DE2211941A1

DE2211941A1 - Datenspeichersystem

Info

Publication number: DE2211941A1
Application number: DE19722211941
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl Phys Arnold; Peter Dipl Phys Huber
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-03-11
Filing date: 1972-03-11
Publication date: 1973-09-27
Also published as: DE2211941B2; DE2211941C3

Description

"Datenspeichersystem" Zusatz zu Patent. ...
(Patentrnmeldung 2 19 38 790.7) 131e Erfindung betrifft ein Datenspeichersystem, bei dem als Speichermedium eine auf einen bandartigen Träger aufgebrachte Aufzeichnungssubstanz vorgesehen ist, die sich unter dem Uinfluß energiereicher Laserstrahlen (Schreibstrahlen) in ihrer Strahylendurchlässigkeit verändert, wobei zum Einschreiben und Auslesen der Daten einer oder mehrere der bandartigen träger an der Innenfläche eines iiohlzylinders entlanggeführt werden und bei dem weiterhin ein vorzugsweise nur einen Spiegel aufweisendes Spiegelrad im Inneren des Hohlzylinders um eine parall ei zur Mittelachse des Hohlzylinders liegende Drehachse rirehbar angeordnet ist, wobei die Spiegel des Spiegelrades mindestens zu den Zeiten, in denen sie von den Schreib- bzw.
isLesestrahlen getroffen werden, eine solche Neigung gegenüber der Drehachse einnehmen, daß die Schreib- bzw. Auslesestrahlen von einer der Hohlzylinderstirnflächen her zu der Innenfläche des Hohl zylinders mit einem Auftreffwinkel von im wesentlichen 90°C bzw. umgekehrt geführt werden Das Leselicht ist aus einem Wellenlängenbereich gewählt, der keine Verfärbung des Speichermediums verursacht. Zum Auslesen des Films oder mit anderen Worten zum Beleuchten des Films für den Abruf der Information ist in oben geunter Erfindung wahlweise eine ringförmig um den Zylinder angeordnete Lichtquelle vorgeschlagen ode ein gebiindelter Lichtstrahls der über einen zweiten, am freien Ende der zelle sngebrachten Drehspiel und zwei Ringspisgel mit je 900 Strahl ablenkung von außen durch einen Schlitz im Hohlzylinder auf das ;:>peichermedium geleitet wird. Wegen Hitzeentwicklung und hoher Strahlungsbelsstung des Films ist die erstgenannte lösung unvorteilhaft. Die zweite Lösung führt aufgrund von Abbildungsfehlern zu Schwierigkeiten, v-or allem lassen sich keine hohen Strahlungsdichten e@reichen, wie sie zur Ansteuerung des Empfängerrasters notwendig sind.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, in Erweiterung der oben genannten Erfindung Möglichkeiten der Strahlenführung anzugeben, die die genannten Nachteile vermeiden und weitere Vorteile für Auslegung und Betrieb cles optischen Bandspeichers mit sich bringen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß optische Mittel zur Einkopplung der Auslesestrxhlen und gegebenenfalls der Schreib strahlen in den über das Spiegelrad zur Aufzeichnungssubstanz hinführenden Strahlengang vorgesehen sind, daß die Auslesestrahlen durch reflektierende Mittel hinter der Aufzeichnungssubstanz in ihrer Ausbreitungsrichttmg umgekehrt werden und daß weitere optische Mittel zur Auskopplung der durch die Aufzeichnungssubstanz modulierten Auslesestrahlen von den unmodulierten Auslesestrahlen und gegebenenfalls den Schreibstrahlen aus dem über das Spiegelrad zurückgeführten Strahlengang vorgesehen sind.
Die Erfindung soll anhand einiger Ausführuligsteispiele unter Zuhilfenahme der Figuren 1 bis 23 näher erläutert werden.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Weg des zum Auslesen verwendeten Lichtes von der Quelle zum Informationsträger (Beleuchtungsstrahlengang) und der des Lichtes vom Informationsträger zum Empfängerraster (eigentlicher Auslesestrahlengang) ineinander verschachtelt; Die zur Beleuchtung des Informationsträgers dienende Lichtquelle wird mit Hilfe eines Objektives, eines Drehspiegels und eines Xigßpiegels auf den Informationsträger abgebildet. Die Abbildung der Information auf einem Auswerteraster erfolgt.
dann mit dem gleichen Drehspiegel und Objektiv wie bei der Beleuchtung, wobei nur die Ausbreitunsrichtung des Lichtes umgekehrt ist. In Figur 1 ist ein derartiger Strahlengang dargestellt. Die von der Lampe 1 erzeugten Beleuchtungsstrahlen 3 werden durch die Optik 2 in den Punkt 1' abgebildet.
Eine solche Zwischenabbildung ist nicht sllgemein erforderlich, wohl jedoch in einigen der folgenden Ausführungsbeispielen. In einigen der nachfolgenden Fällen ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daß man das Bild 1' mittels einer Blende so beschneiden kann, daß auf dem Informationsträger 8 nur der Bereich beleuchtet wird, der für die Abbildung der Information notwendig ist und damit die Strahlungsbelastung des Trägers begrenzt wird.
Die Beleuchtungsstrahlen 3 laufen in Figur 1 über eine Umlenkeinheit 4, deren Aufbau weiter unten noch genauer zu beschreiben sein wird. Das Bild 1' der Lampe 1 wird dann durch das Objektiv 5 über den Drehspiegel 6 und den Ringspiegel 9 auf den Informstionsträger 8 abgebildet. Die Beleuchtungsstrahlen müssen auf dem Weg zum Hohlspiegel den Informationsträger passieren. Trotz der Lichtschwächung beim Durchlauf durch den Infozmationsträger ist bei dieser Strahlenführung eine wesentlich höhere Leuchtdichte erreichbar s1n bei den früher angegebenen Lösungen. Je nach Stellung des Drehspiegels 6 kann die Information über den gesamten Umfang des Zylinders 7 ausgelesen werden. Der Ringspiegel 9 kann in Form eines Ringhohlspiegels ausgebildet sein, dessen Oberfläche die Gestalt eines aequatorialen Eugelsegments hat, mit dem Krümmungsmittelpunkt im Schnittpunkt von Zylinderachse und Drehspiegeloberfläche, Die so erreichte Abbildung zeigt weder Astigmatismus noch Koma. Die Abbildung der Information erfolgt durch die Auslesestrahlen 10 wiederum über den Drehspiegel 6 und das Objektiv 5 auf dem Empfängerraster 12. Durch die Stellung des Drehspiegels 6 wird zwangsläufig der Bereich des Informationsträgers 8 beleuchtet, der durch die Auslesestrahlen auf das Empfängerraster abgebildet wird. Bei der Abbildung muß der Auslesestrahl 10 die Umlenk--einrichtlmg 4 und die Korrektureinflchtung 11 passieren, die beide weiter unten im einzelnen behandelt werden.
Je nach der Lage, die das Bild 1' der Lampe 1 relativ zum Objektiv 5 einnimmt, läßt sich nach bekannten optischen Gesetzen der Eriimmungsradius des Ringhohlspiegels 9 berechnen, den man benötigt, damit der Fokus 1" der Beleuchtungsstrahlen auf den Informationsträger 8 zu liegen kommt.
In einem Sonderfall hat das Bild 1' der Lampe 1 (bzw. diese selbst) den gleichen Abstand vom Objektiv 5 wie das Rspfangerrsster 12 (Figur 2). Hier ergibt sich, daß Radius des Hohlzylinders und Radius des Ringspiegels gleich sein müssen, d. h. die Spiegeloberfläche liegt im Fokus der Beleuchtungsstrahlen möglichst dicht beim Informationsträger. Da ein im Fokus gelegenes Abbildungselement den Strahlengang in erster Ordnung nicht beeinilußt, kann man in diesem Fall darauf ver zichten, dem Ringspiegel die Form eines Kugelsegments zu geben. Drei vorteilhafte Abwandlungen seien zu dieser Figur 2 als Ausfiihrungsbeispiele genannt: Der Ringspiegel hat die Form eines Zylinderspiegels 9, der in den Hohlzylinder 7 fest eingefügt oder als dünne Schicht auf dessen Innenfläche aufgebracht ist.
Der Ringspiegel wird gebildet durch eine reflektierende Schicht, die auf die dem Licht abgewandte beite des Informationsträgers 8 aufgebracht ist.
Der Ringspiegel wird gebildet durch eine reflektierende Schicht, die in den Informationsträger eingebracht ist, zwischen der Trägerschicht und der eigentlichen sehr dünnen lichtempfindlichen Schicht.
In einem anderen Sonderfall wird das Bild 1' der Lampe 1 wie z. Be in Figur 22 in den vorderen Brennpunkt des Objektivs 5 abgebildet. Der ßeleuchtungsstrC3hlengang 3 von Objektiv 5 über Drehspiegel 6 bis zum Ringhohlspiegel 9 ist dann parallel, und um eine Abbildung durch den Ringhohlpegel 9 auf dem Informationsträger zu erreichen, muß der krümmungsradius des Ringhohlspiegels gerade doppelt so groß cein wie der Abstand des Informationsträgers von der Achse des Hohlzylinders ? Da bei einem vorgegebenen Objektiv die Güte der Abbildung von dem gewählten Objektabstand abhängt und auch der sphärische Fehler des Ringhohlspiegels zu berücksichtigen ist, kann es für spezielle Fälle vorteilhaft sein, den Abstand zwischen Bild 1' und Objektiv 5 nach diesen Gesichtspunkten zu optimieren. Ansonsten kann die Lage des Bildes 1' in beliebigem Abstand vom Objektiv 5 gewählt werden.
Durch die Umlenkeinheit 4 werden Beleuchtungsstrahlengang 3 und Auslesestrahlengang 10 voneinander getrennt bzw. zusammengeführt. In einfachster Ausführung kann es sich dabei um einen halbdurchlässigen Spiegel handeln, dessen Stellung zwischen Objektiv 5 und Korrektureinheit 11 bzw. Optik 2 beliebig ist. Die Strahlengänge halbdurchlässiger Spiegel 4, Lampe 1 und halbdurchlässiger Spiegel 4, Eknpfangerraster 12 sind vertauschbar.
In einer weiteren Ausführung der Umlenkeinheit wird ein Spiegel 13 mit einem zentrischen Loch 14 verwendet (Figur 3).
Dieser Spiegel wird so angeordnet, daß das Loch 14 mit den Bild 1' der Lichtquelle 1 zusammenfällt. Dann läßt sich der Beleuchtungsstrahlengang 3 durch ein relativ kleines Loch hindurchfithren und der Auslesestrahlengang IG, der durch den Spiegel 13, bestehend aus Träger 15 und eigentlichem Spiegel 16, umgelenkt wird, wird nur geringfügig geschwächt.
Eine ähnliche Anordnung zeigt die Figur 4, bei der nur Beleuchtungsstrahlengang 3 und Auslesestrahlengang 10 ) vertauscht' sind, da in diesem Fall der Beleuchtungsstrahlengang 3 durch einen kleinen Spiegel 18 umgelenkt wird, während der Auslesestrahlengang 10 durch diesen Spiegel 18 und seine Halterung geringfügig geschwächt weiterläuft. Der Dpiegel 18, dessen Lage mit dem Bild 1' der Lichtquelle 1 zusammenfallen sollte, kann auf verschiedene Art gehaltert werden.
Der Spiegel 18 ist gemäß Figur 4 auf einem durchsichtigen Träger 17, z. B. Glas oder Quarz, aufgedampft. Die schräg i.m Strahlengang liegende Trägerplatte verursacht allerdings einen leichten Astigmatismus der Abbildung, rier Spiegel 20 ist, wie in Figur 5 dargestellt, auf einen schräg angeschnittenen Stab 19 aufgedampft und dieser wird auf einer transparenten planparallelen Platte 21 gehaltert, die senkrecht zur Strahlenrichtung steht lled durch die Schichtee 22 entspiegelt sein kann.
Die Umlenkeinheit ist entsprechend Figur 6 ein Spiegelfrisma, das sich aus zwei Teilprismen 24 und 25 zusammensetzt. Auf eines de, beiden Prismen ist vor dem Zusammenbau der Spiegel 23 aufgedampft worden. Die vom Licht durchsetzten Außenflächen des Prismas sind so geneigt, daß sie senkrecht zur achse der durchlaufenden Strahlen stehen. Sie werden vorzugsweise mit Entspiegelungsschichten 26 verseilen.
Der Spiegel 27 wird gemäß Figur 7 durch dünne Stäbe oder Drähte 28, die den Strahlengang nur wenig beeinflussen, an 29 der Außenhalterung/befestigt.
Liest man mehrere Aufzeichnungsspuren gleichzeitig aus, so bewirkt die rotierende Bewegung des Drehspiegels 6 eine Rostation der Abbildung der Aufzeichnungsspuren au dem Xmpfän gerrsster 12. Eine Korrektur dieser Rotation kann nach der früheren Anmeldung durch das Korrekturglied 11 erreicht werden, das die Abbildungseigenschaften eines Biprismas haben und außerdem mit halber Umdrehungszahl des Drehspiegels 6-laufen muß Im folgenden werden drei weitere Vorschläge zur Ausfürung dieses Korrekturgliedes gemacht.
Im ersten Fall wird ein Prismenaufbau nach könig verwendet (figur S). diesesUmkehrprisma 30 setzt sich aus zwei Teilen 31 und 32 zusammen. Zum Auswuchten der An@rdnung gegen über Drehung kann ein Zusatzteil 33 eingesetzt werden. Es ist mögtlich, die Prismenflächen 34, 35, 36 so anzuordne@, daß das Licht Totalreflexion erleidet. Wenn dies nicht vorteilhaft erscheint, können diese Flächen von außen verspiegelt werden. Es ist zweckmäßig, die Endflächen 57 und 38 zu entspiegeln. Das Prisma ist auf der Motorachse 39 befestlegt, die für den Durchtritt des Auslesestrahles 10 durchbohrt ist. Die Motorachse 39 kann in bezug auf die Ausbreitungsrichtung des Auslesestrahles 10 sowohl vor (Figur 8) wie auch hinter dem Umlenkprisma 30 (Figur 9) angeordnet sein, In letzterem Fall ist es vorteilhaft, das Empfängerraster 12 oder Zuführungen zu diesem Raster direkt hinter dem Prisma 30 anzuordnen, indem man es in die aufgebohrte Motorachse 39 steckt. Das Prisma wird dann nur von dem fokusnahen schmalen Teil des Lichtbündels durchlaufen und kann entsprechend klein ausgelegt werden. Der Haltestab für das Empfängerraster kann berührnngsfrei in die Hohlachse des Motors hineinragen oder mit einem Kugellager zentriert werden.
er zweiten Anerdrung (Figur 10) wird ein rechtwinkliges an@enprism@ 40 zur Aurhebun@ der Rotation verwendet. @@@@@@@@@ @@@ @@@ @@@@ die Ha@@@@@@g 41 mit der @@@@@@@@@@ @diesen @@@@ nicht durchbohrt @@@ @@@@@ @@@@@@@@@@@@ 40 wird der @@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@ refie@@iert. @@gur 10zeigt kante mit der Rotationsachse zusammenfällt. Die Entkopplung erfolgt in der gleichen Weise wie bei der Kopplung bzw. Entkopplung von Beleuchtungsstrahl und Auslesestrahl durch halbdurchlässigen Spiegel, Spiegel mit Loch oder kleinem Spiegel. In Figur 10 wurde ein Spiegel 43 mit Loch 44 verwendet. Der Abstand zwischen Spiegel 43 und Dachkantenprisma 40 muß so gewählt sein, daß der Durchmesser des auf den Spiegel 43 einfallenden Auslesestrahis 10 groß gegenüber dem Loch 44 ist, so daß der Verlust am Loch 44 geringfügig ist. Auf der anderen Seite sollte der Abstand nicht zu groß werden, damit das Prisma 40 klein gehalten werdçn kann, was wegen der auftretenden Fliehkräfte vorteilhaft ist.
Bei der dritten Anordnung (Figur 11) wird ein Dachkantenprisma 45 verwendet, ähnlich dem der zweiten Anordnung. Die Dachkante wird-jedoch so weit aus der Rotationsachse 47;verbehoben, daß sie nicht mehr von Auslesestrahlen getroffen wird. Außerdem sind die Dachflächen gegenseitig unter einem Winkel geneigt, der etwas verschieden ist von 900, in der Weise, daß die reflektierten Strahlen 48, die nn nicht mehr-in der Achse 47 laufen, unter einem kleinen Winkel in diese zurückwandern und in der Fokusebene wieder genau axial liegen, Im Verlauf einer Umdrehung des Prismas vollführt die Bildebene eine Bewegung gegenüber der Strahlenachse 47; der art, daß die Flächennormale der Bildebene um die Strahlen. achse 47 präzediert. Der Winkel zwischen ein- und auslaufenden Strahlen wird so klein gewählt, daß die Bildschärfe auf dem Ausleseraster 12 dadurch nicht wesentlich verschlechtert wird.
Auger den Nöglichkeiten zur Strahlentkopplung, wie sie bereits für das gleichschenkelig - rechtwinklige Prisma genannt wurden, bietet sich hier die in Figur 12 dargestellte Möglichkeit an. Ein Planspiegel 49 mit einer genügend großen Aussparung 50, die die einfallenden Strahlen 1G ungeschwächt durchläßt, ist unter einem Winkel schräg zum Strahlengang angebracht, und zwar an einer Stelle nahe vor dem Prisma, wo keine berlappung zwischen einfallenden Strahlen 10 und reflektierten Strahlen 48 auftritt. Die Aussparung 50 bewirkt deshalb keine Verluste für die Strahlen 48.
Eine besonders vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn man Schreiben und Lesen in einer Anordnung kombiniert. In diesem Fall muß der Schreibstrahl mit dem Beleuchtungs6trahl und dem Auslese strahl gekoppelt werden.
Die Einkopplung der Schreibstrahlen 51 geschieht in eintachster Weise mit einem dielektrischen Spiegel 52, dessen dielektrische Schicht 53 für den Schreibstrahl 51 reflektierend wirkt, für ien Beleuchtungsstrahl 3 und Ausleceetrahl 10 ater durchsichtig ist wie in Figur 13 oder umgekehrt, wenn die Strahlengänge stertausedt sind.
Der dielektrische Spiegel 52 kann in vorteilhafter Form auch als Spiegelprisma ausgeführt sein. Figur 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit 90° Strahlablenkung. Das Spiegel prisma besteht aus zwei Teilprismen 54 und 55, dazwischen befindet sich die dielektrische Schicht 56. Bei dieser Aus führung ist der Spiegel selbst geschützt und der durch die schräge planparallele Platte auftretende Astigmatismus wird verhindért. Die Endflächen, die senkrecht zur Strahlachse der ein- bzw. ausfallenden Strahlen angeordnet sind, werden entweder für das Schreiblicht 51 oder das Beleuchtungs-und Ausleselicht 3 bzw. 40 entspiegelt (57 für Beleuchtungs- und ausleselicht, 58 für Schreiblicht, 59 für Schreiblicht oder Beleuchtungs- und ausleselicht in Figur 14).
Dus Element für die Einkopplung der Schreibstrahlen kann beispielsweise zwischen Abbildungsoptik 2 und Umlenkeinrichtung 4 (Figur 22), zwischen Korrektureinheit 11 und Umlenkeinheit 4 (Figur 16), zwischen Umlenkeinheit 4 und Objektiv 5 (Figur 13) oder auch zwischen Objektiv 5 und Drehspiegel 6 (Figur 15) angeordnet werden. Die letztgenünnte Anordnung hat den Vorteil, daß jedes Objektiv (5 ujid 5') speziel@ für die Strahlung entspiegelt werden kann, von der es durchlaufen wird. Außer in diesem letztgenannten Fall dient das Objektiv 5 sowohl zum Schreiben als auch zum Lesen als abbildendes Element, so daß hierbei besondere Anforderungen an die Optik gestellt werden müssen0 In der in Figur 22 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein relativ einfaches Objektiv 5 verwendet, wobei die mit Fehlern behaftete Abbildung durch Zusatzlinsen 74 und 75 korrigiert wird. Diese Linsen sind für die entsprechende Strahlenart entspiegelt.
Die Einkopplung des Schrelbstrahles erfolgt zwischen Optik 2 und Umlenkeinheit 4. Die Trägerplatte 17 für den kleinen Spiegel 18 ist dabei zusätzlich mit einer dielektrischen Schicht 76, die für den Schreibstrahl 51 reflektierend wirkt, für den Auslesestrahl 10 dagegen durchlässig ist. Zugleich wird der Weg des Schreibstrahles und derjenige des Bleuchfungsatrahles um etwa 900 abgeknickt.
Wenn das Objektiv 5 für Schreiben und Auslesen gemeinsam verwendet wird und die Brennweiten des Objektives 5 für Schreib- und Ausleselicht unterschiedlich sind, ergeben sich einige weitere Varianten der Entkopplung. Es können Anordnungen wie Spiegel mit Loch, kleiner Spiegel usw. wie bei der Entkopplung von Auslese und Beleuchtungsstrahlen verwendet werden. Man muß zwei Fälle unterscheiden: Die Brennweite für die schreibstrahlen ist größer als die für die Auslesestrahlen. In diesem Fall würde sich eine Anordnung entsprechend der Figur 16 ergeben. Der Auslesestrahl 10 lauft durch das Loch 61 des Spiegels 60 auf das Empfängerraster 12, während der Schreibstrahl 51, der an dieser Stelle einen größeren Querschnitt hat , mit geringen Verlusten durch den Spiegel 60 reflektiert wirde Der selbe Zweck wird mit einem kleinen Spiegel in einer sinngemäß geänderten Anordnung erreicht.
Die Brennweite für die Schreibstr@hlen ist kleiner als die für die Auslesestrahlen. In diesem Fall kann vorteilhaft eine Anordnung entsprechend der Figur 17 verwendet werden Der Schreibstrahl 51 läuft @n diesem Fall durch das Loch 63 des Spiegels 62. Es ist vorteilhaft, das Loch 63 in seinem Durchmesser genau dem Durchmesser des Schreibstrahls anzug passen, so daß dieser von Streulicht und ähnlichen störenden Lichtanteilen befreit wird. Der Durchmesser des Auslesestrahls 10 auf dem Spiegel 62 ist so groß, daß er durch das Loch 63 nur geringfügig geschwächt wird, Eine besonders günstige Anordnung läßt sich in diesem Fall finden, falls man als Korrekturglied für die Bildrotation ein Dachkantprisma ser-wendet. In der Figur 19 laufen durch des Loch 63 @es Spiegels 62 sowohl de rSchreibstrahl 51 wie auch der surch das Dachkantprisma 40 reflektierte Auslesestrahl 10, Dieser w@rie vorher bei genügend großem Querschnitt durch den Spiegel 62 reflektiert. Die Störung durch das Loen 63 ist dann nur geringfügig. Anordnungen, die denen in figur 17 un 19 äquivalent sind, jedoch einen kleinen Spiegel @4 @tatt eines Spiegels mit Loch aufweisen, sind in den figuren 18 und 20 dargestellt. Im Fall der Figur 18 kann@der Bpi@gel @4 so klein gemacht werden, daß er als R@umfilter für störende Anteile der Schreibstrablung dient. Im Fall der Figur 20 wird der kleine Spiegel von beiden Sei-ten benutzt @@@ auch in Figur 21, wo ein kleines Prisma 65 vervendet wird, mit ebenen Ein-und Austritteflächen für die Auslesestrahlen und verspiegelter Fläche 66. auch im Fall der beidseitigen Benutzung des Spiegels ist räumliche Sinterung zu erreichen, wenn auf der Seite, auf die die Schreibstrahlen auftreffen, die Bereiche, an denen keine Reflexion erwünscht ist, mit einer absorbierenden Schicht 67 verdecdkt werden.
Aufgrund der gemeins@men Strahlenführung von Schreib-, Beleuchtungs- und Auslese'str--:len ergibt sich, daß der Ort auf dem Film, an dem die S@hreibstrahlen auftreffen, sich immer im Zentrum der bele@@htaten Zone befindet und außerdem das Bild der beleuchtet@n Zone bezüglich des Empfängerrasters feststeht. Diese Tatsache kann dazu ausgenutzt werden, die gespeicherte Information unmittelbar nach dem Einschreiben auf Fehler zu überprüfen (Kontrollesen), was als weiterer großer Vorteil des kombinierten Strahlenganges anzusehen ist, ur Erläuterung dient Figur 23, in der schematisch das 1pfängerraster 72 dargestellt ist mit dem darauf projezierten Bild 68 des Informationsträgers. Die Information ist entlang der Spuren a-e aufgezeichnot, die Spuren bewegen sich in Richtung des Pfeils 71 über das Bild. Der Kreis 69 deutet die Grenze der beleuchteten Zone an, der Punkt 70 das Bild des Orts, an dem die Schreibstrahlen auftreffen. Die Stellung des PuuGrtes 70 liegt gegenjiber dem Empfängerraster 72 nur dann völlig fest, wenn alle optischen Elemente, insbesondere die Einrichtung zur Rotationskorrektun, ideal und spielfrei justiert sind. ei endlichen Toleranzen führt er Bewegungen innerhalb eines örtlichen Bereichs aus, der durch die Toleranzen gegeben ist.
Die Grenze dieses Bereichs ist durch den Kreis 73 angedeutot, Die erfindungsgemäße Lösung, die ein Kontrollesen erlicht, besteht darin, daß das Empfängerraster 72 so weit gegen den Punkt 70 in Itichtun; des Pfeils '71 versetzt wird, rlaß kein Element des Rasters innerhalb des Toleranzbereichs 73.
zu liegen kommt. Das Bild der frisch geschriebenen Information bewegt sich nach der Entstehung aus dem Bereich 70 in Richtung des Pfeils 71. Bei der gewählten Anordnung ist also sichergestellt, daß die frisch geschriebene Information mit geringer Verzögerung das Empfängerraster passiert. Dadurch wsrir- eine sofortige Kontrolle ermöglichst.
Das Empfängerraster, das zul Abtastung des abgebildeten Informationsmusters dient, ist in einer vorteilhaften Ausführung aus Glasfaserusainmengesetzt, die einzeln oder in Gruppen zu verschiedenen Empfängern, vorzugsweise Photomultipliern,geleitet werden. Die Verwendung von Glasfasern mit rechteckigem Querschnitt vermeidet Verluste. Ein so gestaltetes Empfängerraster erlaubt es unter anderem den Vorteil her räumlicher Auflösung am Ort des Bildes mit der durch Photomultiplier erreichbaren. hohen Empfindlichkeit zu kombinieren.

Claims

P a t e n t a n - p r u c h e

1. Datenspeichersystem, bei dem als Speichermediu@ sine auf einen bandartigen Träger aufgebrachte Aufzeichnungssubstanz vorgeschen ist, die sich unter dem Einfluß energiereicher Laserstrahlen (Schreibstrahlen) in ihrer Strahlendurchlässigkeit verändert, wobei zum Einschreiben und Auslesen der Daten einer oder mehrere der bandartigen träger an der Innenfläche eines Hohlzylinders entlanggeführt werden und bei dem weiterhin ein vorzugsweise nur einen Spiegel sufweisendes Spiegelrad im Inneren des Hohlzylinders um eine parallel zur Mittelachse des Hohlzylinders lisgende Drehachse drehbar angeordnet ist, wobei die Spiegel des Spiegelrades mindestens zu den Zeiten, in denen sie von den Schreib- bzw. Auslesestrahlen getroffen werden, eine solche Meigung gegenüber der Drehachse einnehmen, daß die Schreib- bzw. Auslesestrahlen von einer der Hohlzylinderstirnflächen her zu der Innenfläche des Hohlzylinders mit einem Auftreffwinkel von im wesentlichen 90° bzw. umgekehrt geführt werden nach Patent. ... ... (Patentanmeldung P 19 38 790.7) dadurch gekennzeichnet, daß optische Mittel zur Einkopplung der Auslesestrahlen und gegebenenfalls der Schreibstrahlen in den über das Spiegelrad zur Aufzeichnungssubstanz hinführenden Strahlengang vorgesehen sind, daß die Auslesestrehlen durch reflektierende Mittel hinter der Aufzeichnungssubstanz in ihrer Ausbreitungsrichtung umgekehrt werden und daß weitere optische Mittel zur Auskopplung der durch die Aufzeichnungssubstanz modulierten Auslesestrahlen von den unmodulierten Auslesestrahlen und gegebenenfalls den Schreibstrahlen aus dem über das Spiegelrad zurückgeführten Strahlengang vorgesehen sind

2. Datenspeichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umkehr der Ausbreitungsrichtung der Auslesestrahien ein Ringspiegel vorgesehen ist.

3. Datenspeichersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspiegel ein Ringhohlspiegel ist, dessen, Krümmungsmittelpunkt mit dem Schnittpunkt von Drehachse und Oberfläche des Drehspiegels zusammenfällt.

4. Datenspeichersystem nach Anspruch , durch gekennzeichnet, daß der Ringspieget nahezu mit der Lage das Informationsträgers zusammenfällt und die Form eines Zylinderspiegel@ aufweist.

5. Datenspeichersystem nach anspruch 4, dadurch gekennzeichnet nek, daß der Zylinderspiegel in den Filmführungszylinder eingepaßt oder auf diesen aufgebracht ist.

6. Datenspeichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umkehr der Ausbreitungsrichtung der Ausreflektierende Sc.sestralllen eine/Schicllt vorgesehen ist <iie auf der Rückseite des Informationsträgers aufgebracht ist.

7. Datenspeichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umkehr der Ausbreitungsrichtung der Auslese-,trahlen eine reflektierende Schiofit vorgesehen ist, die in den Informationsträger, vorzugsweise zwischen Träger schicht und Aufzeichnungssubstanz, eingebracht ist.

Datenspeichersystem nach einem oder meiireren der Ansprüclie 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung der Auslesestrahlen erforderliche Beleuchtungsquell@ zwischenabgebildet wird und daß das Zwischenbild vor dem abbildenden Objekt liegt.

1). Datenspeichersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenbild durch eine Blende so beschnitten ist, daß auf den Informationsträger niir der Bereich i'um Auslesen beleuchtet wird, der für die Abbildung der Information notwendig ist.

10. Datenspeichersystem nach einem oder mehrerell der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung von unmodulierten und modulierten Auslesestrahlen ein halbdurchlässiger ebener Spiegel unte@ einem Winkel schräg zur Strahlrichtung vorgeschen ist.

11. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung von unmodulierten und modulierten Auslesestrahlen ein ebener Spiegel mit einem Loch in der Größe der Zwischenabbildung der Beleuchtungsquelle vorgesehen ist, der an der Stelle der Zwischenabbildung der Beleuchtungsquelle unter einem Winkel schräg zur Strahlrichtung aufgestellt ist.

12. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung von unmodulierten und modulierten Auslesestrahlen ein kleiner ebener Spiegel in der Größe der Zwischenabbildung der Beleuchtungsquelle vorgesehen ist, der an der Stelle der Zwischenabbildung der Beleuchtungsquelle unter einem Winkel schräg zur Strahlrichtung aufgestellt ist.

13. Datenspeichersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Spiegel auf einer größeren, nicht zu dicken transparenten Scheibe aufgedampft ist.

14. Datenspeichersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Spiegel auf einen schräg angeschnittenen Stab aufgedampft ist und dieser auf einer transparenten planparallelen Platte gehaltert ist, die senkrecht zur Strahlrichtung steht.

15. Datenspeichersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Spiegel Teil eine* Spiegelprismas ist, dessen Ein- und Austrittsflächen senkrecht ur Achse der jeweils durchtretenden Strahlen stehet.

16. Datenspeichersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Spiegel mit einer beliebigen Anzahl diinner Drähte oder Stangen gehaltert wird.

17. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 1G, dadurch gekennzeichnet, daß optische Mittl zur Korrektur der beim Auslesen der Daten auftretenden Bildrotation vorgesehen sind.

18. datenspeichersystem nach Anspruch 17, dadurdi gekennzeichnet, daß zur Korrektur der Bildrotation ein Prisma nach König vorgesehen ist, das auf einem i(,tor mit durchbohrer Achse angebracht ist, wobei der M@tor vor dem Prisma @@ Richtung der Auslesestrahlen liegt.

19. Datenspeiciiersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur der Bildrotation ein Prisma nach König verwendet wird, das auf einem Motor mit durchbohrter Achse angebracht ist, wobei der Motor hinter dem Prisma in Richtung der Auslesestrahlen liegt.

20. Datenspeichersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur der Bildrotation ein rechtwinkliges Dachkantprisma, das den auslesestrahl in sich selbst reflektiert, vorgesehen ist und daß aun- und einlaufende trahlen entkoppelt werden.

21. Datenspeichersystem nach Anspruch 17, dadurch gekenn-Zeichnet, daß zur Korrektur der Bildrotation ein Daclskantprisma vorge@@nen ist, dessen Kante so weit gegen die I-tationsachse versetzt ist, daß sie nicht mehr von den Auslesestrahlen getroffen wird, und dessen Kantenwinke : so weit von 90° verschieden ist, daß die aus der Kotationsachse herausreflektierten Strahlon unter einem kleinen Winkel auf die Achse zurückfokussiert werden, so daß die Bildqualitat durcll die Bewegung der Bildebene gegenüber der Rotationsachse nicht wesentlich verschlechtert wird, und daß ein- und auslaufende Strahlen entkoppelt werden.

2'. Datenspeichersystem nach den Ansprüchen 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplung von ein- und auslaufunden Strahlen durch einen halbdurchlässigen Sl.i egel, einen Spiegel mit Loch oder einen kleinen Spiegel erfolgt.

23. Datenspeichersystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplung von ein- und auslaufendem Strahl mit einem durchbohrten Planspiegel erfolgt, der unter einem Winkel schräg zum Strahlengang an einer Stelle von dem Dachkantprisma angeordnet ist, wo sich ein- und auslaufende Strahlen nicht überlappen,

24. Datenspoichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche l.bis 22', dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung der unmodulierten und modulierten Auslesestrahlen und zur Entkopplung der vom Dachkantprisma reflektierten Strahlen dasselbe Kopplungsslied vorgesehen ist.

25. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die rotationakorrigierten Auslesestrahlen einem räumlich feststehonden Empfängerraster zugeführt werden.

26. Datenspeichersystem nach Anspruch 25, dadurch gekenn zeichnet, daß das Empfängerraster aus Glasfasern zusanimengesetzt ist, die einzeln oder in Gruppen z photoelektrischien Empfängern geleitet werden.

27. Datenspeichersystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Giafasern rechteckig sind.

28. Datenspeichersystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger Photomultiplier sind.

29. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der insprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur der Bildrotation ein korrigierendes optisches Element verwendet wird, das vor dem Motor in Richtung der Auslesestrahlen liegt und deren Ausbreitungsrichtung nicht umkehrt, wobei das Empfängerraster in die hohle Motorachse hineingesteckt wird.

30. Datenspeichersystem ach einen oder mehreren der dnsprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslesestrahlengang mit dem Schreibstrahlengang gekoppelt ist, wobei zur Fokuseierung beider Strahlengänge auf den Informationsträger verechiedene Objektive benutzt werden.

31. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslesestrahlengang mit ; dem Schreib strahlengang gekoppelt ist und beide Strahlenarten durch das gleiche Objektiv auf den Informationsträger fokussiert werden.

32. Datenspeichersyst-'r; nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsfehler des für die Schreib- und Auslesestrahlen gemeinsam verwendeten Objektivs durch Zusatzlinsen korrigiert werden die an solchen Steilen im Schreiben oder Strahlengang angebracht sind an denen die beiden Strahlengange voneinander getrennt sind, und daß diese Zusatzlinsen für die jeweilige Strahlenart entspiegelt sind0

33. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung von Auslesen und Schreibstrahlen durch einen dielektrischen Spiegel erfolgt, der unter einem Winkel schräg zum Strahlengng aufgestellt ist und fiir das Schreiblicht undurchlässig, für das Ausleselicht aber durchlässig ist oder umgekehrt.

34. Datenspeichersystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Spiegel die Form eines Spiegelprismas hat, dessen Ein- und Austrittsflächen senkrecht zur Achse der jeweils hindurchtretenden Lichtstrahlen stehen.

35. Datenspeichersytern nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang der Schreib- und Auslesestrahlell ein Kopplungselement vorgesehen ist, dessen mittlerer Bereich ein kleiner Spiegel ist, durch den die unmodulierten Auslesestrahlen umgelenkt werden, und dessen äußerer Bereich mit einer dielektrischen Schicht versehen ist, durch welche die Schreibstrahlen umgelenkt und die modulierten Auslesestrahlen hindurchgelassen werden.

und 32 36. Datenspeichersystem nach Anspruch 31/, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite des objektivs fiir das Ausleselicht kleiner als für das Schreiblicht ist.

3Z. Datenspeichersystem iiach Anspruch .36, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplung von Auslesestrahlen und Schreibstrahlen mit Hilfe eines Spiegels mit Locli oder eines kleinen Spiegels erfolgt.

und 32 33. Datenspeichersystem nach Anspruch 31/, dadurch gekennzeichnest, dan die Brennweite des Objektivs fiir das Ausleselicht größer als für das Schreiblicht it.

39. Datenspeichersystem nach Anspruch 3ß, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplung von Auslesestrahlen und Schreibstrahlen mit Hilfe einese Spiegels mit Loch oder eines kleinen Spiegels erfolgt.

40. Datenspeichersystem nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Loches im Spiegel bzw. der des kleinen Spiegels mit dem durchmesser des Schreibstrahls übereinstimmen und deshalb als räumliches Filter wirken und störundes Streulicht entfernen.

41. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 30 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung der vom Dachkantprisma reflektierten Strahlen und zur Entkopplung von Auslese- und Schreibstrahlen dasselbe Kopplungsglied benutzt wird.

42. Datenspeichersystem nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß als Kopplungsglied ein halbdurchlässiger Spiegel, ein Spiegel mit Loch oder kleiner Spiegel verwendet wird.

43. Datenspeichersystem nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß als Kopplungsglied ein kleines dreikantprisma mit verspiegelter Hypotenuse verwendet wird.

44. Datespeichersystem nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß als Kopplungsglied ein kleiner Spiegel oder ein kleines Dreikantprisma verwendet wird und daß eine auf der Speigelfläche aufgebrachte absorbierende Schiecht zur räumlichen Filterung benutzt wird.

45, Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 30 bis 44, gekennzeichnet durch die Verwendung des Auslesestrahlengangs zum Kontrollesen während des Schreibvorgangs oder, um geringfügige Justierfehler der Anordnung tolerieren zu können, in einem zeitlich geringfügigen Abstand danach.

L e e r s e i t e