DE2213920A1

DE2213920A1 - Informationsspeicher und Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung hierzu

Info

Publication number: DE2213920A1
Application number: DE19722213920
Authority: DE
Inventors: Jon Kaufmann Clemens
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1971-03-22
Filing date: 1972-03-22
Publication date: 1972-09-28
Also published as: DE2265437C2; JPS5267316A; ES401079A1; JPS53694B1; AT371280B; DE2265676C2; DE2265436C2; JPS5282210A; JPS531650B2; HK31976A; SE7505778L; AU471890B2; JPS5416211B2; MY7600167A; SE7505780L; AT346090B; GB1392203A; AT365813B; CA1011875A; AT371279B

Description

RCA 64,124 .

U.S. Serial Wo: 126,772
Filed: March 22, 1971

RCA Corporation New York, N. Y., V.St.A.

Informationsspeicher und Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung hierzu.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Informationsspeicher und dazugehörige Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtungen und betrifft speziell ein auf neuartige Weise mit Kapazitätsschwankungen arbeitendes System, welches unter anderem eine verhältnismässig billige Massenvervielfältigung und einefache Technik des Abspielens von Videoaufzeichnungen für schwarzweiße oder farbige Bilder erlaubt.

Es sind viele Arten der Aufzeichnung von Informationen bekannt. Das elektromechanische Prinzip wie es beispielsweise bei einem gewöhnlichen Plattenspieler mit piezoelektrischem Wandler verwirklicht ist, bringt gute Ergebnisse bei begrenzten Bandbreiten (beispielsweise bei Schallaufzeichnungen).

Bei Magnetbandaufzeichnungen wurde durch das Schrägschriftverfahren die speicherbare Bandbreite gegenüber dem zuvor üblichen Längsschriftverfahren vergrössert, sodaß eine Aufzeichnung von Videofrequenzen auf Magnetband als Speichermedium möglich ist.

Man hat auch schon Videosignale auf eine Schallplatte aufgezeichnet, indem man durch "Bandbreiten-Umsetzung" (bandwidth conversion) die Aufzeichnung von Signalen niedrigerer Frequenz auf eine Schallplatte ermöglichte. Die aufgezeichneten niederfrequenten Signale werden abgetastet und unter Verwendung

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einer Speicherröhre in videofrequente Signale zur Darstellung eines Fernsehbildes umgesetzt.

Die vorgenannten und ebenso andere vergleichbare Systeme haben verschiedene Mangel wie zum Beispiel das Fehlen· einer für Videofrequenzen ausreichenden Bandbreite, ungenügend lange Spieldauer, hohe Kosten der Massenvervielfältigung oder teure Abspielgeräte. So ist das Magnetband für Videoaufzeichnungen ein verhältnismässig teures Medium. Wenn man für Videoaufzeichnungen eine Schallplatte mit niedriger Bandbreite verwendet, dann sind die notwendigen Einrichtungen zur Bandbreiten-Umsetzung für das normale Käuferpublikum zu teuer.

In jüngster Zeit ist eine Speichertechnik für Videosignale entwickelt worden, bei der die Videosignale elektromechanisch auf eine dünne biegsame Platte aufgezeichnet und von ihr abgetastet werden. Beim Abspielen wird die Platte über einen zentralen Mitnehmer mit einer Drehzahl von etwa 1500 Umdrehungen je Minute angetrieben, v/obei sie auf einem Luftpolster über einem ortsfesten Tisch rotiert. Die gewonnenen Ausgangssignale haben genügende Bandbreite, um ein schwarzweisses Fernsehbild erzeugen zu können. Bei diesem System ist die Vervielfältigung von Platten zwar verhältnismässig billig, die Spieldauer ist jedoch begrenzt wegen der verhältnismässig hohen Drehgeschwindigkeit der Platte und wegen der Tatsache, daß nur eine Seite der Platte bespielt ist.

In einer etwa gleichzeitig von der Anmelderin beim Deutschen Patentamt eingeiächten Patentanmeldung, die auf den Erfinder Thomas O. Stanley zurückgeht, ist eine Wiedergabetechnik für Videoplatten beschrieben, bei welcher geometrische Änderungen am Boden einer auf der Platte befindlichen Spiralrille bei Drehung der Platte auf einem Plattenteller derart mit einer in der Rille laufenden und eine leitende

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Elektrode enthaltenden Abtastspitze zusammenwirken, daß sich Kapazitätsschwankungen ergeben, die Videosignalen entsprechen.

Gemäss"einer Ausführungsform der Erfindung enthält ein vorzugsweise plattenförmiger Informationsspeicher am Boden einer auf seiner Oberfläche befindlichen Spiralrille ebenfalls geometrische Veränderungen, die beim Abspielen mit einer in der Rille laufenden Nadelelektrode derart zusammenwirken, daß sidi den aufgezeichneten Informationen entsprechende KapazitätsSchwankungen ergeben. Bei dem erfindungsgemässen Prinzip besteht jedoch die mit der Rille versehene Plattenfläche aus leitendem Material, welches mit einer dünnen Schicht aus Dielektrikum überzogen ist. Die Formen der Nadel und der Rille sind vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, daß während des Abspielens eine Fläche der leitenden Nadelelektrode von dem in seiner Geometrie modulierten leitenden Material am Boden der Rille nur durch die darüber befindliche dünne dielektrische Schicht getrennt ist. Bei Relativbewegung von Nadel und Rille zueinander ergibt sich eine ausreichend lineare Beziehung zwischen den die Information darstellenden GeometrieSchwankungen am Rillenboden und der von Nadelelektrode und leitender Plattenoberfläche gebildeten Kapazität. Eine auf solche Kapazitätsschwankungen ansprechende Schaltungsanordnung kann die aufgezeichnete Information leicht in Form elektrischer Signale mit genügendem Störabstand bereitstellen. Aufgrund der beschichteten leitenden Oberfläche der Platte sind verschiedene Aufzeichnungen auf beiden. Plattenseiten möglich, wobei die Wiedergabe der einen Plattenseite durch die auf der anderen Plattenseite aufgezeichnete Information praktisch nicht gestört wird.

Wenn man das erfindungsgemässe Prinzip in Zusammenhang mit der oben beschriebenen Platte für die Speicherung breitbandiger Signale anwendet, dann gelangt man zu einer Videospei cherteclinik, deren Vorteile darin bestehen, daß man die

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von der Schallplattenpressung her bekannten verhältnismässig billigen Verfahren zur Massenvervielfältigung von Aufzeichnungen anwenden kann (wobei noch die notwendige Metallisierung und Beschichtung hinzukommt), daß ferner das Grundmaterial für den Aufzeichnungsträger ein verhältnismässig billiges thermoplastisches Material beispielsweise der Vinylgruppe sein kann und daß man schließlich beim Abspielgerät· die Technik des Plattentellerantriebs und des Plattenwechselns heranziehen kann, wie sie ähnlich von herkömmlichen Schallplattenspielern her bekannt ist. Ausser-•dem liefert die erfindungsgemässe Speichertechnik eine für schwarz-weiße oder farbige Bilder ausreichende Bandbreite bei einer beträchtlich geringeren Drehzahl der Platte (z.B. 360 U/min) als sie bei der oben beschriebenen luftgepolsterten biegsamen Platte erforderlich ist. Hierdurch wird die Spieldauer einer Plattenseite des gleichen Durchmessers wesentlich grosser. Weiterhin bringt die erfindungsgemäss vorhandene Möglichkeit, beide Seiten der Platte zu bespielen, eine weitere Verlängerung der Spieldauer je Platte um den Faktor 2, verglichen mit den nur einseitig bespielbaren Platten des oben beschriebenen luftgepolsterten Systems.

Annehmbare Fernsehbilder lassen sich gemäss einer typischen Ausgestaltung der Erfindung mit dem Abspielen einer aus Vinylkunststoff bestehenden Platte gewinnen, deren Oberfläche mit einer aufgedampften etwa 500 Angström ( ü ) dicken Metallschicht beispielsweise aus Aluminium überzogen ist, über welcher sich eine etwa ebenso dicke dielektrische Schicht z.B. aus Polystyrol befindet. Für eine Abspielgeschwindigkeit der Platte von 360 Umdrehungen je Minute können die Kenngrößen der Rille beispielsweise folgende Werte haben: Eine Rillendichte von 40 Rillen auf einen Millimeter (1000 Rillen pro Zoll), eine Rillenbreite von 11 ^um und eine gesamte Rillentiefe von 5 11m. Die Rillenwände können leicht gekrümmt sein, wobei die Abtastspitze entsprechende Form haben soll. Der Abtaster besteht beispielsweise aus einem geeignet geformten Körper (beispielsweise ein Saphir), der eine leitende !elektrode trägt

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(beispielsweise aus einem Material wie Tantal, welches durch Abtragen in Vakuum auf den Körper aufgebracht ist). Die mit dem Rillenboden zusammenwirkende Fläche der Elektrode hat in Längsrichtung der Rille eine Abmessung von etwa 0,3 ^m und quer zur Rille eine Abmessung von etwa · 5 /Um.

Die Informationsspur am Rillenboden besteht typischerweise aus einem Muster erhabener und vertiefter Bereiche, wobei die ersteren unveränderten Teile des Rillenbodens sind, während die letzteren gegenüber dem normalen Rillenboden um etwa 0,4^m vertieft sind. Es lassen sich verschiedene Muster heranziehen: Ein Basisband - Muster, worin die Videosignale durch die relative Breite einer zentralen Vertiefung gegenüber den angrenzenden erhabenen Bereichen am Rillenboden dargestellt werden; ein AM-Trägermuster worin eine von den Videosignalen amplitudenmodulierte Trägerfrequenz durch aufeinanderfolgende Paare von Bereichen dargestellt ist, wobei die Amplitude des Videosignals im ersten Bereich' eines jeden Paars die relative Breite einer mittleren Vertiefung gegenüber den angrenzenden Erhebungen bestimmt und im darauffolgenden Bereich eines jeden Paars die relative Breite einer mittleren Erhebung gegenüber den angrenzenden Vertiefungen auf komplementäre Weise bestimmt; und ein FM-Trägermuster, worin sich quer über die Breite des R^llenbodens erstreckende Vertiefungen mit quer über die'Breite des Rillenbodens erstreckenden Erhebungen abwechseln und der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden gleichartigen Bereichen (z.B. zwischen aufeinanderfolgenden Vertiefungen) mit der Amplitude des Videosignals variiert.

Die Originalaufzeichnung der Videoinformation auf eine Mutterplatte, von der Kopien hergestellt werden können, kann durch verschiedene Verfahren erfolgen, einschließlich elektromechanischen) Schneiden und optische Abtastung. Eine Technik, die eine besonders genaue Abtastung ermöglicht und gernäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der

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Erfindung angewendet wird, bedient sich jedoch eines Raster.' -. Elektronenmikroskops zur selektiven "Belichtung " einer Photoresist-Schicht in den Rillen einer Gitterplatte aus Nickel. Die Belichtung erfolgt entsprechend der aufzuzeichnenden Information nach dem gewünschten Muster (z.B. Basisband, M oder FH). Die anschliessende Herstellung von Vinyl - Kopien kann auf ähnliche Weise erfolgen, wie die Vervielfältigung von Schallplatten. Zur endgültigen Fertigstellung solcher Kopien wird in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen erfindungsgemässen Prinzip die Oberfläche jeder Kopie noch mit einem metallischen und einem dielektrischen Überzug versehen.

Beim Abspielen einer Plattenkopie können verschiedene Verfahren angewendet werden, um aus den zwischen der Abtasterelektrode und der Metallfläche der Platte auftretenden Kapazität sSchwankungen Signale für die bildliche Wiedergabe zu gewinnen. Beispielsweise kann mit der hierdurch gebildeten veränderlichen Kapazität die Resonanz eines von einem HF-Oszillator angeregten Schwingkreises verändert werden. Eine geeignete Detektorschaltung kann die Resonanzänderungen in Amplitudenänderungen eines Ausgangssignals umsetzen, welches dann je nach dem auf der Platte befindlichen Modulationsmuster in besonderer Weise verarbeitet wird, um daraus beispielsweise Videoausgangssignale zur Steuerung eines Monitors mit Videoeingang oder modulierte HF-Signale zur Einspeisung in die Antennenbuchsen eines Fernsehempfängers zu gewinnen.

V/eitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung gehen aus nachstehender Beschreibung hervor, in welcher Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen erläutert sind.

Figur 1 zeigt perspektivisch einen Teil eines mit einer Rille versehenen erfindungsgemässen Aufzeichnungsträger .- und einen Teil der Spitze eines erfindungsgemässen

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der Rille folgenden Abtasters;

Figur 2 zeigt in einer Querschnittsansicht das Profil der in Figur 1 dargestellten Rille und die Lage der darin laufenden Abtastspitze;

Figur 3 zeigt einen Schnitt in Längsrichtung der in Figur 1 gezeigten Rille;

Figur 4 ist eine Draufsicht auf eine Aufzeichnungsrille zur Veranschaulichung der Breite der Informationsspur und verschiedener darin enthaltener Modulationselemente;

Figur 5 zeigt perspektivisch die Spitze eines Abtasters in einer besonderen Ausgestaltung;

Figur 6A ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Rille, welche die aufgezeichnete Information in Form eines amplitudenmodulierten Trägersignals enthält;

die Figuren 6 B bis 6 D sind Diagramme zur Veranschaulichung der KapazitätsSchwankungen, die von einem über den in Figur 6 A dargestellten Rillenabschnitt laufenden Abtaster gefühlt werden:

Figur 7A ist die Draufsicht auf einen Teil einer.Rille, welche die aufgezeichnete Information als frequenzmoduliertes Trägersignal enthält;

Figur 7B zeigt, in einem Diagramm die Kapazitätsänderungen, die von einem über den in Figur 7 A dargestellten Teil der Rille fahrenden Abtaster gefühlt werden;

Figur 8 zeigt teilweise in Blockform einen Generator für die aufzuzeichnenden Signale und eine Schaltungsanordnung für die erfindungsgemässe Aufzeichnung entsprechend den in den Figuren 1, 6 A oder 7 A dargestellten Mustern;

Figur 9 veranschaulicht schematisch in Teilbildern 9 A bis 9 J ein Verfahren zur Herstellung einer Videospei cherplatte gemäss der Erfindung;

Figur 10 ist eine Draufsicht auf einen Mechanismus zum Abspielen der nach Figur 9 hergestellten Platte und zeigt einen Abtastarm und einen Teil des Plattenspielers

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Figur 11 ist eine Seitenansicht des in Figur 10 gezeigten Mechanismus und zeigt den Plattenteller, die Antriebsvorrichtung und den Abtastarm;

Figur 12 ist eine Frontansicht des in Figur 10 gezeigten Mechanismus und zeigt den Abtaster und die Antriebsvorrichtung für den Abtastarm;

Figur 13 ist eine Frontansicht des in Figur 10 gezeigten Abtastarms und zeigt die Anordnung des Abtasters am •Abtastarm, ein Schutzgehäuse und die Videoplatte;

Figur 14 zeigt Einzelheiten einer in Figur 10 gezeigten Gelenksanordnung;

Figur 15 zeigt teilweise in Blockform das Schaltbild einer Schaltungsanordnung zur Verarbdtung dermit dem /bspielgerät nach Figur 10 erfassten Kapazitätsänderungen gemäss der Erfindung.

In Figur 1 ist ein Teil eines Speichermediums 10 zu sehen, welches eine R₁IIe 14 enthält, in der ein Abtaster 20 geführt ist. Das Speichermedium 10 kann die Form eines Bandes oder eines Blattes haben, in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung besteht es jedoch aus einer runden Platte mit einer darauf befindlichen spiraligen Rille. Die Platte sei aus thermoplastischem Material, z.B. aus Vinylkunststoff, wie er bei Schallplatten verwendet wird. Bei einem solchen Platten-, typ als Speichermedium kann das Abspielgerät in mancher Hinsicht ähnlich wie ein Schallplattenspieler aufgebaut sein, d.h. mit einem Plattenteller zur Drehung der Platte, während der Abtaster 20 so gehalten wird, daß er der Spiralrille folgt. Ein solches Abspielgerät wird im einzelnen später noch beschrieben. Es sei hervorgehoben, daß nur ein Teil der eigentlichen Spitze des Abtasters 20 in Figur 1 gezeigt ist, die eine stark vergrösserte Darstellung zur Veranschaulichung der gegenseitigen Zuordnung von Abtaster 20 und Rille 14 ist.

Eine genaue Betrachtung der Plattenrille zeigt, daß· das Grundmaterial des Speichermediums 10 auf seiner Oberfläche mit einer

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leitenden Schicht 11 versehen ist, die z.B. durch Vakuumbedampfung aufgebracht sein kann. Diese Schicht kann beispielsweise aus einem leitenden- Metall wie Aluminium bestehen und bis zu einer Dicke von z.B. 500 S aufgedampft sein. Über der Metallschicht 11 befindet sich eine dielektrische Schicht 12. Das Dielektrikum für die Schicht 12 kann beispielsweise Polystyrol sein und ebenfalls 500 2 dick sein.

Die Figur 1 zeigt die Topologie der Plattenoberfläche für einen sehr kleinen Teil der Spiralrille 14 mit den darin befindlichen Modulationselementen 18. Die in Figur 1 als Beispiel gezeigte Modulationsart ist eine Basisband-Modulation, bei welcher das Informationssignal ohne Verwendung eines Trägersignals direkt aufgezeichnet ist. Andere ebenfalls verwendbare Modulationsarten werden später beschrieben. Die Elemente 18 erscheinen als Erhebungen oder Vorwölbungen in einer Informationsspur 16. Die Elemente 18 (die in einer später beschriebenen Weise gebildet werden) erzeugen Kapazitätsänderungen zwischen dem Abtaster 20 und der Metallschicht 11. .

Wenn die Elektrode 23 über die Modulationselemente 18 fährt und diese abtastet, ändert sich die in unmittelbarer Nähe der Elektrode 23 befindliche Fläche der Metallschicht 11 entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal. Die Informationsspur 16 nimmt einen wesentlichen Anteil der Rillenfläche ein, damit die Differenz zwischen der abgefühlten maximalen, und minimalen Kapazität möglichst groß ist. Die übrigen Flächenteile der Rille bilden die Rillenwände 15, die den Abtaster 20 halten. Zur bestmöglichen Ausnutzung der gesamten Plattenoberfläche wird man die Stegflächen so schmal wfe möglich machen. Die relative Größe der Stegflächen ist zur Veranschaulichung in Figur 1 übertrieben dargestellt.

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Der eingetiefte Teil der Informationsspur (d.h. zwischen den Modulationselementen 18) hat nahezu gleichmässige Tiefe, wie es durch die Tiefenabmessung 17 der Informationsspur 16 in Figur 1 gezeigt ist. In einem typischen Ausführungsbeispiel beträgt die Tiefe 17 der Spur 16 etwa 0,4.,4m, die Rillentiefe etwa 5Mm. und die Rillenbreite etwa

Der in Figur 1 gezeigte Abtaster 20 enthält 2 dielektrische Halteblöcke 21 und 22, in denen eine leitende Elektrode 23 eingebettet ist. Die Elektrode 23 sei am unteren Ende des Abtasters, wo sie die Rille 14 berührt, beispielsweise etwa 0,3^m dick und etwa 5 j«-ni breit.

Zur Herstellung des Abtasters 20 kann beispielsweise ein leitendes Material wie Tantal durch Vakuumbedämpfung (Abtragung im Vakuum) auf einen Saphirblock 21 aufgebracht werden, um die Elektrode 23 zu bilden. Um die gewünschte Elektrodenform zu erhalten, kann der Block dabei teilweise von einer Maske abgedeckt werden, und der Bedampfungsprozess wird zur Erzielung einer gleichmässigen Tantalschicht der gewünschten Dicke entsprechend kontrollia?t. Anschliessend wird der zweite Halteblock 22 mit der Elektrode 23 verbunden, wobei als Bindemittel beispielsweise eine aufgedampfte Glasschicht 24 dienen kann, sodaß eine Sandwich-Anordnung mit der darin eingebetteten Elektrode entsteht. Anschliessend wird der Abtaster in einer ein feines Schleifmittel enthaltenden Rille geschliffen, um seine Spitze dem Querschnitt der Rille 14 im großen und ganzen anzupassen. Eine andere /usführungsform des Abtasters 20 ist in Figur 5 dargestellt und wird später noch beschrieben.

Figur 2 zeigt die in Figur 1 dargestellte Rille im Querschnitt und die Lage des Abtasters 20 in dieser Rille.

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In Figur 2 sind.die auch in Figur 1 dargestellten Teile mit jeweils den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Die Rille 14 hat insgesamt einen kreisförmig gebogenen Querschnitt, und die Spitze des Abtasters 20 ist in ihrer Form diesem Rillenquerschnitt angepaßt und ist in Berührung mit der Rille. Weil die über der metalisierten Platte liegende Schicht 12 dielektrisch ist, kann die freiliegende Oberfläche der Elektrode 23 des Abtasters 20 in Berührung mit der Schicht 12 gebracht werden* sodaß das Verhältnis von maximaler zu minimaler Kapazität zwischen der Elektrode 23 und der Matallschicht 11 besonders groß ist, wenn die Elektrode die Platte abtastet. Wenn die dielektrische Schicht gleichmässig ist, "bleibt der Abstand zwischen der Elektrode 23 und den Modulationselementen 18 ziemlich konstant, sodaß Abtaster unterschiedlicher Abmessung oder abgenutzte Abtaster immer noch eine ausreichende Wiedergabequalität bringen. Eine dielektrische Schicht aus Polystyrol hat einen verhältnismässig geringen Reibungskoeffizienten und verringert somit die Abnutzung des Abtasters.

Die Bewegung des Abtasters 20 bezüglich der Rille 14 erfolgt senkrecht zur Zeichenebene der Figur 2. Wenn die Elektrode 23 über die Modulationselemente 18 streicht, dann ändert sich die unmittelbar unter der Elektrode befindliche Fläche der metallisierten Platte, sodaß ein veränderlicher Kondensator entsteht, dessen Kapazität sich entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal ändert.; Bei den oben angegebenen Abmessungen liegt die Metallfläche der die Modulationselemente 18 umgrenzenden vertieften Bereiche der Informations spur 16 mehr als 0-,4y^m_;von. der Elektrode 23 entfernt, während die Metallfläche 11 der Modulationselemente 18 nur etwa 500 Ä von der Elektröde:;:23-1 entfernt ist. Da die Gesamtfläche 11 unterhalb der,Elektrode 23 konstant ist, wird die Kapazität zwischen Elektrode

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und Metallschicht im wesentlichen von demjenigen Bereich d?r Metallschicht bestimmt, der zu den Modulationselementen 18 gehört. Die so gebildete Kapazität ist erstens eine Funktion der Fläche der festen Elektrode, die den einen "Belag " der Kapazität bildet und konstant ist, zweitens eine Funktion der ebenfalls konstanten Dicke der dielektrischen Schicht 12 und drittens eine Funktion der metallisierten Fläche 11 der verschiedenen in Figur 1 gezeigten. Modulationselemente 18.

Figur 3 ist eine Ansicht eines Schnitts in Längsrichtung der in Figur 1 dargestellten Rille 14 und zeigt die Modulationselemente 18 in angeschnittener Seitenansicht. Da die Platte einen leitenden Belag hat, ist die Elektrode des Abtasters wirksam von äusseren Störquellen abgeschirmt, die Kapazitätsänderungen hervorrufen könnten. Solche Störquellen \£ären beispielsweise eine Aufzeichnung oder Oberflächenfehler auf der Plattenrückseite (nicht gezeigt) die ebenfalls bespielbar ist, oder Fehler im Speichermedium 10 selbst. Zwischen der Metallschicht 11 und Masse liegt eine verhältnismäßig -konstante Kapazität in Serie mit der Signalkapazität (d.h. der Kapazität zwischen der Abtastelektrode 23 und der Metallschicht 11). Diese Serienkapazität kann verhältnismässig gross sein und beispielsweise zwischen der Metallschicht 11 und einem leitenden geerdeten Plattenteller oder ande-ren geerdeten leitenden Gegenständen in der Nähe der Metallschicht 11 gebildet werden.

Figur 4 ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Aufzeichnungsrille des in Figur 1 gezeigten Typs und zeigt zwei verschiedene Zustände des aufgezeichneten Signals. Der linke Abschnitt (18) des gezeigten Rillenstücks ist sowohl mit Niederfrequenz als auch mit Hochfrequenz moduliert, während der rechte Abschnitt (18 ') nur mit verhältnismässig niedriger Frequenz moduliert ist. Wenn sich die

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Elektrode 23 über demmit 18' A bezeichneten Ort der Rille befindet, ist die Kapazität minimal. Wenn sich die Elektrode jedoch über dem Ort 18' B befindet, ist sie im engen Kontakt.mit einer größeren Fläche der Metallschicht 11, sodaß eine größere Kapazität gefühlt wird. Am Ort 18' C der Rille -14 ist die Informationsspur 16 vollständig geschlossen, sodaß ' an dieser Stelle eine maximale Kapazität gefühlt wird. Dieser Punkt kann beispielsweise einen Synchronisierimpuls in einem Fernseh-(BAS)-Gesamtsignal darstellen. Wenn der Abtaster längs der Rille' 14 läuft, dann ergeben sich zwischen der Elektrode 23 und der Schicht 11 Kapazitätsänderungen, die dem Modulationssignal entsprechen. Diese Kapazitätsänderungen können elektrisch gefühlt und in Videosignale umgesetzt' -werden, mit denen sich auf einem Fernsehmonitor ein Bild darstellen läßt.

Figur 5 zeigt perspektivisch und stark' vergrößert einen Abtaster 30, der von dem bisher beschriebenen Abtaster darin abweicht, daß er als Halteteil einen einzigen Saphir

enthält. Dieser Saphir hat eine vordere Fläche 31 mit einer schrägen Kante 33, die in eine zweite schräge Kante 35 übergeht. Auf einer rückwärtigen Fläche 34 des Saphirs ist ein leitender Belag 38 aufgetragen, der den Leiter zum Abfühlen der Kapazitätsänderungen bildet. Die Fläche 32 : zwischen der Vorderseite 31 und der Rückseite 34 ist nach innen zur Vorderseite 31 hin abgeschrägt, sodaß der Abtaster etwas Bewegungsfreiheit in der Rille 14 üer Platte hat. Eine₍ entsprechende, jedoch nicht zusehene abgeschrägte Fläche befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der im ganzenfeapezoidförmigen Abtasterspitze. Der Abtaster hat_:an der Vorderseite 31 einen dreieckigen Querschnitt ähnlich dem Querschnitt der Elektrode 38, jedoch wegen der abgeschrägten Seitenflächen etwas schmaler. Die

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Plattenbewegung erfolgt von links nach rechts gemäss dem in Figur 5 gezeichneten Pfeil. Das Halteteil kann aus einem Saphir hergestellt sein, der ursprünglich mit einer Spitze 37 (gestrichelt gezeichnet) ausgebildet ist, die durch Schleifen oder Läppen in der oben im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Weise entfernt wird, um die Abtasterspitze dem Querschnitt der Rille 14 anzupassen. Der leitende Belag 38 kann die gesamte Rückseite 34 des Abtasters 30 bedecken und eine Dicke (39) von beispielsweise 0,3,^m haben.

Figur 6 A ist eine Draufsicht auf eine Rille 14 mit einer Informationsspur 16, deren Breite im wesentlichen die Breite der Rille 14 einnimmt. Die Figur zeigt eine Aufzeichnung in Form eines amplitudenmodulierten Trägers im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Basisband-Aufzeichnungstechnik. Der linke Abschnitt 42 des dargestellten Rillenstücks zeigt den unmodulierten Träger, der aus abwechselnden Bereichen erhabener Elemente 41 (Signalelemente) und vertiefter Zonen 43 (in der Zeichnung schraffiert) besteht. V/enn der (nicht gezeigte) Abtaster die Rille entlangfährt, dann sind die Modulationselemente 41 in Berührung mit dem leitenden Element des Abtasters, während die vertieften Zonen 43 mindestens 0,4 ^m vom Abtaster entfernt sind. Die Kapazität zwischen dem leitenden Element des Abtasters und den Modulationselementen 41 (die natürlich eine Metalloberfläche mit einem dielektrischen Überzug aufweisen) ist schematisch in Figur 6 B durch Impulse 41' dargestellt, die jeweils unterhalb der Signalelemente 41 der Figur 6 A gezeichnet sind. Die Figur 6 C zeigt die Kapazität zwischen dem leitenden Element des Abtasters und den Abschnitten, die den vertieften Bereichen 43 entsprechen. Im Bereich des Abschnittes 42 ist keine nennenswerte Kapazität zwischen dem leitenden Element des Abtasters und der Metalloberfläche am Boden der vertieften Bereiche vorhanden. Figur 6'D

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zeigt die vom Abtaster bei seiner Bewegung längs der Rille 14 gefühlte Gesamtkapazität. Diese Figur kann beispielsweise axLch ein Ausgangs signal der in Figur 15 gezeigten Abtasterschaltung darstellen.

Der in Figur 6 A gezeigte rechte Abschnitt 44 der Rille ist mit einem Informationssignal moduliert, wodurch die Informationsspur in der Rille selektiv in dem dargestellten Muster geschnitten ist. Die in Figur 6 A gezeigten aufeinanderfolgenden Einzelbereiche 45 bis 50 bilden die in Figur 6 B gezeigten Kapazitätswerte 45', 47' und 49' und die in Figur 6 C gezeigten Kapazitätswerte 46', 48' und 50'. Man erkennt, daß an den Stelen der Modulationselemente die im linken Rillenteil 42 erhabenen schmalen Bereiche 41 im rechten Rillenteil 44 mehr oder weniger große eingetiefte Teile haben, während die im linken Rillenteil vollständig eingetieften Bereiche 43 im rechten modulierten Rillenteil 44 nur über einen mehr oder weniger grossen Teil eingetieft sind. Ein Merkmal dieser Modulationsart besteht darin, daß zusammengehörende Paare (d.h. 45-46,. 47-48 und 49-50) eine im wesentlichen konstante Auflagefläche für den Abtaster bilden, wenn dieser durch die Rille läuft. Trotz dieser im wesentlichen gleichbleibenden Auflagefläche ändert die Modulation die gefühlte Kapazität in Übereinstimmung mit dem aufgezeichneten Informationssignal. Die Grenzen zwischen den unschraffierten und den schraffierten Teilen sind in Figur 6 A stark ausgezogen, um die Modulation hervorzuheben. Figur 6 D zeigt den äbgefühlten gesamten Kapazitätsverlauf über alle Einzelbereiche 45 - 50 und den gezeigten restlichen Teil. Über den Abschnitt 52 des modulierten Rillenteils 44 bleibt die Kapazität konstant, wie es in Figur 6-D gezeigt ist. Wenn man die Figur 6 D als Abbildung des Signalverlaufs am Ausgang der elektrischen Abtasterschaltung (gemäss ^; Figur 15) ansieht, dann bleibt dieses.Signal im'Intervall

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auf einem konstanten Pegel (Null).

Die Figur 7 A ist eine Draufsicht auf einen T_pil einer Rille 14 mit einer Informationsspur 16, die im wesentlichen die gesamte Rillenbreite einnimmt. Es handelt sich hierbei um eine Aufzeichnung in Frequenzmodulation, wobei ein Trägersignal, welches durch die Elemente 53 und 54 im linken Rillenteil dargestellt wird, von dem Informationssignal moduliert werden kann. Die eingetieften Bereiche (z„B. 54) sind in der Zeichnung schraffiert dargestellt. Auf der linken Seite der dargestellten Rille zeigen die eingetieften Bereiche 54 und die dazwischenliegenden Signalelemente 53 einen unmodulierten Träger. Wie bei der im Zusammenhang mit Figur 6 beschriebenen Amplitudenmodulation fühlt der Abtaster zwisehen dem in ihm befindlichen leitenden Element und dem Metallbelag der Platte (von der die dargestellte Rille ein Teil ist) eine maximale Kapazität, wenn sich das leitende Element mitten über einem (erhabenen) Modulationselement befindet und dieses berührt. Wenn sich das leitende Element über einem eingetieften Bereich befindet, dann ist der Abstand zwischen dem leitenden Element und dem Metallbelag der Platte größer und die Kapazität ist kleiner. Bei sich änderndem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden eingetieften Bereichen (z.B. beim Breiterwerden der Elemente 55, 56, 57 und 58) ändert sich die gefühlte Kapazität. Figur 7 B zeigt schematisch die zugehörigen Kapazitätsschwankungen und ist so angeordnet, daß die Kapazitäts-"Impulse" 55', 56', 57' und 58' unter den sie erzeugenden Signalelementen 55 bis

58 der Figur 7 A liegen. Wenn der Abtaster die Modulation abtastet, entsprechen die negativeren Kapazitätswerte der Figur 7 B den gleichmässig breiten eingetieften Bereichen zwischen den Elementen 55, 56, 57 und 53 der Figur 7 A. Der /bstand zwischen aufeinanderfolgenden eingetieften Bereichen ist entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal geändert. Figur 7 B ist zwar eine graphische Dar-

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stellung der Kapazitätsänderungen, sie kann jedoch auch ein von der Abtasterschaltung nach Figur 15 erzeugtes Signal darstellen. Das Verfahren zum Aufzeichnen der Information auf die Videoplatte in den verschiedenen im Zusammenhang mit den Figuren 1-7 beschriebenen Arten wird später im Einzelnen mit der Herstellung der Videoplatte beschrieben.

Das in Figur 1 gezeigte Aufzeichnungsmedium kann von einer Preßmatrize beispielsweise aus Nickel in der gleichen.Weise gepreßt werden, wie es bei der Herstellung von Schallplatten geschieht. Wegen der extrem geringen Abmessungen der Rille und der Modulationselemente ist die Herstellung einer solchen Preßplattenmatrize jedoch verhältnismässig kompliziert. Die Figuren 9 A bis 9 J veranschaulichen die aufeinanderfolgenden Schritte eines Verfahrens, welches als ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung zur Herstellung einer fertigen Videoplatte angewendet■werden kann. Die : Teilfiguren 9 A bis 9 G zeigen ein aus 7 Schritten bestehendes Verfahren zur Herstellung der Plattenmatrize, welches im folgenden ausführlich beschrieben wird:

1-) ■ ■ .

Figur 9 A zeigt eine Trägerplatte 85, äie aus einem 1,27 cm dicken Aluminiumrohling von.35,56 cm 0 gefertigt ist und durch maschinelle Bearbeitung auf 5^m Genauigkeit geebnet ist. Auf die bearbeitete Aluminiumfläche wird eine Schutzschicht aus Pyralin- oder Zelluloid-Polyimid aufgebracht, um zu verhindern, daß der Aluminiumträger durch Gasporen in einer Lackschicht chemisch' angegriffen wird, die als nächstes auf die Trägerplatte aufgetragen wird. Auf die Polyimidoberflache wird eine gleichmässige etwa 0,13 mm dicke Schicht aus Randolf-Aufzeichnungslack aufgebracht« Nach dem Trocknen wird der Lack maschinell auf 5^tm genau geebnet, und die Originalrillen werden in den Lack geschnitten. Die Rillen bestehen aus einer einzelnen am äusseren

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Plattenrand verlaufenden geschlossenen Kreisrille und aus eine.r Spiralrille. Das Schneiden erfolgt maschinell mit einem Saphir-Schneidstichel, dessen i'i^dius 5/tm beträgt. Die Schnittiefe beträgt 12,7^m, und die Ganghöhe der Spiralrille ist so, daß sich eine Rillendichte von etwa 40 Füllen je mm (etv/a 1000 Rillen je Zoll) ergibt.

2.) ■

Nach Beladen der Oberfläche der Lackschicht mit einer Stannochloridlösung wird auf den Lack ein leitender Überzug 87 aus Silber chemisch niedergeschlagen. Auf den Silberüberzug wird dann eine Nickelschicht 88 von 0,254 rma Dicke galvanisch niedergeschlagen, um einaiNickelabzug der Lackschicht herzustellen. YIe in Figur 9 B gezeigt, ist die gesamte Platte in diesem Verfahrensstadium eine Mehrschicht-Anordnung, bestehend aus einer Aluminium-Trägerplatte 85, einer Lackschicht 86 mit den Originalrillen, einem Silberüberzug 87 und einer Wickelschicht 82 mit "nega- > tiven" Rillen (d.h. mit dem Gegenbild der Originalrillen).

Wie in Figur 9 C gezeigt, wird der lückelabzug anschließend auf eine zweite Aluminium-Trägerplatte 90 gekittet, die ähnlich wie die erste Trägerplatte hergerichtet ist. Auf die bearbeitete Oberfläche dieser zweiten Aluminiumplatte wird dann Epoxy-Material 89 gesprüht, worauf die zweite Aluniniumplatte auf die aufgalvanisierte Nickelschicht gepresst v;ird, um den Nickelabzug mit der zweiten Aluminiumplatte zu verbinden. Wenn das Epoxy-Material teilweise ausgehärtet ist, wird der Schichtaufbau in eine Vorrichtung eingespannt, um die beiden Aluminiumplatten an der Stelle A zwisehen der Lackschicht 36 auf der ersten Aluminiumplatte und dem chemischen Silberniederschlag 87 voneinander zu trennen.

Nach der Trennung enthält die zweite Trägerplatte 90 den mit ihr durch das Epoxy-Material verbundenen Nickelabzug 8ti, wobei sich die Silberschicht 87 über dem Nickel befindet. Die Rillen im Nickel sind ein Negativabdruck der Originalrillon

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im Lack. Der Silberüberzug wird nun mit einer Kaliumdichromatlösung passiviert. Hierauf wird, wie in Figur 9 D gezeigt, auf die passivierte Silberschicht eine zweite 0,254 mm dicke Nickelschicht 91 aufgalvanisiert, um als Gegenbild des ersten Flickelabzugs einen zweiten Nickelabzug herzustellen, in dem die Rillen "positiv" (d.h. wie die Originalrillen der Lackschicht) erscheinen.

Eine dritte Aluminiumplätte 9ΰ wird in der gleichen Weise hergerichtet wie die ersten beiden Aluminiumplatten, und auf ihre bearbeitete Oberfläche wird lipoxy-liaterial 92 aufgetragen. V.^Tie in Figur 9 E veranschaulicht, wird die dritte Platte

93 dann auf die den Rillen abgewandte Seite des positiven Nickelabzugs 91 aufgedrückt. Nachdem das Epoxy-Material teilweise ausgehärtet ist, wird der gesamte Schichtaufbau in eine Trennvorrichtung gesetzt, und der positive Nickelabzug wird vom ersten (negativen) Nickelabzug an der Stelle B zwischen dem aufgalvanisierten positiven Nickelabzug 91 und der passivierten Silberschicht 87 getrennt.

Der IJickelabzug 91 tragt auf seiner Oberfläche die positiven Rillen und wird nun gereinigt. Auf die Oberfläche dieses Nickelpositivs, welches im folgenden in Anlehnung an die Fachsprache der Schallplattentechnik als Mutterplatte bezeichnet wird, wird dann ein positiv wirkender Photolack

94 (Photorestist) aufgebracht, wie es in Figur 9 F gezeigt ist. Sobald der Photolack getrocknet ist, wird eine kleine Fläche im Bereich der geschlossenen Rille vom Photolack befreit, und auf die freigelegte Metalloberfläche wird ein Aquadag-Punkt von 1/16'' (etwa 0,16 cm) gesetzt. Neben dem Punkt werden einige Kratzer eingeritzt. Der Punkt und die Kratzer dienen als Auffänger für den Elektronenstrahl eines Rasterelektronenmikroskops, welches beim Aufzeichnen des Informationssignals verwendet wird. Der Punkt

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dient hierbei zum Justieren des Strahlstroms, während die Kratzer zur Fokussierung des Elektronenstrahls dienen. Die Platte ist nun fertig für die Belichtung durch den Strahl des Rasterelektronenmikroskops, um die Spiralrille entsprechend der aufzuzeichnenden ■ Information zu modulieren. Das Aufzeichnen geschieht durch selekt^ives Belichten der Photolackschicht auf der Oberfläche der Mutterplatte und erfolgt zwischen den in Figur 9 veranschaulichten Verfahrensstufen 9 F und 9 G.

Da die Abmessungen der Spiralrille und der darin befindlichen Informationselemente verhältnismässig klein sind, muß die Mutterplatte vor dem Beginn des Aufzeichnungsvorgangs genau ausgerichtet und befestigt werden. Dies geschieht auf folgende Weise:

Nach dem Aufbringen der Photolackschicht auf die Nickel-Mutterplatte wird der Aufbau einschliesslich seiner Aluminium-Trägerplatte auf einem Plattenteller befestigt, der sich in einer Vakuumkammer befindet, die mit einem Rasterelektronenmikroskop zur Belichtung des Photolacks kombiniert werden kann. Bei einer Ausführung des Verfahrens wurde ein Rasterelektronenmikroskop "Stereoscan" Modell No. 2A des Herstellers Cambridge Scientific Instruments Ltd. verwendet. Die Justierung der Mutterplatte erfolgt auf dem Plattenteller mit Hilfe einer Meßuhr, um sicherzugehen, daß die Plattenoberfläche in einer genau horizontalen Ebene innerhalb eines Toleranzbereichs von 10^m (Spitze-Spitze der Abweichung) liegt. Bevor die Kammer evakuiert wird, wird die Platte ausserdem in Augenschein genommen und auf die Mitte des Plattentellers zentriert. Dies geschieht mit Hilfe eines optischen Mikroskops mit ehern Fadenkreuz, unter welches die geschlossene Rille gebracht wird. Die geschlossene Rille ist eine einzelne, getrennte_; über 360 ° laufende Kreisrille am äusseren Rand der Mutterplatte. Unter Drehung des Platten-

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.21 -

tellers wird die Mutterplatte so lange relativ zur Drehachse des Plattentellers verschoben, "bis die geschlossene Rille über eine volle Umdrehung unter dem Schnittpunkt des Fadenkreuzes bleibt (Toleranz 4- 12,7/iim).

Wenn die Mutterplatte auf dem Plattenteller festgelegt und richtig ausgerichtet ist, befindet sie sich in einer solchen Lage, daß der Strahl des Rasterelektronenmikroskops auf den Aquadag-Punkt trifft, der bei der Herstellung der Mutterplatte nahe der geschlossenen Rille vorgesehen wurde. Es sei erwähnt, daß das optische Mikroskop so über dem Plattenteller angeordnet ist, daß die Mitte seines Blickfeldes mit der Mitte der Auftreffläche des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops zusammenfällt. Wenn die Mutterplatte so ausgerichtet ist, daß der Aquadag-Punkt auf der Platte in der Mitte des Blickfeldes des optischen Mikroskops liegt, dann trifft der Strahl des Rasterelektronenmikroskop s auf den Aquadag-Punkt, sobald das optische Mikroskop entfernt und die Säule des Rasterelektronenmikroskops über den Plattenteller gebracht.wird. Nach der optischen Ausrichtung der Mutterplatte wird das optische Mikroskop fortgenommen und die Säule des Rasterelektronenmikroskops wird über die Vakuumkammer gesetzt, die nun evakuiert wird. ·

Der Elektronenstrahl des Rasterelektronenmikroskops fällt auf den Aquadag-Punkt, mit welchem über das leitfähige Nickel ein elektrischer Kontakt hergestellt wird, sodaß der Strahlstrom gemessen werden kann. Der Strahlstrom wird mit Hilfe dieser Messung auf seinen Sollwert eingestellt. Der Plattenteller wird dann leicht verschoben, sodaß der Strä-hl auf die Kratzer neben dem Aquadag-Punkt fällt, und das Rasterelektronenmikroskop wird auf die Kratzer fokussiert, wobei man die normalen Fokussierverfahren für Rasterelektronenmikroskope heranzieht.

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Wenn der Elektronenstrahl fokussiert und der Strahlstrom eingestellt ist, wird der Plattenteller in radialer Richtung nach innen zur ebenen Stegfläche zwischen der geschlossenen Rille und der Spiralrille verschoben. Diese Fläche ist verhältnismässig eben und wird als Eichfläche für ein Lagefühlgerät vom Abgleich-Typ benutzt, welches auf die von der' Oberfläche, des Photolacks auf der Mutterplatte reflektierten Elektronen anspricht. Das Fühlgerät wird auf eine Nullanzeige geeicht, wenn sich der Elektronenstrahl über der verhältnismässig ebenen Stegfläche, es erzeugt jedoch ein Ausgangssignal, wenn der Strahl auf eine abgeschrägte Fläche fällt, und liefert somit eine Information für die Lage des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops relativ zu einer Rille, nachdem das Fühlgerät geeicht ist, wird der Plattenteller radial nach innen verschoben, bis die Spiralrille vom Lagefühlgerät erfaßt v/ird.

Der Plattenteller wird durch ein L_aufwerk gedreht und auf seine Aufzeichnungsgeschwindigkeit gebracht, die beispielsweise 0,9 U/inin beträgt und bis auf Abweichungen von etwa 1 % konstantgehalten wird. Wenn das Lagefühlgerät die genaue Ausrichtung auf die Mitte der Spiralrille anzeigt, dann vrird eine vom Ausgangssignal des Lagefühlgeräts beaufschlagte Steuereinrichtung aktiviert, die den Elektronenstrahl auf der Mitte der Rille hält. Gleichzeitig v/ird ein Radialvorschub eingeschaltet, der den Plattenteller.unter dem Auftreffpunkt des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops mit einer Geschwindigkeit von einem Rillenabstand je Umdrehung des Plattentellers verschiebt. Die Drehung des Plattentellers wird durch einen geschlossenen Regelkreis auf konstante Drehzahl geregelt. ^T.^renn sich die Ilutterplatte dreht und unter dem Strahl verschiebt, wird der Photolack selektiv durch den Elektronenstrahl belichtet, indem der Elektronenstrahl in einer vorbestimmten Frequenz quer

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zur Rille abgelenkt wird und in bestimmter Weise ausgetastet wird, um das Informationssignal aufzuzeichnen. Ausführungsbeispiele elektrischer Schaltungen, welche die Signale zur Modulation des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops liefern, sind in Figur 8 gezeigt und v/erden vor der weiteren Behandlung der Figur 9 nachstehend beschrieben.

Bei der in Figur 8 dargestellten Einrichtung wird ein Film 60, der ähnlich wie ein Kinofilm aufeinanderfolgende optische Einzelbilder oder "Felder" trägt, zwischen einer Lichtpunktabtasterröhre 62 und einer Photovervielfacherröhre 66 hindurchgeführt. Dor wandernde Lichtpunkt dient als Beleuchtungsquelle, die jedes Feld der auf dem Film 60 befindlichen optischen Information in einem Raster abtastet, welches einem Fernsehraster gleicht. Eine Generatorschaltung 65 für Ablenk- und Austastsignale erzeugt ein .Ablenksignal, \\relches dem Ablenkjoch der Lichtpunktabtasterröhre 62 zugeführt wird, und ein Steuersignal, viel ehe s einer elektromechanischen Filmtransporteinheit 64 zugeführt wird. Dieses Signal dient zur Synchronisierung der Ablenkfrequenz des Elektronenstrahls der Lichtpunktabtasterröhre 62 mit der Tätigkeit der Filmtransporteinheit 64, sodaß jeweils nach vollständiger Abtastung eines Feldes auf dem Film 60 durch den vom Elektronenstrahl des Lichtpunktabtasters erzeugten Lichtpunkt das nächste Feld zwischen die Lichtpunktabtasterröhre 62 und den Photovervielfacher 66 gebracht wird. Geeignete optische Einrichtungen dienen der Projektion des Lichts vom Lichtpunktabtaster auf den Film und vom Film auf den Photovervielfacher.

Die Schaltung 65 enthält fernei/einen Generator für Austastsignale und einen Synehronisiersignalgenerator zur Erzeugung von Austastsignalen und von Horizontal- und Vertikalsynchronisiersignalen, die über die Leitungen 68 und 69 einer Signalverarbeitungsstufe 70 zugeführt werden. Die

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Austast- und Synchronisiersignale haben eine vorbestimmte zeitliche Beziehung zu den Ablenksignalen aus der Schaltung 65 und erzeugen ein Aufzeichnungssignal, welches bei Abtastung während der Wiedergabe der Videoplatte als normgerechtes Fernseh-Gesamtsignal erscheint. In einer Ausgestaltung der Erfindung waren die Synchronisier- und Austastsignale aus der Schaltung 65 zeitlich um einen Paktor von etwa 400 (verglichen mit den normalen NTSC-Signalen) gedehnt, und wurden erzeugt unter Verwendung eines Oszillators und geeigneter Zählstufen und logischer Schaltungen, um die gewünschten Signale zu erhalten. Es sei bemerkt, daß die dargestellte Einrichtung einen einzigen Photovervielfacher enthält, der nur Helligkeitssignale erfaßt. Falls man Farbfernsehsignal verarbeiten und aufzeichnen will, muß man 3 Photovervielfacherröhren mit den richtigen Farbfiltern vorsehen, um die notwendigen Farbinformationen aus dem Film 60 zu gewinnen. Die elektrischen Ausgangssignale vom Photovervielfacher 66 werden in einem Verstärker 67 verstärkt und gelangen dann zur Signalverarbeitungsstufe 70.

Die Signalverarbeitungsstufe 70 enthält einen Gammakorrekturverstärker 71*um die linearen Helligkeitssignale vom Photovervielfacher 66 in normgerechte Fernsehsignale vorzuverzerren. Die Austastsignale aus der Schaltung 65 gelangen über die Leitung 68 zu einer Torschaltung 72. An die Torschaltung 72 v/erden ausserdem die Videosignale aus dem Verstärker 71 gelegt. Während der Vertikal- und Horizontal-Austastlücken sperrt die Torschaltung 72 die Videosignale aufgrund der zugeführten Austastsignalo, sodaß sie während dieser Zeit nicht über die Leitung 73 zum I-lischverstärker Ik gelangen können. Boim Fehlen der Austastsignale werden die Videosignale aus dem Verstärker 71 von der Torschaltung 72 durchgelassen und erscheinen auf der Leitung 73.

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Der M_n- schverstärker 74 kann ein Funktionsverstärker sein, dem die Horizontal- und Vertikalsynchronisiersignale über die Leitung 69 an einem Eingang^ und dem die ausgetreten Videosignale über die Leitung 73 an dem anderen Eingang zugeführt werden. Der Verstärker 74 kombiniert diese Signale, indem er die Synchronisiersignale in die Austastlücken einfügt, um an seiner Ausgangsklemme 75 ein Fernseh-Gesamtsignal zu erzeugen, welches dann in den Mod.ulator 80 gegeben wird. Die bis hierher beschriebene Schaltungsanordnung aus Figur S ist für alle 3 vorbeschriebene Modulationsarten (d.h. Basisband, AM und FM) gleich.

Der Modulator 80 enthält eine Oszillatorstufe 76, die im vorliegenden Beispiel ein 30 KHz-Signal erzeugt, welches einem Sägezahngenerator 77 zugeführt wird, um einen 30-KHz-Sägezahn zu erhalten. Der Ausgang des Oszillators 76 wird auf die Ablenktreiberstufe 82 gegeben, die über die Leitung 83 mit der Strahlablenkschaltung eines Rasterelektronenmikroskops 84 gekoppelt ist, um ein Ablenksignal zu erzeugen. Der Ausgang des Sägezahngenerators ist mit einer einen Vergleicher und eine Logik enthaltenden Einheit 81 und mit einer Umkehrstufe 79 verbunden. Der Ausgang der Umkehrstufe führt ebenfalls zur Einheit 81. Die Einheit 81 empfängt ausserdem Videosignal von der Signalverarbeitungsstufe 70. Der Ausgang der Vergleichs- und Logikeinheit 81 ist über eine Leitung 78 mit der Austastet euer schaltung des Rasterelektronenmikroskops 84 verbunden. Die Modulation der Mutterplatte geschieht durch Ablenkung .des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops quer zur Rille und selektives Helltasten des Elektronenstrahls zur Belichtung des Photolacks in der Rille. ^: ·

Der Modulator 80 liefert die Ablenk- und Austastsignale an das Rasterelektronenmikroskop, und sein Betrieb wird für ein erstes Aus führungsbeispiel, die in Figur 6 A ge-

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zeigte AM-^'rägermodulation, nachstehend, erläutert.

Die in Figur β Α gezeigten vertieften Flächen 43 einer Videoplatte entsprechen hellgetasteten Auslenkungen des Strahls des Rasterelektronenmikroskops auf dem positiven Photolack der Mutterplatte (Schicht 94 der in Figur 9 F gezeigten Mutterplatte). Die Flächen 41 zwischen den vertieften streifenförmigen Flächen 43 entsprechen Auslenkungen des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops bei dunkelgetastetem Strahl. 7enn am Eingang der Vergleichs- und Logikeinheit 81 des Modulators 80 kein Videosignal liegt, dann tastet der Logikteil der Einheit den Elektronenstrahl des Rasterelektronenmikroskops während alternierender Abtastintervalle dunkel, um das unmodulierte Trägersignal aufzuzeichnen, wie es im linken Teil 42 der Figur 6 A gezeigt ist. Die belichteten Flächen 43 seien beispielsweise negative Ausschläge eines Trägersignals, während die unbelichteten Flächen 41 positive Ausschläge des Trägersignals darstellen. Wenn das Videosignal von Null ansteigt, dann erfolgt die Modulation der Informationsspur durch die Videoinformation dadurch, daß ein hellgetasteter Teil der ansonsten dunkelgetasteten Intervalle (in der Zeichnung ungeradzahlig nummeriert) vergrößert wird, während ein dunkelgetasteter Teil der dazwischenliegenden Intervalle (geradzahlig nummeriert) vergrössert wird. Wenn der Einheit 81 ein Videosignal sich ändernder Amplitude zugeführt wird, dann vergleicht der in der Einheit 81 enthaltene Vergleicher die Amplitude des Videosignals mit einem Referenzsignal (welches aus dem Signal des Sägezahngenerators 82 und durch die Umkehrstufe 79 gewonnen wird), um auf der Leitung 78 ein Austastsignal zu erzeugen, welches sich gemäss dem Videosignal ändert. In Figur 6 A zum Beispiel wuchst der hellgetastete Teil der ungeradzahlig nummerierten Ablenkintervalle 45, 47 usw. (auf der linken Seite des Abschnitts 44 der Signalspur 16) mit ansteigendem Videosignal, während

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der hellgetastete Teil der geradzahlig nummerierten Abtastintervalle 46, 48 usw. mit ansteigendem Videosignal abnimmt. Das Videosignal ist gleich für die Intervalle 45 und 46, bei 47 nimmt es ab, bleibt bei 48 gleich und steigt dann von 49 bis 51 an. Während des Zeitabschnitts 52 ist das Videosignal konstant. Die stark ausgezogenen Ränder der dunkelgetasteten und hellgetasteten Modulationselemente heben in der Zeichnung die Wellenform des Videosignals hervor. Bei der beschriebenen Modulationsart wird beim Vorhandensein eines Videosignals der Anteil eines jeden dunkelgetasteten und hellgetasteten Abschnitts aufeinanderfolgender Ablenkintervalle des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops zu einer Funktion des während der Abtastintervalle gerade vorhandenen Videosignalpe- £els. Die /'blenkfrequenz muß genügend hoch gewählt werden, damit bei gegebener Videoschaltfrequenz die gewünschte Auflösung erhalten wird. Eine in einem /usführungsbeispiel verwendete Frequenz von 30 KHz ergab etwa 600 Ablenkintervalle für jede Fernsehzeile beim Abspielen der Videoplatte ,mit 360 U/min, wenn die I-Iutterplatte während der Aufzeichnung mit 0,9 U/min gedreht worden war. Bei einem System mit AM-Trägermodulation sorgt die Vergleichs- und Logikeinheit 81 für das AM-Modulationsbild, welches eine im wesentlichen konstante Auflagefläche für den Abtaster darstellt und gleichzeitig eine sich entsprechend dem Videosignal ändernde Kapazität bewirkt.

Bei einem .83^St em mit Basisb.and-Modulation ist die Einheit 31 20 modifiziert, daß der Elektronenstrahl des Rasterelektronenmikroskops während jeder Auslenkung entsprechend dem Videosignalpegel hellgetastet \id.rd.

Bei der in Figur 7 veranschaulichten FM-Modulation kann der Modulator 30 so ausgestaltet werden, daß er an das Rasterelektronenmikroskop ein Tastsignal liefert, welches

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Helltastintervalle gleichbleibender Dauer hat, die sich mit dazwischenliegenden /'ustastintervallen abwechseln, deren Dauer sich entsprechend den dem Modulator zugeführten Videosignalen ändert.

V,⁷enn die Aufzeichnung beendet ist, wird die Mutterplatte aus der Vakuumkammer herausgenommen, und der Photolack wird entwickelt, um die belichteten Flächen in den Rillen fortzuätzen.

Die im vorstehenden angegebenen Werte sind nur als typische Beispiele gedacht und können geändert werden, um die Aufzeichnungszeit zu ändern oder um auf dem Photolack Modulationssignale in verschiedenen Intervallen herzustellen, lienn man beispielsweise die Intensität des Elektronenstrahls verstärkt, kann man für die gleichbleibende Belichtung des Photolacks die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers erhöhen. Um den Abstand der Modulationselemente beizubehalten, muß dabei die Ablenkfrequenz des Elektronenstrahls ebenfalls erhöht werden.

Nachdem der Aufzeichnungsvorgang beendet ist, schließt sich der siebte Schritt des in Figur 9 veranschaulichten Verfahrens an, der folgendermassen vor sich geht:

Von der Mutterplatte aus Nickel (welche die belichtete und entwickelte Photolackschicht trägt) wird eine Preßmatrize hergestellt, indem durch ein stromloses Verfahren eine Nickelschicht (95 in Figur 9 G) niedergeschlagen wird. Ein hierzu anwendbares stromloses Verfahren ist ausführlich in der US.-Patentanmeldung 862,019 vom 29. September 1969 beschrieben.

Die Preßmatrize wird dann fertiggestellt durch Aufgalvanisieren einer etwa 0,2 mm dicken Nickelschicht 96 auf den

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stromlos niedergeschlagenen Nickelüberzug* Die Preßmatrize aus Nickel wird dann von der Mutterplatte aus Nickel an der in Figur 9 G mit C bezeichneten Stelle zwischen dem stromlos niedergeschlagenen Nickelüberzug 95 und dem Entwickelten Photolaqk 94 getrennt. Die Preßmatrize hat auf ihrer Oberfläche einen Negativabdruck der Rillen einschließlich der darin befindlichen Modulationselemente und kann zum Pressen von Platten aus Vinylkunststoff dienen, die dann wieder positive Rillen entsprechend den gewünschten ursprünglichen Lackrillen tragen.

Die fertiggestellte Nickelmatrize 95, 96» kann zur Massenproduktion von Plattenkopien 97 (Figur 9 H) aus Vinylkunststoff dienen, wobei sich die herkömmlichen Plattenpreßanlagen aus der Schallplattenindustrie verwenden lassen.

Die Vinylkunststoffplatte wird dann, wie in Figur 9 I gezeigt, mit Metall 98 überzogen. D ie metallisierte Oberfläche wird anschliessend, wie in Figur 9 J gezeigt, mit einer dielektrischen Schicht 99 bedeckt. Diese letzten Verfahrensschritte können folgendermassen durchgeführt werden: Zunächst wird die Vinylkunststoffplatte vollständig gereinigt. Die in Figur 9 I gezeigte Metallisierung wird dann in einer Vakuumkammer vorgenommen, worin beispielsweise Aluminium in einer Dicke von 500 % auf die Plaüenoberflache aufgedampft wird. Hierauf wird eine Schicht eines geeigneten Dielektrikums wie beispielsweise Polystyrol durch Glimmentladung in einer Vakuumkammer bis auf eine Dicke von etwa 500 % auf die metallisierte Oberfläche aufgebracht ,ι womit die Platte fertig ist.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufzeichnungsverfahren wurde zur Belichtung des Photolacks auf der Mutterplatte ein Rasterelektronenmikroskop benutzt. In manchen Fällen ist es jedoch auch möglich, den Photolack zur Belichtung optisch abzutasten. Bei manchen Modulationsarten wie bei-

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spielsweise der beschriebenen FM-Modulation ist es ausserdem möglich, die Mutterplatte mechanisch mit einem Schneidstichel zu schneiden, dessen Lage durch das Informationssignal moduliert wird.

Nach der Beschreibung der Videoplatte und der Verfahren zu ihrer Herstellung sind nachstehend ein Abspielgerät und eine elektrische Schaltungsanordnung beschrieben, die zum Abfühlen der aufgezeichneten Informationssignale und zum Umsetzen der abgefühlten Kapazität sschv/ankungen in brauchbare elektrische Signale verwendet werden kann.

Figur 10 zeigt die Draufsicht auf einen Teil eines Abspielgeräts mit einer darauf befindlichen Videoplatte 100. Die Platte 100 enthält auf ihrer Oberseite eine Spiralrille 14 und auf ihrer Unterseite eine Spiralrille 14'. Die Rille 14' enthält ebenfalls Informationen, die mit dem Abspielgerät wiederzugeben sind. Das Gerät enthält eine Laufwerk-Montageplatte (Platine) 102 mit einem Antriebsmotor und einem Triebwerk (in der Figur nicht gezeigt). Ein Schutzgehäuse 104 enthält einen Abtasterarm 106, der auf einer zugehörigen Zentrierstütze 107 ruht, wenn das Gerät nicht in Betrieb ist. Der Abtaster 20 ist"mittels einer Befestigungskappe 108 am Abtasterarm 106 befestigt. Der Abtaster 20 greift durch eine Öffnung 109 im Schutzgehäuse 104 und berührt die Platte 100. Die elektrische Verbindung zu der im Abtaster eingebetteten Elektrode erfolgt über eine biegsame Leitung 110, die beispielsweise aus Berylliumkupfer hergestellt ist. Der Abtasterarm 106 ist mit einem Korrekturmechanismus 125 für Rillengeschv/indigkeitsfehler über eine elastische Gelenkverbindung 120 verbunden, die Bewegungen des Abtasterarms 106 sowohl in seitlicher als auch in vertikaler Richtung während des Betriebs erlaubt. Die elastische Gelenkverbindung 120 ist in ihren Einzelheiten in der US.-Patentanmeldung 126,677 beschrieben.

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Das Schutzgehäuse 104 und der Abtasterarm 106 werden derart angetrieben, daß der Abtaster 20 der Rille 14 folgen kann. Dieser Antrieb erfolgt über eine Antriebswelle130, die über einen (in Figur 10 nicht gezeigten) Mechanismus mit einem Halter 136 für das Schutzgehäuse gekoppelt ist. Während des Betriebs wird das Schutzgehäuse 104 einschließlich des Abtasterarms 106 durch die Antriebswelle· 130 quer über die Platte bewegt, um einen angenäherten Gleichlaufmit der Rille 14 zu erhalten. Infolge des elastischen Gelenks 120 und auch der biegsamen Leitung 110 kann der Abtasterarm 106 auf der Platte 100 nachgeben, sodaß der Abtaster 20 den Bewegungen folgen kann, die sich durch Veränderungen wie zum Beispiel dem Verziehen der Plattenoberfläche ergeben können. Der Korrekturmechanismus 125 für den relativen Rillengeschwindigkeitsfehler ist ein elektromechanischer Wandler, der von elektrischen Signalen aus der in Figur 15 gezeigten Schaltung beaufschlagt wird, um Geschwindigkeitsfehler zu kompensieren, die sich durch Drehzahländerungen des Plattentellers, exzentrische Anordnung der Platte oder andere Einflüsse ergeben können. Die Arbeitsweise des Korrekturgeräts 125 für Rillengeschwindigkeit sfehl er ist im einzelnen in der US-Patentanmeldung 126, 797 beschrieben.

In manchen Fällen kann ein durch Geschwindigkeitsfehler hervorgerufenes .Bildzittern dadurch verringert werden, daß man die Einrichtung zur automatischen Frequenzregelung (AFR) für die Horizontalfrequenz in dem für die Wiedergabe des Videosignals verwendeten Fernsehempfänger modifiziert. Man verändert hierzu die Zeitkonstante des AFR-Filters, sodaß der geregelte Horizontaloszillator den durch die Geschwindigkeit sfehler hervorgerufenen Frequenzänderungen der abgetasteten Synchronisierimpulse folgt.

Das Schutzgehäuse 104 kann auch einige der in Figur15 dargestellten elektrischen Schaltungen beherbergen, um

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durch Anordnung der Abtastschaltungen in dichter Nachbarschaft des Abtasters 20 Streukapazitäten und elektrische Störungen zu vermindern. Eine mit der Abtastelektrode 23 elektrisch verbundene Spule 245 kann auf einer Schaltungsplatte 140 angeordnet werden, ohne den Auflagedruck des Abtasters 20 zu beeinflussen, weil der Abtasterarm 106 frei "schwimmt" und unabhängig vom Gewicht des Schutzgehäuses 104 ist. Die anderen Schaltungskoraponenten, die sich innerhalb des gestrichelt gezeichneten rechteckigen Blocks 104 der Figur 15 befinden, können ebenfalls auf dem Schaltungsbrett 140 angeordnet v/erden. Ein typischer Wert für die Auflagekraft des Abtasters 20 ist etwa 0,5 Gramm.

Figur 11 ist eine Seitenansicht des Laufwerks und zeigt den Antriebsmotor 150 für den Arm, der über einen Antriebsriemen 155 und eine Riemenscheibe 133 mit der Welle 130 verbunden ist. Die Geschwindigkeit des Motors 130 ist so gewählt, daß sich das Schutzgehäuse 104 radial über die Platte 100 mit einer Geschwindigkeit bewegt, die im richtigen Verhältnis zur Drehgeschwindigkeit der Platte 100 steht. Der Abtasterarm wird also nicht von der Spiralrille selbst über die Platte gezogen, sondern das Schutzgehäuse 104 wird seinerseits durch den Motor 150 angetrieben. In Figur 11 ist auch der Antriebsmotor 160 für den Plattenteller zu se-_s hen, wobei es sich um einen Synchronmotor handelt, der den Plattenteller 101 (für'eine Drehzahl von beispielsweise 360 U/min) über ein Reibrad 161 antreibt, welches auf der Welle des Motors 160 sitzt. Die Platte 100 ist auf dem Plattenteller 101 durch einen Zapfen 80 zentriert, der durch ein (nicht gezeigtes) Zentrierloch in der Platte passt. Die Teile, die gleichzeitig in Figur 11 und Figur 10 dargestellt sind, tragen jeweils die gleichen Bezugszahlen. Figur 11 zeigt ausserdem die Eingriffsplatte 135,.die Geradführung 165 für den Arm, die Arretierungsstange 170

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und die Vorrichtung 175 für die Höhenjustierung des Arms, deren Funktionen nachstehend anhand der Figur 12 beschrieben v/erden.

Figur 12 ist eine Vorderansicht der mechanischen Einrichtung zur Bewegung des Schutzgehäuses 104 über die Platte 100. Die in dieser Figur wiederkehrenden Teile aus den Figuren 10 und 11 sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Man erkennt, daß die Antriebswelle 130 in einem Teil 131 eine Schraubenspindel darstellt, mit welcher der Halter 136 für das Schutzgehäuse über eine Eingriffsvorrichtung 138 verbunden ist. Die Länge der Schraubenspindel 131 ist so geAtfählt, daß die Eingriffsvorrichtung 138 nicht mit dem rechts in der Figur gezeigten Gewindeteil 131 der Welle 130 zusammenwirken kann, bevor der Abtaster in einer Rille der Videoplatte ist. Wenn das innerste Rillenstück auf der Platte beim Abspielvorgang erreicht wird, dann erreicht die Eingriffsvorrichtung das Ende des Gewindeteils der Spindel 131, und der Abtasterarm bleibt stehen.

Der Halter 136 für das Schutzgehäuse sitzt mit Gleitlagern 166 und 166' zu beiden Seiten des Halters 136 schwenkbar auf einer Geradführung I65 für den Abtasterarm. Die Eingriff splatte 165 ist an dem Halter 136 mittels einer Blattfeder 167 befestigt, welche die Eingriffsplatte in einem vorgespannten Zustand hält. Die Eingriffsplatte 135 enthält eine Eingriffsvorrichtung 138 mit einer Schloßmutter, in bevorzugter /usführungsform aus Teflon. Mit einer Justierschraube 139 wird sichergestellt, daß die Eingriffsvorrichtung 138 von der Schraubenspindel 131 abgekuppelt wird, wenn sich das Schutzgehäuse 104 nach dem Abspielen anhebt und in seine Ruhestellung zurückkehrt.

Line Vorrichtung 175 zur Höhenjustierung ist mittels einer Ankerschraube 176 am Halter 136 für das Schutzgehäuse be-

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festigt. Die HÖhenjustiervorrichtung 175 wirkt, wie es am besten aus Figur 11 hervorgeht, mit einer Arretierungsstange 170 zusammen, um die Bewegung des Schutzgehäuses 104 in vertikaler Richtung zu begrenzen. Eine HöhenJustierschraube 177 dient zur Einstellung der richtigen Grenzen für die Bewegung des SChutzgehäuses 104.

Im Betrieb, nach Einschalten der Stromversorgung für das Abspielgerät, wird die Antriebswelle 130 mittels des Treibriemens 155 und der Riemenscheibe 133 in Drehung versetzt. Das Schutzgehäuse 104 wird von Hand angehoben und in die Führungsrille oder Einlaufrille der Platte gesetzt. In dieser Lage liegt die Eingriffsvorrichtung 138 über dem Gewindeteil 131 der rotierenden Welle 130, und wenn das Schutzgehäuse 104 abgesenkt wird, ergreift die Eingriffsvorrichtung den Gewindeteil 131 d.h. die Schraubenspindel, und das Schutzgehäuse 104 wird daraufhin quer zur Platte derart angetrieben, daß der Abtasterarm I06 dem Gang der Plattenrille folgt. Wenn die Platte zu Ende ist, d.h. wenn die innerste Rille oder Endrille erreicht ist, ist die Eingriffsvorrichtung 138 am Ende der Schraubenspindel 131 angekommen und kuppelt selbsttätig aus. Das Schutzgehäuse 104 kann dann in seine Anfangsstellung oder in irgendeine beliebige Stellung über der Videoplatte zurückgebracht werden. Das dargestellte Abspielgerät wird zwar von Hand bedient, es kann jedoch leicht für automatischen Betrieb eingerichtet werden.

Figur 13 ist eine vergrösserte Ansicht des Abtasterarms 106 und des zentrierenden Auflagers 107 für den Arm sowie einiger anderer in Figur 10 gezeigter Teile. Wenn das Schutzgehäuse 104 so abgesenkt wird, daß der Abtaster 20 in eine (nicht gezeigte) Rille in der auf dem Plattenteller 101 liegenden Platte 100 greift, dann hebt sich der Abtasterarm IO6 von dem zentrierenden Auflager 107 ab,

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v/eil der biegsame Leiter 110 und die (in Figur 10 gezeigte) elastische Gelenkverbindung 120 in horizontaler und vertikaler Richtung nachgeben kann. Das rampenförmige Auflager für den Abtasterarm ist so konstruiert, daß es vom Abtasterarm 106 während des Abspielens nicht berührt wird. Wenn der Antriebsmechanismus einen kleinen Rillenfehler erzeugt, kann sich der Abtasterarm 106 in seitlicher Richtung bewegen, um der Rille zu folgen. Am Ende des Abspielens der Platte, wenn das Schutzgehäuse 104 gehoben wird, kehrt der Abtasterarm 106 infolge, der abgeschrägten Kanten des Auflagers 107 in seine zentrierte Lage zurück. Die in Figur 10 bereits gezeigte elastische Gelenkverbindung 120, die gemeinsam mit dem biegsamen Leiter 110 dazu beiträgt, daß der Abtasterarm 106 der Aufzeichnungsrille folgen kann, ist in Figur 14 im einzelnen dargestellt.

Die in Figur 14 gezeigte elastische Gelenkverbindung besteht aus einem Armhalter 180, einem Federn tragenden Zwischenstück 190 und einem Befestigungsstück 200. Der Armhalter 180 ist mit dem Abtasterarm 106 verbunden, und das Befestigungsstück 200 trägt einen Ansatz 204, der, wie es in Figur 10 zu sehen ist, mittels einer Feststellschraube an der Korrektureinrichtung 125 für die Rillengeschwindigkeitsfehler befestigt ist. Der Armhalter 180 hat zwei Schlitze 182 und 184, und das Befestigungsstück 200 hat zwei Schlitze 206 und 208. An dem Zwischenstück 190 ist ein Federelement 195 befestigt, welches Lappen 192 und aufweist, die" in die Schlitze 182 und 184 im Armhalter 180 passen. Zwei weitere Lappen 196 und 198 fassen in die Schlitze 206 und 208 des Befestigungsstücks 200. Die Lappen sind nicht vollständig in die jeweiligen Schlitze geschoben, sondern sind ein kleines Stück frei, wodurch Blattfedern entstehen, die eine horizontale und vertikale Bewegung gestatten. In der Zeichnung ist zu sehen, daß die federnden Lappen 192 und 194 eine vertikale Bewegung des

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Abtasterarms 106 bezüglich im Befestigungsstück 200 gestatten, und daß die federnden Lappen 196 und 198 eine horizontale Bewegung bezüglich des Befestigungsstücks 200 gestatten. Aufgrund dieser Anordnung kann sich der Abtasterarm relativ leicht vertikal und horizontal bewegen, während er an einer Verdrehung gehindert ist. Gleichzeitig liefert diese Anordnung die hotwendige Längssteifigkeit,(d.h. gegenüber in Längsrichtung des Abtasterarms 106 wirkenden Kräften), damit die Korrektureinrichtung für Rillengeschwindigkeitsfehler den Abtasterarm in Längsrichtung bewegen kann. Die elastische Gelenkverbindung 120 ist in grösserer Ausführlichkeit in der vorgenannten US.-Patentanmeldung 126, 677 beschrieben.

Figur 15 zeigt teilweise in Blockform und teilweise als Detailschaltbild eine elektrische Schaltungsanordnung, welche die zwischen der Elektrode 23 und dem Metallbelag 11 des Aufzeichnungsmediums 10 (Figur 1) gefühlten Kapazität sSchwankungen zu brauchbaren /usgangssignalen verarbeiten kann. Wenn die Videoplatte eine Basisband-Aufzeichnung enthält, kann die Schaltungsanordnung beispielsweise dazu verwendet werden, um ein amplitudenmoduliertes Trägersignal zu erzeugen, welches zum Erhalt eines Fernsehbildes dem Antenneneingang eines Fernsehempfängers zugeführt wird. In der Zeichnung stellt der variable Kondensator 300 die Kapazität zwischen der Elektrode 23 und dem metallischen Belag 11 der Platte dar, die durch die auf der Platte aufgezeichneten Signalelemente verändert wird. Der gestrichelt gezeichnete Serienkondensator 305 stellt die Kapazität zwischen dem Metallbelag 11 und Masse dar. Die Elektrode 23 ist über die Leitung 110 mit einer Spule 245 verbunden (wie es auch in Figur 5 gezeigt ist). Die Spule 245 hat eine Anzapfung 249, mit welcher ein Spitzendetektor 255 gekoppelt ist, der aus einer Diode 256 und der Parallelschaltung eines Widerstands 257 und feines Kon-

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densators 258besteht. Diese Parallelschaltung liegt zwischen der von der Spule 245 abgewandten Klemme der Diode und Masse. Der Kondensator 258, der in der Figur als konzentriertes Element dargestellt ist, kann in Wirklichkeit einfach aus der Summe der Streukapazitäten der Leitungen und der Eingangskapazität des Vorverstärkers 260 bestehen. Eine zweiteAnzapfung 247 der Spule 245 liegt an Masse. Ein Hochfrequenzoszillator 250 legt Hochfrequenzsignale an die Spule 245. Der Vorverstärker 260 ist mit ■ dem Spitzendetektor 255 gekoppelt und liefert an seinem Ausgang verstärkte Signale. Die Schaltungselemente 250, 255 und 260 können zur Verminderung von Streureaktanzen innerhalb des Schutzgehäuses 104 nahe der Abtastelektrode angeordnet sein. Dies ist in Figur 15 durch die gestrichelte Umrahmung dieser Schaltungselemente ,angedeutet. Der Ausgang des Vorverstärkers 260 wird auf einen Verstärker gekoppelt, der die vom Detektor demodulierten Signale weiter verstärkt. Der Ausgang des Verstärkers 270 liegt an einem Amplitudenmodulator 280 und an einem Separator (Synchronisiersignal-Abtrennstufe) 290. Der Ausgang des Separators 290 ist auf einen Diskriminator 310 gekoppelt, dessen Ausgangssignale zu .einem Verstärker 315 gelangen, der mit der in Figur 10 gezeigten Korrektureinrichtung 125 für Rillengeschwindigkeitsfehler verbunden ist. Ein Oszillator 320 erzeugt ein Trägersignal, welches im Amplitudeitimodulator 280 mit dem Informations signal aus dem Verstärker 270 moduliert wird. Die vom Modulator 280 ausgehende an der Ausgangskiemme A erscheinende amplitudenmodulierte Trägerwelle kann zum Beispiel den Antennenanschlüssen eines Fernsehempfängers oder einem Fernseh-Kabelnetz eingegeben werden.

Im Betrieb der Schaltung liefert der HF-Oszillator 250 eine Anregungsspannung an einen Resonanzkreis, der aus dem Kondensator 300, dem Kondensator 305, der Spule 245, der Sperrschichtkapazität der Diode 256 und der Streukapazität

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besteht. Der Spulenteil zwischen dem HF-Oszillator 250 und dem Anschluß 247 wirkt als Primärwicklung eines Spartransformators, der das HF-Anregungssignal auf den Resonanzkreis koppelt. Da sich die Resonanzfrequenz des Schwingkreises infolge der Schwankungen der Kapazität 300 ändert, ändert sich die Amplitude der Anregungsspannung am Eingang der Diode. Der Gütefaktor Q des Resonanzkreises und der ¥ert der Anregungsspannung sind so gewählt, daß an der Anzapfung 249 eine steile Spannungs/Frequenzkennlinie gemessen wird, und somit vom Spitzendetektor 255 ein Signal ausreichender Stärke geliefert wird. Der Gütefaktor Q muß jedoch auch so gewählt sein, daß der Resonanzkreis gleichzeitig eine angemessene Bandbreite hat, Die Frequenz des Oszillators 250 ist so gewählt, daß sie auf eine Flanke der Frequenzkurve des Resonanzkreises fällt und für alle Signalbedingungen auf dieser Flanke bleibt, wenn sich die Frequenz des Resonanzkreises entsprechend dem Informationssignal ändert und sich die Frequenzkurve des Kreises entsprechend verschiebt. Wenn die Elektrode 23 die Rille 14 abtastet, ändert sich die Kapazität 300 entsprechend der aufgezeichneten Information. Hierdurchverschiebt sich die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises, der die Kapazität 300 enthält. Da dem Kreis ein Grundsignal konstanter Frequenz (vom Oszillator 250) zugeführt wird, ändert sich die Filterwirkung des Kreises gegenüber diesem Grundsignal wegen der sich ändernden Resonanzfrequenz als Funktion der aufgezeichneten Information. Hierdurch erscheint an der Anzapfung 249 ein Ausgangssignal sich ändernder Amplitude. Der Spitzendetektor 255 demoduliert diese Amplitudenänderungen mittels der Diode 256, und die aus dem Widerstand 257 und dem Kondensator 258 bestehende Siebschaltung entfernt alle Frequenzteile, die über der Frequenz des Informationssignals liegen. In einer ,Ausführungsform bestand die Spule 255 aus 15 Windungen Kupferdraht Nr. 30 (ASWG), die eng auf einem Spulenkörper von 3,2 mm Durchmesser gewickelt waren. Die Anzapfung 249 befand sich

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fünf Windungen vom Anschluß der Spule 235 an die Leitung 110 entfernt. Die Anzapfung 2^-7 lag acht Windungen hinter der Anzapfung 249, und der Anschluß des Oszillators 250 · lag noch zwei weitere Windungen hinter der Anzapfung 247. Die Diode 256 war vom Typ 2900 des Herstellers Hewlett Packard Associates, und der'Widerstand 257 betrug 10 Kiloohm. Die Kapazität 258 hatte bei einer Frequenz von 4 MHz einen Blindwiderstand von 5 Kiloohm.

Die Signale vom Detektor 255 werden auf einen Vorverstärker 260 gekoppelt, der ebenfalls im Schutzgehäuse 104 angeordnet sein kann, um STöreinflüsse auf das Signal zu vermindern. Das Ausgangssignal des Verstärkers 260 wird dann in einem zweiten Verstärker 270 weiter verstärkt. In einem Ausführungsbeispiel hatte der Verstärker 260 eine Spannungsverstärkung von 10, während der Verstärker 270 ehe Spannungsverstärkung von 100 hatte. Die Ausgangssignale des Verstärkers 270 können zur Speisung irgendeiner Einrichtung dienen, für welche die aufgezeichneten Signale vorgesehen sind. Beispielsweise können im Falle von Tonfrequenzen die Signale aus dem Verstärker 270 einem Leistungsverstärker zum Betrieb eines akustischen Wandlers zugeführt werden. ImFaIIe von tonfrequenten Aufzeichnungen kann die Drehzahl des Plattentellers natürlich wesentlich kleiner gemacht werden, um die Spieldauer zu erhöhen.

Das in Figur 15 dargestellte Ausführungsbeispiel ist für Basisband-Aufzeichnungen von NTSC-Fernsehsignalen einschließlich der S3^nchronisiersignale vorgesehen. Der Ausgang des Verstärkers 270 führt somit Videofrequenzsignale sowie Vertikal- und Horizontalsynchronisiersignale. Der Separator 290 trennt die Horizontalsynchronisierimpulse vom Gesamtsignal ab und koppelt sie auf den Diskriminator 310. Der Diskriminator ist so ausgelegt, daß er eine Steuerspannung liefert, wenn die Synchronisiersignale aus dem

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Separator 290 infolge von Rillengeschwindigkeitsänderungen von der Nominalfrequenz 15»7 KHz abweichen. Die Synchronisiersignalfrequenz bildet also ein auf der Platte aufgezeichnetes Pilotsignal, welches vom Diskriminator gefühlt werden kann, um eine Steuerspannung zu erzeugen, wenn die aufgezeichnete-Synchronisiersignalfrequenz aufgrund von Geschwindigkeitsfehlern der Platte von ihrem richtigen Wert abweicht. Das vom Diskriminator 310 gelieferte Steuersignal wird über einen Verstärker 315 der in Figur 10 gezeigten Korrektureinrichtung 125 zugeführt, die daraufhin eine Längsbewegung des Abtasterarms im Sinne einer Korrektur des Rillengeschwindigkeitsfehlers bewirkt. Die Arbeitsweise des Fühl- und Korrekturgeräts für Geschwindigkeitsfehler ist ausführlicher in der weiter oben erwähnten U.S.-Patentanmeldung 126,797 beschrieben. Das Gesamtsignal vom Verstärker 270 kann ausserdem im Bedarfsfall einem Amplitudenmodulator 280 zugeführt werden, um die Videosignale an den Antennenanschlüssen eines Fernsehempfängers eingeben zu können. Die Frequenz des Oszillators 320 ist so gewählt, daß sie mit einem der UHF- oder VHP-Kanäle eines Fernsehempfängers zusammenfällt, und der Oszillator 320 liefert die Trägerwelle für den Modulator, die mit den Video- und Synchronisiersignalen aus dem Verstärker 270 amplitudenmoduliert wird. Der Modulator 230 enthält eine Klemmschaltung zur Anklammerung des ν Videosignals auf einen vorbestimmten Pegel. Die •amplitudenmodulierten Signale aus dem Modulator 280 können dann direkt den Antennenanschlüssen eines normalen Fernsehempfängers zugeführt v/erden, der als Wiedergabegerät für die auf der in Figur 10 dargestellten Videoplatte 100 aufgezeichneten Videosignale dient.

Die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung wird dann verwendet, wenn auf der Videoplatte Easisband-Signale aufgezeichnet ,sind. Wenn ein amplitudenmoduliertes Trägersignal (wie in Figur 6 gezeigt) aufgezeichnet ist, wird der

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Amplitudenmodulator 280 der Figur 15 durch einen Mischkreis ersetzt, um die Frequenz des gefühlten amplitudenmodulierten Trägersignals auf einen der Fernsehkanäle umzusetzen. Auch wird vor dem Separator ein Spitzendetektor eingefügt, um aus den moduliaten Trägersignalen demodulierte Fernseh-Gesamtsignale zu gewinnen.

Ebenso ist eine Abwandlung der in-Figur 15 gezeigten Schaltungsanordnung nötig, wenn die auf der Platte aufgezeichneten Signale in Frequenzmodulation entsprechend der Figur 7 vorliegen. In diesem Fall muß ein FM-Demodulator unmittelbar hinter dem Verstärker 270 (d.h. zwischen dem Verstärker 270 und dem Amplitudenmodulator 280 sowie, dem Separator 290) in die Schaltung nach Figur 15 eingefügt werden. Es ist hervorzuheben, daß für alle die verschiedenen Aufzeichnungsarten der erste Teil der in Figur 15 gezeigten Schaltung (d.h. der Block 104, der HF-Oszillator 250 und die Signal- und Streukapazixäten 300 bzw. 305) jeweils gleich ist und nur geringe Änderungen notwendig sind, um die Anordnung von einem Aufzeichnungssystem auf ein anderes umzustellen. -

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Claims

Patentansprüche.

Kapazitiv abtastbarer Informationsspeicher gekennzeichnet durch ein eine elektrisch leitende Fläche (11) aufweisendes Speichermedium (10), in welchem Informationen als geometrische Änderungen der leitenden Fläche aufgezeichnet sind, und durch einen dfe geometrischen Änderungen im wesentlichen bedeckenden dielektrischen Überzug (12).

2. Informationsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium aus einem Isoliermaterial (10) mit einem elektrisch leitenden Belag (11) besteht.

3. Informationsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium (10) Rillen (1*f) als Laufspur für einen Abtaster (20) enthält, und daß die Information in den Rillen als Modulation ihrer Geometrie aufgezeichnet ist.

4. .Informationsspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium (10) eine Kreisplatte mit einer Spiralrille (14) auf mindestens einer ihrer Seiten ist.

5. Informationsspeicher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung des Speichermediums, daß zwischen ihm und einem über es fahrenden leitenden Abtastelement (23) Kapazitätsschwankungen auftreten, und daß der auf der leitenden Fläche (11) befindliche dielektrische Überzug (12). ein gleichmässiges Dielektrikum zwischen dem leitenden Abtastelement und der leitenden Fläche bildet. 209840/1079

6. Informationsspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium eine Kreisplatte ist, die auf beiden Seiten jeweils eine Spiralrille (14, 14') hat.

7. Informationsspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb jeder Spiralrille (14) eine Informationsspur (16) ist, in v/elcher die Information als Modulation ihrer Breite entlang der Rille gespeichert ist.

8. Informationsspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Fläche (11) aus auf das Speichermedium (1-0) aufgedampftem Aluminium besteht und daß der dielektrische Überzug (12) aus Vinylkunststoff oder Poystyrol ist.

9. Informationsspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speiehermedium (10) eine Laufrille (14) zur Aufnahme eines Abtasters (20) enthält, und daß die Laufrille als Ilodulationselemente abwechselnd vertiefte und erhabene Bereiche enthält, wobei die in der Rille aufgezeichnete Information durch Änderung des Anteils der jeweils erhabenen Bereiche gebildet ist.

10. Informationsspeicher nach Anspruch 1-, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium (10) eine Laufrille (14) enthält, in welcher sich als flodulationselemente alternierende vertiefte und erhabene Bereiche befinden, wobei die vertieften Bereiche (54) jeweils gleiche Fläche haben, während die Flächen der erhabenen Bereiche

(53) entsprechend der aufgezeichneten Information variieren.

11. Informationsspeicher nach Anspruch 1, für die Aufzeichnung von Fernseh-GesamtSignalen, die durch eine mit vorgegebener Gpschwindigkeit über das Speichermedium fahrende

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leitende Elektrode abzutasten sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium (10) in der leitenden Fläche (11) eine als Führungsbahn für die leitende Elektrode (23) ausgebildete Laufrille (14) aufweist, und daß die Modulation der Laufrille· aus vertieften und unvertieften Flächen in der Rille besteht, wobei der Anteil an vertieften Flächen längs der Rille entsprechend der aufgezeichneten Information schwankt, so daß zwischen der Elektrode (23) und der leitenden Fläche (11) eine entsprechend der Modulation schwankende Kapazität entsteht.

12. Verfahren zur Herstellung eines Informationsspeichers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Information auf ein Isoliermaterial (1O) durch geometrische Veränderung seiner Oberfläche aufgezeichnet wird, daß auf die Oberfläche ein leitendes Material (11) abgelagert wird und daß auf der hierdurch gebildeten leitenden Schicht ein Dielektrikum (12) abgelagert wird.

13. Wiedergabeeinrichtung für einen Informationsspeicher nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen kapazitiven Abtaster (20), der in der Laufrille (14) entlangfahren kann und ein leitendes Element (23) enthält, welches beim Abtasten des Speichermediums Kapazitätsänderungen zwischen sich und dem Speichermedium fühlt.

14. Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 13 für auf dem Speichermedium in Amplitudenmodulation aufgezeichnete Fernseh-Gesamtsignale, gekennzeichnet durch ein Laufwerk (101, 160, 161) zur Drehung des Speichermediums (100) mit vorgegebener Geschwindigkeit und eine mit dem Abtaster (20) gekoppelte elektrische Schaltungsanordnung (Figur 15), die aus den gefühlten Kapazitätsänderungen ein dem aufgezeichneten Signal entsprechendes amplitudenmodulierte ε Ausgangssignal erzeugt.

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15. Abtasteinrichtung für einen Informationsspeicher .nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Lauf in der. Aufzeichnungsrille ausgebildeter Abtaster (20) ein leitendes Element (23) enthält, welches von einem Isolierkörper (22) "derart, gehalten ist, daß bei seinem Lauf über das Speichermedium zwischen dem leitenden Element und dem Speichermedium Kapazitätsschwankungen auftreten, die dem aufgezeichneten Informationssignal entsprechen.

16. Abtasteinrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine mit dem leitenden Element (23) des Abtasters verbundene elektrische Schaltungsanordnung (Figur 15),.welche die KapazitätsSchwankungen fühlt und daraus ein dem ,aufgezeichneten Informationssignal entsprechendes Ausgangssignal erzeugt.

17. Einrichtung zum Aufbringen von Informationen auf einen Informationsspeicher nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Signalquelle für die aufzuzeichnenden Informationen enthaltende Signale, eine Anordnung zur'.Bildung einer Laufrille im Speichermedium (97) und zur Modulation der Rille mit den die aufzuzeichnende Information enthaltenden Signalen, eine Einrichtung zum Leitendmachen der Oberfläche des Speichermediums und eine Einrichtung zur Beschichtung der leitend gemachten Oberfläche mit einem Dielektrikum (99).

1ίί. Einrichtung nach Anspruch 17,dadurch gekennzeichnet, daß die Signalquelle ein auf einem Photofilm (βθ) befindliches optisches Bildmaterial und eine Umsetzeinrichtuni·; (62 bis 70) enthält, welche das optische Bildmaterial in elektrische Signale mit einer vorgegebenen Zeitbaöis umsetzt.

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19. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Bildung der modulierten Laufrille im Speichermedium ein Aufzeichnungsmedium (91) mit einer die zu speichernde Information als Änderungen ihrer Geometrie enthaltenden Rille und ein Vervielfältigungsgerät (95, 96) zum Abdruck d.es Aufzeichnungsmediums auf dem Speichermedium (97) aufveist.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung zur Modulation der Geometrie der im Aufzeichnungsmedium (91) eine Einrichtung zum Aufbringen einer Photolackschicht (9^) auf das Aufzeichnungsmedium, eine Belichtungseinrichtung zur selektiven Belichtung des Photolacks entsprechend dem Inforaationssignal und eine Einrichtung zum Entwickeln des belichteten Photolacks enthält, v/elche Teile des Photolac^s fortätzt und somit dem Informationssignal entsprechende geometrische Veränderungen des Aufzeichnungsmecliums schafft.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungseinrichtung ein RsEfcerelektronenmil:roskop mit einem den Photolack abtastenden Elektronenstrahl ist, der mit dem Informationssignal modulierbar ist.

22. Abtaster für eine Rille des Informationsspeichern nach Anspruch 3 zum Abfühlen von der gespeicherten Information entsprechenden Eapazit-itsschvanliun^en zv/ischen den /.btaster und der leitenden Fläche dos Informationsspeichers, gekennzeichnet durch ein leitendes Elemeirl (;;iO und einen Träger, der den Rillcnquorschriitt im v/esentlichen angepaßt ist und das leitende Clement, derart hält, daß es den dielektrischen Überzxjg (1?) berührt.

23. /btaster nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Dielektrikum besteht.

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24. Abtaster nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Saphir und das leitende Element (38) aus auf den Träger durch Vakuumaufstäubung aufgebrachtem Tantal besteht.

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