DE2505795A1

DE2505795A1 - System zur wiedergabe von informationen

Info

Publication number: DE2505795A1
Application number: DE19752505795
Authority: DE
Inventors: Takeo Kaneko
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1974-02-12
Filing date: 1975-02-12
Publication date: 1975-08-14
Also published as: ATA105075A; SE402031B; GB1493081A; AT346921B; AU7805075A; JPS50112056A; US4005259A; NL7501444A; DE2505795C2; FR2260912A1; FR2260912B1; JPS5760693B2; SE7501465L; CA1053369A

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH Ο —8 MÖNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr. rer. not. W. KÖRBER « <W» *ar-ee«

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE '

12. Februar 1975

SONY ÖORPOBATIOff
7-35 Kitashinagawa
6-Chome
Shinagawa-ku
Tokyo, 141 Japan

Patentanmeldung

System zur Wiedergabe von Informationen

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Wiedergabe von Informationen unter Verwendung von Licht, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich allgemein gesehen um ein Signalwiedergabesystem, bei dem licht zur Wiedergabe der Informationssignale verwendet wird, die auf ein Aufzeichnungsmittel aufgezeichnet sind. Spezieller gesehen handelt es sich um eine Type solcher wie oben beschriebener Systeme, die durch die Verwendung einer Halbleiter-Laserdiode charakterisiert sind, von der Licht zur Wiedergabe der aufgezeichneten Signale geliefert wird.

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Bs sind bereits Systeme zum Auslesen von Informationen vorgeschlagen worden, "bei denen die Information mechanisch oder optisch auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsmittels, z. B. einer Scheibe oder Platte, aufgezeichnet sind. Dieses Auslesen erfolgt durch Lichtabtastung der Oberfläche des Aufzeichnungsmittels mit Peststellung der Reflexion der Oberfläche des Aufzeichnungsmittels. In solchen Systemen sind Festkörperlaser, wie z. B. Rubinlaser, und Gaslaser, wie z. B. Helium-Neon-Laser, als Lichtquellen verwendet worden, die das Licht für die Abtastung des Aufzeichnungsmittels liefern. Diese Laser sind relativ groß in ihren Abmessungen. Dementsprechend sind Wiedergabeeinrichtungen dieser konventionellen Art sehr groß und erfordern das Vorhandensein vieler Spiegel oder Prismen, um das Licht von dem Laser auf das Aufzeichnungsmittel zu führen, damit eine solche Vorrichtung einen nur möglichst geringen Platz beansprucht. Das Ergebnis ist, daß solche Vorrichtungen zusätzlich zu ihrer Größe teuer und sehr kompliziert sind. Außerdem wird bei solchen konventionellen Systemen die Reflexion der Oberfläche des Aufzeichnungsmittels mittels lichtempfindlicher Einrichtungen analysiert, um Intensitätsänderungen der Reflexion festzustellen. Die aufgezeichneten Signale werden entsprechend dieser Veränderungen der Intensität der Reflexion wiedergegeben. Dementsprechend ist es ein weiteres Erfordernis, komplizierte und teure optische Systeme vorzusehen, mit denen die wiedergewonnenen Signale mit größerem Rausch-Signalverhältnis reproduziert werden können.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Wiedergabe von Informationen, das mit Licht zum Auslesen auf einem AufZeichnungsmittel"aufgezeichneter Informationen arbeitet, anzugeben, wobei dieses neue System frei von den den bekannten Systemen anhaftenden Nachteilen ist. Insbesondere soll das neue System mit Laserlicht, vorzugsweise einer Halbleiter-Laserdiode,zur Signalwiedergabe vom Aufzeichnungsmittel 'arbeiten.

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Diese Aufgabe wird mit einem wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen System gelöst, das erfindungsgemäß gekennzeichnet ist, wie dies im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben ist und weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den TFnteransprüchen hervor.

Das erfindungsgemäße Systeme mit Halbleiterlaserdiode ist auch für die Wiedergabe von Videosignalen geeignet, die auf rotierbaren Seheiben, z. B. Bildplatte, gespeichert sind.

Kurz gefaßt betrifft die Erfindung ein Signalwiedergabesyöbem, das mit Licht zur Wiedergabe von Informationssignalen arbeitet, die auf einem Aufzeichnungsmittel wie z. B. auf einer rotierbaren Scheibe aufgezeichnete Videosignale sind. Erfindungsgemaß ist ein Halbleiter-Diodenlaser vorgesehen, mit dem Licht auf das Aufzeichnungsmittel gegeben wird, das reflektierende Anteile und nicht reflektierende Anteile hat. Diese Anteile sind entsprechend den aufgezeichneten Signalen angeordnet, so daß die Halbleiter-Laserdiode nur dann Laserlieht aussendet, wenn der Halbleiter-Diodenlaser Reflexion von den Reflexionsanteilen des AufzeÜmungsmittels erhält. Damit werden die aufgezeichneten Signale entsprechend der Emission des Laserlichts wiedergegeben.

Weitere Erläuterungen der Erfindung werden anhand der Figuren gegeben.

Pig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Halbleiter-Diodenlasers.

Pig.2A und B zeigen schema tische Impulsformen zur Erläuterung der Betriebsweise des Halbleiter-Diodenlasers nach Pig.1

Pig. 3 zeigt eine schematische Anordnung eines erfindungsgemäß verwendeten Halbleiter-Diodenlasers.

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Pig. 4 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems, "bei dem Licht zur Wiedergabe aufgezeichneter Signale verwendet wird.

Pig. 5 zeigt eine schematische Aufsicht eines Ausschnittes einer Ausführungsform einer Scheibe, auf der Videosignale aufgezeichnet sind.

Pig. 6 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausfuhrungsform eines erfindungs gemäß en Wiedergabesystems, das für eine Bildplatte geeignet ist.

Pig. 7 zeigt eine schematische Ansicht eines Anteils einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Wiedergabesystems für eine Bildplatte und

Pig. 8 zeigt einen schematischen Querschnitt einer anderen Ausführungsform einer Scheibe bzw. Platte, auf der Videosignale aufgezeichnet sind.

Eine Ausführungsform eines erfindungs gemäß en Signalwiedergabesystems geht aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der zunächst eine Halbleiterlaserdiode erläutert wird, wie sie für das erfindungsgemäße System verwendet wird.

Aus Pig. 1 ist zu ersehen, daß eine Halbleiter-Laserdiode 1 einen PN-Diodenübergang 2 hat. Die Diode besteht aus GaAS oder ähnlichem Material, wie an sich bekannt. Elektroden 3, 3' sind auf einander gegenüberliegenden Seiten der Diode 2 angebracht. An diese Elektroden 3, 3¹ ist eine Versorgungs-Stromquelle 5 angeschlossen. Die Diode 2 hat Spaltflächen 4, 4', die passendes Reflexionsvermögen haben.

Der Diode 2 wird,wie aus Pig. 2A ersichtlich, ein Strom I in Plußrichtung aus der Stromquelle 5 über die Elektroden 3 und 3» zugeführt, so daß in die Diode 2 Ladungsträger injiziert

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werden und aufgrund von Rekombinationen licht in einer Yerarmungszone erzeugt wird, die in Nachbarschaft des PN-Überganges entsteht. Ton den gegenüberliegenden Spaltflächen 4 und 4' wird das Licht wiederholt reflektiert, so daß es mit einem hohen Energiepegel in Resonanz ist. Das verstärkte Licht, nämlich ein Laserlicht L, wird durch die Spaltflächen 4, 4¹ hindurch ausgesandt. Fig. 2B zeigt eine Wellen- bzw. Impulsform emittierten Laserlichts L.

Da durch die als Reflektoren wirkenden Spaltflächen 4 und 4¹ von dem Hälbleiter-Diodenlaser ein Resonator gebildet wird, ist es möglich, die Emission des Laserlichts L durch äußere Einstellung des Gütewertes des Resonators zu steuern.

Bei einer erfindungs gemäß en Halbleiteranordnung zur Aussendung von Laserlicht befindet sich eine Antireflex-Beschiehtung auf wenigstens einer der Spaltflächen, die aus Reflektoren des Halbleiter-Diodenlasers, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, in Betracht kommen. Erfindungsgemäß ist ein Aufzeichnungsmittel entgegengesetzt bzw. gegenüber der Antireflexbeschichtung in vorgegebenem Abstand von dieser Beschichtung angeordnet. Entsprechend den aufgezeichneten Signalen befinden sich auf dem Aufzeichnungsmittel reflektierende Oberflächen und nicht reflektierende Oberflächen. Die Emission des Laserlichts aus der Halbleiter-Laseranordnung kann durch die reflektierenden und durch die nicht reflektierenden Oberflächen des Aufzeiehnungsmittels gesteuert werden. Auf diese Weise können die aufgezeichneten Signale von verschiedenen Aufzeichnungsmitteln wirksam abgelesen werden, so z. B. von Platten, auf die Videosignale aufgezeichnet sind.

Nachfolgend werden mit Bezug auf die Figuren erfindungsgemäße Ausführungsformen beschrieben, wobei Fig. 3 das Prinzip eines Systems zum Auslesen von Signalen gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergibt. Ein wie in Fig. 1" gezeigter Halbleiterlaser 11 aus GaAs hat einen PN-Diodenübergang 12. Auf

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einander gegenüberliegenden Seiten der Diode 12 sind Elektroden 13 und 13' angebracht. Auf einer Spaltfläche 14 befindet sich eine Antireflexbeschichtung 16. In vorgegebenem Abstand von der Antireflexbeschichtung 16 ist ein Reflektor 17 angeordnet. Die Antireflexbeschichtung 16 wird durch eine Beschichtung der Spaltfläche mit SiO-G-las erzeugt, deren Schichtdicke ein Viertel der Wellenlänge des emittierten Lichts entspricht. Das Reflexionsvermögen der Antireflexbeschichtung kann nahezu Null erreichen.

Wenn ein Strom I in Flugrichtung über die Elektroden 13, 13' durch die Diode 12 hindurchgeschickt wird, wird durch die Spaltfläche 14 hindurch emittiertes Licht L₁ von dem Reflektor 17 reflektiert, so daß Resonanz entsteht und Laserlicht L₁ ¹ durch die andere Spaltfläche 14' hindurch emittiert wird. Der Gütewert des Resonators kann durch Veränderung des Reflexionsvermögens des Reflektors 17 gesteuert werden. Damit kann die Emission des Laserlichtes EIN und JIB geschaltet werden. .

]?ig. 4 zeigt ein Verfahren zur Auslesung von Informationssignalen, bei dem ein Halbleiterlaser 11 nach der Erfindung verwendet wird. Reflektierende Anteil 18a und nicht reflektierende Anteile 18b sind auf dem Aufzeichnungsmedium in passenden Abständen voneinander angeordnet. Zum Beispiel befinden sich diese Anteile auf der Oberfläche eines Plastikmaterials. Die reflektierenden Anteile 18a sind in der Weise hergestellt, daß Aluminium auf die Oberflächen der Plastikteile aufgedampft ist. Da sich das reflektierte Licht etwas ausbreitet, ist eine fokussierende bzw. bündelnde Linse 19 zwischen dem Aufzeichnungsmittel 18 und der Antireflexbeschichtung 16 angeordnet. Das Licht wird auf das Aufzeichnungsmittel 18 mittels dieser Linse 19 fokussiert, um durch das Aufzeichnungsmittel 18 reflektiert zu werden. Eine Anordnung 20 zur licht-elektrischen Signalumwandlung befindet sich gegenüber der Spaltfläche 14' der Diode 12 in vorgegebenem Abstand von dieser Fläche 14'. Eine weitere Sammellinse 21

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ist zwischen der Spaltfläche 14' und dem licht-elektrischen Signalwandler 20 angeordnet. Der in Durchlaßrichtung fließende Strom 1 wird der Diode 12 über die Elektroden 13, 13' andauernd zugeführt. Das Aufzeichnungsmittel 18 wird in der wie durch den Pfeil in Fig. 4 angedeuteten Richtung bewegt. Solange der reflektierende Anteil 18a durch den. Brennpunkt der Linse 19 hindurchläuft, ist-der G-ütewert auf einem höheren Pegel und Resonanz wird erhalten. Damit wird Laserlicht L..¹ durch die Spaltfläche 14' der Diode 12 ausgesandt. Während der nicht reflektierende Anteil 18Td durch den Brennpunkt der Linse 19 hindurchgeht, hat der Gütewert einen niedrigeren Pegel und es tritt keine Resonanz auf. Aufgrund der Rekombinationen in der Diode 12 wird dann nur spontan erzeugtes Licht ausgesandt und es wird kein Laserlicht erzeugt . ^

Das Laserlicht L..' , das durch die Spaltfläche 14' hindurch ausgesandt wird, wird mit einem licht-elektrischen Signalwandler 20 aufgenommen und ausgewertet, nachdem es durch die Fokussierungslinse 21 hindurchgegangen ist. Am Ausgang sanschluß 22 werden entsprechend der Anordnung der reflektierenden Anteil 18a und der nicht reflektierenden Anteile 18b Digitalsignale erhalten. Der licht-elektrische Signalwandler 20 kann durch einen Leuchtschirm ersetzt sein. Im Palle' eines solchen LeuchtSchirmes werden durch das Laserlicht !Figuren (Bilder) auf dem Schirm aufgezeichnet.

Das Aufzeichnungsmittel 18, die reflektierenden Anteile 18a und die nicht reflektierenden Anteile 18b sind in einer Ebene angeordnet bzw. verteilt. Anstatt das Aufzeichnungsmittel 18 zu bewegen, kann der Halbleiterlaser 11 derart bewegt -vraxlen, daß er die Ebene des Aufzeichnungsmittel 18 abtastet und damit die Informations signale von dem Mittel 18 erhalten werden.

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Beim obigen Ausführungsbeispiel befindet sich die Antireflexbeschichtung 16 auf der einen Spaltfläche 14. Diese Beschichtung 16 kann auch, auf beiden Spaltflächen 14 und 14' angebracht sein.

Nachfolgend wird beschrieben, wie ein wie voranstehend erläutertes Wiedergabesystem für Informationssignale bei einem Bildplatten-Abspielsystem zu verwenden ist. Dazu ist eine Bildplatte bekannt, auf die PCM-Signale oder M-Signale als umgewandelte Pernseh-Video-Signale aufgezeichnet sind, wobei diese Platten aus Plastikmaterial bestehen.. Fig. 5 zeigt eine Ausfuhrungsform einer solchen Bildplatte. Auf der Bildplatte 23, die aus Plastik besteht, sind Spiegelflächen 26 in der Weise ausgebildet, daß Aluminium auf die Bildplatte 23 aufgedampft ist. Zahlreiche Löcher bzw. Aufrauhungen 25 sind in einer spiralförmigen Spur 24 auf die Bildplatte 23 aufgebracht. Die Länge 1 der Löcher 25 und die Entfernung h benachbarter Löcher 25 voneinander variieren entsprechend den aufgezeichneten Informationssignalen. Die spiegelnden Oberflächen 26 der Spur 24 entsprechen den reflektierenden Anteilen 18a nach Pig. 4. Die Löcher 25 haben rauhe Oberflächen und entsprechen den nicht reflektierenden Anteilen 18b nach Hg. 4.

Eig. 6 zeigt ein schematisches Systemdiagramm, das eine Ausführungsform eines Abspielsystems darstellt, mit dem auf eine Bildplatte 23 aufgezeichnete Videosignale wiederzugeben sind. In Pig. 6 wird die Bildplatte 23 entlang der Richtung der Spur 24 mitgenommen bzw. bewegt. Die Bildplatte 23 befindet sich auf einem Plattenteller 27, der in der durch den Pfeil nach Pig. 6 gezeigten Richtung gedreht wird. Der Halbleiterlaser 11 ist in einer Aufnahme- bzw. Abnahme einrichtung 28 angeordnet. Diese Einrichtung 28 befindet sich gegenüber der Bildplatte 23. Der Brennpunkt der Sammellinse 19 liegt auf der spiegelnden Oberfläche 26. Die Einrichtung 28 tastet die Spur 24 während der Rotation des Plattentellers 27 ab.

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Derweilen bewegt sich die Einrichtung 28 in Radialrichtung des Plattentellers 27.

EIH-AUS-Signale werden an dem licht-elektrischen Signalwandler 20 erhalten, und zwar entsprechend der Anordnung der Löcher 25 der Spur 24 der Bildplatte 23. Die EIF-AUS-Signale werden einem Demodulator 32 über einen Verstärker 31 zugeführt. Auf diese Weise erhält man die Videο-Ausgangssignale an dem Ausgangsanschluß 33 des Demodulators 32. Synchronsignale die von dem Demodulator 32 abgetrennt werden, werden den Steuerkreisen 34 und 35 zugeführt. Ein Antriebsmotor 36 des Plattentellers 27 und die Bewegung der Abnahmeeinrichtung 28 werden durch Steuersignale gesteuert, die jeweils aus den Steuerkreisen 35 und 34 erhalten werden.

. 7 zeigt in einer Teilansicht eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abspielsystems. Die Bildplatte 23 ist in Fig. 7 entlang ihrer Radialrichtung dargestellt. In der Bildplatte 23 dieser Ausführungsform ist eine Pührungsnute ausgebildet, die parallel zur Spur 24 und benachbart zu dieser ist. Darüber hinaus ist ein Pührungsstift bzw. -sonde 30 an der Abnahme einrichtung 28 angebracht. Der Pührungsstift 30 bewegt sich entlang der Führungsnute 29. Bei dieser Ausführungsform kann der Steuerkreis weggelassen werden, durch den die Radialbewegung der Abnahmeeinrichtung 28 gesteuert wird.

Pig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform einer Bildplatte. Diese Ausführungsform hat auf der Spur 24 der Bildplatte 23 ausgebildete reflektierende Anteile, die die Form konkaver Spiegel 37 haben. Damit läßt sich das Maß der Reflexion verbessern.

Entsprechend einem Vorteil der Erfindung nutzt sich das Aufzeichnungsmittel nicht ab, da die Informationssignale ohne

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mechanischem Kontakt mit dem Aufzeicimungsmittel ausgelesen werden können. Da. die Informationssignale entsprechend einer EIKf-AUS-Steuerung der Resonanz der Laserdiode ausgelesen werden, ist der Unterschied zwischen der Intensität des Laserlichts, das in den licht-elektrischen Wandler einfällt, und der- Intensität des aufgrund spontaner Emission emittierten Lichts darüber hinaus groß. Damit kann das Signal-Rausch-verhältnis (S/H) außerordentlich vergrößert werden. Das erfindungsgemäße System hat geringe Größe und ist wenig aufwendig bzw. billig.

Die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele nach der Erfindung, wie sie im Zusammenhang mit den Figuren erläutert worden sind, stellen keine Beschränkung der Erfindung dar. Der Fachmann ist aufgrund der vorangehenden Beschreibung in der Lage, im Rahmen des Erfindungsgedankens liegende Variationen ohne weiteres aufzufinden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

T?) System zur Wiedergabe von Informationen, die auf einem Aufzeichnungsmittel in ersten und zweiten Anteilen aufgezeichnet sind, wobei diese Anteile mit verschieden hohem Reflexionsvermögen ausgebildet und entsprechend den aufgezeichneten Informationen angeordnet sind, mit einem Halbleiterlaser und mit einer Einrichtung zum Empfang des durch eine Reflexionsseite der Halbleiter-Laserdiode hindurch emittierten Lichts, um dieses Licht in aufgezeichnete Informationen umzuwandeln, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser eine Halbleiter-PN-Übergangsdiode (1) mit einer nicht-reflektierenden Seitenfläche (1*0 ist, die quer zur Ebene des PN-Überganges steht/ und die eine reflektierende Seitenfläche(i4')hat, die der nicht-reflektierenden Seitenfläche gegenübersteht, daß eine Versorgungs-Stromquelle vorgesehen ist, die an die JDiode (1) anzuschließen ist, damit die Diode Licht aus dem PN-Übergang

auszustrahlen vermag, daß die nicht-reflektierende Seltenem
fläche/der Halbleiterdiode (1) so angeordnet ist, daß das durch sie hindurch aus dem PN-Übergang ausgestrahlte Licht auf die auf dem Aufzeichnungsmittel (18) befindlichen ersten und zweiten Anteile (18a,18b) geleitet wird, und daß eine Reflexion von wenigstens dem einen oder dem zweiten Anteil . (18a, 18b) erhalten , wird, um das Laser-Emissionsvermögen der Halbleiterdiode (1) durch die reflektierende Seitenfläche hindurch entsprechend dem Empfang der reflektierten Strahlung steuern zu können.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-reflektierende Seitenfläche eine Antireflexbeschichtung (16) hat, die auf einer ersten Spaltfläche (14) der Halbleiterdiode (1) aufgebracht ist und daß die reflektierende

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Seitenfläche (14*) eine zweite Spaltfläche der Halbleiterdiode (1) ist und der ersten Spaltfläche (14) gegenübersteht.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebseinrichtung (27) zur Bewegung des Aufzeichnungsmittels (18) derart vorgesehen Jet, daß durch die nichtreflektierende Seitenfläche (1^r) der Halbleiterdiode (1) hindurch ausgestrahltes Licht (L₁) die ersten und zweiten Anteile (18a,18b) des Aufzeichnungsmittels (18) abzutasten vermag.
4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Linse (19) zwischen dernicht-reflektierenden Seitenfläche (14) der Halbleiterdiode (1) und dem Aufzeichnungsmittel (18) vorgesehen ist.
5. System nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Anteile (1Ba, 18b) des Aufzeichnungsmittels (18) eine reflektierende Oberfläche (26) und eine nicht-reflektierende Oberfläche (25) jeweils sind und dadurch, daß die Halbleiterdiode (1) Laserlicht (L₁ ¹) nur bei Reflexionsempfang vom ersten Anteil (18a) zu erhalten ist.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmittel einen dritten Anteil hat, der eine Führungsrille (29) ist, und daß die Halbleiter-Laseranordnung (28) des weiteren ein Führungsmittel (30) hat, das in dem dritten Anteil (29) des Aufzeichnungsmittels (18) zu führen ist.

nwalt

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