DE2024374A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bandaufzeichnung - Google Patents

Description

DlMOLlEIiOII DIFL-FHYt DKMANITZ 01PL-CHEM-DLDIUFeL DIPL-ING-FINSTEIWALD DIFL-ING. GIXMKOW

Lo/Sh -L. 1005 If. HAI

LING-TIiMOO-VOUGHT INC 1600 Pacific Avenue, Dallas, Texss 75222

for-richtung und Verfahren zur Bandauf ζeiehnung

Prioritäten» USA rom 19. Mai 1969 Hr.. 825677, USA vom 19. Mai 1969 Hr. 825855»

Die Erfindung betrifft di· Aufε«ichnung von Inforeation

auf einem bewegbaren Aufzeichnungsmedium. Sie ist insbe* sondere auf des Gebiet der Auf Zeichnung yen optischer

Signalt mit breiter Bandweite oder von digitaler Inforea- (

tion nützlich.

Zur Aufzeichnung von optischen Signalen ist es bekannt, fotografischen ?ilm mit hoher Qualität zu verwenden. Beispiele* weise kann ein optisches Signal als Antwort auf Eingangesignale, welche einen Bereich bis zu 100 MHZ bedecken, erzeugt werden, und das optische Sigoal wird auf einem fotografischen TiIm aufgezeichnet, welcher einen Aufzeichnungskopf ait Ge- ; sehwindlgkeiten bis tu 5,1 ra/sec (200 inch/see) durchläuft· ! Der sich bewegende Film wird durch den Strahl belichtet, ' und die Strahlepur hierdurch'aufgezeichnet. Da <3ie fotografie ι

ν. Ι -

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sehen Emulsionen im Anschluß daran zur Entwicklung d·* aufgezeichneten Bildes verarbeitet werden müssen, ur-terliegan solche Imuisionon einer Dimensionsinstabilität, da sie bei der Verarbeitung schrumpfen» Daher muß in der Vorrichtung eine Korrektur für das Ablesen der fotografischen Aufzeichnung durchgeführt werden, um die Dimensionsänderung im Aufzeichnungsmedium auszugleichen.

Ebenfalls ist es bekannt, binäre Information auf eine» Magnetband oder eine.r Magnetscheibe aufzuzeichnen« Baim Magnet·* band ist die zur Lokalisierung dar spezifisehen, aufgezeichneten Nachrichteneinheiten (bits) erforderliche Zugriffszeit ein Nachteil, und bei einer Magnetscheibe muß ein großer und " etwas schwe rfälligar Aufzeichmmgs- und/oder Biickapielkopf (play-£ack-Kopf) über die Scheibe zur Herstellung des wahlfreien Zugriffes bewegt werden. Di· Menge β,η binärer Information, welche pro Oberflächeneinheit auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden kann', ist durch die Anzahl von auflösbaren Einheiten begrenzt, welche pro Einheitsflach© de· AufEeichnunesmediunü aufgezeichnet werden können· Palla daher die Auflösung der Vorrichtung eur Aufseiohnung und zum Rückspielen (playback) nicht außerordentlich hoch ist, sind daher große Mengen an Aufzeichnungsmedium erforderlich, um Daten in binärer Fora aufzuzeichnen.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrioatung iror ▼on Information» welche der Modulation *Um* ^ entspricht, weiche ein bewegliches iufBeiclinttngeaediiäl umfaßt, das rtlativ zur Energiequelle beweelloh ist, dadurch ausgezeichnet, daß das Aufzeichnungemediue thermochromes Material einechließt und die Energiequell· eine Einrichtung zur örtlichen und zeitweiligen Steigerung oder Absenkung der Temperatur von ausgewählten Anteilen des Aufzeichnungaaiediums bis über oder unter eine Temperatur innerhalb eines Bereiches, innerhalb dassen das Reflexionsvermögen des thermo-Ohroaen Materials einen Hysterese*Eff*kt aufweist, ist.

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BAD ORlQiNAl

i *

Für da* tnermoohrome Aufseichnungsmedium ist keine fotogra· fische Verarbeitung erforderlich, und dessen hohe Auflösung ermöglicht es« eine groBe Menge von Information pro Einheit sf lache su speichern·

Beispiele der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung sind:

Pig« 1 eine Aufzeichnung des Seflexionsvermögens von ro->·;-* te» Lichtgsgenüber der Temperatur für Kupfer(I)- $uecksilber(II)i}odid;

Pig. 2 eine echematisehe Aufzeichnung dos Reflexionsvermögens gegen die Temperatur, welche derjenigen von Jig, 1 ähnlich ißt}

Fig. $ eine weitere schematisch Aufzeichnung das Refle- . xionsvermögens gegenüber der Temperatur, welche derjenigen von Fig. 2 ähnlich ist;

Fig. .4 eine Vorrichtung zur Aufzeichnung vmr Optischer Breit band-Information auf thermochifomea Band;

'ig· 5 eine Torrichtung zur Aufzeichnung von binärer Information auf thermochromem Band»

Fig. 6 eine Torrichtung zum Ablesen des in der Vorrichtung nach Fig» 5 verwendeten, thermochromen Bandest

Fig« ? eine Vorrichtung um selektiv das Befle xlonsvermögen von Teilen eines thermochromen Filmes zu verändern; und *

Fig. 8 eine schematische Aufzeichnung eines Teiles der Leitfähigkeit - Temperaturkurve für Kupfer(I)«quecksilber(Il)-dodid, welche einem Teil der Aufzeichnung des RefIe χioneveriftögens gegenüber der Temperatur für das gleiche Material überlagert ist*

Der Ausdruck "thermochroaes Material" ist hier als solohe Materialien definiert, welche einen Hysterese-Effekt, wie er beschrieben wird, bei der Änderung von einem ersten Reflexionsvermögen zm einem zweiten Refle xionsvermögen (in einem Teil des sichtbaren Spektrums) mit Änderung der Temperatur aufweist.

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Se ist a. B. bekannt» daß Verbindungen mit der allgemeinen Formel M^K ¹J^₁ worin M Ag¹⁺, Cu¹⁺ oder I¹I¹⁺ und M¹ Hg²⁺ oder Cd sind, Thermochroaismus aufweisen. Neben ternären Jodiden weisen andere Verbindungen einschließlich Vanadinosqrden und verschiedenen ternaren Chalkogeniden mit der Formel MM'gX^, worin Μ Zink, Cadmium oder Quecksilber, M¹ Aluminium, Gallium oder Indium und X Schwefel, Selen oder Sellur sind, Thermochroaiamus auf.

Vorzugsweise werden die oben beschriebenen Materialien in Form eines Filmes oder Anstriches verwendet, welche durch Suspendieren eines feinzerteilten Pulvere solcher Materialien in einen geeigneten Bindemittel gebildet werden· Jedoch soll der hiff verwendete Ausdruck "thtraochroiaer Film" eine Schicht, •inen Film oder einen Anstrich bezeichnen, 4er im wesentlichen aue Materialien dco? beschriebenen Art, die mittels irgendeines geeigneten Mediums suspendiert sind oder getragen werden, be« zeichnen.

Bei einem Beispiel der Erfindung wird ein thermochromer Film geliefert, indan Mindestens di© Oberfläche einer Folie aus einem flexiblen Träger,, ?.,* B« einer nichtmetallischen Folie wie Polyäthylen, Polyester* insbesondere Polyäthylenterephthalat (z* B* der Handelsmarke Mylar) etc. oder ein metallischer Streifen, wie ein solcher em nickelstahl, insbesondere einer Legierung aus 63,5 % Fe _h 36 % Ii₉ 0,5 % Hn und gegebenenfalls 0,2 % Se (Handelsmarke Invar) mit einem thermochromen Material imprägniert wird. Da angen@m@n wird, daß der Mechanismus, nach welchem solche Haterialien fher&ochromisssus neigen, prak» tieoh allen diesen Kateriallec gemeinsam ist, wird lsi folgen·» den als Beispiel Kupf®r(X)*^weksilber(II)-3odid, Ou^EgJ^, für di« gesamte Klasse der" Verbindime&n besprochen. Es sei darauf hingewieß^n, daB Qii,ß$J^ hier lediglich als Beispiel dor t2iox«KKito@ii@a ISateriali@& verwendet wird, ohne hierdurch «Ine Hinsehränlnmg zu machm,· Andere Nat®^silien der beschriebenen Art zeigen unter geeigneten Bedingu^ea die hler beichriebenen Sr@eheinung@n und können anstell® von bei geeigneter Anwendung der Prinzipien d®r Erfindung

genossen werden. Da die Prinzipien der Erfindung teilweise auf bestimmte Erscheinungen Bezug nehmen, welche von thermo«· chromen Materialien gezeigt werden» werden diese Erscheinungen im einzelnen erläutert.

Anstriche oder Filme von Kup£er(I)*quecksilber(II)~Jodid, welches eine typische Verbindung der oben-beschriebenen Klasse darstellt, wechseln von einem hellen Bot bei etwa Zimmertemperatur zu Dunkelbraun oder Schwarz bei etwa 69 ⁰O, und sie kehren zu ihrem ursprünglichen, roten Aussehen wieder zurück, wenn sie auf etwa 25 ⁰O abgekühlt werden« Die Änderung von Bot zu Schwarz und von Schwarz au Hot ist keine ^sotherme Inderung» Wenn stattdessen daa Material von einer Temperatur von etwa MO ⁰C bis auf eine Temperatur von etwa 70 ⁰C erhitzt wird, verändert sich' das Material von Bot zu Schwarz, wobei es Zwischenfarbtönungen von Braun bei Zwischentemperaturen durchläuft· Beim Abkühlen desselben Materials wird jedoch im wesentlichen keine Änderung der Farbe beobachtet, bis das Material auf etwa 62 ⁰Q abgekühlt ist, und der vollständige Übergang von Schwarz zu Hot wird nicht erreicht, bis das Material auf etwa 30 ⁰O abgesenkt wurde« Dieie Erscheinung ist der in magnetischen Materialien beobachteten Hysterese-Erscheinung analog, und sie wird def Einfachheit halber hier als"Hysterese-Affekt" bezeichnet» Der "Hyatereee-Iffekt" kann alternativ sie Reflexionsvermögen beschrieben werden, welches eine zweiwertige tion der Temperatur bei bestimmten Temperaturen besitzt.

Obwohl der Hyttereee-Sffekt, wie er oben beschrieben wurdi,/ wurde er allgemein eher den Verunreinigungen im Material, als einem wirklichen Hysterese-Effekt zugeschrieben. Darüberhin&us wurde die Ktttzliehteit des Effektes praktisch nicht beachtet« Ss wurde jedoch gefunden, daS der Hy st er β β··* Effekt wirklich, stetig und reproduzierbar ist, und daß thermoohrome Materialien weitere einzigartige Erscheinungen z«lg«nr welche in Verbindung mit dem Hystereee-Bffekt zur

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Durchführung vieler einzigartiger Funkfcicraea verwendet werden können« Beispielsweise wurde g@fund©n_s dafi'eine■ extrem hohe Auflösung von in thenaochromen Materialien gebildeten Bildern erreicht werden kann, indem die fasjcperatwr von a:as<» gewählten Teilen einer Folie des th@mochr©a@a. Hafetrials va· riiert wird»

Darüberhinaus können in thermocteoaen Mater!alien. gemäß der Erfindung aufgezeichnete, thermisch ®rse«gta Bilder; unbegrenzt gespeichert, nach Wunsch repro&asiesrö ade?? Wunsch gelöscht werden.

Der in Kupfer(I)«»aiieckail"b@r(lI)»Jo.4id beobachtete Effekt 'ist graphisch in fig« 1 wiedergegeben» Ip. ßjaw der 3MLg. 1 stellen di© Ordinat© In
vermögen von rotea Lieht und dis
Die Linie 1 gibt dia Auf tragmig
gegen die
peratur auf
die Auftrags

"dar, wenn das Material voa
abgekühlt wird·

Aue der Linie 1 der fig₀ 1 tab ©rsiehtli©Ä_s quecksilber(H)*^©did bei Zimortefflperatur I@ucht@n4 "rot ist uad.seine volle !Leuchtkraft beibehält, bis se annähernd 45 ⁰O erreicht» Danach, bewirkt eine Steigerung der tür, daß das Material alliaähiich etwas wa seinem vermögen verliert« Hachdem etwa 66 ⁰Q erreioM; aiad₉ ninmt dae Reflexionsvermögen rasch ab, bia das Material so dunkel

ee ■- ■ _ß -

erscheint, so daß/ geeignet erweise nah® bei 70 Q als schwarz

werden kann· Eine weitere Eunabm® hat wenig wahrnehmbaren Sinfluß auf die Farbe d@@ Hateriala« Oberhalb etwa 70 ⁰C kann es als im gesättigten söhwarsen Ku~ 0taad beschrieben werden und zusätzliche Srhitztmg erzeugt wahrnehmbare Veränderung im Refle χ ionsvermogen, bis

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$emperaturen erreicht werden, welche chemische. Veränderungen, 2« B. Oxydation, bewirken*

Venn dasselbe Material von seinem gesättigten» schwarzen' Zustand abgekühlt wird, folgt die Auftragung des Boflex ions·* Vermögens gegen die Temperatur nicht demselben Verlauf, des sie folgte, als die Temperatur gesteigert wurde« Anstelle daß es vollständig reversibel ist, zeigt das Material das, was gewöhnlich als klassischer Hysterese-Effekt beschrieben wird. Sas Hefle χ ionsyermb'gen steigt mit abnehmender Temperatur längs eines Verlaufes, der durch die Linie 2 angezeigt wird, welch© um etwa 16 ° oder 17 ° unterhalb (nach links zu) des Verlaufes der steigenden Temperatur, welche durch die Jiinie 1 angezeigt wird, verschoben ist. Sie Geschwindigkeit der Zunahme im Reflexionsvermögen wird herabgesetzt, wenn das Material auf etwa 4-5 ⁰C abkühlt, und das Material erreicht nicht sein maximales Reflex ionsvermögen, d* h. es wird nicht rot-gesättigt, bis es etwa 50 °C erreicht. Genauso wie bei der Teaperatursteigerung bis über den sohwarzgesättigten Zustand, hat eine Temperaturabnahme bis unter 50 ⁰C wenig Wirkung. Falls das Material einmal rot-gesättigt ist, erzeugt eine weitere Absenkung der temperatur im wesentlichen keine weitere Änderung im Reflexionsvermögen.

Ss sei darauf hingewiesen, daß bei einigen kommerziell erhältlichen, thernoehroaen Materialien die Hyataraee-Kurve nicht wirklieh symmetrisch sein kann (im klassischen ginnt), insbesondere wenn die Zeit für den Temperaturzyklue küre ist« Beispielsweise wurde experimentell beobachtet, daß Kupfer(I)-queeksilber(II)-dodid nicht sofort sein volle» ßot-R«fle ac ionsvermögen wieder erlangt, wenn es rasch von einer hohen Temperatur abgekühlt wird. Venn daher das Haterial auf etwa Zimmertempomtur abgesenkt wird, erreicht das Haterial infolge der verzögerten Erholung niemals den ursprünglichen Zustand 100%iger Rot Sättigung. Im anfänglichen kalten Zustand verläuft die

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BAD OBlQiNAL ^!-

3terese*Kurve längs der linie 1a « 1 und. bei folgt sie der Xdnie 2* falls

len wieder erbitfst wird? folgt die Auftx&giu&g d@r steigenden-Temperatur geprn das Refle χ ioasveraßgea dar Xdnie 1b <*■ Jedoch erreicht bei auereicheadssr ^eit^asaii @%ii3cheB 4b» kühlung und Wiedererhitguisg das Tief temperatur *»2©fl®:

rarfiöe»n den Zustand 100 ^iger lotsättiguag« Eina te Erholung ist jedoch für di© Srfiiidung von gen, da sie nahe dam Uli®

fe erfolgt, während in allen für &i@ Erfindung wiehtigea Pällen das Material bei feaperaturea n&tm teil Hittelpunkt der Schleife angewandt wird« Batier wer&oa dl® ven im folgenden so beschrieben, als ob sie im®!©!¹ wi© die durch die Linien 1b - 1' und. 2 geaeigtea Kurve:

d. h» als ob sie ebenso

Kurven wären«

die !Temperatur« bei welcher theKaeeteom® üaterialien Z** * ... λ ^ eeawi«»±g f#ajsul®«fa ist« als genau 100 % gesättigt aii^a©ps@cl«s werden KoSneny da ein wahrer 100 %iger SättigungBetuitaad asy^t^tisch «srreicht wird» ist #® prfflcisnäherj, den Atistei©& ^Sättignag⁵⁴ auf eia®a beliebigen Zugtand d®@ Bef 1·! χ ioas¥©3»3s9ns m, b@gi©b@B,₉ der innerhalb 5 % eineie Su@teM@@ TOfASf Sättigung' lltgto So kann Eupfer(I)">q\2®okeiXb®r(ll)«»JO)di£ In soln@m kalten Zustand als roteea&ttigt bei- al»» tolitbigea m etwa O₈95 ©4ös?/

ψ höher gemessenen Seflaxiöasveneögo» beseiclinot worden, -'-

während das Material in seine» urkitstan Zustand ale gesättigt beeeichnat werden kaan_$ w@aa sein Beil®χ vermögen etwa 0,05 öder niedriger ist«

In der Boechrsibting -soll am? Ausdruck Sättigung aiofet e© verwendet x^erden, daß er beispielsweise die RefIe. χ vermögen zwischen den Knien der Hy«t©reB©^®csliLl@ife

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• SAD OR)OfNAt

Der in Pig"* 1 wiedergegebene Verlauf, welcher das Reflex ions* vermögen des Materials in überrang zwischen seinen "beiden extremen Reflex ionsveriaögeii zeigt, bildet; eine Schleife, welche die Umhüllende darstellt, welche alle Woge traf aßt _% die von dem Mat er ial unabhängig von seiner lemperaturvorge«· schichte befolgt werden« Es kann daher gesagt werden₅ daß die Hysterese-Schleife an ihrea oberen Ende durch die minimale !temperatur, bei welcher das Material schwära~gesättigt ist« und an ihrem unteren Ende durch die maximale !Pes^sratur* bei welcher das Material rot-gesättigt; ist, begrenzt wird· Die Tatsache, daß die Enden einer Schleife nicht immer genau bei eine« bestimmten Material lokaliBierbar sind) hat wenig FoIgSn₁ da der Arbeitsbereich der JSrfindung nahe dem Mittelpunkt des Bereiche§ der Übergangsteaperatur liegt/

Sin charakteristische". Verhalten der thermochromen Materialien innerhalb der Hysterese*Schleife ist in BIß* 2 erläutert« In der Fig· 2 &eigt die Linie 1 die Kurve des Boflex ionsveraögeas gegen die temperatur für ein thermochromie Material an, welchea vom Funkt 0 sun Punkt A erhitzt wird« Die Linie 2 zeigt den Übergang von Punkt A sum funkt Q an. Sin auf Punkt A erhitztes* thezmochromes Material, welches dann abkühlen gelassen wird» wird der allgemeinen Kurve der Linie 2 folgen* Falls jedoch das Abkühlen beendet und das Material bei einer Zwischentampe«» ratur gehalten wird, z. B* der durch Punkt B angezeigten Teap»- ratur, wird das Material das bei Punkt £ auf Linie 2 angeseigt« Refle xionevermögea beibehalten, bis eine weitere, theraische Veränderung durchgeführt wird« falls beispielsweise daa Material wiedererhitzt wird, würde die Auftr&gung dee Be* fle xionevermögene gegen die Temperatur nicht der Linie Z fol» gen, sondern sie würde iffl klassischen Fall der Hyetertse in der Bichtung dee Punktes D verlaufen, bis die Linie 1 geschnitten wird und dann der Lini« 1, der Linie bei steigen» der temperatur folgen«

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küa den Vorangegangenen ist welche» zutritt mm Vm&t abkühlen gelassen %dr&_s das b@i Bnikt yeraSgen aufweisen wtad» Falls weiter KVta SHSistrt Β Punki* 'Β «vbltst obwoh.1 sie Ib the»! eofeea

falls sna? ®iae ©iasi

^ konetamt gehalten wird» d_s h· gswf dog
- kann ait einer

dung der Isiaia 1

* vor erläutert 1 eeigt eia th®r»ocnrom@s Material ein© dee Befielio3Eisf®ä»8sens, wenn @@ erMtet die Idnie Ί in fig· 3 angezeigt wird, Meim äse Katsried längs der Linie 1 von I»uakt 0" ztss Puakt F- erhitsst w±sä^ feeglaat a«ia BefIe χ lo&Bvaocnögen sl$h au yefändom» falle J@äooli. §dn $ail des Kate^lals auf diner konstanten Sempsratur«, welste dem funkt äquivalent ist, gehalten wird, und der restliefe.® länge der Idnie 1 zum Funkt G erhit&t wird_s werde» di® feile U.9& Haberlala extren Wterschiedlicne Refle aufweieen* ΪοΙΙβ darliberhinaue der heißere feil dta Materials abkühlen gelassen wird, ohne zuerst aim £>unkt A erhitzt wurden

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»u eain* wird die Austragung des abnehmenden Bei le x ions·* Vermögens gegen . die Temperatur nicht der Linie 1 folgen, sondern si· wird in der Biohtung des Punktes Ξ verlaufen· Daher «eigen die svel feile des Materials, obwohl sie la theraleoheo. Gleichgewicht sind, versdi iedene Heile χ ions* vermögen als Irgebniß ihrer entsprechenden theraisehen Vorgeschichten.

Xs eel darauf hingewiesen, daß die Auftragung des Reflefc Ions* veraSgens gegen die Testeratur für den heißeren Teil dos Material«, welcher vom Funkt Q abgekühlt wird, in der allge· meinen Blchtung des Punktes A verläuft. Jedoch wird die Auftjragung von SefIe xioneveraögen gegen Temperatur bei abnehae&der Temperatur wie bei konventionellen Hyeterese-Er* eoheinungen in Eidtmng der Linie Z verlaufen, jedoch die Xd* ale 2 aejr^ptotiech «rreiöhen· .

A»b de» Vorangegangenen 1st ersieht lieh, dafi infolge des Hyßta*ee*-Sffekt#B optische Bilder theraiseh in thexMo«- ohroaen Haterlallen erseugt werden können, inden selektiv die Temperaturen von Teilen eines theraöohroMen Filaos veirändert werden· Sie so gebildeten Bilder werden in de« TiI* so lange beibehalten, wie die Xeaperatur des PIIms inner* halb des . durch die Eystereae^Schleife umfaBten TesrperaturbereieheB gehalten wird. Sas Bild kann Jedoch durch einfache Srhltsung des Tilmaa auf seine !Temperatur der Schware->9ättl* gong gelöBoht werden» s· B. auf eine Temperatur oberhalb der Hyatereee-Schleife,

Is Bei ebeiifalle darauf Mngtwiesen, daß längs &ea steile· ren Teiles der Linie 1 sehr leichte Teaperaturänderungen groBe Änderungen In Bef lektionsveraögen erzeugen. Sehr hau-* fig sind Te^peraturänderungen von hur 1/4 ⁰O «uareiohend, um «ine gewünschte änderung im Reflexionevermögen su er* seugen·

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Es wurde ebenfalls gefunden, daß theraocbrome Materialien eine ander® einsigartig© Erscheinung aufweisen; ,dl® in gewis-» eer Weise ®in®a magnetischen Gedächtnis analog ist. B* h« ®in thermochroaes Material, auf welchem ©la Bild durch die oben beschriebenen Arbeitsweisen ausgebildet worden ist, wird die hierin gespeichert© Information beibehalten, selbst wesn die Temperatur des ?iltts Ms water die Hystereseschleife erniedrigt wird» Falls beispielsweise ein thermoehrosies Material vom Punkt 0 « wobei auf; Fig. 3 B®sug genommen wird * zvm Punkt F erhitzt und ©in Teil des Hat er i als auf einer dem PwW I entsprechenden iüemperatur gehalt©» wird_$ während der restlich© Teil sun Punkt Q erhitst wird^ z©ig©a &i® beiden Seile untere schiedliche Eefle acionevernögen, wie snvor erläutert« Falls die {JJömperaträr d®s gesaaten Filmes dann bis nmter di© Hygterese« Schleife reduziert wird₉ n&alieh &®a Punkt O₅ @hm daß si® bis auf eine Teu^eratui? oberhalb d@s Rmktaa A QE¹MtEt ward®, wird der gesamt® Film im wesentlichen m dem Sustand &©@ MbH® χ i©as« y«raBgene₉ d@r d®a PuAt 0 entspricht₉ sniruotekehrtin* Falls ^e» doch die th©raisolwn Yorgescliic&tea der swei Seile verschieden sind und der Film wieder bis sur'H&lteteiqperatur, welch© dea Punkt F entspricht, erbitst vird_t. werdea di® uattreehied«· liehen Befielionffveraögea₉ di® einmal, eri'eieht m^danj wiederum gegeigt« Bq \Ί®τά®Ά die beiden v®raöM.@it@ß@n Vorgeschichten d@£> sviei 2?@ile in dem. Material gespeichert und reproduafeen das hierauf aufgeseichnet© Bild«.

Die verschiedenen, thsrsaiseAea YöPgegöMeWto? M somit die in dem Material g@speio3b.ert® information ereeugea in <äea Ma-.; terial keine dauerhafte Veränderung» Wm& di® 5?@s®><aratur des materials unterhalb Punkt O abgesenkt wird, wird <äi© hierauf gespeichert© Information nur für ©ine relatiT knre® Zeitspanne gespeichert* Bei» Wied©r@rhit2i©n aacto. d®%? Lagearemg für m@toer@ Tage ist der Unterschied in. RefIe. x ione^ezaöeaa wesentlich geringer« So erscheint ®e» als ob dae Bild ausbleicht let» Die «Zeitspanne» welche ein Bild ia eia@a m$£ fempermttts·®!! unter·»

gespeichert bleibt, hängt ron dam unters©ki@d i& ä@a auf

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film gespeicherten Reflexionsvermögen ab. Je größer der Unterschied in der Halte temperatur und der Auf Bei chnungs tempera· tür ist, um so : langer ist die Lagerzeit bei Temperaturen unterhalb der Hysterese-Schleife.

Ss wurde ebenfalls gefunden, daß in dem Film gespeicherte Information aanchmal erfolgreich durch Steigerung des Filmes leicht oberhalb Punkt 7 wieder hergestellt werden kann, selbst nachdem das Bild wesentlich degeneriert ist«

Be sei jedoch darauf hingewiesen, daß, falls das Material bei der Haltetemperatur, d· h« Punkt F, nach dem die Information hierin ai|fgeBeiohnet ist, zu allen Zeitpunkten gehalten wird, •ine solche Information unbegrenzt gespeichert wird. Tatsächlich bleibt die thermische Vorgeschichte in dem Material gespeichert, bis sie durch Erhitzen auf eine Sattigungstemperatur oberhalb Punkt A gelöscht wird» ·

Venn das Aufzeichnungsmedium bei einer Temperatur unterhalb der Sättigungstemperatur 0 gelagert wird, ist es gegenüber weiterer Veränderung durch zufällige oder unbeabsichtigte Exposition gegenüber Energien, welche verschiedene, thermische Vorgeschichten erzeugen würden, falls das Material bei Tempeaturen inner« halb der Hysterese-Schleife aufbewahrt würde₉ immun*

Selektive thermische Veränderungen in thermochroaen Materialien können durch viele verschiedene Techniken bewirkt werden· Di© gewählte Hethode hängt von der Form ab, in welcher das thermochrone Material verwendet wird, ebenso von dem Verwendungszweck, für den es vorgesehen ist, Wenn a. B* ein thermochromer Film bei einer beliebigen Temperatur innerhalb der Hystereee-Sohltif· gehalten wird, 2. B* Punkt Tt in Fig* 3, muß relativ wenig su·» tltBliohe Energie selektiv sugefügt werden, um Teil· des Hat«* rials «if höher« Temperaturen zu bringen, wodurch Information in das Material eingeschrieben wifd. So leichte Te up era tür Milderungen wie 1/4 ⁰C.sind ausreichend, um große Änderungen im

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nur der höchstmöglichen Auflösung von spektrographiechen Platten unterlegen. Se wird eine Qualität der Auflösung im Bereich von 1 Mikron routinemäßig in Aufzeiehnungsbildern beobachtet, indem einfach das optische Bild auf einen I¹IIm von thermochromem Material fokussiert wird. Beispielsweise kann unter Verwendung eines 10 W-Xohlendioxydlaserstrahle, der auf eine auflösbare y Ie eic größe von 10 Mikron fokussiert wird, eine aSpeicherkapazität von 10 Punkten/cm² (spots/cm²) erzielt werden· Vollständig überraschend ist, daS Wärme von solchen optischen Bildern nicht innerhalb des Materials diffundiert, sondern durch das belichtete Material absorbiert w^rd, Natürlich könnte die Diffusion der Energie durch Anwendung von stark übermäßigen Energiemengen bewirkt werden· Eine soZtehe Anwendung von übermäßiger Energie wäre Jedoch der Überbelichtung von gewöhnlichen, licht auf e® lohnenden Medien vergleichbar· Bine Überbelichtung kann bei einer üblichen Sorgfalt, wie sie bei der Verwendung von äquivalenten fotografischen Emulsionen hoher Qualität achtet wird, vermieden werden·

Ss wurde ebenfalls gefunden, daß die Absorption von Strahlung«* energie durch die Geschwindigkeit bestimmt wird, mit welcher Energie dem thermochromen Material sugeführt und von diesem entfernt werden kann· Sine Energieabsorption scheint nicht durch irgendeinen von einer solchen Absorption herrührenden, chemischen Prozeß beschränkt zu sein. Infolgedessen ist die Absorption von ausreichender Energie, um den Übergang von einem Reflexionsvermögen zu einem anderen zu bewirken, extrem rasch» und der übergang kann durch die Anwendung von Wärme stoßen extrem kurzer Dauer bewirkt werden« Da nur eine leichte Steigerung der temperatur erforderlich ist, wird das Srhltzen von diskreten Teilen des iilaes für praktische Betrachtungen nur durch die Wahl der Energiequelle begreast« Beispielsweise liefert ein 10 V^Kohlendloxydlaserstrahl, der auf einen durch Zerstreuung begrenzten fleck fokussiert wird, ausreichend Energie, um die Temperatur des hierdurch

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belichteten,, theratochrom©n WtImBB ssiaa&@ist@tt8! 1/4 ⁰O bei Be* lichtimgsiseitfn im San© sekwj&eaber eich au 'steigern· S&ne schnellere ihshitsujag keim mit geeigneten Energie quellen durch geführt

Das Auffinden des extrem hohen Auflösungsvermögens ißt voll* kommen unerwartet, da ©ine hohe Auflösung normalerweise nickt mit thermisch erseugtren Bildern verbunden ist. Jedosh werden durch dme hohe AufI8eungsvermögen, welches »it der Fähigkeit verbunden ist, rasch Energie aus dem Infraroten als auch aus Seilen des sichtbaren Spektrums zu absorbieren, thermochrome Filme ganz besonders für Aufseiobnungeaedien hoher Dichte ge·» eignet. J)ie®@ Eigenschaften können vorteilhafterweise z« B. für die Aufzeichnung von Signalen mit groBar Bandweite in digitaler Form verwendet werden«

Während die Empfindlichkeit &@s thermochroaen ao hoch sein kann, wie diejenige gewöhnlicher* fotografischer Materialien* ist sein Auflösungsvermögen mindestens so hoch oder höher« Jedoch ist die Ss^findliehkeit bei w@i%e» nicht so wichtig wie die Auflösung, da L&gtr^LichtqualleuL «,uerei« chend hell sind, ua beliebige Beschränkungen hinsichtlich der EiapiindlieJikeifc zu üb®rwind©n_o 'Di*© Hmsptbeseteänkuag liegt daher in der Geschwindigkeit, Kit der das Material Mater die Stelle der Aufzeichnung traasporti©rt vevd@® daher gvoBe Hennen r@n Daten, pro Zeiteinheit ist- es wiohtig, daß das? Film eine ©xte» bi-kz Auflösung ei tat. Auf den Film mÜ8@@sä viele . Saetol®ht9&©iBh®iteh (bits) nahe beieinander unt®s?g®bra®tit mi-tm.» X&iHlbertt&i« kssm di© Information in Merten von kontimsi@rlieh®n ^ri^t^iwE (in analoger Fora) aufgeeeichBet w@rd©n$ &ä®r die %,t©B köa^«.i in dl» gitaler Fora aufg^seidmet

Sün die Prinzipien der Irfj.adimg anwendender BreitbaBd&ufaeich« ner igt scheaatißch in Fig. 4 erläutert. Die Vorrichtung ua» faßt ein AufzeiGhnungBbarAd 39? welche© aus einem Träger 40 besteht, der einen thencochroraen Film auf einer seiner Seiten

BAD ORIGINAL,

trägt. Der Träger 40 ist vorzugsweise ein Band aus Nickelstahl (Handelsmarke Invar) oder eine ahnliche Trägereinrichtung, welche dimenaionsßtabil ist. Der !Präger 40 kann jedoch ein beliebiges, geeignetes, flexibles Trägermedium sein, z. B» ein Polyäthylenfilm oder dergl. Der thenaochroae S¹IIm 41 kann ζ . Β« eine Mischung von thermo ehr ornem Material, welches in einem geeig· net en Bindemittel suspendiert ist, z» B.- einem Lack oder dergl., sein. Alternativ kann der thermochrome Film 41 ©ine Schicht von thoraoehromem Material sein, welche direkt auf mindestens der Oberfläche des Trägers abgeschieden oder in mindestens die Oberfläche des Trägers imprägniert wurde. In dor bevorzugten'Ausführungsförm wii'd eins leitfähig Schicht 42 a\if der Oberfläche des Filmes 41 ausgebildet. Die 1eitfähige Schicht 42 muß natürlieh transparent gegenüber den Wellenlängen sein, weiche von dem Filia 41 reflektiert werden. Zinnoxyd (SnOg)-ist ein geeignetes, leitfahigea Material»

Das Aufzeichnungsband 49 wird Mit einer konstanten Geschwindigkeit in Richtung'.des Pfeiles'in .Fig. 4 quer zur flachen Oberfläche einer die Temperatur regelnden Einrichtung 43 bewegt. Die Temperatur dee Bandes 29 wird auf der gewünschten Temperatur durch geiignete , Steuerung der Temperatur der Einrichtung 43 aufrechterhalten. Andere Einrichtungen für die Steuerung der Temperatur des Aufzeichnungsiaediumß können jedoch auch verwendet werden, z. B. Strahluneserhitzer (die nicht gazeigt sind) oder andere Erhitzungeeinrichtungen·

Während das Aufzeichnungeband 39 quer zum Temperaturregler 43 sich bewegt, wird das Band in umaittelbarer Nachbarschaft zu und in einer Ebene praktisch senkrecht zu einer Aufzelahnungs* einrichtung 44 bewegt, welche den Informations strahl auf diskrete Teile des Filmes durch Bewegung der Aufzeiohnungaetation fokueyiert. Das Aufzeichnungeband wird mit einer konstanten Geschwindigkeit in einer £bene bewegt, welche den Aufreichnungsstrahl schneidet, so daß der Informationsstrahl über das thamochrome Matarial hinweg otreicht. Es können im wesentlichen konventionelle Einrichtungen, ?... B. Bollen und dergl., verwendet werden, um das Band 59 dui-ch den aufzeichnenden Strahl zu trans-

009848/^834 _ ι

ρortior·n.

Aus frig. 3 ist ersichtlich, daß ©in thermoohroaieft Materials z. B. der Film 41, von seinem Tieft@n^erafrur~Sättigungspunkt länge der Linie 1 der steigenden Teiaperatur bis auf eine !Temperatur erhitzt werden kann, welche annähernd dem Pimkt F entspricht» und während es auf einem solchen Zustand gehalten wird, zeigt es dem Punkt F auf der Linie 1 der steigenden Sen« peratur entsprechendes Reflexionsvermögen. Jedoch bewirkt dl© Zufügung kleine? Mengen thermischer Energie auf einen beliebigen, diskreten Teil des Filmes, daß der feil des Filmes sioh in Reflexionsvermögen sehr rasen verändert. Dement sprechend kann das Band 39» wobei wieder auf die 3?ig» 4 Bezug genommen wird, Über den Temperaturregler 43 gesogen warden, -und der Hegler 43 kann so ©ingestellt werden, daß ©r„ die Temperatur im thermo ehr omen Film 41 auf annähernd den mittleren Punkt zwischen den Sättigungspunkten der hohen und der niedrigen Temperatur des thermochroaen Materlales (annähernd Punkt.F in Fig. 3) einregelt* Während es in diesem Zustand gehalten wird, wird dao Reflexionsvermögen diskreter feil® des Filmes selektiv durch dia Absorption kleiner läaergiemengen aus einem Strahl optischer Strahlung, einem Elektronenstrahl oder dergl» variiert. Die diskreten Tello des Filmes 41, die durch eine solche Strahlung erhitzt werden» nehmen dann ein untersohitd-Iichaβ Reflexionsvermögen an, wie zuvor erläutert.

Bei einer bevorzugten Atisführungsform der Vorrichtung nach Fig* 4 ist das aufzeichnende Mittel 44 ein Laser, welcher einen modulierten Strahl aussendet. Der Laser wird in Abhängigkeit von Auflensignalen moduliert, wobei jeder Puls dee Lasers einen Informationsbit in binärer Fora entspricht. Wenn das Band 39 hinter dem Laser 44 bewegt wird, erhitzt jeder Puls des Laserstrahls selektiv einen Veil des Films 41, wodurch das Reflexionsvermögen dieses diskreten Teiles des Films Verändert wird. Daher wird jeder Puls des Laaers 44 als Fleck auf dem Film 41 aufgezeichnet.

- 18 ~

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BAD ORIGlSMAL

Der von der Aufzeichnungseinrlchtung 44 ausgesagte Strahl ist vorzugsweise transversal in der Weise konventioneller Auf·«· zeiohnungeeinrichtungen scanned) d. h. er verläuft abtastend· Daher hängt die Dichte der Punkte 45 von solchen Faktoren wie der Breite des Bandes 39, der Bewegungsgeschwindigkelt dee Ban« dee 39 und der Abtastgeschwindigkeit der Aufseichnungeeinrioh« tung ab· Sarüberhinaus kann das Band 39 1& der transversalen Ebene hin und her bewegt werden, um das Abtasten des Strahlte zu erhöhen.

Xs Hinblick auf das hohe Auflösungsvermögen theraochromer Hate· rialien und die Geschwindigkeit, mit welcher ihr Reflexion?« vermögen verändert werden kenn, > ist die Aufzeichnungskapazität der oben beschriebenen Vorrichtung nur durch die Möglichkeiten der Datenmodulation des Aufzeichnungsstrahle β und die uesehwin-» digkeit, mit welcher das Band 39 hinter der Aufeeiohnuiige«· fltation bewegt werden kann, beschränkt. Da das Auflösungsvermögen des thexmochromen Hateriale im Hikronbereloh liegt, kann der Aufzelehnungsstrahl auf einen Funkt nahe 1 Mikron in der Breite fokussiert und zur Aussendung eines Pulses der Energie moduliert werden, welcher nur 1 Mikron auf den Aufzeichnungsband 39 lang ist. Daher kann mit geeigneten Steuerungen für das Abtasten des Strahles über dem Band und*Bewegung des Bandes hinter der Aufzeiehnungestatlon eine %eicherungskapazität für Rachrichteneinheiten erreicht werden, welche 10 Nachrichteneinheiten (bits) pro ob des Filmes nahekommt.

Aus dem Vorangegangenen 1st ersichtlich, uafl dl· auf dem film auf gezeichnete Information als eise Vieiwihl von voneinander getrennten, diskreten feilen erscheint, welche ein Beflexione» vermögen aufweisen, das von denjenigen der Hasse des Tilae* Ψ9&» schieden ist. Die auf gezeichneten Daten bleiben solange sichtbar, wie die Temperatur des thevsochromen Yllmes 41 nahe der Haltetemperatur gehalten wird. Ebenfalls kann da« Band 39 bei Temperaturen unterhalb des Tieftemperatur-Sättigungspunktes des thermoehromen Filmes für kurze Zeit spannen ohne Verlust der

Daten gehalten werden. Obwohl die auf gezeichneten Punkte 45

- 19 -.

0098^0/183*

bei» wieder , fall®

■aaola, toairiiatl©»@U©a

eh@a Haltet»: für eia umB A®s»®eta©s© a®

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tritt«

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in Betrieb geeetst wird» JSm dae ohroaen Filmes im Bereich τοπ weniger

- 20 liegt _f kaan

BADORlGfNAL

der Energiestrahl von der Quelle I4j? zu Punktgrößen im Mikron« bereich fokussiert werden. Demgemäß kann eine extrem dichte Packung von Informationseinheiten erzielt werden. Jeder Energie·»· pule erhitzt 'zeitweilig-den. belichtetes Punkt 142 hierdurch auf • eine zweite Semperatui",, z. B« Punkt G in Fig. 5, welche höher liegt als diö Haltetemperatur, jedoch unterhalb der minimalen Temperatur für SchwärzH8at%ung. Wie zuvor erläutert», nimmt der Punkt 142 ein Reflexionsvermögen an, welches der 2* 5?e»peratur entspricht und er bleibt in diesem Zustand. So wird der Punkt 142 gebildet und in dam Film 41 gespeichert. Der Zustand des Reflexionsvermögens eines Jeden diskreten Punktes auf dem Film,-gleichgültig- ob er der Energiequelle 145 ausgesetzt wurde oder nicht, stellt eino binäre Informationseinheit dar.

Der Film 41 wird relativ zum Brennpunkt der Energiequelle 145 mit einer konskanten Geschwindigkeit bewegt; so werden binäre Daten in Form von Punkten 142 auf dem Film aufgezeichnet« Wegen den extrem hohen Auflösungsvermögens des thörmochromon Fil«· mos kann eine Punkt^Qpelcherkapazität von 10 Punkten/cm (spofea/ .cui ) leicht erzielt werden· Der Informationsgehalt des Filmes kann laicht bestimmt werden, indem deaf Film in unmittelbarer Wahn einer Löse station. 144 geführt wird. Die Lossstafcion kann einfach »ine Quelle 145 für sichtbares Licht xma einen Licht« fühlor. 146 umfassen» Wenn Jodo entsprechende BtQlIe des Filmes diö TjöflöSfcafciött 144 passiert, wird der Film durch Beleuchtung dt>ö Punkfcea abgefragt«- Die Farbe das reflektierten Liehbes wird ffiifcfcoln tT>>8 Fühler» 146 best-iamb.- 3o 3öinnön binare Daten in de» film 41 aufgozöiclinöb worden, indem das Eoflöiilonsvsi'aÖgön ap.a«ifLi)«}hii» To.iio -d«n Filmes- verändert wird, uw den opoisifi· £ji>hon Signal*m 5511 enb;jpj.ⁱ0Ch(Jü, und dnr Iiiforfflatioiisgohalb dee Filme».kann mit öinfachon optischen Kompononfeon gelesen* worden. Da der I;eseflieohanißmua extrem einfach und klein ist, kann ein optischer Lyaekopf schnell und leicht wie gewünscht in Beziehung zu einer großen SpeicherBoheibe angeordnet werden und spezifische Nachxi^iteneinheiten des Gedächtnisses lokalisieren

- 21 ·

^ -οοιβΑβ/ιιη

und zwar viel schneller als magnetische Abfragesysteme«

Bei einer alternativen Ausführungsfona kann das Lssen elektronisch unter Verwendung der verändert en Leitfähigkeitselgen* schäften des Materials durchgeführt werden« Die Vorrichtung dar Jig. 6 umfaßt einen thermochromen Film f>1 _f welcher zwischen 2 leitfähigen Bauteilen 50 und 52 angeordnet ist. Die Vorrichtung ist vorzugsweise ein einheitlicher Aufhau, in welöhem der leitfähige Teil 50 ein Streifen aus Nickel^· stahl (Handelsmarke Invar) ist, auf dessen einer Oberfläche ein thermochromer Film 51 > z. B. mittels Auf streichen, Sprühen, Eintauchen oder einer anderen geeigneten Beschlchtungsmethode, ausgebildet wurde. Das leitfähige Teil 52 ist vorzugsweise *ein transparentes Material« s. B. 2»inno3cyd (SnOp)* Einrichtungen 55 und 54- sind vorgesehen, um die laitfähigen !Felle 50 und 52 ait einer geeigneten Spannungaquelle 55 eist» triach zu verbinden₀

Binär· Dateneinheiten können auf dem theraochromen Film 51 in form von Funkten 56,- v.de zuvor mit Bsaug auf I¹Ig. 5 beeohriöban, kodiert v/erden. Pa das leitfähige Teil 52 transparent ist, kann Energie direkt auf die Oberfläche des thermo« ohromen Piliaes 51 mittels einer beliebigen, geeigneten, go«· pulsten Quelle, z. B, einem JSlektronsnstx'ahl, einem Laser oder irgendQlner anderen geeigneten Energiequellθ* überführt werden.

Miss zuvor auaeefÜhrt, vrlrd die leitfähigkeit dea thormo ohromou fLimos wesentlich verändert, wenn dio T ihm yilmas durch den Ilystarese^Bereich dos gedtöigart wird. DIo thermische Vorgeschichte des wtod dalier öov/ohl durch die Änderung im HöflexionB^

vermögen ala auch durch die Änderung in der Leitfähigkeit aufgezeichnet·

Wenn ein thermoohromer Film auf einer geeigneten Haltetemperatur, 2. B· Punkt f in Fig.. 3t gehalten wird, kann dae

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Reflexionsvermögen und die Leitfähigkeit irgendeinea Teiles hiervon verändert werden, um eine Dateneinheit im Film durch * selektives Erhitzen eines Seiles des Filme» auf ein® höher* Temperatur, z« B. Funkt G, aufzuzeichnen· Das BefifääonsvermiJgen des erhitzten Seiles scheint dann das dea Punkt Q äquivalente Beflexionsvermögen zu sein« Gleicherweise 1st die Leitfähigkeit dieses Seiles des Filmes dem Funkt G-' äquivalent« Obwohl die Temperatur des gesamt en Filmes tlaiaeeh auf der den Punkten F und F¹ äquivalenten Punkten stabilisiert wird, bleiben das Reflexionsvermögen und die Leitfähig* fceit dieses Seiles des Filmes auf den G und G' entsprechen« den Werten stehen, unter diesen Bedingungen kann die thermische Vorgeschichte des Filmes elektronisch bestimmt werden, indem der "PiIm mit einer niederenergetischen Que3.1e abgetastet wird ₅ während ein Potential quer sum theriioetaömen Film 51 mittels der leitfähigen Seile 50 und 52 aufrechterhalten wird. £er abfragende Abtaststrahl sollte von einer niedrig©* ren Energie als der schreibende Strahl sein» um die Auf zeichnung der Frage-Abtastung in dem Film zu vermeiden. Venn der nie der energetische Abtaststrahl über dem Film läuft, wird el* ne leichte Steigerung der !Temperatur an der Stelle auftreten, an welcher der Strahl auf dem Film auftriff Iw Sie leichte Steigerung der Temperatur bewirkt eine leiehte Steigerung in der Leitfähigkeit in irgendeinem Teil des Filmes, wo keine vorherige Erhitzung auftrat. Wenn jedoch der abfragende Strahl über einen Bareich des Filmes läuft₅ wo ein aufzeichnender Strahl zuvor die Eigenschaften des Filmes verändert hat, ζ ο Be Punkt 56, wird die bereits erhöhte Leitfähigkeit einen gesteigerten Strom zwischen den Teilen 50 und 52 fließen lassen· Indem elektronisch die Lage dee Abtaststrahles mit Bezug auf solche Zunahmen des Stromes, welche zwischen den Platten 52 und 50 durchtreten, aufgezeichnet wird, kann die Lage der zuvor aufgezeichneten Dateneinheiten elektronisch bestirnt werden» Eine Vorrichtung um elektronisch die Lage solcher Abtaststrahlen aufzuzeichnen, ist konventionell und wird daher hier nicht im einzelnen diskutiert« Während der in Fig· 6 wie» hergegebene Film als vorzugsweise einheitlich beschrieben

• - 23 .·...■■. 009848/1834

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BAD ORIGINAL

Quelle, ei* B* einem Elektronen strahl., herrührt, nicht ausreichend sein, um das Bef lexionsveraögen aiehtbaa? verändern, d«dooh wird sie die Leitfähigkeit verändes?n· Indem ein« Spannung quer 2ua Film 41 wischen. den leitfähigsn feilen 40 und 42 angelegt wird* tritt Strom durch den FiIa 41 in den Bereichen höchster I»@itfaht^toit durch· Oa das durch die Inergiequelle 44 angeregte theme« chrome Material von höherer Leitfähigkeit infolge der Sr*· hit sung durch den strahl ist, wird das durch den Elektronen« strahl beeinflußte Hat θ rial weiter durch Joulseh® Warms erhitzt, wobei dies weiter die feagperatur des dweh dea Strahl belichteten Kateriale steigert, und die . Änderung is Beflead^nsvermSgen steigerte Auf diese Weise kann die auf dem yjl» 41 aufgezeichnet® Information mittels einer niederenergetischen Quelle wesentlich gefördert und in ei* ner annehmbaren Form wiedergegeben werden«

Das Band 59 &*τ 'ig· 4 *β&& wie dae Band der fig« 6 ebenfalle elektronisch abgefragt werden, um die hierin gespeicherte In* formation bu bestimmen· Beispielsweise kann die theraieohe Vorgeschichte de« Filmes elektronisch bestimmt werden, indem der Film mit einer nieder energetischen Quelle abgetastet wid wird/ während ein Potential quer zum thermoohromen film mittels der leitfähigen feile 40 und 42 aufrechterhalten wird. Wenn der Abfrage strahl über eine Fläche d@s Filmes tritt, wo ein aufzeichnender Strahl zuvor die !Eigenschaften dee Filmes verändert hat, erlaubt es die bereite gesteigerte Leitfähigkeit, daß ein erhöhter Strom ewlaehen dem Band und der Schicht 42 fließt. Indem die Lage des Abtaststrahlos mit Beauβ auf solche Stromstelgerungen elektronisch aufgeseiohnet wird, kann die Lage von euvor aufgezeichneten Spuren elektronisch bestimmt werden· Sine Vorrichtung für das elektronische Aufzeichnen der Lage solcher Abtaetstrahlen 1st konrentlo&ftll und wird daher hler nicht im einseinen erläutert.

- 25 - .- ■ ■

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ner Temperatur oberhalb der Hyetereee-Schltife) gelocht werden. Dieser Lösehvorgang kann natürlich auf den ge »eisten TlIa oder mit geeigneten SiKUtfungen auf irgendeinen feil hiervon angewandt werden. Be wurde ebenfalle gefunden, daß das Seflexioneveraögen von Teilen eines thermochromie Filmes nach einer anderen Methode verändert werden kann, welche, obwohl Bie noch nicht vollständig geklärt ist, in geeigne* ter Weise und leicht durchgeführt werden kann) und welche im folgenden als "Beflexionsvenaögen-Inversion¹¹ bzw. tfaiehrung dee Reflexionsvermögens bezeichnet werden wird· Die Anomalie der EeflexiocBTermögen-Inversion besteht in der (0at in der Veränderung des Materials von einem Sustand des Be flexions-Vermögens bei hoher temperatur zu einem Zustand des Be* flexionfcrermögene bei niedrigerer Semperatur ohne den Film duroh seinen Sattigungszustand bei hoher Temperatur im Zyklus durchsufuhren.

Es wurde gefunden, daß veränderte Reflexionsvermögen eines Punktes von theracchromem Material, welches zeitweilig erhitzt wurde, c. B. des Punktes 142, umgekehrt werden kann, so daß tr dasselbe Beflöxionßvermögen aufweist, wie das den Punkt 142 umgebende Haterial, ohne daß die temperatur des gesamten Filmes verändert wird. Eine · solche Reflexions·* veraßgen-Irrvarölon wird bewerkstelligt, indem der Funkt 142 wieder erhitzt wird, obwohl mit etwas weniger Energie als sie anfänglich zur Aufzeichnung dee Punktes 142 erforderlich war. D. h. die zur Umkehrung des Beflexionsvermögens des Materials erforderliche Energie ist pro Einheit »fläch« des belichteten Pilmes geringer, als did Snergie pro Sinheits» fläche, welche mir Aufzeichnung des Funktee in de» Film angewandt wurde*

Im folgenden wird hierfür ein Beispiel gegebe&s Bie Ober« fläche einer Kupferplatte 61 wurde mit einer Farbe vom thermochromen Material 62, wie dies in Fig* 7 g«s©igt ist, beschichtet. Der thermoohrome Film 62 war eine ?e^b@₉ welche 2,7 6#wl$le. Kupfer(I)-(iuecksi3ber(lI)«-dodid auf 1 Qot«*1» Silioonlack enthielt. Die Schicht 62 beeaß angenähert eine

Stäa&e von 0,

«in Bild 63 attf 64- durch d±@ Öffnung

Der

65 la ©in@r Mask© 66 gesebielet wurde 64· wuvde mi^ ©iaer itromdicht© τοη

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ten der OfAnme/eebeuet wird und 4i© Interfereasarueter tob di«aem gtteeugtem Strahl auf d©s thefaioehronon FUa 62 unter BildUJQg .oiikes Bildes 63 iß desi 7iXm 62 auf gos9iebset werden« ünt©r den ofeea ^nansten B®dia.©2K^©a wis-d ©ik WOhXdeflnler* tee 0Ci»ra^!ses Bild 63 in dem l'ila S2 aaeh Beliehtuag für
50 see auegebildet*

Während die gleich 63 und zu seiner ersehen, daß die Bild 63 ent des Filate fasseh&aSISbsft Bild@s§

Die Maske 66 tfurd© diaan ©atferat uad di© Tm$e%&.tv& des

Trägers 61 auf 65,5 ⁰C ga&alte». Bas Bild 63 wwde d®aa_ sit

der gleich®» Iiase2?q,iieXle für eia« Geea»tbelichtung

Beeridigwag der BeS.l<?hi3Wn@ dn3?o& di©

schwand das Bild 63; das H©flQ3sionsv©Ä8g®s ä®@

welches das Bild. 65 enthielt» roten yarbe «agefeehrts

62 veräadert wurde

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ORiGfMAL

Laeerquölle zur Belichtung des Filmes 62 ohne daß sie durch die Hanke 66 behindert wird*

Se wird angenommen, daß das hier als EeflexionsvermÖgen-Invozmon bezeichnete, anormale Verhalten ale eine relativ einfache Ordnungs^ünordnungseigönschaft des Materials erklärt werden kann· Kit Bezug beispielsweise auf Fig. β ist zu erse«· hen» daß das Reflexionsvermögen des theraoehromen Materials . sieh zu verändern beginnt, wenn das Material längs einer Linie 1 mit steigender temperatur erhitzt wird. Falls der Film auf der dem Punkt ? entsprechenden temperatur gehalten wird und eine ausreichende Energiemenge auf einen Punkt des Materials zur Anhebung der Temperatur des Punktes bis zum Punkt G erhöht wird« wird das Reflexionsvermögen dieses Punktes an dem dem Punkt G äquivalenten Punkt bleiben, nachjäea der Punkt auf die Temperatur der Hasse des Filmes abkühlen gelassen wurde, genauso wie dies zuvor erläutert wurde*

Ein relativ ,einfaches Modell kann diese Erscheinung erklären* Falls angenommen wird, daß das? Material sich zu 100 % im ß-Zußtand bei !Peaparaturen unterhalb der Übergangstemperatur und 100 % im GC-Zustand oberhalb der Übergangstemporatur befindet, kann das Hatβrial teilweise als B und teilweise als cd bei $eeperaturen innerhalb des Übergangsbereicheβ angesehen werden, wobei der %-Sata von (^-Form alt der Temperatur ansteigt« Aus Fig. 8 ist nun ersichtlich» daß. wenn das Material von Punkt 0 zum Punkt G erhitzt wird, das Material von ß zu o6 umgewandelt wird. Am Punkt G kann das Material annähernd 10 % B und 90 % <X sein« Bei der Rückkühlung sus Punkt H bleibt das Verhältnis von B- zu α-Form praktisch unverändert» da bei einer dea Punkt H äquivalenten TöÄtperatur keine ausreichende Energie verfügbar ist, um das -Material von 04au ß umjtuwandeln* Die Situation kann daher analog der metastabil·» Koexistenz von Z Zuständen in oiner Legierung angesehen wtrdan, di* erhitst und dann abgeschreckt wird. Bei der Wiedererhitzung des gl·lohen Punkteβ dee Materialβ ait etwas weniger Energie» als

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ei« erforderlich ist, um die Mang© von oi-HaUeriai feereu* stellen, wird der c&o&uetasd teilweise au der B*¥ortt umgs* wandelt« Meet Erscheinung kann in gewise®? Weise analog BU dt* Anlassen wa I*gi©rung»a »ir Ausschaltung höherer ünordnungeawetänd» betrachtet

Während da« oben beschrieben© Hodell iii Weise dl· in thexmochrosan Haterii

nun gen beschreibt, wird es hier lediglich'al® ©ine sehe Erklärung gebracht, und sekcäakt den- umfang der Erfin»» dung keineswegs ein»

Unter Verwendung der oben erläuterten Prinzipien können thermochrftme Filme als Aufseictaaags** u&u. ~Sdialtnediuim swr Durchführung logischer Funktionen angewandt werden« Bei·« spielsweise kann eine Stelle auf &@m theKOOtäröaen Film 41_} wie in Fig· 5 geneigt, die de® Punkt 142 ®a^g^s?i@1it» dasu verwendet werden, einen Punkt diseh B@liehtmg aufsvs»·icteen _% wie oben erläuterte Beim Wi@der®rliits@n mit einer driger Energie wird der Punkt 142 umgekehrt od@r Jede Punktanordnung auf dem film 41 kann dasa als ®in biles. Medium betrachtet werden_s welches binär© in Form von wechselnden Zuständen eiitlifllten der Film sur Durchführung binärer 8chaltfms&tio&®& tlves ümeohalten des Sustandes da»

Punkten auf dem Film angewandt werden.

Der Zustand oder die Bedingung einnr Jeden kann durch optisches Abfragen beetimmt irardosi_$ «1® dies mit Beaug auf Fig« 5 erläutert wurde, oder durch ®l@kf;ronieehd@ Abfragen,· wie es mit Bezug auf Fig. β erläutert wurde·

Patentansprüche s

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Claims (1)

1. • ♦ «

   • ·

   Patentansprüche

   Vorrichtung sur Aufzeichnung von Information entsprechend der Modulation einer Energiequelle, welche ein bewegliches Aufzeichnungsmedium ι zufaßt, das relativ au der Energiequelle beweglieh ist. dadurch g e k β η η sei c h · net, daß das Aufaeichnungßmedium ein themochromes Material umfaßt, und die Energie quelle oiae Einrichtung für örtliche und zeitweilige Steigerung oder Senkung der Temperatur von auegewählten Seilen des Aufzeichnungsmedium» hie Über oder unter eins temperatur innerhalb eines Be* reiches, in welchem das Reflexionsvermögen des* thermo* . chroaen Materials ©insrn Hysterese-Effekt aufweist, let.

   2» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kenn*» s ei c h η e t , dafl eie ebenfalls Einrichtungen umfaßt,· welche zur Aufrechterhaltung der leaiperatur des bewegli* chen Aufaeichnungemediums innerhalb des' Bereiches versehen iat.

   3» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k Q η η «· ζ eic h η et , daß dae theraochrone Haterial haupt* sächlich aus

   (a) Material mit der ailgeaeinen ?orael

   worin,M * Ag¹⁺* Cu¹⁺ oder ISJl¹⁺ und

   ²⁺ oder Cd²⁺ sind oder

   <>b) Material ait der allgemeinen SOrmel

   worin M *« Zink, Oadaium oder Quecksilber,

   M¹ = Aluminium, Gallium oder Indium und X= Schwefel, Solen, oder Tellur sind, besteht.

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   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmedium einen Träger umfaßt, welcher eine Schicht des thermoohromen Materials auf mindestens einer seiner Ober·* flächen besitzt.

   5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet , daß die Energiequelle eine Quelle für Strahlungsenergie ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß Abtasteinrichtungen zum Abta-

   " aten d^s beweglichen Aufzeichnungsmediuas mit der Strahlungsenergie vorhanden sind.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung ein Laser, insbesondere ein gepulster Kohlendioxydlaser ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch ?> dadurch gekennzeichnet , daß der Ausgang des Lasers bis auf einen durch Streuung begrenzten Punkt fokussiert ist, der transversal zum beweglichen Aufzeichnungemedium zur Aufzeichnung der Information in einer Punktfolge-Weise abgetastet werden kann« .

   9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der !Präger aus flexiblem Nickelstahl, insbesondere ©iner &egieru£g mit 63«5 % Ni, 36 % Fe, 0,5 % Ma. und gegebenenfalls G₉ Z Sa besteht»

   10. Vorrichtung nach einem &©3? vurhevge&@adeii Ansprüche«, dadurch gekennzele-hadt « daß 4&s thormochrome Material sich la slektrlseiasm "Sontakt alt einer leit« fähigen Schicht befindet»

   11. Vorrichtung nach eines der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das thermo« chrome Material auf einem Träger getragen und eine Schicht von leitfähige» Material auf ^jeder Seite des (Prägers vorgesehen ist, wobei eine der leitfähigen Schichten praktisch transparent ist.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e ή η *

   ζ e i c hn et, daß die leit fähigen Schichten mit einer elektrischen Quelle verbunden sind.

   13· Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ansprüche, wobei Nachrichteneinheiten (bite) auf dem beweglichen aufzeichnenden Medium aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet , daß die Energiequelle zusätzlich aufgezeichnete Nachrichteneinheiten (bits) löschen kann·

   14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, in welcher Sachrichteneinheiten (bits) auf dem beweglichen Medium aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet , daß eine zweite Energiequelle zum Löschen der aufgezeichneten Nachrichteneinheiten zusätzlich vorgesehen ist.

   15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Quelle für die auslöschende Energie gtjmlett Strahlungeenergie auf die aufgezeichneten Nachrichteneinheiten (bits) lenken kann.

   16* Vorrichtung nach eine« der vorhergehenden Ansprüche ein» schließlich einer Vieingabeeinrichtung zur Beproduktion der aufgezeichneten Information, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabeeinrichtung das bewegbare Aufzeichnungsmedium zur Reproduktion der ursprünglichen Information optisch abtasten kann*

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   17· Vorrichtung nach eines der Ansprüche 10 bis 1? einschließ* _t-:-. lieh einer Wiedergabeeinrichtung zurBeproduktion der aufgezeichneten Information, dadurch g e k e η η ζ. eich« net, daß die Wiedergabeeinrichtung iait den le it fähigen Schichten verbunden, 1st und auf eine Änderung in der Leitfähigkeit der aufgezeichneten Teile des thermochroaen Kate« rials bei« Abtasten alt Wärmeenergie anspricht·

   18* Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17» in welcher nachrichten» einhalten auf dem bewegbaren Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet eind, dadurch g e k e η η ζ e i © haet, daß die finergiequelle zusätzlich das Löschen der aufgezeichneten Nachrichteneinheiten durchführen kann«

   19» Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 1?» in welcher Kachrichten· einholten auf dem bewegbaren Hedium auf gezeichnet sind, dadurch gekennzeichnet » daß eine zweite Enar-' glequelle zusätzlich zum Löschen der aufgezeichneten Nachrichteneinheiten vorgesehen ist«

   20· Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17» dadurch gekennzeichnet, daß die löschende Energiequelle gepulste Strahlungsenergie auf die aufgezeichneten Nachrichteneinheiten lenken kann. . .

   21. Verfahren zur Aufzeichnung von inforBatioa der Modulation einer Energiequelle aiaf einem bewegbaren Aufzeichnungsaedium, dadurch g e k en a ■».- -β -1 ο h η e t , daß die Temperatur einer Schicht von theraochroasm Material» die in dem bewegbaren Aufzeichnungsaelua enthalten 1st „ auf

   _> eine Temperatur innerhalb eines Bereiches festgehalten wird, innerhalb dessen das Befl&xlonsverEftogen d@a thermocbromen Hateriala einenHysterese-lffekt aufwiist? und daS örtlich ν und seitwellig die Temperatur von ausgdwalilten T@llea des theraochiOäen Materials, während «s Mlätlv zur Energiequelle bewegt wird, angehoben oder abgelenkt wird. >

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   35* 4024374

   22. Verfahren nach Anspruch 21, bei welchem die Schicht zwischen einem paar voa elektrischleitenden Teilen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Strom durch die Schicht zwischen den leitfähigen feilen durchgeschickt wird» wobei der Strom ausreicht, um eine Joul'aohe Erwärmung in den ausgewählten Seilen zu erzeugen»

   23. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, bei welchem die Information durch Steigerung der !Temperatur des thermochromen Materials aufgezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet , daß die ausgewählten !Teile auf eine Temperatur wieder erhitzt werden, die niedriger ist, φΐβ die Auf ζ eichnungs temperatur und innerhalb des Temperaturbereiches um die aufgezeichnete Information zu löschen.· ■ ■ *

   24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß binäre Daten auf einen optischen,Strahl kodiert werden, um die Information aufzuzeichnen und der optische Strahl auf die ausgewählten Teile der thermochromen Schicht fokussiert wird«

   25· Verfahren nach einem der Ansprüche 21, 22 oder 24, da· durch gekennzeichnet , daß die ausgewählten Teile auf eine solche Temperatur wieder erhitzt werden, so daß eine dauerhafte Veränderung in ihrem Reflexionsvermögen bewirkt wird.

   26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25» bei welchem die Information nach der Aufzeichnungsetufe reproduziert wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Information reproduziert wird, indem das thermochrome Material mit einer Einrichtung abgetastet wird, welche auf die Veränderung im Reflexionsvermögen der ausgewählten Teile anspricht und dadurch Wiedergäbesignale erzeugen kann..

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   27« Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25* bei welchem Information nach der Aufzeichnungsstufe reproduziert wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Information durch Abtasten des thermochromen Materials mit einer Einrichtung reproduziert wird, uelche auf Änderungen in der Leitfähigkeit der ausgewählten Teile anspricht und dadurch Wie—— dergabesignale zu erzeugen vermag. .·

   28. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 biß 2?₅ dadurch ge* kennzeichnet , daß als thermochromes Material

   (a) Material mit der allgemeinen Formel

   worin M «· Ag *, Ou ⁺ oder

   H^? « Hg²⁺ ©&©r Od²⁺ Bi

   (b) Material alt der allg©a@ia@n Formel

   • worin M « Sink_? Cadmium oder Quecksilber,

   H' * Jklusiniua, GalliiM oder Indium und ■X a ßchwef@l_s Selen oder Tellur sind_?

   angewandt wird.