DE2153100B2 - Optisch abtastbarer informationstraeger und einrichtung zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optisch abtastbaren Informationsträger, der aus einem bieg-

ao samen Aufzeichnungsband besteht und bei dem die aufgezeichnete Information in einem breitenmodulierten transparenten Bandteil enthalten ist und beim Ausleuchten des Aufzeichnungsbandes die der Breitenmodulation entsprechende Information in dem

as durch den breitenmodulierten Bandteil ungehindert hindurchtretenden Licht enthalten ist

Zu den wünschenswerten Eigenschaften einer Tonaufzeichnung gehören, daß der Ton mit großer Frequenzbandbreite aufgezeichnet ist und daß der In-

formationsträger kompakt, dauerhaft, leicht herzustellen und billig ist. Ferner soll die Wiedergabe mit Hilfe eines verhältnismäßig einfachen und billigen Abspielgerätes erfolgen können. Diesen Anforderungen genügen, im Gegensatz zu Magnetbändern und Schall-

platten, Informationsträger, die unter Verwendung einer konstanten Lichtquelle optisch abtastbar sind. Insbesondere sind nämlich die Abspielgeräte für Magnettonaufzeichnungen und Schallplatten verhältnismäßig kompliziert und teuer.

Die bekannten optisch abtastbaren Tonaufzeichnungen, z. B. die mit Breiten- oder Sprossenschrift aufgezeichnete Tonspur eines Kinofilms, haben jedoch den Nachteil, daß die Frequenzbandbreite verhältnismäßig klein ist und daß das Filmmaterial verhältnismäßig sperrig sowie empfindlich gegen Kratzer und Beschädigungen, die beim Abspielen unerwünschte Störgeräusche erzeugen, ist. Außerdem ist das Kopieren solcher Filmaufzeichnungen verhältnismäßig teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optisch abtastbaren Informationsträger anzugeben, der Information mit hoher Frequenzbandbreite enthält, verhältnismäßig unempfindlich gegen Beschädigungen ist und einfach kopiert werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen optisch abtastbaren Informationsträger der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Aufzeichnungsband außerhalb des breitenmodulierten Bandteils mit periodischen, in Bandlängsrichtung verlaufenden Tiefenänderungen derart versehen ist, daß das durch die Bandteile mit periodischen Tiefenänderungen hindurchtretende Licht gestreut wird.

Ein solcher Informationsträger ist verhältnismäßig unempfindlich gegen Beschädigungen, die Information kann mit großer Frequenzbandbreite aufgezeichnet werden, und der Informationsträger läßt sich leicht

ücopieren, indem mittels der ursprünglichen Aufzeichnung eine Metallmatrize hergestellt wird, mit der dann die Kopien durch einfaches Pressen erzeugt werden können.

Eine Einrichtung zum Heistelien eines solchen Informationsträgers ist gekennzeichnet durch eine Lichtquelle, einen Modulator zum periodischen Modulieren des von der Lichtquelle ausgesanoten Lichtes, eine Vorrichtung, dip- aus dem ausgesandten Licht ein vvihältnismäßig schmales Lichtbiindel erzeugt, einen im Strahlengang dieses Lichtbündels angeordneten Lichtmodulator, der mit einer Tonsignalquelle gekoppelt ist, ein lichtempfindliches Aufzeichnungsband und eine Optik, die das doppelt modulierte Lichtbündel auf das Aufzeichnungsband wirft.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranspriichen gekennzeichnet. Im folgenden werden Ausführukgsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt ao

F1 g. 1 das Schema einer Einrichtung zum Aufzeichnen von Informationen,

F i g. 2 ein Stück einer mit der Einrichtung nach Fi g. 1 hergestellten Informationsaufzeichnung,

rig. 3 ein Stück einer anderen Form einer Informationsaufzeichnung und

F i g. 4 ein Stück einer weiteren Form einer Informationsaufzeichnung.

Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zum Aufzeichnen von Toninformationen. Ein Laser bzw. eine Lichtquelle 10 emittiert ein Bündel 11 kohärenten monochromatischen Lichtes, das auf eine Blendenplatte 13 mit einem verhältnismäßig schmalen, langen Blendenschlitz 14 gerichtet ist. An den Laser 10 ist ein Energie\ersorgungsteil und ein Modulator 12 angekoppelt, der den Laser periodisch moduliert, so daß das Lichtbündel 11 periodisch ein- und ausgetastet wird. Das modulierte, durch den Blendenschlitz 14 geformte Lichtbündel 11 ist auf einen Lichtmodulator 15 mit einer Blendenöffnung 17 in einem Blendenplattenteil 16 gerichtet. Ein an einem Träger 19 befestigtes winkelförmiges Modulatorteil 18 ist durch ein Solenoid 20 in Vertikalrichtung bewegbar. Das Solenoid 20 bewegt das Modulatorteil 18 so, daß es die Blendenöffnung 17 entweder teilweise oder vollständig abdeckt. Die Steuerwicklung des Solenoids 20 ist an eine Tonsignalquelle 21 angeschlossen, so daß das Modulatorteil 18 entsprechend der Amplitude und Frequenz der von der Tonsignalquelle 21 gelieferten Tonsignale vertikal bewegt wird.

Das durch die Blendenöffnung 17 hindurchtretende zweifachmodulierte Lichtbündel wird durch eine Linse bzw. Optik 22 auf ein lichtempfindliches Band 23 fokussiert. Das lichtempfindliche Band bzw. der Aufzeichnungsträger 23 kann z. B. ein Plastik- oder Azetatband mit einer Photolackschicht sein, die vom Lichtbündel belichtet wird. Das Band 23 wird durch einen üblichen Transportmechanisrous geeigneter Art (nicht gezeigt) kontinuierlich von einer Abwickelspule 26 über Rollen 24 und 25 auf eine Aufwickelspule 27 transportiert. Im Betrieb wird das Laserstrahlenbündel 11 durch den Modulator 12 mit einer Frequenz moduliert, die größer ist als die höchste Frequenz des auf dem Band 23 aufzuzeichnenden Tonsignals. Beträgt z. B. die obere Tonfrequenzgrenze auf der Tonspur 12 000 Hz, beim Abspielen mit einer Bandgeschwindigkeit von 7,62 cm/sec, so muß die Modulationsfrequenz des Laserstrahlenbündels so gewählt werden, daß auf der Tonspur 8000 Linien pro 2,54 cm erzeugt wraden. Die Modulationsfrequenz des Laserstrablenbundels ist in diesem Fall 24 kHz, d. h. doppelt so hoch wie die höchste Tonfrequenz, Die Höhe der Blendenöffnung 14 ist durch die Modulationsfrequenz und die Laufgeschwindigkeit des Bandes 23 bestimmt, so daß die Modulation auf dem Band 23 gut definiert ist.

Das Modulatorteil 18 des Lichtmodulators 15 ist opak oder lichtundurcbJässig, so daß, wenn es sich vor der Blendenöffnung 17 befindet, durch diese kein Licht hindurchtreten kann- Wie bereits erwähnt, wird das Modulatorteil 18 mit einer der Frequenz der Tonsignale entsprechenden Geschwindigkeit oder Frequenz um eine von der Amplitude der Tonsignale abhängige Strecke bewegt. Wenn das Modulatorteil 18 sich vor der Blendenöffnung 17 befindet, tritt kein Licht durch den Lichtmodulator hindurch, so daß die Photolackschicht auf dem Band unbelichtei bleibt Wenn dagegen unter dem Einfluß des Tonsignals das Moduiatorteil 18 so gesteuert wud, daß es die Blendenöffnung 17 teilweise oder vollständig freigibt, so gelangt die Modulationssignalkomponente von 24 kHz durch die Linse 22 zur Photolackschicht des Bandes 23, die dadurch belichtet wird.

Die Anordnung nach Fig. 1 ist insofern vorteilhaft, als die periodische Modulationskomponente und die Toninformation gleichzeitig auf dem Band aufgezeichnet werden. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, in einem getrennten Verfahrensschritt unter Verwendung einer anderweitigen Vorrichtung der Photolackschicht ein Gittermuster aufzuprägen.

F i g. 2 zeigt ein Stück einer mit der Einrichtung nach Fig. 1 hergestellten Tonaufzeichnung nach entsprechender Behandlung, wozu das Entwickeln der mit dem zweifachmodulierten Laserstrahlenbündel belichteten Photolackschicht gehört. Das Band 30 hat Seitenteile mit der allgemein quer über das Band verlaufenden periodischen Modulation in Form von periodischen Tiefenänderungen in Bandlängsnchtung. Im Mittelteil des Bandes 30 befindet sich ein durch die Tonmodulationshüllkurve 32 begrenzter Teil verhältnismäßig konstanter Dicke. Dieser Mittelteil verhältnismäßig konstanter Dicke ist derjenige Bandteil, der nicht belichtet worden ist, weil das Modulatorteil 18 (Fig. 1) den Durchtritt des Lichtes durch die Blendenöffnung 17 gesperrt hatte. Andererseits handelt es sich bei den Teilen 31 des Bandes 30 um diejenigen Bandteile, die mit der periodischen Modulationskomponente belichtet worden sind und die also die periodischen Tiefenänderungen aufweisen, als das Modulatorteil 18 die Blendenöffnung 17 nicht vollständig verdeckt hat. Bei Ausleuchtung mit einer Lichtquelle, beispielsweise einer Laserlichtquelle oder einer Weiß'ichtquelle in einem Wiedergabegerät wirkt der periodsch modulierte Teil 31 als Beugungsgitter, während der Teil innerhalb der Modulationshüllkurve 32 im wesentlichen das gesamte einfallende Licht ungebeugt durchtreten läßt. Beim Ausleuchten ist somit die Toninformation in dem durch das Band hindurchtretenden ungebeugten Licht enthalten, so daß sie vom signalfreien Anteil des Lichtes, der gebeugt ist, abgetrennt werden kann.

Das Band 30 nach F i g. 2, das dem Band 23 nach F i g. 1 mit entwickelter Photolackschicht entspricht, ist eine Tonaufzeichnungs-Erstmatrize. Mit Hilfe dieser Erstmatrize wird dann eine Nickelmatrize her-

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gestellt, die sodann für das Beprägen oder Bedrucken F i g. 3 zeigt ein Stück einer anderen Ausführung von thermoplastischem oder wärmehärtbarem Band- einer Tonaufzeichnung. Die Tonaufzeichnung wird material, beispielsweise Vinyl, verwendet wird, wobei mit Hilfe der Einrichtung nach Fig. 1 auf dem von jeder Nickelmatrize eine große Anzahl von Band 36 hergestellt. Die behandelte Erstmatrize so-Kopien angefertigt werden kann. So wird die Ton- 5 wie die fertigen Plastikabdruckkopien haben beider- oder sonstige Information schließlich auf ein Vinyl- seits der Auf zeichnung, einen mit periodischen Tiefenband übertragen oder kopiert, auf welche Weise man änderungen versehenen Teil 37 νο,η sich ändernder eine billige Aufzeichnung erhält. Diese Aufzeichnung Dicke sowie einen Mittelteil, der die Toninformation bzw. der Aufzeichnungsträger kann eine Dicke von innerhalb einer Tonmodulationshüllkurve 39 enthält, ungefähr 0,025—0,05 mm und eine Breite von einem jp Die Tonaufzeichnung nach Fig. 3 unterscheidet Bruchteil eines cm haben. Der Aufzeichnungsträger sich von der Tonaufzeichnung nach Fig. 2 darin, ist biegsam oder flexibel und kann ohne weiteres auf daß der in der Dicke wechselnde Teil 37 der Tonspur einer Spule oder in einer Kassette für die Wiedergabe weniger lichtdurchlässig ist, so daß das vom Hintermit einem geeigneten Gerät untergebracht werden. grundteil des Bandes gebeugte Licht zusätzlich ab-Das photolackbeschichtete Originalband hat ein sehr 15 geschwächt wird und folglich in noch geringerem hohes Auflösungsvermögen und ist, im Gegensatz Maße das durch den Mittelteil konstanter Dicke hinzu Kinofilmmaterial, nicht mit einer körnigen Struktur durchtretende Tonsignallicht störend beeinflußt. Eine belastet. Die Originalaufzeichnung läßt sich ohne Methode zur Verringerung der Lichtdurchlässigkeit weiteres auf eine Metallmatrize und dann auf das des tiefenmodulierten Teils unter Beibehaltung des Vinylband umprägen oder umdrucken, wobei nur *p Prägeverfahrens besteht darin, daß man die thermosehr wenig an Auflösung verlorengeht. Femer ist das plastischen oder wärmehärtbaren Bänder vor dem Vinylband widerstandsfähiger gegen Kratzer als Kino- Erhitzen und Beprägen durch das Nickelmatrizenfilm, so daß nach mehrmaligem Abspielen des Bandes band mit einem druckempfindlichen Farbstoff beweniger Kratzstörungen auftreten. handelt. Dadurch wird erreicht, daß beim Erhitzen

Bei einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen as und Prägen der erhöhte tiefenmodulierte Teil der

von Kopien von optischen oder Tonaufzeichnungen Metallmatrize auf die Randteile des Bandes 36 härter

wird ein Oberflächenreliefmuster in organischem preßt oder drückt als im Mittelteil konstanter Dicke,

Plastikmaterial auf eine Metallform übertragen, in- so daß der Farbstoff aktiviert wird und dadurch die

dem die Plastikoberfläche sensibilisiert und aktiviert Lichtdurchlässigkeit der Seitenteile der Tonaufzeich-

wird, dann eine dünne Schicht aus Nickel oder Ko- 30 nung verringert wird.

bait katalytisch aufgebracht wird, diese dünne Zweckmäßigerweise erfolgt das Aufbringen des Metallschicht mit einem stärkeren, elektrolytisch auf- druckempfindlichen Farbstoffs mitteis eines Aufgebrachten Überzug versehen wird und die Nickel- streich- oder Aufrollapplikators, der den dickemodu- oder Kobaltschicht von der Plastikoberfläche abge- lierten Teil der Metallmatrize mit dem Farbstoff nommen wird, wobei die so gewonnene Metallmatrize 35 beschichtet, unmittelbar bevor die Metallmatrize das dann zum Formen oder Pressen von Abdruckkopien Band, auf das die Tonaufzeichnung eingeprägt werden in einem verformbaren Plastikmaterial oder Kunst- soll, beim Durchlaufen der Prägestation erfaßt. Wähstoff verwendet wird. rend des Prägevorgangs wird der Farbstoff auf den

Damit Informationen auf dem Aufzeichnungsband, entstehenden tiefenmodulierten Teil des Bandes übervon den Kopien nach einem Präge- oder Druckver- 40 tragen. Bei der Übertragung des Farbstoffs wird die fahren hergestellt werden sollen, untergebracht wer- geriefelte Oberfläche des an die Tonmodulationsden können, muß die Information vom übrigen Teil hüllkurve angrenzendes Flächenbereichs der Nickeides Bandes sich so abheben, daß eine Reproduktion matrize vom Farbstoff benetzt, und dieser Farbstoff durch Prägen möglich ist. Dieses Erfordernis ist bei wird zur Prägestation mitgenommen, wo er auf den der vorstehend beschriebenen Tonaufzeichnung da- 45 entstehenden tiefenmodulierten Teil des Bandes überdurch erfüllt, daß die Toninformation in einem Band- tragen wird. Die glatte Oberfläche des Bereiches teil verhältnismäßig konstanter Dicke enthalten und innerhalb der Tonmodulationshüllkurve wird nicht vom übrigen Teil des Bandes, der von der periodi- vom Farbstoff benetzt und überträgt daher keinen sehen Modulation in Form von Tiefenänderungen Farbstoff aaf den entsprechenden Flächeabereich dei besetzt ist, getrennt ist so auf das Band eingeprägten Tonspur.

Der im Zusammenhang mit Fig.! beschriebene Eis anderes Verfahren zur Verringerung derTrans-Lichtmodulator IS ist vom »geschlossenen« Typ, parenz des erhöhten tieienmodulierten Teils der Tonindem das Modulatorteü 18 lichtundurcbJässig ist spar besteht darin, daß man in der oben beschrie-Man kann statt dessen auch einen Lichtmodulator beaea Weise einen in den verschiedensten Kohlenvom »offenen« Typ verwenden, bei dem das licht- 35 Wasserstoffen löslichen Nkkelkomplex-Farbstaff aufbände! normalerweise abgedeckt ist raid der Mode- trägt In gleicher Weise kann man Druckfarben, anlator unter Steuerung durch Tonsignale den licht- derzeitige Farbstoffe oder anderweitige pigmentierte durchtritt freigibt In diesem FaH enthält bei der in Dispersionen verwenden. Ein HauptgesiGatspuakt. F i g. 2 gezeigten Tonaufzeichnung der von der Mo- der bei der Wahl des Farbstoffs zu berÜGksichtigeB dulationshüHkurve begrenzte Mittelteil die Tiefen- 60 ist, ist jedoch sein optisches Absorptionsvermögerj änderungen, während die verbleienden Randteile Sir die Wellenlänge des zum Ablesen oder Abspielen des Bandes konstante Tiefe haben. Es kann also die der Tonaufzeichnung verwendetes lichtes. Beispiels-Toniaformatioa entweder in dem durch den Mittel- weise ergibt ein gelber Nickeikomplex-Fiubstoff eine teil des Bandes nach F i g. 2 hindnrehtretenden Licht spezifische Absorption für 4416 A- Verwendet mar oder in dem durch die Randteile des Bandes hin- €5 Weißlicht aas einer Welframfadenlanipe, so ist fin durchtretenden Licht enthaften sein. Ia beiden Fallen die Wahl des Farbstoffs die Farbempfindlichkeit da wird das durchtretende licht von dem die Tiefen- Photodiode maßgeblich,
änderungen enthaltenden BandteQ gebeugt F i g. 4 zeigt ein Stack einer witereu Form eiaei

Tonaufzeichnung. Bei dem Aufzeichnungsband 40 handelt es sich um ein Band, das von einer Matrize kopiert ist, die mit der Einrichtung nach F i g. 1 angefertigt worden ist. Das Aufzeichnungsband 40 unterscheidet sich von dem Aufzeichnungsband 36 mich F i g. 3 darin, daß die gefärbten und die transparenten Bandteile vertauscht sind. Um dies zu erreichen, arbeitet man bei der Herstellung der Originaltonaufzeichnung mit einem Lichtmodulator vom offenen Typ, wie oben beschrieben, wobei die Photolackschicht des Originalbandes entsprechend der Amplitude und Frequenz der Tonsignale mit dem Laserstrahlenbündel belichtet wird. Bei der von einer solchen Tonaufzeichnung angefertigten Metallmatrize ist der gerasterte oder tiefenmodulierte Mittelteil höher als die angrenzenden Randteile mit konstanter Dicke. Beim Prägen des thermoplastischen oder wärmehärtbaren Bandes mit dieser Metallmatrize wird daher der größte Druck in dem die Tiefen

änderungen 43 enthaltenden Mittelteil des Bandes, der den Farbstoff trägt, erzeugt. Beim Ausleuchten während der Wiedergabe enthält das durch die Bandteile bzw. Randteile 41 des Bandes 40 hindurchtretende Licht die Toninformation, während etwa durch den von der Modulationshüllkurve 42 begrenzten Mittelteil hindurchtretendes Licht durch die Tiefenänderungen 43 gebeugt und außerdem durch den Farbstoff 44 im gesamten Mittelteil gestreut wird.

Vorstehend wurde die Erfindung in Anwendung auf Tonaufzeichnungen erläutert. Man kann jedoch auch andere als Toninformationen in der beschriebenen Weise aufzeichnen, indem man an Stelle dei Tonsignalquelle nach Fig. 1 eine Quelle der gewünschten Informationssignale vorsieht. Beispielsweise kann man den Lichtmodulator auch mi Datensignalen in binärer oder anderweitiger Forn steuern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Optisch abtastbarer Informationsträger, der aus einem biegsamen Aufzeichnungsband besteht und bei dem die aufgezeichnete Information in einem breitenmodulierten transparenten Bandteil enthalten ist und beim Ausleuchten des Aufzeichnungsbandes die der Breitenmodulation entsprechende Information in dem durch den breitenmodulierten Bandteil ungehindert hindurchtretenden Licht enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsband (30,36, 40) außerhalb des breitenmodulierten Bandteils mit periodischen, in Bandlängsrichtung verlaufenden Tiefenänderungen (38,43) derart versehen ist, daß das durch die Bandteile mit periodischen Tiefenänderungen hindurchtretende Licht gestreut wird.

2. Informationsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der periodischen Tiefenänderungen größer ist als die höchste Frequenz der Information.

3. Informationsträger nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Aufzeichnungsband aus thermoplastischem Material besteht und die aufgezeichnete Information Toninformation ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Toninformation in einem ersten Teil im wesentlichen konstanter Dicke längs der Mitte des Bandes (36) aufgezeichnet ist und daß an diesen ersten Teil ein weniger transparenter zweiter Teil (37) angrenzt, der die in Bandlängsrichtung verlaufenden periodischen Tiefenänderungen (38) enthält.

4. Informationsträger nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Aufzeichnungsband aus thermoplastischem Material besteht und die aufgezeichnete Information Toninformation ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Toninformation in breitenmodulierten Randteilen (41) des Aufzeichnungsbandes (40) aufgezeichnet ist, die eine im wesentlichen konstante Dicke haben und praktisch vollständig lichtdurchlässig sind (Fig.4), und daß die Bandmitte die periodischen Tiefenänderungen (43) aufweist sowie eine geringere Transparenz hat als die an ihn angrenzenden zwei Bandteile (41).

5. Informationsträger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Tiefenänderungen (38, 43) aufweisende Bandteil (37) einen den Durchtritt des Lichtes behindernden Farbstoff enthält.

6. Einrichtung zum Herstellen eines optisch abtastbaren Informationsträgers nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (10), einen Modulator (12) zum periodischen Modulieren des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes (11), eine Vorrichtung, die aus dem ausgesandten Licht ein verhältnismäßig schmales Lichtbündel erzeugt, einen im Strahleneingang dieses Lichtbündels angeordneten Lichtmodulator (15), der mit einer Tonsignalquelle (21) gekoppelt ist, ein lichtempfindliches Aufzeichnungsband (23) und eine Optik (22), die das doppeltmodulierte Lichtbündel auf das Aufzeichnungsband wirft.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtmodulator (15) den Durchtritt des Lichtbündels in Abhängigkeit von der Amplitude der Tonsignale derart sperrt, daß ' './ auf dem Aufzeichnungsband ein Mittelteil konstanter Dicke entsteht, an den Randteile angrenzen, die die periodischen Tiefenänderungen enthalten.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtmodulator (15) das Lichtbündel in Abhängigkeit von der Amplitude der Tonsignale derart durchläßt, daß auf dem ίο Aufzeichnungsband ein die periodischen Dickenänderungen enthaltender Mittelteil (42) aufge-, ,' ' , zeichnet wird, an den sich zwei Bandteiie (41) ■konstanter Dicke anschließen, die die Toninformation enthalten.