DE2211941C3 - Datenspeichersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Datenspeichersystem, bei dem als Speichermedium eine auf einen bandartigen Träger aufgebrachte Aufzeichnungssubstanz vorgesehen ist. die sich unter dem Einfluß energiereicher Laserstrahlen (Schreibstrahlen) in ihrer Strahlcndurch-Iä5sigkeit 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 aufweisendes Spiegelrad im Inneren des Hohlzylinders um eine parallel zur Mittelachse des Hohlzylinders liegende 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 Neigung gegenüber der Drehachse einnehmen, daß die Schreibbzw. Auslesestrahlen von einer der Hohlzylinderstirnflächen her zu der Innenfläche des Hohlzylinders mit ainam A 11 ft ι- t*tf\\i in Ir al «mn im >,.APnnllinU_nn l\f\^r U-...

daß optische Mittel zur Einkopplung der Auslesestrahlen und gegebenenfalls der Schreibslrahlen in den über das Spiegelrad zur Aufzeichnungssubstanz hinführenden Strahlengang vorgesehen sind, daß die Auslesestrahlen 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.

Die Erfindung soll anhand einiger Ausführungsbeispicle unter Zuhilfenahme der Cig. I bis Ii näher erläutert werden.

Hei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Weg des zum \uslescn verwendeten Lichtes von der Quelle zum Informationsträger (ßclcucht ti ngsstr ahlengang) und der des Lichtes vom Informationsträger /um Fmpfangerraster (eigentlicher Aiislcsestrahlengang) ineinander verschachtelt. Die zur Beleuchtung des Informationsträgers dienende Lichtquelle wird mit Hilfe eines Objektives, eines Drchspiegels und eines Ringspicgels auf den Informationsträger abgebildet. Die Abbildung der Information auf einem \uswerterastet erfolgt dann mit dem gleichen Drehspiegel und Objektiv wie bei der Beleuchtung, wobei nur die Ausbrcilungsrichtting des Lichtes umgekehrt ist. In I-"i g. I ist ein derartiger Strahlengang dargestellt. Die von der Lampe I erzeugten Beleuchtungsstrahlen 3 werden durch die Optik 2 in den Punkt Γ abgebildet.

Eine solche Zwischenabbildung ist nicht allgemein erforderlich, wohl jedoch in einigen der folgenden Ausführungsbeispielen. In einigen der nachfolgenden Fällen ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daß man das Bild I' 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 Strahllingsbelastung des Trägers begrenzt wird.

Die Beleuchtungsstrahlen 3 laufen in F i g. I über eine

Umlcnkeinheit 4. deren Aufbau weiter unten noch ι ι „:u„_ ,_:„ ...;,λ r\-, a:\A t· A~_r ■ -,~,~„

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 genannter Erfindung wahlweise eine ringförmig um den Zylinder angeordnete Lichtquelle vorgeschlagen oder ein gebündelter Lichtstrahl, der über einen v.weiten, am freien Ende der Welle angebrachten Drehspiegel und zwei Ringspiegel mit je 90" Strahlablenkung von außen durch einen Schlitz im Hohlzylinder auf das Speichermedium geleitet wird. Wegen Hitzeentwicklung und hoher Strahlungsbelastung des Films ist die erstgenannte Lösung unvorteilhaft. Die zweite Lösung führt aufgrund von Abbildungsfehlern zu Schwierigkeiten, vor allem lassen sich keine hohen Strahlungsdichten erreichen, wie sie zur Ansteuerung des Empfängerrasters notwendig sind.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, in Erweiterung der oben genannten Erfin- _φ dung Möglichkeiten der Strahlenführung anzugeben, die die genannten Nachteile vermeiden und weitere Vorteile für Auslegung und Betrieb des optischen Bandspeichers mit sich bringen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst 1 wird dann durch das Objektiv 5 über den Drehspiegel 6 und den Ringspiegel 9 auf den Informationsträger 8 abgebildet. Die Beleuchtungsstrahlen müssen auf dem Weg zum Hohlspiegel den Informationsträger passieren. Trotz der Lichtschwächung beim Durchlauf durch den Informationsträger ist bei dieser Strahlenführung eine wesentlich höhere Leuchtdiode erreichbar als bei den früher angegebenen Lösungen. |e nach Stellune 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 äquatorialen Kugelsegments 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 IZ 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 Umlenkeinrichtung 4 und die Korrektureinrichtung 11 passieren, die beide weiter unten im einzelnen behandelt

werden.

|e nach der Lage, die das Bild I' der Lampe 1 relativ /um Objektiv 5 einnimmt, läßt sich nach bekannten optischen Gesetzen der Krümmungsradius des Ringhohlspiegels 9 berechnen, den man benötigt, damit der F^:okus 1" der Beleuchtungsstrahlen auf den Informationsträger 8 zu liegen kommt.

In e'~em Sonderfall hat das Bild I der Lampe 1 (bzw. diese selbst) den gleichen Abstand vom Objektiv 5 wie das Empfängerraster 12 (F'ig. 2). Hier ergibt sich, daß Kadius des Hohlzylinders und Radius des Ringspiegels gleich sein müssen, d. h. die .Spiegeloberfläche liegt im Fokus der Bcleuchiiingsstrahlen möglichst dicht beim Informationsträger. Da cm im Fokus gelegenes Abbildungselemenl den Strahlengang in erster Ordnung nicht beeinflußt, kann man in diesem Fall darauf verzichten, dem Ringspiegel die Form eines Kugclscgmentes zu geben lirei vorteilhafte Abwandlungen seien zu dieser F i g. 2 ais Ausführiingsbeispiclc genannt:

Der Ringspiegel hat die Form eines Zylinderspiegels 9, der in den llohlzylinder 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 Seite 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 einen! anderen Sonderfall wird das Bild I' der Lampe I wie z.B. in F i g. 22 in den vorderen Brennpunkt des Objektivs 5 abgebildet Der Beleuchtungsstrahlengang 3 von Objektiv 5 über Drehspiegel 6 bis zum Kinghohlspiegel 9 ist dann parallel, und um eine Abbildung durch den Ringhohlspiegel 9 auf dem Informationsträger zu erreichen, muß der Krümmungsradius des Ringhohlspiegels gerade doppelt so groß sein wie der Abstand des Informationsträgers von der Achse des Hohlzylinders 7.

Da bei einem vorgegebenen Objektiv die Güte der Abbildung von dem gewählten Objektabstand abhängt und auch der sphärische Fehler des Ringhohlspiegels zu strahlengang 3 durch einen kleinen Spiegel 18 umgelenkt wird, während der Auslesestrahlengang 10 durch diesen Spiegel 18 und seine Flalterung geringfügig geschwächt weiterläuft. Der Spiegel 18, dessen Lage mit dem Bild Γ der Lichtquelle ! zusammenfallen sollte, kann auf verschiedene Art gehaltert werden.

Der Spiegel 18 ist gemäß F i g. 4 auf einem durchsichtigen Träger 17, /. B. Glas oder Quarz, aufgedampft. Die schräg im Strahlengang liegende Trägerplatte verursacht allerdings einen leichten Astigmatismu der Abbildung.

Der Spiegel 20 ist, wie in F i g. 5 dargestellt, auf einen schräg angeschnittenen Stab 19 aufgedampft und dieser wird auf einer transparenten planparallelen Platte 21 gehalten, die senkrecht zur Suahlenrichtung steht und durch die Schichten 22 entspiegclt sein kann.

Die Umlcnkeinheii ist entsprechend F i g. 6 ein .Spiegelprisma, das sich aus zwei Teilprismen 24 und 25 zusammensetzt. Auf eines der 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 F.ntspiegelungsschichten 26 versehen.

Der Spiegel 27 wird gemäß F i g. 7 durch dünne Stäbe oder Drähte 28. die den Strahlengang nur wenig beeinflussen, an der Aiißenhalterung 29 befestigt.

Liest man mehrere Aufzeichnungsspuren gleichzeitig aus. so bewirkt die rotierende Bewegung des Drehspiegels 6 eine Rotation der Abbildung der Aufzeichnungsspuren auf dem Kmpfängerraster 12. Line 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 Drehspiegeis 6 laufen muß. Im folgenden werden drei weitere Vorschläge zur Ausführung dieses Korrekturgliedes gemacht.

Im ersten Fall wird ein Prismenaufbau nach König verwendet (F i g. 8). Dieses Umkehrprisma 30 setzt sich aus zwei Teilen 31 und 32 zusammen. Zum Auswuchten der Anordnung gegenüber Drehung kann ein Zusatzteil

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vorteilhaft sein, den Abstand zwischen Bild Γ und Objektiv 5 nach diesen Gesichtspunkten zu optimieren. Ansonsten kann die Lage des Bildes Γ in beliebigem Absland 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. Empfängerraster 12 sind vertauschbar.

In einer weiteren Ausführung der Umlenkeinrichtung wird ein Spiegel 13 mit einem zentrischen Loch 14 verwendet (F i g. 3). Dieser Spiegel wird so angeordnet daß das Loch 14 mit dem Bild Γ der Lichtquelle 1 zusammenfällt. Dann läßt sich der Beleuchtungsstrahlengang 3 durch ein relativ kleines Loch hindurchführen und der Auslesestrahlengang 10, der durch den Spiegel 13. bestehend aus Träger 15 und eigentlichem Spiegel 16. umgelenkt wird, wird nur geringfügig geschwächt

Eine ähnliche Anordnung zeigt die F i g. 4, bei der nur Beleuchtungsstrahlengang 3 und Auslesestrahlengang 10 vertauscht sind, da in diesem Fall der Beleuchtungs-34, 35, 36 so anzuordnen, daß das Licht Totalreflexion erleidet. Wenn dies nicht vorteilhaft erscheint, können diese Flächen von außen verspiegelt werden. Es ist zweckmäßig, die Endflächen 37 und 38 zu entspiegeln. Das Prisma ist auf der Motorachse 39 befestigt, die für den Durchtritt des Auslesestrahles 10 durchbohrt ist. Die Motorachse 39 kann in bezug auf die Ausbreitungsrichtung des Auslesestrahles 10 sowohl vor (F i g. 8) wie auch hinter dem Umlenkprisma 30 (F i g. 9) angeordnet sein. In letzterem Fall ist es vorteilhaft, das Empfängerrast»r 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 berührungsfrei in die Hohlachse des Motors hineinragen oder mit einem Kugellager zentriert werden.

Bei der zweiten Anordnung (F i g. 10) wird ein rechtwinkliges Dachkantenprisma 40 zur Aufhebung der Rotation verwendet Das Dachkantprisma 40 ist durch die Halterung 41 mit der Motorachse 42 verbunden, die in diesem Fall nicht durchbohrt zu sein braucht Durch die 90"-Kante des Prismas 40 wird der

Auslesestrahl 10 in sich selbst reflektiert. Fig. 10 zeigt «in Beispiel mit gleichschenkligem Prisma, bei dem die Dachkante mit der Rotationsachse zusammenfällt. Die Entkopplung erfolgt in der gleichen Weise wie bei der Kopplung bzw. Entkopplung von Beleuchtungsstrahl ynd Auslesestrahl durch halbdurchlässigen Spiegel, Spiegel mit Loch oder kleinem Spiegel. In Fig. 10 wurde ein Spiesrel 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 Auslesestrahls 10 groü gegenüber dem Loch 44 ist, so daD der Verlust am Loch 44 geringfügig ist. Auf der anderen Seite sollte der Abstand nicht zu groß werden, damit das Prisma 40 klein gehalten werden kann, was wegen der auftretenden Fliehkräfte vorteilhaft ist.

Bei der dritten Anordnung (Fig. II) wird ein Dachkantenprisma 45 verwendet, ähnlich dem der zweiten Anordnung. Die Dachkante wird jedoch so weit aus der Rotationsachse 47 verschoben, dali sie nicht mehr von Auslesestrahlen getroffen wird. Außerdem sind die Dachflächen gegenseitig unter einem Winkel geneigt, der etwas verschieden ist von 90°, in der Weise, daß die reflektierten Strahlen 48, die nun 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, derart, daß die Flächennormale der Bildebene um die Strahlenachse 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.

Außer der. Möglichkeiten zur Strahlentkopplung, wie sie bereits für Jas gleichschenkelig-rechtwinklige Prisma genannt wurden, bietet sich hier die in Fig. 12 dargestellte Möglichkeit an. Ein Planspiegel 49 mit einer genügend großen Aussparung 50, die die einfallenden Strahlen 10 ungeschwächt durchläßt, ist unter einem Winkel schräg zum Strahlengang angebracht, und zwar an einer Stelle nahe vor dem Prisma, wo keine Überlappung zwischen einfallenden Strahlen 10 und rpf|plftii»rtpn ^trahUn 48 a.j7>riii_ Π·~ A¹JiC^Sr^-Jr;" 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 Beleuchtungsstrahl und dem Auslesestrahl gekoppelt werden.

Die Einkopplung der Schreibstrahlen 51 geschieht in tinfachster Weise mit einem dielektrischen Spiegel 52, dessen dielektrische Schicht 53 für den Schreibstrahl 51 reflektierend wirkt, für den Beleuchtungsstrahl 3 und Auslesestrahl 10 aber durchsichtig ist wie in Fig. 13 oder umgekehrt, wenn die Strahlengänge vertauscht sind.

Der dielektrische Spiegel 52 kann in vorteilhafter Form auch als Spiegelprisma ausgeführt sein. Fig. 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit 90° Strahlablenkung. Das Spiegelprisma besteht aus zwei Teilprismen 54 und 55, dazwischen befindet sich die dielektrische Schicht 56. Bei dieser Ausführung ist der Spiegel selbst geschützt und der durch die schräge planparallele Platte auftretende Astigmatismus wird verhindert. Die Endflächen, die senkrecht zur Strahlachse der ein- bzw. ausfallenden Strahlen angeordnet sind, werden entweder für das Schreiblicht 51 oder das Beleuchtung^· und Ausleselicht 3 bzw. 10 entspiegelt (57 für Beleuchtungsund Ausleselicht, 58 für Schreiblicht, 59 für Schreiblicht oder Beleuchtungs- jnd Ausieselicht in F i g. 14).

Das Element für die Einkopplung der Schreibstrahlen kann beispielsweise zwischen Abbildungsoptik 2 und Umlenkeinrichtung 4 (F ig. 22), zwischen Korrektureinheit 11 und Umlenkeinheit 14 (Fig. 16), zwischen Umlenkeinheit 4 und Objektiv 5 (Fig. 13) oder auch zwischen Objektiv 5 und Drehspiegel 6 (Fig. 15) angeordnet werden. Die letztgenannte Anordnung hat den Vorteil, daß jedes Objektiv (5 und 5') speziell für die Strahlung entspiegelt werden kann, von der es durchlaufen wird. Außer in diesem letztgenannten Fall dient das Objektiv 5 sowohl /um Schreiben als auch zum Lesen als abbildendes Element, so daß hierbei besondere Anforderungen an die Optik gestellt werden müssen.

In der in F i g. 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 Sirahlenart entspiegelt. Die Einkopplung des Schreibstrahles erfolgt zwischen Optik 2 und Umlenkeinheit 4. Die Trägerplatte 17 für den kleinen Spiegel 18 ist dabei zusätzlich mit einer dielektrischen Schicht 76 versehen, die für den Schreibstrahl 51 reflektierend wirkt, für den Auslesestrahl 10 dagegen durchlässig ist. Zugleich wird der Weg des Schreibstrahles und derjenige des Beleuchtungsstrahles um etwa 90° 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 Fntkopplung. 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 Fig. 16 ergeben. Der Auslesestrahl 10 läuft durch das Loch 61 des Spiegels 60 auf das Empfängerraster 12, während der Schrvibstrahl

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mit geringen Verlusten durch den Spiegel 60 reflektiert

'ϊ wird. Derselbe Zweck wird mit einem kleinen Spiegel in einer sinngemäß geänderten Anordnung erreicht.

Die Brennweite für die Schreibstrahlen ist kleiner als die für die Auslesestrahlen. In diesem Fall kann vorteilhaft eine Anordnung entsprechend der Fig. 17

in verwendet werden. Der Schreibstrahl 51 läuft in diesem Fall durch das Loch 63 des Spiegels 62. Es ist voreilhaft, das Loch 63 in seinem Durchmesser genau dem Durchmesser des Schreibstrahls anzupassen, 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 verwendet In der F i g. 19 laufen durch das Loch 63 des Spiegels 62 sowohl der Schreibstrahl 51 wie auch der durch das Dachkantprisma 40 reflektierte Auslesestrahl 10. Dieser wurde vorher bei genügend großem Querschnitt durch den Spiegel 62 reflektiert Die Störung durch das Loch 6a v-st dann nur geringfügig. Anordnungen, die denen in Fig. 17 und 19 äquivalent sind, jedoch einen kleinen Spiegel 64 statt eines Spiegels mit Loch aufweisen, sind

in den Fig. 18 und 20 dargestellt. Im FaII der Fig. 18 kann der Spiegel 64 so klein gemacht werden, daß er als Raumfilter für störende Anteile der Schreibstrahlung . «nt. Im Fall der Fig. 20 wird der kleine Spiegel von beiden Seiten benutzt wie auch in Fig. 21, wc ein kleines Prisma 65 verwendet wird, mit ebenen Ein- und Austrittsflächen für die Auslesestrahlen und verspiegeller Fläche 66. Auch im Fall der beidseitigen Benutzung des Spiegels ist räumliche Filterung zu erreichen, wenn •uf der Seite, auf die die Schreibstrahlen auftreffen, die Bereiche, an denen keine Reflexion erwünscht ist, mit einer absorbierenden Schicht 67 verdeckt werden.

Aufgrund der gemeinsamen Strahlenführung von Schreib-, Beleuchtungs- und Auslesestrahlen ergibt sich, daß der Ort auf dam Film, an dem die Schreibstrahlen auftreffen, sich immer im Zentrum der beleuchteten Zone befindet und außerdem das Bild der beleuchteten 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. Zur Erläuterung dient F i g. 23, in der schematisch das Empfängerraster 72 dargestellt ist mit dem darauf projizierten Bild 68 des Informationsträgers. Die Information ist entlang der Spuren a —eaufgezeichnet, 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 Punktes 70 liegt gegenüber dem Empfängerraster 72 nur dann völlig fest, wenn alle optischen Elemente, insbesondere die Einrichtung zur Rotationskorrektur, ideal und spielfrei justiert sind. Bei 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 angedeutet. Die erfindungsgemäße Lösung, die ein Kontrollesen ermöglicht, besteht darin, daß das Empfängerraster 72 so weit gegen den Punkt 70 in Richtung des Pfeils 71 versetzt wird, daß 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 wird eine sofortige Kontrolle ermöglicht.

Das Empfängerraster, das zur Abtastung des abgebildeten Informationsmusters dient, ist in einer vorteilhaften Ausführung aus Glasfasern zusammengesetzt, 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 hoher räumlicher Auflösung am Ort des Bildes mit der durch Photomultiplier erreichbaren hohen Empfindlichkeit zu kombinieren.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims (45)

Patentansprüche: 22 Π

1. Datenspeichersystem, bei dem als Speichermedium eine auf einen bandartigen Träger aufgebrachte Aufzeichnungssubstanz vorgesehen 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 in entlanggeführt werden und bei dem weiterhin ein vorzugsweise nur einen Spiegel aufweisendes Spiegelrad im Inneren des Hohlzylinders um eine parallel zur Mittelachse des Hohlzylinders liegende Drehachse drehbar angeordnet ist, wobei die π Spiegel des Spiegelrades mindestens zu den Zeiten, in denen sie von den Schreib- bzw. Auslesestrahlen getroffen werden, eine solche Neigung gegenüber der Drehachse einnehmen, daß die Schreib- b7w. Auslesestrahlen von einer der Hohlzylinderstirnflächen her zu der Innenfläche des Hohlzylinders mit einem Auftreffwinkel von im wesentlichen 90° bzw. timgekehrt geführt werden, nach Hauptpatent !9 38 790, dadurch gekennzeichnet, daß optische Mittel zur Einkopplung der Auslesestrahlen 2~> und gegebenenfalls der Schreibstrahlen in den über das Spiegelrad zur Aufzeichnuhgssubstanz hinführenden Strahlengang vorgesehen sind, daß die Auslesestrahlen durch reflektierende Mittel hinter der Aufzeichnungssubstanz in ihrer Ausbreitungs- m richtung umgekehrt werden und daß weitere optische Mitte· zur Auskopplung der durch die Aufzeichnungssubstanz moduli* ten Auslesestrahlen voii den unmodulieren Auslesestrahlen und gegebenenfalls den Schreibbtrah¹ ;i aus dem über » das Spiegelrad zurückgeführten Strahlengang vorgesehen sind.

2. Datenspeichersystem nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß zur Umkehr der Ausbreitungsrichtung der Auslesestrahlen ein Ringspiegel vorge- ■»< > sehen ist.

3. Datenspeichersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspiegel ein Ringhohl spiegel ist, dessen Krümmungsmittelpunkt mit dem Schnittpunkt von Drehachse und Oberfläche des ⁴> Drehspiegels zusammenfällt.

4. Datenspeichersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspiegel nahezu mit der Lage des Informationsträgers zusammenfällt und die Form eines Zylinderspiegels aufweist. '>"

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

6. Datenspeichersystem nach Anspruch I. dadurch ">■> gekennzeichnet, daß zur Umkehr der Ausbreitungs richtung der Auslesestrahlen eine reflektierende Schicht vorgesehen ist. die auf der Rückseite des Informationsträgers aufgebracht ist.

7 Datenspeichersystem nach Anspruch !.dadurch ^Wl fekennzeichnet, daß air Umkehr der Ausbreitung^· richtung der Auslesestrahlen eine reflektierende Schicht vorgesehen ist, die in den Informationsträger, vorzugsweise zwischen Trägerschicht und Aufzeichnungssubstanz, eingebracht ist. '"

8. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet. daß die zur Erzeugung der Auslesestrahlen erforderliche Beleuchtungsquelle zwischenabgebildet wird und daß das Zwischenbild vor dem abbildenden Objekt liegt.

9. Datenspeichersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenbild durch eine Blende so beschnitten ist, daß auf dem Informationsträger nur der Bereich zum Auslesen beleuchtet wird, der für die Abbildung der Information notwendig ist.

10. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung von unmodulierten und modulierten Auslesestrahlen ein halbdurchlässiger ebener Spiegel unter einem Winkel schräg zur Stranlrichtung vorgesehen 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 Entkopp'iing 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 '.2, 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 planparallekn Platte gehaltert ist. die senkrecht zur Strahlrichtung steht.

15. Datenspeichersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Spiegel Teil eines Spiegelprismas ist. dessen Ein- und Austrittsflächen senkrecht zur Achse der jeweils durchtretenden Strahlen stehen.

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

17. Dalenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß optische Mittel zur Korrektur Her beim Auslesen der Daten auftretenden Bildrotation vorgesehen sind.

18. Datenspeichersystem nach Anspruch 17. dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur der Bildrotation ein Prisma nach König vorgesehen ist. das auf einem Motor mit durchbohrter Achse angebracht ist, wobei der Motor vor dem Prisma in Richtung der Auslesestrahlen liegt.

19. Datenspcichersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur der Bildroiation ein Prisma nach König verwendet wird, das auf einem Motor mil 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 aus- und einlaufende Strahlen entkoppelt werden.

21. Datenspeichersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur der Bildrotation ein Dachkantprisma vorgesehen ist, dessen Kante so weit gegen die Rotationsachse versefzt ist, daß sie nicht mehr von den Auslesestrahlen getroffen wird, und dessen Kantenwinkel so weit von 90° verschieden ist, daß die aus der Rotationsachse herausreflektierten Strahlen unter einem kleinen Winkel auf die Achse zurückfokussiert werden, so daß die Bildqualität durch die Bewegung der Bildebene gegenüber der Rotationsachse nicht wesentlich verschlechtert wird, und daß ein- und auslaufende Strahlen entkoppelt werden.

22. Datenspeichersystem nach den Ansprüchen 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplung von ein- und auslaufenden Strahlen durch einen halbdurchlässigen Spiegel, einen Spiegel mit Loch oder einen kleinen Spiegel erfolgt.

23. Datenspeichersystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dab 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. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung der unmodulierten und modulierten Auslesestrahlen und zur Entkopplung der vom Dachkantprisma reflektierten Strahlen dasselbe Entkopplungsglied vorgesehen '.si.

25. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der An.»irüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die rotationskorrigierten Auslesestrahlen einem räumlich feststehenden Empfängerraster zugeführt werden.

26. Datenspeichersystem nach Anspruch 25. dadurch gekennzeichnet, daß das Empfängerraster aus Glasfasern zusammengesetzt st, die einzeln oder in Gruppen zu photoelektrischen Empfängern geleitet werden.

27. Datenspeichersystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichne: daß die Glasfasern rechteckig sind.

28. Datenspeichersyscm nach Anspruch 2b. dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger Photomultiplier sind.

29. Datenspeichirsysiem nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 28. dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur der Bildrotation ein korrigierendes optisches Elemen« verwendet wird, das vor dem Motor in Richtung der Auslesestrahlen liegt und deren Ausbreitungsrichtung nicht umkehrt, Wobei das Empfängerraster in die hohle Motoraehse hineingesteckt wird.

30. Datenspeichersystem nach einem oder mphreren der Ansprüche I bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslesestrahlengang mit dem Schreibstrahlengang gekoppelt ist, wobei zur Fokussierung beider Strahlengänge auf den Informationsträger verschiedene Objektive benutzt werden.

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

32. Datenspeichersystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsfehler des für die Schreib- und Auslesestrahlen gemeinsam verwerteten Objektivs durch Zusatzlinsen korrigiert werden, die an solchen Stellen im Schreib- oder Strahlengang angebracht sind, an denen die beiden Strahlengänge voneinander getrennt sind, und daß diese Zusatzlinsen für die jeweilige Strahlenart entspiegelt sind.

33. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung von Auslese- und Schreibstrahlen durch einen dielektrischen Spiegel erfolgt, der unter einem Winkel schräg zum Strahlengang aufgestellt ist und für das Schreiblicht undun'nlässig, 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- u,id Austrittsflächen senkrecht zur Achse der jeweils hindurchtretenden Lichtstrahlen stehen.

35. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang der Schreib- und Auslesestrahlen 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.

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

37. Datenspeichersystem nach Anspruch 36. dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplung von Auslesestrahlen und Schreibstrahlen mit Hi!^ce eines Spiegels mit Loch oder eines kleirsn Spiegels erfolgt.

38. Datenspeichersystem nach Anspruch 31 und 32. dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite des Objektivs für das Ausleselicht größer als für das Schreiblicht ist.

39. Datenspeichersystem nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplung von Auslesestrahlen und Sciireibstrahlen mit Hilfe eines Spiegels mit Loch oder eines kleinen Spiegels erfolgt.

40. Datenspeichersystem nach Anspruch 39. dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Lochs im Spiegel bzw. der des kleinen Spiegels mit dem Durchmesse· des Schreibstrahls übereinstimmen und deshalb als räumliches Filter wirken und störendes Streulieht entfernen.

41. Datenspeichersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung der vom Dachkantprisma reflektierten Strah'en und zur Entkopplung von Auslese- und Schreibstrahlen dasselbe Entkopplungsglied benutzt wird.

42. DatensDeichersvstem nach Anspruch 41,

dadurch gekennzeichnet, daß als Entkopplungsglied ein halbdurchlässiger Spiegel, ein Spiegel mil Loch oder kleiner Spiegel verwendet wird.

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

44. Datenspeichersystem nach Anspruch 41. dadurch gekennzeichnet, daß als Entkopplungsglied ein kleiner Spiegel oder ein kleines Dreikantprisma verwendet wird und daß eine auf der Spiegelfläche aufgebrachte absorbierende Schicht zur räumlichen f-'iltcrung benutzt wird.

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