DE2462056C3

DE2462056C3 - Device for recording video information on a disk

Info

Publication number: DE2462056C3
Application number: DE2462056A
Authority: DE
Inventors: John Seymour Altadena Calif. Winslow (V.St.A.)
Original assignee: MCA Discovision Inc
Current assignee: Discovision Associates
Priority date: 1973-02-20
Filing date: 1974-01-24
Publication date: 1978-06-15
Also published as: DE2462056A1; DE2462056B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Video-Informationen auf eine Platte, mit zwei Lichtquellen unterschiedlicher Intensität, einer Schreibeinrichtung zum Richten eines Lichtstrahls hoher Energie auf einen vorbestimmten Schreibpunkt und einer Leseeinrichtung zum Richten eines Lichtstrahls niedriger Energie durch die Komponenten der Schreibeinrichtung auf einen vorbestimmten Lesepunkt, welcher gegenüber dem Schreibpunkt in Richtung der Bewegung der Plattenoberfläche verschoben ist und den Lichtstrahl niedriger Energie reflektiertThe invention relates to a device for recording video information on a disk, with two light sources of different intensity, a writing device for directing a light beam high energy to a predetermined writing point and reading means for directing a light beam of low energy through the components of the Writing device to a predetermined reading point which is opposite the writing point in the direction of the Movement of the plate surface is shifted and reflects the low energy light beam

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise durch die US-PS 37 15 740 bekanntgeworden. Dort wird zwischen dem reflektierten Lesestrahl und dem reflektierten Schreibstrahl auf der Basis unterschiedlicher Winkel der beiden Strahlen unterschieden. Bei geringen Winkeldifferenzen ist; eine solche Unterscheidung nur möglich, wenn die Oberfläche der Platte, unabhängig davon, ob bereits eine Aufzeichnung vorhanden ist oder nicht, immer hochreflektierend und spiegelähnlich bleibt.Such a device has become known, for example, from US Pat. No. 3,715,740. There will distinguished between the reflected reading beam and the reflected writing beam on the basis of different angles of the two beams. at is small angular differences; such a distinction is only possible if the surface of the plate, regardless of whether a recording is already available or not, always highly reflective and remains mirror-like.

Bisher sind verschiedene Systeme zum AufzeichnenSo far there are different systems for recording

von Signalen mit Videofrequenz auf Platten, Bändern und anderen Medien entwickelt worden. Bei solchen Systemen wurden unter anderem optische Aufzeichnung auf fotoempfindlichen Medien, Elektronenstrahls aufzeichnung auf thermoplastischen Oberflächen und noch andere Systeme verwendet, welche eine reproduzierbare Aufzeichnung einer Videoinformation ergeben. Die bekannten Systeme können allgemein unterteilt werden in Systeme, welche fotografische Oberflächenof signals with video frequency on disks, tapes and other media. Such systems have included optical recording on photosensitive media, electron beam recording on thermoplastic surfaces and Still other systems are used which provide a reproducible record of video information. The known systems can generally be divided into systems which have photographic surfaces

ίο verwenden. Systeme, welche auf Elektronenstrahlen empfindliche Oberflächen verwenden, magnetische Aufzeichnungssysteme, und, wie in der vorliegenden Erfindung, Systeme, in welchen ein Energiestrahl eine irreversible Änderung einer Oberfläche bewirkt, wo-ίο use. Systems based on electron beams use sensitive surfaces, magnetic recording systems, and, as in the present Invention, systems in which an energy beam causes an irreversible change of a surface, where-

is durch auf diese Oberfläche Information geschrieben wird.information is written through on this surface will.

Fotografische Systeme sind beschrieben in der US-PS 32 34 326, welche das Aufzeichnen auf einem kontinuierlichen Medium wie einem Band oder einem FilmPhotographic systems are described in U.S. Patent 32 34 326, which allows recording on a continuous medium such as tape or film

ω zeigt oder in der US-PS 33 61873, welche dieω shows or in US-PS 33 61873, which the fotografische Aufzeichnung von Videoinformation aufphotographic recording of video information einer sich drehenden Platte in einem spiralförmigena rotating disk in a spiral Weg zeigtShows way

Die US-PS 32 83 310 zeigt die Aufzeichnung vonThe US-PS 32 83 310 shows the recording of

Information auf einer thermoplastischen Filmoberfläche, wobei eine Schreibeinrichtung mit Elektronenstrahl, wie z.B. in der US-PS 3120 991 gezeigt verwendet wird. Bei anderen Systemen ist ein ElektronenstrahlInformation on a thermoplastic film surface using an electron beam writing device such as shown in U.S. Patent 3,120,991 is used. In other systems there is an electron beam verwendet worden, um Information auf einem besonderen Speichermedium aufzuzeichnen. Ein solches System ist in der US-PS 33 50 503 gezeigt. Nach einem alternativen Schema wird ein Elektronenstrahl auf ein lichtempfindliches Medium wie auf einen fotografischenhas been used to record information on a special storage medium. Such a system is shown in US Pat. No. 3,350,503. According to an alternative scheme, an electron beam is directed to a light-sensitive medium like on a photographic Film verwendet, wie es in der US-PS 34 44 317 gezeigt istFilm used as shown in US Pat. No. 3,444,317 is

Weiter sind alternative Verfahren für Aufzeichnungen mit hoher Dichte entwickelt worden, welche entweder auf dem Entfernen von Material oderAlternative methods of high density recording have also been developed which include either on removing material or Verdampfen des Materials durch Beaufschlagung mit einem Laserstrahl beruhen. Diese Verfahren sind kurz in der Zeitschrift »Electronics«, 3. März 1969, S. 110, dargestellt Auch wurde ein »thermischer Mikrobildaufzeichner mit Laser« etwas ausführlicher von CO.Evaporation of the material by exposure to based on a laser beam. These procedures are briefly in the magazine "Electronics", March 3, 1969, p. 110, A "thermal micrograph with laser" was also presented in somewhat more detail by CO.

Carlson und H. D. 1 ν e s in einem Vortrag beschrieben, welcher 1968 auf der Wescon-Versammlung (Western Electric Show and Convention) gehalten wurde. Dieser Vortrag wurde in Band 12 der »WESCON Technical Papers«, 1968, auf Seite 1 des AbschnittesCarlson and H.D. 1 ν e s described in a lecture given at the 1968 Wescon (Western Electric Show and Convention) meeting. This lecture was published in Volume 12 of the "WESCON Technical Papers", 1968, on page 1 of the section 16/1 veröffentlicht. Die Autoren nehmen Bezug auf Artikel in der Ausgabe von »Science«, Band 54, Nr. 3756 vom 23. Dezember 1966 auf den Seiten 1550 und 1551, in den »Proceedings of the Fall Joing Computer Conference of 1966«, Seiten 711-716, und auf einen16/1 published. The authors refer to articles in the issue of Science, Volume 54, No. 3756 of December 23, 1966 on pages 1550 and 1551, in the Proceedings of the Fall Joing Computer Conference of 1966, pages 711-716, and on one Artikel in dem »Bell Systems Technical Journal« März 1968, Seiten 385,405.Article in the Bell Systems Technical Journal March 1968, pages 385,405.

Diese Veröffentlichungen zeigen eine Aufzeichnungstechnik, bei welcher ein sehr dünner, metallischer Filmüberzug auf ein Substrat verwendet wird. DerThese publications show a recording technique in which a very thin, metallic Film coating is used on a substrate. Of the dünne Metallfilm schmilzt unter zugeführter Wärme sehr schnell und bildet kleine Tröpfchen in einem aufgezeichneten Punkt Ein stark konzentrierter Punkt einer Laserbeleuchtung kann genügend Wärme in einer genügend kurzen Zeit zuführen, so daß ein auf eine sichthin metal film melts when heat is applied very fast and forms small droplets in a recorded point A highly concentrated point Laser lighting can supply enough heat in a short enough time so that one can focus on itself bewegende Oberfläche auftreffender geeigneter modulierter Laserstrahl ein Muster von Lochern in der metallischen Oberfläche erzeugen kann, über welches beim »Wiedergeben« die aufgezeichnete InformationAppropriate modulated laser beam striking a pattern of holes in the moving surface metallic surface over which the recorded information when »playing back«

reproduziert werden kann.can be reproduced.

Wie in dem oben erwähnten Vortrag von Carlson und Ives ausgeführt, kann die Größe des aufgezeichneten Punktes oder Lochs viel kleiner als der Durchmesser des aufzeichnenden Laserstrahls sein. Durch eine geeignete Wahl des Metallfiimmaterials, der Filrudicke, der Laserdivergenz und der Punktenergie kann ein geeignetes System zum Aufzeichnen von Videofrequenzen mit hohem Auflösungsvermögen entworfen werden.As pointed out in the above mentioned paper by Carlson and Ives, the size of the recorded Point or hole much smaller than the diameter of the recording laser beam. By a suitable choice of the metal film material, the film thickness, the Laser divergence and the point energy can be a suitable system for recording video frequencies using high resolution.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher eine einfache und sichere Unterscheidung des reflektierten Schreibstrahls vom reflektierten Lesestrahl beim Lesen unmittelbar nach dem Aufzeichnen von Videoinformation möglich ist.The invention is based on the object of providing a device of the type described at the outset create, with which a simple and reliable differentiation of the reflected write beam from the reflected reading beam is possible when reading immediately after recording video information.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lichtquelle zum Schreiben eine Laserquelle hoher Energie mit einer ersten Wellenlänge und die Lichtquelle zum Lesen eine Laserquelle niedrigerer Energie mit einer zweiten, gegenüber der ersten Wellenlänge unterschiedlichen Wellenlänge ht, daß eine einzige Mikroskop-Objektivlinse dicht an der Oberfläche der Platte vorgesehen ist, daß die Strahlung zum Schreiben mit der ersten Wellenlänge und die Strahlung zum Lesen mit der zweiten Wellenlänge gemeinsam von der Oberfläche der Platte reflektiert werden und gemischt durch die Mikroskop-Objektivlinse gehen, und daß eine Diskriminiereinrichtung für die Wellenlänge vorgesehen ist, welche die reflektierte gemischte Strahlung aufnimmt und die Strahlung mit der zweiten Wellenlänge zum Lesen selektiertAccording to the invention, this object is achieved by that the light source for writing is a high energy laser source having a first wavelength and the Light source for reading a laser source of lower energy with a second, compared to the first Wavelength different wavelength ht that one only microscope objective lens is provided close to the surface of the plate that the radiation for Writing at the first wavelength and the radiation for reading at the second wavelength together of the surface of the plate are reflected and mixed go through the microscope objective lens, and that a discriminator is provided for the wavelength which mixed the reflected Absorbs radiation and selects the radiation with the second wavelength for reading

Die Erfindung ist in der Kombination der im Hauptanspruch genannten Merkmale zu sehen, während sich Weiterbildungen und zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung aus den Unteransprüchen ergeben.The invention is to be seen in the combination of the features mentioned in the main claim, while further developments and useful embodiments of the invention emerge from the subclaims result.

Im einzelnen enthält eine Ausführungsform der Vorrichtung, wie sie auch in der Hauptanmeldung 24 03 408.0 näher beschrieben ist, eine Spindel, welche die Platte genau auf einem Kreis dreht, und einen Führungsschraubenmechanismus zum Verschieben eines Schraubkopfes mit einer sehr konstanten Geschwindigkeit entlang eines Radius der sich drehenden Platte. Es ist zweckmäßig, den Plattenantrieb mit dem verschiebenden Antrieb zu synchronisieren oder auf andere Weise zu koordinieren, um eine Spiralspur mit vorbestimmter Steigung zu erzeugen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstand zwischen benachbarten Spuren der Spirale 2 μ von Mitte zu Mitte. Bei einem angenommenen Punktdurchmesser von 1μ wird ein Sicherheitsbereich von 1μ zwischen den Punkten in benachbarten Spuren vorhanden sein. Alternativ können auch konzentrische Kreise durch abwechselndes Verschieben und Schreiben erzeugt werden.In detail contains an embodiment of the device, as it is also in the main application 24 03 408.0 is described in more detail, a spindle which rotates the plate exactly on a circle, and a Lead screw mechanism for moving a screw head at a very constant speed along a radius of the rotating one Plate. It is advisable to synchronize or to synchronize the disk drive with the shifting drive other way to coordinate to create a spiral track with a predetermined pitch. In a preferred embodiment the distance is between adjacent tracks of the spiral 2 μ from center to center. With an assumed point diameter of 1μ there will be a safety area of 1μ between the points in adjacent lanes. Alternatively, you can also create concentric circles by alternately moving and writing will.

Der Schreibkopf in der bevorzugten Ausführungsform ist eine Mikroskop-Objektivlinse, welche mit konstanter Höhe über der Platte auf einem Luftlager ruht Die konstante Höhe ist infolge der geringen Tiefenschärfe der Objektivlinse erforderlich, Es hat sich gezeigt, daß eine trockene 40X-Mikroskop-Objektivlinse zufriedenstellend ist für das Konzentrieren der Energie des Laserstrahls auf die Plattenoberfläche, um das Schreiben eines Punktes von 1 μ zu ermöglichen. Ein Teil des Schreibstrahles wird durch einen Stabilisierkreis für eine Pockels-Zelle erfaßt, welcher die mittlere Leistung des modulierten Strahles auf einem vorbestimmten Wert hält.The writing head in the preferred embodiment is a microscope objective lens, which with constant height above the plate rests on an air bearing The constant height is due to the low Objective lens depth of field required. A dry 40X microscope objective lens has been found to be satisfactory for focusing the Energy of the laser beam on the plate surface to enable the writing of a point of 1 μ. A Part of the write beam is detected by a stabilizing circle for a Pockels cell, which is the middle Holds the power of the modulated beam at a predetermined value.

Ein Argon-Ionenlaser wird für den Schreibstrahl verwendet Eine Kombination aus einer Pickels-Zelle und einem Glan-Prisma moduliert den Laserstrahl mit Videoinformation. Entsprechend der Erfindung ist die S Möglichkeit des Lesens nach dem Schreiben vorgesehen, um den Schreibvorgang zu überwachen. Ein zweiter, lesender Helium-Neon-Laser ist vorgesehen, welcher einen Strahl geringerer Leistung in den Weg des Schreibstrahls unter einem geringen Winkel inAn argon ion laser is used for the write beam used A combination of a Pickels cell and a Glan prism also modulates the laser beam Video information. According to the invention, the S possibility of reading after writing is provided in order to monitor the writing process. A a second, reading helium-neon laser is provided, which a beam of lower power in the way of the writing beam at a small angle in bezug auf den Schreibstrahl bei dessen Eintreten in den Schreibkopf richtet Der Winkel wird so gewählt, daß der lesende Strahl einen Bereich auf der gerade geschriebenen Spur beleuchtet welcher sich etwa 2 μ unterhalb des Schreibpunktes befindetwith respect to the writing beam when it enters the Print head aligns The angle is chosen so that the reading beam covers an area on the straight The written track is illuminated which is about 2 μ below the writing point

Der lesende Strahl wird von der Piattenoberfläche reflektiert und kehrt durch den Schreibkopf zurück, wobei er seinen optischen Weg zu einem zweifarbigen Spiegel «erfolgt welcher den lesenden Strahl in den Weg des Schreibstrahles eingeführt hat Der lesendeThe reading beam is from the surface of the disk reflects and returns through the write head, making its optical path to a two-tone one Mirror «takes place which has introduced the reading beam into the path of the writing beam The reading one Strahl wird dann zu einem Strahlteiler und durch ein Bandpaßfilter geführt welches alle Komponenten des Schreibstrahls abblockt, die dem gleichen Weg gefolgt sein mögen. Der lesende Strahl trifft dann auf einen Fotodetektor, welcher ein VideoinformationssignalThe beam is then passed to a beam splitter and through a band pass filter which includes all components of the Blocks the writing beam that may have followed the same path. The reading beam then hits you Photodetector that sends a video information signal erzeugt Die Qualität dieses Signals, angezeigt auf einemThe quality of this signal, displayed on a

Oszillographen oder einem Fernseh-Monitor, zeigt an,Oscilloscope or television monitor, indicates

ob der Spitzenwert der »Schneidleistung«, die mittlerewhether the peak value of the "cutting performance", the middle one

Schneidleistung und die Fokussierung korrekt sind.Cutting performance and focusing are correct. Die nach dem Schreiben gelesene Information kannThe information read after writing can

auch für einen Fehlerprüfbetrieb verwendet werden, besonders dann, wenn digitale Information geschrieben wird. Die Videoeingangsinformation wird um ein Intervall äquivalent der Zeitverschiebung zwischen dem Schreibpunkt und dem Lesepunkt verzögert Diecan also be used for an error checking operation, especially when writing digital information will. The video input information becomes an interval equivalent to the time shift between the The write point and the read point are delayed zurückgekehrte Information wird dann mit der verzögerten Eingangsinformation auf Identität verglichen. Das Auftreten von zu vielen Ungleichheiten würde eine Basis für entweder ein erneutes Prüfen und Ausrichten der Vorrichtung oder für ein Auswerfen der Platte sein.returned information is then compared with the delayed input information for identity. The occurrence of too many inequalities would provide a basis for either rechecking and realigning of the device or for ejecting the plate.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below described. In the drawing shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,F i g. 1 a schematic representation of the device according to the invention,

F i g. 2 eine Ansicht des optischen Weges durch die Objektivlinse wie in F i g. 1,F i g. Figure 2 is a view of the optical path through the objective lens as in Figure 2. 1,

F i g. 3 eine schematische Darstellung des relativen Abstandes zwischen einem Auftreffpunkt des Schreibstrahls und des lesenden Strahls undF i g. 3 shows a schematic illustration of the relative distance between an impingement point of the write beam and the reading beam and

F i g. 4 ein Schaltbild eines Stabilisierkreises für eine Pockels-Zelle.F i g. 4 is a circuit diagram of a stabilizing circuit for a Pockels cell.

Entsprechend Fig. 1 enthält eine Schreibeinrichtung 10 einen Schreibkopf 12, welcher in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel seinerseits aus einer an einemAccording to Fig. 1 includes a writing device 10 a write head 12, which in the preferred embodiment in turn consists of one on one Luftlager-Tragteil 16 angebrachten trockenen Mikroskop-Objektivlinse 14 besteht. Eine 40X-Linse hat sich als zufriedenstellend erwiesen. Eine Platte 18 ist besonders vorbereitet und kann entsprechend bekannter Technik aufgebaut sein, bei welcher ein Substrat mitAir bearing support part 16 attached dry microscope objective lens 14 consists. A 40X lens has become Proven to be satisfactory. A plate 18 is specially prepared and can be constructed according to known technology, in which a substrate with einem sehr dünnen Film eines Metalls mit einem vernünftig niedrigen Schmelzpunkt und einer hohen Oberflächenspannung überzogen ist.a very thin film of a metal with a reasonably low melting point and a high one Surface tension is covered.

Ein Kristalloszillator 20 steuert die Antriebselemente. Die Platte 18 wird durch ein erstes drehendesA crystal oscillator 20 controls the drive elements. The plate 18 is rotated by a first Antri=bselement 22 gedreht, welches mit einer Spindel 24 verbunden ist. Ein zweites verschiebendes Antriebselement 26 steuert die Position des Schreibkopfes 12. Ein verschiebender Schlitten 28. welcher von demDrive element 22 rotated, which with a spindle 24 is connected. A second shifting drive element 26 controls the position of the writing head 12. A shifting carriage 28. which of the

verschiebenden Antriebselement 26 über eine Führungsschraube mit sich darauf bewegender Mutter angetrieben wird, bewegt den Schreibkopf 12 in radialer Richtung relativ zu der sich drehenden Platte 18. Der Schlitten 28 ist mit geeigneten Spiegeln und Linsen versehen, so daß die übrigen Teile der für die Schreibeinrichtung erforderlichen optischen und elektronischen Einrichtungen permanent angebracht sein können.displacing drive element 26 via a guide screw with a nut moving thereon is driven, moves the write head 12 in the radial direction relative to the rotating plate 18. The Carriage 28 is provided with suitable mirrors and lenses, so that the remaining parts of the for the Writing device required optical and electronic devices must be permanently attached can.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Strahl eines polarisierten Schreiblasers 30, welcher ein Argon-lonenlaser ist, durch eine Pockels-Zelle 32 geführt, welche ihrerseits von einer Pockels-Zellensteuerung 34 getrieben wird. Ein FM-Modulator 36 nimmt das aufzuzeichnende Videosignal auf und führt der Pockels-Zellensteuerung 34 entsprechende Steuersignale zu. Wie bekannt, spricht die Pockels-Zelle 32 auf angelegte Signalspannungen durch Drehen der Plarisationsebene des Lichtstrahles an. Da ein linearer Polarisator Licht nur in einer vorbestimmten Polarisationsebene durchläßt, ist in dem Schreibstrahlweg ein Polarisator, wie ein Glan-Prisma 38 in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, um einen modulierten Schreibstrahl 40 zu erhalten.In the preferred embodiment of the invention is the beam of a polarized writing laser 30, which is an argon ion laser, through a Pockels cell 32 out, which in turn is driven by a Pockels cell control 34. An FM modulator 36 picks up the video signal to be recorded and feeds the Pockels cell controller 34 accordingly Control signals too. As is known, the Pockels cell 32 speaks through to applied signal voltages Rotate the plane of polarization of the light beam. Because a linear polarizer light only in a predetermined Lets through the plane of polarization, a polarizer, such as a Glan prism 38 in FIG provided in the preferred embodiment in order to obtain a modulated write beam 40.

Der aus der Kombination-Pockels-Zelle 32 und Glan-Prisma 38 austretende modulierte Schreibstrahl 40 wird einem ersten Spiegel 42 zugeführt, welcher den Schreibstrahl 40 auf den verschiebenden Schlitten 28 richtet Der erste Spiegel 42 überträgt einen Teil des Schreibstrahls 40 zu einem Stabilisierkreis 44 für die Pockels-Zelle, welcher auf die mittlere Intensität des Schreibstrahls anspricht, um den Energiepegel des Strahles zu halten.The one from the combination Pockels cell 32 and Glan prism 38 exiting modulated write beam 40 is fed to a first mirror 42, which the The first mirror 42 transmits part of the write beam 40 onto the shifting carriage 28 Write beam 40 to a stabilizing circle 44 for the Pockels cell, which is based on the mean intensity of the Write beam responds to maintain the energy level of the beam.

Eine Linse 46 ist in den Weg des Schreibstrahles 40 eingeführt, um den im wesentlichen parallelen Strahl zu divergieren, so daß er sich ausbreitet und die Eingangsöffnung der Objektivlinse 14 für eine optimale Auflösung füllt. Ein halbdurchlässiger Spiegel 48 ist in den Weg eingefügt, über welchen im wesentlichen der gesamte Schreibstrahl 40 zu einem zweiten Spiegel, einem Lenkspiegel 50, übertragen wird. Ein Spiegel, wie er beispielsweise in der DT-OS 23 53 127 und DT-OS 23 61 650 gezeigt ist, kann mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der Lenkspiegel 50 richtet dann den Strahl durch die Objektivlinse 14 und vermag den Auftreffpunkt des Schreibstrahles 40 auf die Oberfläche der Platte 18 zu verschieben.A lens 46 is inserted in the path of the write beam 40 to guide the substantially parallel beam diverge so that it spreads and the entrance opening of the objective lens 14 for optimal Resolution fills. A semi-transparent mirror 48 is inserted in the path through which essentially the entire write beam 40 is transmitted to a second mirror, a steering mirror 50. A mirror like it is shown for example in DT-OS 23 53 127 and DT-OS 23 61 650, can with the present Invention can be used. The steering mirror 50 then directs the beam through the objective lens 14 and 14 is able to move the point of impact of the write beam 40 onto the surface of the plate 18.

Die Objektivlinse 14 und das zugehörige Tragteil 16 des Luftlagers ruhen effektiv auf einem Luftkissen mit im wesentlichen festem Abstand von der Oberfläche der Platte 18. Dieser Abstand ist bestimmt durch die Geometrie des Luftlagers, insbesondere das Tragteil 16, die Lineargeschwindigkeit der Platte 18 und die Kraft, welche zum Drücken des Schreibkopfes gegen die Platte SS Verwendung findet Der feste Abstand ist erforderlich, da die Brennweitentoleranz einer Linse, welche einen Punkt von 1 μ aufzulösen vermag, ebenfalls in der Größenordnung von 1μ ist The objective lens 14 and the associated support part 16 of the air bearing effectively rest on an air cushion at a substantially fixed distance from the surface of the plate 18. This distance is determined by the geometry of the air bearing, in particular the support part 16, the linear velocity of the plate 18 and the force , which is used to press the write head against the plate SS. The fixed distance is required because the focal length tolerance of a lens that can resolve a point of 1μ is also of the order of 1μ

Ein zweiter Laser 52 relativ geringer Leistung erzeugt einen überwachenden Strahl 54. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Laser 52 ein Helium-Neon-Laser, welcher es ermöglicht, den lesenden Strahl 54 von dem Schreibstrahl 40 durch die Wellenlänge zu unterscheiden. Ein würfelförmiger polarisierender Strahlteiler 56 überträgt den lesenden Strahl 54 zu einem Spiegel 58, welcher den Strahl 54 durch eine zweite divergierende linse 60 führt, die ihrerseits den lesenden Strahl 54 so verbreitert, daß er die Eigangsöffnung der Objektivlinse 14 füllt. A second laser 52 of relatively low power generates a monitoring beam 54. In the preferred embodiment, the laser 52 is a helium-neon laser, which enables the reading beam 54 to be distinguished from the writing beam 40 by wavelength. A cube-shaped polarizing beam splitter 56 transmits the reading beam 54 to a mirror 58 which guides the beam 54 through a second diverging lens 60 which in turn widens the reading beam 54 so that it fills the entrance opening of the objective lens 14.

Eine Lamdaviertelplatte 62 ist in dem optischen Weg angeordnet und verhindert in Verbindung mit dem in einer Ebene polarisierenden Strahlteiler 56 ein Wiedereintreten des von der Platte 18 reflektierten Lichtes in den Laser 52, wodurch dessen Schwingungsweise gesteuert würde. Die Lamdaviertelplatte 62 dreht die Polarisationsebene des Strahles um 45° bei jedem Durchgang, so daß der reflektierte Strahl um 90° in bezug auf den polarisierten Strahlteiler 56 gedreht und daher von diesem nicht durchgelassen wird.A quarter plate 62 is arranged in the optical path and prevents in connection with the in a plane polarizing beam splitter 56 a re-entry of the light reflected from the plate 18 in the laser 52, which would control its mode of oscillation. The quarter plate 62 rotates the Plane of polarization of the beam by 45 ° with each pass, so that the reflected beam by 90 ° in is rotated with respect to the polarized beam splitter 56 and is therefore not transmitted by this.

Ein zweiter Spiegel 64 im Weg des lesenden Strahles richtet den Strahl auf den halbdurchlässigen Spiegel 48 und kann in bestimmten Grenzen eingestellt werden, so daß die Wege des lesenden Strahles und des Schreibstrahles im wesentlichen gleich sind, mit der Ausnahme, daß der »Punkt« des lesenden Strahles auf die Platte 18 unterhalb des Punktes des Schreibstrahles auftrifft, wie es im folgenden näher erläutert werden wird.A second mirror 64 in the path of the reading beam directs the beam onto the semitransparent mirror 48 and can be adjusted within certain limits so that the paths of the reading beam and the writing beam are essentially the same, with the exception that the "point" of the reading beam impinges on the plate 18 below the point of the write beam, as will be explained in more detail below.

Ein Filter 66, das für den Argon-Ionenstrahl undurchlässig ist, ist in dem Weg des von dem Strahlteiler 56 reflektierten Lichtes angeordnet Der Helium-Neon-Lesestrahl oder Strahl 54, welcher von der Plattenoberfläche zurückgeführt wird, vermag durch das Filter 66 und durch die Linse 68 zu einem Fotodetektor 70 zu gehen.A filter 66 which is opaque to the argon ion beam is in the path of the Beam splitter 56 of reflected light arranged. The helium-neon reading beam or beam 54, which from the disk surface is returned, can through the filter 66 and through the lens 68 to one Photo detector 70 to go.

Der Ausgang des Fotodetektors 70 wird einem Vorverstärker 72 zugeführt welcher ein Signal genügender Amplitude und Signalstärke für eine folgende Weiterverwendung erzeugt Ein Video-Diskriminator 74 ergibt dann ein Video-Ausgangssignal, welches auf verschiedene Weise verwendet werden kann, wovon zwei Möglichkeiten als Beispiel gezeigt sind.The output of the photodetector 70 is fed to a preamplifier 72 which a signal is more sufficient A video discriminator generates amplitude and signal strength for subsequent further use 74 then gives a video output signal which can be used in a number of ways, of which two possibilities are shown as an example.

Bei einer ersten Anwendung wird das Video-Ausgangssignal einem Fernseh-Monitor 76 und einem Oszillographfen 78 zugeführt Der Fernseh-Monitor 76 zeigt die Bildtreue der Aufzeichnung, und der Oszillograph 78 zeigt das Signal-Rausch-Verhältnis der Aufzeichnung und die Qualität des Schneidens an, ob diese leicht oder schwer ist Wie nicht gezeigt könnte eine geeignete Rückkopplungsschleife durch den Stabilisierkreis 44 für die Pockels-Zelle vorgesehen werden, um eine ausreichende Unterscheidung auf der Platte zwischen einem »Loch« oder »schwarzen«Bereich und »kein Loch« oder »weißen« Bereich vorzusehen.In a first application, the output video signal is provided to a television monitor 76 and a Oscilloscope 78 fed to the television monitor 76 shows the image fidelity of the recording, and the Oscilloscope 78 shows the signal-to-noise ratio of the recording and the quality of the cutting, whether this is easy or difficult As not shown, a suitable feedback loop could be through the Stabilization circuit 44 for the Pockels cell can be provided in order to allow sufficient differentiation on the Plate between a “hole” or “black” area and “no hole” or “white” area to be provided.

Als eine alternative Verwendung wird das Video-Ausgangssignal des Video-Diskriminators 74 einem Komparator 80 zugeführt Der andere Eingang des Komparators 80 wird von dem Video-Eingar.gssignal genommen, welches durch eine Verzögerungsleitung 81 geschickt wird. Dem Video-Eingangssignal muß eine Verzögerung gleich den summierten Verzögerungen des Scbresbsystenss und der Zeit zwischen dem Augenblick des Schreibens der Information und der erforderlichen Zeit für den jeweiligen Bereichsabschnitt der Platte für das Erreichen des Lesepunktes mitgeteilt werden. As an alternative use, the video output signal of the video discriminator 74 is fed to a comparator 80. The other input of the comparator 80 is taken from the video input signal which is sent through a delay line 81. The video input signal must be given a delay equal to the summed delays of the writing system and the time between the moment the information is written and the time required for the respective section of the disk to reach the reading point.

Im Idealfall sollte das Video-Ausgangssingal des Video-Diskriminators 74 in jeder Hinsicht dem Video-Eingangssingal nach entsprechender Verzögerung gleich sein. Alle auftretenden Differenzen stellen Fehler dar, welche durch Unvollkommenheiten in der Plattenoberfläche oder Fehlfunktionen der Schreibschaltung hervorgerufen sein können. Diese Art der Anwendung ist, während sie beim Aufzeichnen von digitaler Information sehr wesentlich ist, weniger kritisch beimIdeally, the video output signal of the video discriminator 74 should in all respects match the video input signal after an appropriate delay be equal. All differences that occur represent errors caused by imperfections in the disk surface or malfunctions in the write circuit can be caused. This type of application is digital while recording Information is very essential, less critical when

Aufzeichnen anderer Information.Record other information.

Die Ausgangsgröße des !Comparators 80 kann quantisiert und gezählt werden, so daß eine annehmbare Zahl von Fehlern für jede Platte festgelegt werden kann. Wenn die gezählten Fehler die Norm übersteigen, kann der Schreibvorgang beendet werden. Wenn nötig, kann eine neue Platte geschrieben werden. Jede Platte mit übermäßigen Fehlern kann dann erneut behandelt werden und als »neue« Platte für eine folgende Aufzeichnung dienen.The output of the comparator 80 can be quantized and counted so that an acceptable Number of defects can be set for each plate. If the counted errors exceed the norm, can the writing process will be terminated. If necessary, a new disk can be written. Each plate with excessive errors can then be treated again and as a "new" disk for a subsequent one Serve recording.

Bekannte Techniken stehen zur Verfügung, um den Schreibkopf 12 in radialer Richtung in bezug auf die sich drehende Platte 18 zu verschieben. Während in F i g. 1 das drehende Antriebselement 22 und das verschiebende Antriebselement 26 als unabhängig voneinander gezeigt sind, können die beiden Antriebselemente synchronisiert werden, urn zu ermöglichen, daß die Schreibanordnung oder der Schreibkopf 12 um einen vorbestimmten Betrag für jede Umdrehung der Platte 19 mit Hilfe des gemeinsamen Kristalloszillators 20 verschoben wird.Known techniques are available to the write head 12 in a radial direction with respect to the rotating plate 18 to move. While in FIG. 1 the rotating drive element 22 and the shifting Drive element 26 are shown as being independent of one another, the two drive elements can be synchronized to enable the write assembly or head 12 to be synchronized by one predetermined amount for each revolution of the plate 19 with the aid of the common crystal oscillator 20 is moved.

In Fig.2 sind in übertriebener Form die sich leicht unterscheidenden optischen Wege des Schreibstrahls 40 von dem Schreib- oder Schneidlaser 30 und des Strahls 54 von dem lesenden Laser 52 gezeigt Der Schreibstrahl 40 wirkt mit der optischen Achse der Mikroskop-Objektiv-Linse 14 zusammen. Im Gegensatz hierzu weist der lesende Strahl 57 einen Winkel λ zu der Achse auf, so daß er in einem Abstand X gleich d mal der Brennweilte des Objektivs »unterhalb« der Stelle auftrifft, wo der Schreibstahl »schneidet«. Die sich ergebende Verzögerung zwischen dem Lesen und Schreiben ermöglicht es dem geschmolzenen Metall, sich zu verfestigen, so daß die Aufzeichnung in ihrem endgültigen Zustand gelesen wird. Wenn die Aufzeichnung zu früh gelesen würde, während das Metall noch geschmolzen ist, würde sie nicht die für die Einstellung der Aufzeichnungsparameter zutreffende Information darstellen.The slightly different optical paths of the write beam 40 from the write or cutting laser 30 and the beam 54 from the reading laser 52 are shown in exaggerated form in FIG. 2 . In contrast to this, the reading beam 57 has an angle λ to the axis, so that it strikes at a distance X equal to d times the focal length of the objective "below" the point where the writing steel "intersects". The resulting delay between reading and writing allows the molten metal to solidify so that the record is read in its final state. If the record were read too early while the metal was still molten, it would not display the correct information for setting the recording parameters.

Dies ist am besten in F i g. 3 zu erkennen, wo zwei Punkte in dem gleichen Informationskanal gegeneinander verschoben dargestellt sind. Der Punkt A, welcher der Auftreffpunkt des Schreibstrahles 40 ist, ist in der optischen Achse der Objektivlinse 14 gezeigt. Getrennt von dem Punkt A in Richtung der Bewegung des Mediums, wie sie durch einen Pfeil angedeutet ist, befindet sich der Lesepunkt B, welcher unter einem Winkel λ von der Achse der Objektivlinse 14 zu sehen ist Ein Abstand von 2 μ zwischen den Punkten A und B hat zu einer zufriedenstellenden Überwachung des Schreibvorgangs geführtThis is best shown in FIG. 3 to see where two points in the same information channel are shown shifted from one another. The point A, which is the point of incidence of the write beam 40, is shown in the optical axis of the objective lens 14. Separated from the point A in the direction of the movement of the medium, as indicated by an arrow, there is the reading point B, which can be seen at an angle λ from the axis of the objective lens 14. A distance of 2 μ between the points A and B has resulted in satisfactory monitoring of the write process

In Fig.4 schließlich ist ein idealisiertes Schaltbild eines Stabilisierkreises 44 für die Pockels-Zelle gezeigt welche für die Verwendung in dem Gerät nach F i g. 1 geeignet ist Bekanntlich dreht eine Pockels-Zelle die Polarisationsebene zugeführten Lichtes als Funktion einer angelegten Spannung. Daher wird die Pockels-Zelle dazu verwendet, in einer Ebene polarisiertes Licht zu drehen und das gedrehte Licht wird durch einen ebenen Polarisator, wie z. B. ein Glan-Prisma geführt. Das aus dem Polarisator austretende Licht wird entsprechend der angelegten Spannung amplitudenmoduliert sein.Finally, FIG. 4 shows an idealized circuit diagram of a stabilizing circuit 44 for the Pockels cell which is suitable for use in the device according to FIG. 1 is suitable It is known that a Pockels cell rotates the plane of polarization of the light supplied as a function of an applied voltage. Therefore, the Pockels cell is used to rotate light polarized in a plane and the rotated light is passed through a plane polarizer, such as e.g. B. out a Glan prism. The light emerging from the polarizer will be amplitude modulated according to the applied voltage.

Abhängig von der jeweiligen Pockels-Zelle wird eine Spannungsänderung von etwa 100 V bewirken, daß die Zelle die Polarisationsebene um 360° dreht. Die Übertragungscharakteristik einer einzelnen Zelle kann jedoch entsprechend einer Spannungsänderung von ± 50 V plötzlich driften, und folglich ist eine Rückkopplungsschleife wünschenswert, um die Zelle in einem brauchbaren, vernünftig linearen Arbeitsbereich zu halten.Depending on the Pockels cell in question, a voltage change of around 100 V will cause the cell to rotate the plane of polarization through 360 °. However, the transfer characteristic of a single cell can suddenly drift corresponding to a voltage change of ± 50 volts, and consequently a feedback loop is desirable to keep the cell in a usable, reasonably linear operating range.

Der Stabilisierkreis 44 enthält eine lichtempfindliche Siliziumdiode 82, welche so angeordnet ist, daß sie einen Teil des von dem Spiegel 42 in F i g. 1 reflektierten Schreibstrahles 40 aufnimmt. Die Siliziumdiode 82 arbeitet weitgehend auf die gleiche Weise wie eine Sonnenzelle und ist eine Quelle elektrischer Energie, wenn sie durch auftreffende Strahlung beleuchtet wird. Ein Anschluß der Siliziumdiode 82 ist mit einem gemeinsamen Bezugspotential 84 verbunden, welches als übliches Erdsymbol angedeutet ist und der andere Anschluß ist mit einem Eingang eines Differenzverstärkers 86 verbunden. Parallel zu der Siliziumdiode 82 ist eine Last 88 geschaltet, welche eine lineare Ansprechcharakteristik ergibt.The stabilizer circuit 44 includes a photosensitive silicon diode 82 which is arranged to have a Part of the mirror 42 in FIG. 1 reflected write beam 40 picks up. The silicon diode 82 works in much the same way as a solar cell and is a source of electrical energy, when illuminated by incident radiation. One terminal of the silicon diode 82 is with a common reference potential 84 connected, which is indicated as the usual earth symbol and the other Terminal is connected to one input of a differential amplifier 86. In parallel with the silicon diode 82 is a load 88 is switched, which gives a linear response characteristic.

Der andere Eingang des Differenzverstärkers 86 ist über ein geeignetes Potentiometer 90 mit dem gemeinsamen Bezugspotential 84 verbunden. Eine Energiequelle 92 ist mit dem Potentiometer 90 verbunden, welches die Einstellung des Differenzverstärkers 80 zum Festlegen des von der Pockels-Zelle übertragenen mittleren Lichtpegels ermöglicht.The other input of the differential amplifier 86 is via a suitable potentiometer 90 with the common reference potential 84 connected. An energy source 92 is with the potentiometer 90 connected, which is the setting of the differential amplifier 80 to determine the of the Pockels cell transmitted average light level allows.

Dementsprechend sind zwei Ausgangsanschlüsse des Differenzverstärkers 86 jeweils über Widerstandselemente 94, 96 mit den Eingangsanschlüssen der Pockels-Zeile 32 in F i g. 1 verbunden. Es ist zu bemerken, daß die Pockels-Zellensteuerung 34 mit der Pockels-Zelle 32 über Wechselstrom gekoppelt ist, während der Differenzverstärker 86 galvanisch mit der Pockels-Zelle 32 gekoppelt istAccordingly, two output connections of the differential amplifier 86 are each via resistance elements 94, 96 with the input connections of the Pockels line 32 in FIG. 1 connected. It's closed note that the Pockels cell controller 34 is AC coupled to the Pockels cell 32, while the differential amplifier 86 is galvanically coupled to the Pockels cell 32

Im Betrieb wird das System mit Energie versorgt. Das von dem Schreibstrahl auf die Siliziumdiode 82 auftreffende Licht erzeugt eine Differenzspannung im Eingang des Differenzverstärkers 86. Zu Anfang wird das Potentiometer 90 so eingestellt, daß Licht mit einem vorbestimmten Mittelwert der Intensität erzeugt wird. Wenn hierauf der Mittelwert der Intensität des auf die Siliziumdiode 82 auftreffenden Lichtes entweder zunimmt oder abnimmt, wird in dem Differenzverstärker 86 eine Korrekturspannung erzeugt Die der Pockels-Zelle 32 zugeführte Korrekturspannung hat eine Polarität und Größe, welche geeignet sind, den Mittelwert der Intensität auf den vorbestimmten Wert zurückzubringen.The system is supplied with energy during operation. The light impinging on silicon diode 82 by the write beam generates a differential voltage at the input of differential amplifier 86. Initially, potentiometer 90 is set so that light is generated with a predetermined mean value of the intensity. If then the average of the intensity of the impinging on the silicon diode 82 light either increases or decreases, in the differential amplifier 86, a correction voltage generated The Pockels cell 32 supplied correction voltage has a polarity and size, which are suitable for the average of the intensity on the bring back predetermined value.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Vorrichtung zum Aufzeichnen von Video-Informationen auf eine Platte, mit zwei Lichtquellen unterschiedlicher Intensität, einer Schreibeinrichtung zum Richten eines Lichtstrahls hoher Energie auf einen vorbestimmten Schreibpunkt und einer Leseeinrichtung zum Richten eines Lichtstrahls niedriger Energie durch die Komponenten der Schreibeinrichtung auf einen vorbestimmten Lesepunkt, welcher gegenüber dem Schreibpunkt in Richtung der Bewegung der Plattenoberfläche verschoben ist und den Lichtstrahl niedriger Energie reflektiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle zum Schreiben eine Laserquelle (30) hoher Energie mit einer ersten Wellenlänge und die Lichtquelle zum Lesen eine Laserquelle (52) niedrigerer Energie mit einer zweiten, gegenüber der ersten Wellenlänge unterschiedlichen Wellenlänge ist, daß eine einzige Mikroskop-Objektivlinse (14) dicht an der Oberfläche der Platte (18) vorgesehen ist, daß die Strahlung zum Schreiben mit der ersten Wellenlänge und die Strahlung zum Lesen mit der zweiten Wellenlänge gemeinsam von der Oberfläche der Platte (18) reflektiert werden und gemischt durch die Mikroskop-Objektivlinse (14) gehen, und daß eine Diskriminiereinrichtung (66) für die Weilenlänge vorgesehen ist, welche die reflektierte gemischte Strahlung aufnimmt und die Strahlung mit der zweiten Wellenlänge zum Lesen selektiert.1. Device for recording video information on a disk, with two light sources different intensity, a writing device for directing a beam of high energy light to a predetermined writing point and a reading device for directing a light beam low energy through the components of the writing device to a predetermined reading point, which is opposite the writing point in Direction of movement of the plate surface is shifted and the light beam is lower in energy reflected, characterized in that the light source for writing is a laser source (30) high energy with a first wavelength and the light source for reading a laser source (52) Lower energy with a second wavelength different from the first wavelength is that of a single microscope objective lens (14) is provided close to the surface of the plate (18) that the radiation for writing with of the first wavelength and the radiation for reading with the second wavelength together from the Surface of the plate (18) are reflected and mixed by the microscope objective lens (14) go, and that a discriminating device (66) is provided for the wavelength which picks up the reflected mixed radiation and which Radiation with the second wavelength selected for reading.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Laserquelle (30) hoher Energie mit einer ersten Wellenlänge ein Argon-Ionenlaser ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the first laser source (30) is higher Energy with a first wavelength is an argon ion laser.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Laserquelle (52) niedriger Energie mit einer zweiten Wellenlänge ein Helium-Neon-Laser ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the second laser source (52) low energy with a second wavelength is a helium-neon laser.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterscheidung der Weilenlängen durch ein Filter (66) erfolgt4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the differentiation of the wavelengths takes place by a filter (66)