DE2203840C2

DE2203840C2 - Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Aufzeichnung analoger und digitaler Daten

Info

Publication number: DE2203840C2
Application number: DE19722203840
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. Dr. 8021 Baierbrunn Uhl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-05-06
Filing date: 1972-01-27
Publication date: 1982-06-03
Also published as: DE2203840A1

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Aufzeichnung analoger und digitaler Daten nach de.m Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und damit nach Patent 20 22 265.

Bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent wird das Lichtbündel über eine auf uer rotierenden Scheibe aufgebrachten Linse auf das lichtempfindliche Band fokussiert und die Scheibe trägt außerdem zur Zuführung des modulierten Lichtbündels zu dieser Linse entweder Umlenkspiegel oder ein Mehrfachumlenkprisma.

Da die Scheibe ein mit hoher Präzision sich 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 dynamischem Auswuchten bei der Nenndrehzahl der Scheibe müßten nach dem Anlaufen bis zum Erreichen der Nenndrehzahl noch kritische Bereiche durchfahren werdea Besonders störend wirkt sich dabei noch aus, daß die Verbindungsstellen der einzelnen Bauteile auf Scherung beansprucht werden und besonders Klebstellen für diese Art Beanspruchung sehr empfindlich sind. Des weiteren sind nach dem Aufbringen der einzelnen Bauteile auf die Scheibe noch umfangreiche Justierarbeiten erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die auf der Scheibe aufgebrachten optischen Aufbauten aerodynamisch günstig ausgebildet sind, die gegen Temperaturschwankungen und Beanspruchung auf Scherung unempfindlich ist und bei der die zum Aufbringen der optisch wirksamen Elemente auf die Scheibe erforderlichen Justierarbeiten reduziert sind.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Da bei dieser Lösung 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 optisch wirksamer Elemente jedes Element aus dem gleichen Material besteht und somit sämtliche Elemente die gleichen mechanischen Konstanten aufweisen, treten kaum noch Verspannungen auf. Durch die Verwendung transparenter Bauteile sind Störungen durch äußere Einflüsse, beispielsweise durch Staubpartikel auf das Lichtbündel praktisch ausgeschlossen.

Vorzugsweise ist der Scheibenumfang Teil eines Kegelmantels (siehe Anspruch 2), wobei es dabei zweckmäßig ist, wenn der Scheibenumfang facettenförmige plane Umlenkflächen aufweist, die mit einer reflektierenden Schicht versehen sind.

Vorzugsweise weist der Rand der Scheibe an den Lichtaustrittsstellen facettenförmige plane Flächen auf, die mit Hologrammen versehen sind (siehe Anspruch 4).

Dabei ist es wiederum zweckmäßig, wenn die zur Fokussierung des Lichtstrahls verwendeten Hologramme Aufzeichnungen von Fresnel-Zonenlinsen mit mehreren Brennpunkten sind, wobei die Brennpunkte in einer mit der Fläche der Bandführung zusammenfallenden Brennfläche liegen (siehe Anspruch 5). Dabei läßt sich die Redundanz bedeutend erhöhen, wenn entweder auf dem selben Band gleichzeitig mehrere Spuren gleicher Information geschrieben werden oder aber auf

verschiedenen Bändern jeweils eine Spur gleicher Information aufgezeichnet wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Scheibe eine zentrische Bohrung aufweist, in der ein Mehrfachprisma aus dem Material der rotierenden Scheibe angeordnet ist (siehe Anspruch 6).

Kapazität und Wirkungsgrad de^r erfindungsgemäßen Vorrichtung können erheblich gesteigert werden, wenn die rotierende Scheibe von einer Vielzahl von lichtempfindlichen Bändern derart umgeben ist, daß die Scheibe in einer Ebene senkrecht zur Bandvorschubrichtung rotiert (siehe Anspruch 7). Es können dann mehrere Bänder gleichzeitig mit derselben Information beschrieben werden. Außerdem können größere Informationsmengen, die die Kapazität eines Bandes überschreiten, nach Ablauf des einen Bandes durch Umschalten auf das nächste Band ohne Unterbrechung weiter aufgezeichnet werden. Darüber hinaus können mehrere Bänder mit gleicher Information oder verschiedenen Informationen gleichzeitig ausgelesen werden.

Für den Fall, daß nicht alle lichtempfindlichen Bänder gleichzeitig beschrieben oder ausgelesen werden sollen, ist vorzugsweise zwischen der rotierenden Scheibe und den einzelnen lichtempfindlichen Bändern ein Verschluß angeordnet (siehe Anspruch 8).

Dabei können entweder sämtliche lichtempfindlichen Bänder in einer auswechselbaren Kassette angeordnet sein (siehe Anspruch 9) oder aber jedes lichtempfindliche Band kann in einer eigenen auswechselbaren Kassette angeordnet sein (Anspruch 10). Vor allem im letzteren Fall kann die erfindungsgemäße 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 Erfindung wird anhand der Figuren in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Von den Figuren zeig*

F i g. 1 eine schematische Ansicht der bisher benutzten rotierenden Scheibe,

Fig.2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Scheibe und

F i g. 4 eine Vorrichtung zur Mehrfachaufzeichnung.

Wie in F i g. 1 dargestellt, 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 senkrecht 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 aufgeleitet und in radialer Richtung umgelenkt. Zur Umlenkung und Aufteilung in Teilstrahlen dient ein verspiegelter Pyramidenkörper 7, dessen Flächen unter 45° gegen die Achse geneigt sind oder ein entsprechender Prismenkörper. 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 Teilstrahl 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.

F i g. 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 axiaien 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 mechanischen Spannungen werden durch die Verwendung von nur einer Sorte Glas auf einem Minimum gehalten.

Fig.3 zeigt ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen rotierenden Scheibe 10. In diesem Fall verläßt der Lichtstrahl 12 nach Umlenkung durch das Umlenkpristna 7 die rotierende Scheibe 10 in radialer Richtung. An den Lichtaustrittsstellen ist der Scheiber.rand in diesem Fall plangeschliffen und dient als Träger für einzelne Hologramme 14. Zur Erhöhung der Redundanz kann dabei das zur Strahlenfokussierung 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 Fotolackoder Gelatineschicht. Der Abstand zweier benachbarter Hologramme wird durch die nutzbare Breite des Aufzeichnungsmaterial 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 einschreibt, 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 Fig.4 dargestellt. Bei radialem Lichtaustritt aus der rotierenden Scheibe 10 ist hier wie auch in Fig.3 erforderlich, daß die lichtempfindlichen Bänder 8, 9 auf einem zur Scheibe 10 konzentrischen Zylinder geführt werden. Bei gleicher Filmbreite und gleicher Anzahl der Teilstrahlen kann der Durchmesser der Scheibe 10 und damit die rotierende Masse, ebenso wie in dem Beispiel nach der F i g. 3, herabgesetzt werden, da das Maß der Brennweite der Hologramme sich infolge der radialen Ausstrahlung wie eine entsprechende Vergrößerung des Scheibenradius auswirkt Bei η Teilstrahlen können bei optimaler Nutzung η — 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 η — 1 Bänder simultan mit derselben Information beschrieben werden. Soll jedoch lediglich ein Band beschrieben werden, so können die restlichen η — 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 zylindrischen 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Aufzeichnung analoger und digitaler Daten auf einem lichtempfindlichen Band, bestehend aus einer mit dem aufzuzeichnenden Signal beaufschlagten Lichtquelle zur Erzeugung eines koaxial zur Drehachse einer mit einer Vielzahl von Eintritt-Umlenkflächen und fokussierenden Elementen versehenen rotierenden Scheibe einfallenden Lichtbündels — nach Patent 2022 265 —, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Scheibe kompakt ist und aus ein und demselben transparenten Material besteht, in das die ebenfalls koaxial zur Drehachse angebrachten Eintritt-Umlenkflächen derart einge- '5 lassen sind, daß das Licht zwischen dieser Umlenkung durch die Eintritt-Umlenkflächen und seiner Fokussierung bei Austritt aus der Scheibe innerhalb des transparenten Materials dieser Scheibe verläuft und auf eines oder mehrere lichtempfindliche Bänder gelenkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenumfang Teil eines Kegelmantels ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenumfang facettenförmige plane Umlenkflächen aufweist, die mit einer reflektierenden Schicht versehen sind (siehe F i g. 2).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Scheibe an den Lichtaustrittsstellen facettenförmige plane Flächen aufweist, die mit Hologrammen versehen sind (siehe F ig. 3).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Fokussierung des Lichtstrahls verwendeten Hologramme Aufzeichnungen von Fresnel-Zonenlinsen mit mehreren Brennpunkten sind, wobei die Brennpunkte in einer mit der Fläche der Bandführung zusammenfallenden Brennfläche liegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe eine zentrische Bohrung aufweist, in der ein Mehrfachumlenkprisma aus dem Material der rotierenden Scheibe angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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 gekennzeichnet, daß zwischen der rotierenden Scheibe und den einzelnen lichtempfindlichen Bändern jeweils ein Verschluß angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche lichtempfindlichen Bänder in einer auswechselbaren Kassette angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, da3 jedes lichtempfindliche Band in einer eigenen auswechselbaren Kassette angeordnet ist.