DD157376A5

DD157376A5 - Vorrichtung zum schreiben digitaler information in einen scheibenfoermigen optisch auslesbaren aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DD157376A5
Application number: DD81226871A
Authority: DD
Inventors: Haan Maarten R De; Marino G Carasso
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1980-01-09
Filing date: 1981-01-07
Publication date: 1982-11-03
Also published as: ATA5781A; AU6599081A; US4366564A; DE3065218D1; ZA807713B; ES8201338A1; BR8100044A; AT370899B; EP0032271B1; ES498339A0; CA1181172A; JPS56101652A; AR246004A1; NL8000123A; EP0032271A1; AU539048B2; DK3381A

Abstract

Vorrichtung zum Schreiben optisch detektierbarer Information in einen Aufzeichnungstraeger, der mit gemaess einem spiralfoermigen oder konzentrischen Spurenmuster angeordneten Informationsgebieten versehen ist, die mit Synchronisationsgebieten abgewechselt werden, in die auf optisch detektierbare Weise die Adresse des zugehoerigen Informationsgebietes aufgezeichnet ist. Das Einschreiben erfolgt mittels eines ersten modulierten Laserstrahls, waehrend ein zweiter Strahl vorhanden ist, um hinter dem ersten Strahl das eingeschriebene Datensignal auszulesen. Im Spurenmuster ist eine vorher angebrachte periodische Spurmodulation mit einer frequenz, bei der das Leistungsspektrum der aufzuzeichnenden Information im wesentlichen einen Nullpunkt aufweist,vorhanden. Die Vorrichtung enthaelt ein erstes und ein zweites Filter zum Filtern eines der Spurmodulation entsprechenden Signals aus dem vom Aufzeichnungstraeger reflektierten oder gegebenenfalls durchgelassenen ersten bzw. zweiten Laserstrahl, waehrend in Reihe mit dem zweiten Filter ein Verzoegerungsnetzwerk angebracht ist, dem ein Synchronisationssignal entnommen wird. Weiter ist ein Phasenkomparator vorhanden, der beim Auslesen der Synchronisationsgebiete den Phasenunterschied zwischen den v.ersten und v.zweiten Filter gewonnenen Signalen bestimmt und das Verzoegerungsnetzwerk derart einstellt, dass das Ausgangssignal dieses Verzoegerungsnetzwerkes zu dem Ausgangssignal des ersten Filters gleichphasig ist.

Description

Berlin,, den 10_β4·_β1981 58 533 / 13

Verrichtung zum Schreiben digitaler Information in einen scheibenförmigen optisch auslesbaren Aufzeichnungsträger

Anwendungsgebiet der Erfindung \

Die Erfindung bezieht- sich auf eine Vorrichtung zum Schreiben von Informal"ion.in ein scheibenförmiges, optisch auslesbares Aufzeichnungsmedium, das ein mit einer strahlungsempfindlichen Informationsschicht versehenes Substrat enthält und mit gemäß einem spiralförmigen oder konzentrischen Spurenmuster angeordneten Informationsgebieten versehen ist, die mit Synchronisationsgebieten abgewechselt werden, in die auf optisch detektierbare Weise ^j₄Q Adresse des zugehörigen Informationsgebietes aufgezeichnet ist, wobei diese Vorrichtung enthält: eine Lichtquelle, ein optisches System zum Eichten eines ersten Lichtstrahls auf die Informationsgebiete, eine Schreibschaltung mit Modulationsmitteln zum Modulieren des Lichtstrahls, um digital kodierte Information mit einer festen Bitfreqeunz in die Informationsgebiete aufzuzeichnen, einen ersten ^Qtektor zum detektieren der vom Aufzeichnungsträger reflektierten oder"ⁿgegebenenfalls durchgelassenen Strahlung des ersten Lichtstrahls und eine Lese-» schaltung zum Dekodieren der vom ersten Detektor detektieren Strahlung zum Auslesen der in die ^ynchrönisationsgebiete aufgezeichneten Information«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 29 09 877 bekanntV Bei einer derartigen Vorrichtung ist das synchrone Einschreiben von ikteninformation sehr verwickelt, weil

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nur beim Abtasten der Synchronisationsgebiete Synchro«' nisationsinformation zur Verfugung. stehtV Das-Anbringen zusätzlicher Synchronisationsspuren oder -gebiete ist eine der möglichen Lösungen₉ aber dadurch vürd die Datenspeicher=» .kapazität des Aufzeichnungsträgers beschränkt*

In der deutschen Patentanmeldung P_ee<> entsprechend der niederländischen Patentanmeldung 80 OO 121, ist ein" Aufzeichnungsträger, dem beim ^Gebrauch dieses Problem nicht anhafte ti, beschrieben, der beim Schreiben von Dateninformation nicht imEier optimal ausgenutzt werden kann ©

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden,,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde_s eine Vorrichtung zum Schreiben digitaler Information in einen scheibenförmige^ optisch auslesbaren Aufzeichnungsträger zur Verfügung zu stellen* Es soll eine Vorrichtung der genannten Art angegeben ^erden_s in άβ^ der Aufzeichnungsträger nach der zuletzt genannten_s gleichzeitig eingereichten Anmeldung auf optimale Weise verwendet werden kann;¹

Die Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet, daß .die'Vorrichtung, zum Schreiben von Information in einen Aufzeichnungsträger eingerichtet- ist₅ dessen Synchronisationsge«=» biete und Informationsgebiete eine optisch detektierbare periodische Spurmodulation mit einer Frequenz bei der das Leistungssp_ektrum der aufzuzeichnenden Information im

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wesentlichen einen Nullpunkt aufweist, für die Erzeugung' eines-Taktsignals wenigstens beim Aufzeichnen aufweisen, und daß die Vorrichtung enthält* ein zweites optisches System zum Projizieren eines zweiten Lichtstrahls auf aas Spurenmuster des Aufzeichnungsträgers hinter dem ersten Lichtstrahl, einen zweiten detektor zum Detektieren der vom Aufzeichnungsträger reflektierten oder gegebenen« falls durchgelassenen Strahlung eines zweiten Lichtstrahls, -ein erstes und ein zweites Bandpaßfilter, die auf die der periodischen Spurmodulation entsprechende Frequenz abgestimmt sind, wobei das erste bzw* das zweite Bandpaß« filter in Reihe mit dem ersten bzvi« dem zweiten Detektor angeordnet ist, ein erstes einstellbares Verzögerungsnetzwerk mit einem Einstelle ingang, einem Eingang und einem Ausgang, dessen Eingang mit einem Ausgang des zweiten Bandpaßfilters gekoppelt ist und dessen Ausgang ein Taktsignal zur Synchronisation der Schreibschaltung entnommen werden kann, eine Phasenvergleichsschaltung mit einem ersten und einem zweiten Eingang und einem Ausgang, deren erster Eingang mit einem Ausgang des ersten Bandpaßfilters, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang des Verzögerungsnetzwerkes und deren Ausgang, mit dem Einstelle'ingang des Verzögerungsnetzwerks über Schaltmittel verbunden ist, die die Zeitverzögerung dieses Verzögerungsnetzwerks derart einstellen, daß das Sigaal am Ausgang desselben zu dem Signal am Ausgang des ersten Bandpaßfilters gleichphasig ist, und Steuer- ' mittel zum Schließen dieser Schaltmittel, wenn der erste Strahl Synchronisationsgebiete abtastet,_¥ und zum öffnen dieser Schalt'mittel, wenn der erste Strahl Informatiönsgebiete abtastet* · _Λ . .

Der 33rfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch Anwendung des in der vorgenannten eingereichten Patentanmel·»

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dung Hr» 80 00 121 vorgeschlagenen Aufzeichnungsträgers das Synchronisationsproblem zwar gelöst wird j 'aber daß das Detektieren der periodischen Spurmodulation in den Informationsgebieten beim Aufzeichnen mit den Lichtimpulsen mit verhältnismäßig hohen Strahlungsintensitäten in der PraxiSj viie gefunden wurde', Schwierigkeiten bereitet^ was vor allem bei höheren Bitfrequensen der Fall ist«/ Nach der Erfindung wird ein Polgestrahl«, der zugleich zur Detektion und Steuerung des eingeschriebenen Signals verwendet werden kann_f dazu benutzt, während des SchreibVorganges das Taktsignal auszulesen« Beim Auslesen der Synchronisationsgebiete mit dem ersten Laserstrahl wird das Verzögerungsnetzwerk jeweils derart eingestellt, daß das vom Folgestrahl detektierte Signal mit dem vom ersten Strahl detektierten Signal synchron ist, wobei dieses verzögerte Signal dann beim Schreiben als Taktsignal benutzt wird_e

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschriebene Bs zeigern

1s eine mögliche Ausführuhgsform eines Aufzeichnungsträgers, bei der das Prinzip nach der Erfindung angewandt wird, wobei FigV.ia eine Draufsicht auf den Aufzeichnungsträger_s Fig«' Ib in vergrößertem Maßstab einen Teil einer Spur 4 dieses Aufzeichnungsträgers und Fig₀ ic in vergrößertem Maßstab ein Synchronisationsgebiet dieses Teiles darstellen?

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3?ige 2ί einen kleinen Teil eines Schnittes längs der Linie II-II« der Fig. 1a;

Fig·' 3ί Fig« 3^a bis 3d zeigen schematisch einen Längsschnitt durch einen Teil der Spur 4, wobei Pig_e 3a einen solchen Schnitt bei einer unbeschriebenen vorbereiteten Platte nach einer bekannten Technik, Fig* 3b einen solchen Schnitt nach Fig; 3^a» nachdem ' Information in das Informationsgebiet.9 eingeschrieben ist, Fig,' 3c einen solchen Schnitt bei einer unbeschriebenen vorbereiteten Platte nach der Erfindung, Fig» 3 einen solchen Schnitt nach Fig* ßc, nachdem digitale Information eingeschrieben ist, Fig_e 3θ schematisch das erhaltene Signal beim Auslesen des in Fig» 3<3 im ^schnitt gezeigten Teiles der Spur 4 und Fig* 3f schematisch eine Draufsicht auf einen Teil der Spur 4 nach dem Einschreiben digitaler Information auf andere Weise als nach Fig. 3b und 3d dargestellt j . .

Fig« 4; die beliebigen Leistungsspektren dreier digitaler ." Informationssignalmodulationenj

Fig* 5ί eine schaubildliche Darstellung dieser Modulationen,

Fig»¹ 6; in Fig* 6a schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Aufzeichnungsträgers nach Fig* 3c, in Fig* 6b schematisch eine Vorrichtung zum Einschreiben von Information in den Aufzeichnungsträger nach Fig* 3g und FigV 6c eine Vorrichtung zum Auslesen eines beschriebenen Aufzeichnungsträgers;

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Fig₆ · 7s eine Anzahl Beispiele einer periodischen Spurmodulation nach der Erfindung!

Fig* 8as das Prinzip eines Leseteiles einer Vorrichtung zum Auslesen und/oder Aufnehmen eines 'digitalen Signals ν cn oder gegebenenfalls auf einem Aufzeichnungs-' träger nach der Erfindung und Fig«, 8b das Frequenz-Spektrum des vom Detektor 2? detektieren Signalsf

Fig_o 9^a? eine Vorrichtung nach Fig_e 8a _s die sich auch zum Erzeugen eines radialen FoIgesignals eignet und Fig_e 9b das i'requenzspektrum des vom detektor 27 detektieren Signals j

Fig«' 10s eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig_c 9^S

Fig»1las eine Vorrichtung nach Fig* 9a_} die für einen Aufzeichnungsträger mit einer radialen Spurmodulation mit nahezu der gleichen Periode wie'die periodische Spui'modulation eingerichtet ist, und Fig_c 11b das FrequenzSpektrum des vom detektor 27 detaktierten Signals;

Fige 12i eine Vorrichtungj, die für einen Aufzeichnungsträger " mit einer radialen Spurmodulation mit der gleichen Periode wie die periodische Spurmodulation eingerichtet ist, und

Fig« 13s einen Teil einer Vorrichtung zum Aufzeichnen eines InformationssignaIs auf einen Aufzeichnungsträger nach der Erfindung zum Erhalten eines Taktsignals beim Aufzeichnen unter Vervsendung eines Hilfslaser-Strahls_β

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1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Aufzeichnungs trägers, bei der das Prinzip nach der Erfindung angewandt werden kann, wohei in Fig, 1a eine Draufsicht auf diesen Aufzeichnungsträger, in Fig„ 1b ein Teil einer Spur 4 dieses Aufzeichnungsträgers in vergrößertem Maßstab und in Fig« 1c ein Synchronisationsgebiet dieses Teiles in vergrößertem Maßstab dargestellt ist»'' ^Der Aufzeichnungsträgerkörper 1 ist mit einer spiralförmigen Spur 4 vorsehen* Diese Spur 4 ist la eine Vielzahl von ^sektoren 7_S z_e BV.128 pro Umdrehung, unterteilt^ Jeder Sektor 7 enthält ein Informationsgebiet 9, das zur Aufnahme digital kodierter Information bestimmt ist, und ein Synchronisationsgebiet 8V

Um dafür zu sorgen, daß die digitale Information in einer . genau definierten Bahn eingeschrieben wird, wirkt die Spur 4 ale Servospur₀ Dazu weisen die Informationsgebiete 9 der Sektoren 7 eine Amplitudenstruktur nach PigV 2 auf«, Diese 3?ige^v 2 zeigt einen kleinen Teil des Schnittes längs der Linie II-II¹ in Pig, 1ä und zeigt somit eine Anzahl nebeneinander liegender Spurteile, insbesondere Informationsgebiete der Servospur 4« ^ie Richtung der Servospuren 4 steht also senkrecht auf der Zsichnungsebene* ^Diese Servor™ spuren 4, insbesondere die Informationsgebiete'9? sind also als Nuten im Substrat 5 angebracht. Dadurch ist es möglich, ein zum Einschreiben digitaler Information auf den Auf-» ze ichnungsträger gerichtetes Strahlungsbündel genau mit * dieser Servospur 4 zusammenfallen zu lassen, mit anderen Worten, die Lage des Strahlungsbündels in radialer Eichtung über ein Servosystem zu regeln, das das vom Aufzeichnungs- _;. träger .reflektierte Licht benutzt« Die Messung der radialen Lage des Strahlungsfleckes auf dem Aufzeichnungsträger kann den Systemen entsprechen, wie sie auch bei den optische^ mit einem Videosignal versehenen Aufzeichnungsträger ver-

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sendet werden und wie sie u©' a, in ^lsI_eE_eB_oB«· Transactions on Consumer Electronics", November 1976g S₆ 307 beschrieben sind»

XJm digitale; Information aufzeichnen zu'können, ist der Aufzeichnungsträgerkörper mit einer Schicht aus einem Material 6 versehen, das, wenn es·mit geeigneter Strahlung belichtet wirdj eine optisch detektierbare Änderung erfährt; Grundsätzlich wäre es nur erforderlich, die' Informations= gebiete 9 der Sektoren .mit einer derartigen Schicht zu versehene Herstellungstechnisch ist es aber einfacher_s die ganze -Ä-ufzeichnungsträgeroberflache mit einer derartigen Schicht zu versehene Biese Schicht 6 kann zV B»~ aus einer dünnen Schicht aus Metall, wie tellur, bestehQn₀ Durch Laserstrahlung ein'er genügend hohen Intensität kann örtlich diese Metallschicht geschmolzen werden,, so daß örtlich diese Informationsschicht 6 einen anderen Reflexionskoeffizienten erhält j so daß beim Abtasten einer auf eine derartige ^eise eingeschriebenen Informationsspur mittels eines Auslesest rahlungsbundeis eine der aufgezeichneten Information entsprechende Amplitudenmodulation des reflektierten Strahlungsbündels erhalten wird_e ^;

Die Schicht 6 kann auch die Form einer Doppelschicht aus· unter'der Einwirkung auffallender Strahlung chemisch reagierenden Materialien aufweisen, z_e B_o ^; Aluminium auf EisenV

An der Stelle, an der ein energiereiches Strahlungsbündel die Platte trifft, wird FeAIg gebildet, das schlecht reflektiert „⁼ Ein gleicher Effekt ergibt sich bei einer Doppelschicht aus Wismut auf Tellur, wobei BigTe« gebildet wird,* Auch eine einfache Schicht'aus Tellur kann verwendet werden* "...'.

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Dadurch, daß mit Hilfe der als eine Nut im Substrat 5 gebildeten Servospur der Einschreibstrahlurigsfleck genau mit dieser Servospur zusammenfällt,' insbesondere während der Abtastung eines Informationsgebietes, wird die das Einschreibetrahlungsbündel modulierende digitale Information genau in das mit dieser ^servospur zusammenfallende Informationsgebiet eingeschrieben«

Wie aus Obenstehendem hervorgeht, enthalten die für den Benutzer bestimmten Aufzeichnungsträger, in denen also noch keine Information in die Informationsgebiete eingeschrieben ist, eine Nutenstruktur in diesen Informationsgebieten innerhalb der Sektoren*

Außerdem enthält ein derartiger Aufzeichnungsträger innerhalb jedes Sektors ein in einer optisch detektieitoaren Reliefstruktur ausgeführtes Synchronisationsgebiet 8,^ FigV 1b zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teil einer Spur 4-, woraus die Reihenfolge einer Anzahl von Informationsgebieten 9 uftd Synckpon^sationsgebieten 8 hervorgeht* Dabei bestehen die Synchronisationsgebiete 8 aus einer Reliefstruktur, die aus einer Reihenfolge von Vertiefungen in Abwechslung mit Zwischengebieten besteht«

Dabei ist.die Tiefe der Vertiefungen in dieser Struktur des"Synchronisationsgebietes größer Jls die Tiefe der Servospur im Informationsgebiet 9* Diese; Tiefe der Vertiefungen wird nach allgemeinen optischen Regeln in Abhängigkeit von der Form dieser Vertiefungen im gewählten Auslese system derart gewählt, daß eine optimale Auslesung der durch die Struktur dargestellten Information erhalten wird« Wenn von

r%

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eines Auslesesystem ausgegangen vaird_s bei dem das von dem Aufzeichnungsträger reflektierte ^trahlongsbundel von einem einzigen Photodetektor detektiert.vurd, kann als Tiefe für die Vertief magen ¹/4- /L gewählt werden, wobejj. ^ die Wellenlänge des verwendeten Strahlungsbun.deIs ist_e Wenn dabei für die Tiefe <ier Servospur im Informationsgebiet 9 der Viert ψ ft oder kleiner gewählt viird, übt diese Servospur nahezu: keinen Einfluß auf die vom Detektor detektierte Licht» menge aus_e" '

Um den Aufbau des Synchronisationsgebietes näher anzugeben_$ ist in Fig* 1o ein derartiges Synchronisationsgebiet noch-» mais vergrößert dax-gestellt_s wobei der Einfachheit halber die Informationsschicht 6 weggelassen ist_e Sin derartiges Synchronisationsgebiet 8 enthält zwei Seile, und zwar einen Anzeigeteil 10 und einen Adressenteil 11₀ Im Adressenteil 11 ist die gesamte Sir die Steuerung des EinschreibVorgangs benötigte Information gespeichert;-" Beim Einschreiben digi«· Mer Information wird diese. Information in eine in a ο genannt en Wörtern angeordnete Bitreihe umgewandelt* Dieser Adressenteil enthält Information über.die Wortverteilung, durch die beim Schreiben die Positionierung der Bitwörtex· definiert und beim Lesen die richtige DqJj₀^ierung der Bit-Wörter bewirkt wird_e ^eiter enthält dieser Adressenteil 11 Information über die Spurnummer des entsprechenden Spur-» umfanges_e Diese Information ist nach einer für das Aufzeichnungsmedium geeigneten digitalen Modulationstechnik als Reliefstruktur angebracht«, Dadurchj daß der Aufzeichnungsträger demzufolge neben der'als Nut in den Informationsgebieten 9 angebrachten Sorvospur weiter auch schon alle "für die Positionierung der Information als in Bitwörter auf~ geteilte Bitreihe in diesen Informationsgebieten benötigte Information im Synchronisationsgebiet enthält, brauchen die

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Anforderungen, die der vom Benutzer verwendeten Schreib-^ und Lesevorrichtung gestellt werden, weniger streng zu sein» Dadurch, daß weiter diese völlig vorher angebrachte In formation als Reliefstruktur in dem Aufzeichnungsträger angebracht ist, ist dieser Aufzeichnungsträger für Massenfertigung besonders geeignet, vjobei die üblichen Preßtechniken benutzt werden können»

3 zeigt in Fig_β 3a bis 3<3 schematisch in einem Längsschnitt durch die Servospuran 4 einen Teil einer solchen Servospur 4 mit einem Teil des Synchronisations~ gebietes 8 und einem Teil des Informationsgebietes 9« wobei in Fig«^: 3a ein solcher Schnitt bei einer unbeschriebenen vorbereiteten Platte nach einer bekannten Technik_s Fig« 3b diesen Schnitt nach dem Einschreiben digitaler Information 14 in das Informationsgebiet 9, Fig»3ο einen solchen Schnitt bei einer unbeschriebenen vorbereiteten Platte, in der nach der Erfindung Taktinformation angebracht ist, und Fig. 3d den. Schnitt nach Fig. 3c nach dem Einschreiben, von Information 14 in das Informationsgebiet darstellen*¹ Fige¹ 3e zeigt schematisch das erhaltene Signal beim Auslesen des in Fig« 3d im Schnitt gezeigten Teiles der Spur 4 und Fig, J>£ zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen Teil der Spur 4, nachdem Information auf andere Weise als in Fig» 3b und 3d dargestellt eingeschrieben ist.

Die vorbereitete Platte ist mit der Servospur 4 versehen, die im Substrat 5 ζV B«^! mittels eines Laserstrahls angebracht ist. In dem Synchronisationsgebiet 8 kann dann durch Modulation· der Intensität des Laserstrahls eine informationshaltige Eeliefstruktur mit. "Gruben" 13 angebracht werden. Das Ganze kann dann, gleich wie, der Einfachheit halber, der Teil des Aufzeichnungsträgers 1 außerhalb der Nuten 4,

U U / . I U .

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mit der reflektierenden Informationsschicht 6 überzogen werden," In diesem vorbereiteten Aufzeichnungsträger kann in das Informationsgebiet 9 Information eingeschrieben vier- ' den, dadurch, daß Z₉ B« mittels eines Laserstrahls Löcher 14 in der reflektierenden Informationsschicht 6 angebracht vserden_e Einen solchen beschriebenen Aufzeichnungsträger zeigt Fig₆' 3bV Beim Schreiben von Information, d« h₆ beim Anbringen der Löcher 14, gleich wie beim Auslesen z_s B₄, mittels eines Laserstrahls dieser Information^, ist es von 'Bedeutung, daß das Schreiben oder gegebenenfalls Lesen dieser Information mit Hilfeeines Taktsignals synchronisiert vüird, über das die ^ynchronisationsgebiete 8 Information enthalten können_o Um beim Schreiben und Lesen kontinuierlich_s also auch beim Schreiben oder gegebenenfalls Lesen in den Informationsgebieten 9j über ein genau synchrones Taktsignal verfugen zu können_? wird nach der Erfindung dü.e Servonut 4 mit einer Struktur versehen, die eine Modulation des vom Aufzeichnungsträger reflektierten Lichtes beim Verfolgen der Servospur 4 beim Lesen oder gegebenenfalls Schreiben bewirkt© .

Diese angebrachte Struktur muß aber derart sein, daß sie das Auslesen von Information nicht stört;«' .

Die Tatsache, daß dies möglich ist, wird an Hand der Fig«' und 5 erläutert^ in.denen Fig© 4 die beliebigen Leistungs-* Spektren dreier möglicher binärer Informationssignalmodulationen und Fig_e 5 eine schaubildliche Darstellung dieser Modulation zeigen.

Mit a ist in Fig_e 5 eine Modulation angedeutet, die unter der Bezeichnung "Zv?eiphasen"-Modulation ("bi—phase") bekannt

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ist_β Dabei wird das angebotene digitale Signal in ein binäres ^signal umgewandelt, das für eine logische "Eins" des angebotenen digitalen Signals während der Zeit T/2 und negativ während der darauffolgenden Zeit T/2 ist, wobei T die Bit.zeit des angebotenen digitalen Signals ist* Eine logische "Null" liefert gerade das entgegengesetzte binäre Signal, d„ h_e negativ während der Zeit T/2 und positiv während der darauffolgenden Zeit T/2_e Diese Modulationstechnik ergibt ein binäres Signal, das ein Frequenzspektrum der Energieverteilung aufweist, wie es in Fig«.4 mit a bezeichnet ist« Dabei entspricht die Frequenz fo dem Wert

Mit b ist in Fig* 5 eine Modulation angedeutet, die unter der Bezeichnung "Miller"«4k>dulation bekannt ist, Das mit dieser Modulation erzeugte binäre Signal weist einen Übergang halbwegs einer logischen "Eins" des angebotenen digitalen Signals und am Übergang zweier aufeinanderfolgender logischer "Nullen" auf« Das Frequenzspektrum des mit Hilfe dieser Modulationstechnik erhaltenen binären Signals ist in FigV 4 mit b bezeichnete

Mit c ist schließlich in Figo 5 eine Modulation angedeutet, die unter der Bezeichnung "Vierphasen"-Modulation ("quad phase") bekannt XsM₉- wobei die angebotene Bitreihe des digitalen Signals zunächst in aufeinanderfolgende Gruppen von zwei Bits unterteilt ist_e Aus jeder Gruppe von zwei Bits mit einer Zeitdauer 2T. wird ein binäres Signal abgeleitet, das in einem ersten Zeitintervall T einen gleichen

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Verlauf ν?ie die orspxoinglichen .zviei Bits und in dem darauf folgenden Zeitintervall T einen inversen Verlauf aufwe ist*. Die möglichen Bit kombinationen 11, OO_S 01 bz\i_ß 10 werden also in die Bitkombinat;ionen 1100_? 0011, 0110 bzw 1001 umgewandelte" Das mit dieser Modulationstechnik erhaltene binäre Signal weist ein' Frequenzspektrum auf,.wie es in 4 mit c bezeichnet ist·¹

Aus Fig«' 4 läßt sich einfach erkennen, daß diese Modulationstechniken die gemeinsame Eigenschaft aufweisen, daß das damit erhaltene binäre" Signal keine starken Frequenzkomponenten bei verhältnismäßig niedrigen Frequenzen, z« B₆, Frequenzen niedriger als O₅2 fo, aufweist_e-Dieses Datum ist von großem Nutzen beim Gebrauch optischer Aufzeichnungsträger und der dabei benutzten Schreib- und Lesesysteme_c ^ie bereits angegeben ist j werden bei derartigen Systemen sovjohl eine gervoregelung, um den Abtastfleck genau auf dem Aufzeichnungsträger fokussiert zu halten, als auch eine ^servoregelung verwendet j die die radiale Lage des Abtastflecks regelt und diesen Abtastfleck genau mit der Informationsspur zusammenfallen läßt β Da die für diese Servoregelungeη benötigten Regelsignale aus dem vom Aufzeichnungsträger !«flektierten Strahlungsbündel abgeleitet werden, das ebenfalls von der Reliefstruktur des Synchronisationsgebietes moduliert ist, ist es von großer Bedeutung, daß das Frequenzspektrum des im -^dressenteil gespeicherten binären Signals keine starken Frequenakomponenten innerhalb des für die Hegelsignale beistimmten Frequenzbandes enthält© Fig« 4 zeigt also_s daß das Frequenzband unter ungefähr 0,2 fo für solche Regel— signale gut brauchbar ist«' Die. P-ege!signale für die genannten Servosysteme können sich'z_e B₀ bis zu einem maximalen Fre«

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quenzwert von 15 kHz erstreckend Wenn für die Frequenz fo - ^ Z₈ B* der Wert von 500 kHz gewählt wird, ist aus Fig, 5 ohne weiteres ersichtlich, .-daß. die binären Signale a_? b oder c bei der Frequenz von 15 kHz und wenig niedriger nur sehr schwache Frequenzkomponenten aufweisen,'

Aus Fig« 4 geht weiter hervor; daß bei der Frequenz 2fo und ) bei Anwendung des Modulationsverfahrens £ auch bei einer frequenz fo Nullpunkte im Spektrum auftretenv 3§s ist also möglich, den Aufzeichnungsträger mit einer 2?akt struktur mit einer Frequenz 2fo zu versehen_s ohne daß diese mit dem Informationssignal interferiert» Nullpunkte bei der Frequenz 2fo treten auch bei anderen Modulationsverfahreη auf;

Bei Anwendung von .Vierphasenmodulation (Modulation c) sowie bei Anwendung gewisser anderer Modulationsverfahren ist die Frequenz fo für diesen Zweck besonders geeignet j diese Frequenz entspricht der Bitfrequenz ψ₉ wodurch diese Vierphasenmodulation sehr attraktiv wird« A_üch beim Modulationsverfahren b_ kann in gewissen Fällen eine Struktur mit der J Frequenz fo angebracht werden, weil die Komponenten des Spektrums der Modulation bei dieser Frequenz verhältnismäßig gering sind* ^elter ist es theoretisch möglich, für die Struktur eine einer frequenz höher als 2fo entsprechende Modulation zu wählen, was aber in der Praxis meistens nicht verwirklichbar ist« Mit Rücksicht auf eine maximale Informationsdichte werden ja die Abmessungen der Gruben 13 und 14, die bei einer normalen Drehgeschwindigkeit der Platte 1 zumindest; einer Bit ze it. 1/2 T entsprechend, dem Auflösungsvermögen des verwendeten Schreib/Lesesystems möglichst nahe gewählt, so daß eine Oberflächenstruktur entsprechend Frequenzen höher als 2fο nahezu nicht detektierbar ist. Auch sind mit besonderen Modulationst.echniken Nullpunlte in

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Leistungsspektren bei anderen Frequenzen als fo oder 2fo,, z_e B„ bei 1/2 fo, erzielbar«

Fig« 3o zeigt einen dem Schnitt nach Figv 3^a entsprechenden Schnitt durch einen Aufzeichnungsträger nach der Erfind ung^ wobei die Oberfläche wenigstens an der Stelle der Spur 4 mit einer Beliefstruktur mit einer Höhe d versehen ist«, line Möglichkeit zur Herstellung dieses Aufzeichnungsträgers besteht darin, daß der Laser moduliert wird, mit dessen Hilfe das ^sy_nc J₃P_0n^_{3 a}$ionsgeblet 8 und die Nut 4 des Informationsgebietes 9 hergestellt sind« Im vorliegenden Beispiel hat diese Modulation im Synchronisationsgebiet 8 nur zwi~ sehen den ^ruben 13 durch Begrenzung der Intensität des Laserstrahls stattgefunden«. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, den Boden der Gruben, mit einer Reliefstruktur zu versehen©

Wie Figo 3<3 zeigt^ kann auch bei der Platte nach der Erfindung Information dadurch, eingeschrieben werden, daß Löcher 14 in der die Reliefstruktur bedeckenden Beflexions» schicht 6 angebracht werden*

Fäg_e 3@ zeigt ein Beispiel eines erhaltenen Signals beim Auslesen eines Reliefs nach Figo 3<3V

Dieses Signal weist Minima an den Stellen der Gruben oder gegebenenfalls Löcher 13 und 14 und eine der Modulations·» struktur (d in Fig_e 3c) entsprechende Amplitudenmodulation mit der Frequenz fo an den Maxima aufV Der Modulationsstrukturboden der Lööher 14 trägt nahezu nicht zu dem S beij weil dieser durch die Entfernung der reflektierenden Schicht 6 kaum noch Licht reflektiert. In diesem Zusammen-

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hang'ist zu bemerken, daß es z. B_e' auch möglich ist, auf einem reflektierenden Substrat 5 eine nichtreflektierende Schicht 6 anzubringen, die örtlich, entfernt wird* Dadurch vjird die Modulation mit der Frequenz fo gerade an den Stellen 14,. an denen die nichtreflektierende Schicht entfernt ist, gut ausgelesen vserden_ö

3a bis 3d sind die Gruben 13 oder gegebenenfalls die Löcher 14 als kontinuierliche Löcher oder gegebenenfalls Gruben dargestellt, also wenn es sich um mehr als ein Bit handelt, als ein langgestreckter Schlitz mit einer der Anzahl hintereinander geschalteter Bits entsprechenden Länge, Es ist aber auch möglich, jedes Bit als ein einzelnes Bit oder gegebenenfalls Loch anzubringen,, Fig. 3>£ veranschaulicht dies und zeigt eine Spur 4, in der mit verschiedenen Schraffuren die Taktmodulationsstruktur angegeben ist» Im ^synchronisationsgebiet 8 können die Gruben 13 dann z_e B« auf der Mitte der Maxima oder gegebenenfalls Minima der Struktur angebracht sein,- und sie sind ebenfalls mit der reflektierenden Schicht 6 überzogen, was symbolisch durch die durch diese Gruben 13 gehende Schraffierung angedeutet wird. Im Informationsgebiet £ können die Informationslöcher 14 auf den Maxima und Minima der ^akt informal* ionsstruktur in der reflektierenden Schicht 6 angebracht werden« Als Alternative ist es möglich, — wie das Informationsgebiet 9 in. Fig.¹ 3f zeigt - Löcher 14* an den Nullpunkten der Informationsstruktur anzubringen Die Lage der Gruben 13 oder gegebenenfalls Löcher 14 ist in diesem Zusammenhang nicht wesentlich, vorausgesetzt, daß die Phasenbeziehung zu der Taktinformationsstruktur fest und bekannt ist. Auch die Form der Informationsstruktur ist von geringer Bedeutung» So kann diese statt der in Fig. 3 gezeigten Rechteckform

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sehr gut einen sinusförmigen "^erlauf aufweisen^ \-?as bei Herstellung mittels eines modulierten Laserstrahls sehr gut möglich ist_e Bs ist nur von Bedeutung^ daß die Takt synchronisations truktur eine gut detektierbars Frequenzkomponente bei der Frequenz fo oder gegebenenfalls 2fo aufweist und keine stärken Komponenten innerhalb des Spektrums des eingeschriebenen oder gegebenenfalls einzuschreibenden Synchronisations- oder gegebenenfalls digitalen Informationssignals besitztj vaas· im allgemeinen der Fall ist_$ wenn die iaktinformationsstrüktur d eine Grundfrequenz fo oder gegebenenfalls 2fo mit nur Harmonischen höherer Ordnung aufweist j die nächstfolgende Harmonische ist dann 2fo oder gegebenenfalls 4fo_? die_s wie Fig₀ 4- zeigt, außerhalb des wesentlichen Teiles des Informations pektrums liegte

Zur Illustrierung der Realisation der Strukturen nach Figv zeigt .FigV 6 nacheinander schematisch in Fig_e 6a eine Vorrichtung zur Herstellung eines Aufzeichnungsträgers nach Fig*' 3<3j in Figo 6b eine Vorrichtung zum Einschreiben von Information in den Aufzeichnungsträger nach Fig_e 3c und in Pigc\6c eine Vorrichtung zum Auslesen eines solchen beschriebenen Aufzeichnungsträgers«

In der Vorrichtung nach Fig« 6a wird der Strahl 16 eines Lasers 15. über z* B₆ einen Intensitätsmodulator 37t einen Spiegel 17 und eine Fokussieroptik 18 auf eine sich drehende Platte 1 projiziert;, um dort die spiralförmige Nut M- (Fig_E 1) 25U bilden«, Der Laser 15 wird von einer.Schaltung 20 gesteuert, die die Pulsierung des Lasers 15 bewirkt, um die Gruben 13 (Fig* 3) im Synchronisat ionsgebiet.8 anzubringen*, Der Modulator 57 vaird von einer Quelle 19 mit der Frequenz fo (oder gegebenenfalls 2fo) gesteuert, um eine

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Taktmodulationsstrukttu? in der Nut 4 zu bilden. Als Alternative ist es auch möglich, den Laser 15 selber zu modulieren«, Die Platte 1 wird von einem Motor 21 angetrieben, der zur Steuerung der Geschwindigkeit mit einer ^ervoregelung versehen ist, die z_e B<> einen Tachogenerator 22 eine Geschwindigkeitsbezugsquelle 24 und einen Servo verstärker enthalten kann«, Um die Aufzeichnungsgebiete 8 an der richtigen Stelle auf der Platte in der Spur 4 anzubringen.und ge« .gebenenfalls um die Modulation fo in einer richtigen tangentialen Verteilung auf der Platte zu erhalten, können die Schaltung 20 und gegebenenfalls die Quelle 19 mit der Frequenz fo mit der ^servoregelung gekoppelt sein«

#eiter wird die Schaltung 20 von der Quelle 19 gesteuert, um eine richtige Phasenbeziehung zwischen den Synchronisations— gruben 13 und der Modulationsstruktur zu gewährleisten« Nach diesem Vorgang kann die Platte 1 mit der genannten Schicht versehen werden«

Fig, 6b zeigt schematisch eine Vorrichtung, mit deren Hilfe die vorbereitete Platte 6 mit Information versehen wird, wobei gleichzeitig die Taktmodulationsstruktur ausgelesen wird. Diese Vorrichtung enthält die sich drehende Platte 1 und einen Laser 15» dessen Strahl 16 über einen halbdurchlässigen Spiegel 17 und.eine Fokussieroptik 18 auf der Platte 1 projiziert wird ο Bin"reflektierter Strahl 60 wird mit einer Zelle 27, z. B₆ einer Photodiode, detektiert und in ein elektrisches Signal umgewandelt, aus dem mit dem Bandpaßfilter 28 die Komponente mit der. F_requenz fo (oder gegebenenfalls 2fo), die von der. vor allem in der Spur 4

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'angebrachten T_aktmodulationsstruktur herrührt, ausgefiltert wird« Gegebenenfalls kann dieses Signal noch einer phasenverriegelten Schleife 29 zugeführt werden, die die Filterung verbessert j die Konstanz des 2aktsignals vergrößert und etwaige kurzzeitige Störungen infolge: von Signalaussetzern ausgleicht«/Am Ausgang 31 ist dann das Taktsignal vorhandene Dateninformation kann dadurch eingeschrieben werden, daß der Laserstrahl 16 impulsförmig moduliert wird, indem direkt im Strahl ein Modulator angeordnet oQer indem- wie in Fig« 6b dargestellt ist, der Laser 15 selber mit einer Schreibmodulatorschaltung 25 moduliert wird, der über einen Eingang 26 die Information zugeführt wird und die mit dem Taktsignal am Ausgang 31 synchronisiert wird«

Aus dem reflektierten Strahl 60 wird über das lichtempfindliche Element 27 und eine Leseschaltung 30 die in den Synchro«» nisationsgebieten vorhandene Information ausgelesen, wobei diese Information an einem Ausgang 32,erscheint« Diese Leseschaltung 30 kann ebenfalls mit dem Taktsignal am Aus« gang 31 synchronisiert werden« Diese Information kann dazu benutzt werden, die Schaltung 25 zu synchronisieren und die genaue Lage auf der Platte zu suchen_e Diese Information wird auch in einer in Fig« 6b nicht dargestellten Servoregelung dazu.benutzt, die Optik 18 und den Spiegel 17 in einer radialen Lage anzubringen, um den gewünschten Teil der Spur 4 zu beschreiben und den Antrieb der Platte 1 zu regeln, was in Pig«. 6b durch die gestrichelte Linie 62 symbolisch angedeutet wird₀

Weiter kann die Vorrichtung noch mit einer Spurfolgeschaltung 33 versehen sein, die aus dem Signal des Elementes 27 ein Folgesignal ableitet, um über Steuerung des Winkels des

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Spiegels 17 zu dem ^trahl 16 den Strahl 16 auf die Spur · gerichtet zu halten, was in $ig* 6 durch die gestrichelte Linie 61 symbolisch angedeutet vjird_e

« 6c zeigt eine Vorrichtung zum Auslesen einer beschriebenen Platte 1, wobei die Vorrichtung in der Praxis meistens mit der nach Fig* 6b kombiniert sein wird©¹ Die Vorrichtung enthält wieder einen Laser 15_S dessen Strahl 16 über den Spiegel 17 und die Optik 18 auf die Platte 1 projiziert wird. Der refektierte Strahl 60 wird mit der Photodiode 27 delektiert, und das erhaltene elektrische Signal wird durch das Bandpaßfilter 28 mit Durchlaßfrequenz fo und eine auf die Frequenz fο abgestimmte phasenverriegelte Schleife 29 geführt, so daß am Ausgang 31 das Taktsignal mit Frequenz fο (oder gegebenenfalls 2fo) verfügbar ist« Aus dem von der Photodiode 27 gelieferten elektrischen Signal wird mit der Ausleseschaltung 30 die in die Platte aufgezeichnete Information dekodiert, so daß an einem Ausgang 34· derselben die digitale Information und die in. den Synchronisationsgebieten 8 enthaltene Information zur Verfügung stehen* Diese Ausleseschaltung wird mit dem Taktsignal am Ausgang 31 synchronisiert. Außerdem kann mit Hilfe einer Spurfolgeschaltung 33 ein Spurfolgesignal aus dem von der Photodiode 27 detektierten Strahl abgeleitet werden, um den Spiegel 17 -^; derart zu steuern, daß der Strahl 16 genauer Spur 4 folgt. Der Motor 21 zum Antreiben der Platte kann in eine ^servoregelung, die z. B« aus dem Tachogenerator 22, der Bezugsquelle 24· und'dem Servoverstärker 23 besteht, aufgenommen sein, um die Drehzahl zu regeln, wobei diese Regelung mit der Ausleseschaltung 30 gekoppelt sein kann» Weiter enthält die Vorrichtung, noch einen ßegelmechanismus 35» um die Optik 18 zusammen mit dem Spiegel 17 und dem Setektor 27 - welches Gebilde in Fig, 6c mit 36 bezeichnet ist - in radialer

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Richtung zu verschieben,.so daß nach Wahl ein bestimmter ^eil der Platte ausgelesen werden kann, unter Steuerung an einem Eingang 37 des Eegelmechänismus 35 eingeführter Information sowie unter Steuerung der'am Ausgang 32 der Leseschaltung^! 30 aus den Synchronisationsgebieten erhaltenen Information* .

Die Taktinformationsstruktur, die in der Spur 4 angebracht wird oder ist, kann viele Formen aufweisen« Fig„ 7 zeigt in diesem Zusammenhang einige Beispiele* Pig«. 7a zeigt schematisch eine Spur 4, in der die Taktinformation als Höhenänderung ~ symbolisch durch gestrichelte Schraffüren angedeutet - z, B_e mit Hilfe von Modulation der Intensität des die Spur 4 schreibenden Laserstrahls angebracht istj Fig_e 7b zeigt die'Spur 4, in der die Taktinformation als Breitenänderung der Spur 4 Z₀ B₀ durch Modulation der Fokussierung des Laserstrahls angebracht ist, zu welchem Zweck z_e B, das Objektiv 18 (Fig* 6a) mittels der Vorrichtung 59 (Fig« 6a) geregelt werden kann_$ - eine Kombination von Breiten-» und Tiefenänderungen ist auch möglich, was in der Praxis bei Modulation der Intensität oder gegebenenfalls fokussierung des Laserstrahls oft der 4^Hall sein wird - und F* ig» 7o zeigt die Spur 4, in der die Takt informat ion als radiale Änderung der Lage der Spur 4 angebracht ist, zu welchem Zweck z_o B« der ^inlcel des Spiegels 17 (FIg₀ 6c) zu dem Strahl 16 mittels der Vorrichtung 58 moduliert werden kann« Dabei weisen alle gezeigten Abwandlungen eine Periodenlänge Lo auf, die gleich Lo = j. ist, wobei V die tangentiale Geschwindigkeit der Platte 1 an der betreffenden Stelle und f die frequenz des gewünschten.Taktsignals darstellen, wobei diese frequenz f einem Nullpunkt in dem beliebigen Frequenz-Spektrum der aufzunehmenden Dateniriformation, z« B_e "bei Vierphasenmodulation der Frequenz fo, (Fig_e 4c und 5c) entspricht,, ' . . '

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Eine der Möglichkeiten zum Erhalten eines Sparfolgesignals ist das Anbringen einer radialen "Wobbelung" in der nuten» förmigen Spur, z, B* durch Steuerung des Spiegels 17 (Fig, 6a), de h, eine sich z_e B« sinusförmig ändernde radiale Verschiebung mit einer Wellenlänge auf der Platte, die beim Abspielen mit normaler Geschwindigkeit von der Photodiode 27 (Fig_e ^: 6) eine detektierte Lichtintensitätsänderung erzeugt, deren Frequenz außerhalb des Spektrums der Dateninformation, also unter der frequenz 0,2 .fo, liegt '(FigT 4)*

Aus dieser Signalkomponente kann z. B₀ mit synchroner Detektion ein Maß für die Abweichung der Mitte des Detektors in bezug auf die Mitte der Spur 4 abgeleitet werden_e Eine derartige Wobbelung läßt sich mit einer Takt mod ulat ionsstruk·= tür, z. B_o ^; mit der in Fig« 7a gezeigten Takt mod ulat ions«, struktur, kombiniere^ und diese Kombination ist in Fig. 7 d dargestellt«

Eine besondere Kombination wird erhalten, wenn die Wobbelung eine Wellenlänge auf der Platte erhält, die gleich der der Taktmödulationsstruktur ist und eine feste Phasenbeziehung aufweist, was synchrone detektion überflüssig macht«' Fig* 7e zeigt eine derartige Struktur, bei der eine Tiefenmodulationsstruktur (durch abwechselnd schraffierte und nichtschraffierte Gebiete angedeutet) in der Spur 4 mit einer dabei über 90° (gleich einem Viertel der Periode dieser Struktur) verschobenen radialen Lagenänderung kombiniert ist, die mit der Vorrichtung nach Fig. 6a durch Modulation des Winkels des Spiegels 17 zu dem Strahl 16 mittels der Vorrichtung 58. erzeugt werden kann* Wenn dabei die Tiefenmodulationsstruktur derart gewählt wird, daß die "untiefen" Teile dieser Modulationen mit der Oberfläche des

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plattenförmigen Au.fzeichriu.ngs träge rs 1 zusammenfallen^ ve'rbleibt von der ServospurΛ noch eine Reihenfolge in gegenseitigen tangentialen Abständen gleich dem. genannten Abstand Lo liegender und in radialer Richtung asymmetrischer Gruben© Fig« 7£ zeigt ein Beispiel einer solchen Spur 4»

Fig_& 8a zeigt das Prinzip des Leseteils einer Vorrichtung zum Schreiben von Dateninformation in oder gegebenenfalls zum Lesen von Datenihformation aus einem Aufzeichnungsträger nach υ er Erfindung _$ wobei Fig« 8a das Frequenz«=» epektrum des von der Photodiode 27 detektieren Signals I zeigt;- Die Vorrichtung enthält einen Photodetektor 27_$ an dem entlang sich die Spur 4 fortbewegte Das Signal_s das vom Photodetektor 27 abgegeben wird, weist ein in Fig«, 8b gezeigtes Spektrum mit im vorliegenden Beispiel dem Spektrum eines vierphasenmodulierten Signals Sd und eines Takt-* signals Sc auf« Das Taktsignal Sc wird mittels eines Band«* paßfilters 28 abgetrennt_ä dem sich vorzugsweise eine phasenverriegelte Schleife 29 anschließt₀ Das Taktsignal Sc kann dem Ausgang 31 entnommen werden^ Das digitale Signal Sd_s d_e h^ das im Synchronisationsgebie't 8 aufgezeichnete Signal und beim Auslesen das im Synchronisationsgebiet 8 und das im Informationsgebiet 9 aufgezeichnete Signal, wird mit der Leseschaltung 30 detektiert, die mit-dem Taktsignal Sc- synchronisiert wird« Das ausgelesene Datensignal erscheint am Ausgang 32* Aus dem Signal des Detektors 27 kann auch noch ein radiales Folgesignal abgeleitet werden« Beim Schreiben von Information-in Informationsgebiete 9 .detektiert die Schaltung 30 nur die in die Synchronisationsgebiete 8' aufgenommene Information, die dann zusammen mit dem taktsignal So der Schreibmodulatorschaltung 25

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zugeführt wird, um den Strahl eines Schreiblasers 15 zu modulieren -

Bei Anwendung einer niederfrequenten radialen Wobbeitang zum Erhalten eines radialen Folgesignals kann die Vorrichtung nach Fig*; 9a verwendet Werden, wobei Fig« 9b des Frequenz-Spektrums des vom Photodetektor 27 detektierten Signals zeigt* Beim Auslesen einer Spur 4 mit radialer Wobbelung kann mit Erfolg ein Photodetektor 2? verwendet -werden, der entlang einer axialen Linie in zwei ^eile a und b unterteilt ist« Ein Differenzverstärker 40 oder ein äquivalentes Element liefert' die Differenz zwischen den von den Teilen a und b detektierten Signalen und ein Summationsverstärker 41_?oder ein äquivalentes Element liefert die ^summe dieser Signale,

Das Frequenzspektrum (Fig. 9b). enthält nieder das Spektrum des vierphasenmodulierten Signals Sd, des Taktsignals Sc und des Niederfrequenzsignals Sw, das durch die Wobbelung herbeigeführt wird. Im Summeneignal macht sich die Wobbelung als eine Amplitudenmodulation mit dem Taktsignal Sc als Trägerwelle bemerkbar, was in Fig. 9b durch Seitenbänder Sc-w und Sc+w dargestellt istj die Seitenbänder weisen eine Amplitude gleich Null auf, wenn der Detektor genau der Mitte 45 der Spur 4 folgt» Eine Filterung dieses Summensignals mittels des .Bandpaßfilters 28 ergibt das Taktsignal *. ...i

Sc und vorausgesetzt, daß dieses Filter nicht zu schmal ist, ebenfalls diese Seitenbänder, Das Ausgangesignal dieses Bandpaßfilters 28 wird der phasenverriegelten Schleife 29 zugeführt, und_: an deren Ausgang 31 erscheint das Taktsignal ScV Das Ausgangesignal dieses Bandpaßfilters 28 wird ebenfalls einem Synchrondemulator 42 zusammen mit dem Taktsignal Sc zugeführt _t Dieser Demodulator liefert dann die Modulation

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Aas dem Differenzsignal des Verstärkers 40 wird mit dem Bandpaßfilter 38 und der phasenverriegelten Schleife 39 die frequenz der radialen Wobbelung gewonnen, die zusammen mit dem Ausgangssignal des Synchrondetektors 42 einem Synchrondejektor 43 zugeführt wirdV An dessen Ausgang 44 erscheint dann die Modulation des Wobbelsignals Swj das als radiales Folgesignal verwendet werden kann, und die Abweichung; des Photodetektors 27 in bezug auf die in Fig_e 9a durch die gestrichelte Linie 45 angedeutete Mitte der Spur 4 darstellt« Dieses radiale Folgesignal kann dann, wie in Fig<* 6b und. 6c symbolisch dargestellt ist, den Spiegel 17 steuern«,

Aus dem Summensignal am Ausgang des Verstärkers 41 werden auf gleiche Weise -wie bei der Vorrichtung nach Fig_e 8a die in der Spur 4 vorhandenen Daten gewonnen«

In bezug auf das Schreiben von Information können ähnliche Maßnahmen wie bei der Vorrichtung nach Fig_ö 8a angewandt werden, was auch für die Vorrichtungen nach Fig. Fig* 11a und Fig_e 12 zutrifft,

¹ ©

Fig© 10 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig_e 9, mit der eine bessere Signaltrennung erzielt werden fcanny Dabei ist- der Photodetektor 27 auch entlang einer tangentialen Linie unterteilt, derart, daß vier Quadranten a, h_t c und d entstehen, wobei die Teile a und b bzw» c und d zu beiden Seiten der tangentialen Linie und die ^eile a und c und b und d zu beiden Seiten-der radialen Linie liegen» Ein Verstärker 41 oder ein äquivalentes Element bestimmt die ^summe der von den feilen a,. b, c und d erzeugten Signale, wodurch

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dieser Verstärker insbesondere.für Intensitätsänderungen des von der Spur 4 reflektierten Strahls und also für das Datensignal Sd empfindlich ist; ein Verstärker 421 bestimmt die Differenz zwischen den von den beiden zu beiden Seiten der tangentialen Linie liegenden Teilen a+b bzw. c+d erzeugten Signalen, wodurch, dieser Verstärker 4-21 insbesondere für Änderungen der Spur 4 in tangentialer Richtung und also für das Taktsignal Sc empfindlich ist, während ein Verstärker 46 die Differenz zwischen den von den beiden zu beiden Seiten der radialen Linie liegenden Teilen a+b bzw« b+d erzeugten Signalen bestimmt, wodurch dieser Verstärker insbesondere für Änderungen der Spur 4 in radialer Richtung und' also für das der Wobbelung entsprechende Signal Sv? empfindlich ist.

Entsprechend der Vorrichtung nach E*ig· 9a viird aus dem Ausgangssignal des Verstärkers 46 mittels des Bandpaßfilters 28 und der phasenverriegelten Schleife 29 das Taktsignal Sc und mittels des Bandpaßfilters 38 und der phasenverriegelten Schleife 39 die frequenz des Wobbelsignals St/i gewonnen*'

Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 28, das das Wobbelsignal Svj als Amplitudenmodulation des Taktsignals Sc enthält, wird synchron mit dem.Taktsignal mit Hilfe des Synchrondetektors 42 detektiert und liefert das Wobbelsignal Sw mit als Ampütudenänderung der Abweichung des Photodetektors 27 in bezug .auf die Mitte 45 der Spur 4· . Dieses Signal Sw wird synchron mit dem Ausgangssignal der phasenverriegelten Schleife 39 detektiert, d_c h·, daß die Wobbeifrequenzen mittels' des Sy_nchrondetektors 43 detektiert werden, wodurch am Ausgang 44 das radiale Folgesignal erscheiftto Das Ausgangssignal des Verstärkers 41 wird vom

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Taktsignal Sc synchronisiert,und. mit dar Leseschaltimg wird das Datensignal gewonnen«, "

Die Wirkung der Vorrichtungen nach denFig_o 9a und 10 kann in bezug auf die-Gewinnung des radialen IbIgesignals wie folgt mathematisch 'erklärt iHerden_e Das vom Photodetektor 2? detektierte Signal I ist ein Produkt der Taktmodulationder Wobbeimodulation und des radialen Folgefehlers, was (abgesehen'von dem Datensignal) ausgedrückt werden kann als

I κ Ar sin;(ω t) sin(£J_ct)_s

wobei Ar eine Funktion des Spurfolgefehlers_s \$^ die Winkel«» frequenz des Wöbbeisignals Sw, qj _q die Winkelfrequenz des Pilotsignals Se und t die Zeit darstellen

Synchrone Detektion mit dem Pilotsignal Sc ergibt den Term Ar sin(&3 t),.und die darauffolgende synchrone Detektion mit der Wobbeifrequenz Cu ergibt das Signal Ar_e ^:

Fig« 11a zeigt einen Leseteil einer Vorrichtung zum Auslesen von Daten aus einer Spur 4, in die eine Taktmodulations— struktur und eine Wobbelung zum Erhalten eines radialen Folgesignals aufgenommen sind$ wobei die.Frequenz des Wobbeisignals Sw etwa gleich der Frequenz "des Taktsignals So ist, während Fig_e 11b das Freqüenzspektrum zeigtj in dem Sd das Datensignal darstellt und Sc-w der Term .mit einer Frequenz gleich der Differenz zwischen den Frequenzen des Taktsignals Sc und des Wobbe!signals Sw ist, wobei diese Differenz z.'-B. 30 kHz ist;, dieser Term v/ird dadurch erhalten, daß die Photodiode 27 das Produkt der Wobbelmodulation und der Taktmodulation empfängt_β Dieser Term liegt

Zb ο/ 1 U .

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dadurch im Uiederfrequenzteil des Spektrums und wird nahezu nicht von der digitalen Information gestörte Die Amplitude dieses Termes bildet das radiale Folgesignal_? ^; Die Amplitude ist Null, wenn die Herzlinie 45 der Spur genau verfolgt wird,, Dann verbleiben von der Wobbelung noch ein Term mit dem Zweifachen der Differenzfrequenz, welcher Term nicht verwendet wird, sowie die Wobbeifrequenz selber·

Die Vorrichtung enthält, wie die Vorrichtung nach £'ig_e 10, einen Verstärker 41 zur Lieferung der Summe der von den feilen a, b, c und d der Photodiode 27 gelieferten Signal, wobei aus der Summe mit Hilfe des Bandpaßfilters 48 der ^erm mit der genannten ^ifferenzfrequenz ausgefiltert wird» Mit Hilfe des Synchrondetektors 43, dem diese Differenz« frequenz zugeführt, wird, wird dieser Term demoduliert₇und über gegebenenfalls einen Tiefpaß 49 erscheint am Ausgang 44 das radiale Folgesignal.

Das Taktsignal S.c wird auf gleiche Weise wie bei der Vorrichtung nach Fig_e' 10 dadurch gewonnen, daß mit dem Verstärker 46 die Differenz zwischen den von den beiden Hälften a+o bzw» b+d der Photodiode 27 gelieferten Signalen bestimmt und diese Differenz über Filterung mit dem Bandpaßfilter 28 der phasenverriegelten Schleife 29 zugeführt w ir.de

Das Wobbeisignal Sw wird, wie in der Vorrichtung naöh Fig. 10, dadurch gewonnen, daß mit dem Verstärker 421 die Differenz zwischen den von den beiden axialen Hälften a+b bzw. c+d der Photodiode 27 gelieferten Signalen bestimmt und diese über ein Bandpaßfilter 38 einer phasenverriegelten Schleife 39 zugeführt wird« ·

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Die dem Leseschaltungsdetektor 43 zugeführte Differenz-fre»? quenz wird dadurch erhalten, daß einem Synchrondetektor 42 das auf diese Weise erhaltene !Taktsignal Sc und das Wobbe1-signal Sw zugeführt werden, wonach das erhaltene Signal mit der genannten jDifferenzfrequens über das Bandpaßfilter 4-7 dem Synchrohdetektor 43 zugeführt wird_o

Mit der Leseschaltung 30, die mit dem Taktsignal Sc synchronisiert ist, kann aus dem Ausgangssignal des Verstärkers 41 das Datensignal wiedergewonnen.;

Wenn die frequenz, des Wobbelsignals Sw gleich der Frequenz des Taktsignals gewählt wird, ist'aus Fig«, 11b ersichtlich, daß der ^erm mit der Differenzfrequenz zugleich das Spurfolgesignal bildet« Dieses Spurfolgesignal kann dann ohne synchrone Detektion erhalten werden»

Die Phase zwischen den beiden Spurmodulationen soll ungleich Ö sein, weil, wenn beide Modulationen gleichphasig sind, nur noch eine Modulation festgestellt werden kann» Bin optimaler Phasenunterschied ist, wie gefunden wurde, 90°< >

Eine solche Struktur ist in Fig. 7β. und 7d dargestellt, uad · diese kann mit der.einfachen Aasleseschaltung nach Fig_e 12 ausgelesen werden«. ·

Bei der Vorrichtung nach Fig_e 12 ist die Photodiode 27 in zwei radiale Hälften a und b für eine optimale Detektion des Taktsignals Sc unterteilt, das am Ausgang 31 erscheint," nachdem mit dem Verstärker 46 die Differenz zwischen den von. den beiden Hälften a und b gelieferten Signalen bestimmt,

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dieses Differenzsignal mit dem Bandpaßfilter 28 gefiltert . und dann der phasenverriegelten Schleife 29 zugeführt worden, isto¹ Durch Filterung des Ausgangesignals des Verstärkers 46 mit einem liefpaß 49 erscheint an einem Ausgang 44 unmittelbar das radiale Folgesignal«'. Das digitale Signal wird aus dem Differenzsignal mit der Leseschaltung 30 gewonnen, die-mit dem taktsignal Sc synchronisiert wird* Als Alternative: ist es auch möglich, das Datensignal und das niederfrequente Folgesignal aus der Summe der beiden Hälften zu gewinnen/ .

In bezug auf die Spurverfolgung beim Schreiben von Datensignalen können die "Vorrichtungen"nach den FigV 8a bis 12 mit einer den Laserstrahl 16 modulierenden Vorrichtung erweitert werden, die mit dem Taktsignal So und dem aus dem §yrichronisationsgebieten ausgelesenen Signal synchronisiert wird, wie an Hand der Fig« 6b auseinandergesetzt ist»

Oben wurde stets, von einem einzigen Photodetektor 27 ausgegangen, der den reflektierenden Strahl 16 (Fig« 6) detektiert. Vor allem bei hohen Bitfrequenzen kann.es bedenklich sein, beim Schreiben von Dateninformation ;μι die Informationsgebiete 9» welcher SchreibVorgang in bezug auf die Auslesung mit einem verhältnismäßig energiereichen Laserstrahl durchgeführt wird, iie Taktinformation aus dem zwischen jeweils zwei Schreibimpulsen reflektierten Strahl wiederzugewinnen. Da oft, um das eingeschriebene Datensignal detektieren zu können, ein FoIgelaserstrahl verwendet wird, kann in solchen Fällen die Vorrichtung nach Fig» 13 Anwendung .finden, in der die Spur 4, die sich in bezug auf den Photodetektor 27 in Richtung des Pfeiles 63 bewegt, von einem die Information

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schreibenden Strahl I6a und einem Folgestrahl 16b abgetastet wird j wobei diese beiden Strahlen e« B«' mittels eines Strahlenteilers 68_? der Spiegel 1?a und 17b und der optischen Systeme 18a und 18b erhalten werden«, Zur Modulation des Strahls 1.6a kann e-in Modulator im Strähl 16a angeordnet werden» Diese Vorrichtung enthält eine Photodiode 27 _s die in bezug auf die Aus le sung von Datensignalen und Folgesignalen weiter völlig analog den Vorrichtungen nach einer der Fig«, 8a, 9a» '10, 11a und 12a wirken kann«'·Weiter enthält die Voi>» richtung eine Photodiode 50 zum detektieren des reflektier-» ten Folgestrahls 16b, der in einiger Entfernung hinter dem Strahl 16a auf die Spur projiziert wirdV Während des Lesevorgangs sowie beim Auslesen der Synchronisationsgebiete 8 wird, indem das von der Photodiode 27 detektierte Signal über einen in dieser Figur der Einfachheit halber nicht dargestellten Verstärker iz_e B_e 46 in Fig„ 11a) und ein Bandpaßfilter· (z_o B_e 28 in Fig_e 11a) der phasenverriegelten Schleife 29 zugeführt wird, das taktsignal Sc gewonnen« Außerdem wird,· insbesondere während des SchreibVorgangs, auf ähnliche Weise aus dem von der Photodiode 50 detektierten Signal über gegebenenfalls ein nicht dargestelltes Bandpaßfilter und über eine phasenverriegelte Schleife 501 eben·=- falls dieses {Taktsignal gewonnen, das aber in bezug auf das über die Photodiode 27 gewonnene Taktsignal verzögert ist«, Das Ausgangssignal wird über eine'Verzögerungsvorrichtung 51 dem Ausgang 31! zugeführt« Das verzögerte Taktsignal wird im Phasenkomparator 52 mit der Phase des von der Phot©~ diode 27 gewonnenen Taktsignals verglichen, und über einen Schalter 53 wird die Verzögerungsvorrichtung 51 derart eingestellt, daß das über die Verzögerungsvorrichtung 5"ί ver-

/ I '

zögerte Taktsignal der Photodiode 50 zu dem über die Photodiode 51 gewonnenen Signal gleichphasig ist„ Beim Auslesen

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der Synchronisationsgebiete 8 ist üer Schalter 53 geschlossen und die Verzögerungsschaltung 51 wird derart eingestellt, daß das von dieser Verzögerungsschalter 51 verzögerte Taktsignal der Photodiode 50 zu dem über die Photodiode 2? erhaltenen taktsignal'gleichphasig ist«, Beim Schreiben von Daten in die Informationsgebiete 9 is^ der Schalter 53 ge~ öffnet,und das Taktsignal wird über die Photodiode 50 aus dem reflektierten Hilfsstrahl 16b gewonnen und mit der Verzögerungsschaltung 51 über die beim Auslesen der Synchronisationsgebiete 8 eingestellte Zeit verzögert. Der Schalter 53 wird auf den Befehl des von der Leseschaltung 30 aus den Synchronisationsgebieten 8 ausgelesenen Synchronisationssignals betätigt«

Dabei sei bemerkt, daß das Schreiben von Information mit Einheitsgruben, d. h^daß die Information mit einzelnen detektierbaren Änderungen' in der Oberflächenstruktur des Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet wird, wie in Fig· 3f dargestellt ist, eine Frequenzkomponente mit der Frequenz 2fo im Spektrum (Fig. 4) des ausgelesenen Signals ergibt«' Dies braucht für die Anwendung einer Taktmodulationsstruktur nicht bedenklich zu sein, weil diese Taktmodulation, wenn sie eine Frequenz gleich 2fo aufweist, beim Schreiben der Information benutzt werden kann und, wenn beim Schreiben eine richtige Phasenbeziehung zu dem Taktsignal aufrechterhalten wird, beim Auslesen mit der Komponente 2fo infolge der Anwendung von Einheitsgruben zusammenfällt» Bei Anwendung von Vierphasenmodulation (Fig. 4c und 5c) wird das •Taktsignal eine Frequenz gleich fo aufweisenj und in diesem Falle ist die genannte Komponente mit der Frequenz 2fο nicht störend. . -.

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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Ausführungsformen, deren Gegenstand ein Datenspeichermedium mit Unterteilung in Sektoren ist_o Die Erfindung läßt sich auch bei vorbe-reiteten Aufzeichnungsträgern zur Speicherung digital kodierter Audio-, Video- und anderer Information in mehr oder weniger kontinuierlichen Informationsgebieten anwenden©

Weiter beschränkt sich die Erfindung nicht auf Aufzeichnungsträger, bei denen Detektion der aufgezeichneten Information über Reflexion des Laserstrahls erhalten vjird_s sondern läßt sich auch bei Aufzeichnungsträgern anv?enden_s bei denen detektion der aufgezeichneten Information über Detektion der vom Aufzeichnungsträger durchgelassenen'Strahlung erhalten v?ird_e ^;

Obgleich in der Figurenbeschreibung stets von Laserstrahlen ausgegangen wurde, können, jedenfalls beim Auslesen, auch fokussierte nichtkohärente Lichtstrahlen verwendet werden*

Claims

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Erfind ungsans pruch

Vorrichtung zum Schreiben von Information in ein scheibenförmiges optisch auslesbares Aufzeichnungsmedium, das ein mit einer strahlungsempfindlichen Informationsschicht versehenes Substrat enthält und mit gemäß einem spiralförmigen oder konzentrischen Spurenmuster angeordneten·Informationsgebieten versehen ist, die mit Synchronisationsgebieten abgewechselt werden, in die auf optisch detektierbare Weise die Adresse des zugehörigen Informationsgebietes aufge- · zeichnet ist, wobei diese Vorrichtung enthältt eine Lichtquelle, ein optisches System zum Eichten eines ersten Lichtstrahls auf die Informationsgebiete, eine Schreibschaltung mit Modulationsmitteln zum Modulieren des Lichtstrahls, um digital kodierte Information mit einer festen Bitfrequenz in die Informationsgebiete aufzuzeichnen, einen ersten detektor zum detektieren der vom Aufzeichnungsträger reflektierten oder gegebenenfalls durchgelassenen Strahlung des ersten Lichtstrahls und eine Leseschaltung zum Dekodieren der vom ersten Detektor detektierten Strahlung zum Auslesen der in die Synchronisationsgebiete aufgezeichneten Information^ gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung zum Schreiben von Information in einen Aufzeichnungsträger eingerichtet ist, dessen Synchronisationsgebiete und Informationsgebiete eine optisch detektierbare periodische Spurmodulation mit einer Frequenz, bei der das Leistungs- Spektrum der aufzuzeichnenden Information im wesentlichen einen Nullpunkt aufweist, für die Erzeugung eines Taktsignals wenigstens beim Aufzeichnen aufweisen, und daß die Vorrichtung enthält: ein zweites optisches System zum Pro^jizieren eines zweiten Lichtstrahls auf das Spurenmuster des

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Aufzeichnungsträgers hinter dem ersten Lichtstrahl, einenzweiten detektor zum Detektieren der vom, Aufzeichnungsträger reflektierten oder gegebenenfalls durchgelassenen Strahlung eines zweiten Laserstrahls, ein erstes und ein zweites Bandpaßfilfrer, die auf die der periodischen Spurmodulation entsprechende frequenz abgestimmt sind,- wobei das erste bzw» das zweite Bandpaßfilter in Beine mit dem ersten bzw« dem zweiten Detektor angeordnet ist, ein erstes-einstellbares' Verzögerungsnetzwerk mit einem Einstelleingang, einem Eingang und einem Ausgang, dessen Eingang, mit einem Ausgang des zweiten Bandpaßfilters gekoppelt ist und dessen Ausgang ein Taktsignal zur-Synchronisation der Schreibschaltung entnommen werden kann, eine Phasenvergleichs-. schaltung mit einem ersten und einem zweiten Eingang und einem Ausgang, deren erster Eingang mit einem Ausgang des ersten Bandpaßfilters, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang des Verzögerungsnetzwerks- und deren Ausgang mit dem Einstelleingang des Verzögerungsnetzwerke über Schaltmittel verbunden ist, die die Zeitverzögerung dieses Verzögeruagsnetzwerke derart einstellen, daß das Signal am Ausgang desselben zu dem Signal am Ausgang des ersten Bandpaßfilters gleichphasig ist, und Steuermittel zum Schließen dieser Schaltmittel, wenn der erste Strahl Synchronisationsgebiete abtastet, und zum Öffnen dieser Schaltmittel, wenn der erste. Strahl Informationsgebiete abtastete

Hierzu. JLieifen Zeichnungen