DE2634243A1

DE2634243A1 - System zur aufzeichnung und/oder wiedergabe von signalen mittels strahlen

Info

Publication number: DE2634243A1
Application number: DE2634243A
Authority: DE
Inventors: Hansjoachim Dr Hamisch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-07-30
Filing date: 1976-07-30
Publication date: 1978-02-02
Also published as: US4167024A

Description

Rl.-Nr. 1746/76 28. Juli 1976 PLI/Go/vL

Ji¹Ig. 2 a e igt ,s ehe mat is ch Spurbilder, die bei verschiedenen Weiterbildungen der Erfindung auftreten

Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel nach dem Reflexionsverfahren.

Beschreibung der Erfindung

Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird von einem Laser 1 ein Lichtstrahl 2 erzeugt. Der Polarisationsstrahlenteiler 3 teilt den Laserstrahl in zwei Strahlen 4 und 5» welche zueinander senkrecht polarisiert sind. Dabei wird vorausgesetzt, daß der in den Strahlenteiler 3 eintretende Strahl eine Polarisationsrichtung aufweist, die mit den Vorzugsrichtungen des Strahlers 3 einen Winkel von 45 bildet. Für den Fall, daß der Laser 1 einen nur in einer Richtung polarisierten Strahl abgibt, der parallel zu einer der Vorsugsrichtungen ist, ist eine sog. λ/4—Platte 6 vorgesehen. Der Strahl 5 wird von einem Spiegel 7 in eine Richtung umgelenkt, die parallel zur Richtung des Strahls 4 ist. Um beide Strahlen unabhängig voneinander modulieren zu können, sind die Modulatoren 8 und 9 vorgesehen. Derartige Modulatoren sind an sich bekannt ^J und brauchen im Rahmen der vorliegenden Anmeldung nicht näher beschrieben zu werden, ebenso wie die Polarisationsstrahlenteiler, die jeweils aus zwei Prismen bestehen, auf deren Grenzflächen mehrere dünne Schichten aufgetragen sind.

Mit einem zweiten Spiegel 10 wird der Strahl 5 in Richtung auf den Strahl 4 umgelenkt und mit Hilfe des Strahlenteilerprismas 11 wieder in den direkten Strahlengang zwischen dem Laser 1 und dem Objektiv 12 eingespiegelt. Der Winkel zwischen den Strahlen 4 und 5 wird mit dem Spiegel 10 (Winkel W ) so eingestellt, daß die durch das Objektiv 12 erzeugten

' H. Anders, Dünne Schichten für die Optik, Wiss. Verlagsges. Stuttgart 1965, S. 88

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Lichtflecke den gewünschten Abstand senkrecht zur Schreibrichtung auf dem Aufzeichnungsträger 13 haben. Die Schreibrichtung ist bei der Darstellung in Fig. 1 und 3 senkrecht zur Zeichnungsebene. Zur Aufzeichnung der Signale wird der Aufzeichnungsträger 13 entsprechend den Signalen verändert.

Dieses kann nach bekannten Verfahren dadurch geschehen, daß eine auf einem Träger 14 angeordnete lichtempfindliche Schicht 15 chemisch verändert wird, so daß bei einem anschließenden Entwicklungsvorgang die belichteten Stellen des Aufzeichnungsträgers von den unbelichteten abweichen (photographische Aufzeichnung), es ist jedoch auch möglich, die Schicht 15 sowie die Intensität des Lasers derart zu wählen, daß an den belichteten Stellen die Schicht 15 verdampft, so daß bei transparentem Träger 14 eine sofortige Wiedergabe der aufgezeichneten Signale nach dem Durchlichtverfahren möglich ist.

Durch ebenfalls bekannte Verfahren ist es auch möglich, den Reflexionsgrad des Aufzeichnungsträgers zu.verändern, so daß eine Abtastung nach dem Auflichtverfahren möglich ist; letzteres eignet sich insbesondere dafür, auf beiden Seiten mit Aufzeichnungen versehene Träger abzutasten·

Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist bei beiden Verfahren denkbar, wie es anhand der Pig, 1 und 3 beschrieben ist. Ebenso spielt die Form des Aufzeichnungsträgers im Zusammenhang mit der Erfindung keine wesentliche Rolle. Mit besonderem Erfolg kann die Erfindung bei plattenförmigen Aufzeichnungsträgern angewendet werden, ist jedoch nicht auf diese beschränkt.

Um beide Strahlen nach dem Durchtritt durch den Aufzeichnungs träger wieder voneinander zu trennen, ist ein driUter Polari-

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sationsstrahlenteiler 16 vorgesehen, von dem das Licht zu den beiden optoelektrischen Wandlern 17 und 18 gelangt.

Sollen zwei Spuren mit unterschiedlichem Inhalt (z.B. digitale Aufzeichnung) oder gleichem Inhalt aufgezeichnet werden, was u.a. zur Erhöhung der Fehlersicherheit beiträgt, kann der Spiegel 10 derart eingestellt werden, daß zwei Spuren mit dem Abstand s (Fig. 2 a) bei der Aufzeichnung geschrieben werden. Wie in Fig. 2 a dargestellt, können beispielsweise die Abstände zwischen den Spuren eines Paares 1,5/um und die Abstände zwischen den Spurpaaren 2,5/um sowie die Breite einer Spur 1/um betragen. Zur Abtastung einer derartigen Aufzeichnung wird dann der Spiegel derart gedreht, daß die Strahlen gegenüber der Aufzeichnung einen um etwa 0,3/um größeren Abstand aufweisen, wie es in Fig. 2 b dargestellt ist.

Weichen beispielsweise bei der Wiedergabe die Spuren 19 und 20 nach rechts aus, so wird das durch die Abtastung mit Hilfe des Strahls 4- gewonnene Signal kleiner, während das mit Hilfe des Strahls 5 gewonnene Signal größer wird. Diesen Änderungen sind jedoch die Modulationen durch die aufgezeichneten Signale überlagert, die jedoch in einfacher Weise durch Siebschaltungen ausgefiltert werden können. Durch die Subtraktion in der Schaltung 22 der Ausgangssignale der beiden optoelektrischen Wandler entsteht ein Steuersignal für die Spurführung, das einem geeigenten Stellglied 21 (Fig· 1) zugeführt wird. Dieses Stellglied 21 ist in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt und beeinflußt die Winkelstellung des Umlenkspiegels 22. Als Stellglied 21 kommt ein piezoelektrisches Element in vorteilhafter Weise in Frage.

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Das Regelsystem verhält sick stabil, wenn ein Spurpaar abgetastet wird. Befindet sich die Abtasteinrichtung in einer Position, bei der die beiden Strahlen zwei Spuren verschiedener Paare abtasten, wie es in Fig. 2 c dargestellt ist, so befindet sich das Regelsystem in einem instabilen Zustand, was dazu führt, daß die Abtastung in den in Fig. 2 c dargestellten gewünschten stabilen Zustand übergeht.

Mit dem erfindungsgemäßen System ist es ebenfalls möglich, die beiden Spuren eines Paares nacheinander aufzuzeichnen, wozu zunächst der eine und später der andere der Strahlen und 5 gesperrt wird. Bei dsr Aufzeichnung der zweiten Spur steht dann jedoch nicht die beschriebene Möglichkeit zur Spurführung zur Verfügung· Es können jedoch hierzu andere Verfahren angewendet werden. So kann beispielsweise bei der Aufzeichnung der zweiten Spur die erste Spur abgetastet werden, wobei der Strahl mit einer Frequenz von etwa 20 kHz senkrecht zur Aufzeichnungsrichtung hin und herbewegt wird. In Verbindung mit einem phasenempfindlichen Gleichrichter kann aus dem durch die Abtastung der ersten Spur entstehenden Signal die Steuerspannung abgeleitet werden.

Da der Spiegel 10 lediglich um kleine Winkel ausgelenkt zu werden braucht, eignen sich hierfür ebenfalls besonders vorteilhaft piezoelektrische Elemente.

Der Polarisationsstrahlenteiler 3 wirkt für die Modulatoren 8 und 9 gleichzeitig als Analysator für den Fall, daß die Modulatoren Pockelzellenmodulatoren sind, d.h. wenn die Modulatoren primär nicht die Intensität des Strahles, sondern die Polarisationsrichtung modulieren.

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Das erfindungsgemäße System kann auch zur Spurnachführung bei der Wiedergabe einer Aufzeichnung mit einer Spur verwendet werden, wie es in Pig. 2 schematisch dargestellt ist. Eine derartige Aufzeichnung kann beispielsweise mit einer bekannten Anordnung durchgeführt worden sein oder mit der erfindungsgemäßen beispielsweise dadurch, daß der Spiegel 10 in die 45°-Lage gebracht wurde oder der zweite Strahl 5 in geeigneter Weise unterbrochen, z.B. durch den Modulator 9 gesperrt wurde. Die Summe der Ausgangssignale der optoelektrischen Wandler 17 und 18, die mit Hilfe der Addierschaltung 29 gebildet wird, kann als wiedergegebenes Signal dem Ausgang 30 entnommen werden, während die Differenz - wie im Zusammenhang mit Fig. 2 a bis c beschrieben zur Spurnachführung herangezogen wird.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel nach dem Reflexionsverfahren arbeitet bei der Aufzeichnung wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, d.h. das vom Laser 1 erzeugte Licht wird mit dem Strahlenteiler 3 in die Strahlen und 5 aufgespalten, die mit Hilfe der Modulatoren 8 und 9 moduliert und mit dem Strahlenteiler 11 wieder zusammengefaßt werden. Das Objektiv 12 bündelt die Strahlen. Der aufzuzeichnenden Information entsprechend werden die Reflexionseigenschaften des Aufzeichnungsträgers verändert.

Zur Wiedergabe der aufgezeichneten Signale werden die beiden λ/4-Platten in die Strahlengänge eingefügt, außerdem ist gegenüber der Anordnung nach Fig. 1 an Stelle des Spiegels ein dritter Polarisationsstrahlenteiler 25 angeordnet. Durch die λ/4-Platten werden die Strahlen 4 und 5 zirkulär polarisiert, so daß im Strahlenteiler 11 nur die Hälfte der Strahlungsenergie zum Aufzeichnungsträger gelangt· Dieses ist Jedoch nicht nachteilig, da im Gegensatz zur Aufzeichnung bei der Wiedergabe nur wenig Energie benötigt wird.

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Die vom Aufzeichnungsträger zurückkehrenden. Strahlen 4-' und 5' werden vom Strahlenteiler 11 aufgeteilt. Der Strahl V wird den bei der Wiedergabe nicht mit einem Modulationssignal beaufschlagten Modulator 8 und die λ/4—Platte 23 zum Strahlenteiler 3 geleitet, wo er reflektiert wird und zum optoelektrischen Wandler 27 gelangt. Der Strahl 5' wird vom Strahlenteiler 11 reflektiert, vom Spiegel 10 umgelenkt, durch den Modulator 9 geleitet, von der λ/4—Platte zirkulär polarisiert und zur Hälfte durch den Polarisationsstrahlenteiler 25 durchgelassen. Die Hälfte der Energie des Strahls 5' gelangt damit zum optoelektrischen Wandler 26. Die andere Hälfte wird von den Teilern 25 und 3 reflektiert und gelangt ohne weitere Wirkung zum Laser 1.

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Claims

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System zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Signalen

mittels Strahlen

Patentansprüche

1J System zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Signalen mittels Strahlen, insbesondere Laserstrahlen, auf bzw. von einem Aufzeichnungsträger, dessen Transmissions- oder Reflexionseigenschaften verändert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer Strahlenquelle erzeugter Strahl in zwei Strahlen verschiedener Polarisationsebenen aufgespalten wird und daß beide Strahlen unter Beibehaltung verschiedener Polarisationsebenen nebeneinander auf den Aufzeichnungsträger projiziert werden.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufzeichnung beider Strahlen mit einem derartigen Abstand auf den Aufzeichnungsträger projiziert werden, daß zwei Spuren (Spurpaar) entstehen.

?. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufzeichnung von mehreren Spurpaaren - insbesondere kreis- oder spiralförmig - der Abstand zwischen benachbarten Spurpaaren größer als der Abstand der Spuren eines Srnirpaares ist.

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. Gynfcem naoh Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wiedergabe die Strahlen mit einem Abstand auf den Aufzöichnungsträger projiziert werden, der größer als der* Abstand bei der Aufzeichnung, jedoch kleiner als der Abstand zwischen benachbarten Spurpaaren ist, daß die vom Aufzeichnungsträger durchgelassenen oder reflektierten Strahlen entsprechend ihrer Polarisation getrennt und ,je einem ootoelektrischen Wandler zugeführt werden und daß von den in den optoelektrischen Wandlern entstehenden Signalen die wiederzugebenden Signale abgetrennt werden und die Differenz der verbleibenden Signale zur Spurnachführung herangezogen wird.

System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Strahlen verschiedener Polarisationsebenen je ein Modulator vorgesehen ist.

System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Strahlenquelle erzeugte Strahl durch einen Modulator geleitet wird.

System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wiedergabe von in einer Spur aufgezeichneten Signalen die Strahlen verschiedener Polarisationsebenen derart dicht nebeneinander auf den Aufzeichnungsträger projiziert werden, daß jeder der Strahlen die Spur zum Teil, etwa beispielsweise zu zwei Drittel, abtastet, daß die Strahlen, die vom Aufzeichnungsträger durchgelassen oder reflektiert werden, entsprechend ihrer Polarisation getrennt und je einem optoelektrischen Wandler zugeführt werden, daß die Summe der in den optoelektrischen Wandlern entstehenden Signale als wiedergegebene Signale weitergeleitet und deren Differenz nach entsprechender Verstärkung einem Stellglied zur Regelung der Spurnachführung zugeführt wird.

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Rl,-Nr. 1746/76 28. Juli 1976

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3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang eines Lasers, ggf. eine λ/4—Platte, ein erster Polarisationsstrahlenteiler, ein erster Modulator, ein zweiter Polarisationsstrahlenteiler, ein Objektiv, der Aufzeichnungsträger und ein dritter Polarisations-Gtrahlenteiler angeordnet sind, daß von einer weiteren Austrittsfläche des ersten bis zu einer weiteren Eintrittsfläche des zweiten Polarisationsstrahlenteilers ein weiterer Strahlengang gebildet ist, in dem ein erster Spiegel, ein zweiter Modulator und ein zweiter Spiegel angeordnet und daß die Austrittsflächen des dritten Polarisationsstrahlenteilers mit je einem optoelektrischen Wandler gekoppelt sind.

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