DE1499772C3 - Vorrichtung zur spiralförmigen Informationsaufzeichnung - Google Patents

Description

und sich mit diesem gemeinsam drehendes Teil relativ zu dem Energiestrahi verschoben werden, daß das Teil mit einer linienförmigen Markierung versehen ist, daß ein ortsfestes Bezugsteil vorgesehen ist, das mit einem Linienraster versehen ist, dessen Lage einen Sollwert für die Position des Energiestrahles in bezug auf den Aufzeichnungsträger liefert, und daß eine Fühleinrichtung vorgesehen ist, die die Lage der linienförmigen Markierung auf dem Teil in bezug auf den Linienraster des Bezugteils als Istwert abfühlt und ein Differenzsignal an eine Einrichtung abgibt, die in Abhängigkeit von demselben die weitere Antriebseinrichtung so steuert, daß die Differenz minimal wird.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird der Aufzeichnungsträger relativ zu dem Energiestrahl verschoben. Außerdem wird der Istwert der spiralförmigen Bahn berührungsfrei abgegriffen. Durch diese beiden Maßnahmen wird vermieden, daß auf den Aufzeichnungsträger irgendwelche Reibungskräfte einwirken. Der Aufzeichnungsträger unterliegt deshalb bei der Aufzeichnung (oder Wiedergabe) keinerlei Abnutzung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine auf das Differenzsignal ansprechende weitere Einrichtung vorgesehen, die die Richtung des Energiestrahls zu dem Aufzeichnungsträger in der Radialrichtung des Aufzeichnungsträgers zusätzlich so einstellt, daß die Differenz minimal wird. Dadurch wird eine Feinsteuerung erreicht, die kurzzeitige Veränderungen bei der radialen Bewegung des Aufzeichnungsträgers korrigiert, in- dem der Energiestrahl in Übereinstimmung mit kurzzeitigen Schwankungen der Radialgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers abgelenkt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist das genannte Teil eine lichtdurchlässige Platte, die als linienförmige Markierung eine lichtundurchlässige Spirallinie trägt, das Bezugsteil ist eine ebenfalls lichtdurchlässige Platte, die als Linienraster lichtundurchlässige Linien trägt, deren gegenseitger Abstand gleich der Ganghöhe der Spirallinie ist, und das genannte Teil dreht sich mit der gleichen Drehzahl wie der Aufzeichnungsträger. Diese Anordnung ermöglicht das Aufzeichnen einer spiralförmigen Informationsspur mit konstanter Steigung. Die Verwendung von lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Markierungen ermöglicht das berührungsfreie Abfühlen des Istwertes der Lage der linienförmigen Markierung auf elektrooptischem Wege.

Demgemäß weist bei der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung die Fühlein- richtung, die das Differenzsignal liefert, eine ortsfeste Lichtquelle und eine Photozelle auf, zwischen welchen das Bezugsteil und das genannte Teil angeordnet sind, und die Photozelle spricht auf den von dem Bezugsteil und dem genannten Teil beeinflußten Lichtstrahl der Lichtquelle an.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung, die die weitere Antriebseinrichtung in Abhängigkeit von dem Differenzsignal steuert, ein Verstärker, dessen Eingang mit der Photozelle und dessen Ausgang mit einer einstellbaren Spannungsquelle, mit der weiteren Antriebseinrichtung und mit der auf das Differenzsignal ansprechenden weiteren Einrichtung verbunden j ist. Diese Anordnung stellt eine einfache elektrische [ Schaltung dar, mittels welcher sich gleichzeitig die Regelung der Position des Energiestrahles in bezug auf den Aufzeichnungsträger und die vorgenannte zusätzliche Einstellung des Energiestrahls zu dem Aufzeichnungsträger verwirklicht wird.

Vorzugsweise wird die Vorrichtung nach der Erfindung zum Aufzeichnen von Bildinformation, insbesondere von Videoinformation verwendet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Jen Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf Teile der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung, die ein Antriebssignal für die Bewegung des Aufzeichnungsträgers längs einer radialen Linie erzeugen,

F i g. 2a eine Darstellung einer Kurve des Antriebssignals, die während der Drehung des Aufzeichnungsträgers erzeugt werden würde, wenn dieser keine Bewegung längs der radialen Linie ausführen würde,

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Antriebseinrichtung, die den Aufzeichnungsträger in einer radialen Richtung antreibt und bei der Vorrichtung nach F i g. 1 verwendbar ist,

F i g. 3a eine Seitenansicht der Antriebseinrichtung von F i g. 3 und

F i g. 4 eine schematische Seitenansicht einer Wiedergabeeinrichtung für eine zuvor auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnete Information.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Aufzeichnungsvorrichtung wird ein Aufzeichnungsträger 10, bei welchem es sich vorzugsweise um eine Platte handelt, von einem Motor 12 mit im wesentlichen konstanter Drehzahl angetrieben. Der Motor 12 steht über eine Welle 14 mit dem Aufzeichnungsträger 10 in Verbindung. Der Aufzeichnungsträger 10 kann entweder aus Glas oder Quarz oder aus einem anderen geeigneten Material bestehen. Der Aufzeichnungsträger 10 trägt auf der Oberseite eine photographische Beschichtung 16, die von den einen Energiestrahl 18 bildenden geladenen Teilchen beeinflußt wird. Der Energiestrahl 18 stammt aus einem Elektronenstrahlerzeuger 20. Die Intensität des Elektronenstrahls 18 kann durch Regulieren des Potentials an dem nicht dargestellten Gitter des Elektronenstrahlerzeugers 20 entsprechend den Merkmalen der aufzuzeichnenden Information beeinflußt werden. Beim Fernsehen kann dies in der Weise erfolgen, daß dem Elektronenstrahlerzeuger 20 Bildsignale zugeführt werden.

Die Welle 14 trägt außer dem Aufzeichnungsträger 10 noch eine weitere kreisförmige Platte 22, die sich mit derselben Drehzahl dreht wie der Aufzeichnungsträger 10. In der Nähe der Platte 22 ist eine Platte 24 in bezug auf die Platte 22 ortsfest angeordnet Von einer ortsfesten Lichtquelle 26 aus wird ein Lichtstrahl durch die Platte 24 und durch die kreisförmige Platte 22 hindurch auf eine Photozelle 28 gerichtet. Die Platte 24 wirkt als Bezugsteil und beeinflußt das Ausgangssignal der Photozelle 28 derart, daß es den relativen Lagen der Platte 24 und des Aufzeichnungsträgers 10 entspricht.

Auf der Oberfläche der kreisförmigen Platte 22 ist eine lichtundurchläs'sige Spirallinie 30 vorgesehen (F i g. 2). Die Platte 24 trägt einen Raster aus Linien 32, deren gegenseitiger Abstand der Steigung der Spirallinie 30 entspricht. Die Linien 32 sind gleichfalls lichtundurchlässig. Die Linien 32 können selbstverständlich dieselbe Krümmung aufweisen wie die entsprechenden Teile der Spirallinie 30 und Abschnitte dieser Spirallinie darstellen. Eine der Platten 22 oder 24 weist die doppelte radiale Länge auf wie die andere. Vorzugsweise

wird die radiale Länge der Platte 24 doppelt so groß bemessen, wie die radiale Länge der kreisförmigen Platte 22.

Beim Umlauf der Platte 22 wird das die Platte 24 und die kreisförmige Platte 22 durchdringende Licht bei jeder Umdrehung entsprechend den relativen Änderungen der Momentanlage der Spirallinie 30 auf der Platte 22 in bezug auf die Linien 32 auf der Platte 24 beeinflußt. Verlaufen die Linien 32 geradlinig, so wird der Lichtstrahl aus der Lichtquelle 26 längs der Mitte der Platte 24 fokussiert. Bilden die Linien 32 Teile einer unterbrochenen Spirale, so können die Lichtstrahlen auf einen breiteren Bezirk fokussiert werden. Auf die Photozelle 28 wirkt der beeinflußte Lichtstrahl ein und sie erzeugt ein Signal, das zu einem Verstärker 34 geleitet wird. An den Ausgang des Verstärkers 34 ist ferner eine regulierbare Spannungsquelle 35 angeschlossen. Die Signale aus dem Verstärker 34 und aus der Spannungsquelle 35 steuern gemeinsam eine Antriebseinrichtung 36. An dem einen Ende der Antriebseinrichtung 36 ist eine Welle 38 angebracht, an deren anderem Ende eine Basis 40 angebracht ist, die gemäß F i g. 1 auf einer Unterlage 42 beweglich gelagert ist, wobei die Bewegungsrichtung durch einen Pfeil 39 angedeutet ist. Der Motor 12 ist auf der Basis 40 befestigt und macht deren Bewegung mit. Somit bewegt sich die gesamte Anordnung mit dem Motor 12, der Welle 14 und dem Aufzeichnungsträger 10 entsprechend der Bewegung der Basis 40.

F i g. 2a zeigt die Merkmale des Ausgangssignals, das der Verstärker 34 in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten erzeugen würde, wenn die Basis 40 nicht in der durch den Pfeil 39 angezeigten Richtung bewegt werden würde. Da jedoch die Basis 40 von der Antriebseinrichtung 36 in der durch den Pfeil 39 angedeuteten Richtung bewegt wird, so erzeugt der Verstärker 34 eine Gleichspannung. Bei einem sofortigen Ansprechen der Antriebseinrichtung 36 wäre der Durchschnittswert des Gleichstromsignals aus dem Verstärker 34 im wesentlichen gleich Null. Da jedoch in der Schaltung und bei den zugehörigen mechanischen Bauelementen eine Zeitverzögerung eintritt und da die mechanischen Bauelemente an sich immer eine gewisse Reibung aufweisen, wird das Signal aus dem Verstärker 34 an einem Punkt A der in F i g. 2a dargestellten Kurve stabilisiert. Die Spannungsquelle 35 wird dann so einreguliert, daß die Verluste in der Vorrichtung ausgeglichen werden, so daß diese an einem Nullpunkt B an der in Fig.2a dargestellten Kurve stabilisiert wird. Die Vorrichtung folgt dann einem linearen Teil der den Punkt B umgebenden Kurve gemäß F i g. 2a, wobei Abweichungen bei der Drehbewegung und bei der Radialbewegung des Aufzeichnungsträgers 10 kompensiert werden.

Die Antriebseinrichtung 36 kann in der in F i g. 3 dargestellten oder in anderer geeigneter Weise ausgeführt sein. Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführung sind nebeneinander zwei kreisförmige Magnete 100 und 102 angeordnet, wobei die ungleichnamigen Pole nebeneinander gelegen sind. Die Magnete 100 und 102 weisen die Luftspalte 101 bzw. 103 auf. In den Luftspalten zwisehen den Nord- und Südpolen der Magnete 100 und 102 ist eine flache Drahtspule 104 angeordnet und liegt in einer zu der von den Magneten 100 und 102 bestimmten Ebene senkrechten Ebene.Wird der Spule 104 aus dem Verstärker 34 ein Signal zugeführt, so wird durch die gegenseitige Einwirkung des von dem die Spule 104 durchfließenden Strom erzeugten Magnetfeldes und der von den Magneten 100 und 102 erzeugten, zum erstgenannten Magnetfeld im wesentlichen senkrechten Magnetfelder eine Bewegung der Magnete in bezug auf die Spule 104 erzeugt. Wie in F i g. 3 durch einen Pfeil 105 angezeigt, erfolgt diese Bewegung der Magnete in einer Richtung, die der von der Spule 104 bestimmten Ebene entspricht, und senkrecht zu den von den Magneten 100 und 102 bestimmten Ebenen. Obwohl die Magnete 100 und 102 entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, erfolgt die dem Magnet 100 von der Spule 104 erteilte Bewegung in derselben Richtung wie die von der Spule dem Magnet 102 erteilte Bewegung, da der Strom durch die Spule 104 im Luftspalt 101 in der entgegengesetzten Richtung fließt wie im Luftspalt 103.

Die in F i g. 1 dargestellte Antriebseinrichtung 36 weist ferner eine Einrichtung zum Regulieren der relativen Radialbewegung zwischen dem Elektronenstrahl 18 und dem Aufzeichnungsträger 10 auf, so daß die Information auf dem Aufzeichnungsträger 10 in einer mit konstanter Steigung spiralig verlaufenden Spur aufgezeichnet wird. Eine Grobregelung erfolgt durch das der Antriebseinrichtung 36 zugeführte Signal. Veränderungen bei der Bewegung des Aufzeichnungsträgers 10 werden aus Veränderungen des Ausgangssignals der Photozelle 28 ermittelt. Diese Regelung erfolgt wegen der Zeitverzögerung und der Reibung der mechanischen Bauelemente jedoch nicht sofort.

Es sind daher Mittel vorgesehen, die die Relativbewegung zwischen dem Elektronenstrahl 18 und dem Aufzeichnungsträger 10 sofort steuern. Das Signal aus dem Verstärker 24 wird zu einem Dämpfungswiderstand 200 geleitet. Dieser Dämpfungswiderstand 200 wird zu Beginn so eingestellt, daß der Elektronenstrahl 18 ordnungsgemäß ausgerichtet ist und daß feststehende Abweichungen in der Vorrichtung kompensiert werden. Danach wird das Signal zu Spulen 202 geleitet, die den Elektronenstrahl 18 aus dem Elektronenstrahlerzeuger 20 nach einer Richtung ablenken, die der radialen Richtung des Aufzeichnungsträgers 10 entspricht. Dadurch, daß die Spulen 202 eine sofortige Ablenkung des Elektronenstrahls 18 in radialer Richtung bewirken, werden alle Abweichungen bei der Bewegung der Basis 40 in gleichbleibendem Maß kompensiert, so daß der Elektronenstrahl 18 eine Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsträger 10 in einer spiraligen Bahn mit im wesentlichen gleichbleibender Steigung bewirkt.

F i g. 4 zeigt schematisch eine Wiedergabeeinrichtung für die auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnete Information. Es kann entweder der Aufzeichnungsträger 10 direkt benutzt werden, oder es kann eine Übertragung der Information von dem Aufzeichnungsträger 10 aus auf eine verhältnismäßig dünne Platte 300 erfolgen, wie in F i g. 4 gezeigt. Die Platte 300 ruht auf einem Plattenteller 302, der von einem Motor 304 mit gleichbleibender Drehzahl angetrieben wird. Ein Arm 306 enthält die verschiedenen Mittel zum Wiedergeben der Information auf der Platte 300.

Der Lichtstrahl einer Lichtquelle 308 wird von einem Linsensystem 310 gebündelt auf die Oberfläche der Platte 300 gerichtet. Das die Platte 300 durchdringende Licht wird entsprechend den veränderlichen Merkmalen der Aufzeichnung auf der Platte 300 moduliert. Ein Spiegel 312 richtet den modulierten Lichtstrahl auf eine Photozelle 314, die ein der Modulation des Lichtstrahls entsprechendes elektrisches Ausgangssignal erzeugt. Das Signal wird dann als Videosignal zu einem normalen Fernsehempfänger geleitet

Der Arm 306 wird von einer aus Zahnstange und

Ritzel bestehenden Anordnung 316 längs einer vom Drehmittelpunkt der Platte 300 ausgehenden radialen Linie bewegt. Die Anordnung 316 wird von einem Motor 318 angetrieben. Für den Antrieb können selbstverständlich auch andere Mittel benutzt werden, z. B. eine Leitspindelanordnung oder ein Antrieb nach den F i g. 1 bis 3.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur spiralförmigen Informationsaufzeichnung auf einen photographisch empfindlichen Aufzeichnungsträger, mit einer Einrichtung, die einen mit der betreffenden Information modulierten Energiestrahl auf den Aufzeichnungsträger richtet, mit einer Drehantriebseinrichtung zur Drehung des Aufzeichnungsträgers und mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer spiralförmigen Relativbewegung zwischen dem Energiestrahl und dem Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Antriebseinrichtung (36) vorgesehen ist, mittels welcher der Aufzeichnungsträger (10) und ein mit diesem gekuppeltes und sich mit diesem gemeinsam drehendes Teil (22) relativ zu dem Energiestrahl verschoben werden, daß das Teil (22) mit einer linienförmigen Markierung (30) versehen ist, daß ein ortsfestes Bezugsteil (24) vorgesehen ist, das mit einem Linienraster (32) versehen ist, dessen Lage einen Sollwert für die Position des Energiestrahles (18) in bezug auf den Aufzeichnungsträger (10) liefert, und daß eine Fühleinrichtung (26, 28) vorgesehen ist, die die Lage der linienförmigen Markierung auf dem Teil (22) in bezug auf den Linienraster des Bezugsteils (24) als Istwert abfühlt und ein Differenzsignal an eine Einrichtung (34) abgibt, die in Abhängigkeit von demselben die weitere Antriebseinrichtung (36) so steuert, daß die Differenz minimal wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf das Differenzsignal ansprechende weitere Einrichtung (200, 202), die die Richtung des Energiestrahls (18) zu dem Aufzeichnungsträger (10) in der Radialrichtung des Aufzeichnungsträgers zusätzlich so einstellt, daß die Differenz minimal wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (22) eine lichtdurchlässige Platte (22) ist, die als linienförmige Markierung eine lichtundurchlässige Spirallinie (30) trägt, daß das Bezugsteil (24) eine ebenfalls lichtdurchlässige Platte ist, die als Linienraster lichtundurchlässige Linien (32) trägt, deren gegenseitiger Abstand gleich der Ganghöhe der Spirallinie (30) ist, und daß sich das Teil (22) mit der gleichen Drehzahl wie der Aufzeichnungsträger (10) dreht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung (26, 28), die das Differenzsigna! liefert, eine ortsfeste Lichtquelle (26) und eine Photozelle (28) aufweist, zwischen welchen das Bezugsteil (24) und das Teil (22) angeordnet sind, und daß die Photozelle auf den von dem Bezugsteil (24) und dem Teil (22) beeinflußten Lichtstrahl der Lichtquelle anspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (34), die die weitere Antriebseinrichtung (36) in Abhängigkeit von dem Differenzsignal steuert, ein Verstärker ist, dessen Eingang mit der Photozelle (28) und dessen Ausgang mit einer einstellbaren Spannungsquelle (35), mit der weiteren Antriebseinrichtung und mit der auf das Differenzsignal ansprechenden weiteren Einrichtung (200,202) verbunden ist.

6. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Aufzeichnen von Bildinformation, insbesondere von Videoinformation.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur spiralförmigen Informationsaufzeichnung auf einen photographisch empfindlichen Aufzeichnungsträger, mit einer Einrichtung, die einen mit der betreffenden Information modulierten Energiestrahl auf den Aufzeichnungsträger richtet, mit einer Drehantriebseinrichtung zur Drehung des Aufzeichnungsträgers und mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer spiralförmigen Relativbewegung zwischen dem Energiestrahl und ίο dem Aufzeichnungsträger.

Bei den weit verbreiteten Aufzeichnungsvorrichtungen, bei denen die Informationsaufzeichnung nicht spiralförmig erfolgt, werden als Aufzeichnungsträger üblicherweise Magnettonbänder verwendet. Da die magnetische Struktur der Bänder die Aufzeichnungsund Wiedergabetreue begrenzt, müssen sie mit erheblicher Genauigkeit hergestellt werden. Da außerdem die Dichte der auf den Bändern aufgezeichneten Information begrenzt ist, wird beispielsweise für die Aufnahme eines Fernsehprogramms eine verhältnismäßig große Bandmenge benötigt. Die begrenzte Informationsdichte auf dem Band ergibt sich aus der beschränkten Ansprechgeschwindigkeit der magnetischen Wandlerköpfe. Ferner ist zwischen Tonband und Wandlerkopf Reibung vorhanden, durch die Teilchen vom Band entfernt werden, die Arbeitsweise des Wandlerkopfes beeinflußt und ein Abrieb am Wandlerkopf verursacht wird, der dessen Ansprechcharakteristik bleibend verändert. Schließlich ist es wegen der Abnutzung der Bänder schwierig, ein Magnettonband als Stammband für die Herstellung einer großen Menge einander gleicher bespielter Tonbänder zu verwenden.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art zur spiralförmigen Informationsaufzeichnung auf. einen photographisch empfindlichen Aufzeichnungsträger werden die geschilderten Probleme, die sich aus der Verwendung von Magnettonbändern ergeben, vermieden, indem ein photoelektrisches System zur Tonaufzeichnung und Tonwiedergabe in Verbindung mit einem plattenförmigen Aufzeichnungsträger verwendet wird (US-PS 1 967 882).

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die spiralförmige Aufzeichnungsbahn dadurch erreicht, daß neben ihr auf dem Aufzeichnungsträger eine spiralförmige Rille verläuft, in der bei der Aufzeichnung eine von einem schwenkbaren Arm getragene Führungsnadel eingreift. Der Aufzeichnungsträger wird mit konstanter Drehzahl gedreht und der schwankbare Arm trägt eine Lichtquelle, deren Licht entsprechend der aufzuzeichnenden oder wiederzugebenden Information moduliert wird. Nachteilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung, daß zunächst eine spiralförmige Rille in dem Aufzeichnungsträger ausgebildet werden muß und daß bei der Aufzeichnung und Wiedergabe eine mechanische Abnutzung des Aufzeichnungsträgers erfolgt.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Vorrichtung zur spiralförmigen Informationsaufzeichnung auf einen photografisch empfindlichen Aufzeichnungsträger so auszubilden, daß bei der Aufzeichnung (oder Wiedergabe) keinerlei mechanische Abnutzung des Aufzeichnungsträgers erfolgt.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur spiralförmigen Informationsaufzeichnung auf einen photographisch empfindlichen Aufzeichnungsträger gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Antriebseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher der Aufzeichnungsträger und ein mit diesem gekuppeltes