DE3503952A1 - Bandkassette fuer optische daten - Google Patents
Bandkassette fuer optische datenInfo
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Description
5. Februar 1985 1501 DE-57
Die Erfindung betrifft eine Datenbandkassette und insbesondere eine Kassette zur Aufnahme eines bewegbaren Bandes,
auf dem mittels Laserstrahlen optische Daten aufzeichnet und gelesen werden. Kassetten werden zum Aufzeichnen und
Wiedergeben von optischen Aufzeichnungsträgern, etwa
photographischen Kinofilmen, verwendet. Bei dem Film wird jeweils ein Bild zu einem Zeitpunkt durch ein lichtdurchlässiges
Fenster belichtet, und der Film wird zwischen einer Abwickel- und einer Aufwickelspule gehalten, die
von Motoren angetrieben werden. Bei diesen Kassetten ist es erforderlich, daß der Film während der Belichtung unbewegt
unter Spannung gehalten wird, wobei entweder Führungskanäle oder Federn vorgesehen sind, die einen
ebenen Teil des Films am Fenster vorsehen.
Magnetbandkassetten werden gewöhnlich mit konstanter Geschwindigkeit an Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfen
vorbeibewegt. Dies erfordert einen gleichförmigen Antrieb,
und bei einigen professionellen Tonbandgeräten treiben getrennte Motoren die Abwickelspule, die Aufwickelspule
und die Bandantriebsrolle an. Eine Andrucksrolle wird von einer Antriebswalze gedreht, und Umleitstifte werden
häufig dazu verwendet, das magnetische Band in Kontakt mit den Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfen zu bringen.
Die Europäischen Patentanmeldungen 026 550 und 026 552 beschreiben ein abgeschlossenes Gehäuse für Band mit
optisch lesbarer Information, wobei ein Rad zwischen zwei Spulen das Band gegen ein lichtdurchlässiges Fenster
drückt, damit die Informationen auf dem Band aufgezeichnet bzw. abgetastet werden können. Das Band kann eine reflektierende
Oberfläche besitzen, die in Kontakt mit einer reflektierenden Oberfläche des Andruckrades ist, und die
Daten werden durch das Fenster durch Weglängen- oder Phasendifferenzen in dem reflektierten Licht von dem Rad
durch aufgezeichnete lichtdurchlässige Datenpunkte auf dem Band detektiert. Das Fenster kann die Form einer
zylindrischen Linse haben, um den Aufzeichnungs- oder Abtaststrahl auf das Band zu richten. Da Information auf
der Basis von Phasendifferenzen detektiert wird, muß derjenige Teil des Bandes, der sich hinter dem Fenster befindet,
in einer exakt fixierten Position oder Ebene bezüglich des Fensters sein. Diese kritische Fokussierung
erfordert, daß das Band augenblicklich in dieser Ebene zum Schreiben oder Abtasten des Bandes angehalten wird.
Das Anhalten und Starten erfordert komplizierte elektromagnetische
Brems- oder Blockiervorrichtungen und Sensoren für die Bandantriebe. Gewöhnlich kann nur jeweils eine
einzige Spur aufgezeichnet oder abgetastet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandkassette für optische Daten anzugeben, bei der auf dem
Band während einer kontinuierlichen Bewegung des Bandes aufgezeichnet und das Band abgetastet werden kann. Auch
sollen unterschiedliche Bereiche des Bandes gleichzeitig Vielfachabtast- und Schreibvorrichtungen angeboten werden,
um gleichzeitig eine Vielfachaufzeichnung und -abtastung von Daten in unterschiedlichen Spuren oder in unterschied-
lichen Bereichen der gleichen Spur zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine sehr
weitwinkelige Oberfläche, die in einer Bandkassette für einer Laserabtastung und -aufzeichnung zur Verfügung
steht. Eine derartige Fläche ist am Umfang eines Antriebsrades mit einem relativ zu den Kassettendimensionen
großen Durchmesser vorhanden. Ferner besitzt die Kassette lichtdurchlässige Seitenwände, so daß sich ein weitwinkeliger
Zugriff zu dem Antriebsrad ergibt. Diese Seitenwände haben eine nahezu tangentiale Beziehung zu drei Bereichen
des Antriebsrades, so daß sich wahlweise drei Stellen für eine Laserabtastung und -aufzeichnung ergeben. Die Seitenwände
sind parallel zu drei tangentialen Ebenen des Antriebsrades und nur geringfügig beabstandet von der Position
der tangentialen Ebenen.
Die drei tangentialen Bereiche auf dem Antriebsrad, die jeweils diesen drei Bereichen gegenüberliegen, bieten die
nächsten und Verzerrungsfreiesten Oberflächen des Bandes
an, was in einer besseren Fokussierung und Lokalisierung der Datenspuren zum Aufzeichnen und Abtasten von Daten
resultiert. Auch bietet das größere Ausmaß an dargebotenem Band die verbesserte Möglichkeit, Vielfachlaserenergiestrahlen
und -detektoren zum Aufzeichen oder Abtasten in mehreren Spuren gleichzeitig zu verwenden oder eine Fehlerprüfung
bei den aufgezeichneten Datenpunkten durch unmittelbares Abtasten nach dem Aufzeichnen durchzuführen.
Aufgrund des großen Durchmessers bringt das Antriebsrad das Band in Gegenüberstellung zum Fenster, ohne daß zusätzliche
Umleitstifte oder Führungskanäle erforderlich wären.
Ist das Band reflektierend, dann erfolgt die Datenaufzeichnung
mittels Laserenergie, unter Deformieren der reflektierenden Oberfläche. Daten werden dann aufgrund
der Differenzen in der Reflektivität zwischen derartig
aufgezeichneten Punkten und dem reflektierenden Hintergrund
ohne Aufzeichnung abgetastet. Eine Fokussierung wird durch Bewegen der Optik aufrechterhalten, soweit dies
erforderlich ist.
Das Antriebsrad kann durch externe mechanische Vorrichtungen im Zusammenwirken mit einer Antriebswelle an dem
Antriebsrad oder durch externe magnetische Vorrichtungen angetrieben werden, über die ein Magnetfeld zwischen
einem Magnetmotor aufgebaut wird, der auf ein magnetisches Glied des Antriebsrades wirkt. Zeitgabemarkierungen
können auf dem optischen Band zur Justierung von Zeitbasisfehlern voraufgezeichnet sein, die durch einen
Antriebsschlupf bewirkt werden.
Es besteht keine Notwendigkeit, das Band während der Aufzeichnung oder dem Abtasten anzuhalten, da das Antriebsrad
aufgrund seines großen Durchmessers das Band während der kurzen Zeit, die für das Abtasten oder Schreiben
jedes Datenbits erforderlich ist, praktisch in der gleichen Ebene hält. Servomotoren können verwendet werden,
die den voraufgezeichneten Servospuren folgen und Fokusjustierungen durchführen, die für den Abtast- oder Aufzeichnungslaserstrahl
und CCD-Detektoranordnungen (Ladungskopplungs-Detektoranordnungen) erforderlich sind.
Die Kassette ermöglicht die sehr einfache Aufzeichnung optischer Daten sowie deren Abtastung und Speicherung
auf dem Band mittels einer sehr einfachen Hilfsspulenantriebs- und Laserenergiestrahlfokussiereinrichtung.
Durch Verwendung versetzter Laserstrahlen und CCD-Detektoranordnungen sowie Glasfasern können vielfach Parallelspuren
gleichzeitig gelesen werden. Auch kann eine Vielfachablesung oder -aufzeichnung in den Spuren in Längsrichtung
durch die Kassettenseitenwände erfolgen. Eine voraufgezeichnete Servospur kann durch eine Faseroptik-
und CCD-Anordnung für die richtige Positionierung einer
Abtast-ZAufzeichnungslaserlichtquelle vor dem Aufzeichnungs-
und Abtastvorgang lokalisiert werden, und Aufzeichnungsfehler können durch eine weitere Laser-CCD-Anordnung
festgestellt werden. Da mehrere Aufzeichnungsbereiche in Längsrichtung vorgesehen sind, können alle diese Vorgänge
ohne Anhalten des Bandes durchgeführt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bandkassette
wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Bandkassette gemäß dem Ausführungsbeispiel, eingesetzt
in eine Laseraufzeichnungs-ZAbtastungs-Einrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Bandkassette des Ausführungsbeispiels,
Fig. 3 eine perspektivische Vorderansicht der Bandkassette und Fig. 4 eine Seitenansicht im
Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Bandkassette 10 für optische Aufzeichnung und Abtastung gemäß der Erfindung betriebsbereit
eingesetzt in einen Laseraufzeichnungs- und Abtastungsantrieb A. Die speziellen optischen Vorrichtungen und der
externe Antrieb sind eingeschlossen und werden nicht gezeigt, da sie nicht Teil der Erfindung sind. Die Bandkassette
wird in einer fixierten Position bezüglich der Aufzeichnungs-, Abtastungs- und Antriebsvorrichtungen
mittels federvorgespannter Stifte 12 gehalten. Die Stifte 12 drücken gegen die schrägen Teile 14 der Seitenwand des
sechseckigen Kassettengehäuses 16, wodurch die inneren schrägen Teile 18 der Seitenwände des Gehäuses und die
obere Stirnseitenwand 22 während der Aufzeichnung und
Abtastung auf bzw. von dem optischen Band 24 innerhalb des Gehäuses fest in Position gehalten sind. Eine Deckwand
26, ein Boden 28 und eine untere Stirnseitenwand 30 vervollständigen ein Gehäuse für das Band. Das Gehäuse kann
entweder aus durchsichtigem oder undurchsichtigem Kunststoff bestehen, wobei drei für Laserenergie durchlässige
Fenster 20 in den Seitenwänden 18 und 22 angebracht sind, die Bereiche besitzen, die beabstandet parallel zu den
Tangentialebenen eines Antriebsrades 42 angeordnet sind. Die Fenster können jeweils einen Teil der Seitenwände
bilden, die die vollständige Seitenwand einnehmen oder eine herumgewickelte Fenstertangente zu den drei Bereichen
des Antriebsrades bilden.
In dem unteren Bereich des Gehäuses ist eine Bandabwickelspule
32 und eine Bandaufwickelspule 34 vorgesehen. Diese Spulen besitzen einen unteren Flansch 36 mit großem Durchmesser
und einen oberen Flansch 38 mit kleinem Durchmesser, die an ihren jeweiligen Naben 40 mittels einer
Spulenachse verbunden sind, um die sich das Band windet. Die Achsen der Spulen sind in den Wänden des Gehäuses
befestigt, und Lager an den Naben der Spulen ermöglichen ein Rotieren unter Ansprechen auf externe Antriebsvorrichtungen.
Es kann auch eine einzige Bandspule als Abwickel- und Aufwickelspule dienen, oder das Band kann
eine endlose Schleife bilden, so daß nicht zwei Spulen erforderlich sind.
Im oberen Bereich des Gehäuses ist das Antriebsrad 42 angeordnet, das in Reibungsschluß mit dem optischen Band
zur Bewegung vor den drei lichtdurchlässigen Fenstern 20 ist. Das Antriebsrad 42 besitzt einen großen Durchmesser
und eine Breite, die geringfügig größer als die Breite des optischen Bandes ist. Der Durchmesser ist groß genug,
um den Umfang in nächste Nähe zu den länglich ausgebildeten, für Laserenergie durchlässigen Fenstern 20 in den
Seitenwänden zu bringen. Der Durchmesser des Antriebsrades ist vorzugsweise zumindest doppelt so groß wie der
Durchmesser der Spulenkerne, und das Antriebsrad nimmt einen großen Teil des Innenraumes der Kassette ein. Dies
ist ungewöhnlich, da in den meisten Fällen das Antriebsrad kleiner als die Bandspulen ist. Ein verhältnismäßig
großer Bereich des Bandes wird durch die drei Fenster freigegeben. Der untere Flansch 36 jeder Spule und die
Grundplatte 44 des Antriebsrades 42 können aus magnetischem Material sein, damit die Spulen und das Antriebsrad
innerhalb einer abgeschlossenen Kassette mittels eines Magnetfeldes angetrieben werden können, das durch äußere
Rotation eines Elektromagneten im Boden des Antriebs A erzeugt wird. Das in der Kassette verwendete optische
Band besitzt eine zu den Fenstern gerichtete Oberfläche, auf der mittels Laser Licht aufgezeichnet werden kann.
Diese Oberfläche kann eine reflektierende Schicht oder eine schwarze Schicht sein, auf der Daten unter Bildung
eines Datenpunktes aufgezeichnet werden, der entweder weniger reflektierend als der Hintergrund oder lichtdurchlässig
ist. Die Seitenwände des Antriebsrades können in geeigneter Weise gefiltert sein, um eine Feststellung
von lichtdurchlässigen Datenpunkten zu ermöglichen. Aufgrund der freigegebenen mehrfachen Bereiche ist es möglich,
Daten in drei unterschiedlichen Bereichen einer Spur oder in mehreren parallelen Spuren auf dem Band gleichzeitig
unter Verwendung von Laserlichtquellen und CCD-Detektoren aufzuzeichnen bzw. abzutasten.
Eine Servonachführung in Verbindung mit einer Faseroptik kann zur Zentrierung der Strahlen auf die Spuren verwendet
werden. Durch Voraufzeichnung von Servospurmarkierungen
auf dem Band kann ein optisches System zur Verfolgung der Datenspuren eingestellt werden. Eine Fehlerprüfung
nach der Aufzeichnung von Daten ist einfacher, da mehrere Möglichkeiten des Zugriffs zum Band und ein großes
Zugriffsfeld gegeben sind.
Daten werden mittel Laserenergie aufgezeichnet und von dem optischen Band abgetastet, und zwar auf der Basis von
Reflexions- oder Durchlässigkeitsänderungen. Das Band kann während des Abtastens und Aufzeichnens von Daten
kontinuierlich angetrieben werden, da eine derartige Detektion keine konstante kritische Weglänge erfordert.
Mittels Servomotoren können die optischen Bauteile angehoben oder abgesenkt werden für eine Einstellung der
Brennweite und für eine seitliche Bewegung zu den Datenspuren hin.
Fig. 2 zeigt die kompakte Anordnung des Antriebsrades 42 und der Spulen 32 und 34 innerhalb des sechsseitigen
Kassettengehäuses. Das optische Band 24 ist um die Bandabwickelspule 32 derart herumgewickelt, daß die reflektierende
Aufzeichnungsfläche zum Spulenkern hin zeigt. Das Band wird von dieser Spule, die sich in Richtung des
Pfeiles B dreht, unter auf das Band einwirkende Reibungsspannung auf dem Antriebsrad abgezogen, das sich in entgegengesetzter
Richtung gemäß Pfeil C dreht, so daß die Bandseite mit der reflektierenden Aufzeichnungsoberfläche
zu den lichtdurchlässigen Fenstern 20 in den drei Seitenwänden des Kassettengehäuses zeigt und zu diesen fast
tangential ist. Das Band wird dann um die Aufwickelspule 34 in Richtung des Pfeiles D aufgewickelt, so daß die
reflektierende Aufzeichnungsfläche des Bandes wiederum
in Richtung des Spulenkerns zeigt. Dies schützt die Aufzeichnungsfläche
des Bandes gegen Laserstreulichtenergie. Der lange Bereich des Bandes, der durch die Fenster 20
freigegeben wird, steht für eine Aufzeichnung und Abtastung zur Verfugung, wobei die ümfangsflächenbereiche,
die durch das Antriebsrad den Fenstern gegenübergestellt werden, verhältnismäßig flach und innerhalb eines justierbaren
Bereichs des Laserstrahls sind der zur Aufzeichnung und Abtastung von Daten verwendet wird.
Qr
'/ή
'/ή
Vorzugsweise ist der Abtast/Schreibstrahl senkrecht auf die Bandoberfläche gerichtet, die durch Strahldurchdringung
durch die Kassettenwände abgetastet wird, die senkrecht zum Strahl liegen. Es tritt somit keine Brechung
auf und somit keine Verzerrung des Strahldurchmessers.
Die Fenster 20 haben einen sehr kleinen Abstand vorzugsweise in der Größenordnung von 1 mm oder weniger vom Band,
wobei die Fenster parallel zu Tangentialebenen zu der Oberfläche des Antriebsrades verlaufen. Die Fenster selbst
erstrecken sich über einen Winkel von etwa 120°, gemessen von den Tangentialpunkten zur Mittelachse des Antriebsrades
zwischen den am weitesten voneinander entfernten Tangentialbereichen, so daß sich ein sehr großer Winkel
ergibt, der für eine Abtastung und ein Aufzeichnen zur Verfügung steht. Es ist zu beachten, daß die Kassette
mittels durchgehender Wände abgeschlossen oder abgedichtet sein kann, so daß das Innere gegen Schmutzeindringen geschützt
ist, was Fehler auf der Aufzeichnungsfläche hervorrufen könnte.
Fig. 3 zeigt, wie die reflektierende Oberfläche geschützt
und dann freigegeben wird. Dies gelingt dadurch, daß der Förderweg über das Kapstanrad 42 zwischen der Abwickelspule
32 und der Aufwickelspule 34 geführt ist. Die Breite des Kassettengehäuses wird der Bandbreite angepaßt,
so daß der gesamte Fensterbereich wirksam ausgenutzt werden kann. Das Kassettengehäuse ist einige wenige mm
breiter als das Band. Ein schmäleres oder breiteres Band führt dann zu entsprechenden Kassettenbreiten bzw. -tiefen.
Der Bandumschlingungswinkel um das Antriebsrad ist vorzugsweise größer als 180°, um die Fensteranordnung zu
optimieren.
Fig. 4 zeigt die verlängerte Ausdehnung des Aufzeichnungsbereichs des Bandes 24, das durch ein Fenster 20 sichtbar
sowohl in Längsrichtung als auch in Tiefenrichtung. Da das optische Aufzeichnungsband nicht empfindlich gegen
aktinische Strahlung ist, kann das Gehäuse aus durchsichtigem Kunststoff bestehen, was eine Sichtprüfung
während des Aufzeichnungs- und Abtastvorgangs ermöglicht.
Das Antriebsrad und die Abwickel- und Aufwickelspule können aus rostfreiem Stahl oder ähnlich widerstandsfähigem
Material hergestellt sein. Das Kapstanrad und die Spulen können mittels einer abgedichteten äußeren Verbindung
durch die Nabe ihrer Basen angetrieben oder in getrennter Anordnung mittels magnetischer Vorrichtungen in
Rotation versetzt werden. Werden magnetische Antriebsmittel verwendet, dann wird der untere Flansch 36 der
Spulen und die Basis 44 des Antriebsrades aus magnetischem Material hergestellt. Spannungsvorrichtungen werden für
die Abwickel- und Aufwickelspule verwendet, um das Band zu spannen und jegliches Durchhängen über den gesamten
Weg des Bandes zu vermeiden. Die Spulen werden in zwei Richtungen angetrieben, so daß die Abwickelspule zur Aufwickelspule
werden kann und umgekehrt.
Werden magnetische Antriebsmittel verwendet, dann sollte das Band voraufgezeichnete Zeitgabemarkierungen zur
Justierung von Zeitbasisfehlern verwenden, die durch den Schlupf der magnetischen Antriebe bewirkt werden. Diese
Zeitgabemarkierungen werden dazu verwendet, Servomotoren derart zu steuern, daß sie die Geschwindigkeit der Antriebsmotoren
und die elektronischen Vorgänge beschleunigen oder verzögern.
Voraufgezeichnete Zeitgabemarkierungen können auch die Datenabtastelektronik steuern und direkt die Abtastungen
durch CCD-Anordnungen triggern. Dies gestattet eine Veränderung der Bandgeschwindigkeiten mit gesteuerter Datenabtastung.
Claims (9)
1. Bandkassette für optische Aufzeichnung und Abtastung mit einem Gehäuse, das eine Deckwand, eine Bodenwand
und Seitenwände aufweist und in dem ein Bandweg von einer Abwickelspule eine Antriebswalze teilweise umschlingend
zu einer Aufwickelspule verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen aneinandergrenzenden
Seitenwände (20), die der Antriebswalze (42) benachbart sind, transparente Fenster besitzen.
2. Bandkassette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fenster in den Seitenwänden (20) an drei Stellen parallel zu tangentialen Ebenen zum Antriebswalzenumfang
angeordnet sind.
3. Bandkassette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelwinkel zwischen den am weitesten auseinanderliegenden
Berührungspunkten der tangentialen Ebenen mit der Mittelachse der Antriebswalze (42)
größer als 90° ist.
4. Bandkassette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß sechs Seitenwände vorgesehen sind.
5. Bandkassette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Antriebswalze
(42) zumindest doppelt so groß ist wie derjenige der Spulen (38).
6. Bandkassette nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wände durchgehend sind, so daß sich eine abgeschlossene Bandkassette ergibt.
7. Bandkassette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ümschlingungswinkel
des Bandweges um die Antriebsrolle (42) 180° überschreitet.
8. Bandkassette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die der Antriebswalze (42) benachbarten Seitenwände (20) ganz aus
transparentem Material sind.
9. Bandkassette nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Seitenwände und die Deckwand (26) und/oder
die Bodenwand (28) aus transparentem Material sind.
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