DE2038874A1 - Verfahren zum Aufzeichnen und Auslesen von Informationen - Google Patents

Description

• "Verfahren zum Aufzeichnen und Auslesen von Informationen" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auf Lichnen von Informationen auf einem vorzugsweise mit spiralförmig verlaufenden Rillen versehenen, Träger durch Abtragung oder mechanische Verformung seiner Oberfläche und zum Auslesen solcher Informationen. Insbesondere ist dabei an die Aufzeichnung von breitbandigen Informationen im Bereich von mehreren MEz gedacht, wie sie bei der Aufzeichnung von Video-Signalen auf einen Träger auftreten.
• Für die Aufzeichnung und Auslesung solcher Informationen ist kürzlich die sog. Dichtspeichertechnik vorgeschlagen worden, die ihren Niederschlag gefunden hat in den deutschen Patentanmeldungen P 15 74 489.5 vom 13. 2. 19685 P 19 56 504.9 vom 5. 11. 1969, P 20 24 539.0 vom 13. 5. 1970 und P 20 25 032.2 vom 15. 5. 1970. Auf diese Anmeldungen und die darin offenbarten Merkmale wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausdrücklich Bezug genommen.
• Das Prinzip dieser Dichtspeichertechnik estnht darin, daß eine Druckabtastung der auf einem plattenförmigen Träger aufgezeichneten Signale vorgenommen wird und daß der Aufzeichnungsträger einerseits und der Abtaster andererseits derart ausgebildet sind, daß die durch die Druckkraft bewirkte elastische Formänderung der Trägeroberfläche wesentlich größer ist als die korrespondierende, auf der Zusammendrückung beruhende Auslenkung der Berührungsfläche des Abtasters.
• Wegen des zu bewältigenden Frequenzbereichs bei der Speicherung eines, beispielsweise bewegten, Bildes muß man im Vergleich zur konventionallen Schallplatte mit erheblich höheren Wiedergabegeschwindigkeiten bei der Abtastung einer solchen Bildplatte arbeiten. Es ist jedoch einleuchtend, daß die Aufnahme einer solchen Bildplatte nicht mit der gleichen Geschwindigkeit durchgeführt werden kann, weil das die Formänderung der Plattenoberfläche vornehmende Organ den zu speichernden Frequenzen keinesfalls folgen könnte. Es wird daher bei der Herstellung der Bildplatte bzw. bei der Herstellung der Matrize für solche Bildplatten die aus der Herstellung der Schallplatten bereits bekannte Zwischenspeicherung der aufzuzeichnenden Signale, beispielsweise auf einem magnetischen Träger, vorgenommen.
• Diese bisher erforderliche Aufnahmetechnik bewirkt eine Verlängerung der Herstellungszeit für eine zunächst zu erstellende Matrize um etwa das Fünfundzwanzigfache gegenüber der reinen Aufnahme zeit. Für manche interessante Anwendungsfälle der neuen Bildplatte, beispielsweise für die Aufnahme von aktuellen Ereignissen, z. B. Sportveranstaltungen, dürfte aber diese Zeitverlängerung im Herstellungsprozess der Matrize zu groß sein.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufzeichnen und Auslesen von Informationen anzugeben, welches nicht mit einer solchen Zeitverlängerung bei der Herstellung des Aufzeichnungsträgers belastet ist. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Abtragung oder Verformung der Trägeroberfläche durch einen mit den aufzuzeichnenden Informationen modulierten Elektronen- oder Laserstrahl und das Auslesen der gespeicherten Informationen aus dieser Trägeroberfläche oder aus von ihr erzeugten Abdrucken durch mechanische Abtastung erfolgt. Hierbei sollen der zur Verwendung kommende Träger sowie ein bei der Auslesung benötigter, die Abtastung bewirkender Druckempfänger vorzugsweise die Merkmale der oben genannten älteren Anmeldungen aufweisen.
• Da ein Elektronen- oder Laserstrahl praktisch trägheitslos steuerbar ist, sind zur Aufzeichnung von Informationen auf einem Träger keinerlei Zwischenverfahren mehr notwendig, weil die Aufzeichnung mit der Auslesegeschwindigkeit erfolgen kann.
• Zur Durchführung der Erfindung lassen sich praktisch alle bekannten Aufzeichnungsverfahren anwenden, mit denen es möglich ist, durch einen Elektronen- oder Laserstrahl auf einer Trägeroberfläche ein den Informationsinhalt darstellendes Relief zu erzeugen.
• So kann man beispielsweise einen Elektronen- oder Laserstrahl, dem die aufzuzeichnenden Informationen als Frequenzmodulation eines Zwischenträgers aufmoduliert sind, dazu benutzen, daß er bei seinem Auftreffen auf den Träger Löcher verschiedenen Abstandes in der Trägeroberfläche erzeugt. Die Information ist in dem gegenseitigen Abstand der aufeinanderfolgenden Löcher enthalten.
• Man kann den Träger auch zunächst mit einer Fotolackschicht versehen, welche von einem die Information enthaltenden Laserstrahl zum Teil vernetzt wird. Diese vernetzten Teile der-Trägeroberfläche werden anschließend nach dem Fotoresistverfahren freigelegt. Man erhält dann ein die gespeicherten Informationen darstellendes Relief der Trägeroberfläche.
• Weiterhin kann man einen die zu speichernden Informationen enthaltenden Laserstrahl dazu benutzen, um einen auf den Träger aufgebrachten Film oder eine fotochrome Schicht teilweise zu schwärzen. Dieses Schwärzungsmuster kann dann auf dem Wege der KontaktkopieOdazu benutzt werden, um auf einem weiteren Träger das gewünschte Relief wiederum nach dem Fotoresistverfahren entstehen zu lassen.
• Die letztgenannte Methode läßt sich noch abwandeln in der Richtung, daß der Film oder die fotochrome Schicht, die auf den ersten Träger aufgebracht ist, von dem Laserstrahl durchschlagen wird, sq daß auf der Oberfläche dieses Trägers ein durchsichtiges Relief entsteht. Wenn nun dieser Träger selbst optisch 'urchlässig ist, so kann das erzeugte Muster wiederum durch Kontaktkopie auf der eine Fotolackschicht aufweisenden Oberfläche eines zweiten Trägers abgebildet werden. Das Relief wird auf diesem zweiten Träger wiederum nach dem Fotoresistverfahren hergestellt.
• Von den erwähnten Verfahren dürfte jedoch denjenigen der Vorzug gegeben werden, mit denen durch den Elektronen- oder Laserstrahl durch Naterialverdampfung direkt das gewünschte Relief auf der Trägeroberfläche herstellbar ist, weil diese Verfahren wiederum zeitsparend bei der Herstellung der Matrize sind. Eine Nachrechnung hat jedenfalls ergeben, daß es mit diesen Verfahren ohne weiteres möglich ist, auf einer Trägeroberfläche eine Relieftiefe zu erzeugen, die sich für eine mechanische Druckabtastung der oben erwähnten Art eignet.
• Will man beispielsweise ein Video-Signal mit einer Bandbreite von beispielsweise 2,5 MHz auf einem plattenförmigen Träger speichern, so kann dieses Signal frequenzmoduliert, z. B.
• mit einem Hub von 1 MHz, im Bereich von 3 bis 4 MHz aufgezeichnet werden. Die geometrische Amplitude dieser FM-Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsträger kann dabei 1 /u betragen.
• Im Falle der Herstellung eines plattenförmigen Aufzeichnungsträgers kann dieser während des Aufzeichnungsvorganges nunmehr mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren, wie sie für die Auslesung erforderlich ist. Wird ein Elektronenstrahl zur Aufzeichnung verwendet, so kann man den Aufzeichnungsträger bei der Aufzeichnung auch ruhend anordnen und die den Elektronenstrahl erzeugende Strahlenquelle zentral über dem ruhenden Träger anordnen. Zur Erzielung einer spiralförmigen Aufzeichnung auf der Trägeroberfläche müßte man nunmehr Mittel vorsehen, die dem Elektronenstrahl zusätzlich zu seiner Modulation durch die aufzuzeichnenden Informationen eine spiralförmige Auslenkung erteilen.
• Erfolgt die Aufzeichnung auf einem Träger, der mit vorgeformten, spiralförmig auf der Trägeroberfläche verlaufenden Rillen versehen ist, so kann man aus der Reflexion des Aufzeichnungsstrahles an den symmetrisch verlaufenden Rillenflanken eine Regelgröße zur exakten radialen Führung des Aufzeichnungsstrahles ableiten.
• Eine solche Regelung erscheint deshalb besonders vorteilhaft, weil bei der erwähnten Dichtspeichertechnik der Rillenabstand so gering ist, daß, in radialer Richtung gesehen, auf einen Millimeter etwa 120 Rillen kommen.
• Die Durchführung der Erfindung soll im folgenden anhand einiger prinzipieller Verfahren zeichnerisch erläutert werden.
• In den Fig. 1 bis 5b sind zum Teil bereits bekannte Aufzeichnungsverfahren wiedergegeben, die hier zur Aufzeichnung von Informationen auf einem Träger durch Abtragung oder mechanische Verformung seiner Oberfläche Anwendung finden sollen.
• Die Darstellungen zeigen jeweils stark vergrößerte Querschnittsausschnitte aus den Aufzeichnungsspuren eines kreisförmigen Aufzeichnungsträgers, von dem in Fig. 6 ein Ausschnitt dargestellt ist. Fig. 6 kann als Ausschnitt einer Bildplatte 18 angesehen werden, auf deren Oberfläche drei Rillen 19 zu erkennen sind. Die in den Fig. 1 bis 5b dargestellten Schnitte stellen Schnitte in Richtung der Linien 20-21 dar, und zwar senkrecht zur Zeichenebene.
• In den nunmehr zu beschreibenden Figuren ist der Aufzeichnungsträger Jeweils mit 1 bezeichnet. Bei dem Verfahren nach Fig. 1 besteht dieser Träger jeweils aus einer Metallfolie, in deren Oberfläche mit Hilfe eines mit den Informationen modulierten Elektronen- oder Laserstrahles Aussparungen 2 eingeschossen werden. Jeweils der Abstand 3 zwischen zwei solchen Aussparungen stellt die zu speichernde Information dar.
• Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 besteht der Träger 1 aus einem die Wärme schlecht leitenden Material. Auf die Oberfläche dieses Trägers 1 ist eine Metallschicht 4 aufgebracht, in welche in gleicher Weise wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch den Elektronen- oder Laserstrahl Löcher 5 eingeschossen werden.
• Der Vorteil des Verfahrens nach Fig. 2 gegenüber dem nach Fig. 1 besteht darin, daß hier die Energiedichte des Strahles geringer sein kann, weil die Wärmeableitung durch den Träger 1 wesentlich geringer ist als bei dem Verfahren nach Fig. 1. Außerdem besteht der weitere Vorteil, daß sich durch Verwendung einer Schicht 4 eine reproduzierbare Lochtiefe herstellen läßt.
• Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a und 3b wird auf den Träger 1 zunächst eine Fotolackschicht 6 aufgebracht, auf welche der die Information enthaltende Lasers#raIil eintirkt. Die Einwirkungsstellen 7 des Laserstrahles werden vernetzt. Diese Stellen bleiben dann erhalten, wenn man nach dem J?otoresistverfahren die Trägeroberfläche mit einem Lösungsmittel behandelt.
• Die nicht vernetzten Steilen 6 werden herausgelöst und lediglich die vernetzten Stellen 7 bleiben stehen, so daß man dann das in Fig. 3b dargestellte Relief erhält.
• Bei dem Verfahren gemäß Fig 4a und 4b wird die Trägeroberfläche mit einem Film oder einer fotochromen Schicht 8 versehen. Auf diese Schicht wirkt der mit; den Informationen modulierte Laserstrahl ein. Er bewirkt; an den EinwirIni#gsstellen 9 eine Schwärzung der Schicht; B. Wenn nun der Träger 1 aus optisch durchlässigem Material besteht, so kann man im Kontaktverfahren eine Kopie dieser Schwärzungsschicht auf der Oberfläche eines zweiten Trägers 12 herstellen, der mit einer Fotolackschicht'11 versehen ist. Die während der Kontaktbelichtung, beispielsweise mit kurzwelligem Licht 15, vernetzten Oberflächenstellen 10 der Fotolackschicht werden bei der anschließenden Behandlung dieser Fotolackschicht mit einem Lösungsmittel nicht angegriffen und bleiben als Relief stehen, während die nicht belichteten Oberflächenstellen herausgelöst werden.
• Das Verfahren nach Fig. 4a und 4b läßt sich auch in der Weise umkehren, daß der Träger 1 nach Fig. 5a mit einer optische undurchlässigen Schicht 13, z. B. mit einer sehr dünnen Netallschicht, versehen wird. Diese Oberflächenschicht wird von dem auf treffenden Elektronen- oder Laserstrahl durchgeschlagen, so daß in ihr Öffnungen 14 entstehen. Von diesem Muster kann gemäß Fig. 5b wiederum eine Kontaktkopie auf einem zweiten Träger 12 hergestellt werden, der mit einer Fotolackschicht 17 versehen ist. In gleicher Weise wie in der Darslellung gemäß Fig. 4b werden die belichteten Teile 14 dieser votolackschicht vernetzt, während die nicht; belichteten Teile nach dem L~otoresistverfatlren mit hilfe eines Lösungsmittels herausgelöst; werden. Der Träger 12 weist dann wiederum das die Informationen darstellende Relief auf.
• Wird für die Erzeugung des Reliefs ein Laserstrahl benutzt, so kann man hierfür einen Festkörperlaser' einen Gaslaser oder einen Flüssigkeitslaser einsetzen. Zur Erzeugung von Riesenimpulsen kann dieser Laser noch mit einem sog. Güteschalter ausgestattet werden.
• Während man bei den Verfahren nach den Big. 1, 2, 3a und 3b von den hergestellten Trägern Abdruckkopien in gleicher Weise wie bei der Produktion der üblichen Schallplatten herstellen kann, besitzen die Verfahren nach den Fig. 4a, 4b und 5a, Sb den Vorteil, daß eine Vervielfältigung dieser Träger durch Herstellung einer genügenden Anzahl von Kontaktkopien möglich ist.

Claims (10)

1. Patentanspruche

   Ö Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen, vorzugsweise von solchen großer Bandbreite im Bereich von mehreren EIz, auf einem, vorzugsweise mit spiralförmig verlaufenden Rillen versehenen, Träger durch Abtragung oder mechanische Verformung seiner Oberfläche und zum Auslesen solcher Informationen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtragung oder Verformung der Trägeroberfläche durch einen mit den aufzuzeichnenden Informationen modulierten Elektronen- oder Laserstrahl und das Auslesen der gespeicherten Informationen aus dieser Trägeroberfläche oder aus von ihr erzeugten Abdrucken durch mechanische Abtastung erfolgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslesung mit Hilfe eines auf Druckänderungen ansprechenden Abtasters erfolgt und daß der zur Verwendung kommende Träger sowie dieser Druckabtaster derart ausgebildet sind, daß die durch die Druckkraft bewirkte elastische Formänderung der die Informationen enthaltenden Trägeroberfläche wesentlich größer ist als die korrespondierende, auf der Zusammendrückung beruhende Auslenkung der Berührungsfläche des Abtasters.
3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Aufzeichnung auf einen plattenförmigen, bei der Auslesung rotierenden Informati ons träger die den Elektronenstrahl erzeugende Strahlenquelle zentral über dem ruhenden Träger angeordnet ist und daß Mittel vorgesehen sind, die dem Elektronenstrahl zusätzlich zu seiner Modulation durch die aufzuzeichnenden Informationen eine spiralförmige Auslenkung erteilen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeictmet, daß die Mifzeichnung auf einem Träger erfolgt, der mit vorgeformten, spiralförmig auf der Trägeroberfläche verlaufenden Rillen versehen ist und daß aus der Reflexion des Aufzeichnungsstrahles an den syumetrisch verlauSenden Rillenflanken eine Regelgröße zur exakten radialen Führung des Aufzeichnungsstrahles abgeleitet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzuzeichnenden Informationen, vorzugsweise als Frequenzmodulation eines Zwischenträgers, zur Modulation oder Tastung eines Elektronen- oder#'laserst;rahles benutzt; werden, der bei seinem Auf treffen auf dem Träger Löcher verschiedenen Abstandes in der Trägeroberfläche erzeugt; (Fig 1).
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit einer, vorzugsweise metallischen, Oberflächenschicht versehen wird, deren Dicke der gewünschten Frofiltiefe entspricht (Fig. 2).
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzuzeichnenden Informationen, vorzugsweise als Frequenzmodulation eines Zwischenträgers, zur Modulation oder Tastung eines Laserstrahls benutzt werden, der auf die mit einer Fotolackschicht versehene Trägeroberfläche einwirkt, und daß anschli#end die durch den Laserstrahl vernetzten Teile der Trägeroberfläche nach dem Fotoresistverfahren freigelegt werden (Fig. 3a und Db).
8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzuzeichnenden Informationen, vorzugsweise als itequenzmodulation eines Zwischenträgers, zur Modulation oder Tastung eines Laserstrahles benutzt werden, der Schwärzungen der mit einem Film oder einer totochromen Schicht versehenen Trägeroberfläche hervorruft;, daß das Schwärzungsmuster durch optische Kontaktkopie auf die Fotolackschicht eines zweiten Trägers übertragen wird und daß in dieser Lackschicht; nach dem Fotoresistverfahren die vernetzten Teile der Oberfläche freigelegt werden (Fig. 4a und 4b).
9. 9. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzuzeichnenden Informationen, vorzugsweise als Frequenzmodulation eines Zwischenträgers, zur Modulation oder Tastung eines Laserstrahles benutzt werden, der ein partielles Schwächen oder Abtragen einer auf einem optisch durchlässigen Träger aufgebrachten, optisch undurchlässigen Oberflächenschicht bewirkt, daß dieses Oberflächenmuster durch optische Kontaktkopie auf die Fotolackschicht eines zweiten Trägers übertragen wird und daß in dieser Lackschicht nach dem Fotoresistverfahren die vernetzten Teile freigelegt werden (Fig. 5a und 5b).

   zusätzlicher Anspruch 10
10. 10. Verfahren nach Anspruch 1 und folgende, dadurch gekennzeichnet, gekenn- daß als Äufzeichnungsträger eine Metallfolie verwendet wird.