DE68919481T2

DE68919481T2 - Bildaufnahmegerät.

Info

Publication number: DE68919481T2
Application number: DE68919481T
Authority: DE
Inventors: Tsutou Asakura; Masato Furuya; Shintaro Nakagaki; Hirohiko Shinonaga; Itsuo Takanashi
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1988-01-24
Filing date: 1989-01-24
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2009-01-25
Also published as: EP0327236A2; DE68919481D1; US5027216A; EP0327236A3; EP0327236B1; US4956714A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildaufnahmegerät mit hohem Auflösungsvermögen, insbesondere mit einer Bildspeicherfunktion.
Ein durch Aufnahme eines optischen Bildes eines Objekts mit einem Bildaufnahmegerät gewonnenes Videosignal kann zum Zwecke der Editierung, Bildtrimmung und dergleichen einfach verarbeitet werden. Aufzeichnung/Wiedergabe eines Videosignals können ebenfalls unter Verwendung eines löschbaren/überschreibbaren Speichers einfach ausgeführt werden. Bei einem konventionellen Bildaufnahmegerät wird ein optisches Bild eines Objekts auf eine photoleitende Region eines Bildaufnahmeelements mittels einer Aufnahmelinse fokussiert und dann in eine elektrische Bildinformation umgesetzt. Die elektrische Bildinformation wird zeitsequentiell als Videosignal ausgegeben. Es sind verschiedenste Bildröhren oder Festkörperbildaufnahmeelemente für derartige konventionelle Bildaufnahmegeräte eingesetzt worden.
Es ist auch bekannt, daß verschiedene neue Fernsehsysteme wie EDTV (von Extended Definition TV bzw. TV mit erweiterter Auflösung), HDTV (von High Definition TV bzw. Hochauflösungsfernsehsystem) und dergleichen für die jüngsten Anforderungen an die hohe Qualität und Auflösung wiedergegebener Bilder vorgeschlagen worden sind.
Um Bilder mit hoher Qualität und Auflösung wiederzugeben, muß ein Bildaufnahmegerät ein Videosignal erzeugen, aus dem ein Bild hoher Qualität und Auflösung wiedergebbar ist. Jedoch weist ein Bildaufnahmegerät, das eine Bildröhre verwendet, eine Grenze durch die mögliche Reduktion des Durchmessers eines Elektronenstrahls auf, und ferner nimmt die Targetkapazität des Kathodenstrahls zu, wenn die Targetfläche groß gestaltet wird, woraus eine schlechte Auflösung resultiert. Ferner würde für sich bewegende Bilder hoher Auflösung das erforderliche Frequenzband für ein derartiges Videosignal größer als einige 10 bis 100 MHz, woraus das Problem eines schlechten S/N-Verhältnisses resultiert. Die obligen Probleme haben es schwierig gestaltet, wiedergegebene Bilder hoher Qualität und Auflösung zu gewinnen.
Um speziell ein Videosignal zu gewinnen, aus dem ein Bild hoher Qualität und Auflösung wiedergebbar ist, ist es erforderlich, den Durchmesser eines Elektronenstrahls zu reduzieren oder eine große Targetfläche ohne eine Zunahme der Kapazität hervorzurufen, vorzusehen. Jedoch besteht infolge der begrenzten Möglichkeiten einer Elektronenstrahlerzeugungseinheit und des Aufbaus des Fokussierungssystems eine Grenze für die Reduktion des Durchmessers eines Elektronenstrahls. Falls die Targetfläche unter Verwendung einer großen Aufnahmelinse groß gestaltet wird, wird die Targetkapazität inhärent groß, so daß die Hochfrequenzkomponenten eines Videosignals verschlechtert werden und folglich das S/N-Verhältnis des Signals nicht unwesentlich verschlechtert wird. So ist es mit einem Bildaufnahmegerät mit Bildröhre unmöglich, ein Videosignal für ein wiedergegebenes Bild hoher Qualität und Auflösung bereitzustellen.
Im Fall eines Bildaufnahmegeräts mit Festkörperbildaufnahmeelement ist es, um ein Videosignal zu gewinnen, auf dem ein Bild hoher Qualität und Auflösung wiedergebbar ist, erforderlich, ein Festkörperbildaufnahmeelement mit einer großen Anzahl von Bildelementpixeln vorzusehen. Jedoch wird bei einem Festkörperbildaufnahmeelement mit einer großen Anzahl von Bildelementen die Ansteuertaktfrequenz hoch (im Fall sich bewegender Bilder würde sie einige 100 MHz betragen), und die Kapazität der Ansteuerschaltung wird mit zunehmender Anzahl der Bildelemente ebenfalls umfangreich. Die gegenwärtig für ein Festkörperbildaufnahmeelement verwendete Taktfrequenz liegt im allgemeinen bei etwa 20 MHz, so daß ein derartiges Bildaufnahmegerät praktisch nicht realisierbar ist.
Wie oben erläutert, kann ein konventionelles Bildaufnahmegerät kein Videosignal erzeugen, das für eine hohe Auflösung und Qualität wiedergegebener Bilder geeignet ist.
In der Zwischenzeit weist das Bildaufnahmeelement eines konventionellen Bildaufnahmegeräts selbst keine Langzeit- Speicherfunktion zur Speicherung von Objektbildern auf, sondern gewinnt lediglich ein elektrisches Videosignal über photoelektrische Umsetzung optischer Information in Abhängigkeit von letzterer. Falls es also erforderlich ist, die aufgenommenen elektrischen Informationssignale zu speichern, wird eine zusätzliche magnetische Speichereinrichtung erforderlich. Esbesteht daher seit langem ein Bedarf daran, ein Bildaufnahmeelement vorzusehen, das selbst eine Speicherfunktion beinhaltet.
Die britische Patentanmeldung Nr. 1512670 offenbart ein Verfahren zum Ausbilden eines elektrostatischen Bildes, aufweisend die Schritte: Positionieren einer Oberfläche eines photoleitenden Körpers und einer Oberfläche eines dielektrischen Körpers in virtuellem oder scheinbarem Kontakt zur Ausbildung einer Anordnung, in der ein Luftspalt zwischen einem Abschnitt dieser Oberflächen vorliegt; pulsartiges Abbilden der Anordnung durch Exposition des photoleitenden Körpers durch elektromagnetische Strahlung in Bildkonfiguration und Anlegen einer Potentialdifferenz Uber den photoleitenden und dielektrischen Körper, wobei die Potentialdifferenz eine solche Größe aufweist, daß eine Ionisation im Luftspalt hervorgerufen wird, wodurch ein bildweises Ladungsmuster erzeugt wird, das auf dieser Oberfläche des photoleitenden Körpers ausgebildet wird und zur Bildung des elektrostatischen Ladungsmusters auf dem dielektrischen Körper auf letzteren übertragen wird, wobei die Impulsabbildung das wiederholte Unterbrechen des Anlegens der Potentialdifferenz oder der Exposition durch die elektromagnetische Strahlung oder durch beides beinhaltet.
Das U.S. Patent Nr. 3255308 betrifft die Umsetzung von Information einer zweidimensionalen Raumdomäne in ein elektrisches Signal in der Zeitdomäne bzw. Zeitbereichssignal, das dazu ausgelegt ist, zu einer entfernten Station übertragen zu werden, um dort wiedergegeben zu werden. Der Informationsumsetzungsaspekt bezieht sich primär auf die Abfühlung eines räumlich ausgelegten elektrostatischen Informationsmusters und die Umsetzung dieser Information in die Form eines elektrischen Stroms, der für die Ubertragung geeignet ist. Eine der Möglichkeiten, durch die das Signal an der entfernten Station wiedergegeben werden kann, besteht in einem elektrostatischen Muster.
Ein Artikel "Progress" in Liquid Crystal Light Valves" von W.P. Bleha (Laser Focus/Electro-Optics, Band 19, Nr. 10. Oktober 1983, Seiten 111-120) beschreibt ein Photo-Photo- Umsetzungselement oder ein Lichtventil (bzw. Lichtmodulator) mit einer Mehrschichtstruktur. Das Lichtventil umfaßt eine transparente Elektrode, eine Photosensor-Schicht, eine dielektrische Spiegelschicht, eine Flüssigkristallschicht und eine weitere transparente Elektrode. Es wird ein zweidimensionales Lichtmuster auf die Photosensor-Schicht gerichtet, während zwischen den Elektroden eine Spannung angelegt wird, wobei das Muster ein elektrostatisches Bild am Ubergang der Photosensor-Schicht und des dielektrischen Spiegels bildet. Es wird Licht durch die Flüssigkristallschicht auf das elektrostatische Bild gerichtet, während die Elektroden zusammen kurzgeschlossen werden, und das Licht wird durch die Bildinformation moduliert. Das modulierte Lichtmuster wird dargestellt oder verarbeitet.
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Bildaufnahmegerät vorzusehen, das imstande ist, ein Video- Signal hoher Qualität und Auflösung zu erzeugen.
Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, ein Bildaufnahmegerät vorzusehen, das imstande ist, ein Videosignal hoher Qualität und Auflösung zu speichern.
Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, ein Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät anzugeben, das imstande ist, ein Videosignal hoher Qualität und Auflösung mit hoher Zuverlässigkeit und Wiedergabetreue zu lesen.
Gemäß der Erfindung ist ein Bildaufnahmegerät vorgesehe, das aufweist:
ein Ladungsspeicherteil;
eine Photo-Ladungsumsetzungseinheit, aufweisend ein photoleitendes Schichtteil, das eine transparente Elektrode aufweist, eine Elektrode und eine Einrichtung zum Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen der transparenten Elektrode und dieser Elektrode, wobei die Photo-Ladungsumsetzungseinheit dazu ausgelegt ist, im Einsatz mit dem Ladungsspeicherteil ausgerichtet zu sein;
eine Einrichtung zum Fokussieren eines optischen Bildes eines Objekts mittels einer Aufnahmelinse (taking lens) durch die Elektrode auf eine Bildfokussieroberfläche der Photo- Ladungsumsetzungseinheit und zur Ausbildung eines elektrischen Ladungsmusters entsprechend diesem optischen Bild des Objekts auf dem Ladungsspeicherteil;
eine Leseeinrichtung zum Lesen des elektrischen Ladungsbildes entsprechend dem optischen Bild und zum Erzeugen eines elektrischen Signals gemäß dem elektrischen Ladungsbild, wobei die Leseeinrichtung aufweist:
einen Lesekopf mit einer Mehrschichtstruktur bzw. einem mehrlagigen Aufbau, der eine Aufeinanderfolge einer transparenten Elektrode, einer Photomodulationsschicht zum Modulieren von Licht, das durch diese hindurchtritt, gemäß einer hieran angelegten Spannung, einer dielektrischen Spiegelschicht zur Reflexion von hierauf auftreffenden Lichts und einer Elektrode ist, wobei der Lesekopf dazu ausgelegt ist, das Ladungsspeicherteil im Einsatz oder Betrieb zwischen der dielektrischen Spiegelschicht und der Elektrode anzuordnen bzw. aufzunehmen;
eine Einrichtung zum Fokussieren eines Leselichtstrahls durch die transparente Elektrode und die Photomodulationsschicht des Lesekopfes zur Reflexion von der dielektrischen Spiegelschicht und zur Rückleitung durch die Photomodulationsschicht, wodurch es einer Modulation gemäß einem elektrischen Ladungsbild auf einem Ladungsspeicherteil unterliegt, das im Einsatz zwischen der dielektrischen Spiegelschicht und der Elektrode angeordnet ist; und
eine Einrichtung zum Umsetzen des modulierten Leselichtstrahls in ein elektrisches Signal, das eine Intensität entsprechend der Modulation des Leselichtstrahls aufweist, und
eine Verschiebungseinrichtung zum Befördern oder Transportieren der Ladungsspeicherschicht durch die Photo-Ladungsumsetzungseinheit und die Leseeinrichtung.
Die beiliegenden Zeichnungen zeigen:
FIG. 1 eine perspektivische Ansicht, die dazu angewandt wird, den Aufbau und das Arbeitsprinzip des Bildaufnahmegeräts der vorliegenden Erfindung zu erklären;
FIG. 2 ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bildaufnahmegeräts zeigt;
FIG. 3 und 4 Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräte;
FIG. 7 bis 14 schematische Blockschaltbilder, die Ausführungsbeispiele des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts der Erfindung zeigen;
FIG. 4 und 5 Ansichten, die dazu verwendet werden, die Funktionsweise des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts der FIG. 3, 6 und 7 bis 10 zu erklären.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Bildaufnahmegeräts werden nun detailliert unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. FIG. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die zur Erklärung des Aufbaus und Fnnktionsprinzips des erfindungsgemäßen Bildaufnahmegeräts dient, und die FIG. 2 und 3 zeigen schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des Bildaufnahmegeräts.
Gemäß FIG. 1 bilden eine transparente Elektrode Et, eine Elektrode E, eine photoleitende Schicht PCL und eine Ladungsspeicherschicht CML eine Photo-Ladungsumsetzungseinheit PCCA. Eine Spannungsversorgung Vc ist zwischen die transparente Elektrode Et und die Elektrode E geschaltet, um zwischen diesen ein vorbestimmtes elektrisches Feld zu erzeugen.
Das Material der photoleitenden Schicht PCL kann verschiedene inorganische photosensitive Materialien wie Se, CdS, amorphes Si und dergleichen umfassen sowie verschiedene organische photosensitive Materialien wie PVK (Polyvinyl- Carbozol), Phthalocyanin, Azo-Familienverbindungen und dergleichen.
Das Material der Ladungsspeicherschicht CML kann Silicium- bzw. Siliconharze, Polyester und dergleichen umfassen.
Die Photo-Ladungsumsetzungseinheit PCCA ist mit einer geeigneten Gehäusebox abgedeckt, um sie von unerwünschtem äußeren Licht abzuschirmen.
Die transparente Elektrode Et ist aus einem Material wie ITO (Indium-Titan-Oxid) hergestellt, das eine spezielle spektrale Transmissionseigenschaft aufweist, die es ermöglicht, Lichtinformation mit einem speziellen Wellenlängenband eines Objekts hindurchzulassen. Die photoleitende Schicht PCL ist aus einem photoleitenden Material wie amorphem Silicium hergestellt, das über eine Eigenschaft verfügt, die es ermöglicht, bei Aufbringen eines sehr feinen optischen Bildes an eine Endfläche des Materials bei geeignetem elektrischen Feld, ein entsprechendes sehr feiner elektrisches Ladungsbild (elektrostatisches Bild) auf der entgegengesetzten Endfläche zu erzeugen. Die Ladungsspeicherschicht GML ist aus einem Material wie Silicium-, bzw. Siliconharz hergestellt, das einen hohen Isolationswiderstand aufweist, der es ermöglicht, daß ein elektrisches Ladungsbild, das auf der Oberfläche dieser Schicht ausgebildet ist, für eine lange Zeitdauer unverändert beibehalten wird.
Die Ladungsspeicherschicht CML kann scheiben- oder diskettenartig sein, bandartig, in Form einer dünnen Platte oder Lage bzw. blattartig oder von irgendeiner anderen Art und wird gemäß Andeutung durch einen Pfeil in der Figur mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in X-Richtung bewegt.
Es wird ein optisches Bild eines Objekts mit einer Aufnahmelinse 1 (taking lens bzw. Sammellinse) auf der Brennebene der Photo-Ladungsumsetzungseinheit PCCA fokussiert, wobei die Linse in der angedeuteten Weise auf der Vorderseite der transparenten Elektrode Et angebracht ist. Die Photo-Ladungsumsetzungeinheit PCCA wirkt so, daß sie ein elektrisches Ladungsbild gemäß dem auf der Brennebene fokussierten optischen Bild eines Objekts auf der Ladungsspeicherschicht CML erzeugt. Die Umsetzungsfunktion aus einem optischen Bild in ein elektrisches Ladungsbild wird durch die Photo-Ladungsumsetzungseinheit PCCA auf die folgende Weise erwirkt.
Ein auf die transparente Elektrode Et von der Aufnahmelinse 1 gerichteter Lichtstrahl tritt durch die Elektrode Et und erreicht die photoleitende Schicht PCL. Der Widerstand der photoleitenden Schicht PCL variiert gemäß der Lichtintensität derart, daß der Widerstand an jedem Punkt der photoleitenden Schicht PCL proportional zur Lichtintensität am entsprechenden Punkt eines Objekts ist.
Bei Anlegen eines elektrischen Feldes mittels der Versorgungsspannung Vc zwischen die transparente Elektrode Et und die Elektrode E wird eine elektrische Ladung umgekehrt proportional bezüglich ihres Betrages zum Widerstand der photoleitenden Schicht PCL auf der Ladungsspeicherschicht GML erzeugt, die der photoleitenden Schicht PCL gegenüberliegt. Auf diese Weise wird ein elektrisches Ladungsbild entsprechend dem optischen Bild eines Objekts auf der Ladungsspeicherschicht GML hervorgerufen. Ein optisches Bild eines Objekts wird auf eine der beiden folgenden Weisen auf die photoleitende Schicht PCL gebracht. Dabei kann das gesamte Bild eines Objekts von der Aufnahmelinse 1 auf die photoleitende Schicht PCL auf einmal aufgebracht werden, um ein zweidimensionales elektrisches Ladungsbild auf der Ladungsspeicherschicht CML auf einmal zu erzeugen, oder das Bild kann sequentiell unter Verwendung eines Scanners aufgebracht werden, um das gesamte elektrische Ladungsbild sequentiell nacheinander aufzubauen. In beiden Fällen wird nach vollständiger Ausbildung des Ladungsbildes auf der Endfläche der Ladungsspeicherschicht CML die Ladungsspeicherschicht CML leicht von der photoleitenden Schicht PCL beabstandet und in der Pfeilrichtung zu einer Position bewegt, in der das elektrische Ladungsbild 2 vollständig außerhalb der photoleitenden Schicht PCL liegt, wodurch die darauffolgende Bildaufnahmefunktion ermöglicht wird, Wenn das elektrische Ladungsbild auf der Ladungsspeicherschicht GML ausgebildet wird, kann die Ladungsspeicherschicht CML so angeordnet sein, daß sie die photoleitende Schicht kontaktiert, wobei sie dann vor der darauffolgenden Lateralbewegung zur vertikalen Ablösung von dieser Schicht verschoben wird.
Wie oben beschrieben, können elektrische Ladungsbilder 2 sequentiell auf der Oberfläche der Ladungsspeicherschicht CML ausgebildet werden. Die Ladungsmenge an jedem Punkt des Ladungsbildes 2 entspricht der Lichtmenge von jedem entsprechenden Punkt des Objekts. Infolgedessen hat das elektrische Ladungsbild eine so große Auflösung wie ein sehr feines optisches Bild, das auf die photoleitende Schicht PCL aufgebracht ist. Wird folglich das elektrische Ladungsbild mit einer Leseeinrichtung, die Uber eine hohe Auflösung verfügt, gelesen, kann ein Videosignal hieraus erzeugt werden, aus dem wiederum ein sehr feines Bild wiedergebbar ist.
Die Ladungsspeicherschicht CML der Photo-Ladungsumsetzungseinheit PCCA wird in X-Richtung derart verschoben oder transportiert, daß das elektrische Ladungsbild 2 zu einer Leseeinheit RA verlegt wird, wo das elektrische Ladungsbild 2 gemäß dem optischen Bild eines Objekts optisch detektiert wird.
Auf diese Weise kann ein Videosignal, durch das ein sehr feines Bild wiedergebbar ist, leicht erzeugt werden. Die Photo-Ladungsumsetzungseinheit PCCA und die Leseeinheit RA sind zur Ausbildung eines einzelnen Systems kombiniert oder alternativ unabhängig voneinander ausgebildet.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Bildaufnahmegeräts auf ein Farbbildaufnahmegerät beinhaltet, daß ein Bild eines Objekts für jede der drei Primärfarben unter Verwendung allgemein bekannter optischer Drei-Farbtrennsysteme aufgenommen wird. Bei der Auslegung der vorliegenden Erfindung kann die Ladungsspeicherschicht CML etwas von der photoleitenden Schicht PCL beabstandet angebracht sein. In diesem Fall wird ein elektrisches Ladungsbild entsprechend dem optischen Bild eines Objekts durch Entladung zwischen den Oberflächen der Ladungsspeicherschicht CML und der photoleitenden Schicht PCL ausgebildet.
Die Ladungsmenge an jedem Punkt des elektrischen Ladungsbildes 2 auf der Ladungsspeicherschicht CML wird durch die Leseeinheit RA ausgelesen, die im in FIG. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel die Ladung optisch ausliest.
Im folgenden wird die Leseeinheit RA, die in FIG. 2 dargestellt ist, erläutert. In FIG. 2 kontaktiert eine Elektrode Er die Oberfläche der Ladungsspeicherschicht CML, wobei diese Oberfläche der Oberfläche entgegengesetzt ist, auf der ein elektrisches Ladungsbild 2 ausgebildet worden ist. Ein dielektrischer Spiegel DML eines Ladungsbild-Lesekopfes RH ist so positioniert, daß er der Elektrode Er gegenüberliegt, wobei die Ladungsspeicherschicht CML zwischen den beiden liegt.
Der Ladungsbild-Lesekopf RH setzt das elektrische Ladungsbild in ein optisches Bild um und ist aus dem dielektrischen Spiegel DML, einer Photomodulationsschicht PML und einer transparenten Elektrode Etr aufgebaut, die in dieser Reihenfolge aufeinandergeschichtet bzw. laminiert sind. Die Photo-Modulationsschicht PML ist aus einem Material wie Lithiumniobat mit einer elektrooptischen Wirkung hergestellt oder einem nematischen Flüssigkristall, der die Wirkung der Streuung eines elektrischen Feldes aufweist, wobei das Material die optische Charakteristik des eingebrachten Lichttyps ändert (moduliert) und diese Änderung entsprechend einer angelegten Spannung oder eines in dem Material entwickelten elektrischen Potentials erfolgt.
Wird ein elektrisches Ladungsbild auf den dielektrischen Spiegel DML gebracht und Licht auf die Photomodulationsschicht PML gerichtet, tritt das Licht durch die Photomodulationsschicht PML und wird durch den dielektrischen Spiegel DML so reflektiert, daß es wiederum den Körper der Photomodulationsschicht PML passiert. In diesem Fall werden die optischen Eigenschaften oder Modi (Polarisationswinkel im Fall des oben beschriebenen Materials) vom Eingangs- und Ausgangslicht mit der Ladungsmenge eines elektrischen Ladungsbildes variieren, wobei dies entsprechend der erfolgenden Lichtmodulation vor sich geht.
Dabei wird speziell in diesem Ausführungsbeispiel ein Lichtstrahl, der von einer Laserlichtquelle 10 (oder Halogenlampe 10) abgestrahlt wird, auf einen Lichtpolarisator 11 gebracht, um das Licht linear zu polarisieren, welches dann auf einen Lichtablenker 12 gebracht wird. Falls die Lichtquelle 10 bereits eine Laserlichtquelle, die linearpolarisiertes Licht aussendet, ist, wird der Lichtpolarisator 11 nicht benötigt.
Der Lichtablenker 12 setzt den einfallenden Lichtstrahl in einen in zwei senkrechten Richtungen abgelenkten Lichtstrahl gemäß einem Fernsehraster um, um ein quasi Mehrstrahllicht zu erzeugen.
Das Licht, das aus dem Ablenker 12 austritt, wird auf eine Kollimatorlinse 13 gerichtet, um die Mehrfachstrahlen parallel zueinander auszurichten, die dann auf einen Strahlteiler 9 gegeben werden.
Das Licht vom Strshlteiler 9 tritt durch eine Linse 8 und wird auf den Ladungsbild-Lesekopf RH gegeben. Da das elektrische Ladungsbild von der Ladungsspeicherschicht CML auf den dielektrischen Spiegel DML gegeben wird, wird an die Photomodulationsschicht PML ein elektrisches Feld angelegt.
In diesem Zustand wird bei Aufbringen von Licht auf die transparente Elektorde Etr des Ladungsbild-Lesekopfes RH das einfallende Licht durch die Photomodulationsschicht PML treten und wird durch den dielektrischen Spiegel DML reflektiert und dann zurück durch die Photomodulationsschicht PML geleitet und tritt aus der transparenten Elektrode Etr durch die Linse 8 aus. Da sich die optischen Eigenschaften (Polarisationswinkel im Fall des oben beschriebenen Materials) der Photomodulationsschicht PML gemäß der Ladungsmenge an jedem Punkt des elektrischen Ladungsbildes in der Ladungsspeicherschicht GML ändert, wird das Ausgangslicht bei Wiederaustritt aus dem Ladungsbildlesekopf RH nach Passieren der Photomodulationsschicht PML so modifiziert, daß seine Polarisationsebene gedreht ist, oder um einen Betrag moduliert, der der Ladungsmenge des Ladungsbilds entspricht.
Das aus dem Ladungsbild-Lesekopf RH austretende Licht wird über die Linse 8 und den Stranlteiler 9 so auf eine Sammellinse 14 gegeben, daß Mehrfachstrahlen auf einen gemeinsamen Brennpunkt konvergieren.
Das Licht von der Sammellinse 14 wird auf eineWellenplatte 15 gegeben, um der modulierten Polarisationsebene eine optische Neigung (Bias) zu verleihen, wobei das Licht dann auf einen Analysator 16 gegeben wird, so daß der Analysator 16 einen linearen Teil der modulierten Polarisationsebene in eine lineare Änderung der Intensität umsetzt. Das Licht vom Analysator wird auf einen photoelektrischen Umsetzer 17 gegeben, der im Brennpunkt der Sammellinse 14 positioniert ist, so daß ein Videosignal gewinnbar ist, dessen Amplitude gemäß der Ladungsmenge an jedem Punkt des zweidimensionalen elektrischen Ladungsbildes auf der Ladungsspeicherschicht CML moduliert ist.
Wie oben beschrieben, entspricht das vom photoelektrischen Umsetzer 17 ausgegebene Videosignal amplitudenmäßig der Ladungsverteilung des sehr feinen zweidimensionalen Ladungsbildes auf der Ladungsspeicherschicht CML. Wird beispielsweise ein Laserstrahl mit einem Durchmesser von 1/um zum Lesen des Ladungsbildes verwendet, dann kann folglich ein Videosignal mit einer hohen Auflösung von 1000 Zeilen/mm erzeugt werden.
Das Bildaufnanmegerät der Erfindung kann bei der Aufnahme und Aufzeichnung optischer Information nicht nur von einem gewöhnlichen optischen Bild, sondern auch anderen Abbildungen wie Zeichen, Figuren, Mustern, Buchstaben, codierter optischer Information und dergleichen verwendet werden. Ferner beinhalten die sequentiell auf der Oberfläche der Ladungsspeicherschicht ausgebildeten Ladungsbilder jeweils eine entsprechende Ladungsmenge in Übereinstimmung mit der Lichtintensität eines Objekts, das auf die photoleitende Schicht gebracht wird, so daß jedes Ladungsbild dieselbe hohe Auflösung wie die eines sehr feinen optischen Bildes eines Objekts aufweist. So ist es möglich, ein Videosignal hoher Wiedergabetreue durch elektrostatisches oder optisches Lesen des Ladungsbildes ohne weiteres leicht zu gewinnen. Die optische Information eines Ojekts kann mit dem Bildaufnahmegerät dieser Erfindung aufgenommen und aufgezeichnet werden.
Entsprechend dem erfindungsgeinäßen Bildaufnahmegerät nimmt die Photoladungsumsetzungseinheit PCCA optische Information nicht nur eines gewöhnlichen optischen Bildes auf und zeichnet diese auf, sondern auch von anderen Bildern wie Buchstaben, Zeichen, Figuren, Mustern, codierter optischer Information und dergleichen, und zwar in Form von Ladungsbildern, die sequentiell auf der Oberfläche der Ladungsspeicherschicht ausgebildet werden. Die Ladungsbilder auf der Oberfläche der Ladungsspeicherschicht CML werden durch die Leseeinheit RA ausgelesen, um Videosignale zu gewinnen. Die Leseeinheit kann gemäß Darstellung in FIG. 1 angrenzend an die Photoladungsumsetzungseinheit PCCA angebracht werden oder kann getrennt hiervon gemäß Darstellung in den FIG. 2 und 3 angeordnet werden. Daher ist die vorliegende Erfindung auf elektronische Stehbild- oder Einzelbildkameras (still cameras), Aufzeichnungs/Wiedergabegeräte mit eingebauter Kamera usw. anwendbar.
Falls die Photoladungsumsetzungseinheit PCCA und die Ladungsbildleseeinheit RA unabhängig voneinander konstruiert sind, wird die Ladungsspeicherschicht CML mit den darauf ausgebildeten Ladungsbildern aus der Photoladungsumsetzungseinheit PCCA auf die gleiche Weise wie bei gewöhnlichen elektronischen Stehbildkameras oder in Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräten eingebauten Kameras und dergleichen entfernt. Die Ladungsbilder auf den entfernten bzw. aus der Einheit PCCA herausgenommenen Ladungsspeicherschicht werden dann mit der separaten Leseeinheit RA zur Erzeugung von Videosignalen ausgelesen.
FIG. 3 ist ein Blockschaltbild, das ein Aufzeichnungs/ Wiedergabe-Gerät zeigt. In FIG. 3 ist eine Aufzeichnungsmediumplatte oder -diskette D1 (im folgenden der Einfachheit halter als Aufzeichnungsmedium bezeichnet) in Form einer Schichtstruktur ausgebildet, die eine transparente Elektrode Et1, eine photoleitende Schicht PCL, einen dielektrischen Spiegel DML, eine Photomodulationsschicht PML die beispielsweise aus einem elektrooptischen Kristall aus Lithiunniobat, Flüssigkristall oder dergleichen hergestellt ist, und eine transparente Elektrode Et2 umfaßt.
Das Einschreiben optischer Information in das Aufzeichnungsmedium D1 wird auf eine der beiden folgenden Arten durchgeführt. Gemäß einem ersten Verfahren (im folgenden als Verfahren 1 bezeichnet) wird Licht, dessen Intensität durch das Informationssignal, das einzuschreiben ist, moduliert worden ist, auf die transparente Elektrode Et1 gegeben, wobei eine konstante Spannung zwischen die transparenten Elektroden Et1 und Et2 gelegt wird. Der Widerstand der photoleitenden Schicht PCL, auf die ein solches intensitätsmoduliertes Licht gegeben wird, ändert sich mit der Lichtintensität, so daß eine Ladung entsprechend der Lichtintensität auf der Grenzfläche zwischen photoleitender Schicht PCL und dielektrischem Spiegel DML erzeugt wird. Gemäß deni zweiten Verfahren (im folgenden Verfahren 2 bezeichnet) wird mit Licht, das eine konstante Intensität aufweist und auf die transparente Elektrode Et1 gegeben wird, eine Spannung über den transparenten Elektroden Et1 und Et2 gemäß dem Informationssignal, das einzuschreiben ist, so geändert, daß eine Ladung, die betragsmäßig der Spannung entspricht, an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dielektrischem Spiegel DML erzeugt wird.
Wie oben erläutert, wird es durch Intensitätsmodulation von Einschreiblicht durch ein Informationssignal gemäß Verfahren 1 oder durch Amplitudenmodulation eine Einschreibspannung über der transparenten Elektrode Et1 und der Elektrode Et2 durch ein Informationssignal möglich, eine Ladung gemäß dem Informationssignal an der Grenzfläche zwischen dem dielektrischen Spiegel DML und der photoleitenden Schicht PCL zu erzeugen, deren Widerstand sich mit dem Informationssignal geändert hat.
Es wird ein Informationssignal mit einem Lichtstrahl aufgezeichnet, der einen sehr feinen Durchmesser hat und auf die photoleitende Schicht PCL über die transparente Elektrode Et1 unter Verwendung des Verfahrens 1 oder 2 aufgebracht wird. Dank des Einsatzes eines Lichtstrahls mit einem derartigen feinen Durchmesser weist das resultierende Ladungsbild entsprechend dem Informationssignal, das an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DML ausgebildet wird, eine sehr hohe Auflösung auf.
Das Ladungsbild gemäß einem Informationssignal, das an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DML ausgebildet wird, kann bei Aufbringung von Licht auf die transparente Elektrode Et2, wobei die transparenten Elektroden Et1 und Et2 kurzgeschlossen sind, wiedergegeben werden.
Speziell tritt bei Aufbringen von Leselicht auf die transparente Elektrode Et2 des Aufzeichnungsmediums D1 bei kurzgeschlossenen transparenten Elektroden Et1 und Et2 das Leselicht durch die Photomodulationsschicht PML wie einen elektrooptischen Kristall oder einen Flüssigkristall und wird durch den dielektrischen Spiegel DML reflektiert und tritt wiederum durch die Photomodulationsschicht BML, woraufhin das Licht aus der transparenten Elektrode Et2 austritt. Da die Photomodulationsschicht PML ihre optische Eigenschaft gemäß einem elektrischen an sie angelegten Feld ändert, ändert sich das von der transparenten Elektrode Et2 projizierte Licht bezüglich seiner optischen Eigenschaft gemäß dem elektrischen Ladungsbild, das an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DML ausgebildet ist.
Die Änderung der optischen Eigenschaft des von der transparenten Elektrode Et2 projizierten Lichtes wird in die Form einer Lichtintensitätsänderung umgesetzt, um hierdurch ein optisches Bild zu erzielen, oder die Änderung kann in modulierte elektrische Signale oder Videosignale umgesetzt werden. Falls Leselicht mit einem Strahl sehr kleinen Durchmessers verwendet wird, kann ein Videosignal gewonnen werden, aus dem ein Bild hoher Auflösung wiedergebbar ist. Ein solcher Lichtstrahl feinen Durchmessers kann durch Verwenden eines Laserstrahls als Leselicht einfach realisiert werden.
Das an der Grenzfläche zwischen der photolietenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DML ausgebildete Ladungsbild kann durch Absenken des Widerstandes der photoleitenden Schicht PCL beim Aufbringen von Licht bestimmter Intensität auf die Elektrode Et1 gelöscht werden, wobei die transparenten Elektroden Et1 und Et2 kurzgeschlossen sind.
Die rechte Seite der FIG. 3 zeigt ein Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät mit dem obigen Aufzeichnungsmedium D1 für eine Aufzeichnung/Wiedergabe hoher Dichte, wobei der Aufzeichnungs- und Löschabschnitt des Geräts gezeigt ist, und die linke Seite zeigt den Wiedergabeabschnitt des Geräts. Die (nicht dargestellte) Drehwelle des Aufzeichnungsmediums D1 erstreckt sich in FIG. 3 lateral.
Das in FIG. 3 gezeigte Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät ist aufgebaut aus Laserquellen 101 und 102, Linsen 103 bis 107, Polarisatoren 108 und 109, einem Lichtmodulator (elektrooptischen Modulator)110, Wellenplatten 111 und 112, Analysatoren 113 und 114, einem Strahlteiler 115, einem photoelektrischen Umsetzer 116, einem Verstärker 117, einen Ausgangsanschluß 118, Schaltern 119 und 120, einer Signalquelle 121 Für ein Informationssignal, das einzuschreiben ist, und einer Spannungsquelle 122 zum Anlegen einer vorbestimmten Spannung über die transparenten Elektroden Et1 und Et2.
Die bewegbaren Kontakte v der Schalter 119 und 120 werden während des Einschreibmodus des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts auf feste Kontakte a geschaltet und während des Lesemodus auf feste Kontakte b. Der bewegbare Kontakt v des Schalters 120 wird während des Löschmodus auf den festen Kontakt b geschaltet.
Es wird nun die Funktionsweise während des Einschreibmodus des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts gemäß Darstellung in FIG. 3 erläutert. während des Einschreibmodus wird das Aufzeichnungsmedium D1 mit vorbestimmter Drehzahl gedreht, und der Aufzeichnungsabschnitt des Geräts wird mittels eines (nicht dargestellten) Transportmechanismus in die radiale Richtung des Aufzeichnungsmediums D1 gedreht, um eine spiralförmige Spur oder mehrere konzentrischer Spuren auszubilden oder diesen zu folgen. Die bewegbaren Kontakte v der Schalter 119 und 120 sind auf die festen Kontakte a geschaltet, um mittels der Spannungsquelle 122 eine vorbestimmte Spannung über die transparenten Elektroden Et1 und Et2 zu legen und ein Informationssignal, das einzuschreiben ist, von der Signalquelle 121 zum Lichtmodulator 110 einzuspeisen. Die Laserquelle 102 im Wiedergabeabschnitt ist außer Betrieb gesetzt.
Ein von der Laserquelle 101 projizierter Laserstrahl wird durch die Linse 103 parallelisiert und durch den Polarisator 108 zu einem linear polarisierten Licht mit einer speziellen Polarisationsebene umgesetzt und wird anschließend auf den Lichtmodulator 110 gegeben, an dem das Licht durch das Informationssignal von der Signalquelle 121 moduliert (einer Polarisationsmodulation unterzogen) wird.
Der vom Lichtmodulator 110 projizierte Laserstrahl tritt durch die Wellenplatte 111, um dieselbe Funktion wie bereits für die Wellenplatte 15 der FIG. 3 erwähnt, zu erzielen, und wird dann auf den Analysator 113 gegeben, von dem ein durch das Informationssignal intensitätsmodulierter Laserstrahl ausgegeben wird. Falls der Lichtmodulator 110 elektrisch vorgespannt ist, kann die bias-erzeugende Wellenplatte 111 wegfallen. Der ausgegebene Laserstrahl wird dann durch die Linse 104 konvergiert und über die transparente Elektrode Et1 des Aufzeichnungsmediums D1 auf die photoleitende Schicht PCL projiziert.
Folglich ändert sich der Widerstand der photoleitenden Schicht PCL in der Region, auf die der Laserstrahl projiziert worden ist, mit der Lichtintensität des Laserstrahls, so daß eine elektrische Ladung an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DML erzeugt wird, um so ein Ladungsbild des Informationssignals vom Objekt zu gewinnen.
Während des Lesemodus des Aufzeichnungszeichnungs/ Wiedergabe-Geräts gemäß Darstellung in FIG. 3 wird die Laserquelle 101 im Aufzeichnungsabschnitt außer Betrieb gesetzt, und der bewegbare Kontakt lt des Schalters 120 wird auf den festen Kontakt b geschaltet.
Ein von der Laserquelle 102 projizierter Leselaserstrahl wird durch die Linse 106 parallelisiert und dann auf den Polarisator 109 gegeben, der linearpolarisiertes Licht mit einer speziellen Polarisationsebene ausgibt. Der vom Analysator 109 austretende Laserstrahl tritt durch den Strahlteiler 115 und wird durch die Linse 105 konvergiert, um auf die transparente Elektrode Et2 des Aufzeichnungsmediums D1 gegeben zu werden.
Der auf die transparente Elektrode Et2 gegebene Leselaserstrahl tritt durch die Photomodulationsschicht PML, beispielsweise einen elektrooptischen Kristall oder einen Flüssigkristall, wird durch den dielektrischen Spiegel DML reflektiert und tritt erneut durch die Lichtmodulationsschicht PML, um dann von der transparenten Elektrode Et2 ausgegeben zu werden.
Da die Photomodulationsschicht PML ihre optische Eigenschaft mit einem an sie angelegten elektrischen Feld vom Ladungsbild durch den dielektrischen Spiegel DML ändert, ist die Polarisationsebene des von der transparenten Elektrode Et2 aus gegebenen Lichts gemäß des Ladungsbildes moduliert, das während des Einschreibmodus an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DML ausgebildet wurde.
Das von der transparenten Elektrode Et2 des Aufzeichnungsmediums D1 ausgegebene Licht wird durch den Strahlteiler 115 so reflektiert, daß es auf die Wellenplatte 112 trifft, die zum Vorsehen eines optischen Bias verwendet wird. Die Änderung der Polarisationsebene des Laserstrahls, der von der Wellenplatte 112 ausgegeben wird, wird durch den Analysator 114 in eine Lichtintensitätsänderung umgesetzt, wobei das Licht dann auf den photoelektrischen Umsetzer 116 gegeben wird, um ein entsprechendes elektrisches Signal auszugeben, das wiederum durch den Verstärker 117 verstärkt wird und an den Ausgangsanschluß 118 geliefert wird.
Im folgenden wird die Funktionsweise während des Löschmodus des in FIG. 4 gezeigten Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts erläutert. Während des Löschmodus ist die Laserquelle 102 abgeschaltet, und die bewegbaren Kontakte v der Schalter 119 und 120 sind auf die festen Kontakte b geschaltet. Die Laserquelle 101 wird eingeschaltet.
Unter den obigen Bedingungen wird ein von der Laserquelle 101 projizierter Laserstrahl durch die Linse 103 zu parallelem Licht umgesetzt sowie zu linear polarisiertem Licht mit spezieller Polarisationsebene durch den Polarisator 108. Der Laserstrahl tritt dann durch den Lichtmodulator 110, in dem keine Modulation stattfindet, die Wellenplatte 111 und den Analysator 113, von dem ein Laserstrahl bestimmter Intensität ausgegeben wird. Der ausgegebene Laserstrahl wird durch die Linse 104 konvergiert, um dann durch die transparente Elektrode Et1 die gewünschte Spur des rotierenden Aufzeichnungsmediums D1, die gelöscht werden soll, abzutasten.
Der auf die transparente Elektrode Et1 gegebene Laserstrahl tritt dann durch die photoleitende Schicht PCL. Da der Widerstand der photoleitenden Schicht PCL infolge der Aufbringung des Laserstrahls einer vorbestimmten Intensität gering gemacht worden ist, wird die auf dem dielektrischen Spiegel DML ausgebildete Ladung durch einen Schaltungspfad entladen, der sich von der photoleitenden Schicht PGL, der transparenten Elektrode Et1, den festen Kontakt b des Schalters 120 und dessen bewegbaren Kontakt v zu Masse erstreckt, wodurch die Löschfunktion erzielt wird. Falls für das Aufzeichnungsmedium D1, auf dem bereits Information aufgezeichnet ist, ein Schreibvorgang auszuführen ist, dann sollte die Löschfunktion vor dem Einschreibvorgang erfolgen. In einem solchen Fall ist es, falls dieselbe Laserquelle sowohl für den Einschrieb- als auch Löschvorgang verwendet wird und falls derselbe optische Pfad für die beiden Vorgänge verwendet wird, möglich, Schreib- und Löschvorgänge zeitlich aufgeteilt bzw. im Zeitmultiplex auszuführen, wobei der letztere Vorgang vor dem ersteren ausgeführt wird. FIG. 5 zeigt einen derartigen Vorgang in Zeitaufteilung, wobei die Einschreib- und Löschvorgänge von der m-ten Spur t(m) und (m+1)-ten Spur t(m+1) des Aufzeichnungsmediums D1 erfolgen, das eine Anzahl konzentrischer Spuren (vgl. FIG. 4) aufweist.
In der in FIG. 5 gezeigten Funktion mit zeitlicher Aufteilung wird zuerst ein Löschvorgang für die m-te Spur des Aufzeichnungsmediums D1 durchgeführt, gefolgt von einem Einschreibvorgang für ein neues Informationssignal in die m-te Spur. Danach erfolgt ein Löschvorgang für die (m+1)-te Spur, gefolgt von einem Einschreibvorgang für ein neues Informationssignal in die (m+1)-te Spur. Es wird hierdurch offenbar, daß auch ein Bruchteil einer Spur durch ein solches Zeitaufteilungsverfahren in seinem Speicherinhalt geändert werden kann.
Im Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät gemäß Darstellung in FIG. 3 benutzte das Aufzeichnungsmedium D1 den dielektrischen Spiegel DML, der kein Licht hindurchläßt, sondern Licht so reflektiert, daß die Lese- und Schreibvorgänge bezüglich der entgegengesetzten Seiten des Aufzeichnungsmediums D1 ausgeführt wurden. Ein weiteres Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät gemäß Darstellung in FIG. 6 ermöglicht jedoch, daß die Information Lese- und Schreibvorgänge von derselben Seite eines Aufzeichnungsmediums D2 ausgeführt werden. Speziell weist hier das Aufzeichnungsmedium D2 eine Schichtstruktur auf, wobei diese aus einer transparenten Elektrode Et, einer photoleitenden Schicht CPL, einem dielektrischen Spiegel DMLr, der wellenlängenselektiv arbeitet und Lese- und Löschlicht hindurchläßt und das Leselicht reflektiert, einer Photomodulationsschicht PML, hergestellt aus einem elektrooptischen Kristall wie Lithiumniobatkristall oder Flüssigkristall, und einer Elektrode E besteht.
Das Einschreiben optischer Information in das Aufzeichnungsmedium D2 erfolgt gemäß der beiden nun beschriebenen Verfahren. Gemäß dem ersten Verfahren (im folgenden Verfahren 1 bezeichnet) wird Licht, dessen Amplitude durch das einzuschreibende Informationssignal moduliert worden ist, auf die transparente Elektrode Et bei einer konstanten angelegten Spannung zwischen transparenter Elektrode Et und Elektrode E proäiziert. Der Widerstand der photoleitenden Schicht PCL, auf die derartig intensitätsmoduliertes Licht nach Durctitritt durch die photoleitende Schicht PCL und den dielektrischen Spiegel DMLr aufgebracht worden ist, ändert sich mit der Lichtintensität derart, daß eine Ladung gemäß der Lichtintensität an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DMLr ausgebildet wird. Gemäß dem zweiten Verfahren (im folgenden Verfahren 2 genannt) wird bei Projektion von Licht konstanter Intensität auf die transparente Elektrode Et, statt die Spannung auf einem konstanten Wert zu halten, die Spannung über die transparente Elektrode Et und die Elektrode E gemäß der Objektinformation so moduliert, daß eine Ladung gemäß der modulierten Spannung an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DMLr erzeugt wird.
Wie oben erwähnt, ist es durch Intensitätsmodulation des Schreiblichts durch ein Informationssignal gemäß Verfahren 1 oder durch Amplitudenmodulation der Spannung über der transparenten Elektrode Et und der Elektrode E durch ein Informationssignal möglich, eine Ladung entsprechend dem Informationssignal an der Grenzfläche zwischen dem dielektrischen Spiegel DMLr und der photoleitenden Schicht PCL zu erzeugen, deren Widerstand sich mit dem Informationssignal geändert hat.
Es wird ein Informationssignal mit Licht aufgezeichnet, das einen sehr feinen Strahldurchmesser aufweist und auf die photoleitende Schicht PCL mit der transparenten Elektorde ET, die Photomodulationsschicht PML und den dielektrischen Spiegel DML gemäß Verfahren 1 oder 2 aufgebracht wird. Dank der Verwendung eines Lichtstrahls feinen Durchmessers weist das resultierende Ladungsbild, dessen Ladungsbetrag dem Informationssignal entspricht und das an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DMLr ausgebildet ist, eine sehr hohe Auflösung auf.
Das ladungsbetragsmäßig einem Informationssignal entsprechende Ladungsbild, das an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DMLr ausgebildet ist, kann bei Aufbringen eines zur transparenten Elektrode Et projizierten Lichts bei kurzgeschlossener transparenter Elektrode Et und Elektrode E als optisches Bild wiedergegeben werden.
Speziell tritt dabei bei Projektion von Leselicht auf die transparente Elektrode Et des Aufzeichnungsmediums D2, wobei die transparente Elektrode Et und die Elektrode E kurzgeschlossen sind, das Leselicht durch die Photomodulationsschicht PML, beispielsweise in Form eines elektrooptischen Kristalls oder Flüssigkristalls, und wird durch den dielektri.schen Spiegel DMLr reflektiert, der für die Leselichtwellenlänge reflektierend wirkt, und tritt wiederum durch die Photomodulationsschicht PML, woraufhin das Licht aus der transparenten Elektrode Et austritt. Da die Photomodulationsschicht PML ihre optische Eigenschaft gemäß einem elektrischen Feld ändert, das an diese Schicht aus dem Ladungsbild durch den dielektrischen Spiegel DMLr angelegt wird, ändert das von der transparenten Elektrode Et projizierte Licht seine optischen Eigenschaften oder seinen optischen Modus gemäß dem an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DMLr ausgebildeten elektrischen Ladungsbild.
Die Änderung der optischen Eigenschaft des aus der transparenten Elektrode Et austretenden Lichts wird in eine Lichtintensitätsänderung umgesetzt, um hierdurch ein optisches Bild zu gewinnen, oder die Änderung kann in modulierte elektrische Signale oder Videosignale umgesetzt werden. Falls Leselicht mit einem sehr kleinen Durchmesser verwendet wird, kann ein Videosignal gewonnen werden, aus dem ein Bild hoher Auflösung wiedergebbar ist. Ein derartiger Lichtstrahl feinen Durchmessers kann einfach unter Verwendung eines Laserstrahls als Leselicht realisiert werden.
Das an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DMLr ausgebildete Ladungsbild kann durch Absenken des Widerstandes der photoleitenden Schicht PCL bei Aufbringen eines Lichts bestimmter Intensität auf die transparente Elektrode Et gelöscht werden, wobei die transparente Elektrode ET und die Elektrode E kurzgeschlossen werden.
FIG. 6 zeigt auch das Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät für das oben erläuterte Aufzeichnungsmedium D2.
Das in FIG. 6 gezeigte Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät besteht aus Laserquellen 101 und 102, Linsen 103, 104, 106 und 107, Polarisatoren 108, Lichtmodulatoren 110, einer Wellenplatte 112, Analysatoren 113 und 114, Strahlteilern 123 und 124, einem photoelektrischen Umsetzer 116, einem Verstärker 117, einem Ausgangsanschluß 118, Schaltern 119 und 120, einer Signalquelle 121 für ein Informationssignal, das einzuschreiben ist, und einer Spannungsquelle 122 zum Anlegen einer vorbestimmten Spannung über die transparente Elektrode Et und die Elektrode E des Aufzeichnungsmediums D2.
Während des Schreibmodus des Aufzeichnungs/Wiedergabe Geräts werden von den Schaltern 119 und 120 die bewegbaren Kontakte v auf feste Kontakte a geschaltet und während des Lesemodus auf feste Kontakte b. Der bewegbare Kontakt v des Schalters 120 wird während des Löschmodus auf den festen Kontakt b geschaltet.
Die Funktionsweise während des Schreibmodus des in FIG. 6 gezeigten Aufzeichnungs/Widergabe-Geräts wird nun erläutert. Während des Schreibmodus wird das Aufzeichnungsmedium D2 mit vorbestimmter Drehzahl gedreht und die Aufzeichnungs-, Wiedergabe- und Löschabschnitte des Geräts werden mit vorbestimmter Geschwindigkeit mittels eines (nicht dargestellten) Transportmechanismus in die radiale Richtung des Aufzeichnungsmediums D2 bewegt. Die bewegbaren Kontakte v der Schalter 119 und 120 werden auf die festen Kontakte a geschaltet, um eine vorbestimmte Spannung über die transparente Elektrode Et und die Elektrode E über die Spannungsquelle 122 anzulegen und dem Lichtmodulator 110 ein einzuschreibenes Informationssignal von der Signalquelle 121 zuzuführen. Die Laserquelle 102 im Wiedergabeabschnitt wird hierbei abgeschaltet.
Ein von der Laserquelle 101 projizierter Laserstrahl wird durch die Linse 3 parallelisiert und im Polarisator 108 zu linear polarisiertem Licht mit einer speziellen Polarisationsebene umgesetzt, anschließend wird dieses Licht dem Lichtmodulator 110 zugeführt, in dem es durch das Informationssignal von der Signalquelle 121 einer Lichtmodulation (Polarisationsmodulation) unterzogen wird.
Der vom Lichtmodulator 110 ausgegebene Laserstrahl wird dem Analysator 113 zugeführt, der den durch das Informationssignal amplitudenmodulierten Laserstrehl ausgibt. Bedarfsweise kann eine (nicht dargestellte) Wellenplatte zwischen den Lichtmodulator 110 und den Analysator 113 entsprechend der Ausführung in FIG. 3 eingefügt werden. Der austretende Laserstrahl wird dann durch die Linse 104 konvergiert, bevor er durch die Strahlteller 123 und 124 getreten ist, und wird nach Durchdringung der transparenten Elektrode Et des Aufzeichnungsmediums D2 auf die photoleitende Schicht PCL gerichtet, ferner die Photomodulationsschicht PNL und den dielektrischen Spiegel DMLr mit einer wellenlängenselektiven Charakteristik (der von der Linse 104 austretende Laserstrahl ist in FIG. 6 durch die gestrichelte Linie angezeigt).
Infolgedessen ändert sich der Widerstand der photoleitenden Schicht PCL in der Region, auf die der Laserstrahl aufgebracht worden ist, mit der Intensität des Laserstrahls, so daß eine Ladung an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht PCL und dem dielektrischen Spiegel DMLr erzeugt wird, um so ein Ladungsbild des Informationssignals, das eingeschrieben werden soll, zu gewinnen.
Im Lesemodus des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts der Darstellung in FIG. 6 wird die Laserquelle 101 im Aufzeichnungsabschnitt (die im allgemeinen für den Löschabschnitt verwendet wird) ausgeschaltet, und der bewegbare Kontakt v des Schalters 120 wird auf den festen Kontakt b gelegte.
Der von der Laserquelle 102 proäizierte Leselaserstrahl wird durch die Linse 106 parallelisiert und dann über die Strahlteiler 123 und124 auf die Linse 104 gegeben. Der konvergierte Laserstrahl wird dann auf die transparente Elektrode Et des Aufzeichnungsmediums D2 gegeben.
Der auf die transparente Elektrode Et gerichtete Leselaserstrahl tritt durch die Photomodulationsschicht PML, die beispielsweise ein elektrooptischer Kristall oder ein Flüssigkristall ist, wird durch den dielektrischen Spiegel DMLr reflektiert und tritt erneut durch die Photomodulationsschicht PML, um dann aus der transparenten Elektrode Et auszutreten (dies ist durch den in FIG. 6 mit der durchgezogenen Linie angezeigten Strahlengang wiedergegeben).
Da die Photomodulationsschicht PML ihre optische Eigenschaft mit einem an sie angelegten elektrischen Feld ändert, das an sie vom Ladungsbild durch den dielektrischen Spiegel DMLr angelegt wird, ist die Polarisationsebene des aus der transparenten Elektrode Et austretenden Lichts gemäß dem während des Einschreibmodus ausgebildeten Ladungsbild geändert.
Das von der transparenten Elektrode Et des Aufzeichnungsmediums D2 projizierte Licht tritt durch die Linse 104 und den Strahlteiler 124 und wird auf die Wellenplatte 112 gegeben, die zum Vorsehen eines optischen Bias verwendet wird. Die Änderung der Polarisationsebene des Laserstrahls, der von der Wellenplatte 112 ausgegeben wird, wird durch den Analysator 114 in eine Lichtintensität umgesetzt, woraufhin das Licht auf den photoelektrischen Umsetzer 116 gegeben wird, der es in ein entsprechendes elektrisches Signal umsetzt, das wiederum von dem Verstärker 117 verstärkt und an den Ausgangsanschluß 118 geliefert wird.
Im folgenden wird die Funktionsweise des Löschmodus des in FIG. 6 gezeigten Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts erläutert. während des Löschmodus ist die Laserquelle 102 ausgeschaltet, und die bewegbaren Kontakte v der Schalter 119 und 120 sind auf die festen Kontakte b gelegt. Die Laserquelle 101 ist eingeschaltet.
Unter diesen Bedingungen wird ein Laserstrahl von der Laserquelle 101 durch die Linse 103 parallelisiert und dann durch den Polarisator 108 in linearpolarisiertes Licht mit einer speziellen Polarisationsebene umgesetzt. Der Laserstrahl tritt dann durch den Lichtmodulator 110, in dem keine Modulation erfolgt, den Analysator 113, die Strahlteiler 123 und 124, aus denen ein Laserstrahl bestimmter Intensität austritt. Der austretende Laserstrahl wird durch die Linse 104 konvergiert, um dann durch die transparente Elektrode Et die Spur des Aufzeichnungsmediums D2 abzutasten, die gelöscht werden soll.
Der auf die transparente Elektrode Et gerichtete Laserstrahl tritt dann durch die transparente Elektrode Et und die Photomodulationsschicht PML, beispielsweise in Form eines elektrooptischen Kristalls oder eines Flüssigkristalls, wird anschließend durch den dielektrischen Spiegel DMLr reflektiert, tritt wieder durch die Photomodulationsschicht PML und wird aus der transparenten Elektrode Et ausgegeben (der von der Linse 4 austretende Laserstrahl ist in FIG. 6 durch eine gestrichelte Linie dargestellt). Da der Widerstand der photoleitenden Schicht PCL infolge des Aufbringens des Laserstrahls vorgegebener Intensität gering gemacht wird, wird die auf dem dielektrischen Spiegel DMLr ausgebildete Ladung entladen, wobei die Entladung über einen Schaltungspfad stattfindet, der sich von der photoleitenden Schicht PCL, der Elektrode Et nach Masse erstreckt, wodurch eine Löschwirkung hervorgerufen wird.
Falls ein Einschreibvorgang auf dem Aufzeichnungsmedium D2 auszuführen ist, auf dem bereits Information aufgezeichnet wurde, dann sollte vor dem Einschreibvorgang ein Löschvorgang stattfinden. In einem solchen Fall ist es, falls dieselbe Laserquelle sowohl für das Einschreiben als auch Löschen verwendet wird und falls derselbe optische Pfad für diese Operationen gemäß Ausführungsbeispiel in FIG. 5 verwendet wird, möglich, das Einschreiben und Löschen in Zeitaufteilung bzw. Zeitmultiplex auf ähnliche Weise wie für das Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät gemäß FIG. 3 erläutert, auszuführen, wobei der Löschvorgang vor dem Schreibvorgang erfolgt.
Im in den FIG. 3 bis 6 gezeigten Aufzeichnungs/Wiedergabe- Gerät ist die Photomodulationsschicht PML im Aufzeichnungsmedium D1 und D2 verwendet worden. Anstelle der Photomodulationsschicht PML des Aufzeichnungsmediums D1, D2 kann auch ein Material verwendet werden, das beide Funktionen, sowohl den elektrooptischen Effekt als auch den photoleitenden Effekt erfüllt, wie dies beispielsweise für den Monokristall Bi&sub1;&sub3;SiO&sub2;&sub0; zutrifft, um so gleichzeitig als Photomodulationsschicht PML und photoleitende Schicht PCL zu wirken, (wobei der spezielle Monokristall für blaues Licht photoleitend ist).
Typische Ausführungen dieser Erfindung sind in den FIG. 7 bis 14 gezeigt. Das in den FIG. 7 bis 14 gezeigte Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät verwendet ein von den bereits an Hand der FIG. 3 und 6 erläuterten Medien verschiedenes Aufzeichnungsmedium. Die Lese- und Schreibauslegungen von dieser Ausführung unterscheiden sich auch von denjenigen gemäß den Darstellungen der FIG. 3 und 6, in denen zwei Elektroden beide jeweils fest am Aufzeichnungsmadium angebracht sind. Demgegenüber ist im in FIG. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel eine der beiden Elektroden vom Aufzeichnungsmedium beabstandet. Selbst wenn eine der beiden Elektroden vom Aufzeichnungsmedium beabstandet ist, kann auf dem Aufzeichnungsmedium durch Gasentladung über den schmalen Luftspalt eine Ladung erzeugt werden, welcher Luftspalt einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, das zwischen den beiden Elektroden aufgebaut wird. Daher entspricht die Wirkung des elektrischen Feldes und des Laserstrahls während des Schreibvorgangs bei den Ausführungsbeispielen der FIG. 7 bis 14 der Funktion des Geräts der FIG. 3 und 6. So kann dieselbe Funktionsweise wie beim Gerät der FIG. 3 und 6 auch beim Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät gemäß Darstellung in den FIG. 7 bis 14 sichergestellt werden.
Wenngleich der Spaltabstand zwischen der Elektrode oder dem Kopf und dem Aufzeichnungsmedium in einem vergrößerten Maßstab der FIG. 7 bis 14 dargestellt ist, ist tatsächlich dieser Spaltabstand zwischen diesen Elementen sehr gering. So kann während des Einschreibvorgangs beispielsweise die Ladung auf dem Aufzeichnungsmedium leicht durch eine Gasentladung über den schmalen Luftspalt unter der Bedingung eines niedrigen Widerstandes der photoleitenden Schicht übertragen werden, der ein elektrisches Feld auferlegt wird und die zwischen beiden Elektroden vorliegt.
Ein im Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät der FIG. 7 bis 14 verwendetes Aufzeichnungsmedium D3 ist aus einer transparenten Elektrode Et2 und einer photoleitenden Schicht PCL aufgebaut. Gemäß FIG. 7 besteht das Aufzeichnungs/Wiedergabe- Gerät aus Laserquellen 101 und 102, Linsen 103, 104, 105, 106 und 107, Polarisatoren 108 und 109, einem Lichtmodulator 110, Wellenplatten 111 und 112, Analysatoren 113 und 114, einem Strahlteiler 115, einem photoelektrischen Umsetzer 116, einem Verstärker 117, einem Ausgangsanschluß 118, Schaltern 119 und 120, einer Signalquelle 121 für ein Informationssignal und einer Spannungsquelle 122 zum Anlegen einer vorbestimmten Spannung über die Elektrode Etwe, die mit der transparenten Elektrode Et2 verbunden ist, und die Elektrode Et1 des Aufzeichnungsmediums D3.
Die in der FIG. 7 durch die jeweils durch einen Punkt unterbrochene Linie und durch WEA angezeigte Einheit führt die Einschreib- und Löschvorgänge aus, bei denen Lichtstrahlen auf das Aufzeichnungsmedium D3 projiziert werden. Es wird für sämtliche weiterhin beschriebenen Ausführungsbeispiele ausschließlich eine solche Repräsentation mit punktweise unterbrochener Linie, die mit WEA gekennzeichnet ist, verwendet. Die durch eine ebensolche mit Punkten unterbrochene Linie umrissene Einheit mit der Kennzeichnung RA führt einen Lesevorgang aus, bei dem auf das Aufzeichnungsmedium D3 ein Leselichtstrahl projiziert wird. Auch in den weiteren folgenden Ausführungsbeispielen wird diese Darstellung mit der durch einen Punkt unterbrochenen Linie und der Markierung RA beibehalten.
Während des Einschreibmodus vom Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät wird die Einheit WEA so betrieben, daß sie von der Linse 104 einen durch ein aufzuzeichnendes Informationssignal intensitätsmodulierten Laserstrahl projiziert. Der von der Laserquelle 101 projizierte Laserstrahl wird durch die Linse 103 parallelisiert und durch den Polarisator 108 in linearpolarisiertes Licht mit einer speziellen Polarisationsebene umgesetzt, und wird dann auf den Lichtmodulator 110 gegeben, wo er durch das Informationssignal, das von der Signalquelle zugeführt wird, einer Lichtmodulation unterzogen wird. Dem aus dem Lichtmosulator 110 austretenden Laserstrahl wird durch die Wellenplatte 111 ein optischer Bias aufgeprägt, und der Strahl wird dann dem Analysator 113 zugeführt, aus dem zur Linse 104 hin der durch das Informationssignal intensitätsmodulierte Laserstrahl austritt. In der Linse 104 wird der Laserstrahl konvergiert und dann auf das Aufzeichnungsmedium zum Zwecke der Aufzeichnung gegeben.
Während des Löschmodus des Aufzeichnungs/Wiedergabe- Geräts ist die Einheit WEA ebenfalls so ausgelegt, daß sie von der Linse 104 einen Laserstrahl bestimmter Intensität austreten läßt.
Die Einheit RA wirkt wie folgt. Der Leselaserstrahl, der von der Laserquelle 102 für die Wiedergabe projiziert wird, wird durch die Linse 106 parallelisiert und dann auf den Analysator 109 gegeben. Der aus dem Analysator 109 austretende Laserstrahl wird über den Strahlteiler 115 auf die Linse 105 gegeben. Der Leselaserstrahl, der durch die Linse 105 konvergiert ist, wird auf einen Lesekopf gegeben, der gemäß weiter unten erfolgender Beschreibung aufgebaut ist. Der im Lesekopf reflektierte Laserstrahl, der die aufgezeichnete Information des Aufzeichnungsmediums enthält, wird aus dem Lesekopf ausgegeben und auf die Linse 105 gerichtet. Der Laserstrahl aus der Linse 105 wird dann über den Strahlteiler 115 auf die Wellenplatte 112 gegeben. Der Laserstrahl, dessen Intensität entsprechend einer Polarisationsebenen- Änderung moduliert ist, wird dann vom Analysator 114 ausgegeben, um dem photoelektrischen Umsetzer 116 zugeführt zu werden, der ein elektrisches Signal ausgibt, dessen Amplitude sich mit der modulierten Lichtintensität ändert. Das ausgegebene elektrische Signal wird dann durch den Verstärker 117 verstärkt und zum Ausgangsanschluß 118 geliefert.
Das Aufzeichnungsmedium D3 des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts aus FIG. 17 weist eine schichtartige Struktur auf, die die transparente Elektrode Et2 und die photoleitende Schicht PCL umfaßt, die beide Funktionen, sowohl den elektrooptischen Effekt als auch den photoleitenden Effekt besitzt, wie weiter oben erläutert wurde. Die Schreib- und Löschlichtstrahlen werden auch von der Einheit WEA auf die transparente Elektrode Et2 des Aufzeichnungsmediums gerichtet. Jedoch umfaßt das Aufzeichnungsmedium nur eine transparente Elektrode Et2 und nicht mehr die weitere Elektrode, die sonst mit der transparenten Elektrode Et2 eine Kombination bilden würde, die zum Anlegen eines elektrischen Felds an das Aufzeichnungsmedium D3 dienen würde.
Statt die andere Elektrode auf dem Aufzeichnungsmedium D3 vorzusehen, ist die andere Elektrode oder Aufzeichnungselektrode Etwe, die mit einem bewegbaren Kontakt v des Schalters 120 verbunden ist, mit der Einheit WEA bewegbar angeordnet, wobei sie der Linse 104 gegenüberliegt und hierbei das Aufzeichnungsmedium D3, das die transparente Elektrode Et2 des Aufzeichnungsmediums D3 umfaßt, auf das Einschreib- und Löschlichtstrahlen gerichtet werden, zwischen der Einheit WEA und dieser weiteren Elektrode angeordnet ist, um das Anlegen eines elektrischen Feldes dazwischen zu ermöglichen. Ein Lesekopf mit schichtartiger Struktur, der aus einer transparenten Elektrode Et1, einer Photomodulationsschicht PML, z.B. in Form eines elektrooptischen Kristalls, Lithiumniobatkristall oder eines Flüssigkristalls, und einem dielektrischen Spiegel DML aufgebaut ist, ist ebenfalls bewegbar zwischen dem Aufzeichnungsmedium D3 und der Linse 105 der Anordnung RA angeordnet.
Beim obigen Aufbau des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts gemäß Darstellung in FIG. 7 können die Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschfunktionen ähnlich denjenigen des Aufzeichnungs/ Wiedergabe-Geräts gemäß Beschreibung an Hand FIG. 3 ausgeführt werden. Dies ist einfach aus der Tatsache heraus verständlich, daß der Laserstrahl und das elektrische Feld zwischen zwei Elektroden sowohl im Fall des Aufzeichnungs/ Wiedergabe-Geräts der FIG. 7 als auch dem der FIG. 3 auf dieselbe Weise wirken.
Das in FIG. 3 gezeigte Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät nutzt das Aufzeichnungsmedium mit zwei fest an ihm vorgesehenen Elektroden, wohingegen das Aufzeichnungs/Wiedergabe- Gerät der FIG. 7 ein Aufzeichnungsmedium nutzt, bei dem eine Elektrode in engem Abstand zum Aufzeichnungsmedium vorgesehen ist. Im letzteren Fall kann, wie oben erläutert, eine Ladung auf dem Aufzeichnungsmedium durch Gasentladung über den schmalen Luftspalt unter Einwirkung eines elektrischen Feldes, das zwischen den beiden Elektroden aufgebaut wird, übertragen werden, wobei sich keine Probleme beim Einschreibvorgang ergeben.
Das in FIG. 8 gezeigte Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät verwendet dasselbe Aufzeichnungsmedium D3 wie das in FIG. 7 gezeigte Gerät. Jedoch wird im Ausführungsbeispiel der FIG. 8 nur der Löschvorgang bezüglich der transparenten Elektrode Et2 des Aufzeichnungsmediums D3 durchgeführt, und der Einschreib- und Lesevorgang werden auf der entgegengesetzten Seite des Aufzeichnungsmediums D3 ausgeführt, und zwar entgegengesetzt zur Seite, auf die der Löschlichtstrahl gerichtet wird.
Die durch die mit einem Punkt unterbrochene Linie um gebene und durch WA in FIG. 8 angezeigte Einheit wirkt so, daß sie einen Schreibstrahl auf das Aufzeichnungsmedium D3 richtet. Nur diese Darstellung mit der durch einen Punkt unterbrochene Linie, die durch WA gekennzeichnet ist, wird in den weiteren später beschriebenen Ausführungsbeispielen gemeinsam benutzt. Die durch eine entsprechende unterbrochene Linie umrißene und durch EA gekennzeichnete Einheit dient dazu, einen Löschstrahl auf das Aufzeichnungsmedium D3 zu richten. Wiederum dient nur diese Darstellung mit der speziell umreißenden und durch EA markierten Linie zur gemeinsamen Kennzeichnung auch in den folgenden Ausführungsbeispielen.
während des Einschreibmodus des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts wird die Einheit WA so betrieben, daß sie von der Linse 104 einen Laserstrahl projiziert, der gemäß einem aufzuzeichnenden Informationssignal intensitätsmoduliert ist. Der von der Laserquelle 101 projizierte Laserstrahl wird durch die Linse 103 parallelisiert und mittels des Polarisators 108 in linearpolarisiertes Licht mit einer speziellen Polarisationsebene umgesetzt. Anschließend wird das Licht einem Lichtmodulator 110 zugeführt, in dem es durch das von der Signalquelle 121 zugeführte Informationssignal einer Lichtmodulation unterzogen wird. Der vom Lichtmodulator 110 austretende Laserstrahl wird auf den Analysatos 113 gerichtet, von dem wiederum der durch das Informationssignal intensitätsmodulierte Laserstrahl zur Linse 104 austritt. Der durch die Linse 104 konvergierte Laserstrahl wird auf das Aufzeichnungsmedium über eine transparente Elektrode Etw gegeben, an die eine vorbestimmte Spannung über den Schalter 120 von der Spannungsquelle 122 geliefert wird.
Während des Löschmodus des Aufzeichnungs/Wiedergabe- Geräts wird die Einheit EA so betrieben, daß sie einen Laserstrahl von der Laserquelle 125 über die Linse 126 auf die Linse 127 richtet, um dann den Laserstrahl vorbestimmter Intensität auf das Aufzeichnungsmedium zu geben.
Die Einheit RA, die in FIG. 8 gezeigt ist, weist denselben Aufbau wie die in FIG. 7 gezeigte Einheit RA auf.
Eine elektrisch geerdete Elektrode Ete ist beweglich so angeordnet, daß sie der Linse 127 gegenüberliegt, wobei zwischen Elektrode und Linse das Aufzeichnungsmedium D3 liegt, das die transparente Elektrode Et2 umfaßt, die ebenfalls geerdet ist, und es wird ein Löschlichtstrahl auf die photoleitende Schicht PCL gegeben, die zwischen den beiden geerdeten Elektroden liegt, um die Löschung zu bewirken. Ferner ist auch eine transparente Elektrode Etw an der Einheit WA zwischen dem Aufzeichnungsmedium D3 und der Linse 104 bewegbar angebracht. Ferner ist ein Lesekopf mit schichtartigern Aufbau, der eine transparente Elektrode Etr, eine Photomodulationsschicht PML, beispielsweise in Form eines elektrooptischen Kristalls, Lithiumniobatkristalls oder eines Flüssigkristalls und einen dielektrischen Spiegel DML umfaßt, auch bewegbar an der Einheit RA zwischen dem Aufzeichnungsmedium und der Linse 105 angebracht.
Mit dem obigen Aufbau des in FIG. 8 gezeigten Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts ist unmittelbar einleuchtend, daß die Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschung ähnlich den an Hand FIG. 3 für das Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät beschriebenen Vorgängen ausführbar sind.
Das in FIG. 9 gezeigte Aufzeichnungs/Wiedergabe- Gerät nutzt das Aufzeichnungsmedium D4, das aus einer Elektrode E und einer photoleitenden Schicht PCL aufgebaut ist. In FIG. 9 dient die durch die durch einen Punkt unterbrochene Linie mit der Kennzeichnung WREA der Aufbringung von Schreib-, Lese- und Löschlichtstrahlen auf das Aufzeichnungsmedium D4. Die WREA-Einheit weist denselben Aufbau wie die mit WREA in FIG. 6 angezeigte Einheit auf. Ausschließlich diese Darstellung mit der durch einen Punkt unterbrochenen Linie und der Markierung WREA wird in den noch folgenden Ausführungsbeispielen gemeinsam benutzt.
Im in FIG. 9 gezeigten Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät ist ein Kopf, der eine Schichtstruktur aufweist, die eine transparente Elektrode Et, eine Photomodulationsschicht PML aus beispielsweise einem elektrooptischen Kristall aus Lithiumniobat oder einem Flüssigkristall und einen dielektrischen Spiegel DMLr umfaßt, der eine selektive Wellenlängencharakteristik aufweist, bewegbar mit der Einheit WREA zwischen der Linse 104 und dem Aufzeichnungsmedium D4 angeordnet.
Mit dem obigen Aufbau dieses in FIG. 9 gezeigten Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts ist leicht ersichtlich, daß die Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschung ähnlich den für das Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät der FIG. 6 erläuterten Vorgängen ausführbar sind.
Das Aufzeichnungsmedium D5, das in den Ausführungsbeispielen der Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräte in den FIG. 10 bis 12 verwendet wird, weist eine Schichtstruktur auf, die eine Elektrode E und eine Isolationsschicht IL umfaßt, die aus einem Material wie Siliconharz hergestellt ist, welches einen hohen Isolationswiderstand aufweist und imstande ist, ein darauf ausgebildetes Ladungsbild über eine Lange Zeit zu halten.
Im in FIG. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts ist mit der Einheit WEA zwischen der Linse und der isolierenden Schicht IL des Aufzeichnungsmediums D5, auf das Schreib- und Löschlichtstrahlen gerichtet werden, ein Kopf angeordnet, der eine Schichtstruktur aufweist, die aus einer transparenten Elektrode Et und einem photoleitenden Element PCE besteht. Mit der Einheit RA zwischen der Linse 105 und der isolierenden Schicht IL des Aufzeichnungsmediums D5, auf das ein Leselichtstrahl projiziert wird, ist ein Lesekopf angeordnet, der eine Schichtstruktur aufweist, die eine transparente Elektrode Etr umfaßt, eine Photomodulationsschicht PML beispielsweise in Form eines elektrooptischen Kristalls aus Lithiumniobat oder eines Flüssigkristalls und einen dieelektrischen Spiegel DML.
Im in FIG. 12 gezeigten Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungs/Wiedergabe-Geräts ist mit der Einheit EA zwischen der Linse 127 und der isolierenden Schicht IL des Aufzeichnungsmediums D5, auf die ein Löschlichtstrahl gerichtet wird, eine transparente Elektrode Ete angeordnet. Mit der Einheit WA ist ferner zwischen der Linse 104 und der isolierenden Schicht IL des Aufzeichnungsmediums D5, auf die ein Schreiblichtstrahl gerichtet wird, ein Kopf angeordnet, der eine Schichtstruktur aufweist, die transparente Elektroden Etw und St und ein photoleitendes Element PCS umfaßt. Mit der Einheit RA zwischen der Linse 105 und der isolierenden Schicht IL des Aufzeichnungsmediums D5, auf das ein Leselichtstrahl projiziert wird, ist ein Lesekopf angeordnet, der eine Schichtstruktur aufweist, die eine transparente Elektrode Str, eine Photomodulationsschicht PML beispielsweise in Form eines elektrooptischen Kristalls aus Lithiumniobat oder eines Flüssigkristalls und den dielektrischen Spiegel DML umfaßt.
In in den FIG. 10 bis 12 gezeigten Aufzeichnungs/ Wiedergabe-Gerät wird ein elektrisches Ladungsbild auf der Oberfläche der isolierenden Schicht IL des Aufzeichnungsmediums D5 mit der Leseeinheit aus gelesen, indem ein elektrooptischer Effekt wie beispielsweise der Pockels-Effekt, Kerr-Effekt usw. ausgenutzt werden.
Das Aufzeichnungsmedium D4, das im in FIG. 13 gezeigten Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät verwendet wird, ist aus einer Elektrode E und einer photoleitenden Schicht PCL aufgebaut, ähnlich der in FIG. 10 gezeigten. Im Ausführungsbeispiel des in FIG. 13 gezeigten Aufzeichnungs/Wiedergabe- Gerätes ist mit der Einheit WEA zwischen der Linse 104 und der photoleitenden Schicht PCL des Aufzeichnungsmediums D4, auf das Schreib- und Löschlichtstrahlen projiziert werden, eine transparente Elektrode Et angeordnet. ist der Einheit RA ist zwischen der Linse 105 und der photoleitenden Schicht PCL des Aufzeichnungsmediums D4, auf das ein Leselichtstrahl projiziert wird, ein Lesekopf angeordnet, der eine Schichtstruktur aufweist, die eine transparente Elektrode Etr, eine Photomodulationsschicht PML beispielsweise aus einem elektrooptischen Kristall aus Lithiumniobat oder einen Flüssigkristall umfaßt, sowie einen dielektrischen Spiegel DML. Im Ausführungsbeispiel der FIG. 13 wird ein elektrisches Ladungsbild, das dem Informationssignal entspricht und auf der Oberfläche der photoleitenden Schicht PCL des Aufzeichnungsmediums D4 ausgebildet wird, mit der Leseeinheit unter Ausnutzung eines elektrooptischen Effektes ausgelesen.
Das in FIG. 14 gezeigte Aufzeichnungs/Wiedergabe-Gerät zeigt eine Anwendung des in FIG0 10 gezeigten Geräts, bei der eine an das Aufzeichnungsmedium angelegte Spannung mit einem Informationssignal geändert wird, während ein Las erstrahl konstanter Intensität aufgebracht wird. Ein derartiges Informationssignalaufzeichnungsverfahren kann auch auf die bereits beschriebenen Ausführungsbeispiele angewandt werden.
Ein Unterschied des in FIG. 14 gezeigten Geräts vom in FIG. 10 gezeigten besteht im Aufbau der Einheit WEAs und darin, daß ein Informationssignal über den Schalter 137 auf die transparente Elektrode Etwe des Kopfes gebracht wird.
Es ist offensichtlich, daß ein elektrisches Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmedium durch die Spannung, die an das Aufzeichnungsmedium gelegt wird und mit dem Informationssignal geändert wird, aufgezeichnet werden kann, während die Intensität des Einschreiblichtstrahls konstantgehalten wird, wie im in FIG. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel. Im in FIG. 14 gezeigten Aufzeichnungs/Wiedergabe- Gerät ist mit der Einheit WEAs zwischen der Linse 136 und der isolierenden Schicht IL des Aufzeichnungsmediums D5, auf welches Schreib- und Löschlichtstrahlen gerichtet werden, ein Kopf angeordnet, der eine Schichtstruktur aufweist, die eine transparente Elektrode Etwe und ein photoleitendes Element PCE umfaßt. Darüber hinaus ist mit der Einheit RA zwischen der Linse 105 und der isolierenden Schicht IL des Aufzeichnungsmediums D5, auf das ein Leselichtstrahl projiziert wird, ein Lesekopf angeordnet, der eine Schichtstruktur aufweist, die eine transparente Elektrode Etr, die geerdet gehalten wird, eine Photomodulationsschicht PML beispielsweise aus einem elektrooptischen Kristall aus Lithiumniobat oder einem Flüssigkristall und einen dielektrischen Spiegel DML umfaßt.
In den voraus gegangenen Ausführungsbeispielen wurde ein plattenartiges Aufzeichnungsmedium benutzt, dieses kann jedoch durch bandartige oder andere Arten von Aufzeichnungsmedium ersetzt werden.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung des Aufzeichzeichnungs/Wiedergabe-Geräts der Erfindung leicht entnehmbar ist, kann ein Informationssignal entweder ein analoges oder ein digitales Signal sein. Im letzteren Fall wird ein Schreiblichtstrahl zur Aufzeichnung eines Informationssignals in Form eines Binärcodes auf dem Au£zeichnungsmedium ein- und ausgeschaltet, wobei ferner mehrere Schreiblichtpegel entsprechend einem Satz von Informationsbits vorgesehen werden können. Auf diese Weise kann ein Informationssignal hoher Auflösung oder Dichte einfach durch Verwenden eines Bitkombinationssatzes aufgezeichnet werden, wobei jede Bitkombination dieses Satzes durch einen anderen Lichtpegel repräsentiert wird. Ein solches Beispiel ist in der folgenden Tabelle dargestellt, in welcher ein Schreiblicht mit acht Pegeln, d.h. acht Ladungsmengenpegeln (Q0 bis Q7) vorgesehen ist, von denen jeder durch eine Kombination aus Rot-, Grün- und Blau-Farbdatenbits repräsentiert wird. Ladungsmenge

Claims

1. Bildaufnahmegerät, aufweisend:

ein Ladungsspeicherteil (CML);

eine Photo-Ladungsumsetzungseinheit (PCCA), aufweisend ein photoleitendes Schichtteil (PCL), das eine transparente Elektrode (Et), eine Elektrode (E) und eine Einrichtung zum Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen der transparenten Elektrode (Et) und der Elektrode (E) aufweist, wobei die Photo-Ladungsumsetzungseinheit (PCCA) so ausgelegt ist, daß sie im Einsatz mit dem Ladungsspeicherteil (CML) ausgerichtet ist;

eine Einrichtung zum Fokussieren eines optischen Bildes eines Objekts durch die transparente Elektrode (Et) auf eine Bildfokussieroberfläche der Photo-Ladungsumsetzungseinheit über eine Aufnahmelinse (1) und zum Ausbilden eines elektrischen Ladungsbildes entsprechend dem optischen Bild des Objekts auf dem Ladungsspeicherteil (CML);

eine Leseeinrichtung (RA) zum Lesen des elektrischen Ladungsbildes entsprechend dem optischen Bild und zum Erzeugen eines elektrischen Signals entsprechend des elektrischen Ladungsbildes, wobei die Leseeinrichtung (RA) aufweist:

einen Lesekopf, der eine Mehrschichtstruktur aufweist, die eine Aufeinanderfolge einer transparenten Elektrode (Etr), einer Photomodulationsschicht (PML) zum Modulieren von durch sie hindurchtretendem Licht gemäß einer an sie angelegten Spannung, einer dielektrischen Spiegelschicht (DML) zur Reflexion auf diese auftreffenden Lichts und einer Elektrode (Er) ist, wobei der Lesekopf dazu ausgelegt ist, im Einsatz das Ladungsspeicherteil (CML) zwischen der dielektrischen Spiegelschicht und der Elektrode (Er) anzuordnen;

eine Einrichtung (8 bis 13) zum Fokussieren eines Leselichtstrahls durch die transparente Elektrode (Etr) und die Photomodulationsschicht (PML) des Lesekopfes zur Reflexion an der dielektrischen Spiegelschicht und Rückführung durch die Photomodulationsschicht, um so eine Modulation gemäß einem elektrischen Ladungsbild auf einem Ladungsspeicherteil aufzuprägen, das im Einsatz zwischen der dielektrischen Spiegelschicht (DML) und der Elektrode (Er) angeordnet ist; und

eine Einrichtung (8, 9, 14 bis 17) zum Umsetzen des modulierten Leselichtstrahls in ein elektrisches Signal, das eine Intensität entsprechend der Modulation des Leselichtstrahls aufweist; und

eine Verschiebungseinrichtung zum Transportieren der Ladungsspeicherschicht (CML) durch die Photo-Ladungsumsetzungseinheit (PCCA) und die Leseeinrichtung (RA).

2. Bildaufnahmegerät nach Anspruch 1, in welchem das Ladungsspeicherteil (CML) in Form einer Platte vorliegt.

3. Bildaufnahmegerät nach Anspruch 1, in welchem das Ladungsspeicherteil (CML) in Form einer dünnen Lage vorliegt und die Verschiebungseinrichtung dazu ausgelegt ist, das Ladungsspeicherteil (CML) in eine Richtung zu verschieben.