JPS6042528B2 - 情報記録再生方式 - Google Patents

情報記録再生方式

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JPS6042528B2
JPS6042528B2 JP48049859A JP4985973A JPS6042528B2 JP S6042528 B2 JPS6042528 B2 JP S6042528B2 JP 48049859 A JP48049859 A JP 48049859A JP 4985973 A JP4985973 A JP 4985973A JP S6042528 B2 JPS6042528 B2 JP S6042528B2
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ERI SOROMON YAKOBUSU
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、極めて高い密度でディジタル情報を蓄積しか
つ再生する方式に関するもので、特に電気的入力信号を
ディジタル情報スポットの単一トラックとして光学的に
記録することによりディジタル情報を形成した写真記録
体、および可動鏡式光学走査器のような光偏向手段によ
り固定記録体を走査する固定光検出器によりかく記録し
たディジタル情報を光学的に再生する方式に関するもの
である。
本発明の構成の概略は次の如くてある。
すなわち本発明の記録部はアナグロ入力信号をまずディ
ジタル電気信号に変換し、各ディジタル電気信号によつ
て単発光のパルスを発生し、かかるパルス光を用いて感
光板を走査して上記ディジタル信号パルスを感光板上に
ディジタル符号化した情報スポットの単一トラックとし
て連続的に記録する。これら情報スポットは群に分けて
配置し、各群を同期用スポットで分離する。本発明の再
生部は光学的に記録したディジタル記録信号を光学的に
走査し、それと共にホトセルを用いてディジタル読出し
電気信号を形成し、このディジタル読出し信.号をアナ
グロ入力信号と同じアナグロ出力信号に変換して再生を
行なう。本発明装置は、例えばテレビジョンビデオ信号
、高忠実音楽信号等の電気的アナグロ信号のような可聴
可視信号の記録および再生を行なうのに・特に適してい
るが、本発明装置を用いて例えばデータ処理のように、
ディジタル電子計算機を具えた情報記録再生装置、文字
認識装置または写真検索装置の要部を構成し、ここで、
アナログ入力信号を光信号とし、これをディジタル電気
信号に変換して光学的に記録しかつこれを再生すること
も可能である。
従来、可聴信号を光ビームにより光学的に記録および再
生する装置は実用化されていない。
従来考えられた装置においては、米国特許第31386
69号明細書開示のように、光ビームおよびホトセルを
用い、音声用の普通のレコードの溝より反射する光を単
に再生するのみであつた。さらに最近、)米国特許第3
25195汚明細書に示されているように、光ビームに
より可聴信号を光の濃度を変化させて写真トラック上に
記録し、この記録写真を光学的に再生することが提案さ
れている。しかしこれらの既知の方式では、ディジタル
信号でなく一・種のアナグロ信号が記載されるので、記
録される情報の量および再生信号の品質は極めて低いも
のに制限される。これに対し、本発明においては、アナ
グロ信号を光学的に記録する前にディジタル信号に変換
し、これを感光体上に光点の軌跡とし・て記録すること
によつて、上述のような欠点を完全に解消することがで
きる。さらに既知の装置として、米国特許第25957
01号明細書においては、パルス符号変調を用いディジ
タル符号化された情報を写真フィルム上に記録し、これ
を再生することにより電話線を経て伝送される音声信号
の伝送品質を改善することが提案されている。
しかし、かかる既知方式は多数の光源を用いるもので陰
極線管として成する電子的スイッチ装置を用い、これら
光源を選択的に付勢するので、得られる写真の情報密度
は極めて低くなり、感光記録体として移動するフィルム
条片を使用するを要した。本発明においては、単パルス
の光源を用いこれを例えば11300m!FLの直径の
如く極めて小さな焦点を結ばしめ、それにより感光記録
媒体上を光学的に走査して、6.45cIt(1平方イ
ンチ)あたり約5×107ビットの如く極めて高い密度
の光点の軌跡を記録するので、上述のような欠点を生じ
ない。本発明による情報記録再生装置は従来装置に比し
て次の如き利点を有する。
すなわち、本発明装置は既知の磁気テープによるビデオ
信号記録再生装置に比して遥に安価であり、本発明によ
れば写真として記録が形成されるので高品質のコピーを
安価に再生でき、磁気テープまたは従来の音声用レコー
ドに比較して遥に長い寿命を有する。さらに、本発明デ
ィジタル符号写真記録装置によれば、従来に比し小さな
スペース内に大量の情報を記録することができる。また
、情報ディジタル光信号の写真記録装置を用いれば、ア
ナログ出力信号の信号対雑音比をはるかに高くしてアナ
ログ入力信号の再生品質を改善することができる。さら
に本発明によれば出力信号品質は記録媒体または記録再
生装置の周波数応答に影響を受けることが少ないので、
高品質が期待できる。さらに本写真記録装置によれば写
真記録は平板上に形成できるので、写真スライドプロジ
ェクタまたはレコードプレーヤの自動レコード演奏装置
のように自動演奏が可能である。本発明の目的は、感光
媒体上の極めて高い情報密度をもつてディジタル符号化
した電気信号を光学的に記録し、かつこれを再生する改
良した記録再生装置を提供するにある。
本発明の他の目的は、ディジタル信号ビットを垂直方向
に離間した平行ラインに沿つて記録すると共に水平方向
にライン区分に分けて記録して複数のコラム(欄)また
はページを形成することにより、写真記録体に高密度で
ディジタル情報を蓄積することのできる情報の記録再生
装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、固定写真記録体の一次走査
を光ビームで行ない、同二次走査をレンズマトリクスで
行なうようにした情報の記録再生装置を提供することに
ある。
さらにまた、本発明の他の目的は、固定写真記録体を扇
形光ビームにより水平方向に走査し、この光ビームによ
り、平行ライン区分から成るコラムを順次に照射し、各
コラムの後方に1個のレンズを一列に設けて成るレンズ
の列により各コラムのライン区分からの光を一列のホト
セル素子上に順次結像させると共に、このレンズ列を垂
直方向にステップ的にずらせてこれらコラムを垂直方向
に走査するようにした情報記録再生装置を提供するにあ
る。
本発明のさらに他の目的は、固定写真記録体の座標に沿
つて配置された多数のページを、1ページを一度に同時
照射する光ビームにより垂直および水平方向に走査し、
各ページの後方に1個のレンズを配置してなるマイクロ
レンズマトリスクを垂直方向に移動させて各ページを垂
直方向に走査し、照射されているページの後方のレンズ
により当該ページの1ラインからの像を一列のホトセル
素子に結像させるようにした情報記録再生装置を提供す
ることにある。
以下図面により本発明を説明する。
第1図は本発明が関連する情報記録再生装置の概念図で
あり、記録部10を有し、その入力を例えばマイクロホ
ンまたはテレビジョンカメラのような可聴可視アナログ
信号源12に接続する。
また本装置は再生部14を有し、その出力を例えば拡声
器、テレビジョン受像機、陰極線オシロスコープ、機械
式記録装置等のアナログ信号利用装置16へ接続する。
18は適当な写真コピー装置で、例えば接触プリントを
可能としたもので、記録部によつて作成した1個のディ
ジタル符号化マスター写真20を安価にコピーすること
ができ、これにより多数のディジタル符号化写真コピー
22を作成し、これを再生部14の入力情報として使用
する。
この点について本発明装置は1個のマスターレコードよ
り多数のコピーレコードを製造し、このようなコピーレ
コードを消費者に比較的安価に販売するレコード作装置
の考えと共通した考えに基いている。信号源12は可聴
可視アナログ信号23を発生する。
この信号は高忠実度音楽信号のような可聴信号あるいは
テレビジョンビデオ信号等とすることができる。このア
ナログ入力信号23を記録部のアナログ−ディジタル変
換器24の入力に供給・し、これによりディジタル符号
化した電気出力信号26を形成する。しかしながら、信
号源12と変換器24の代りに、アナログ光入力信号を
ディジタル電気出力信号に変換する装置、例えば文字認
識装置あるいは連続写真分析装置に用いられる・ような
装置で置換することも可能である。このディジタル信号
26は既知のパルス符号変調を用いて形成し、多数のパ
ルスをパルス群または1ワードョに分離し、各群により
アナログ入力信号23の異なる場所の瞬時振幅を表現す
る。ディジタル)信号を発生と同時にリアルタイム処理
して記録したい楊合には、アナログ−ディジタル信号変
換器24の出力を増幅器29を介して電気光学ディジタ
ル信号記録器28に直接供給すればよい。しかしながら
、このディジタル信号26をディジタルコンピュータ3
0の磁気テープ上に一時的に蓄積し、都合のよいときに
この種信号を記録することが好ましい。従つて図示の例
では、信号変換器24と増幅器29の間にディジタルコ
ンピュータ30を接続して示してあるが、本発明はこれ
に限定されるものではない。電気一光学ディジタル信号
記録器28はディジタル電気信号をディジタル光信号に
変換し、この光信号を極めて小さな焦点を有する光パル
スビームにより感光素子を走査し、直径約0.01Tw
t以下のディジタル符号化した点のトラック(軌跡)を
形成せしめる。
2進ディジタル信号を使用する場合には、このスポット
を不透明または透明として2進符号の0および1ビット
を形成する。
しかし、本発明はこれに限定されることなく、他のディ
ジタル信号符号化を使用することも可能てある。例えば
白黒写真フィルム上に透明、半透明および不透明ドット
による3値ディジタル符号を使用することもできる。再
生部14は光学一電気ディジタル信号再生装置32を具
え、これによりディジタル符号化した写真コピー22を
通してホトセルを走査し、ディジタル符号化した光点の
写真に対応するディジタル符号化電気信号34を形成す
る。
これにより、ディジタル出力信号34は記録器28に供
給されたディジタル入力信号26に対応する。光学再生
装置32は光学記録器28と別な装置として図示してあ
るが、これらは記録器のパルス光源とホトセルをき換え
るのみで、同じ光学走査装置を使用することができる。
再生装置32をシフトレジス.夕を有する電気的読出し
回路36を通じディジタル−アナログ信号変換器38に
接続する。信号変換器38の出力を増幅器40を介し利
用装置16に接続し、信号変換器38により形成されデ
ィジタル信号34に対応するアナログ信号42を利用!
装置16に供給する。かくするとこのアナログ出力信号
42はアナログ入力信号23の高品質再生信号であり、
この出力信号は極めて歪が少なく、高いSN比を有する
。この高品質信号再生および写真媒体上における高い情
報密度が得られるのくは、感光材料の粒子寸法および光
学的非直線特性のディジタル信号の記録情報密度に対す
る制約がこれら感光材料によりアナログ信号を記録する
場合に比し、極めて少ないことによるものである。第2
図は第1図示の記録再生装置の本発明の範囲に含まれな
い参考例で、光学記録器28と光学再生装置32の両者
に対し同一の光学走査装置44を使用し、これに組合わ
せて使用するビーム分割鏡50に対し単に記録光源46
またはホトセル48のいずれかを動かして該鏡50と直
線上にすることにより記録および再生の双方に使用する
ことができる。記録光源46は例えばアーク灯またはレ
ーザの如く強度が大で大きさの小さい単一光)源とする
。さらにけい光灯を配列して構成する如き面積の大きな
再生用光源52をディジタル符号化した写真コピー22
の背後に配置し、電源56にスイッチ54により選択的
に接続して附勢する。α電源56は図示を簡略にするた
めに電池とξして示してあるが、スイッチ54の4゜再
生3゛位置において接続される任意の直流電源をもつて
構成する。図示の例では再生用光源52はディジタル符
号化した写真コピー22の背面より光を透過させるよう
にしたが、光源をコピーの前面に置いて”走査光ビーム
外に配置し、例えばコピーを囲む円形のけい光灯の如く
構成すれば、反射光を用いることもできる。スイッチ5
4を゛記録゛位置にすれば、記録光源46が附勢される
。この光源を矢58で示す方向に移動させ、ホトセル4
8の位置まて移動するには、この光源とホトセルを収容
している容器60を下側に移動させればよい。光源46
には記録部10の信号変換器24により形成するディジ
タル符号化入力信号を直接供給することもできるので、
図示の例ではこの信号を光源の前面に配置した電子シャ
ッタ62に供給し、光パルスのビームを形成する如くし
た。このシャッタ62はニトロベンジン溶液を収容する
カーセルとするか燐酸二水素カリウムの一連の結晶とす
る。かかるカーセルまたは結晶は電気的複屈折特性を有
する。シャッタ62を2方向切換スイッチ64を介し増
幅器29の出力に接続し、このスイッチ64をスイッチ
54と連動させ、“゜再生゛位置においてはスイッチ6
4を断とし、゛記録゛位置においてはこのスイッチをオ
ンとするように構成する。この光源46により連続的に
動作する極めて強度の大なる平行単色光ビームを形成す
ることができる。光学走査装置44は、軸70上に回転
可能に搭載し、軸方向に延びる凹所68を有するアルミ
ニウムまたは他の非磁性材料で作つた円形の支持板66
を有する。
軸70にはベルト76および磁気クラッチ74を連結し
、モータ72によソー定速度で垂直軸を中心として回転
させる。支持板66の一方の縁部にねじ82または他の
適当な手段により板ばね80を取付け、その上側中間部
に平坦な走査鏡素子78を装着する。板ばね80は板6
6の上側に設けたガイドスロット84により固定し、軸
70の回転軸と交差するよう延長し、走査鏡78の中心
がこの回転軸のほぼ中心となるようにする。板ばね80
の裏面の走査鏡78の下側に、この板ばね80が下に引
かれたとき板66の凹所68内に挿入されるように配設
した磁性材料のソレノイド素子86を設ける。凹所68
とソレノイド素子86はいずれも截頭円錐形とする。凹
所68の底部の近くに回転板66の軸を包囲して電磁石
コイル88を配置し、このコイルに対する電気信号を制
御すれば、コイルの磁界によりソレノイド素子86が凹
所内に引きつえられるかまたは押し出される。これによ
つて板ばね80を偏向させることができ、走査鏡78に
よりディジタル符号写真コピー22の走査することがで
きる。さらに板ばね80の遊端に重錘90を取付け、支
持板66の回転速度が上昇したときに重錘の遠心力によ
り板ばね80が下側に押されるようにする。板ばね80
の振動を減衰させるため、スロットを設けた永久磁石9
2を回転板66の上側表面に装着し、さらに重錘90の
端部に導電性の薄い羽根94を取付け、これをスロット
96内に入るように配置し、永久磁石92のスロットの
両極間にこの羽根94が移動し、振動に対し渦電流を生
じて減衰するようにする。このような永久磁石ダンパの
代りに凹所68にオイルを充填し、ソレノイド素子86
がダツシユポツト内を移動する如くしたオイルダソパを
用いることもできる。前述せるように、ビーム分割鏡5
0を軸70の回転軸およびこの鏡とホトセル48または
光源46,62の前面に配置した有孔マスク98の間の
光通路の両者に対しそれぞれ45スの角度をなすように
配置する。
この分割鏡50は入射光の約50%の光を透過し、約5
0%の光を反射する。この分割鏡50と写素子22の中
心間に球面鏡100を配置する。さらにマスク98とビ
ーム分割鏡50の間に顕微鏡102を配置して、光源が
写真素子22の上に極めて小さな直径の光点として結像
するようにし、すなわち検出器の視野をこのような小さ
なスポットに制限する。この顕微鏡は省略することもで
きる。さらに対物レンズを顕微鏡102とビーム分割鏡
50との間に設けることもできる。この場合には球面鏡
100を省略することができ、このときにはビーム分割
鏡を90る回転させる。第2図に示す装置の記録操作中
においては、光源ケース60を下方に移動して下側位置
として光源46をマスク98の開口と一直線とする。
さらにスイッチ54を゜゜記録゛位置に移動してこの光
源を附勢しかつ再生用光源52を減灯する。この場合、
スイッチ64は記録位置゜“R゛に移動し、電子シャッ
タ62がアナログ−ディジタル変換器24に接続され、
それによりディジタル符号化パルスが増幅器29を通じ
シャッタ62に供給され、多数の光パルスを発生する。
このディジタル符号化光パルスはビーム分割鏡50に伝
達され、その光の約50%は球面鏡100に対し反射さ
れ、これにより鏡50上に再び焦点が形成され、結局分
割鏡50を通じ25%の光が走査鏡78に到達する。次
いで走査鏡78によりこれらの光パルスは反射され、こ
の場合図示の写真コピー22に置き.換えて配置するマ
スター写真感光板20に投射される。さらにスイッチ1
04を゜“記録゛位置とすることにより両端を正DC電
源と大地間に接続したポテンシヨンメータ106の可動
接点に磁気クラッチ74を接続し、モータ72により軸
70を)中心として走査鏡78を回転させる。例えばモ
ータ108によリボテンションメータ106の可動接点
を自動的に制御し、光ビームが感光素材の半径内側方向
に移動するに従つて回転速度を徐々に増加せしめるよう
にする。走査ビームのこの半径7方向の移動は、スイッ
チ112を44R゛の位置にし、電磁石コイル88を他
のポテンショメータ110の可動接点に接続し、このポ
テンショメータの両端子を正DC電源と大地間に接続す
ることにより行なうことができる。このポテンショメー
タ9110の可動接点もモータ108に連結し、コイル
88に流れる電流を徐々に増加させ、これによつて磁界
を増加して、走査鏡78を半径内側方向に徐々に偏向さ
せる。さらに重錘90の回転速度増加に伴う遠心力によ
り走査鏡を半径方向内側に偏向せしめる。これにより光
学走査装置44は感光素材上をらせん形に走査し、光の
パルスを各トラック上にかなりの間隔をおいて配置され
た連続点としたディジタル符号化光点の軌跡として記録
する。かかる記録を第5図および第5A図に示す。ポテ
ンショメータ106および110は磁気クラッチおよび
偏向用電磁石コイルに対し極めてスムーズに変化する制
御電圧を供給するを要し、このため巻線型ポテンショメ
ータは不適当であり、連続抵抗層ポテンショメータを使
用する。またこれらポテンショメータの抵抗を非直線状
に変化せしめてもよい。第2図の装置により再生を行な
うには、スイッチ54を“゜再生゛位置とし、記録光源
46を遮断し、再生光源52をオンとする。
さらにスイッチ64を再生位置“P゛とし、シャッタ6
2を増幅器29より遮断し、さらに光源容器60を図示
の上側位置に移動させ、ホトセル48をマスク98に設
けた開口と一直線上とする。スイッチ104および11
2を図示の“再生゛位置とする。写真コピー22上のス
ポットの光像は走査鏡78により反射され、ビーム分割
鏡50を経て球面鏡100に至り、この球面鏡100に
より再び反射され、ビーム分割鏡50に対し映像を結像
させる。このビーム分割鏡は光を再び反射し、顕微鏡1
02を経てホトセル48に入射せしめる。ホトセル48
はこれらの光パルスをディジタル符号化した電気パルス
に変換し、ホトセル48の陽極と大地の間に接続した負
荷抵抗114に出力電流を生ずる。このようにして抵抗
114の端子間に生じた.ディジタル電圧パルスを読取
回路36に供給し、さらに偏向制御回路に供給する。偏
向制御回路は演算増幅器116を有し、かつ増幅器11
6は以下に動作を説明するトラッキング発振器120の
周波数(f1)の2倍の周波数に.同調する負電圧帰還
回路網118を備える。
演算増幅器116の入力は結合コンデンサ122を通じ
ホトセル48に接続し、増幅器の出力端子は位相比較器
124の一人力端子に接続し、他の入力端子にはトラッ
キング発振器120の出力を接続クする。位相比較器1
24のアナログ出力信号を積分回路126を通じ加算回
路128の一人力端子に供給し、その他方の入力端子に
は結合抵抗130を通じトラッキング発振器120の出
力を供給する。加算回路128の出力を増幅器132お
よびスイッチ112を通じ再生期間中電磁石コイル88
に接続する。同調帰還回路網より積分器126に伝達さ
れて積分されるディジタルパルスの平均振幅は、走査鏡
78がトラック上を移動するのに応じて変化するので積
分器126の出力電圧もこれに応じて変化し、電磁石コ
イル88に印加される制御電圧か変化し、これにより走
査鏡78を半径方向内側に偏向させて走査鏡78がトラ
ックつをたどるようにする。走査鏡78の回転速度を差
動増幅器134の出力信号て制御する。この差動増幅器
134をスイッチ104の゜“再生゛位置において磁気
クラッチ74に接続する。差動増幅器134の一人力を
ポ7テンシヨメータ136の可動接点に接続し、ポテン
ショメータの両端子を正DC電源と大地間に接続する。
差動増幅器134の他の入力端子を積分コンデンサ13
8に接続し、このコンデンサ138の両端子を結合ダイ
オード140と大地間に接L続する。ダイオード140
の陽極を読取り回路36の一部を構成する同期ビット検
出器142の出力端子に接続する。検出器142の入力
端子をホトセル48に接続し、ホトセルの出力信号中に
同期パルスが存在するときは同期出力パルスを発生する
。同期パルスはディジタル符号パルスよりも大なる振幅
を有する。これらの同期パルスはコンデンサ138によ
り積分され、その出力の変化電圧が差動増幅器134の
入力に制御電圧として供給される。従つて、走査鏡78
が半径方向内側に偏向されるに従い、軸70の回転速度
は増加し、同期ビット速度を一定に維持する。これらの
同期パルスは写真コピー22上に各ディジタル符号化光
点群または語を分離するためこれら群の間に記録された
光点より発生される。
これら同期光点ろ一例はデタル符号光点の約2倍の直径
を有する光点とし、れれらは電子シャッタ62に対し大
なる電圧パルスを供給し、シャッタを通じてなる光を透
過させて記録する。記録素子22の光点のらせん形軌跡
上に走査鏡78を正しく指向させるためトラッキング発
振器120は小さな振幅の正弦波トラッキング信号を電
磁石コイル88に供給する偏向制御信号に重畳するよう
発生させる。
このトラッキング信号は走査鏡78がトラックを横切り
、例えば約10噺あたり1サイクルまたは1回転あたり
30−7瀬動の如く低い周波数f1をもつてトラックの
前後に振動するようにする。これによつて修正信号を発
生し、その修正信号をホトセル48の出力信号内の偏向
制御信号と重畳し、この修正信号はコンデンサ122お
よび増幅器116,118によりビット電流パルスを沖
波して取出し、周波数江の修正信号を形成する。この周
波数は、走査鏡78がトラッキング発振器120の出力
信号の正弦波の各サイクルにおいて1つのトラツを2回
横切るた,め、トラッキング発振器120の周波数の2
倍の周波数に等しい。この修正信号を位相比較器124
においてトラッキング発振器120の出力信号と比較し
、これら2つの信号が同相でないときに、位相比較器1
24により走査鏡78がトラックから外れ始めたという
ことを示し、積分器126の出力電圧を自動的に変えて
走査鏡78を再びトラック上に戻すようにする。読取り
回路36は2安定マルチバイブレータ144を有し、そ
の入力端子を同期ビット検出器142の入力端子ととも
にホトセル48の出力端子に接続する。
かかる2安定マルチバイブレータをシユミツトトリガ型
とすることができ、この2安定マルチバイブレータ14
4を各ディジタルパルスの前縁でトリガし、同じく後縁
で反転させて矩形出力パルスを作り、この出力パルスを
シフトレジスタ146に伝達する。自走ビットクロック
パルス発出器148の入力端子を同期ビット検出器14
2の出力端子に接続して、かかるビットクロックを同期
パルスで同期化する。ビットクロックパルス発生器14
8の出力端子をシフトレジスタ146に接続して、これ
にシフトパルスを供給してホトセル48により生ずるデ
ィジタル符号化信号と同じ周波数でシフトレジスタをシ
フトさせる。シフトレジスタ148でディジタルパルス
群または“語゛がいつたん受信されると、これらディジ
タルパルス群は伝達ゲート152を通して蓄積レジスタ
150に伝達される。この伝達ゲート152は通常は非
導通状態にあり、同期ビット検出器142から伝達ゲー
トに供給される同期パルスによつて導通状態に駆動され
る。蓄積レジスタ150の出力をデジタル−アナログ変
換器38の入力端子に接続し、それによりデジタル信号
入力をナログ出力に変換する。かかるアナログ出力信号
を増幅器40を経て本装置の出力端子に伝達する。前述
せるように、アナログ出力信号はアナログ−ディジタル
変換器24に供給されるアナログ入力信号を正確に再現
したものとなる。
第1図の記録再生装置の本発明の範囲に含まれない他の
参考例を第3図および第4図に示す。
本例で用いる光学走査装置44″は多面鏡154を有し
、かかる多面鏡の回転軸158の周囲に12個の平坦な
鏡表面156を等分して配置する。多面鏡154を、こ
の多面鏡を電気モータ162に結合する駆動機構160
により、垂直軸158の周囲でほぼ水平に連続回転させ
る。さらに加えて、多面鏡154を、かかる多面鏡を磁
気クラッチ168および減速歯車装置170を介してモ
ータ162に接続する振動駆動機構166により、水平
棒164の周囲でほぼ垂直方向に振動させる。凹レンズ
の形態の平坦な映像フィールド補正板172を写真コピ
ー22の前面に配置し、走査中に鏡表面156とかかる
写真コピーとの間の走査距離の変動を補償するようにす
る。すなわち、補正板172の外方端縁に隣接する部分
をより厚くして、鏡表面256と写真コピー22の外方
端縁との間のより長い走査距離を補償させる。ビーム分
割鏡174をフィールド172と多面鏡154との間に
配置する。他の鏡176をビーム分割鏡174と顕微鏡
102との間の光通路に配設する。対物レンズ178を
、第2図の例の球面鏡100の代りに、鏡176と顕微
鏡102との間に設けして焦点を結ばせる。記録中にお
いて第3図および第4図の装置は第2図に示す装置と同
様に作動するが、多面鏡154により矩形走査を行なつ
ても第6図および第6A図に示すように順次の直線ラス
タートラツクを形成する点が異なる。
すなわち磁気クラッチ168をスイッチ182の“記録
゛位置を介してポテンショメータ180の可動接点に接
続し、そのポテンショメータの両端子を正DC電圧源と
大地間に接続する。ここで、ポテンショメータ180の
フ可動接点をある固定値に設定することにより記録中の
垂直走査速度を定める。さらに加えて、スイッチ54お
よび64を記録位置゛R゛に移動して再生光源52を電
源56から遮断し、記録光源46″を増幅器29を介し
てアナログ−ディジタル変換器24の出力に接続する。
パルス光源46″は写真撮影に使用するのと同様なガス
放電ストロボ光または他の極めて高い周波数レスポンス
を有するパルス光を生じ得るものとするを要する。第3
図および第4図示の装置で再生を行なうには、第2図示
の装置とほぼ同様であるが、一対のホトセル184およ
び186を対応するマスク98″の開口と直線上に配置
し、ホトセルの視界が写真コピー22上に記録された光
点のトラックの両側に位置するようにする。ホトセル1
84および186の陽極をそれぞれ増幅器188および
190を通じ加算回路192の入力端子に接続し、その
出力を前記2安定マルチバイブレータ144の入力端子
に接続し、さらに第2図の読取り回路36の同期ビット
検出回路142に接続する。さらに増幅器188および
190の出力をそれぞれ結合抵抗196および198な
らびに積分コンデンサ200および202を通じ、差動
増幅器194の各入力端子に接続する。差動増幅器19
4の出力端子を、スイッチ182の゜“再生゛位置を通
じ磁気クラッチ168に接続し、これに制御電圧信号を
供給し、これによつて多面鏡154の垂直速度を調整し
、検出器184および186の視界がトラックの両側に
位置し、トラックに迫従し得るようにする。かくすると
、再生中に走査鏡片156がトラックより外れると検出
器184および186の出力信号間に不同を生じ、差動
増幅器194の出力に差信号を形成し、これによつて鏡
片の垂直誤差を補正し、多面鏡154をトラック上に正
しく指向せしめる。差動増幅器194の■。出力電圧を
差動増幅器の各入力信号が互に相等しいとき、ポテンシ
ョメータ180の可動接点の電圧と相等しくすれは、垂
直振動駆動機構166は記録中と同じ速度で多面鏡15
4を垂直に移動させる。差動増幅器194の出力に接続
した可変負!荷抵抗204によつてそのDC出力電圧を
調整することができる。第5図に示すように、第2図の
装置により作成した記録素材たる写真コピー22はディ
ジタル符号化した光点のらせん状トラック206を有す
4る。
このトラックは2進ディジタル符号の“1゛ビットに対
応する光パルスにより形成された不透明点208とその
符号の“0゛ビットに対応する透明個所210により形
成される。スポット208および210はおのおの約0
.01顛以下の直径を有し、特に11300Tfr1n
程度とするを可とする。さらに連続するディジタルビッ
ト群または語のワード間に同期スポット212を設ける
。第5A図の例では、1符号群または44語33は15
ビットよりなり、第5A図の最上側のトラックは8個の
透明点と7個の不透明点よりなる。同期スポット212
は不透明スポット208の約2倍の直径とし、隣接ライ
ンのスポットの中心間の距離は不透明スポ)ツト208
の直径の約2倍とするので、同期スポットが隣接すれば
これらは互に相接することとなる。第3図および第4図
示の装置により写真コピー222上に記録するディジタ
ル符号スポットの卜;ツク214の矩形ラスターは記録
素材上に単一トラックとして走査され、連続した直線上
の通路を横方向に走査する。
多面鏡形走査鏡154の連続的垂直移動により、これら
隣接する各トラックは斜め下側に傾斜する。隣接する各
トラックは多面鏡154の隣接鏡面片により走査される
のて、前位の線の最後尾は後位の線の最前部と一致する
。第6A図に示すディジタル符号化された不透明および
透明スポット208および210の大きさおよび間隔は
第5A図のものと同一とする。感光記録素材22および
22″は、第2,3,4図のようにして再生光源よりの
光を透過させる場合には、片面上に感光材料層を被着し
たガラス板またはメタクリル酸メチル・プラスチック板
とする。
しかしながら、光反射写真を使用する場合には、記録素
材22および22″はプラスチックの如く寸法の安定な
適当な支持材料て構成し、その外面にディジタル符号化
したトラックを記録した写真を貼り付けて使用する。こ
のような写真の上面および透明板上の感光被覆上には取
扱い中に外傷を受けないようにプラスチック保護被覆を
設けるを可とする。さらに別個の写真材料層を設けずに
、感光性ガラスを使用することも可能であり、このよう
なガラスはディジタル符号トラックの光を露出した後、
エッチするを要する。この場合、各エッチしたスポット
に光を透過しない材料を充填して使用する。さらに、光
発色材料をこれに代えて使用することも可能である。次
に第7,7Aおよび8図に示す本発明による光学記録再
生装置の一例について説明する。
この装置は再生部314を具え、再生部314はレーザ
ビーム源316、線状レーザビーム320を極めて薄い
垂直方向に扇形のビーム324に拡大する負円筒レンズ
318を具える。レーザビーム324を一次(水平)走
査鏡326で反射させて写真記録板または感光素材32
2に通す。次に、この光を正拡大レンズ328を一列に
配列して成る二次(垂直)走査用水平レンズ列の1個の
レンズを通して、個別ホトセル330を一例に配列して
成る或は多素子ホトセルから成る水平ホトセル列に入射
させる。写真記録体322にはディジタル情報ビット(
同期ビットも含む)が水平な平行ラインに沿つてライン
区分334に分けて垂直コラム344″を形成するよう
に記録してあり、扇形ビーム324は各コラム区分全体
の像を一度にホトセル列330上に投影する。各コラム
をレンズ328のうちのひとつの視野の実効幅にとる。
すなわち、記録体の水平ラインは、300ビットを直列
配列したライン区分よりなり、各ライン区分を隣接ライ
ン区分から離間させる。ビットは極めて小さく、例えば
各ライン区分には300ビットを収容し、各ラインを1
00ライン区分とし、長さ数インチの記録体では斯るラ
インを3×101ライン収容する。レンズ328の個数
をコラム334″の個数に等しくし、各レンズを各コラ
ムの後方に直接に位置させて当該コラムの各ライン区分
のビット列の像をホトセル330に結像させる。このホ
トセル列のホトセル330の個数を各ライン区分のビッ
ト数に等しく定める。従つて、ライン区分あたり300
ビットを用いる通常の装置では3(9)個のホトセルか
らなる列を用い、各ビットを対応するホトセルまたはホ
トセル素子に結像させる。各レンズ328の視野の幅を
各コラム334″の幅よりも僅かばかり広くとり、各コ
ラム間の間隔をンズ間の光学的間隔に光学的に等しくな
るようにする。光学的には、各レンズの中心をコラムに
合致させてコラムを包含するようにし、各ライン区分の
ビット列をホトセル列に結像させる。写真記録板322
を静止保持器340に保持し、レンズ列を搬送板342
に取付ける。
この搬送板342を1対のピニオン組344および34
6により支持し、ステップモータ352により減速ギヤ
354を介してピニオン組の下側の対を駆動することに
より、これらピニオン組344および346を垂直案内
ラック対348および350に沿つて移動可能とする。
モータ352が主発振器356によりパルス的に附勢さ
れる度毎に、レンズ列はあるライン334から次のライ
ンに垂直方向に移動する。この垂直走査の周波数として
は、例えば1秒あたり10ステップとして、10ライン
を走査できるようにする。絞板358は水平スリット3
60を有し、その幅を1本のライン区分334の像を通
過させるのに足る幅とする。第7B,C及びD図は上述
した記録再生装置の動作説明用の原理的なビーム光路図
を示し、第7B図(平面図)には各垂直コラム334″
が扇形ビーム324により順次照射されて各垂直コラム
334″のライン区分334の像がその背後の各別のレ
ンズ328によりホトセル列330上に結像される様子
を示してあり、第7C図(拡大平面図)にはこのライン
区分334のデータビット列の各ビットがホトセル列3
30の異なるホトセル上に結像される様子を、図を簡単
とするために結像されるライン区分のデータビットが1
0101であるものとして示してあり、第7D図(拡大
側面図)にはレンズ列328を垂直方向に移動させると
扇形ビームで照射されているコラム33Cの1つのライ
ン区分334のみがスリット360を通つてホトセル列
330上に結像される様子を示してある。水平走査にあ
たつては、鏡326をガルバノメータ形モータ361に
より例えば5Hzで往復掃引ノさせ、各水平掃引後即ち
半周期後に、ステップモータ352はレンズ列を1ライ
ンだけ歩進し、それによりビーム324の掃引の両方向
に水平走査がなされる。
レンズ列のうちの1個が照射される度毎に、ホトセル3
30の列を照射し、それによ7つて300ビットを検出
する。ホトセル330からの各読取ビット信号別の組を
導線369を経て循環レジスタ370に伝送する。
ホトセルからのデータを転送ゲート372および372
″を介してバッファ回路371および374に順次に送
り込み、更にループ読込みレジスタ378を介してシフ
トレジスタ376を有するループに転送する。このルー
プで情報を迅速に循環させて、ループの内容を1出力ワ
ードタイム内に再生する。シフトレジスタループからの
デー夕をループ読出しレジスタ380から転送ゲート3
82およびバッファ384を介してデジタル−アナログ
変換器あるいは同等装置に転送する。シフトレジスタ回
路は更に読込み論理回路386および計数回路388を
も有し、これらにより読込みを慣例の態様で論理的に制
御する。二重バッファ入力により、必要な時に、2ワー
ドを同時に加え得るようにする。シフトレジスタ回路の
動作にあたつては、入来ワードをループに順次に加え、
早いもの順に転送して出力する。
ループタイムは上述のようにはやいので、全内容が1出
力ワードタイム内に再生される。これによれば本質的に
非同期入力であつてよいが、出力は同期形となる。故に
、音声等の情報が記録されていると、情報は途切れるこ
となく読み出されてデジタル−アナログ変換器に供給さ
れ、そこで音声信号が再生される。ワードはシフトレジ
スタループに迅速に順次加えられていき、ループがほぼ
充満されるまで各循環ごとに1つあるいは2つの新たな
ワードが加えられる。
かかる情報読込みは、写真記録体の列(コラム)が水平
走査がコラムの間で、すなわち何の情報も記録されてい
ないところで行なわれているときには、シフトレジスタ
ループに情報は何ら読み込まれない。転送ゲート382
のタイミングを適切に定めて上記ループから読込みより
低速の1平均ョ読出し速度でワードを順次に読み出し、
コラムの間で走査が行なわれているときに迫いつくよう
にする。そこで、入力バッファを介して情報入力の供給
が再び続行する。なお、第8図の回路は、非同期データ
を読出すときに第2図の読出し回路36の位置に配置し
て好適なものである。
図中、RcJはシフトレジスタループ回路の所望ワード
シフト速度に対応する。この信号Rcョは安定な発振器
(図示せず)こより発生する。上記ループの全容量はN
−1ワードであり、Nはワード中の中断(インターラプ
シヨン)の長さ、Bは1秒あたりの中断の回数、読込み
中の入力速度は?+BNであり、および平均 ,速度入
力はCINの出力に等しい。記録時には、30柵のホト
セル330の代りに、3(1)個の光源セルを一列に配
置したものを用い、記録すべき情報のライン区分に応じ
て光源セルを明滅させ、絞り手段によソー時にレンズ列
328のうちの唯1個のレンズのみに光を入射させるよ
うにする。
絞り装置により、保持器340で保持されている未露光
感光素材またはカード322を水平方向に走査し、各水
平走査の終了時に、一列のレ乙ズを1ラインだけ垂直方
向にステップ的にずらす。例えば各コラム334″の幅
を1TInとし、該コラムを記録体322の全高にわた
つて延在させフる。
コラム間の水平間隔を0.2Tfrmとし、ビットを各
コラムにおいて各ライン区分あたり300ビットずつ一
列に配置すると共に高さ17rf:I!tにつき300
ライン区分を配置し、且つ長さ10cmあたりに100
個のコラムを配置して、記録体に9刈σビットを・収容
可能とする。レーザビーム324の一次走査により同時
には唯1個のコラムのみを照射する。記録体における光
学的および機械的分解能は±0.2wt程度のみでよい
から、種々の形式の装置を用いることができる。二次走
査器は2つの主要要゛素、すなわち1(1)個のレンズ
からなる一列のレンズ328および30C@のホトセル
あるいは30腰素のホトセル装置からなる一列のホトセ
ル330で構成することができる。レンズを適切に配置
して、各コラムが照射されるときに、各コラムが1個の
レンズによりホトセル上に結像されるようにする。二次
走査器が垂直方向に移動すると、選択されたコラムにお
けるライン区分のビットが該ライン区分直後のレンズに
よりホトセル上に結像される。このレンズによりライン
区分の各ビットはホトセル列の各ホトセルは素子上に結
像される。3(6)個のホトセルは電子的に読み出され
る。
二次走査器は同時に1ラインずつ順次に移動して行き、
主走査器は連続的に往復掃引を行なう。次に第9図およ
び第9A図に示す本発明の他の例について説明する。本
例は二重走査光学記録および再生装置であり、写真記録
板または感光素材422を有し、該板には情報ビット4
24をライン区分426に配置し、これらライン区分を
四角形のブロックまたはページ428に配置する。
記録体を保持器430により固定位置に保持し、1次走
査器432で走査する。一次走査器432はレーザビー
ム源434、ステップモータ438で駆動される垂直走
査鏡436、ステップモータ442で駆動される水平走
査鏡440および両モータを制御する主発振器444を
有する。発振器444によりニ次走査器446をも附勢
する。この二次走査器は振動モータ448を有し、それ
により走査時および帰線時に保持器450を上下させる
。保持器450によりレンズあるいは小レンズ452を
保持し、各レンズがページ428の各ページの光学的に
後方位置に直接位置するようにし、しかもその際に各レ
ンズの視野の実効的な幅をページ428の幅に等しく定
める。照射されたページの後方のレンズによりそのペー
ジのライン区分がホトセル列330と同様にホトセル列
429上に順次に結像され、当該ライン区分上の各ビッ
トがホトセル列の各素子の各々に結像させる。特定ペー
ジ上のライン区分すべてを読み取つた後に、モータ44
2および438によりビームをステップ的にずらして次
のページに順次に移動させるようにし、かつレンズを垂
直方向に再び後戻りさせて次のページの走査に備える。
従つて、本例装置は第7図の装置と、写真記録板422
上の各ページ428がペンシル状のレーザビームで垂直
及び水平走査鏡436及び440により選択的に照射さ
れる点が相違するのみであり、照射されたページの各ラ
イン区分の像がその背后の垂直方向に移動するレンズ4
52によりホトセル列429上に結像される模様は第7
図の装置と同一であり、従つてこの装置のビーム光路も
第7B,C及びD図と同様になる。
例えば、記録体上の情報を約1Twt平方のブロックま
たはページ毎にまとめる。
記録体にはそのようなページを100×100ページほ
ど設ける。ビットは上例と同じくライン区分に配置し、
すなわち1ライン区分あたり300ビットを配置し、1
ページあたりに300ライン区分を設ける。二次走査器
の第一の要素は100X1(1)個の小レンズマトリッ
クスを有するが、ホトセル配列は前例と同様である(3
00ビット長)。二次走査器446は振幅1Wr!f&
(実際にはこれより僅かばかり短い振幅)で垂直方向に
振動し、それにより全ページを一度に走査してホトセル
列に出力光を入射させる。一次走査器432は2次元的
に走査を行なつて所望ページを順次に選択する。本例装
置では、この一次走査器として、陰極線管、単フアイバ
ースカナー、あるいは発光ダイオードマトリックス(1
00X100)を用いることができる。その場合には、
全ページ(101)をライン増分間ですべて番地付けす
るのが一次走査器として実際的であり、これにより極め
て高いデータ速度を得ることができる。音声信号につい
ての所望ビット速度は3×1Cf′ビット/秒程度であ
る。
300ビット/ラインとすれば1秒間あたり約100ラ
インを走査する必要がある。
二次走査を1.7Hzで振動させ、一次走査を3.3/
秒で行なう必要がある。陰極線管(CRT)または発光
ダイオード(LED)を用いると、二次走査を108′
間隔で行なう必要がある。本発明をテレビジョンに適用
するにあたつては、ビット速度を107ビット/秒以上
とし、すなわち約3皓速くする必要がある。第9図の装
置では、二次走査器において3/秒間隔で走査を行なう
のみでよい。小レンズの品質を極めて良好なものとする
必要はない。通常のモールド技術を用いるのみで一般に
満足なレンズを得ることができる。この目的のためには
透明の同心リングを有し集束レンズとして作用するゾー
ンプレート(輪帯回折板)あるいは繊維束を用いれば十
分である。記録時には、未露光写真カードまたは感光素
材422を保持器430に置き、1ページの寸法に等し
い開口を有する絞り装置を保持器450に取り付けてペ
ージの水平走査を行なうようにする。
絞り装置はレンズからレンズ(従つて、ページからペー
ジ)に水平方向に走査され、しかもページのある水平ラ
インから、当該ページの水平ラインが記録された後にそ
の次の水平行へと垂直方向に“走査が行なわれる。30
柵の光源をホトセルの位置に配設し、光源のうちのひと
つからの光は、絞り装置により、同時には感光素材上の
1ビット区域を露光するようにする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が関連する情報記録再生装置の概念を示
すブロック線図、第2図は第1図の装置の本発明の範囲
に含まれない参考例をその一部をブロックとして示す線
図、第3図は第1図の装置の本発明の範囲に含まれない
他の参考例を示すl図、第4図は第3図の光学的走査装
置を上側から見た平面図、第5図は第2図の装置により
作成され、ディジタル符号化されたスポットのらせん形
トラックを有する写真記録素子の一例を示す平面図、第
5A図は第5図の記録素子の部分拡大図、第6図は第3
,4図の装置により記録されたディジタル符号化した光
点の方形ラスタトラックを有する写真記録素子の平面図
、第6A図は第6図の記録素子の部分拡大図、第7図は
本発明光学的記録再生装置の一実施例の一部分の構成を
示す線図、第7A図は第7図の写真記録素子の部分拡大
図、第7B,C及びD図は第7図の装置の動作説明用の
原理的なビーム光路図、第8図は第7図の装置の循環レ
ジスタの構成を示すブロック線図、第9図は本発明光学
的記録再生装置の更に他の実施例の一部分を示す線図、
第9A図は第9図の写真記録素子の部分拡大図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 デジタル入力信号に対応する光信号が写真記録体上
    に一連のスポットのライン形態に高密度で写真記録され
    、且つこの各記録ラインは複数のライン区分に分けて複
    数のコラム状に配置されている写真記録体を固定位置に
    支持する支持部と、固定位置に支持された少くとも一列
    の光検出器を含む検出装置と、前記写真記録体を光ビー
    ムで少くともライン方向に走査する光偏向手段を含む一
    次走査装置と、前記一次走査装置により光ビームで順次
    照射されるコラムのライン区分の像を前記検出器列上に
    同時に結像させる少くとも一列の光学結像素子列をコラ
    ム方向に移動させて順次のラインを走査する手段と、前
    記検出装置に接続され検出装置からの出力信号を利用装
    置に伝送送出する手段を有する二次走査装置とを具えて
    なることを特徴とする情報記録再生装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記写
    真記録体はコラムを更に区分分けして成る多数のページ
    を有し、前記一次走査装置は光ビームを1つのページか
    ら次のページに歩進させる手段を含み、前記二次走査の
    各光学結像素子はページの幅に等しい視野を有するもの
    とし、前記光学結像素子列を移動させる手段により各ペ
    ージの順次のライン区分の像を前記検出器列上に順次結
    像させるようにしたことを特徴とする情報記録再生装置
    。 3 情報が水平ラインに沿つて複数のライン区分に分け
    て垂直方向に延在する複数のコラム状に記録されている
    写真記録体の情報を再生する装置において、前記写真記
    録体を固定位置に保持する装置と、前記写真記録体を垂
    直方向に延在する扇形光ビームで水平方向に走査して複
    数のコラムを順次照射する一次走査装置と、一列の光検
    出器と、各コラムの背後に1個のレンズを配列して成る
    一列のレンズと、このレンズ列を写真記録体のライン毎
    に垂直方向に移動させ、前記扇形光ビームで順次に照射
    されるコラムのライン区分の像を前記光検出器列上に順
    次結像させる手段とを含む二次走査装置とを具えること
    を特徴とする情報再生装置。 4 情報が水平ラインに沿つて複数のライン区分に分け
    て垂直方向に延在する複数のラム状に記録されていると
    共にこれらコラムを更に垂直方向に区分して多数のペー
    ジの形態に記録されている写真記録体の情報を再生する
    装置において、5 前記写真記録体を固定位置に保持す
    る装置と、前記写真記録体を水平及び垂直方向に光ビー
    ムで走査して多数のページを順次照射する一次走査装置
    と、少くとも一列の光検出器と、 各ページの背後に1個のレンズを配列して成るレンズマ
    トリックスと、このレンズマトリックスを垂直方向に移
    動させ、一次走査装置により光ビームで順次照射される
    ページのライン区分の像を前記光検出器列上に順次結像
    させる手段とを含む二次走査装置とを具えることを特徴
    とする情報再生装置。 5 特許請求の範囲第4項記載の装置において、前記レ
    ンズマトリックスはゾーンプレートで構成したことを特
    徴とする情報再生装置。
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Citations (2)

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