-
Informationsaufnahmegerät Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Informationsaufnahmegerät.
-
Ein Aufnahme-Wiedergabe-Gerät ist bekannt, bei dem ein Licht- oder
Elektronenstrahl oder dergleichen zum Aufnehmen von Inforniationssignalen auf eeinem
Aufnahmemedium benutzt wird und die Informationssignale von diesem Aufnahmemedium
wiedergegeben werden. Da jedoch die Wiedergabe der Signale von dem Aufnahmemedium
durch Aufsuchen der Aufnahmespuren mit Hilfe eines Abtasters erfolgt, ist es wünschenswert,
sowohl Führungsteile in Form von Rillen oder Kurven auf dem Aufnahmemedium anzubringen,
als auch die Informationssignale hierauf aufzunehmen. Bei der Anbringung
derartiger
Führungsteile wird es bevorzugt, die Verwendung einer Vielzahl von Strahlen, die
von dem das Informationssignal aufnehmenden Strahl getrennt sind, oder einer komplizierten
Anordnung zu vermeiden.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Informationsaufnahmegerät
zur Erzeugung von Führungsteilen auf einem Aufnahmemedium von einfachem Aufbau zu
schaffen.
-
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Informationsaufnahmegerät
zu schaffen, das einen einzigen Strahl verwendet, um Führungs- und Informationsspeicherteile
auf einem Aufnahmeträger zu erzeugen.
-
Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Informationsaufnahmegerät
zu sciaffen, das Führungs- und Informationsspeicherteile auf einem Aufnahmeträger
durch einfache Steuerung des Strahls erzeugen kann Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Informationsaufnahmegerät zu- schaffen, das Informationsspeicher-und
Führungsteile auf dem Aufnahmeträger entsprechend der Änderung der Strahlintensität,.
-
der der Aufnahmeträger ausgesetzt wird, ausbildet.
-
Andere Aufgaben und Eigenschaten der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden detaillierten Beschreibung besonderer Ausführungsformen im Zusammenhang
mit den beigefügten Abbildungen.
-
Figur 1 zeigt teils im Schnitt und teils als Blockdiagramm.
-
eine Ausführungsform eines Informationsaufnahmegeräts, das einen einzigen
Strahl verwendet, um Führungs- und Informationsteile auf einem Träger zu bilden.
-
Figur 2A zeigt die Wellenform einer Spannung, die auf die Strahlsteuermittel
des Geräts nach Figur 1 aufgebracht wird.
-
Figur 2B zeigt die Intensität des Strahls bei der Spannung gemäß Figur
2A.
-
Figur 3 ist eine Draufsicht auf das Aufnahmemedium mit den Spuren
des auf das Aufnahmemedium aufgebrachten Strahls.
-
Figur 4 ist eine perspektivische Teilansicht des Aufnahmemediums mit
den darauf durch den Strahl ausgebildeten
Führungs- und Informationsteilen.
-
Figur 5 ist teils eine Seitenansicht und teils ein Blockdiagramm einer
anderen Ausführungsforin, wobei ein einzelner Lichtstrahl zum Ausbilden von Fuhrungs-
und Informationsteilen auf einem Aufnahmemedium verwendet wird.
-
Figur 6 zeigt die Wellenform einer auf den Lichtmodulator des Geräts
von Figur 5 angewandten Spannung.
-
Figur 7 zeigt die Beziehung zwischen der Wellenform der auf dem Lichtmodulator
gegebenen Spannung und der Intensität des Strahls.
-
Figur 8 ist eine Teilansicht des Aufnahmemediums mit den durch den
Strahl gebildeten Führungs- und Informationsteilen.
-
In Figur 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Informationsaufnahmegeräts
gezeigt, bei dem ein einziger Elektronenstrahl verwendet wird, um senkrecht Informationssignale
aufzunehmen und Führungsteile auf einem plattenförmigen Aufnahmemedium zu bilden.
Ein Motor 11 weist dabei eine Welle 12 auf, auf der drehbar ein
Plattenteller
13 angeordnet ist, der ein Aufnahmemedium 14 trägt.
-
Oberhalb des Aufnahmemediums 14 ist ein Strahlerzeugungsmittel, allgemein
mit 15 bezeichnet, angeordnet, das einen einzelnen Strah#l zur Bildung von Führungs-
und Informationsteilen zum Speichern von Informationen erzeugt. Das #trahlerzeugungsmitte'l
15 weist ein Gehäuse 18 auf, das in Schraubeingriff mit einer Vorschubspindel 16
steht, die drehbar und parallel zum Durchmesser des Aufnahmemediums 14 angeordnet
ist, während das Gehäuse 18 verschiebbar in Bezug auf ein fest angeordnetes Führungsteil
und ein Strahlgenerator 19 in dem Gehäuse 18 gehalten wird. Die Vorschubspindel
16 ist an der Welle eines Motors 20 so angebracht, daß beim Antrieb des Motors in
eine Richtung, etwa im Uhrzeigersinn, das Strahlerzeugungsmittel 15 nach rechts,
wie in Figur 1 gezeigt, bewegt wird.
-
Der Strahlgenerator 19 besitzt eine hermetisch abgedichtete Vakuumkammer
21, in der ein Vakuum aufrecht erhalten wird, eine Strahlquelle 22, die in der Vakuumkammer
zur Erzeugung eines vorbestimmten Elektronenstrahls angeordnet ist, eine Kathode
23 in der Vakuumkammer, Strahlsteuermittel
24 in der Vakuumkammer
zum Steuern der Strahlaufbringung auf das Aufnahmemedium 14, Fokussierungsmittel
25 außerhalb der Vakuumkammer 21 zum Fokussieren des Elektronenstrahls auf das Aufnahmemedium
14 und Ablenkungsmittel 26 außerhalb der Vakuumkammer zum Fokussieren oder Entfokussieren
des Elektronenstrahls in einer Richtung, um ein Projektionsbild des Elektronenstrahls
auf dem Aufnahmemedium 14 in einer schlitz- oder nutartigen Form (sehr kurzer Länge
und in linearer Form) in Ubereinstimmung mit der Radlairichtung des Aufnahmemediums
zu bilden.
-
Auf diese Weise kann durch Anwendung eines geeigneten elektrischen
Stroms von einer Stromquelle 27 auf die Strahlquelle 22 zum Erzeugen eines Elektronenatrahls
und zum Halten der Kathode 23 auf einem Bezugspotential und durch Aufbringung von
Steuersignalen von einem Fokussierkreis 28 auf das Fokussiermittel 25 und das Ablenkungsmittel
26 der Elektronenstrahl gesteuert werden, so daß er auf dem Aufnahmemedium 14 durch
eine Blende 30 in dem Gehäuse 18 fokussiert wird. Jedoch sei bemerkt, daß alle aufgeführten
Teile in einer äußeren Vakuumkammer 31 angeordnet sind, da der Weg des Elektronenstrahls
29, der
von der inneren Vakuutnkaininer 21 auf das Aufnahmemedlum
14 läuft, im Vakuum verlaufen muß.
-
Ein Strahlmodulatorkreis 32' dient zum Erzeugen elektrischer Signale,
#ie auf das .Strahisteuertnittel 24. angewendet werden, um hierdurch den von der
Strahlquelle 22 erzeugten Elektronenstrahl zu modulieren, um auf diese Weise die
Aufbringung des Elektronenstrahls auf dem Aufnahmemedium 14 zu steuern.
-
Wenn etwa. eine negative Spannung a(V)- unterhalb eines vorbestimmten
Wertes auf das Strahisteuermittel 24 gegeben wird, wird kein Elektronenstrahl 29
erzeugt, so daß das Aufnahmemedium 14 Überhaupt nicht bestrahlt wird.
-
Wenn diese negative Spannung allmählich bis auf einen Wert b(V) ansteigt,
wird ein Elektronenstrahl einer vorbestimmten Energiedichte auf das Aufnahmemedium
aufgebracht, und wenn die Spannung weiter bis zu einem Wert c(V) vergrößert wird,
wird ein Elektronenstrahl mit höherer Energiedichte auf das Aufnahmemedium 14 aufgebracht.
Wenn daher das von dem Strahlmodulatorkreis 32 auf das Strahlsteuermittel 24 gegebene
Signal ein verdoppeltes Potential b(V) ist, dessen Signalkomponente zwischen b(V)
und c(V) liegt, wie in Figur 2gezeigt ist,
wird das Aufnahmemedium
mit einem Strahl aus einer normalerweise aufgebrachten Vorspannungskomponente und
einem Strahl aus einer Signalkomponente bestrahlt, die einander überlagert sind,
wie in Figur 2B gezeigt ist.
-
Diese Methode ist nicht die einzig mögliche, um sicherzustellen, daß
ein Elektronenstrahl auf das Aufnahmemedium 14 in einer vorbestimmten Intensität
unabhängig von den Signalen aufgebracht wird, es ist vielmehr zum Beispiel möglich,
die Kathode auf einem vorbestimmten Potential zu halten, um hierdurch sicherzustellen,
daß ein Teil des Strahls aus der Strahlquelle 22 auf das Aufnahmemedium unabhängig
von der Aufbringung eines Modulationssignals aufgebracht wird, um dann zu bewir-ken,
daß der Strahlmodulatorkreis nur ein Signal mit einer Signalkomponente aufbringt.
Eine weitere Alternative besteht darin, zu bewirken, daß das Signal von dem Strahlinodulatorkreis
auch auf die Kathode aufgebracht wird.
-
Welche dieser Alternativen auch verwendet werden, die vorliegende
Erfindung ist durchführbar, wenn ein Strahl äquivalent zu der Vorspannung unabhängig
von der Signalkomponente aufgebracht wird.
-
Daher wird der vorgenannte Elektronenstrahl auf das Aufnahmemedium
14
in Form eines linearen Schlitzes aufgebracht, der eine Länge d hat und koinzident
mit der Radialrichtung des rotierenden Aufnahmemediums ist, während die Motoren-Il
und 20 unter Steuerung durch die Rotationssteuermittel23 angetrieben werden, um
den linearen Schlitz mit der Radialrichtung des Aufnahmemediums auszurichten und
den Elektronenstrahl relativ zu dem Aufnahmemedium zu bewegen, während er hierauf
aufgebracht wird, so daß der-schlitzartige Strahl der Länge d vertikale Spuren bildet,
die voneinander durch einen Abstand e auf dem Aufnahmemedium 14 getrennt sind, wodurch
Aufnahmespuren erzeugt werden, wie sie ausschnitt'sweise. in Figur 4 dargestellt
sind.
-
In Figur 4 sind die Teile, die mit dem Strahl mit der Vorspannungskomponente
bestrahlt worden sind, schraffiert und die Teile, die mit dem Strahl mit der Signalkomponente
bestrahlt worden sind, schattiert dargestellt.
-
Wo das Aufnahmemedium aus einem Material wie einem thermoplastischen
Kunststoff gebildet i#st, der Ausnehmungen in Teilen hiervon besitzt, die mit einem
Strahl
bestrahlt werden, kann das Aufbringen eines derartigen Strahls
dazu führen, daß eine Ausnehmung eine Tiefe Da, gemessen von der Oberfläche des
AuEnahmemediums entsprechend wenigstens der Vorspannungsenergie aufweist, die im
inneren Bereich des mit dem Strahl bestrahlten Aufnahmemediums gebildet wird, und
ferner Ausnehmungen mit einer Tiefe Db besitzt, die in den Teilen des Aufnahmemediums
gebildet werden, die mit der Signalkomponente bestrahlt werden, wie in Figur 4 gezeigt
ist. Mit anderen Worten, die Teile des Aufnahmemediums, die nicht mit dem Strahl
bestrahlt werden, nehmen die Form von Vorsprüngen an, die Führungsteile 35 liefern,
während die vertieften Teile Informationsteile 36 liefern.
-
Die vorstehende Ausführungsform wurde im Zusammenhang mit der Benutzung
eines Elektronenstrahls beschrieben, es kann aber auch ein Lichtstrahl oder dergleichen
benutzt werden, um das gleiche Ergebnis zu erzielen, wobei in diesem Falle eine
Laserquelle oder dergleichen -anstelle der den Elektronenstrahl erzeugenden Quelle
verwendet werden kann, wobei der Strahlausgang hiervon durch Modulation des Entladungsstroms
des Lasers oder durch Anbringung eines Lichtmodulators innerhalb oder außerhalb
des Laseroszillators moduliert werden kann.
-
Eine optische Linse ersetzt hierbei die elektroni)ßche Linse.
-
Figur 5 zeigt eine andere Ausführungsform,die einen Lichtstrahl und
als Modulationssignale elektrische Signale verwendet, die keine Vorspannunqskomponente
aufweisen Um einen modulierten Strahl zu erzeugen, der eine Vorspannungskomponente
besitzt, wie sie in Figur 2B gezeigt ist.
-
Ein von einer Lichtquelle 38, etwa einer Laserquelle-oder dergleichen,
emittierter Strahl passiert einen tichtmodulator 42, der eine Polarisationsplatte
39, einen Kristall 40 und einen Analysator 41-aufweist. Der Kristall 40 kann ein
doppelbrechender Kristall sein, der einen elektrooptischen Effekt, wie-Lochereffekte,
Kerr-Effekt oder dergleichen erzeugt und der eine Phasendifferenz zwischen den orthogonalen
Polarisationskomponenten des auftreffenden Strahls erzeugt, wenn eine Spannung an
dem Kristall durch einen Strahlmodulatorkreis 43 angelegt wird.
-
Der konventionelle Lichtmodulator ist so, daß die Polarisationspiatte
39 und der Analysator 40 senkrecht zueinander sind und die an dem Kristall 40 angelegte
Spannung
V und der Transmissiorrsfaktor t des Modulators in folgender
Relation zueinander stehen:
wobei R eine dem Kristall innewohnende Konstante, L die Länge des Kristalls in Richtung
des Strahls und D die Länge des Kristalls in der Richtung des elektrischen Feldes
(d.h. der Richtung senkrecht zu dem Strahl)#ist.
-
Mit anderen Worten, wenn die Spannung O ist, ist der Transmissionsfaktor
ebenfalls 0, und wenn die Spannung anwächst, wächst der Transmissionsfaktor. Ein
maximaler Transmissionsfaktor wird erreicht, wenn die Spannung einen Wert von V
ß /2 erreicht, für den die Phasendifferenz des Kristalls 40 >#/2 ( ß ist die
Wellenlänge) ist. Die Polarisationsplatte-39 kann weggelassen werden, wenn der Strahl
geradlinig polarisiert ist.
-
Anders als der konventionelle ist der Lichtmodulator 42 dieser Ausführungsform
derart, daß der Polarisator 39 und der Analysator 41 in nicht orthogonaler Beziehung
zueinander angeordnet sind, d.h. in einer Beziehung, daß die Polarisationsrichtung
des auf den Kristall 40 auftreffenden Strahls nicht senkrecht zur Richtung des Analysators
ist.
In diesem Fall ist das von dem Analysator 41 ausgehende Licht sogar dann nicht 0,
wenn die an dem Kristall 40 angelegte Spannung 0 ist. Wenn- daher ein elektrisches
Signal, wie in Figur 6 gezeigt, auf diesen Modulator 42 angewendet wird, kann dieser
Modulator einen modulierten Strahl liefern, der die in Figur 2B gezeigte Vorspannungskomponente
aufweist. Die Vorspannungshöhe ist durch den Abweichungswinkel Oevon der senkrechten
Stellung des Polarisators 39 und des Analysators 41 bestimmt und er ist je höher
je größer α (« ( 20 ) ist.
-
Wenn a im Bereich von 0<α<90° liegt, wird der maximale
Transmissionsfaktor des Modulators niedriger als wenn α= 0 ist, d.h. als in
dem konventionellen Modulator.
-
Wenn «= 900 ist oder wenn der Polarisator 39 und derAnalysator 41
parallel zueinander stehen, ist der maximale Transmissionsfaktor des Modulators
42 am höchsten, wenn keine Spannung auf den Modulator 42 aufgebracht wird (d.h.,wenn
V = 0) während der Transmissionsfaktor abnimmt, wenn eine Signalspannung auf den
Modulator aufgebracht wird. Wenn die auf den Modulator 42 aufgebrachte Spannung
V >/2 ist, was genügend hoch ist, um eine Phasendifferenz von /4 am Kristall
40 zu liefern, ist der Traflsmissionsfaktor -des Modulators 42 0. Aus diesem
Grunde
muß die aufgebrachte Signalspannung niedriger sein als der Wert von V>/2 . Für
~ = 900 ist die Beziehung zwischen dem elektrischen Signal und dem modulierten Strahl
derart, wie sie in Figur 7 gezeigt ist.
-
Der modulierte, durch den Modulator 42 in der beschriebenen Weise
gelaufene Strahl 44 wird durch einen Spiegel 45 auf eine Kondensorlinse 46 geworfen,
durch die der Strahl auf das Aufnahmemedium geworfen wird, um einen winzigen Bildfleck
hierauf zu bilden. Durch Anordnung des Spiegels 45 und der Linse 46 in einer. integrierten
Einheit in einem Gehäuse 47, verschiebbares Halten des Gehäuses 47 in Bezug auf
ein Führungsteil 17 und Gewindeeingriff des Gehäuses mit einer Vorschubspindel 16
sowie durch Erregen eines Motors 20, um das Gehäuse radial zu dem Aufnahmemedium
14 zu bewegen und das Atfnahmemedium 14 um seine Achse in der gleichen Weise, -wie
im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, zu drehen, können senkrechte Aufzeichnungen
von elektrischen Signalen auf dem Aufnahmemedium, wie im Zusammenhang mit Figur
3 beschrieben, vorgenommen werden. Um zu vermeiden, daß der auf die Kondensorlinse
auftreffende Lichtstrahl während der Bewegung des Gehäuses 47 abgelenkt. wird, kann
die Richtung des
Lichtstrahls 44 radial zum Aufnahmemedium verlaufen.
Zusätzlich zu der Kondensorlinse 46 kann eine zylindrische, konkave oder konvexe
Linse 48, die eine geringe Krümmung hat, vorgesehen sein, um den Strahl in ein winziges
lineares Bild auf dem Au#n#tn'#emedium 14 zu verwandeln.
-
Wenn das lineare Bild eine Länge d mit einer Orientierung radial zu
dem Aufnahmemedium hat und wenn das GehAüse 47 mit einer Windungsganghöhe größer
als die länge d bewegt wird, um die vertikalen Aufzeichnungsspuren#voneinander durch
einen Abstand e wie in der Ausführungsform von Figur 1 zu trennen, können nicht
bestrahlte Teile benachbart zu den entsprechenden Signalspeicherteilen in der in
Figur 3 gezeigten Weise vorgesehen werden. Wie in der Ausführungsform von Figur
1 kann durch Ausbilden des Aufnahmemediums entweder aus einer Substanz, die die
An bringung von Vertiefungen in Teilen hiervon ermöglicht, (etwa thermoplatisches
Material), die mit einem Lichtstrahl bestrahlt wurden, oder einer Substanz (wie
eln lichtlösliches Photodeckmlttel oder dergleichen) , die einen äquivalenten Effekt
durch eine Nachbehandlung ermöglicht, eine Aufnahme erzeugt werden,bei der alle
mit dem Strahl bestrahlte Bereiche eine Tiefe Da von de Oberfläche des Aufnahmemediums,
die wenigstens der Vorspannungsenergie
entspricht, haben, während
die Signalteile eine Tiefe Db haben. Mit anderen Worten, die Teile des-Aufnahmemediums,
die nicht mit dem Strahl bestrahlt wurden, bilden Vorsprünge, die Führungsteile
35 liefern.
-
Wenn das Aufnahmemedium aus einer Substanz, die die Enterdung der
unbestrahlten Teile erlaubt, hergestellt ist (z.B, aus einem lichtüberlagernden
Photodeckmittel> kann die in Figur 8 gezeigte. Aufnahme erzeugt werden, wobei
die unbestrahlten Teile als Vertiefungen der Tiefe Dc gebildet sind, während die
Teile, die dem Vorspannungsstrahl entsprechen, als Ausnehmungen der Tiefe Dd ausgebildet
sind. In diesem Fall erscheinen die unbestrahlten Teile in Form von Vertiefungen
mit Führungs- und Informätionsteilen So bzw. 51.
-
Wenn ferner das Aufnahmemedium aus einem Träger (etwa einem Silbersalzfilm
oder dergleichen) besteht, was es ermöglicht, geschwärzte Bereiche in dem mit dem
Lichtstrahl bestrahlten-Teil zu liefern, kann eine auf einem derartigen Träger hergestellte
Aufnahme auf einen anderen Träger überführt werden, auf dem Vertiefungen oder Vorsprünge
in den mit dem Licht bestrahlten Teilen erzeugt
werden können,
so daß auf diese Weise ein Duplikat der Aufnahme mit entsprechenden Führungsteilen
geliefert wird.
-
Die in Figur 5 mit den gleichen Bezugsziffern wie in Figur 1 dargestellten
Teile sind im Aufbau und in der Funktion identisch mit denjenigen von Figur 1.
-
Das erfindungsgemäße Informationsaufnahmegerät kann Führungsteile
für Aufnahmespuren auf einem Aufnahmemedium durch einfaches vorheriges Anbringen
einer Vorspannungskomponente bezüglich einesElektronen-' oder Lichtstrahls zur Aufzeichnung
von Informationen auf dem Aufnahmemedium bilden, wodurch. es im Aufb#au sehr vereinfacht
ist.
-
Die obigen Ausführungsformen wurden nur in Bezug auf eine Aufzeichnung
in senkrechter Form beschrieben, was jedoch nicht die einzig mögliche Aufnahmeform
ist. So ist die vor-liegende Erfindung gleichfalls auf die Aufzeichnung von elektrischen
Signalen in parallelen Linien oder auf einem bandartigen Aufnahme-medium oder dergleichen
anwendbar.
-
Mit der Erfindung wird somit ein Informationsaufnahme- oder -aufzeichnungssystem
geschaffen, das einen Strahl benutzt und Modulatormittel zum Modulieren des Strahls
in AbhAngigkeit von Signalen und zum Versehen des Strahls mit einer Vorspannungskomponente
aufweist. Ein Aufnahme- oder Aufzeichnungsmedium wird mit dem modulierten Strahl
bestrahlt, um die Bestrahlungsspuren des Strahls entsprechend der Strahlintensität
aufzuzeichnen. Mittel zum Bewegen des Aufnahme- oder Aufzeichnungsmediums und des
modulierten Strahls relativ zueinander sind vorgesehen, um unbestrahlte Teile auf
dem Aufnahme- oder Aufzeichnungsmedium benachbart zu den bestrahlten Teilen zu bilden.