JPH0241007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学データ記録装置に関する。例えば
米国特許第3922485号に示されているレーザー線
束に感光性の記録媒体上に情報を記録するための
従来の光学記録装置においては音響光学変調器が
用いられている。特に、この特許には、変調され
たレーザービームをゼログラフイ媒体を横切つて
走査する多フアセツト多角形光学走査機が開示さ
れている。ビームは、再生すべきビデオ入力情報
を１つの入力として有する装置によつて駆動され
る音響光学変調器によつて変調される。このよう
な形式の光学データ記録装置においては、記録媒
体と合焦された書込みビームとの間にかなりの相
対移動があり、運動によるぼやけの問題がある。
極めて高速の電気光学変調器を用いることによつ
て運動ぼやけを減らすことは可能であるが、この
手法のための費用はかなり高い。従来の音響光学
変調器は実際の適用に対しては効果的でない場合
が多い。すなわち、従来の変調器においては、実
際上、レーザービームを横切る音波波頭の走行時
間のために生ずる変調器の立上り時間の制限があ
り、高速の入力ビデオ情報に対する変調器の応答
が低くなりまたは制限されるからである。

米国特許第3514534号には、１対の音響光学装
置を用いてレーザービームを変調して像スクリー
ンを横切つて偏向させるレーザー変調及び走査装
置が開示されている。この音響光学装置を互いに
所定距離だけ離して配置することにより、再生す
べきビデオ情報の可視化した複製像すなわちレプ
リカがスクリーン上に画素が不動であるように形
成される。

1939年８月のI.R.E.会報第27巻、第483〜486頁
に所載のデイー・エム・ロビンソン（D.M.
Robinson）著の文献「スコホニーテレビジヨン
受像機に関する超音波光制御及びテレビジヨンへ
の応用」（The Supersonic Light Control and
its Application to Television with Special
Reference to the Scophony Television
Reciver）には、音波が直前の時間間隔中に受信
したビデオ信号のレプリカを搬送し、ミラー多角
形体を用いて像全体を同じ速度で反対方向にスク
リーンを横切つて移動させてスクリーン上の影像
を不動化する装置が開示されている。

本発明が目指すものは、音波によつて搬送され
るビデオ信号のレプリカを、再生媒体としてゼロ
グラフイドラム又は光学デイスクのような回転装
置を用いる光学記録装置へ提供する思想を応用し
且つ簡単な手法を用いることにより、書込み面の
個別領域において音響パルスの像を不動化して像
のぼやけを最少化することである。

本発明を概略説明すると、本発明は、音響光学
パルスの動きを記録媒体上に再像影することによ
り、光学データ記録装置における従来の音響光学
変調器の使用に伴う帯域巾及び立上り時間の制限
を充分に減らし、もつて音響光学変調器の有効帯
域巾を著しく増大し、且つ記録媒体の面上に形成
される像のぼやけを減少させる方法を提供するも
のである。特に、音響光学変調器に入射するレー
ザービームを回折させ、この回折したビームを記
録媒体上に入射させる。変調器と記録媒体との間
のシステム倍率を記録媒体の面速度の比率と実質
的に同等であるように選定することにより、第１
の実施例においては、書込みビームが、これが記
録媒体を横切つて走査する際に、音響光学変調器
における音波波頭の速度に固定される時に、音響
パルス（ビデオ情報を含んでいる）が記録媒体の
面上に再像影され、これにより音響パルスが記録
面を追従し、記録媒体に対するビデオ信号の同形
のマツピングがぼやけなしに行なわれる。第２の
実施例においては、書込みビームを記録媒体の面
を横切つて走査運動するように偏向させ、システ
ム倍率を移動レーザービームの速度の音響光学変
調器における音波の速度に対する比と実質的に同
等ならしめる。要するに、本発明は音響光学ブラ
ツグセルの可能出力を用いて入射光ビームの空間
的プロフイルを変調し（光ビームのパワーを適時
に変調する該セルの周知の可能出力に加えて）、
記録媒体の面をビデオ信号の流れでトラツキング
することによつて像のぼやけを最少化するもので
ある。

本発明の目的は改良された光学データ記録装置
を提供することにある。

本発明の他の目的は変調器が必要とする帯域巾
が著しく減少するように作動する音響光学変調器
を有する走査装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は変調器に必要な帯域巾
を著しく減少するようにレーザー走査装置におけ
る音響光学変調器を使用するための手法を提供す
ることにある。

本発明の更に他の目的は音響光学変調器に入射
するレーザービームが音響パルスと相互作用し、
レーザー出力ビームが記録面上に投射されるよう
になつているレーザービーム書込み装置に用いる
ためのパルス像影手法を提供することにある。変
調器と記録面との間のシステム倍率を適切に選択
することにより記録面上にパルス像が作られ、記
録面における速度に対するパルス像の相対速度は
実質的に零であり、これにより記録媒体の面上の
像のぼやけが最少化される。

本発明及び本発明の他の目的及び特徴は図面を
参照して行なう以下の説明から更によく理解でき
る。

第１図に、走査位置の開始点における本発明に
係る改良された光学走査装置の一実施例の部分略
図を示す。図の光学部分は走査線１０の始まりに
おける走査装置を示すものであり、走査線１０
は、装置に用いるレーザー線束に対して感光性で
ある媒体１４の面に沿う矢印１２の方向にある。
走査線１０は媒体１４の面上の点１６において出
発し巾Ｘ、すなわち点１６から点１８までの巾に
沿うものとする。図示のように、媒体１４は、好
ましくは、矢印１９の方向に回転して走査のＹ方
向を与えるゼログラフイドラムである。後述のよ
うに、第５図に示された如く、記録媒体は光学デ
イスク１５６でもよく、この場合には走査多角形
体を設ける必要がなく、書き込みレーザビームは
光学デイスクに直接入射する。光源２０が走査装
置に用いるための光ビームを与える。光源２０は
コリメートされた光のビームを発生するものであ
り、好ましくはヘリウム・カドミウム・レーザー
又はヘリウム・ネオン・レーザーのようなレーザ
ーから成る。コリメートされた単色光のビームを
発生するレーザーは後述するように変調器制御器
に与えられるビーム信号に含まれる信号に従つ
て、能動光学素子である音響光学変調器３０によ
つて容易に変調される。レンズ２１が設けられビ
ーム４１を変調器３０上に合焦させる。

第２図に本発明に用いる能動光学素子を略示す
る。素子３０は音響光学ブラツグのセル、または
一般に音響光学変調器（以下、変調器という）と
呼ばれているものである。変調器３０は、ガラ
ス、プラスチツク、又は二酸化テルル（TeO₂）
単結晶のような音響光学材料３３に結合されたリ
チウムノベートのような電気的に励振される圧電
変換器３１を備えている。変換器３１は電気的励
振信号に応動して音波を発生し、該音波は上記材
料を通じて伝搬して屈折率を乱し、そして位相格
子３２として働く。この格子周期は励振または音
響周波数に等しい。格子密度（光ビームの同位相
面を変調する格子の能力）は変換器３１に与えら
れる励振信号の振巾に比例する。波頭はビデオ信
号特性によつてセグメントに区分され、「１」又
は「０」の流れから成るビデオ信号に対しては、
セグメント区分された波頭間の間隔は、「１」時
間を用いることもできるが、ビデオ信号の「０」
時間によつて決まると考えられる。

光のビーム４１が上記変調器に与えられる。変
換器３１に与えられる信号が無い場合は、非回折
出力ビーム４３のみが存在する。信号を固定周波
数発振器５４から上記変換器に与えると、２つの
出力ビーム、すなわち一次の回折ビーム４２及び
零次の非回折ビーム４３が発生する。本発明にお
いては、上記一次のビームが出力となり、上記零
次のビームはビームストツプ２６によつて吸収さ
れる（所望ならば、この零次のビームを出力とし
て用いてもよい）。上記出力ビームの強度は上記
変換器に与えられる励振信号の振巾の関数であ
る。

角度θは一次のビームと零次のビームとの間の
回折の近似角を表わす。角度θは入射レーザー光
の波長λなる励振周波数に正比例し、変調器３０
の音響パルスの伝搬速度Ｖに反比例する。本発明
に用いる変調器の一例としては、米国特許第
3938881号に開示してあるものがある。

再び第１図について説明すると、一次のビーム
４２は図示のように変調器３０の出力点に位置
し、再コリメートレンズ２２を通過し、接線方向
（走査方向）に倍率を有する円柱レンズ２３に入
射する。円柱レンズ２３はビーム４２をビーム４
４に拡げ、該ビーム４４は倍率M₁を有する光学
素子２４に入射する。図示の実施例においては、
光学素子２４は２つの素子、すなわち双凹面素子
４６及び該双凹面素子４６に結着された第２の凸
レンズ４７から成る。光学素子２４は、後述する
ように、変調器３０の音響パルスの像を記録媒体
１４の面上に形成するように構成されている。図
示してはないが、光学素子２４の倍率M₁は、光
学的拡大技術において周知の方法で、所定の範囲
にわたつて可変となつている。なお、光学素子２
４は単一のレンズ素子で作つてもよい。素子２３
及び２４並びにこれらの間の距離は、光学素子２
４の出力におけるビーム部分４８が回転多フアセ
ツト多角形体２７のフアセツト２８に直接に入射
し、その後、円柱レンズ２５を介して記録媒体１
４の面に至近する走査線１０として合焦されるよ
うに選定されている。フアセツト２８は、図示の
ように、その巾に沿つて一杯にビーム４８によつ
て照射してもよいし、又はビーム４８をフアセツ
ト２８上の小さなスポツトにしぼつてもよい。

多角形体２７の回転軸はビーム４２が進む平面
と直角又はほぼ直角である。多角形体２７のフア
セツトはミラー面になつており、これに投射され
る光を全て反射する。多角形体２７を矢印２９で
示す方向に回転させると、光ビーム４８は被照射
フアセツト２８から反射し、フライイングスポツ
ト走査をする走査角度だけ移動させられる。

フアセツト２８から反射したビーム部分５０は
矢印方向（走査方向と直角）にのみ倍率を有する
円柱レンズ２５を通過し、該ビーム５０は図示の
ように媒体１４の面上の点１６に合焦する。

音響光学変調器３０は制御回路５２に与えられ
る電気的ビーム信号に含まれている情報に従つて
光ビーム４１を変調する。上記制御回路において
は、固定周波数発振器５４が一定振巾及び一定周
波数の出力を提供し、該出力はミキサ５６におい
て電気的ビデオ信号とミツクスされる。ミキサ５
６の出力は増巾器５８によつて増巾され、変換器
３１の駆動信号として用いられる。変調器３０の
出力ビームは零次か又は一次のビームのいずれか
であり、該ビームの強度は変換器３１に与えられ
る励振信号の振巾の関数である。

第３図は本発明の特徴を略示するものである。
入力レーザービーム４１はブラツグセル３０上に
合焦し、ビデオ情報がRFキヤリヤに印加され、
該キヤリヤは進行波ブラツグセルを上述の仕方で
励振する。周知のように、音響パルス１００，１
０２，１０４及び１０６……は音量位相格子に対
応する変調器３０にセツトアツプされる。波頭間
の間隔は、デイジツト化した走査入力、アナログ
ビデオ信号又はコンピユータのようなデータ源か
らの信号である入力信号に比例する。二進信号の
場合には、波頭ａ，ｂ，ｃ……間の間隔は第４Ａ
図に示すように「０」入力信号の持続時間に比例
し、該信号はレーザー感光媒体上の情報のプリン
テングに対応する。事実、ビデオ情報（音響パル
ス１００，１０２……に対応するビデオパルス１
００，１０２……）はデータ、又はビデオの変調
されたRFキヤリヤ信号によつて作られる音量位
相格子のコード化されたセグメントに変換され
る。変調器３０は他の装置素子（図示してないが
例えばフオールデイングミラーのような）に対し
て定位され、音場は記録媒体の面に対して適切な
方向に進む。第１図の実施例の場合には、音場は
走査方向（すなわちその光学的等価方向）と逆平
行に進む。換言すれば、音場は書込みレーザービ
ームが記録媒体に対して移動させられる方向と逆
平行に移動する。光学デイスクを記録媒体として
用いる場合には、音場は記録がなされるべき記録
面の個々の領域における速度ベクトルと同じ（平
行な）方向に進む。図示の場合においては、到来
ビデオビーム４１は、矢印V₁で示すように、音
波速度を表わす音伝搬の方向に充分な巾を有して
音量位相格子の２つのコード化セグメントまたは
「ビツト」（１０２及び１０４）を包含する。ただ
し、これよりも多少多い又は少ないコード化セグ
メントを照射してもよい。照射されるコード化セ
グメントが多い程、記録されたデータの解像度が
良くなる。好ましくは、１つないし２つのコード
化セグメントを照射する。コード化セグメント１
０２及び１０４は入射レーザービーム４１を個々
のレーザービーム１１０及び１１２にそれぞれ変
換し、該レーザービームは変調器３０内の位相格
子の速度で移動する。光学素子２４は、偏向され
たビーム１１０及び１１２が音響光学変調器３０
に入射してそれぞれパルス１２０及び１２２とし
て記録媒体１４０の面上に像を作るように、該変
調器に対して定位されている。

第３図に示す素子１４０は入射するレーザ線束
に対して感光性の媒体の面を表わしており、該素
子は例えば光学デイスク又はゼログラフイドラム
のようなゼログラフイ部材を表わす。ゼログラフ
イドラムの場合には、走査レーザービームが入射
する領域における記録媒体１４０の速度は走査方
向（第１図に矢印１２で示す）において本質的に
零である。媒体１４０が光学デイスクである場合
には、レーザービームが入射する個別領域（後で
詳述する）における該デイスクの速度は該領域に
おけるデイスクの接線速度と実質的に等しい。第
４Ｂ図及び第４Ｃ図は本発明の原理を更に示すも
のである。第４Ｂ図にはゼログラフイドラム１４
上に形成される走査線１０の一部及びその上に投
像されたビーム５０を拡大して示す。音響波頭が
レーザービームと相互作用する時の面１４０にお
けるビーム５０はコード化された光学パルス１２
０及び１２２を含んでおり、変調器３０における
個々の波頭は、一次の光が或る程度ぼやけている
ので、解像されてない。パルス１２０と１２２と
の間の間隔は音響パルス１０２と１０４との間の
間隔に比例し、この音響パルスの間の間隔は記号
ビデオパルスの時間間隔に対する変調器３０にお
ける音の速度の積に等しい。矢印方向におけるパ
ルス１２０及び１２２の巾は、音響光学媒体に形
成される音のシートと相互作用するレーザービー
ムの形並びに矢印方向における光学素子２４及び
レンズ素子２２及び２５の倍率によつて決まる。
音のシート１５１、レーザービームの形、または
包絡線１５３並びに音響パルス１２０及び１２２
を、光学素子２４によつて与えられる倍率によつ
て比較して、第４Ｂ図に示す。ビーム５０はゼロ
グラフイ媒体１０を走査線１２の方向に速度V₃
で走査させられ、この方向におけるドラムの速度
は本質的に零であるから、パルス１２０及び１２
２を反対方向（番号１３）に速度V₄で移動させ、
情報がドラム上にプリントされている時にドラム
上に形成される像が静止または不動であるように
して像のぼやけを最少にすることが必要である。
そのために、媒体１４の面に投射される音場（パ
ルス）の像の回転多角形ミラー２７によつて生ず
る走査運動と逆平行に番号１３の方向に進むよう
に変調器３０を定位する。図示してはないが、レ
ーザービーム５０がゼログラフイドラム１４の面
を横切つて走査を継続するにつれて、個別の走査
線上に再生すべきビデオ情報に同期するゼログラ
フイドラム１４の面に追加の音響パルスが投像さ
れて像が形成される。再生すべきビデオ信号に従
つて追加の走査線が周知の走査手法を用いて形成
される。

第４Ｂ図（及び後述する第４Ｃ図）は、ビデオ
パルスが比較的短い持続時間（すなわち10ナノ
秒）のものであつて光学パルスまたはセグメント
１２０及び１２２がレーザービームの包絡線１５
３内に形成されている状態を示すものである。ビ
デオパルスが、対応の光学パルスセグメントの巾
が包絡線１５３を越えるような長い持続時間のも
のであつても、本発明に係る音響光学パルス像影
装置は所望の結果を提供する。すなわち、記号サ
イクルは、完了すると、露光時間による同じ露光
または記号を提供するからである。

第４Ｃ図について説明すると、同じ光学ビーム
５０が光学デイスク１５６の該当のトラツク１５
４の個別領域上に入射（拡大された形で）する。
光学デイスクを用いてこれに投射するレーザービ
ームを利用して情報を記録する技術は既に知られ
ている。この構成においては、データを記録する
時に光学デイスクの面におけるレーザービームの
速度は本質的に固定している。すなわち、光学デ
イスク記録技術においては、レーザーは一般に所
望のトラツクに位置決めされ、次いで、光学デイ
スクが回転してこのトラツクを通過する際の適切
な時間において該レーザーが賦勢されるからであ
る。この場合には、光学パルス１２０及び１２２
の速度V₃（矢印１５の方向）が、情報を記録すべ
きトラツクの領域の速度V₄と等しく且つ同じ方
向であることが必要である。この場合には、個別
のトラツク領域の速度はトラツクの個別領域にお
けるデイスクの接線速度V₄と本質的に等しい。

第４Ｂ図及び第４Ｃ図に示すいずれの構成にお
いても、光学パルス１２０及び１２２は格別の瞬
間において示されており、音響パルスとして作ら
れる追加の光学パルスが媒体３０内に発生させら
れる。

記録媒体１４０が光学デイスクであるとして、
第３図の例で説明すると、コード化セグメント１
０２及び１０４の各々は対応の光学パルス１２０
及び１２２をそれぞれ作り、音響光学パルス像間
の離隔距離はセグメント化コード化パルス１０２
と１０４との間の離隔距離に対応する。要する
に、変調器３０からの光出力は時間的セグメント
に代つて空間的セグメントに分割される。

音響パルス１０２及び１０４の領域に生ずる音
響光学相互作用によつて入射光は回折させられ、
回折しないすなわち零次の光は、図示の実施例に
おいては、零次のストツプ部材２６によつて吸収
される。一次の回折光は光学素子２４の方へ移動
する音響格子によつて回折させられ、上記素子は
光学ビーム１１０及び１１２をそれぞれ光学パル
ス１２０及び１２２として媒体１４０上に投射す
る。

本発明の原理の一つに従えば、選択された記録
媒体は第１図に示すようにゼログラフイ媒体であ
り、該媒体においては走査方向はドラムの回転方
向と直角である。音響光学変調器３０と感光体の
面との間のシステム倍率Ｍを−MV₁＝V₃（V₁は
媒体３０における音速）であるように選定すれ
ば、V₃は走査方向におけるレーザー走査ビーム
の相対速度であり（ドラム回転方向における速度
の影響は無視できる）、これは、例えば走査検出
器の適当な始まり及び終りを利用することによつ
て測定できる。そして、音響パルス１０２及び１
０４のそれぞれの像１２０及び１２２は反対方向
における走査ビームの速度に従い（感光体に対す
る像音響パルス１２０及び１２２の相対速度
MV₁は実質的に零である）、これにより、走査方
向における媒体の速度は実質的に零であるから、
最小限のぼやけをもつて記録媒体の面にビデオ信
号の同形のマツピングが得られる。上記の関係式
の初めにあるマイナス記号は、パルスが第４Ｂ図
に例示した走査方向と反対の方向に適切な順序で
進むように、音響光学変調器３０と記録媒体の面
との間の光学素子を選定すべきことを示すもので
ある。実際の装置においては、光学素子の各々は
光学素子２４にではなくシステム倍率に寄与す
る。本発明装置は、システム光学倍率がパルス１
２０及び１２２を記録媒体の面上で不動化するた
めの適切な値であるように設計されている。装置
を作つた後にシステム光学倍率を適切な値にする
方法としては、レンズ倍率を調節しながら記録さ
れた像のコントラスト比をモニタする。上記の関
係を例示すると、音響圧縮波速度V₁はTeO₂音響
光学変調器に対して約4.25×10⁵cm／secと計算さ
れる。2500cm／secの走査ビーム速度に対しては、
変調器３０と記録面との間のシステム倍率は次式
のようになる。

−Ｍ＝V₃／V₁＝2500cm／sec／4.25×10⁵cm／sec＝１
／170.4 従つて、記録媒体面におけるパルス像１２０及
び１２２の速度は約2500cm／secである。すなわ
ち、装置の最良性能はV₃／V₁＝−Ｍ（又は、後述
するように、光学デイスク記録媒体の場合には
Ｍ）の時に得られるようになつている。しかし、
倍率Ｍを上記の比率に正確に調節できなくとも、
該倍率が上記の値を中心とする10％の範囲内にあ
れば、本発明光学データ記録装置はなお非補償の
装置にまさる改良効果を有す。このことは特に光
学デイスク記録の実施例について顕著である。す
なわち、上記の方程式に用いたV₃は最外側の記
録トラツクと最内側の記録トラツクとの間の平均
速度に対応するように選定してあり、１つのシス
テム倍率のみが与えられるからである。

普通の光学メモリ装置１５６を記録媒体として
用いることができ、該装置は、第５図に示すよう
に、面に、例えば500Å程度の厚さのビスマスの
膜のような薄膜の形の記憶または記録媒体１６０
を有する基体デイスク１５８から成る。装置の作
動中は、上記メモリは駆動モータによつて一定速
度で回転させられる。第３図について前述した方
法で得た変調されたレーザー光ビーム１７０によ
り記録媒体１６０の個別の互いに至近する部分１
７２及び１７４の光学特性が変化し、変調器３０
に与えられるデータ信号によつて運ばれる情報の
記録がなされる。部分１７２及び１７３は第３図
及び第４図について前述したような変換されたビ
デオパルス１２０及び１２２によつて作られる。

単位時間における長さの変化である像速度ベク
トルは倍率Ｍによつて直線的に増減できる。更
に、光学装置の倍率は、矢印方向（走査方向と直
角の方向）及び接線方向（走査方向と平行な方
向）において異ることができる。ぼやけは走査方
向において最も顕著に現われるから、上記の倍率
関係は走査の方向に対するものである。

上述から解るように、運動ぼやけの問題は、移
動している媒体上に高密度のデータビツトの流れ
を書込む時にはいつも生ずる。光学メモリ装置１
５６上に記録するというような光学データ記録の
場合には、実際上、変調器３０の立上り時間及び
立下り時間が所望のホール（ビツト）大きさを作
るのに必要な短いパルスを作るのに充分な短さで
ないことが屡々であり、情報の書込みまたは記録
中の光学メモリ装置１５６の移動によつて書込み
スポツト精細度にかなりの損失が生じ、この相対
移動によつて記録データにぼやけが生ずる。所要
の変調器が得られたとしても、記録媒体の動きの
結果としてスポツト大きさが増大するという重大
な問題が生ずる。従来の装置においても要求され
ているように像のぼやけを最少化するために極め
て短いレーザーパルス巾（すなわち短いデユーテ
イサイクル。デユテイサイクルは繰返し巾に対す
るレーザーパルス巾の比と定義される）を提供す
るという要求における他の不利は、デイスク面に
結合されるエネルギーの量を減少させるというこ
とであり、そのためにはより高い電力可能出力を
有するレーザーが必要であつて装置全体の費用が
高くなるということである。更に、連続波レーザ
ーを用いる従来の装置は、レーザービームを用い
るのがレーザーのオン時間のうちの小部分である
ので、非効率的である。

本発明によれば、第１図について述べたように
変調器３０と記録媒体１５６の面との間の光学路
内に光学素子２４を用いることにより、運動ぼや
けが除去ないし最少限化される。データは、例え
ばトラツク１７４における音響パルス１２０及び
１２２の像が記録を行なうべき記録媒体領域（ト
ラツク１７４）とほぼ同じ速度で移動するという
仕方で、記録媒体１５６に記録される。適当な時
間後に、次の「オフ」ビツトのために変調器３０
によつて書込みスポツトをターンオフする。代表
的なビツト間隔は１ミクロン（μm）オーダーで
あり、代表的なビツト大きさは0.5ないし１ミク
ロン（μm）である。光学デイスクには、アブレ
ーシヨン型の手法を用いることにより、又はアブ
レーシヨン以外の手段で記録媒体の光学特性を変
化させることによつて記録が行なわれる。

特に、情報は一般に光学デイスク又はビデオデ
イスク上に同心トラツク１７４，１７６……１８
０上に記録される。最内側のトラツク１７４（半
径r₁）と最外側のトラツク１８０（半径r₂）との
間の半径方向距離は5.08センチメートル（２イン
チ）のオーダーである。各トラツクにおける光学
デイスクの接線速度は該トラツクからデイスク中
心までの半径に比例するから、本発明の実施例に
おいては、倍率Ｍを調節して、内側半径r₁と外側
半径r₂との間の中間の半径に対応する接線速度及
び音響光学媒体３０におけるパルスの速度の比に
等しくする。従つて、上記の方程式における速度
の項は所望の値に正確に対応してはいないが、レ
ーザービームがデイスク記録領域内に位置すると
きは、ここで与えられる補償は像のぼやけを最少
化するのに充分である。しかし、レーザービーム
がデイスク記録領域内に位置するときに光学素子
２４の倍率を所望の値に等しくなるように自動的
に調節する装置を設けることができる。

本発明によれば、記録媒体の面において要求さ
れるビデオ信号情報は既に音響光学変調器内に存
在していることが認められる。特に、音響光学ブ
ラツグセルの通例の認知作用は光ビームのパワー
を適時に単独で変調する装置の認知作用である。
音響光学ブラツグセルはまた光ビームの空間的プ
ロフイルを変調する。この後者の能力は、移動す
る記録面をビデオ信号の流れとともにトラツキン
グすることによつて像のぼやけを最少化する。こ
の空間的変調は移動する音響ビデオ信号の流れと
の光ビームのプロフイルのオーバラツプによつて
決まる（要するに、変調器内の音エネルギーのパ
ケツトは、光ビームを通つて流れてレーザー光プ
ロフイルの種々のセグメントを次々に露光させる
一連の「窓」を構成する）。この変調された光の
プロフイルは次いで適当な光学素子を介して記録
面上に投像され、移動する光のセグメントはデイ
スク面と同じ速度で進む。デイスク面に対する光
セグメントの移動がないから、ぼやけは生じな
い。トラツキングをさせるためには、上述の要件
を満たさなければならない。上記の音響ビデオの
流れは所要の寸法的スケーリングは有してない
が、それ以外の点においては所望のビデオ像を忠
実に再生する。このスケーリングは、音響光学変
調器と記録媒体の面との間に介装された光学素子
によつて与えられる適当な倍率で音響パルスを記
録面上に投像することによつて補正される。

第６図は第１図に示すゼログラフイドラムに形
成される像の現像を更に詳細に示すものである。
特に、媒体１０はゼログラフイドラムであり、該
ドラムは、コロナ放電装置１９０で示される荷電
ステーシヨン、回転多角形体２７からのビームが
ドラム１４上の走査巾×を横切る露光ステーシヨ
ン１９２を通り、カスケード現像包囲体で示され
る現像ステーシヨン１９４、コピーペーパのウエ
ブがドラム１４と接触して通過して静電放電を受
入れて現像済み像をドラム１４からコピーペーパ
へ転写させる転写ステーシヨン１９６を通つて連
続的に回転する。コピーペーパは送出しリール１
９８から送り出され、ガイドローラ２００の周り
を通り、駆動ローラ２０２を通つて受入れビン２
０４内に入る。溶融装置２０６が、コピーペーパ
がビン２０４へ向つて通過するときに像を定着す
る。

有用な像が提供され、該像においては、走査ス
ポツトの情報内容が走査巾×内のそれぞれの位置
に対する光の変調されたまたは種々の強度によつ
て表わされる。スポツトが所定の走査角で荷電面
１９２を横切るにつれて、該スポツトはその光強
度に従つて静電電荷を消散させる。このようにし
て作られた静電電荷像は現像ステーシヨン１９４
において現像され、次いでコピーペーパに転写さ
れる。ゼログラフイドラム１４は、荷電装置１９
０によつて再荷電される前に、回転ブラシ２０８
のような清掃装置によつて清掃される。このよう
にして、走査スポツトの情報内容が例えば上述の
光学デイスクの情報内容となる。多角形体２７は
モータ２１０によつて連続的に駆動され、元のビ
デオ信号を得るのに用いる走査速度を表わす同期
信号に同期して回転させられる。ゼログラフイド
ラム１４の回転速度によつて走査線の間隔が決定
される。また、ドラム１４を何等かの方法で信号
源に同期させて像の直線性を保持するのが好まし
い。

パルス像影走査を用いることの従来の走査機に
対する他の顕著な利点は、制限アパーチヤの適切
な照明を用いて最大限の解像度を得ることであ
る。第１図の実施例における制限アパーチヤは角
多形フアセツト２８である。第５図の実施例にお
ける制限アパーチヤは像影素子（図示せず）であ
る。標準的な走査機設計理論によれば、解像性能
はビデオ信号の流れの走査機の「インパルス応
答」との回旋によつてきまる。この「インパルス
応答」は走査スポツト（第１図における番号１
６）の空間的強度プロフイルである。最適解像度
はこのスポツトが最もコンパクトである時に得ら
れる。走査スポツトは制限アパーチヤ（第１図に
おけるフアセツト２８）が一様に照射される時に
最もコンパクトになる。

レーザービームのプロフイルは一様的でなく、
典型的に正規分布的であるので、制限アパーチヤ
の一様な照射は、例えば前掲の米国特許第
3922485号に示してあるように、制限アパーチヤ
の限界を越えてレーザー光を広く照射するオーバ
フイルによつて近似できるのみである。しかし、
走査機光学系の制限アパーチヤ内に落ちるのは光
のエネルギーの一部分、典型的には50％未満であ
る。従つて、走査機の光スループツト効率は50％
以上にはなり得ない。

これに反して本発明に係るパルス像影走査機
は、制限アパーチヤに入射する光ビームが該アパ
ーチヤの一部にしか落ちない場合でも、すなわち
アンダーフイル状態であつても、最良の解像性能
を示す。この構成は本来的に制限アパーチヤにお
ける高い光捕捉性を有し、従つて光スループツト
効率が極めて高い。特にビデオ信号の変動が速く
なるのに伴つて光強度プロフイルの巾が大きくな
るというFMぼやけのために解像度が劣化すると
いうことがない。

FMぼやけのために、制限アパーチヤは静止ビ
デオ信号に対してはアンダーフイル状態となり、
急速に変化するビデオ信号に対しては一杯に照射
されるフイル状態となる。これにより、光捕捉と
解像度との間の極めて好ましい妥協点が得られ
る。特に、本発明に係るパルス像影走査機の解像
性能は静止（変調器に加えられる不動状態のビデ
オ信号）光プロフイルと制限アパーチヤとの間の
相対的寸法スケーリングによつて支配される。も
しも静止光がアパーチヤを完全にオーバフイルす
るならば、解像性能は従来の走査機と同等にな
る。これに反して、静止光プロフイルがアパーチ
ヤーの小部分だけを占める場合には、解像性能は
著しく向上する。従つて本発明に係るパルス像影
走査機は、解像度を従来の走査機に対して大巾に
改善し、またその性能が高い作動範囲にある従来
の走査機と少なくとも同等であるビデオ信号作動
周波数の範囲を提供する。

本発明のパルス像影の思想を更に明らかに具象
的に理解できるために第７図Ａ〜７Ｄ図ないし第
１１図にグラフを示す（記録媒体としては光学デ
イスクを用いてある）。第７図は次々に続く時間
フレームａ（第７Ａ図）、ｂ（第７Ｂ図）、ｃ（第７
Ｃ図）及びｄ（第７Ｄ図）における入射レーザー
ビーム及び音響ビデオの流れのオーバラツプ（影
を付した領域）を変調器３０に居る観察者から見
た状態を示すものである。第８Ａ〜８Ｄ図は、第
７Ａ〜７Ｄ図と同じ時間フレームにおいて、変調
された光ビームの空間的プロフイルを変調器３０
に居る観察者から見た状態を示すものである。第
９Ａ〜９Ｄ図及び第１０Ａ〜１０Ｄ図は次々に続
く時間フレームにおける書込みビームのプロフイ
ルを光学デイスクの面上に居る観察者から見た状
態を示すものであり、第９Ａ〜９Ｄ図はまた書込
みビームがどのようにして光学デイスクの動きを
トラツキングするかを示している。第１１図は上
記の結果として光学デイスクの面上の個別領域に
形成された（複合の）理想化した露光プロフイル
を示すものである。

以上、本発明をその実施例について説明した
が、当業者には本発明の精神及び範囲を逸脱する
ことなしに種々の変更を行なうことが可能であ
り、また諸素子を当価物で置き換えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明光学データ記録装置の一実施
例の走査開始位置における状態を示す部分略図、
第２図は、本発明に用いる能動光学素子の略図、
第３図は、本発明装置において２つの音響パルス
が入力レーザービームによつて照射されて光学デ
ータ記録面上に像影されている状態を示す略図、
第４Ａ〜４Ｃ図は、記録媒体の面に光学パルスと
して転換されたビデオパルスの形成状態を示す略
図、第５図は、記録媒体として用いられる光学デ
イスクの略図、第６図は、レーザー線速感光性媒
体上に情報をプリントするのに用いられている第
１図の本発明装置の部分図、第７Ａ〜７Ｄ図、第
８Ａ〜８Ｄ図、第９Ａ〜９Ｄ図、第１０Ａ〜１０
Ｄ図及び第１１図は、本発明の原理を示すための
グラフである。 １４……レーザー線束感光性媒体、２０……光
源、２１……レンズ、２２……再コリメートレン
ズ、２３，２５……円柱レンズ、２４……光学素
子、２７……多フアセツト多角形体、３０……音
響光学変調器、３１……圧電変換器、３３……音
響光学材料、５２……制御回路、１４０……記録
媒体、１５６……光学デイスク、２１０……多角
形体駆動用モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の音波伝播速度特性を有する音波伝達媒
   体に結合された変換器を含むブラツグ回折光・音
   相互作用媒体と、 強度変調された音波を上記媒体内に所定の速度
   で伝播させるように上記変換器に結合されたビデ
   オ変調信号源と、 上記媒体を介して上記音波を横切る方向に実質
   的に単色の光ビームを投射して、上記変調信号に
   対応する情報を有し且つ上記所定の速度で運動す
   る運動像を形成する手段と、 上記強度変調された光ビームの通路内に介挿さ
   れ上記運動像を走査方向に一定の走査速度で走査
   させながら上記光ビームに感応する回転記録材料
   上に投射する倍率Ｍの光学手段とを備え、 上記光学手段の上記倍率Ｍと、上記運動像が運
   動する上記所定の速度と、前記走査速度とは、上
   記記録材料の各領域に対する運動像の速度が実質
   的に零になるように定められたことを特徴とする
   光学データ記録装置。 ２ 上記回転する材料が回転するゼログラフイ部
   材からなり、前記光学手段が回転する多角形体を
   含み、多角形体は上記運動像をゼログラフイ部材
   の回転方向を横切る方向に上記媒体を横切つて走
   査させるように配置され、該像の速度は上記走査
   された光ビームの速度と実質的に等速で且つ反対
   方向である特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 上記倍率Ｍは、V₃／V₁に実質的に等しいよ
   うに選定されており、V₃は上記走査光ビームの
   速度であり、V₁は上記所定の速度である特許請
   求の範囲第２項記載の装置。 ４ 上記回転材料が回転するデイスクから成り、
   上記運動像の速度が上記回転材料の上記各個別領
   域の運動の接線方向成分と実質的に等しく且つ運
   動像の運動の方向が前記接線方向である特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ５ 上記ＭはV₃／V₁に実質的に等しいように選
   定されており、V₃は上記走査光ビームの速度で
   あり、V₁は上記所定の速度である特許請求の範
   囲第４項記載の装置。