DE2048450A1

DE2048450A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Funk tionsprufung

Info

Publication number: DE2048450A1
Application number: DE19702048450
Authority: DE
Inventors: David Ching Pleasant Valley NY Chang (V St A )
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1969-11-05
Filing date: 1970-10-02
Publication date: 1971-05-13
Also published as: JPS5036943B1; US3611405A; FR2071744A5; CA942888A; DE2048450C2; GB1305959A

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH

Böblingen, den 23. September 1970 pr-rz

Anmelderin: International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: Docket PO 969 045

Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsprüfung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Funktionsprüfung einer Steuer- * bare Lichtschaltelemente, wie Liehtablenker, Lichtmodulatoren, Lichtverschlüsse oder dgl. enthaltenden optischen Anordnung, vorzugsweise eines Kanals eines optischen Systems zur Aufzeichnung von Informationen.

Bei Anordnungen zur optischen Aufzeichnung von Informationen, beispielsweise bei durch Computer gesteuerten Liehtablenkern zur Einschreibung von optischen Speichern ist eine ständige Prüfung der richtigen Funktion dieser Anordnungen von größter Wichtigkeit. Obwohl bei den meisten für das Einschreiben von optischen Speichern in Frage kommenden Liehtablenkern Störungen praktisch ausgeschlossen sind, können Störungen durch die zur ä Steuerung dieser Anordnungen erforderlichen elektronischen Schaltungen auftreten. Trotz genauester ständiger Überprüfung der richtigen Funktion dieser elektronischen Schaltkreise können sich Fehler, beispielsweise bei der übertragung der elektrischen Steuerimpulse zu den zu steuernden elektrooptischen Elementen einschleichen, die erst bei einer Überprüfung der bereite gespeicherten Informationen festgestellt werden können.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, die Funktionsprüfung am Ausgang der beispielsweise als Liehtablenker und

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Modulatoren ausgebildeten Lichtschaltelemente vorzunehmen, so daß sowohl Fehler in den elektronischen Schalt- und Steuerkreisen als auch in den an sich sehr sicheren elektrooptischen Elementen selbst festgestellt werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Funktionsprüfung einer steuerbare Lichtschaltelemente, wie Lichtablenker, Lichtmodulatoren, Lichtverschlüsse oder dgl. enthaltenden optischen Anordnung, vorzugsweise eines Kanals eines optischen Systems zur Aufzeichnung von Informationen gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das die Lichtschaltelemente verlassende Licht bei bestimmten Schaltzuständen W der Lichtschaltelemente zu Prüfeinrichtungen abgelenkt wird, die bei Vorliegen oder Fehlen von Strahlung oder bei Abweichungen von einer bestimmten Strahlungsintensität ein Fehleranzeigesignal bzw. eine die erkannte Fehlfunktion beseitigende Steuergröße erzeugen.

Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch Mittel, die bei bestimmten Schaltzuständen der Lichtschaltelemente das Licht von den nachgeschalteten Auswertelementen wenigstens teilweise ablenken und besonderen, vorzugsweise aus Lichtdetektoren, Verstärkern und Schwellwertschaltungen bestehenden ^ Prüfelementen zuleiten.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ablenkung des die Lichtschaltelemente verlassenden Lichtes aus Elementen zur steuerbaren Drehung der Polarisationsrichtung um 90° und aus nachgeschalteten doppelbrechenden Elementen oder polarisationsabhängigen Strahlenteilern bestehen, die das Licht in Abhängigkeit von der Lage seiner Polarisationsebene entweder in Richtung der Auswertelemente oder der Prüfelemente weiterleiten.

Eine andere besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungs-' gedankens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ablenkung

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des die Lichtschaltelemente verlassenden Lichtes aus Strahlenteilern und in Portpflanzungsrichtung des Lichtes hinter diesen liegenden Verschlüssen bestehen, die den in Richtung der Auswertelemente durchgelassenen Lichtanteil unterbrechen.

Eine andere besonders vorteilhafte Ausbildungsform des Erfindungsgedankens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung zwei Detektoren enthält, die in bezug auf den Lichtablenker so angeordnet sind, daß der den Lichtablenker verlassende Strahl im Erregungszustand aller Ablenkstufen den einen und im aberregten Zustand aller Ablenkstufen den anderen Detektor beaufschlagt und daß die den Detektoren nachgeschalteten Verstärker so eingestellt sind, daß an ihren Ausgängen im erregten Zustand aller ' Ablenkstufen, im aberregten Zustand aller Ablenkstufen und im teilweise erregten Zustand der Ablenkstufen des vorgeschalteten Lichtablenkers jeweils unterschiedliche Signalkombinationen auftreten.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann die Funktion von Lichtablenkern, wie sie beispielsweise in der englischen Patentschrift 976 610 beschrieben wird, überwacht werden. Diese überwachung ist insbesondere dann von großer Bedeutung, wenn derartige Lichtablenker zum Einschreiben von punktförmigen Informationen in optische Speicher verwendet werden. In diesem Fall erfolgt die überprüfung vorzugsweise in den Aufzeichnungs- bzw. Lesepausen. |

Die Erfindung wird anschließend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Funktionsprüfung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform des Erfindungsgedankens,

Fig. 3 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Funktionsprüfung gemäß der Erfindung mit der festge-

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- 4 stellte Fehler eingegrenzt werden können.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausftihrungsbeispiel enthält der optische Kanal des Aufzeichnungssystems eine vorzugsweise als Laser ausgebildete Lichtquelle 10, einen Modulator 13, einen Lichtablenker 16 und einen Aufzeichnungsträger 18.

Vom Laser 10 geht ein Lichtstrahl 11 aus, dessen Polarisationsebene durch eine λ/2-Platte 12 in die gewünschte Richtung gebracht wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die Polarisationsebene des Strahles 11 wahlweise vertikal oder horizontal eingestellt werden kann. Nach dem Durchtritt durch die λ/2-Platte 12 durchsetzt der Strahl 11 einen Modulator 13, der beispielsweise als elektrooptisches Element ausgebildet sein kann, das durch eine besondere Modulator-Steuerschaltung 14 betätigt wird. Das Element 13 kann beispielsweise aus einem geeigneten, im folgenden noch näher zu beschreibenden elektrooptischen Kristall bestehen, der an gegenüberliegenden Flächen mit durchsichtigen Elektroden versehen ist. Die Anordnung wird so getroffen, daß entweder das Licht vollständig unterbrochen oder ein Strahl 15 einer bestimmten Lichtintensität durchgelassen wird, die durch die Modulatorsteuerung 14 festgelegt ist. Derartige Lichtmodulatoren sind an sich bekannt, so daß eine nähere Beschreibung überflüssig ist. Der Strahl 15 durchsetzt einen Lichtablenker 16, der durch eine Ablenker-Steuerschaltung 17 betätigt wird. Mit Hilfe dieser an sich bekannten Anordnung wird es möglich, den Strahl 15 auf jeden gewünschten Punkt des Aufzeichnungsträgers 18 zu richten, der beispielsweise aus einem mit einer photographischen Emulsion überzogenen Film besteht, der mit Hilfe der Rollen 19 und 20 schrittweise transportiert werden kann. Der Lichtablenker 16 ist beispielsweise ähnlich wie der in der englischen Patentschritt 976 610 beschriebene Lichtablenker ausgebildet und besteht aus mehreren hintereinander angeordneten Ablenkstufen. Jede Stufe besteht aus einem sogenannten Rotator, das ist ein elektrooptisches Element zur steuerbaren Drehung der Polarisationsebene um jeweils 90 , und einem nachgeschalteten lichtablenkenden Element, das bei-Docket PO 969 045

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spielsweise aus einem doppelbrechenden Kristall oder einem polarisationsabhängigen Strahlenteiler bestehen kann und einen Lichtstrahl in Abhängigkeit von der Lage seiner Polarisationsebene entweder ohne Richtungsänderung durchläßt oder um einen für jede Ablenkstufe charakteristischen Betrag seitlich versetzt weiterleitet. Die Rotatoren können beispielsweise aus Natriumdihydrogenphosphat(KDP)-Kristallen bestehen, die an gegenüberliegenden Flächen mit durchsichtigen Elektroden versehen sind. Die doppelbrechenden Kristalle können beispielsweise aus Kalkspat bestehen. Wird an die durchsichtigen Elektroden eines oder einer bestimmten Kombination von elektrooptischen Elementen die sogenannte λ/2-Spannung gelegt, so wird die Polarisationsebene des dieses EIe- j ment durchsetzenden Strahles in an sich bekannter Weise um 90 gedreht und der Strahl durchsetzt den nachfolgenden doppelbrechenden Kristall in einer vorgegebenen Richtung, beispielsweise als außerordentlicher Strahl. Liegt an den durchsichtigen Elektroden eines elektrooptischen Elementes jedoch keine Spannung, so erfährt die Polarisationsebene des das Element durchsetzenden Strahles keine Drehung und der Strahl durchsetzt den darauffolgenden doppelbrechenden Kristall jeweils in der anderen der beiden möglichen Richtungen, im vorliegenden Falle also als ordentlicher Strahl. Selbstverständlich können anstatt doppelbrechender Kristalle auch polarisationsabhängige Strahlenteiler verwendet werden, die ein linear polarisierter Strahl in Abhängigkeit von der Lage seiner Polarisationsebene entweder " unabgelenkt oder abgelenkt durchsetzt.

Während der Aufzeichnung richtet der Lichtablenker 16 den Lichtstrahl auf eine bestimmte Stelle des Aufzeichnungsträgers 18, sofern die von der gestrichelten Linie eingeschlossene Prüfvorrichtung 22 im unerregten Zustand ist. In diesem Zustand wird der die Elemente 23 und 25 dieser Vorrichtung durchsetzende Strahl 15 nicht beeinflußt und fällt auf die durch den Lichtablenker 16 definierte Stelle des Aufzeichnungsträgers 18. Soll jedoch eine Funktionsprüfung vorgenommen werden, was am besten während des Transportes des Aufzeichnungsträgers 18, also außer-

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halb der Aufzeichnungszeiten erfolgt, so wird die Prüfanordnung 22 erregt. Diese Anordnung besteht aus einem elektrooptischen Element 23, das ähnlich wie die die Drehung der Polarisationsebene bewirkenden steuerbaren elektrooptischen Elemente des Lichtablenkers ausgebildet ist und aus einem geeigneten elektrooptischen Kristall mit zwei durchsichtigen Elektroden besteht. Diese Elektroden sind mit einer Prüf-Steuerschaltung 24 verbunden. Hinter dem elektrooptischen Element 23 liegt in Strahlrichtung gesehen ein doppelbrechendes Element 25, das beispielsweise aus einem Mehrschichtpolarisator oder aus einem Kalkspatkristall bestehen kann. Zur Durchführung der Funktionsprüfung wird die in Fig. 1 dargestellte Anordnung in einen

" sogenannten "alle 1-Zustand" überführt; dabei werden alle Kreise der Modulationssteuerschaltung 14, der Ablenker-Steuerschaltung 17 und der Prüf-Steuerschaltung 24 erregt. In diesem Zustand wird die Polarisationsebene des am Ausgang des Lichtablenkers 16 auftretenden Strahls durch das elektrooptische Element 23 so gedreht, daß der Strahl am Element 25 als Strahl 26 nach oben abgelenkt wird, so daß er den Kanal des eigentlichen optischen Systems verläßt und zu einem Lichtdetektor 27 gelangt. Das Element 25 ist so ausgebildet, daß in diesem Schaltzustand der Prüfanordnung 22 keinerlei Licht zum Aufzeichnungsträger 18 gelangen kann. Der Ausgang des den Strahl 26 überwachenden Detektors 27 ist mit einem Verstärker 28 verbunden, der so ausgebildet

^ ist, daß er nur bei Vorliegen einer bestimmten Lichtintensität anspricht. Liegt die Intensität des Strahles 26 unterhalb eines bestimmten Wertes, so erzeugt der Verstärker 28 an seinem Ausgang 29 ein Fehleranzeigesignal. Anstelle dieses Fehleranzeigesignals kann auch eine Regelgröße erzeugt werden, die zur Korrektur des festgestellten fehlerhaften Funktionierens der Vorrichtung dienen kann. Dieses ein fehlerhaftes Funktionieren der Gesamtvorrichtung anzeigende Signal oder diese das fehlerhafte Funktionieren der Vorrichtung beseitigende Regelgröße tritt somit vor dem Einschreiben von Information auf dem Aufzeichnungsträger 18 auf. Die Prüfvorrichtung zeigt zeitweise das Auftreten von Verlusten im Laser 10 oder ein fehlerhaftes Funktionieren des Modu-

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lators 13 oder der den Lichtablenker 16 steuernden Kreise an. Ist beispielsweise einer der den Lichtablenker 16 steuernden Kreise 17 schadhaft, so wird bei einer Prüfung, die auf der Annahme beruht, daß alle Kreise erregt sind, nur ein bestimmter Anteil Licht aus dem Kanal abgelenkt werden. Der Detektor 27 erzeugt in diesem Fall ein Ausgangssignal, das einer niedrigeren als normalerweise vorgesehenen Lichtintensität entspricht. Im Abfühlverstärker 28 wird dieses Signal mit einem bestimmten Sollwert verglichen. Es entsteht am Ausgang 29 ein Fehleranzeigesignal.

Das in Fig. 2 dargestellte andere Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus einem Lichtablenker 30, der über Leitungen mit einer Ablenker-Steuerschaltung verbunden ist. Der den Lichtablenker 30 verlassende Strahl 33 fällt normalerweise auf eine bestimmte Stelle eines Aufzeichnungsträgers 34. Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Prüfvorrichtung 22 ist ein Strahlenteiler 25 vorgesehen, hinter dem in Fortpflanzungsrichtung des Lichtes gesehen ein Verschluß 36 liegt.

Der Strahlenteiler 35 lenkt einen Teil des Strahles 33 als Strahl 37 aus dem optischen Kanal ab. Der Strahl 37 fällt auf einen Detektor 38, dessen Ausgang mit einem Verstärker 39 verbunden ist, in dem die Höhe des eine Funktion der Intensität des Strahles 37 darstellenden Signals mit einem Sollwert verglichen wird. Da \ nur ein Teil des Strahles 33 zum Detektor 38 gelangt, ist der Verstärker 39 auf ein niedrigeres Niveau eingestellt als der Verstärker 28 der in Fig. 1 dargestellten Anordnung. Wird dieses vorgegebene Niveau nicht durch den abgelenkten Strahl 37 erreicht, so entsteht am Ausgang 40 des Verstärkers 39 ein Fehleranzeigesignal. Der Verschluß 36, der die Weiterleitung des den Strahlenteiler 35 durchsetzenden Strahles vom Aufzeichnungsträger 34 verhindert, kann als mechanischer oder als elektrooptischer Verschluß, beispielsweise von der Art des in Fig. 1 dargestellten Modulators 13, ausgebildet sein.

Zur Eingrenzung des Fehlers bei Auftreten eines Fehleranzeige-Docket PO 969 045

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signals während einer "alle 1-Prüfung" wird der Modulator 13 und das elektrooptische Element 23 im erregten oder im "1"-Zustand gehalten. Gleichzeitig werden alle Kreise der Ablenker-Steuerschaltung 17 aberregt, so daß sie sich im "O"-Zustand befinden. In diesem Fall tritt, wenn die in Fig. 1 dargestellte Anordnung im Sinne der in Fig. 3 dargestellten Anordnung abgeändert wird, anstelle des entlang des Weges 41 verlaufenden Strahls ein entlang des Weges 42 verlaufender Strahl auf und wird am Element 25 als Strahl 43 einem zweiten Detektor 44 zugelenkt, dessen Ausgang mit einem Verstärker 45 verbunden ist. Liegt der Fehler bei einem der Kreise der Ablenker-Steuerschaltung, so wird vom Detektor 44 ein Signal zum Verstärker 45 übertragen, das ein Fehleranzeigesignal auf der Leitung 46 zur Folge hat. Dieses Signal zeigt an, daß das festgestellte fehlerhafte Funktionieren auf einen Fehler in den Kreisen der Ablenker-Steuerschaltung zurückzuführen ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und den erfindungsgemäßen Anordnungen ist es möglich, eine Funktionsprüfung eines elektronisch gesteuerten optischen Kanals mit Hilfe eines einziges Lichtdetektors und eines einzigen Verstärkers oder mit zwei derartiger Anordnungen vorzunehmen, während es bisher erforderlich war, eine ganze Matrix von Detektoren und Verstärkern vorzusehen. Die Erfindung kann nicht nur zur Funktionsprüfung von optischen Kanälen zum Einschreiben von Informationen in Speicher sondern unter anderem auch zur Funktionsprüfung von optischen Druckern verwendet werden, wie sie beispielsweise im US-Patent 26 170 beschrieben werden.

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Claims

- 9 PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Funktionsprüfung einer steuerbare Lichtschaltelemente, wie Lichtablenker, Lichtmodulatoren, Lichtverschlüsse oder dgl. enthaltenden optischen Anordnung, vorzugsweise eines Kanals eines optischen Systems zur Aufzeichnung von Informationen, dadurch gekennzeichnet, daß das die Lichtschaltelemente verlassende Licht bei bestimmten Schaltzuständen der Lichtschaltelemente zu Prüfeinrichtungen abgelenkt wird, die bei Vorliegen oder Fehlen von Strahlung oder bei Abweichungen von einer bestimmten Strahlungsintensität ein Fehleranzeigesignal bzw. eine die erkannte Fehlerfunktion beseitigende Steuergröße erzeugen. (
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch zur Funktionsprüfung einer steuerbare Lichtschaltelemente, wie Lichtablenker, Lichtmodulatoren, Lichtverschlüsse oder dgl. enthaltenden optischen Anordnung, vorzugsweise eines Kanals eines optischen Systems zur Aufzeichnung von Informationen, gekennzeichnet durch Mittel (22, 35 und 36), die bei bestimmten Schaltzuständen der Lichtschaltelemente das Licht von den nachgeschalteten Auswertelementen (18, 34) wenigstens teilweise ablenken und besonderen, vorzugsweise aus Lichtdetektoren (27, 38, 44), Verstärkern (28, 29, 45) und Schwellwertschaltungen bestehenden Prüfeinrichtungen ä zuleiten.
3. Vorrichtung zur Funktionsprüfung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (25, 35) zur Ablenkung des die Lichtschaltelemente (16, 30) verlassenden Lichtes aus Elementen (23) zur steuerbaren Drehung der Polarisationsebene um 90° und aus nachgeschalteten doppelbrechenden Elementen oder polarisationsabhängigen Strahlenteilern (25, 35) bestehen, die das Licht in Abhängigkeit von der Lage seiner Polarisationsebene entweder in Richtung

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der Auswertelemente (18, 34) oder der Prüfeinrichtungen (27, 28, 38, 39, 44, 45) weiterleiten.
4. Vorrichtung zur Funktionsprüfung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ablenkung des die Lichtschaltelemente (30) verlassenden Lichtes aus Strahlenteilern (35) und in Fortpflanzungsrichtung des Lichts gesehen hinter diesen liegenden Verschlüssen (36) bestehen, die den in Richtung der Auswertelemente durchgelassenen Strahlanteil steuerbar unterbrechen.
5. Vorrichtung zur Funktionsprüfung nach den Ansprüchen

1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung zwei Detektoren (27, 44) enthält, die in Bezug auf den Lichtablenker (16) so angeordnet sind, daß der den Lichtablenker verlassende Strahl im Erregungszustand aller Ablenkstufen den einen und im aberregten Zustand aller Ablenkstufen den anderen Detektor beaufschlagt und daß die den Detektoren nachgeschalteten Verstärker (28, 45) so eingestellt sind, daß an ihren Ausgängen (29, 46) im erregten Zustand aller Ablenkstufen, im aberregten Zustand aller Ablenkstufen und im teilweise erregten oder aberregten Zustand der Ablenkstufen des vorgeschalteten Lichtablenkers jeweils unterschiedliche Signalkombinationen auftreten.

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