DE2203840A1

DE2203840A1 - Vorrichtung zur durchfuehrung eines verfahrens zur aufzeichnung analoger und digitaler daten

Info

Publication number: DE2203840A1
Application number: DE19722203840
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Dr Uhl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-05-06
Filing date: 1972-01-27
Publication date: 1973-08-02
Also published as: DE2203840C2

Description

Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Aufzeichnung analoger und digitaler Daten Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Aufzeichnung analoger und digitaler Daten auf einem oder mehreren lechtempSin~ichen Bändern, bestehend aus einer mit dem aufzuzeichnendon Signal beaufschlagten Fctqelle und liner mit einer Vielzahl von Umlenkflächen und/oder fokussierenden Elementen versehenen rotierenden Scheibe.
Im Hauptpatent . ... ... (Patentanmeldung P 20 22 265.5) wird ein Verfahren zur Aufzeichnung analoger und digitaler Daten auf einem lichtctnpfindlichen Band beschrieben, wobei von einer mit dem aufzuzeichnenden Signal beaufschlagten Lichtquelle ein Lichtstrahl über eine Linse punktförmig auf das lichtempfindliche Band fokussiert wird. Dabei ist die Linse auf einer rotierenden Scheibe angebracht, die außerdem zur Zuführung des modulierten Lichtstrahls zu dieser Linse entweder Umlenkspiegel oder ein Mebrfachumlenkprisma trägt.
Da die Scheibe ein mit hoher Präzision sich sehr schnell drehender Körper ist, wirken sich die auf der Scheibe aufgebrachten optischen Aufbauten, wie Spiegel und Prismen, aerodynamisch ungünstig aus. Bestehen die einzelnen Bauteile zudem noch aus verschiedenen Materialien, so treten bei Temperaturschwankungen durch die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten Spannungen auf. Selbst bei dynamsichem Auswuchten bei der Nenndrehzahl der Scheibe müssen nach dem Anlaufen bis zum Erreichen der Nenndrehzahl noch kritische Bereiche durchfahren werden. Besonders störend wirkt sich dabei noch aus, daß die Verbincltlngsstellerl der einzelnen Bauteile auf Scherung beansprucht werden und besonders Klebestellen für diese Art der Beanspruchung sehr empfindlich sind. Des weiteren sind nach dem Aufbringen der einzelnen Bauteile auf die Scheibe noch umfangreiche Justierarbeiten erforderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Aufzeichnung analoger und digitaler Daten auf einem lichtempfindlichen Band anzugeben, bestehend aus einer mit dem aufzuzeichnenden Signal beaufschlagten Lichtquelle und einer mit einer Vielzahl von Umlenkflächen und/oder fokussierenden Elemente#n versehenen rotierenden Scheibe mit der die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die rotierende Scheibe aus transparentem Material besteht, in das die Umlenkflächen derart eingelassen sind, daß das Licht innerhalb der rotierenden Scheibe verläuft und auf eines oder mehrere lichtempfindliche Bänder gelenkt wird.
Da die rotierende Scheibe keine überstehenden Teile und nur gerade Abschlußflächen aufweist, wird nicht nur das aerodynamische Verhalten erheblich verbessert, sondern es wird auch vermieden, daß sich bei hoher Rotationsgeschwindigkeit Einzelteile von der Scheibe lösen. Da weiterhin auch bei Verwendung mehrerer Bauteile jedes Bauteil aus dem gleichen Material besteht und somit sämtliche Bauteile die gleichen mechanischen Konstanten aufweisen, treten kaum noch Verspannungen auf. Durch die Verwendung transparenter Bauteile sind Störungen durch äußere Einflüsse, beispielsweise durch Staubpartikel, auf die Strahlen praktisch ausgeschlossen.
Kapazität und Wirkungsgrad der vorgeschlagenen Vorrichtung können erheblich gesteigert werden, wenn mehrere Bänder gleichzeitig mit derselben Information beschrieben werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß größere Informationsmenge, die die Kapazität eines Bandes überschreiten, nach Ablauf des einen Bandes durch Umschalten auf das nächste Band ohne Unterbrechung weiter aufgezeichnet werden können. Auch beim Auslesen von gespeicherten Informationen erweist es sich als besonders günstig, wenn mehrere Bänder gleicher oder verschiedener Information gleichzeitig ausgelesen werden können.
Vorzugsweise ist der Scheibenumfang Teil eines Kegels, wobei der Rand der Scheide an den Lichtaustrittsstellen facettenförmige plane Umlenkflächen aufweist, die entweder mit einer reflektierenden Schicht oder mit Hologrammen versehen sind.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Scheibe einezentrische Bohrung aufweist, in der ein Mehrfachumlenkprisma aus gleichem Material angeorndet ist.
Ist die rotierende Scheibe von einer Vielzahl von lichtempfindlichen Bändern umgeben, so rotiert vorzi .weibS die Scheibe in einer Ebene senkrecht zur Bandvorschubrichtung.
Für den Fall, daß nicht alle lichtempfindlichen Bänder gleichzeitig beschrieben oder ausgelesen werden sollen, wird vorzugsweise zwischen den einzelnen lichtempfindlichen andern und der rotierenden Scheibe jeweils ein Verschluß angeordnet.
Dabei können entweder sämtliche lichtempfindlichen Bänder in einer auswechselbaren Kassette angeorndet sein, oder aber jedes lichtempfindliche Band in einer eigenen auswechselbaren Kassette angeordnet sein. Vor allem im letzteren Fall kaml die Vorrichtung durchgehend genutzt werden, denn das Auswechseln eines Bandes kann erfolgen, während die Vorrichtung auf einem anderen Band arbeitet. Ein weiterer Vorteil besteht in diesem Fall darin, daß beim Umschalten zwischen zwei Bändern keine Wartezeiten entstehen.
Die zur Fokussierung des Lichtstrahles verwendeten Hologramme sind vorzugsweise Aufzeichnungen von Fresnel-Zonenlinsen mit einem oder mehreren Brennpunkten. Die Redundanz läßt sich dabei bedeutend erhöhen, wenn entweder auf demselben Band gleichzeitig mehrere Spuren gleicher Information geschrieben werden, oder aber auf verschiedenen Bändern jeweils eine Spur gleicher Information aufgezeichnet wird.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht der bisher benutzten rotierenden Scheibe, die Figuren 2 und 3 zwei AusführungsbeispiGe der erfindungsgemäßen rotierenden Scheibe und Figur 4 eine Vorrichtung zur Mehrfachaufzeichnung.
Wie in Figur 1 dargetllt, ist 10 eine mit hoher Präzision schnell rotierende Scheibe, die zur Lichtablenkung dient.
Synchron dazu, aber mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit bewegt sich das Aufzeichnungsmaterial 8, beispielsweise ein lichtempfindliches Band. Ein axial serkrecht auf das Zentrum der Scheibe einfallender Lichtstrahl, beispielsweise ein Laserstrahl, der vorher mit der zu schreibenden Information moduliert und aufgeweitet wurde, wird dort in mehrere Strahlen aufgeteilt und in radialer Richtung umgelenkt. Zur Umlenkung und Aufteilung in Teilstrahlen dient ein verspiegelter Pyratnidenkörper 7, dessen Flächen unter 45° gegen die Achse geneigt sind oder ein entsprechender Prisinenkörper. Die jetzt radial verlaufenden Teilstrahlen enthalten alle die gleiche Information, so daß es genügt, jeweils einen dieser Strahlen zur Informationsaufzeichnung zu verwenden. Am Umfang der Scheibe findet eine erneute Umlenkung durch aufgesetzte Prismen oder Spiegel 1, 2, 3 ... statt, so daß die Teilstrahlen nun achsenparallel durch die Scheibe treten können. Jeder Teil strahl kann nun durch ein weiteres optisches Element gebündelt werden, so daß auf dem im Brennpunkt dieses Elementes parallel zur Scheibe liegenden lichtempfindlichen Band die Information bitweise aufgezeichnet wird.
Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen rotierenden Scheibe 10. Eine Verminderung der rotierenden Masse wird hierbei dadurch erreicht, daß die gesamte Scheibe 10 aus transparentem Material besteht, beispielsweise aus Glas.
Das auf der Drehachse 11 angebrachte Umlenkprisma 7 besteht aus derselben Sorte Glas und befindet sich in einer geeigneten axialen Bohrung der Scheibe 10. Der Scheibenumfang 13 ist in diesem Fall kegelförmig geschnitten und an den Lichtaustrittsstellen verspiegelt, so daß der einfallende, mit der Information modulierte Lichtstrahl 12 die rotierende Scheibe achsenparallel verläßt und auf einem oder mehreren lichtempfindlichen Bändern 8, 9 aufgezeichnet wird. Durch die ebenen durchgehenden Abschlußflächen der rotierenden Scheibe 10 wird das aerodynamische Verhalten positiv beeinflußt. Die meohanischen Spannungen werden durch die Verwendung von nur einer Sorte Glas auf einem Minimum gehalten.
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen rotierenden Scheibe 10. In diesem Fall verläßt der Lichtstrahl 12 nach Umlenkung durch das Umlenkprisma 7 die rotierende Scheibe 10 in radialer Richtung. An den Lichtaustrittsstellen ist der Scheibenrand in diesem Fall plangeschliffen und dient als Träger für einzelne Hologramme 14.
Zur Erhöhung der Redundanz kann dabei das zur-Strählenfokussierung verwendete Hologramm 14 so hergestellt werden, daß jede Information doppelt geschrieben wird, d.h., daß zwei Brennpunkte auf dem lichtempfindlichen Band 8 vorhanden sind. Der Bandvorschub muß dabei so eingestellt werden, daß jeweils einer Zeile des ersten Brennpunktes eine Zeile des zweiten Brennpunktes folgt, so daß sich die von den beiden Brennpunkten geschriebenen Informationszeilen nicht überlagern.
Für das Auslesen kann eine logische ODER-Schaltung vorgesehen werden, so daß es genügt, wenn eine der beiden dieselbe Information enthaltende Zeile sicher erkannt wird.
Das Hologramm 14 ist beispielsweise eine holografisch hergestellte Fresnel-Zonenlinse in einer Fotolack- oder Gelatine schicht. Der Abstand zweier benachbarter Hologramme wird durch die nutzbare Breite des Aufzeichnungsmaterials festgelegt.
Um ein kontinuierliches Schreiben und Lesen zu ermöglichen, muß der Abstand einige Bit kleiner sein, als die nutzbare Breite des Aufzeichnungsmaterials, so daß, wenn ein Teilstrahl am Rand des Bandes Informationen einsehreibt, der benachbarte Teilstrahl am anderen Bandrand in der nächsten Zeile beginnt.
Dadurch geht zwischen zwei Zeilen keine Information verloren.
Eine Anordnung zur Mehrfachaufzeichnung ist in Figur 4 dargestellt. Bei radialem Lichtaustritt aus der rotierenden Scheibe 10 ist hier wie auch in Figur 3 erforderlich, daß die lichtempfindlichen Bänder 8, 9 auf einem zur Scheibe 10 konzentrischen Zylinder geführt werden, Bei gleicher Filmbreite und gleicher Anzahl der Teil strahlen kann der Durchmesser der Scheibe 10 und damit die rotierende Masse, ebenso wie in dem Beispiel nach der Figur 3, herabgesetzt werden, da das Maß der -Brennweite der Hologramme sich infolge der radialen Ausstrahlung wie eine entsprechende Vergrößerung des Scheibenradius auswirkt. Bei n Teilstrahlen können bei optimaler Nutzung n-1 Bänder verwendet werden. Dadurch ist gewährleistet, daß beim Überwechseln der Teilstrahlen zwischen zwei Bändern keine Information verloren geht. Werden mehrere Bänder gleicher Information benötigt, so können sämtliche n-1 Bänder simultan mit derselben Information beschrieben werden.
Soll Jedoch lediglich ein Band beschrieben werden, so können die restlichen n-2 Bänder beispielsweise durch einen mechanischen Verschluß oder einer Flüssigkristallschicht bei angelegter Spannung außer Funktion gesetzt werden. Dieser nicht dargestellte Verschluß ist dabei zwischen den lichtempfindlichen Bändern und dem Umfang der Scheibe 10 angeordnet.
Die lichtempfindlichen Bänder 8, 9 können mit der zylinderischen Bandführung 21 und den einzelnen Umlenkspulen (beispielsweise 20) eine einzige bauliche Einheit bilden, so daß sämtliche lichtempfindlichen Bänder gleichzeitig mit der Kassette ausgewechselt werden können. Ebenso gut kann aber auch jedes Band mit seiner Umlenkspule und seiner Filmführung eine bauliche Einheit bilden, so daß die Bänder einzeln ausgewechselt werden können.
10 Patentansprüche 4 Figuren

Claims

Patentansprüche c Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Aufzeichnung analoger und digitaler Daten auf einem lichtempfindlichen Band, bestehend aus einer mit dem aufzuzeichnenden Signal beaufschlagten Lichtquelle und einer mit einer Vielzahl von Umlenkflächen und/oder fokussierenden Elementen versehenen rotierenden Scheibe nach Patent . ... ...... (Patentanmeldung P 20 22 265.5), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die rotierende Scheibe aus transparentem Material besteht, in das die Umlenkflächen derart eingelassen sind, daß das Licht innerhalb der rotierenden Scheibe verläuft und an eines oder mehrere lichtempfindliche Bänder gelenkt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Scheibeiiumfang Teil eines Kegels ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Rand der Scheibe an den Lichtaustrittsstellen facettenförrnige plane Umlenkflächen aufweist, die mit einer re#lektierenden Schicht versehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n#-z e i c h n e t , daß der Rand der Scheibe an den Lichtaustrittsstellen facettenförmige plane Flächen ausweist, die mit Hologrammen versehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die zur Fokussierung des Lichtstrahls verwendeten Hologramme Aufzeichnungen von Fresnel-Zonenlinsen mit mehreren Brennpunkten sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Scheibe eine zentrische Bohrung aufweist, in der ein Mehrfaohumlenkprisma aus gleichem Material wie die rotierende Scheibe angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die rotierende Scheibe von einer Vielzahl von lichtempfindlichen Bändern derart umgeben ist, daß die Scheibe in einer Ebene senkrecht zur Bandvorschubrichtung rotiert.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen der rotierenden Scheibe und den einzelnen lichtempfindlichen Bändern jeweils ein Verschluß angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß sämtliche lichtempfindlichen Bänder in einer auswechselbaren Kassette angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß jedes lichtempfindliche Band in einer eigenen auswechselbaren Kassette angeordnet ist.