DE1424369B1 - Vorrichtung zur Ablesung eines thermoplastischen,Informationen in Linienschrift tragenden bewegten Speichers - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung kundärelektronen Verwendung findet, die von dem

zur Ablesung eines thermoplastischen, Informatio- Elektronenstrahl aus der Oberfläche des Speichers

nen in Linienschrift tragenden und mit einer elek- herausgelöst werden, und durch ein in an sich be-

trisch leitenden Unterlage versehenen, bewegten kannter Weise von diesem Fehlersignal im Sinne

Speichers mittels eines die Linienschrift abtastenden, 5 einer Verringerung der Abweichung gesteuertes Ab-

den Informationen entsprechende Ladungsänderun- lenkorgan für den Elektronenstrahl,

gen der elektrisch leitenden Unterlage erzeugenden In einer Ausbildung der Erfindung werden Elek-

Elektronenstrahls. tronenvervielfacher als Kollektoren zum Sammeln

Es ist bekannt, Informationen, wie etwa Video- der Sekundärelektronen benutzt. Auch kann, da sich signale, mittels eines Elektronenstrahls auf einem io das thermoplastische Medium auf einer elektrisch thermoplastischen Medium aufzuzeichnen und zur leitenden Unterlage befindet, ein kapazitiver Effekt optischen Ablesung zu speichern. Dabei erfolgt in ■ zur. Ablesung verwendet werden, indem eine Ausder Regel eine Modulation des Elektronenstrahls gangsleitung mit der Unterlage verbunden wird und nach Maßgabe der aufzuzeichnenden Informationen. von dieser ein Signal proportional zur aufgezeich-Der modulierte Elektronenstrahl wird rasterartig auf 15 neten Information abgenommen wird,
das erhitzte thermoplastische Medium gerichtet.. Nach der Lehre der Erfindung sind bevorzugt Elektronen aus dem Strahl oder sekundäre positive zwei Kollektorelektroden oder Elektronenverviel-Ladungen werden auf dem erhitzten Medium nieder- fächer auf beiden Seiten des Strahls parallel zur Abgeschlagen, dessen Viskosität derart ist, daß die tastbewegungsrichtung des Strahls vorgesehen. Die elektrostatischen Kräfte, die von den Elektronen her- ao Anzahl der Sekundärelektronen, die die Auffangvorgerufen werden, seine Oberflächen topographisch elemente erreichen, ist eine Funktion der Neigung gemäß der Information deformieren. Jede Abtast- der Seiten der aufgezeichneten Spur. Die Differenz linie enthält eine Reihe von Kratern, deren Tiefe zwischen den Sekundärelektronenströmen wird durch und Weite direkt in Bezug zur Intensität des Elek- geeignete Verarbeitung zweckmäßig zu einem Signal tronenstrahls steht. Ein Elektronenstrahl maximaler 25 umgeformt, das proportional zur Seitenlage des Stärke führt zu einer tiefen und weiten Mulde oder Strahls in Bezug zur Spurmitte ist. Wird ein solches Kerbe in der Oberfläche, und eine minimale Stärke proportionales Signal nr geeigneter Weise den dem des Elektronenstrahls führt zu einer flachen oder Elektronenstrahl zugeordneten Ablenkorganen zukleinen Mulde oder Kerbe. Zwischenwerte führen geführt, so kann hierdurch der Strahl veranlaßt werproportional zu Mulden oder Kerben mittlerer Größe. 30 den, genau der Mitte der Spur zu folgen.
Wenn sich das Medium abkühlt, bleiben die vor- Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung genannten Mulden, Kerben oder Deformationen in ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Oberfläche, bis sie eine nachfolgende Erhitzung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die wieder beseitigt. Figuren. . ·

Die auf diese Weise aufgezeichnete Information 35 F i g, 1 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abkann mittels eines optischen Systems abgelesen wer- schnittes durch ein thermoplastisches Aufzeichnungsden. Hierzu wird eine Lichtquelle auf oder durch medium; insbesondere sind die topographischen Kondas Medium projiziert und liefert ein sichtbares Bild. türen im Medium ersichtlich, die durch den Auf-Das erforderliche optische System ist notwendiger- Zeichnungsprozeß gebildet wurden;
weise komplex und kostspielig, um Effekte zu elimi- 40 F i g. 2 zeigt ein schematisches Diagramm eines nieren, die sich durch die Aufzeichnungsart ergeben. Ablesesystems nach der Erfindung;
Soll eine elektrische Ablesung der aufgezeichneten Fig. 3 zeigt ein Querschnittsbild einer aufge-Information erfolgen, so wird ein enges Lichtstrah- zeichneten Spur in einem Betriebszustand des Ablenbündel zur Abtastung der aufgezeichneten Infor- lesesystems nach Fig. 2;

rotation verwendet und eine Fotozelle vorgesehen, mit 45 Fig. 4 zeigt ein Querschnittsbild der aufgezeichder das austretende Licht in elektrische Signale um- . neten Spur nach Fig. 3 'in einem zweiten Betriebsgewandelt wird. In einem solchen System sind auf- zustand des Systems nach Fig. 2;
wendige elektronische Schaltungen erforderlich, um Fig. 5 zeigt ein Querschnittsbild der aufgezeichbrauchbare zusammengesetzte Signale zu erhalten, neten Spur nach Fig. 3 im Zustand der zentrierten die die abgetastete Information repräsentieren. 50 Abtastung der Spur. · ^: · ·

Die Erfindung bezweckt, eine demgegenüber ver- In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines thermoplastischen

besserte Vorrichtung zur Ablesung von Informatio- Aufzeichnungsmediums 11 gezeigt, das eine dünne

nen von thermoplastischen Medien anzugeben: Es Schicht thermoplastischen Materials 12 aufweist,

soll eine elektronische Ablesung von auf einem ther- welche sich auf einem Unterlagsmaterial 13 befindet,

moplastischen Medium aufgezeichneten Informatio- ss das elektrisch leitend ist^wäpaebeständig ist-und als

nen mittels eines Elektronenstrahls erfolgen. mechanischer Träger dient.. Obwohl das Unterlags-

Im Rahmen dieser AufgabensteEung ist es erfor- material 13 als auVeiner Einzigen Scheibe bestehend derlich, den Elektronenstrahl in die Mitte einer ab- dargestellt ist, scr kottnen- doch auch zusammenzutastenden Informationslinie einzustellen und ihn gesetzte Unterlagsschichten benutzt werden, die beiin dieser Lage zu halten. 60 spielsweise aus verschiedenen Schichten unterschied-

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung licher Materialien gebildet sind, wie etwa aus PoIy-

eingangs genannter Art grundsätzlich gekennzeich- äthylen, Mylar (Warenzeichen), Polykarbonat, ZeI-

net durch ein die leitende Unterlage berührendes, Mose, Triazetat, Glas, Chrom, Kupferjodid, Gold

die Ladungsänderungen abtastendes Gleitkontakt- und vielen anderen Stoffen. Diese Materialien können

stück, durch eine Kollektoranordnung, welche zur 65 zu zusammengesetzten Schichten in vielfältigster

Erzeugung eines der Abweichung des Elektronen- Kombinationsart miteinander vereinigt werden, je

Strahls-von der >von ihm abzutastenden Linie ent- nach der jeweils gewünschten Form der Aufzeich-

sprechenden Fehlersignäls 'ZoVjSammlung von Se- nung und Ablesung. Zum Zwecke der vereinfachten

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Darstellung der Erfindung wird in. dem Ausführungs- technik bekannt ist. Auch die Mittel zur Erhitzung

beispiel davon ausgegangen, daß das Unterlagsmate- " des thermoplastischen. Materials-12 sind,,nicht darge-

rial 13 leitend und wärmefest ist. steflt, da sie m vielen Systemen· handeisüblich sind,

Trifft ein Elektronenstrahl auf das geeignet er- etypa zur direkten Verwendung in .einem erfindungswärmte thermoplastische Material 12, so werden aus _C5 gemäßen System oder nach Anpassung. Die Elemente ihm Elektronen auf der Oberfläche niedergeschlagen. des Elektronenstrahlerzeugers 21 werden. notwenr Ist das thermoplastische Material 12 auf eine tem- digerweise atmosphärischen Bedingungen-, ausgesetzt, peratur erhitzt, bei dem seine Viskosität niedrig ist, wenn die aufgezeichnete Information: fortgenommenso deformieren elektrostatische Kräfte zwischen der werden soll.- Nach dem Stande der Technik sind Oberfläche, auf die die Elektronen auftreffen, und ι,α Elemente bekannt, die denBedingungen der wieder-t Ladungen, die auf der gegenüberliegenden Fläche in- holten atmosphärischen Beeinflussung wiedersteheni fluenziert werden, die erwärmte Oberfläche. Wenn Nachdem eine, permanente Aufzeichnung, der, ge? also ein modulierter Elektronenstrahl die Oberfläche wünschten, Information erfolgt ist, ist der. nächste des erhitzten thermoplastischen Materials 12 nach Schritt, diese. Information m zweckmäßiger .Weis.e Art eines Fernsehrasters abtastet, so werden unter- 15 wiederzugeben. Das Wiedergabeyerfahren · erfolgte schiedlich tiefe Spuren 14 in dem-thermoplastischen " bisher optisch mittels-eines Lichtstrahls,: der durch Material erzeugt. Die Tiefe der Spuren und die Steil- das Aufzeichnungsmedium 11 projiziert .wurde und heit ihrer Seiten ist dann ein Maß für die Intensität fleckweise fokussiert wurde. Die. aufgezeichnetetin-* des auftreffenden Elektronenstrahls. Einsehr starker formation konnte dann unmittelbar von einem Be-Elektroneristrahl führt zu einer sehr tiefen Spurstelle ap trachter abgelesen werden, wie etwa.von einem proji·? 16 mit stellen Seiten.Ein schwacher Strahl führt zu zierten. Lichtbild. SoU; die Information nicht unmittel* einer flachen Spurstelle 17 mit sehr leicht geneigten bar von einem Betrachter abgelesen werden, so_L wird Seiten; mittlere Strahlintensitäten führen zu mäßig das optische System abgeändert« Der ÄbtastHchtfleck tiefen Spurstellen 18. Ist das thermoplastische Mate- arbeitet mit einer Photozelle zusammen, die* das.aus'-. rial 12 abgekühlt, nachdem die Information auf 25 tretende Licht m elektrische Signale umwandelt, 4ie diese Weise aufgezeichnet'wurde, so bilden die Spu- ' durch geeignete Schaltungen m- verwertbate Form, ren eine dauernde Aufzeichnung der unterschied- verarbeitet werden.· ' _v - -.·..:.".^:. . . · liehen Elektronenstrahlintensitäten beim^: Abtasten - Nach der Lehre der Erfindung wird ein; :einfache's einer Spur quer zum thermoplastischen-Material. Ablesesystem benutzt, das im wesentlichen die, gleii '. Zur Aufzeichnung wird ein Elektronenstrahl- 30 chen Bauteile hat wie die für die Aufzeichnung beerzeuger 21 .(Fig. 2) verwendet, von dem ein Elek- nötigten. Das thermoplastische Material 12,' das die tronenstrahl 22 ausgeht. Die Intensität dieses Elek- aufgezeichnete Information rasterartig trägt, wird in tronenstrahls 22 wird mit üblichen Mitteln (nicht Rückspielweise^T ür den Bereich eines: Elektronendargestellt) nach Maßgabe eines aufzuzeichnenden Strahls 22 transportiert, der, ,ohne .■ durch. Signale Eingangssignals, etwa eines ■ zusammengesetzten 35 moduliert zu werden, aus dem Elektronenstrahlerzeu-Videosignals, moduliert. In dem System, das in ger 21 austritt. Die Elektronenstrahlablenkung kann Fig.- 2 dargestellt ist, kann ein rechtwinkliges Raster auf verschiedenste. Weise erfolgen. Eine Möglichkeit abgetastet werden, in dem man eine Horizontal-Ab- ist in Fig; 2 dargestellt. Dabei ist ein leitendes Unter* ienkungsschaltung 23 verwendet, die geeignete Span- lagsmaterial 13 für das thermoplastische Material;12 nungen an zwei Horizontal-Ablenkplatten-24 legt, 40 vorgesehen^ das mit einer Signalaüsgangsleitung 31 mit denen der Elektronenstrahl 22 über das thermo- verbunden ist, etwa beispielsweise über einen Gleit? plastische Material 12 gelenkt wird. Während des kontakt 32. Wird der Elektronenstrahl 22 über.·, die Synchronisierungssignalanteils des Zusammengesetz- aufgezeichnete Spur 14 unter dem Einfluß der Honten Videosignals kann, das thermoplastische Material zontal-Ablenkungssehaltung 23 bewegt, so: induziemittels geeigneter Transportmittel (nicht dargestellt) 45 ren Elektronen des Elektronenstrahls oder-positive in die Stellung für die nächste abzutastende Spur be- Ionen, die nach Sekundäremission von Elektronen wegt werden. Es kann auch andererseits eine Verti- verbleiben, kapazitiv Potentiale auf dem leitenden kal-Ablenkungsschaltung-26 verwendet -werden, mit Unterlagsmaterial 13, dieproportional· zur Dickendes der geeignete Spannungen an zwei Vertikal-Ablenk- thermoplastischen Materials 12 von den Vertiefungen platten 27 gelegt werden, um den Strahl in eine Rieh- 50 aus ist. Das Potential der Signalausgangsleitung 31 tung zu bewegen, daß er die nächstfolgende;Höri-x r = ändert-sich demnach proportional zur aufgezeichnezontalspur auf dem thermoplastischen Material-12- ten Information und kann in einfacher Weise in abtastet. Die Synchronisierung der beiden Ablenk- nutzbare Form umgewandelt werden, ohne daß schaltungen 23 und 26 erfolgt, wie in der Fernseh- optische Korrekturen erforderlich sind, wie sie bei technik üblich; zur Vereinfachung der Beschreibung 55 den bekannten Systemen wegen der weiten und seitder Erfindung sind keine Einzelheiten im folgenden liehen Abstandsänderungen der Spuren 14 erforderangegeben. Hch waren.

Wird der Elektronenstrahl 22, wie oben beschrie- Da das Ausgangssignal bei dem beschriebenen ben, moduliert und gesteuert und wird das thermo- System proportional zur Dicke des thermoplastiplastische Material 12 so weit erhitzt, daß es eine 60 sehen Materials 12 von den Spuren 14 aus ist, ergeeignete niedrige Viskosität hat, so wird von dem geben sich falsche Signale, wenn der Elektronenmodulierten Signal eine permanente Aufzeichnung strahl nicht genau die Mitten der Spuren abtastet, (nur eine ist in Fig. 2 dargestellt) der Information Die Spuren 14 sind sehr eng, und jede Verschiebung erzeugt. Alle vorbeschriebenen Elemente müssen in des Elektronenstrahls seitlich zur Mitte der Spuren einem evakuierten Raum angeordnet sein, und zwar 65 (vgl. 3 und 4) kann leicht zu einem Signalvermst zusammen mit dem notwendigen Transportsystem. führen, indem eine Tiefenschwankung umgangen Das Transportsystem wird nicht im einzelnen be- wird, oder in anderer Weise ein fehlerhaftes Signal schrieben, da es in der magnetischen Aufzeichnungs- erzeugt wird. Eine genaue Abtastung der Mitten der

Spüren 14 durch den Elektronenstrahl 22 ist also für die Erfindung besonders wichtig.
• ^: Nach der Erfindung sind zwei in Fig. 2 dargestellte Kollektorelektroden 36 und 37 vorgesehen, die parallel zueinander Hegen und in gleichem Abstand von jeder Seite der Spur 14, die von dem zwischen die Kollektorelektroden eintretenden Elektronenstrahl 22 abgetastet wird. Ist der Elektronenstrahl 22 ungenau gerichtet, so daß er auf einer Seite der Mitte der Spur 14 auftrifft (s. Fig. 3) oder auf die andere Seite (s. Fig. 4), so entstehen Sekundärelektronen38 durch das Auftreffen der Elektronen des Elektronenstrahls auf das thermoplastische Material 12, die nach geeigneter Sammlung einen Hinweis auf Richtung und Betrag der Strahlabweichung aus der Mitte der Spur 14 geben. Die Kollektorelektroden 36 und 37 sind über Leitungen 41 und 42 mit dem Eingang eines Differenzverstärkers 46 verbunden, der eine Ausgangsspannung abgibt, deren Polarität die Richtung der Strahlabweichung anzeigt und deren Höhe proportional zum Betrag der Strahlabweichung ist, Die Ausgangsspannung des Differenzyerstärkers 46 wird über Leitungen 48, 49 der Vertikai-Äblenkungsschaltung26 zugeführt, um die Strahlabweichung durch Änderung der Potentiale an den Vertikal-Ablenkplatten 27 zu korrigieren. Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 46 kann in den Perioden zwischen den Horizontalabtastungen, wie in der Fernsehtechnik bekannt, ausgeblendet werden.
■ Aus den Fig. 3 und 4 ist erkennbar, daß, wenn der Elektronenstrahl 22 auf die eine oder andere Seite von der Mitte der Spur 14 trifft, die Neigung der Seite, auf die der Strahl trifft, dazu führt, daß mehr Sekundärelektronen 38 auf die entfernter liegende Kollektorelektrode treffen als auf die näher liegende. Tastet der Elektronenstrahl 22 genau die Mitte der Spur 14 ab, so treffen, wie aus Fig. 5 ersichtlich, eine gleiche Anzahl von Sekundärelektronen 38 auf die Kollektorelektroden 36 und 37. Es entsteht dann keine Ausgangsspannung am Ausgang des Differenzverstärkers 46.

Die beiden Kollektorelektroden 36 und 37 liegen symmetrisch zur Mitte einer Spur 14 und ebenfalls in gleichen Höhen über der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 11. Es können jedoch mehr, als eine Spur abgetastet werden, bevor das Aufzeichnungsmedium 11 weiterbewegt wird. In diesem Fall ist die Stellung der Kollektorelektroden 36 und 37 zu verändern, je nach der jeweils durch den Elektronenstrahl 22 abgetasteten Spur. Ist eine Verstärkung der Sekundärelektronenströme erwünscht, bevor sie dem Differenzverstärker 46 zugeführt werden, so können Elektronenvervielfacher mit Auffangdynoden verwendet werden, die dann an die Stelle der beschriebenen Kollektorelektroden 36 und 37 treten.

Das beschriebene Ablesesystem gestattet die Ablesung von Informationen, die auf einem thermor

to plastischen Medium aufgezeichnet sind, und weist Mittel auf, mit denen eine genaue Abtastung der Mitten der Spuren möglich ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Ablesung eines thermoplastischen, Informationen in Linienschrift tragenden und mit einer elektrisch leitenden Unterlage versehenen, bewegten Speichers mittels eines die Linienschrift abtastenden, den Informationen

äö entsprechende Ladungsänderungen der elektrisch leitenden Unterlage erzeugenden Elektronenstrahls, gekennzeichnet durch ein die leitende Unterlage (13) berührendes, die Ladungsänderungen abtastendes Gleitkontaktstück (32),

durch eine Kollektoranordnung (36, 37), welche zur Erzeugung eines der Abweichung des Elektronenstrahls (22) von der von ihm abzutastenden Linie (14) entsprechenden Fehlersignals zur Sammlung von Sekundärelektronen Verwendung findet, die von dem Elektronenstrahl (22) aus der Oberfläche des Speichers (11) herausgelöst werden, und durch ein in an sich bekannter Weise von diesem Fehlersignal im Sinne einer Verringerung der Abweichung gesteuertes Ablenkorgan

(27) für den Elektronenstrahl.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch je eine Sekundärelektronenkollektorplatte (36, 37) auf jeder Seite der abzutastenden Linie (14) und durch eine mit den Platten verbundene Verstärkerschaltung (46) zur Umwandlung der Sekundärelektronenströme in ein Fehlersignal, dessen Stärke proportional zum Maß der Strahlabweichung ist und dessen Polarität proportional zur Richtung der Strahlabweichung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen das Fehlersignal abgebenden Differenzverstärker (46) mit zwei Eingängen, die an die Kollektorplatten (36, 37) gekoppelt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen