwicklungen geführt, die auf eine Erhöhung der Speicherkapazität und eine Verkürzung der Zugriffszeit gerichtet sind. Hier treten in neuerer Zeit immer stärker die optischen Datenspeicher in den Vordergrund, welche die Verwendung von lichtempfindlichen Filmschichten, wie z. B. fotografischen oder fotochromen Schichten als Datenträger erlauben. Zum Auslesen werden die gespeicherten Daten oder Informationen mittels einer Lestrahlung auf eine Detektorvorrichtung oder eine Fotozelle hingelenkt und dort in elektrische Signale umgewandelt, welche dann einer Auswertung oder Wiedergabeeinrichtung zugeführt werden.

Mit Hilfe der obengenannten Speicherschichten ist eine außerordentlich hohe Informationsdichte erreichbar, welche hinsichtlich des Trägermaterials nur durch die Korngröße bzw. die Inhomogenitäten des lichtempfindlichen Materials begrenzt ist. Hohe Informationsdichten erfordern aber wiederum einen hohen Aufwand an Vorrichtungen zum Wiederauffinden und Auslesen der auf einem kleinen Flächenelement gespeicherten Information. Zudem wird zur Aufzeichnung der Daten üblicherweise ein Laser verwendet, weshalb auch zum Auslesen eine solche Lichtquelle benutzt wird, da hierdurch ein Brennpunktdurchmesser auf der Speicherschicht erzielt werden kann, der in beiden Fällen etwa die gleiche Größe hat.

Dieser Aufwand ist jedoch für eine ganze Reihe von Anwendungsgebieten schon viel zu hoch. Hinzu kommt, daß die Leseverrichtung im Laufe der Zeit einem Verschleiß unterliegt, da in solchen Vorrichtungen üblicherweise sehr schnell bewegte, mechanische Teile wie z. B. Drehspiegel zum Auslenken des Lesestrahles enthalten sind. Das kann bei geringen Fehlauslenkungen schon zur Folge haben, daß die gesuchte Information vom Lesestrahl überhaupt nicht mehr getroffen wird. Eine dann erforderliche Justierung der mechanischen Teile ist nachträglich jedoch meistens schwierig und zeitraubend.

Es ist auch bekannt (DE-AS 11 60 676), zum Ausgleich von Seitenversetzungen eines abzutastenden Zeichens gegenüber der Abtastvorrichtung während des Abtastens die Lage des Zeichens von der eigentlichen Zeichenabtastung festzustellen, ein vom Ergebnis der Feststellung abhängiges Signal zu erzeugen und mit diesem Signal diejenige von mehreren Abtasteinrichtungen auszuwählen, die mit dem abzutastenden Zeichen fluchtet. Dabei muß also die Lage der auszulesenden Zeichen zunächst durch Vorabtasten der' Fotozellen festgestellt werden, bevor die Zeichen selbst durch weitere Abtastfotozellen ausgelesen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Speicherung und Wiedergabe zu schaffen, die das Wiederauffinden einer gesuchten Information auch bei hoher Informationsdichte ohne Schwierigkeiten ermöglicht, ohne daß dabei zusätzliche Abtastvorrichtungen zur Feststellung der Lage der Zeichen notwendig sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Lösung erfordert also für das Wiederauffinden der gesuchten Information, also die

optimale Abtastung, keine zusätzlichen Abtastelemente. Vielmehr wird für die Ermittlung der Lage der Zeichen und für die Signalerzeugung dieselbe Abtasteinrichtung verwendet. Die Ermittlung der Lage der Zeichen und die Auswahl der Spuren erfolgt lediglich durch einen Vergleich der Spannungspegel der Ausgangssignale einzelner Fotozellen der zur Signalerzeugung selbst dienenden Abtasteinrichtung. Durch diese Doppelausnutzung der Abtasteinrichtung wird der Aufwand gegenüber den bekannten Anordnungen verringert.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der F i g. 1 und 2 näher erläutert.

In Fig. 1 ist ein Strahlengang gezeichnet, der die Wirkungsweise des Systems beim Lesen einer gespeicherten Information veranschaulicht. Die Teile 1, 2 und 3 können als Lesevorrichtung bezeichnet werden, während die Teile 4,5 und 6 den Datenträger darstellen. Der gegenseitige Höhenabstand zwischen der Lesevorrichtung und dem plattenförmigen Datenspeicher kann durch Gleitkufen 8 aus abriebbeständigem Material oder durch Andruckrollen vorgegeben werden. Sind die Daten auf dem Plattenspeicher wie üblich in einer spiralförmigen Spur aufgezeichnet, so muß die Lesevorrichtung quer zur Bewegungsrichtung des von der Strahlung durchsetzten Teiles des Datenträgers mechanisch nachgeführt werden. In dem Beispiel muß also die Lesevorrichtung, wie durch die Pfeile angedeutet, in der Zeichenebene geführt werden, während sich der Datenträger senkrecht dazu, also senkrecht zur Zeichenebene weiterbewegt.

Der Datenträger ist zusammengesetzt aus der Filmschicht 5, welche die gespeicherten Daten enthält, und den lichtdurchlässigen Schichtträgern 4 und 6, die lediglich der Erhöhung der mechanischen Festigkeit dienen. Der Datenträger muß nicht unbedingt als Plattenspeicher wie in F i g. 1 ausgebildet sein, sondern kann auch ein Trommel- oder Bandspeicher sein, wobei je nach Speicherart die Daten in einer Einzelspur oder in mehreren nebeneinanderliegenden Spuren gespeichert werden. Beim Durchgang durch die in der Filmschicht enthaltene Aufzeichnung erfahren die von der Lichtquelle 1 kommenden Lesestrahlen eine der Dichte und/oder der Intensität der Aufzeichnung enthaltende Modulation.

Hier ist eine Reihe von Möglichkeiten denkbar, auf welche Weise eine solche Modulation erzeugt werden kann. Die Information kann durch eine Schwärzung oder Verfärbung in der Filmschicht gekennzeichnet sein, oder der Film kann gerade an dieser Stelle für einen mehr oder weniger großen Wellenlängenbereich lichtdurchlässig sein. Eine digitale Aufzeichnung erscheint auf der Filmschicht als eine Aufeinanderfolge von lichtabsorbierenden Punkten und lichtdurchlässigen Lücken, während bei einer analogen Aufzeichnung noch die gesamte Skala der Zwischenstufen zwischen völliger Absorption und völliger Lichtdurchlässigkeit hinzukommt. Neben dieser Amplitudenmodulation des Lichtes kann auch eine Phasenmodulation hervorgerufen werden. Schließlich ist auch eine Beeinflussung der Filmschicht in Betracht zu ziehen, die auf eine Änderung der Polarisation des Leselichtes hinzielt.

In dem hier betrachteten Beispiel wird zum Auslesen der Daten eine Lichtquelle verwendet, die auf der Filmschicht einen Brennpunkt erzeugt, der in Richtung der zeitlich aufeinanderfolgenden Daten, d. h. in Spurrichtung, äußerst eng begrenzt ist, quer zur Spurrichtung dagegen so ausgedehnt sein kann, daß er über mehrere Spuren hinwegreicht. Die dabei modulierte Lesestrahlung wird durch optische Mittel, bei Amplitudenmodulation des Leselichts also einfach durch Linsenanordnungen auf eine Anordnung von Fotozellen 7 oder auf die Enden einer Anordnung von Lichtleitfasern, die mit den Fotozellen verbunden sind, hingelenkt. In den Fotozellen, welche vorzugsweise als Fotodioden oder Avalanche-Fotodioden ausgebildet sind, werden die optischen Signale dann in entsprechende elektrische Signale umgewandelt.

In Fig. 2 ist eine Intensitätsverteilung / der modulierten Lesestrahlung wiedergegeben, wobei die ausgelesene Information als lichtdurchlässige Spur in der Filmschicht aufgezeichnet war.

Infolge der Ungenauigkeit der mechanischen Nachführung wird die ausgelesene Folge der Daten bzw. die Spur nicht immer auf eine ganz bestimmte Fotozelle abgebildet werden, sondern kann auch bisweilen auf eine der benachbarten Fotozellen auswandern. Die Fotozellen sind deshalb noch mit Auswahleinrichtungen verbunden, welche eine Auswahl der elektrischen Signale in der Weise vornehmen, daß zur Wiedergabe oder Auswertung nur die Signale derjenigen Zelle gelangen können, weiche am besten vom Lesestrahl getroffen wird. Die Auswahl kann so erfolgen, daß die Auswahleinrichtungen gerade nur die elektrischen Signale der Fotozelle zur Auswertung freigeben, die eine maximale oder minimale Ausgangsspannung abgibt, oder es wird diejenige Fotozelle ausgewählt, deren benachbarte Zellen die gleiche Ausgangsspannung liefern. Die Unterscheidung zwischen zwei Zellen gleicher Spannung ist der Willkür überlassen. Die elektrische Nachführung übernimmt also mit anderen Worten hauptsächlich die Korrektur der von der mechanischen Nachführung herrührenden Fehler. Die Kombination der beiden Nachführungen führt somit auf ein System, bei dem trotz seines unkomplizierten Aufbaus eine absolut genaue Spurverfolgung gewährleistet ist. Diese elektronische Regelung kann auch wiederum zur Steuerung der mechanischen Nachführung benutzt werden, was beispielsweise notwendig werden könnte, wenn die abgebildete Spur allzuweit auswandern sollte.
Sehr einfach gestaltet sich auch die Aufzeichnung der Daten auf der Filmschicht. Es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß die Lichtquelle 1 einen möglichst eng begrenzten Brennpunkt zumindest in Spurrichtung auf der Filmschicht erzeugt, und daß die Lichtenergie im Takte der einlaufenden Daten moduliert werden kann.

Die Lichtquelle kann beispielsweise ein Laser sein, dessen Strahlung etwa durch Kerrzellen moduliert wird. Es genügt aber auch eine schwächere Lichtquelle, da die Aufzeichnung der Daten mit einer geringeren Filmgeschwindigkeit erfolgen kann als die Wiedergabe, d. h.

die Bielichtungszeit entsprechend ausgedehnt werden kann. Die Belichtung wird man zweckmäßig vor dem Zusamimenfügen der beiden Schichtträger 4 und 6 vornehmen, jedoch ist auch eine Aufzeichnung durch die Trägerschicht hindurch möglich.

Als Filmschicht werden vorzugsweise fotografische Schichten, z. B. Silberhalogenidschichten oder fotochrome Schichten Verwendung finden. Weiter kommen thermoplastische oder Schichten, in die durch thermische Einwirkung, z. B. durch Laserstrahlen eine

μ Perforation eingebracht werden kann, in Frage. Schließlich ist auch an eine Aufzeichnung mit Hilfe von Vervielfältigungsverfahren zu denken, wobei die fotochemischen Verfahren wiederum im Vordergrund

stehen (ζ. B. Kontaktkopie). Aber auch die Vervielfältigung mittels eines Auftragverfahrens, vorzugsweise Druckverfahrens oder mittels eines Abtragverfahrens, vorzugsweise Ätzverfahrens, ist mit bekannten Methoden leicht durchführbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 Patentansprüche:

1. Anordnung zur Speicherung und Wiedergabe von Daten, die in einer als Datenträger dienenden dünnen Filmschicht aufgezeichnet sind und die mittels einer Lesestrahlung auf eine aus Fotozellen aufgebauten Detektorvorrichtung abgebildet werden, welche die Daten in elektrische Signale umwandelt, wobei die Filmschicht mindestens an den Aiifzeichnungsstellen der Daten lichtmodulierende Eigenschaften aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Fotozellen (7) Auswahleinrichtungen zuführbar sind, welche eine Auswahl der elektrischen Signale in der Weise vornehmen, daß zur Wiedergabe oder Auswertung ^|5 nur die Signale derjenigen Fotozelle (7) gelangen, welche am besten.von dem die Aufzcichnungsspur abbildenden Lesestrahl getroffen wird, und daß zu diesem Zweck nur die elektrischen Signale derjenigen Fotozelle (7) der Auswertung zugeführt werden, die eine minimale oder maximale Ausgangsspannung (F i g. 2) abgibt und/oder deren benachbarte Zellen gleiche Ausgangsspannungen liefern.

2. Anordnung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Filmschicht (5) auf wenigstens einer Schichtseite mit einem lichtdurchlässigen Schichtträger (4,6) verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmschicht (5) auf einen platten-, trommel- oder bandförmigen Schichtträger (4, 6) aufgebracht ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abbildung der· aufgezeichneten Daten auf die Fotozellen (7) eine aus einer Lichtquelle (1) und einer Linsenanordnung (2, 3) bestehende Lesevorrichtung vorgesehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Filmschicht (5) und den Fotozellen (7) Lichtleitfasern für den Transport der Lesestrahlen vorgesehen sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Andruckrollen oder Gleitkufen (8) zur Festlegung des gegenseitigen Höhenabstandes zwischen Datenträger (4—6) und Lesevorrichtung (1 —3) vorgesehen sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4—6. dadurch gekennzeichnet, daß für die Lese- und Detektorvorrichtung (1—3, 7) eine mechanische Nachführung vorgesehen ist, die eine Nachführung quer zur Bewegung des von der Lesestrahlung durchsetzten Teiles des Datenträgers (4—6) vornimmt.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotozellen Fotodioden, vorzugsweise Avalanche-Fotodioden sind.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 7—8, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Nachführung der Lese- und Detektorvorrichtung (1—3,7) durch die Regeleinrichtung gesteuert wird.

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