DE3025469C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufzeichnungseinrichtung mit einem Strahlengenerator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 geht die Erfin­ dung von einem Stand der Technik aus, wie er der DE-OS 27 55 575 zu entnehmen ist. Diese offenbart eine Aufzeich­ nungseinrichtung mit einem Strahlengenerator in Form einer Laserlichtquelle, aus deren Ausgangslichtstrahl mittels eines Ultraschallwandlers und einer Linsenanordnung mehrere, in einem vorbestimmten Abstand parallel verlaufende Strahlen erzeugt werden. Ein Modulator moduliert diese Lichtstrahlen unabhängig voneinander entsprechend einem aufzuzeichnenden Bild, wobei eine Ablenkeinrichtung das bildmäßig modulierte Lichtbündel zyklisch wiederholt zeilenweise über ein Auf­ zeichnungsmaterial lenkt. Der Beginn der zeilenweisen Modu­ lation der Strahlen wird bei einem der Ausführungsbeispiele mittels eines Strahlendetektors festgelegt, der außerhalb des Aufzeichnungsbereichs in der Strahlenablenkbahn angeord­ net ist.

Dadurch, daß bei dieser bekannten Aufzeichnungseinrichtung mit mehreren Strahlen aufgezeichnet wird, läßt sich die Auf­ zeichnungsgeschwindigkeit im Vergleich zu einer Einstrahl- Abtastung, wie sie beispielsweise aus der DE-AS 25 46 928 bekannt ist, beträchtlich erhöhen. Der Bildpunktabstand in Spaltenrichtung, der für eine hohe Auflösung möglichst klein sein sollte, kann jedoch nicht wie bei einer Einstrahl- Abtastung mittels der Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeich­ nungsmaterials beeinflußt werden, sondern hängt direkt vom Abstand der Aufzeichnungsstrahlen ab. Es hat sich jedoch gezeigt, daß einer Verkleinerung des Strahlenabstands Gren­ zen gesetzt sind, die u. a. auf die von einem Halbleiterlaser erzeugte Hitze sowie auf die Abbildungsfehler der Aufzeichnungsoptik zurückzuführen sind. Eine erhöhte Auflö­ sung bzw. eine Verringerung des Bildpunktabstands in Spal­ tenrichtung führt daher zu erheblichen technischen Problemen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufzeich­ nungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß die Auflösung in Spalteinrichtung vergrößerbar ist, ohne dadurch den technischen Aufwand we­ sentlich zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Dadurch, daß die von den parallelen Strahlen auf dem Auf­ zeichnungsmaterial erzeugte Lichtpunktreihe erfindungsgemäß bezüglich der zur Ablenkrichtung senkrechten Richtung um einen vorbestimmten Winkel geneigt ist, wird erreicht, daß sich der Bildpunktabstand entsprechend dem Neigungswinkel verringert. Da diese Vergrößerung der Auflösung ohne Verringerung des tatsächlichen Strahlenabstands erzielt wird, ist es möglich, die Strahlen in dem Abstand zu erzeu­ gen, der mit dem gegebenen Strahlengenerator problemlos rea­ lisierbar ist. Eine auf eine Neigung der Lichtpunktreihe zurückzuführende Bildverzerrung wird erfindungsgemäß mittels einer Synchronisiereinrichtung verhindert, die auf ein Erfassungssignal des Strahlendetektors hin dem Modulator Startsignale zuführt, die bezüglich des Erfassungssignals für jeden Strahl derart unterschiedlich verzögert sind, daß die Modulation aller Strahlen auf einer zur Ablenkrichtung senkrechten Randlinie des Aufzeichnungsmaterials beginnt. Da sich diese Synchronisiereinrichtung mit wenigen elektronischen Bausteinen realisieren läßt, wird die Erhö­ hung der Auflösung in Spaltenrichtung erfindungsgemäß mit äußerst geringem technischen Aufwand erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von bevorzugten Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1A und 1B Vorderansichten von Strahlanordnungen;

Fig. 2A eine perspektivische Ansicht einer Auf­ zeichnungseinrichtung;

Fig. 2B und 2C Draufsichten auf Lichtabschirmplatten;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Strahlerfassungs­ schaltung;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm, das ver­ schiedene in der Aufzeichnungseinrichtung auftretende Signale zeigt;

Fig. 5 und 6 Blockschaltbilder der Zeitsteuersignale erzeugenden Schaltung;

Fig. 7 ein Zeitdiagramm, das ver­ schiedene in der Aufzeichnungseinrichtung auftretende Signale zeigt;

Fig. 8 ein Blockschaltbild der Zeitsteuersignale erzeugenden Schaltung; und

Fig. 9 ein Blockschaltbild der Aufzeichnungsein­ richtung.

In Fig. 2A ist eine Ausführungsform der Aufzeichnungsein­ richtung gemäß der Erfindung dargestellt, welche folgende Teile aufweist: eine Lichtquelle 1, beispielsweise eine Halbleiter-Laseranordnung mit mehreren in einer Reihe ange­ ordneten Halbleiterlasern; eine Kondensorlinse 2, um die divergierenden Strahlen von der Lichtquelle in parallele Strahlen L 1 bis L 4 umzuwandeln; einen rotierenden Polygo­ nalspiegel 3 für Abtastbewegungen der parallelen Strahlen L 1 bis L 4 auf einer photoempfindlichen Trommel 5; eine F-R-Linse 4 zum Scharfeinstellen der von dem rotierenden Polygonalspiegel austretenden Abtaststrahlen auf der photo­ empfindlichen Trommel 5; einen Spiegel 6, der am Ende (start end) von Abtastzeilen angeordnet ist, um mehrere Abtast­ strahlen zu einem Strahlendetektor 7 zu leiten, und eine Lichtabschirmplatte 8, die vorgesehen ist, um ein genaues Feststellen der Strahllage oder -position zu ermöglichen.

Wenn der Strahl die Kante der Lichtabschirmplatte 8 über­ schreitet, wird der Strahlendetektor 7 plötzlich dem Strahl ausgesetzt, worauf er ein entsprechendes elektrisches Aus­ gangssignal, das durch einen Verstärker 10 verstärkt wird, wie in Fig. 3 dargestellt ist, und einen Pegel erzeugt, der durch einen Begrenzer 11 bei einem durch ein Potentio­ meter 12 festgelegten Pegel begrenzt wird, um ein begrenztes Ausgangssignal an einem Anschluß 13 zu schaffen. Der Strahlendetektor 7 ist mit einem Photosensor­ element versehen, dessen lichtaufnehmende Öffnung bei der vorliegenden Ausführungsform eine solche Größe hat, daß alle Strahlen gleichzeitig empfangen werden können. Die Strahlen werden integriert, so daß sich die in Fig. 4a dargestellte Ausgangssignalkurve ergibt. Jedoch ist es nicht unbedingt wesentlich, daß alle Strah­ len gleichzeitig empfangen werden. Wenn die auf die photo­ empfindliche Trommel 5 gerichteten Strahlen so angeordnet sind, wie es in Fig. 1B dargestellt ist, zeigen die Zeitpunkte t 1, t 2 bzw. t 3, wann die Strahlen B 1, B 2 und B 3 beginnen, in den Strahlendetektor 7 einzu­ treten, während mit dem Zeitraum t 4 bis t 5 der Zeitabschnitt gezeigt wird, in welchem alle Strahlen B 1 bis B 4 von dem Detektor 7 empfangen werden.

Die Strahlen B 1 bis B 4 verlassen den Strahlendetektor 7 nacheinander zu den Zeitpunkten t 5 bis t 8; danach empfängt dann der Strahlendetektor 7 keinen Strahl mehr. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Beginn des Strahleintritts in den Strahlendetektor 7 festgestellt, um ein Nachweis- oder Feststellsignal zu bilden, aus welchem dann Lage- oder Positionssignale ab­ geleitet werden, die den anderen Strahlen entsprechen, wie in Fig. 4c bis 4f dargestellt ist.

Die vorstehend beschriebene Funktionsweise wird anhand von Fig. 5 näher erläutert. Das begrenzte Ausgangssignal (Fig. 4b) am Anschluß 13 (Fig. 3) wird an einen Anschluß 30 als ein Löschsignal für einen Zähler 31 angelegt, wel­ cher nur zählt, wenn das Signal einen hohen Pegel hat. Der Zähler 31 zählt, wie in Fig. 4k dargestellt ist, die Takt­ impulse, die von einer Quarzoszillatorschaltung 32 zuge­ führt werden, deren Schwingfrequenz f 1 höher gewählt ist, als die der Bildaufzeichnungs-Taktsignale der Aufzeichnungs­ einrichtung, wie in Fig. 4g bis 4j dargestellt ist. Das Zittern des Bildes kann durch Wählen einer höheren Schwingfre­ quenz verringert werden.

Das in Fig. 4c dargestellte Zeitsteuersignal 1 wird durch ein Flip-Flop 33 erzeugt. Bei einer Erhöhung des Pegels des Ausgangssignals des Strahlendetektors wird jeweils das nächste Flip-Flop angesteuert. Gleichzeitig beginnt der Zähler 31 die Taktsignale von der Quarzoszillatorschaltung 32 zu zählen. Der Zähler 31 erzeugt parallele Mehrfach-Bit-Ausgangssignale, welche Ver­ gleichern 34 bis 40 zugeführt werden, die beispielsweise aus dem von Texas Instruments hergestellten Element SN 7485 zusammengesetzt sind.

Die Vergleichsdaten für die Vergleicher werden durch eine Schaltergruppe 41 vorher eingestellt und den Vergleichern zugeführt, wie aus Fig. 5 zu ersehen ist. Folglich erhal­ ten beispielsweise die Vergleicher 34, 35 bzw. 36 die Zahlen M, N 1 und M + N 1. Jeder Vergleicher erzeugt dann ein Signal mit einem hohen Pegel, wenn das Ausgangssignal des Zählers 31 mit der voreingestellten Zahl übereinstimmt, um dann den Zustand des entsprechenden Flip-Flops umzu­ kehren.

Das Zeitsteuersignal 1 wird erzeugt, wenn der Zähler 31 die Zahl M zählt, worauf der Vergleicher 34 ein Koinzi­ denz-Ausgangssignal freigibt, um das Flip-Flop 33 rück­ zusetzen, um dadurch das Ausgangssignal freizugeben, wie inFig. 4c dargestellt ist.

Auch beim Zählen einer Zahl N 1 durch den Zähler 31 gibt der Vergleicher 35 ein Koinzidenzsignal ab, um ein Flip- Flop 42 zu setzen, während beim Zählen einer Zahl N 1 + M durch den Zähler 31 der Vergleicher 36 ein Koinzidenzsignal abgibt, um das Flip-Flop 42 rückzusetzen, wodurch dann ein in Fig. 4d dargestelltes Zeitsteuersignal 2 erzeugt wird. In ähnlicher Weise wird ein Flip-Flop 43 beim Zählen einer Zahl N 2 durch den Zähler 31 gesetzt und beim Zählen einer Zahl N 2 + M rückgesetzt, während ein Flip-Flop 44 beim Zählen einer Zahl N 3 durch den Zähler 31 gesetzt und beim Zählen einer Zahl N 3 + M rückgesetzt wird.

Die Zeitsteuersignale 1 bis 4 müssen genau festgelegte Vor­ derflanken haben, jedoch kann die Impulsdauer bzw. -länge entsprechend gewählt werden. Die Impulsdauer muß in dem Fall konstant sein, daß die Rückflanken der Impulse zu verwenden sind. Die Vorderflanken müssen mit den vorderen Enden des in Fig. 4a dargestellten stufenförmigen Signals übereinstimmen. Dies kann durch das Einstellen der vorein­ gestellten Werte N 1 bis N 3 in der Schaltgruppe 41 erreicht werden, wenn das Signal der Fig. 4a und die Zeitsteuer­ signale 1 bis 4 auf einem Oszilloskop dargestellt werden.

Obwohl die in Fig. 4 dargestellten Bild-Taktsignale zuein­ ander in einer bestimmten Phasenbeziehung erscheinen, kann eine derartige Wechselbeziehung verloren gehen, da, wie nachstehend in Verbindung mit Fig. 9 offensichtlich wird, die Bild-Taktsignale durch das Starten des Zählens der Ausgangssignale von dem Oszillator 32 zu den Zeitpunkten t 1 bis t 4 gebildet sind.

Wenn die Strahlen vollständig durch den Strahlendetektor 7 hindurchgegangen sind, wird das Begrenzerausgangssignal (Fig. 4b) in einen Zustand mit niedrigem Pegel verschoben, wodurch der Zähler 31 gelöscht wird und der Zählvorgang endet. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Dauer der Zeitsteuersignale mittels der Flip-Flops 33, 42 bis 44 gesteuert; es können jedoch auch monostabile Multivibra­ toren verwendet werden, wobei dann das Rücksetzen der Flip-Flops und die zum Rücksetzen erforderlichen Verglei­ cher 34, 36, 38 und 40 entfallen.

In der vorliegenden Ausführungsform wird die Signalverzö­ gerung mittels des Zählers 31 durchgeführt; selbstverständ­ lich kann eine Signalverzögerung auch mit Hilfe von meh­ reren monostabilen Multivibratoren, wie in der Ausfüh­ rungsform in Fig. 6, erreicht werden. In Fig. 6 werden mit dem Begrenzer-Ausgangssignal (Fig. 4b), das an einem An­ schluß 50 anliegt, ein monostabiler Multivibrator 51 zum Erzeugen des Zeitsteuersignals 1 und zur Signalverzö­ gerung vorgesehene monostabile Multivibratoren 52 bis 54 getriggert. Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 51 wird als das Zeitsteuersignal 1 (Fig. 4c) verwendet. Mit dem Begrenzer-Ausgangssignal werden nach Verzögerungen durch die monostabilen Multivibratoren 52 bis 54, die den in Fig. 4 dargestellten Werten N 1, N 2 und N 3 entsprechen, monostabile Multivibratoren 55 bis 57 zum Erzeugen von Zeit­ steuersignalen getriggert, wie in Fig. 4d bis 4f darge­ stellt ist. Ferner kann der für eine Signalverzögerung vor­ gesehene, monostabile Multivibrator durch ein entsprechen­ des Verzögerungselement, beispielsweise eine Ultraschall­ verzögerungsleitung, ersetzt werden.

In der vorstehenden Beschreibung erfolgt die Zeitsteuerung durch den ersten von dem Strahlendetektor 7 empfangenen Strahl; es kann jedoch auch der zwei­ te oder dritte Strahl durch Anheben des Begrenzungspegels erfaßt werden und die Zeitsteuersignale 2 bis 4 kön­ nen durch Verzögerung eines derartigen Feststell- oder Nachweissignals erzeugt werden. Das Zeitdiagramm in einem solchen Fall bzw. das entsprechende Blockschaltbild sind in Fig. 7 und 8 dargestellt.

In Fig. 7a ist das Ausgangssignal des Strahlendetektors 7 wiedergegeben, das dem in Fig. 4a dargestellten Signal ähnlich ist; aber wegen des höheren Begrenzerpegels nimmt das Begrenzerausgangssignal die in Fig. 7b dargestellte Form an, welche an einen Anschluß 60 in Fig. 8 angelegt wird. Entsprechend diesem Signal wird ein Zähler 61, der dem Zähler 31 entspricht, angeschaltet, um die Ausgangs­ impulse von dem Quarzoszillator 62, der dem Quarzoszillator 32 entspricht, zu zählen. Das Ausgangssignal des Zählers 31 wird in Vergleichern 63 bis 70 mit Daten verglichen, die durch eine Schaltergruppe 71 vorherbestimmt sind, und bei Koinzidenz werden die Flip-Flops 72 bis 75 gesetzt, um Zeitsteuersignale 1 bis 4 (Fig. 7c bis 7f) an den Strahlen entsprechenden Anschlüssen 76 bis 79 zu erzeugen. Die Arbeitsweise der in Fig. 8 dargestellten Schaltung ent­ spricht der in Fig. 5 dargestellten Schaltung, und wird daher im einzelnen nicht nochmals beschrieben.

In der Ausführungsform, bei welcher die Signalverzögerung durch die Kombination von monostabilen Multivibratoren erreicht ist, kann die Lichtabschirmung 8 eine in Fig. 2B oder 2C dargestellte Form aufweisen, so daß ein ganz be­ stimmter Strahl in den Strahlendetektor 7 eintreten kann. Wenn ein beliebiger Strahl von mehreren Strahlen mittels einer Pinhole-Platte 8-2 ausgewählt wird, wie in Fig. 2C dargestellt ist, dann muß ein verzögernder, monostabiler Multivibrator zwischen dem monostabilen Multivibrator 51 und dem in Fig. 6 dargestellten Anschluß 50 vorgesehen werden.

In Fig. 9 ist ein Blockschaltbild der Schaltung für eine Strahlpostionsfeststellung und eine Informationsverarbei­ tung in der Aufzeichnungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. In dieser Schaltung werden die Zeichenkode­ signale, die beispielsweise von einem Magnetband 80 ge­ lesen sind, das einen Teil einer Zentraleinheit bzw. eines Processors (CPU) 17 darstellt, nacheinander in einem Sei­ tenspeicher 81 gespeichert. Der Seitenspeicher 81 speichert die Zeichen-Kodesignale unter der Steuerung einer Adressenschaltung 82, und er wird durch eine Steu­ erschaltung 83 von dem Schreib- in den Lesebetrieb ge­ schoben, wenn die Zeichen-Kodesignale einer vorbestimmten Menge, die einer Seite des Aufzeichnungsmediums entspricht, darin gespeichert sind.

Die Information wird für jede Zeile bzw. Reihe aus dem Seitenspeicher 81 ausgelesen, und die auf diese Weise erhaltenen Zeichen-Kodesignale werden nacheinander einem Zeichengenerator CG zugeführt. Der Zeichengenerator 84 speichert die Zeichen in Punktmatrizen, die den Zeichen- Kodesignalen entsprechen, und entsprechend dem Zeichen- Kodesignal und einem eine Zeile anzeigenden Signal gibt er der Reihe oder Zeile entsprechende Punktsignale über Ausgangsleitungen 85 frei. In Fig. 9 sind der Einfachheit halber nur vier Ausgangsleitungen dargestellt; jedoch kann die Anzahl der Strahlen und dementsprechend die Anzahl der Ausgangsleitungen auch erhöht werden. Die Punktsignale auf den Ausgangsleitungen 85 werden nacheinander in Zei­ lenpuffern 86 bis 89 gespeichert. Hierbei kann jeder Zei­ lenpuffer die Punktsignale speichern, die eine von meh­ reren Abtastzeilen darstellen, die eine Zeichenreihe oder -zeile darstellen, nämlich die Punktsignale, die einer Ab­ tastzeile entsprechen.

Ferner wird das vorerwähnte Ausgangssignal von dem Strah­ lendetektor 7 der Synchronisiereinrichtung in Form einer Zeitsteuersignale erzeugenden Schaltung 90 zugeführt, wie in Fig. 5, 6 und 7 dargestellt ist, wodurch die Zeitsteuersignale 1 bis 4 an Ausgangsleitungen 91-1 bis 91-4 erhalten werden. Ein Quarzoszillator 92, wel­ cher dem Quarzoszillator 32 oder 62 entspricht, erzeugt die in Fig. 4k dargestellten Taktsignale, welche zum Herab­ setzen der Frequenz auf 1/P an Frequenzteiler 93 angelegt werden. Die Frequenzteiler 93, an welchen der Teilvorgang entsprechend den Zeitsteuersignalen eingeleitet werden kann, erzeugen Bildtaktsignale, wie in Fig. 4g bis 4j dar­ gestellt ist, bei Empfang der über die Ausgangsleitungen 91-1 bis 91-4 zugeführten Zeitsteuersignalen, wie in Fig. 4c bis 4f dargestellt ist.

Die Bildtaktsignale werden jeweils als Lesetaktsignale den Zeilenpuffern 86 bis 89 zugeführt, wodurch die dort ge­ speicherten Punktsignale entsprechend den Bildtaktsignalen gelesen werden. Die auf diese Weise gelesenen Punktsignale werden dann Treiberschaltungen 94-1 bis 94-4 zum Modulie­ ren der Laserquelle zugeführt, wodurch dann die Laseran­ ordnung 1 mit einer Modulation angesteuert wird, um die durch die Treiberstufen 91-4 bis 94-4 gesteuerten, modu­ lierten Strahlen L 1, L 2, L 3 bzw. L 4 abzugeben, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Informationsaufzeichnung auf der photoempfindlichen Trommel 5 wird dann durch diese Strahlen durchgeführt. Bei Beendigung des Auslesens aller in den Zeilenpuffern 86 bis 89 gespeicherten Punktsignale wird die Information für die folgenden Zeilen wieder aus dem Seitenspeicher 81 gelesen.

Claims (4)

1. Aufzeichnungseinrichtung mit einem Strahlengenerator, der mehrere in einem vorbestimmten Abstand parallel verlaufende Strahlen erzeugt, die ein Modulator entsprechend einem auf­ zuzeichnenden Bild unabhängig voneinander moduliert und die eine Ablenkvorrichtung wiederholt zeilenweise über ein Auf­ zeichnungsmaterial lenkt, wobei der Beginn der zeilenweisen Modulation der Strahlen mittels eines Strahlendetektors festgelegt wird, der in der Strahlenablenkbahn angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die von den parallelen Strahlen auf dem Aufzeichnungsmaterial (5) erzeugte Licht­ punktreihe (B 1 bis B 4) bezüglich der zur Ablenkrichtung (SL) senkrechten Richtung um einen vorbestimmten Winkel geneigt ist, daß eine Synchronisiereinrichtung (90) vorgesehen ist, die auf ein Erfassungssignal des Strahlende­ tektors (7) hin ein einzelnes Startsignal erzeugt, und dann eine der Vielzahl von Strahlen entsprechende Vielzahl von Startsignalen erzeugt, indem sie einzelne Startsignale um einen vorbestimmten Zeitabschnitt verzögert, und daß eine Steuereinrichtung (92, 93-1 bis 93-4) auf der Grundlage eines jeden aus der Vielzahl von Startsignalen dem Modulator (94-1 bis 94-4) ein Aufnahmesignal zuführt, so daß die Modu­ lation aller Strahlen auf einer zur Ablenkrichtung senkrechten Randlinie (L-L′) des Aufzeichnungsmaterials be­ ginnt.

2. Aufzeichnungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengenera­ tor (1) aus einer Halbleiter-Laseranordnung zusammengesetzt ist.

3. Aufzeichnungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Quarzoszillatorschal­ tung (32; 62), die Taktsignale erzeugt, deren Anzahl von einem Zähler (31; 61) gezählt wird, um Startsignale zu er­ zeugen.

4. Aufzeichnungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von monostabilen Multivibratoren (51 bis 57) vorgesehen ist, um Startsignale zu erzeugen.