DE2833669C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Datenaufzeichnung auf einem lichtempfindlichen Träger, mit einem Lichtsender, mit einer diesem nachgeordneten, von den Daten beaufschlagten Lichtmodulationseinrichtung, mit einem Lichtleitfaser- Übertragungssystem und mit einem zwischen der Lichtmodulations­ einrichtung und dem Lichtfaserübertragungssystem angeordneten Lichtstrahlverteiler, der den Lichtstrahl nacheinander auf erste Enden verschiedener Lichtleitfasern des Lichtleitfaser- Übertragungssystems verteilt, dessen zweite Enden dem licht­ empfindlichen Träger zugewandt sind.

Eine solche Vorrichtung ist beschrieben in der DE-AS 12 52 914. Dort geht es um ein Umformungssystem mit optischer Faser und einem relativ zum Umformungssystem oder -wandler ver­ schiebbaren Aufzeichnungsträger sowie eine Lichtquelle.

Dort ist jedoch beim Umformungssystem ein Spiegelgalvanometer vorgesehen, welches proportional zur Amplitude des seismischen Signals ablenkt. Dieses abgelenkte durch einen Lichtstrahl gebildete Bündel durchsetzt ein Codierungsband, dessen Perforationen derart angeordnet sind, daß sie das Lichtsignal in binäre Form umsetzen. Die aus den verschiedenen Perforationen stammenden Lichtbündel werden durch optische Fasern auf den Auf­ zeichnungsträger gelenkt. Die erhaltene optische Aufzeichnung besteht aus einer Gruppe von über eine Aufzeichnungsfläche ver­ teilten Punkten, welche ein ausgesandtes Signal durch einen einzigen Wandler umsetzen. Für den Fall, daß mehrere vorhanden sind, müssen mehrere der vorhergehenden Einrichtungen ver­ wendet werden, um sie optisch umzuwandeln oder umzusetzen.

Bei vielen Geräten zur Datenaufzeichnung ist man nach Art des Aufzeichnungsträgers, dessen physikalischen Aufzeichnungs­ prinzips, der Vorschubsteuerung des Aufzeichnungsträgers be­ züglich eines Signalwandlers und nach Art der Umsetzung der Daten in Zeilen und Seiten des Trägers beschränkt. Die Auf­ zeichnungsvorrichtungen sind im allgemeinen sehr spezialisiert und meist nur für den Anwendungsfall (DE-AS 12 52 914) brauch­ bar, für den sie entworfen sind. Dieser Nachteil beruht zumeist darauf, daß die Aufteilung in Zeilen und Seiten sehr starr ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung soll für verschiedene An­ wendungsfälle brauchbar sein, beispielsweise die Darstellung von Bildern eines Schall- oder Funkempfängers, die optische Darstellung seismischer Daten nach den Verfahren variabler Dichte, Fläche oder Ausdehnung und ganz allgemein entsprechend der Vielkanalanzeige von Daten in einem Kontrollsystem eines industriellen Prozesses oder entsprechend der aufeinander­ folgenden Anzeige von Daten in einem kartesischen Koordinaten­ system.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß eine digitale Führungs­ schaltung vorgesehen ist, mit der die Belichtungszeit der ersten Enden der Lichtleitfasern in der Modulationseinrichtung modulierbar ist und mit der der Lichtstrahlverteiler und der Vorschub des Trägers gesteuert werden.

Vorzugsweise ist der Vorschub des Trägers bezüglich des Lichtleitfaserübertragungssystems ruckartig.

Die Verwendung digitaler Führungsmittel ergibt die Möglich­ keit, die aufzuzeichnende Information vorab seitenmäßig zu behandeln und Maßstabkorrekturen oder Vorfilterungen vorzunehmen, ehe die Informationen in einen Speicher und an­ schließend auf den Aufzeichnungsträger gelangen.

Es werden zur Reproduktion in Form optischer Aufzeichnungen elektrisch gespeicherte Signale verwendet. Erfindungsgemäß können diese elektrischen Signale Buchstaben sein oder Sonar­ bilder umsetzen. Sie können auch seismische Wellen darstellen, welche von einer Vielzahl von Empfängern, wie Hydrophonen, empfangen werden, die längs eines seismischen zu untersuchenden Profils verteilt angeordnet sind. Handelt es sich um Bilder, die beispielsweise durch ein Sonar erhalten wurden, so stellt jede Linie des Aufzeichnungsträgers ein schmales Band des Erdbodens unter dem Meer dar; die Nebeneinanderanordnungen dieser Bänder ermöglichen es, eine Wiedergabe des Bodens längs des von einem Schiff erfolgten Weges zu erhalten.

In allen Fällen wird die Intensität des optisch umzusetzenden Signals umgesetzt durch eine proportionale Veränderung der Intensität des aus dem Modulator austretenden Lichtbündels, wobei das optische Faserumsetzsystem beaufschlagt wird und das modulierte Bündel an der Stelle des dem modulierenden Signal zugeordneten Aufzeichnungsträgers anliegt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein allgemeines Schema einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zur Datenaufzeichnung und

Fig. 2 zeigt die digitale Führungsschaltung aus der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Das Aufzeichnungssystem gemäß Fig. 1 enthält ein Lichtleitfaser-Übertragungs- bzw. Transformationssystem 1, das aus einem oder mehreren Bündeln 2 von in Reihe nebeneinanderliegenden Licht­ leitfasern besteht. An einem Ende sind die Fasern des Bündels entlang einer geraden Zeile angeordnet, während ihre Achsen am anderen Ende auf einem Kreis liegen, derart, daß die beiden äußersten Fasern der geraden Zeile sich auf dem Kreis berühren. Vor dem kreisförmigen Ende des Bündels 2 ist eine Abtastlicht­ leitfaser 3 angeordnet, deren erstes Ende koaxial zu einer Drehachse liegt, deren Verlängerung durch den Mittelpunkt des von den zweiten Enden des Faserbündels gebildeten Kreises geht. Das zweite Ende dieser Faser überstreicht bei der Drehung um die Achse die kreisförmig angeordneten Stirnseiten des Bündels 2. Die Faser 3 wird durch einen Motor 4 um die Achse in Drehung versetzt.

Der Motor kann als Schrittschaltmotor ausgebildet sein, wenn die benötigte Abtastgeschwindigkeit verhältnismäßig niedrig ist, und ansonsten als Synchronmotor.

Die rotierende Abtast­ faser 3 könnte auch durch einen rotierenden Rahmen ersetzt sein, auf dem zwei Ablenkspiegel derart parallel zueinander und unter einem Winkel von 45° zur festen Strahlachse angebracht sind, daß der abgelenkte Lichtstrahl nacheinander die Stirnseiten der kreisförmig angeordneten Enden des Bündels 2 überstreicht.

Ein lichtempfindlicher Aufzeichnungsträger 23, der beispielsweise nach dem trockenen Wärmeverfahren entwickelt wird, befindet sich vor den entlang einer Zeile angeordneten zweiten Enden des Faserbündels 2 und wird durch nicht darge­ stellte Antriebsmittel in aufeinanderfolgenden Schritten P entlang einer senkrecht zur Zeilenrichtung liegenden Richtung angetrieben.

In der rückwärtigen Verlängerung der Achse des Motors 4 befindet sich ein Lichtsender 24, beispielsweise ein Laser­ sender. Der von diesem Lasersender ausgesandte Lichtstrahl wird in einer Lichtmodulationseinrichtung bzw. in einem Modulator 5 gemäß den aufzuzeichnenden Daten mehr oder weniger lang auf den Abtastlichtleiter 3 weiterge­ leitet. Der Lichtstrahl gelangt dann von der Abtastfaser nach­ einander an die verschiedenen kreisförmig angeordneten Enden des Bündels 2 und somit an die einzelnen Punkte einer Zeile des Aufzeichnungsträgers 23. Die Punktauflösung einer Zeile ergibt sich aus der linearen Dichte der Lichtleitfasern auf der Zeile.

Der Modulator 5 besitzt beispielsweise ein Schalt­ element, das den Lichtstrahl abwechselnd an die Abtastfaser 3 weiterleitet bzw. blockiert. Der Modulator 5 wird von einem Synchronisationsorgan 6 gesteuert, welches wiederum von Naht­ impulsen DT des Motors 4 gesteuert wird und Synchronisations­ impulse H an den Motor liefert. Der Lichtmodulator ist an eine Datenerfassungskette angeschlossen, die ein für jede An­ wendung spezifisches Zwischenglied 7 besitzt und im vorlie­ gend beschriebenen Beispiel ein Multiplexorgan 8 für Analog­ signale S _i in Verbindung mit einem Analog-Digital-Wandler 9 besitzt, in dem die multiplexierten Signale in digitalisierte Abtastproben umgewandelt werden. Der Wandler 9 liefert die digitalen Signale an einen Speicher 21, der den Lichtmodulator 5 beschickt.

Der Speicher 21 ist an ein Datenverarbeitungsgerät 22 bekannter Art angeschlossen, das mit den gespeicherten Daten verschiedene Korrekturoperationen und Zeilen- und Seiten­ ordnungsoperationen durchführt, damit die Daten an die gewünschte Aufzeichnungsart angepaßt werden. Diese verschiedenen Opera­ tionen können entweder in Echtzeitbetrieb oder zeitverschoben ausgeführt werden. Die so behandelten Daten werden anschließend wieder in den Speicher 21 eingeschrieben.

Der Synchronbetrieb des Verbindungsglieds 7, des Speichers 21 und des Lichtmodulators 5 wird durch Synchronisations­ signale S ₁ gesteuert, die aus dem Synchronisierorgan 6 stammen.

Dieses Organ ist in Fig. 2 im einzelnen dargestellt und enthält einen Taktgeber 10, dessen Taktimpulse h einen Grundtakt bilden.

Der Oszillator 10 ist an zwei Zählketten angeschlossen. Die erste Kette umfaßt einen Zähler 11, in dem Impulsfolgen einer Wiederholperiode K ₁ erzeugt werden, und einen dazu in Serie liegenden Zähler 12, der die Ausgangsimpulse des Zählers 11 durch einen Wert K ₂ teilt und daraus Impulse H bildet. Diese Impulse H bewirken das Fortschreiten des Motors 4 (Fig. 1).

Die zweite Zählkette umfaßt einen dritten Zähler 13, der die Taktimpulse h Modulo K ₃ zählt und diesem nachgeschaltet einen vierten Zähler 14 Modulo K ₄. An den Ausgängen dieses Zählers 14 verfügt man über die Steuersignale S ₁ des Verbin­ dungsglieds 7 (Fig. 1) für die Tastung der Analogsignale und ihre Einspeicherung in den Speicher 21 sowie über Impulse S ₂ sehr niedriger Frequenz, mit denen ein nicht dargestelltes Anregungsorgan gesteuert wird zur Aussendung von Signalen, deren Echos dann aufgezeichnet werden. Falls die Vorrichtung allgemein für die Echographie verwendet wird, und insbesondere für seismische Messungen, wird das Anregungsorgan von einem Sender für akustische oder seismische Wellen gebildet.

Die parallelen Ausgänge des Zählers 11 sind mit ersten Eingängen eines Komparators 15 verbunden, dessen zweite Eingänge an Parallelausgänge eines Registers R angeschlossen sind. In dieses Register werden die nacheinander aus dem Speicher 21 entnommenen Wörter übertragen.

Ein Zähler 16, der als Rückwärtszähler wirkt, wird mit Rückwärtszählimpulsen über ein UND-Glied 17 gespeist. Ein Eingang dieses Gliedes 17 ist an den Ausgang des Zählers 16 angeschlossen, an dem die Übertragungsimpulse anstehen. Der andere Eingang des Gliedes 17 wird mit dem Signal DT beaufschlagt, das bei jeder Umdrehung der Abtastfaser 3 als Nahtimpuls geliefert wird.

Der Ausgang des UND-Gliedes 17 ist außerdem an einen der beiden Eingänge eines ODER-Glieds 18 angeschlossen, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Komparators 15 verbunden ist. Der Ausgang des ODER-Glieds 18 ist an einen ersten Ein­ gang einer bistabilen Kippstufe 19 angeschlossen, deren an­ derer Eingang mit dem Ausgang des Zählers 11 verbunden ist. An einem der Ausgänge der Kippstufe 19 ist das Steuersignal CM des Lichtmodulators 5 (Fig. 1) verfügbar.

Das Signal S ₂, das vom Zähler 14 geliefert wird, ge­ langt an einen Eingang eines UND-Glieds 20, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Taktgebers 10 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Glieds 20 ist an die Zähler 11, 12, 13, 14 und 16 angeschlossen und liefert an diese ein Signal INIT zur Rückstellung der Zähler in einen vorgegebenen Anfangs­ zustand nach jeder Umdrehung des Motors 4.

Der Wert K ₂, der den Teilerfaktor des Zählers 12 bestimmt, wird vorzugsweise gleich der Anzahl der Fasern des Bündels 2 gewählt. Jede Umdrehung des Motors 4 (Fig. 1) zwischen zwei Nahtimpulsen DT wird in eine Anzahl K ₂ von Einzelperioden T unterteilt. In jeder Einzelperiode wird ein Speicherwort in das Register R übertragen.

Jede Einzelperiode T definiert den Zeitraum, während dessen das freie Ende der Abtastfaser 3 eine einzelne Faser des Bündels 2 überstreicht. Diese Einzelperiode wird vom Zähler 11 in K ₁ gleiche Intervalle der Dauer t unterteilt.

Die Beleuchtungsdauer jeder Faser des Bündels 2 ist gleich der Dauer eines Impulses CM, der von der Kippstufe 19 geliefert wird. Diese Kippstufe wird nacheinander von jedem vom Zähler 11 erzeugten Impuls eingeschaltet und wieder ausgeschaltet, wenn der Komparator 15 Gleichheit zwischen dem Inhalt des Zählers 11 und des Registers R feststellt. Die Belichtungszeit Nt jeder Faser wird wesentlich geringer als die Zeitdauer T gewählt. Um möglichst gut die Achse der Abtastfaser bezüglich der Achse der gerade zu beleuchtenden Faser des Bündels 2 zu zentrieren und um die Bildunschärfe zu reduzieren, d. h. die Übertragung von der Abtastfaser an mehrere benachbarte Fasern, wird der Zähler 11 auf einen Zählwert K ₁-N ₀ eingestellt, wobei N ₀ ein vorgegebener Festwert ist. Auf diese Weise liegt der Beginn des Lichtim­ pulses zu einem Zeitpunkt, wenn der Lichtstrahl nicht mehr in der Nähe der Grenze zur Nachbarfaser liegt, so daß ein unerwünschtes Bestrahlen der Nachbarfasern ausgeschlossen ist.

Wenn die Wiederholperiode der aufzuzeichnenden Signale (beispielsweise 1 Sekunde) größer als die Dauer einer Umdrehung des Motors ist (z. B. 10 ms), kann man eine Informa­ tion auf eine gewisse Anzahl M von Aufzeichnungszeilen über­ tragen, die einen Abstand gemäß dem Vorschubschritt des Auf­ zeichnungsträgers besitzen. Hierzu wird der gewählte Wert M als Vorwahl in den Zähler 16 eingeschrieben, sobald das pe­ riodische Signal INIT auftritt. Wenn dann beim Rückwärts­ zählen der Zähler 16 durch Null geht, sperrt er das UND-Glied 17 und schaltet die Kippstufe 19 um, wodurch der Lichtstrahl im Modulator 5 unterbrochen wird.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Datenaufzeichnung auf einem licht­ empfindlichen Träger, mit einem Lichtsender, mit einer diesem nachgeordneten, von den Daten beaufschlagten Lichtmodulationseinrichtung, mit einem Lichtleit­ faser-Übertragungssystem und mit einem zwischen der Lichtmodulationseinrichtung und dem Lichtleitfaser- Übertragungssystem angeordneten Lichtstrahlverteiler, der den Lichtstrahl nacheinander auf erste Enden ver­ schiedener Lichtleitfasern des Lichtleitfaserüber­ tragungssystems verteilt, dessen zweite Enden dem licht­ empfindlichen Träger zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine digitale Führungsschaltung vor­ gesehen ist, mit der die Belichtungszeit der ersten Enden der Lichtleitfasern (1) in der Modulationsein­ richtung (5) modulierbar ist und mit der der Lichtstrahl­ verteiler und der Vorschub des Trägers (23) gesteuert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lichtstrahlverteiler eine rotierende Lichtleitfaser (3) aufweist, und daß die digitale Führungs­ schaltung ein Schaltelement (19) und Steuermittel derart aufweist, daß das Schaltelement jeweils abhängig von den auf­ zuzeichnenden Daten umgeschaltet wird, welche in einem Speicher (21) enthalten sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die rotierende Lichtleitfaser (3) einem Drehantrieb (4) zugeordnet ist, der Bezugssignale (DT) für die Steuerung des Schaltelements liefert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltelement einem Vergleichselement (15) zugeordnet ist, das die nacheinander aus dem Speicher (21) entnommenen Werte mit dem Zählzustand eines von einem Taktgeber (10) beaufschlagten Zählers (11) vergleicht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Taktgeber auf zwei Zählketten (11, 12 bzw. 13, 14) einwirkt, die Synchronisationssignale unter­ schiedlicher Frequenz liefern und die von den von dem Drehan­ trieb (4) der rotierenden Lichtleitfaser (3) gelieferten Bezugssignalen gesteuert werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Steuerung des Schaltelements (19) Steuersignale dann erzeugt werden, wenn die rotierende Lichtleit­ faser (3) vor einer Lichtleitfaser des Lichtleitfaser-Übertragungssystems ankommt, und daß diese Steuersignale höchstens solange andauern, wie die rotierende Lichtleitfaser im Einzugsbereich der betreffenden Lichtleitfaser des Lichtleitfaser-Übertragungssystems bleibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 mit einem Analog/ Digital-Umwandler, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (10) mit der ersten Zählkette (11, 12), welche Synchronisationssignale für das Schaltelement (19) der Modulationseinrichung (5) erzeugt, und mit der zweiten Zählerkette (13, 14) zusammenwirkt, in der Synchronisations­ signale für den Analog/Digital-Umwandler (9) erzeugt werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Analog/Digital-Umwandler ein Multi­ plexer (8) vorgeschaltet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Speicher (21) mit einem Daten­ verarbeitungsgerät (22) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub des Trägers (23) bezüglich des Lichtfaser­ übertragungssystems (1) ruckartig erfolgt.