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Videoaufzeichnungsgerät und Verfahren zur Auf-
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zeichnung einer frequenzmodulierten Videoinformation Die Erfindung
betrifft ein Videoaufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung einer frequenzmodulierten
Videoinformation, wobei ein hochintensiver Laserstrahl als Schreibstrahl auf einem
relativ dazu beweglichen Informationsträger gerichtet wird, wobei Steuereinrichtungen
zur lntensitätssteuerung des auf den Informationsträger auftreffenden Schreibstrahls
vorhanden sind.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufzeichnung einer
frequenzmodulierten Videoinformation.
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Das Videoaufzeichnungsgerät gemäß der Erfindung dient der Aufzeichnung
einer frequenzmodulierten Videoinformation auf einer Videoplatte unter Verwendung
eines Schreibstrahles in Form eines Laserlichtstrahles, der auf die auf einem Plattenteller
drehbar gelagerte Videoplatte gerichtet ist. Der Plattenteller wird von einem Motor
angetrieben, der mit konstanter Wink elgeschwindigkelt umläuft und gleichzeitig
eine langsame, sehr konstante Verschiebung erfährt, wodurch der Schreibstrahl in
radialer Richtung über die Videoplatte wandert. Die Drehung der Videoplatte und
die translatorische Verschiebung sind miteinander derart synchronisiert, daß der
Videostrahl auf
auf der Videoplatte einer spiralförmig verlaufenden
Spur mit bestimmter Steigung folgt. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Spuren
beträgt, bezogen auf die jeweiligen Mfttellinien vorzugsweise etwa 2 /u, Die einzelnen
im Bereich der Spur vom Videostrahl aufgebrachten Informationselemente haben eine
Breite von etwa bis zu l/u. Dadurch bleibt zwischen zwei benachbarten Spuren ein
Zwischenbereich übrig, der etwa die Breite von 1 1u hat. Wenn anstelle einer spiralförmigen
Informations spur konzentris che kreisförmige Informationsspuren verwendet werden
sollen, erfolgt die translatorische Verschiebung schrittweise.
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über der Videoplatte ist ein Objektiv in konstantem Abstand in einem
hydrodynamischen Luftlager gehaltert und derart ausgebildet, daß der Schreibstrahl
auf die Oberfläche der Videoplatte fokussiert werden kann. Ein konstanter Abstand
des Objektivs von der Videoplatte ist erforderlich, da der Fokussierbereich sehr
klein ist. Mit Hilfe des verwendeten Objektivs wird erreicht, daß sich der Schreibstrahl
auf der Videoplatte als Lichtpunkt mit etwa 1 u Durchmesser abbildet. Da die Videoplatte
mit sehr hoher Geschwindigkeit gedreht wird, entstehen deshalb langgezogene Informationselemente
für die Zeitdauer, während welcher die Intensität des Schreibstrahls einen Schwellwert
übersteigt, oberhalb welchem der auf dem Informationsträger angebrachte Überzug
irreversibel verändert wird.
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Als Quelle für den Schreibstrahl wird ein linear polarisierter Ionenlaser
verwendet, dem eine Pockels-Zelle nachgeschaltet ist, um die Polarisationsebene
des Schreibstrahls bezüglich einer fixierten Ebene linearer Polarisation zu drehen.
Ein Linearpolarisierer dämpft den gedrehten -Schreib strahl um einen Betrag
Betrag,
der proportional der Differenz der Polarisation des Lichtes im Schreibstrahl und
der Polarisationsachse des Linearpolarisierers ist. Durch die Kombination der Pockels-Zelle
mit dem Linearpolarisierer wird der Schreibstrahl entsprechend der zu speichernden
Videoinformation moduliert.
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Diese Modulation wird von Signalen gesteuert, die an den Antrieb für
die Pockels-Zelle angelegt werden.
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Das Videosignal wird von einer Videosignalquelle aus an einen Frequenzmodulator
übertragen, der ausgangsseitig eine mit dem Videosignal frequenzmodulierte Rechteckschwingung
gleicher Amplitude liefert. Diese Rechteckschwingung wird an den Antrieb für die
Pockels-Zelle angelegt und auf eine für die Ansteuerung der Pockels-Zelle erforderliche
Spannung verstärkt.
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Die angesteuerte Pockels-Zelle ändert den Winkel der Polarisationsebene
des übertragenen Lichtes entsprechend dem Augenblickswert der angelegten Spannung,
d. h. entsprechend derFrequenzmodulation des angelegten Signales.
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Entsprechend einer ersten Betriebsart wird der Schreibstrahl für ein
bestimmtes erstes Spannungsniveau des angelegten frequenzmodulierten Signals ungehindert
über die Pockels-Zelle und den nachgeschalteten Linearpolarisierer übertragen und
trifft mit ausreichender Intensität auf dem Informationsträger auf, um eine irreversible
Änderung in dem für die Speicherung der Information vorgesehenen Überzug auszulösen.
Bei einem zweiten Spannungsniveau des angelegten frequenzmodulierten Signals dreht
die Pockeiszelle die Polarisationsebene des Schreibstrahles, so daß dieser beim
Durchlauf en des Linearpolarisierers eine Schwächung erfährt und mit geringerer
Intensität auf dem Überzug des Informationsträgers abgebildet wird. In diesem Fall
Fall
wird der Überzug des Informationsträgers nicht verändert.
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Von dem modulierten Schreib strahl wird ein Strahlanteil abgezweigt
und von einer Stabilisierschaltung abgetastet, um die mittlere Leistung des modulierten
Schreibstrahles auf einem bestimmten Schwellwertniveau zu halten, unabhängig von
den Änderungen, die sich aufgrund temperaturabhängiger Änderungen der Übertragungscharakteristik
der Pockels-Zelle ergeben.
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Diese Stabilisierschaltung enthält eine Vorspannungsschaltung, um
das mittlere Intensitätsniveau des modulierten Schreibstrahles auf die Eigenschaften
des Überzugs des Informationsträgers derart anzupassen, daß bei der mittleren Intensität
der Übergang von der irreversiblen Beeinflussung zur Nichtbeeinflussung des Überzugs
stattfindet, Zur Ansteuerung der Pockels-Zelle findet eine frequenzmodulierte Dreieckschwingung
Verwendung, so daß der entsprechend modulierte Schreibstrahl am Ausgang des Linearpolarisierers
als in seiner Intensität sinusförmig modulierter Lichtstrahl zur Verfügung steht.
Die Intensität des Schreibstrahls wird derart abgestimmt, daß sich ein Arbeitspunkt
bei der mittleren, das Schwellwertniveau darstellenden Intensität einstellt. Ferner
werden Einrichtungen vorgesehen, um intermodulationsprodukte bzw. Klirrfaktorverzerrungen.
zu unterdrücken und insbesondere der zweiten Harmonischen der jeweiligen Grundschwingung
entsprechende Signalanteile vom Schreibstrahl zu entfernen.
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Es sind auch weitere Einrichtungen vorgesehen, die dafür Sorge tragen,
daß die Modulation des Schreibstrahls mit einem bestimmten vorgegebenen Tastverhältnis
erfolgt. Dieses bestimmte vorgegebene Tastverhältnis kann zwischen 60 zu 40 bis
40 zu 60 liegen, wobei ein Wert von 50 zu 50 besonders vorteilhaft -teilhaft
ist.
Der Linearpolarisierer ist auf die Pockels-Zelle derart abgestimmt, daß die mittlere,
dem Schwellwertniveau entsprechende Intensität des Schreibstrahles der 450-Drehung
der Polarisationsebene zugeordnet ist.
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Als Informationsträger können unterschiedliche Aufbauten für die Videoplatte
Verwendung finden. Bei einem ersten Aufbau ist auf einem Glassubstrat mit ebener
Oberfläche eine dünne Metallschicht als lichtempfindliche Schicht vorgesehen, in
welcher der modulierte Schreibstrahl beim Überschreiten des Schwellwertniveaus seiner
Intensität irreversible Veränderungen einträgt, indem der Metallüberzug geschmolzen
wird. Entsprechend der Modulation des Schreibstrahls entstehen dadurch in der Länge
sich ändernde Vertiefungen entlang der Informationsspur. Der Schreibstrahl ist bezüglich
seiner Intensität derart eingestellt, daß während der positiven Halbwelle des frequenzmodulierten
Signals eine Vertiefung eingeschmolzen wird, wogegen während der negativen Halbwelle
des frequenzmodulierten Signals der Metallüberzug unverändert bleibt. Dadurch entstehen
entlang der Informationsspur Reflexionsbereiche und nicht reflektierende Bereiche
unterschiedlicher Länge, welche die gespeicherte Information repräsentieren.
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Bei der Verwendung eines Glassubstrats wird in den Vertiefungen die
Glasoberfläche freigelegt, so daß diese durchlässig und damit nicht reflektierend
für den auftreffenden Lichtstrahl ist.
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Dagegen stellen die unveränderten Zwischenbereiche die reflektierenden
Bereiche dar.
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Bei einer anderen Ausgestaltung der Videoplatte ist das Glassubstrat
substrat
an der Oberfläche mit einer dünnen lichtempfindlichen Schicht in Form eines Photolacks
überzogen. Dieser lichtempfindliche Photolack wird je nach einer über oder unter
dem Schwellwertniveau liegenden Intensität des modulierten Schreibstrahles belichtet
bzw. nicht belichtet, womit man die irreversibel veränderten Bereiche erhält, diezusammen
mit den nicht veränderten Bereichen die gespeicherte Information repräsentieren.
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Das Videoaufzeichnungsgerät zuist vorzugsweise auch in einer besonderen
Ausführungsform mit einer Wiedergabeeinrichtung verbunden, wobei ein Lesestrahl
zur Abtastung der aufgezeichneten Information Verwendung findet. Dieser Lesestrahl
wird derart polarisiert, daß er aus dem gemeinsamen Teil des Strahlenganges für
den Schreibstrahl und den Lesestrahl ausgeblendet werden kann. Das optische System
für den Lesestrahl richtet diesen auf die Videoplatte im Bereich der Informationsspur,
so daß mit Hilfe dieses Lesestrahls die Reflexionsbereiche und die nicht reflektierenden
Bereiche abgetastet werden können.
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Die Intensität des Lesestrahls ist so eingestellt, daß der reflektierte
Lesestrahl eine ausreichend hohe Intensität für die Wiedergewinnung der gespeicherten
Information hat.
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Eine Antriebs- und Verschiebesteuerung sorgt dafür, daß sich der Plattenteller
mit einer gleichbleibenden Winkelgeschwindigkeit dreht, um die Frequenz des gespeicherten
frequenzmodulierten Signals mit genügender Genauigkeit wiedergewinnen zu können.
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Der Frequenzbereich des frequenzmodulierten Signals umfaßt Frequenzen
zwischen etwa 2 MHz und etwa 10 MHz. Dabei dreht sich der Plattenteller mit vorzugsweise
etwa 1800 U/sec.
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Die Motor- und Verschiebesteuerung enthält ferner Einrichtungen, um
den Plattenteller in einer radialen Richtung unter der Optik mit
Optik
mit hoher Genauigkeit und geringer Ges#hwindigkeit zu verschieben, so daß eine spiralförmige
Aufzeichnung der Informationsspur erfolgt. Der reflektierte Lesestrahl wird mit
Hilfe des zugeordneten optischen Systems einer Lichtabtastschaltung zugeführt, welche
die Intensität des modulierten reflektierten Lesestrahls mit Hilfe eines Lichtabtasters
erfaßt und daraus ein frequenzmoduliertes elektrisches Signal ableitet.
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Zur Abzweigung des Lesestrahls aus dem gemeinsamen Strahlengang ist
ein Strahlenteiler vorgesehen, der aufgrund der Polarisation des Lesestrahls diesen
ausblendet. Zur Erreichung der gewünschten Polarisation ist eine Lambda/4-Platte
in den Strahlengang zwischen dem Strahlenteiler und der Videoplatte eingeschaltet.
#Diese Lambda/4. -Platte ändert die Polarisation des Lesestrahls von einer linearen
Polarisation in eine Kreispolarisation. Diese Kreispolarisation wird so lange beibehalten,
bis der Lesestrahl erneut eine Lambda/4-Platte passiert. Diese zweite Lambda/4-Platte
ist im Strahlengang hinter dem Strahlenteiler angeordnet und ändert die zirkulare
Polarisation zurück in eine lineare Polarisation, ° wobei die Polarisationsebene
um 90 gegen die bevorzugte, durch den Strahlenteiler bedingte Polarisationsebene
gedreht ist.
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Auf diese Weise wird erreicht, daß der reflektierte Lesestrahl den
Strahlenteiler in Richtung zum Leselaser nicht durchdringen kann und von diesem
ferngehalten wird.
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Im Strahlengang der Leseoptik kann auch eine Zerstreuungslinse vorgesehen
sein, um den Lesestrahl parallel so weit aufzuaufzuweiten,
daß
die Eintrittsöffnung des Objektivs in der Gesamtfläche bestrahlt wird.
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Im Strahlengang der Leseoptik kann ferner ein optisches Filter angebracht
sein, mit welchem alle Wellenlängen aus dem Lesestrahl ausgeschieden werden, die
nicht der Wellenlänge des vom Leselaser erzeugten Lichtes entsprechen. Bei dem Videoaufzeichnungsgerät
gemäß der Erfindung wird die Schreibfunktion ausschließlich zum Aufzeichnen des
frequenzmodulierten Videosignals auf der Videoplatte verwendet. Die Lesefunktion
dient ausschließlich dem Zweck, die frequenzmodulierte gespeicherte Information
wiederzugewinnen. Beide Funktionen sind in einem einzigen Ä#deogerät vereinigt,
wobei die Lesefunktion dazu dient, die Korrektheitund Genauigkeit der aufgezeichneten
Information bereits während des Aufzeichnungsbetriebes unmittelbar zu überprüfen.
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Diese Überprüfung kann mit Hilfe eines Lesestrahls erfolgen, der von
einem Helium-Neonlaser geliefert und in den Strahlengang des Schreibstrahls eingeblendet
wird. Die Leseoptik ist derart justiert, daß der Lesestrahl mit einer geringen winkligen
Abweichung auf die Oberfläche des Informationsträgers auftrifft,wobei er dem Schleifstrahl
nacheilend unmittelbar nach der Aufzeichnung der Information diese abtastet. Der
Abstand zwischen dem Lichtpunkt des Schreibstrahles und dem Abtastfleck des Lesestrahles
beträgt vorteilhafterweise etwa 6 lu. Dieser Abstand reicht aus, um beim Aufzeichnen
der Information den irreversitel veränderten Bereich auszubilden, d. h. die Information
in gewünschter Weise zu speichern.
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Für
Für eine solche Überwachungsfunktion ist es
zweckmäßig, den Lesestrahl mit einer anderen Wellenlänge als der Schreibstrahl zu
betreiben. Aus diesem Grund ist das optische Filter in den Strahlengang eingefügt
und in Form eines Bandpaßfilters aufgebaut, das lediglich den Lesestrahl überträgt.
Damit können störende Anteile des Schreibstrahles ausgeblendet und eine nachteilige
Beeinflussung des Lesevorganges unterdrückt werden. Diese unmittelbare Überwachung
der Aufzeichnung durch den Lesestrahl stellt eine Hilfe zur Qualitäts prüfung dar,
wobei mit Hilfe eines FS-Monitors und/oder eines Oszillators sowohl die Bildqualität
insgesamt als auch die Qualität des einzelnen aufgezeichneten Videozeichens überprüft
werden kann. Mit dieser Überprüfung kann insbesondere das Tastverhältnis des frequenzmodulierten
Signals sorgfältig überprüft werden, was für die Bildwiedergabequalität von besonderer
Bedeutung ist.
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Diese unmittelbare Überprüfung der aufgezeichneten Information ist
auch für die Fehlerprüfung verwendbar, insbesondere, wenn digitale Information aufgezeichnet
wird. Zu diesem Zweck wird das eingangsseitig zur Aufzeichnung angelegte Videosignal
verzögert, und zwar um diejenige Zeit, welche sich aus der Aufzeichnung des Signals
mit Hilfe des Schreibstrahles und der Abtastung des Signals mit Hilfe des Lesestrahls
ergibt, so daß beide Signale zeitgleich einer Komparatorschaltung zugeführt werden
können, mit welcher Abweichungen zwischen dem Urspruiigssignal und dem nach der
Aufzeichnung wiedergewonnen Signal festgestellt werden. Dieser Signalvergleich kann
zur Abstimmung der Videoaufzeichnung und zur Überprüfung der bespielten Videoplatte
Verwendung finden.
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Im
Im Interesse der Anpassung an herkömmliche Fernsehsysteme
kann dem Wiedergabeteil ein HF- Modulator nachgeschaltet werden, der das aufgezeichnete
Signal für die Wiedergabe in einem herkömmlichen FS-Empfänger umformt.
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Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen
und der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Vldeoaufzeichnungsgerätes;
Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Bildplatte; Fig. 3 eine Draufsicht auf einen
Teilschnitt einer Bildplatte; Fig. 4 eine vereinfachte Schwingungsform eines Videosignals;
Fig. 5 eine entsprechend dem Signal gemäß Fig. 4 frequenzmodulierte Rechteckschwingung
Fig. 6 ein Diagramm, aus dem die Intensität des vom Schreiblaser gelieferten Schreibstrahls
hervorgeht; Fig. 7 ein Diagramm, das die Intensität des modulierten Schreibstrahles
zeigt; Fig 8 einen Teilschnitt durch eine Videoplatte mit einer nach dem modulierten
Signal gemäß Fig. 5 ausgeausgeprägten
Informationsspur; Fig. 9
ein Blockschaltbild der Verschiebesteuerung gemäß Fig. 1; Fig. 10 ein Blockschaltbild
einer Leseeinrichtung, die in einem Videoaufzeichnungsgerät gemäß der Erfindung
Verwendung finden kann; Fig. 11 ein Blockschaltbild eines Videoaufzeichnungsgerätes
mit einer integrierten Leseeinrichtung; Fig. 12 eine schematische Darstellung der
auf die Videoplatte auftreffenden Lese- und Schreibstrahlen bei einem Videoaufzeichnungsgerät
gemäß Fig. 11; Fig. 13d das Blockschaltbild der Stabilisierschaltung gemäß Fig.
l; Fig. 14 verschiedene Schwingungsformen zur Erläuterung der Wirkungsweise des
Videoaufzeichnungsgerätes; Fig. 15 einen Teilschnitt durch eine Videoplatte nach
der Aufzeichnung; Fig. 16 einen Teilschnitt durch eine Videoplatte mit einem lichtempfindlichen
Überzug aus einem Photolack nach der Aufzeichnung und vor der Entwicklung des Photolackes;
Fig. 17 einen Teilschnitt durch die Videoplatte gemäß Fig. 16 nach der Entwicklung
des Photolackes; Fig. 18
Fig. 18 die Übertragungsfunktion einer
Pockels-Zelle; Fig. 19 - die Übertragungsfunktion eines als Linearpolarisierer verwendeten
Glan-Prismas; en Fig. 20 ein die Lichtintensität des Schreibstrahles beschreir-
bendes Diagramm; Fig. 21 verschiedene Schwingungsformen, die den Intensitäten des
Schreibstrahls gemäß Fig. 20 zugeordnet sind, und entsprechend ausgebildete Informationselemente
zur Erläuterung des Tastverhältnisses; Fig. 22 Schwingungsformen zur Erläuterung
der Intensitätsverteilung aufgrund der aufgezeichneten Information; Fig. 23i das
Blockdiagramm einer Vorspannungsschaltung für die Pockels-Zelle; Fig. 24 ein Schaltdiagramm
eines Detektors für Verzerrungen aufgrund der zweiten Harmonischen; Fig. 25 das
Blockschaltbild eines llochspannungsverstärkers der Vorspannungsschaltung gemäß
Fig. 23.
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Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Yideoaufzeichnungsgerät, um
eine Videoinformation in Form eines frequenzmodulierten Signales auf einen Informationsträger
10 aufzuzeichnen,umfaßt eine Videosignalquelle 12, welche das aufzuzeichnende Informationssignal
liefert. Dieses Informationssignal wird über eine Leitung 18 an einen Frequenzmodulator
20 angelegt, der ausgangs
gangsseitig über die Leitung 14 ein FM-Signal
zur Verfügung steht, wie es beispielsweise in Fig. 5 schematisch angedeutet ist.
Das über die Leitung 18 dem Frequenzmodulator 20 zugeführte Signal besteht aus einer
in zeitlicher Abhängung sich verändernden Spannung, wie sie in Fig. 4 beispielsweise
angedeutet ist. Diese-zeitabhängig sich ändernde Spannung wird im Frequenzmodulator
in eine zeitabhängig sich ändernde Frequenz umgewandelt.
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Der Informationsträger 10 ist auf einem Plattenteller 21 montiert
und besteht aus einem Substrat 22, das auf seiner einen Oberfläche 24 mit einem
lichtempfindlichenÜberzug versehen ist. Eine Verschiebesteuerung 28 versetzt den
Informationsträger - 10 in eine gleichförmige Bewegung relativ zu einem Schreibstrahl
29, der von einem Schreiblaser 30 erzeugt wird. Diese Verschiebesteuerung 28 umfaßt
einen Rotationsantrieb 32, der den Informationsträger in eine gleichmäßige Drehung
versetzt, und ferner einen Translationsantrieb 34, der mit dem Rotationsantrieb
32 synchronisiert ist, um den fokussierten Schreibstrahl 29' radial über den lichtempfindlichen
Überzug 26 zu verschieben. In der Verschiebesteuerung ist für den Zweck der Synchronisierung
der Antriebe eine &ynchronisationsanordnung 36 vorgesehen, um das Verhältnis
der Rotationsbewegung des Informationsträgers 10 zur Translationsbewegung des Schreib-strahls
29' konstant zu halten.
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Der Schreiblaser 30 liefert einen Schreibstrahl 29 mit ausreichender
Intensität, um verändernd auf den lichtempfind lichen Überzug 26 einzuwirken und
dauerhafte Informationselemente auf dem Überzug zu erzeugen, welche repräsentativ
für
für die gespeicherte Information sind. Der Lichtstrahl vom
Schreiblaser 30 besteht aus einem polarisierten monochromatischen Licht.
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In Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch den Informationsträger 10 dargestellt,
der als Plattenträger aufgebaut ist. Das Substrat 22 besteht vorzugsweise aus Glas
und hat eine glatte ebene Oberfläche 24, die mit dem lichtempfindlichen Überzug
26 überzogen ist.
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Bei einer speziellen Ausgestaltung kann dieser Lichtüberzug aus einer
dünnen, opaken, metallisierten Schicht bestehen, die entsprechende physikalische
Eigenschaften hat, um in lokalen Bereichen auf die Erwärmung durch den auftreffenden
Schreibstrahl 29 zu reagieren. Dieser Schreibstrahl bewirkt durch die lokale Erhitzung
ein Schmelzen des Überzugs 26, wobei sich das geschmolzene Material in Richtung
auf den Umfangsbereich des Schmelzbereiches zurückzuziehen. Nach dem Erhärten bleibt
eine Öffnung 37 vorhanden, wie sie aus den Fig. 3 und 8 hervorgeht. Diese Öffnung
37 stellt ein typisches Informationselement zur Kennzeichnung der gespeicherten
Information dar. Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die aufeinanderfolgenden
Öffnungen bzw. Vertiefungen 37 durch Zwischenbereiche 38 getrennt, in welchen der
Überzug unverändert ist. Dieser Zwischenbereich 38 stellt ebenfalls ein Informat
ionselement dar, so daß die Vertiefungen 37 und erhöhten Zwischenbereiche 38 zusammen
das frequenzmodulierte, auf dem Informationsträger gespeicherte Signal repräsentieren.
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Eine verschiebbare Optik 40 und eine Strahlsteuerung 41 definieren
zusammen den Lichtweg des von dem Schreiblaser
laser 30 gelieferten
Schreibstrahles 29. Die Strahlsteuerung 40 bildet den Schreibstrahl 29 als Lichtpunkt
42 auf dem Überzug 26 ab. Der gesamte Lichtweg wird durch die Bezugszeichen 29 und
29' in Fig. 1 gekennzeichnet. Ein Lichtintensitäts E in Lichtintensitätsmodulator
44 wird von dem frequenzmodulierten Signal, wie es in Fig. 5 schematisch dargestellt
ist, angesteuert. Dieses frequenzmodulierte Signal bewirkt über den Lichtintensitätsmodulator
44, daß dieser von einem Zustand, in welchem er Licht mit hoher Intensität ausstrahlt,
in einen Zustand verändert wird, in welchem das abgegebene Licht eine verhältnismäßig
niedere Intensität hat, entsprechend dem Zyklus des frequenzmodulierten Signals.
Damit wird durch die Änderung der Intensität der Lichtstrahl 29 mit dem gespeicherten
FM-Signal moduliert.
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In der Darstellung gemäß Fig. 1 wird der Schreibstrahl im nicht modulierten
Zustand mit 29 und im modulierten Zustand mit 29' bezeichnet. Dieser modulierte
Schreibstrahl 29' trifft auf den Überzug 26 auf entsprechend der Lenkung durch die
verschiebbare Optik 40 und die Strahlsteuerung 41. Dabei werden, wie bereits erwähnt,
die Informationselemente auf dem Informationsträger ausgebildet.
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Der Lichtintensitätsmodulator 44 umfaßt eine elektrooptische Vorrichtung
46, welche in Abhängigkeit vom FM-Signal des Frequenzmodulators den Lesestrahl 29
in seiner Lichtintensität derart variiert, daß er einerseits über einer vorge gebenen
Intensität liegt, bei welcher der Überzug verändert wird, und andererseits unterhalb
einer vorgegebenen Intensität liegt, bei der der Schreibstrahl 29' keinen Einfluß
auf den Überzug 26 hat. Damit erhält man eine Änderung des Überzugs 26 entsprechend
der auf dem Informationsträger 10 gespe icherten
speicherten Information,
wobei sich Informationselemente ergeben, die aus belichteten und unbelichteten Teilen
des Überzugs 26 auf dem Informationsträger 10 bestehen. Dieser lichtempfindliche
Überzug 26 kann aus einem Photolack bestehen.
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Wenn der Überzug 26 aus einer Metallbeschichtung besteht, wird der
Schreibstrahl 29' in der elektrooptischen Vorrichtung 46 derart beeinflußt, daß
er oberhalb einer vorgegebenen Intensität die Metallschicht zum Schmelzen bringt,
ohne sie jedoch zu verdampfen und unterhalb einer vorgegebenen Intensitätdie Metallschicht
im wesentlichen unverandert läßt, jedoch zumindest nicht zum Schmelzen bringt.
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Der Lichtintensitätsmodulator 44 umfaßt ferner eine Stabilisierschaltung
48, welche ein Rückkopplungssignal zur Temperaturstabilisierung der elektrooptischen
Vorrichtung 46 liefert.
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Ein in der Strahlsteuerung 41 zurüekgeführter Teil 29' des Schreibstrahles
dient dazu, in der elektrooptischen Vorrichtung 46 ein elektrisches Rückkopplungssignal
zu erzeugen, das der mittleren Lichtintensität des Schreibstrahles 29' entspricht.
Dieses Rückkopplungssignal wird der elektrooptischen Vorrichtung 46 über Leitungen
50a und 50b zugeführt, um dessen Betriebsniveau zu stabilisieren.
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Einrichtungen zum Abtasten des Signals dienen dazu, ein elektrisches
Rückkopplungssignal zu erzeugen, welches die mittlere Lichtintensität des modulierten
Schreibstrahls 29' kennzeichnet. Damit kann der L ichtintensitätsmodulator 44 derart
stabilisiert werden, daß er einen Schreib strahl mit im wesentlichen konstanter
mittlerer Leistung abgibt. Die Stabilisier -
Stabilisierschaltung
48 umfaßt ferner Einrichtungen, um selektiv das mittlere Leistungsniveau des modulierten
Schreibstrahls 29' an einen vorgegebenen Wert anzupassen, um den Arbeitsbetrieb
entsprechend an die Verwendung eines Überzugs 26 aus Metall, einem Photolack oder
einem anderen geeigneten Material anzupassen.
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Die verschiebbare Optik 40 umfaßt ein Objektiv 52, das in einem hydrodynamischen
Luftlager 54 über dem Überzug 26 gehaltert wird. Der modulierte Schreibstrahl 29'
besteht im wesentlichen aus einem parallelen Lichtbündel. Beim Fehlen einer Streuungslinse
66 innerhalb der verschiebbaren Optik 40 hat das Lichtbündel die Tendenz, im wesentlichen
nicht zu divergieren. Unter diesen Voraussetzungen ist die Eintrittsöffnung 56 des
Objektivs größer als der Durchmesser des modulierten Schreibstrahls 29'. Mit Hilfe
der Streulinsen 66 kann der Schreibstrahl 29' etwas aufgeweitet werden, so daß er
auf die Eintrittsöffnung 56 des Objektivs 52 als im wesentlichen paralleles Lichtbündel
auftrifft. In der Strahlsteuerung 41 sind eine Anzahl von Ablenkspiegeln 58, 62
und 64 vorgesehen. Ein weiterer Ablenkspiegel 60 ist in der verschiebbaren Optik
40 angeordnet. Dieser Ablenkspiegel 60 ist als verschiebbarer Spiegel -dargestellt,
um exakt kreisförmige Informationsspuren herzustellen. Wenn eine spiralförmige Informationsspur
aufgezeichnet werden soll, kann ein feststehender Ablenkspiegel an dieser Stelle
Verwendung finden.
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Wie bereits erwähnt, erzeugt der Schreiblaser 30 einen polarisierten
Schreibstrahl 29, dessen Polarisationsebene in der elektrooptischen Vorrichtung
46 in Abhängigkeit von dem angelegten frequenzmodulierten Signal gedreht wird.
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Zu
Zu diesem Zweck enthält die elektroopüsche Vorrichtung
46 eine Pockels-Zelle 68, einen Linearpolarisierer 70 und einen Antrieb 72 für die
Pockels-Zelle. Dieser Antrieb besteht im wesentlichen aus einem Linearverstärker,
der auf das über die Leitung 14 angelegte FM-Signal anspricht. Das Ausgangssignal
des Antriebs 72 für die Pockels-Zelle bewirkt eine Drehung der Polarisationsebene
des durch die Pockels-Zelle 68 übertragenen Schreibstrahles 29. Der Linearpolarisierer
70 ist in einem bestitnmien Verhältnis zu der ursprünglichen Polarisationsebene
des Schreibstrahls, wie er vom Schreiblaser 30 abgegeben wird, polarisiert.
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Gemäß Fig. 7 ist die Achse der maximalen Lichtabgabe des Linearpolarisierers
70 in einem rechten Winkel zur Polarisationsebene des Schreibstrahles vom Schreiblaser
30 ausgerichtet, d. h. der Schreibstrahl erfährt eine 90°-Drehung. Für eine minimale
Lichtabgabe erfährt der Schreibstrahl eine Null-Grad-Drehung. Diese Ausrichtung
ist wahlweise. Daher ist es auch möglich, daß die minimale Lichtabgabe der 90° -Drehung
und die maximale Lichtabgabe der 0Drehung zugeordnet ist.
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Dabei würde die Anordnung im wesentlichen gleich arbeiten.
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Der Linearpolarisierer 70 dämpft die Intensität des Schreibstrahles
29, der gegenüber seiner ursprünglichen Polarisationsebene verdreht ist. Durch diese
Dämpfung wird der FM-modulierte Schreibstrahl 29' gebildet. Der Linearpolarisierer
70 kann unter Verwendung eines Glan-Prismas aufgebaut sein.
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Der Antrieb 72 ist wechselstrommäßig mit der Pockels-Zelle 68 verbunden.
Die Stabilisierschaltung 48 ist gleichstrommäßig an die Pockels-Zelle 68 angeschlossen.
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In den
In den Fig. 4 bis 7 sind Schwingungsformen
dargestellt, die der Erläuteruag der Wirkungsweise dienen. Ein Videosignal, wie
es von der Videosignalquelle 16 aus angeboten werden kann, ist in Fig.4 gezeigt.
Ein derartiges Videosignal wird- üblicherweise von einer Fernsehkamera oder von
einem Fernsehwiedergabegerät geliefert. Als weitere Signalquelle kommt auch ein
Lichtpunktabtaster in Frage. Das in Fig. 4 dargestellte Signal hat typischerweise
eine Spitzenspannung von 1 Volt, wobei der Informationsinhalt in dem Spannungsverlauf
in Abhängigkeit von der Zeit gemäß einer Kurve 73 enthalten ist. Die maximale Änderungsgeschwindigkeit
eines Videosignals wird durch eine Bandbreite von 4, 5 MHz begrenzt. Ein derartiges
Videosignal ist auf einem Fernsehgerät direkt darstellbar.
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Das in Fig. 4 dargestellte Videosignal wird dem Frequenzmodulator
20 zugeführt, welcher daraus die frequenzmodulierte Schwingungsform 74 gemäß Fig.
5 bildet. Der Informationsinhalt dieser Schwingungsform gemäß Fig. 5 ist der gleiche
wie der der Schwingungsform gemäß Fig. 4.
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Der Unterschied besteht darin, daß der Informationsinhalt in Form
eines Trägersignals mit einer zeitabhängigen Frequenzänderung um eine Mittelfrequenz
gespeichert ist.
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Der Amplitudenbereich mit dem kleinsten Signalniveau. d. h.
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der Abschhitt 75, der Schwingungsform 73 gemäß Fig. 4 entspricht dem
tiefsten Frequenzanteil des in Fig. 5 dargestellten frequenzmodulierten Signals
74. Eine Periode dieser tiefsten Frequenz des frequenzmodulierten Signals 74 ist
mit 76 bezeichnet. Das höchste Amplitudenniveau ist in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen
77 gekennzeichnet und entspricht dem Teil mit
mit höchster Frequenz
in der frequenzmodulierten Schwingungsform 74 gemäß Fig. 5. Eine Periode dieser
Frequenz ist mit 78 bezeichnet. Ein dazwischenliegende# mit 79 gekennzeichneter
Amplitudenbereich der Schwingungsform 73 gemäß Fig. 4 hat eine mittlere Frequenz
im frequenzmodulierten Signal 74 gemäß Fig. 5 und ist für eine Periode mit dem Bezugszeichen
79a bezeichnet.
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Wenn man die Schwingungsformen gemäß Fig. 4 und 5 miteiander vergleicht,
erkennt man, daß der Frequenzmodulator 20 ein in Abhängigkeit von der Zeit sich
änderndes Spannungssignal in ein zeitabhängig sich änderndes Frequenzsignal umwandelt.
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In Fig. 6 ist die Intensität des Schreibstrahls 29 dargestellt, wobei
die mit der Linie 80 gekennzeichnete Inen#ität mit einem konstanten Niveau am Ausgang
des Schreiblasers 30 zur Verfügung steht. In Fig. 7 ist die Intensitätsänderung
des modulierten Schreibstrahls 29' nach demVerlassen des Lichtintensitätsmodulators
44 dargestellt. Dieser modulierte Schreibstrahl 29' hat eine Vielzahl von Scheitelniveaus,
deren Niveau 92 die maximale Lichtabgabe und deren Niveau 94 die minimale Lichtabgabe
kennzeichnen. Die einge#zeichnete Linie 80 kennzeichnet die maximale Intensität
d es Schreiblasers 30, aus der der modulierte Schreibstrahl 29' abgeleitet ist,
der, wie man erkennen kann, eine geringere maximale Intensität hat. Der Intensitätsverlust
wird durch den Doppelpfeil 96 angedeutet.
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Die Intensitätsmodulation des Schreibstrahles wird mit dem Polarisationseffekt
durch die Pockels-Zelle 68 verglichen, und zwar bezüglich der Bezugsebenen 98, 100
und 102. Aus der Darstellung gemäß Fig. 7 kann man entnehmen, daß bei
bei
dem unteren Intensitätsniveau 94 der modulierte Schreibstrahl 29' durch die Pockels-Zelle
68 keine Polarisation erfährt, d.h. mit einer 0° -Drehung übertragen wird. An den
Schnittpunkten der Bezugsebene 100 mit dem modulierten Schreibstrahl 29' steht ausgangsseitig
am Linearpolarisierer 70 ein StrahlFzur Verfügung, zu dem die Pockels-Zelle 68 eine
45°-Drehung bezüglich der Polarisation addiert hat. In der Bezugsebene 102 ergibt
sich eine Intensität für den modulierten Schreibstrahl 29' am Ausgang des Linearpolarisierers
70, zu dem die Pockels-Zelle 68 eine Polarisation aufgrund einer 900-Drehung addiert
hat, so daß die maximale Lichtintensität zur Verfügung steht.
-
Die Erzeugung der Öffnungen bzw. Vertiefungen 37 gemäß den Fig. 3
und 8 in dem Überzug 26 mit Hilfe des modulierten Schreibstrahls 29' ergibt sich
aus der Zuordnung der beiden Figuren 7 und 8.
-
Die in Fig. 7 dargestellte Bezugsebene 100, welche zwischen der der
maximalen und der minimalen Lichtintensität zugeordneten Drehung der Polarisationsebene
liegt, repräsentiert den Schwellwert der Lichtintensität des modulierten Schreibstrahls
29', der erforderlich ist, um die Informationselemente im Überzug 26 auszubilden.
Das heißt, der Schwellwert der Lichtintensität für das Speichern der Information
auf dem Informationsträger ist einer Drehung der Polarisationsebene um 45° zugeordnet.
-
Die Vertiefungen 37 werden in dem Überzug 26 ausgebildet, wenn die
Drehung der Polarisationsebene durch die Pockels-Zelle 68 einen Bereich der Drehung
der Polarisationsebene von 450 über 900 zurück zu 45 durchläuft. In dem Überzug
26 wird
wird keine Vertiefung ausgebildet, wenn die Pockels-Zelle
68 die Polarisationsebene des modulierten Schreibstrahls 29' von 450° über 0° zurück
zu 45° verdreht.
-
In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Teilausschnitt des Informationsträgers
in Form einer Videoplatte in Draufsicht dargestellt. Die Vertiefungen 37 und die
Zwischenbereiche 38 werden in der Weise ausgebildet, daß der plattenförmige Informationsträger
10 mit einer Geschwindigkeit von z. B. 1800 U/sec gedreht wird und der lichtempfindliche
Überzug 26 im Bereich der Vertiefungen entsprechend Fig. 8 ausgebildet werden. Die
Verschiebesteuerung 28 bewirkt, daß die Vertiefungen 37 längs einer Kreislinie entstehen.
Mit dem Bezugszeichen 104 ist eine innenliegende Informationsspur und mit dem Bezugszeichen
105 ist eine außenliegende Informationsspur gekennzeichnet. Die gestrichelten Linien
106 und 107 verlaufen entlang der Mittellinie der Informationsspuren. Der Doppelpfeil
108 kennzeichnet den Abstand der beiden Mittellinien der beiden benachbarten Informationsspuren
und beträgt für ein Ausführungsbeispiel 2 /u. Die Breite der einzelnen Vertiefungen
37 wird durch den Doppelpfeil 109 gekennzeichnet und beträgt etwa 1 /u.
-
Der Abstand zwischen Vertiefungen benachbarter Informationsspuren
ist mit dem Doppelpfeil 110 gekennzeichre t und beträgt 1 lu. Die Länge einer Vertiefung
ist mit dem Doppelpfeil 112 angedeutet und variiert zwischen etwa 1, 0 und etwa
1,5 /u.
-
Alle diese Maßangaben hängen von vielen Veränderlichen des Videoaufzeichnungsgerätes
ab. Diese Maßangaben ändern sich in Abhängigkeit von der Frequenz, welche vom Frequenzmodulator
20 geliefert wird, in Abhängigkeit von der Größe des Lichtpunktes 42, wie er durch
die Strahlsteuerung und die verschiebbare Optik bestimmt wird, und schließlich in
Ab-
Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des plattenförmigen
Informationsträgers 10.
-
In Fig. 9 ist das Blockdiagramm der Verschiebesteuerung 28 gemäß Fig.
1 dargestellt. Der Rotationsantrieb 32 umfaßt eine Motorservoschaltung 130 und einen
Spindelmotor 134, dessen Spindel 132 mit dem Plattenteller 21 des Videoaufzeichnungsgerätes
verbunden ist. Die Drehzahl des Spindelmotors 134 wird von der Motorservoschaltung
130 ausgesteuert, die die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers 21 phasenstarr
mit einem Signal koppelt, das vom Farbhilfsträgeroszillator 136 erzeugt wird. Dieser
Farbhilfsträgeroszillator ist ein Teil der Synchronisationsanordnung 36. Ferner
umfaßt diese Synchronisat ionsanordnung 36 einen ersten Teiler 138 und einen zweiten
Teiler 140. Der erste Teiler 138 reduziert die Farbhilfsträgerfrequenz auf die Referenzfrequenz
für die Drehzahl. Mit der Spindelwelle 132 ist ein Tachometer 143 verbunden, der
ein Frequenzsignal liefert, das die exakte Drehgeschwindigkeit der Spindel 132 und
damit des Plattentellers 21 angibt. Das über die Leitung 142 zur Verfügung stehende
Tachometersignal wird über die Leitung 142 an die Motorservoschaltung angelegt,
der auch über die Leitung 144 die Referenzfrequenz für die Drehzahl zugeführt wird.
In der Motorservoschaltung 130 werden die beiden Signale verglichen. Wenn die Phase
des Tachometersignals der Phase der Referenzfrequenz voreilt, dreht sich der Motor
134 mit zu hoher Drehzahl, so daß die Motorservoschaltung 130 ein Signal erzeugt,
das über die Leitung 146 an den Spindelmotor 134 angelegt wird, um die Drehzahl
zu verringern und das Tachometersignal ki Phasenübereinstimmung mit der Referenzfrequenz
zu bringen.
-
Wenn
Wenn die Phase des Tachometersignals der Phase
der Referenzfrequenz nacheilt, ist die Drehzahl des Spindelmotors zu klein, so daß
ein Signal erzeugt wird, welches über die Leitung 148 dem Spindelmotor 134 zugeführt
wird, um dessen Drehzahl entsprechend zu vergrößern.
-
Der zweite Teiler 140 verringert die Farbhilfsträgerfrequenz vom Oszillator
136 auf eine Referenzfrequenz für die Translativ sbewegung, die dem Translationsantrieb
34 zugeführt wird. Damit wird der Translationsantrieb für jede Umdrehung des Informationsträgers
um eine bestimmte Distanz verschoben. Diese Distanz beträgt für die beschriebene
Ausführungsform 2 /u.
-
Der Farbhilfsträgeroszillator 136 zusammen mit den beiden Teilern
138 und 140 arbeiten als Synchronisationseinrichtung, um eine konstante Beziehung
zwischen der Rotationsbewegung und der Translationsbewegung. d. h. zwischen dem
Schreibstrahl und dem Informationsträger sicherzustellen.
-
Die verschiebbare Optik 40 gemäß Fig 1 ist in denFig, 10 und 11 näher
dargestellt und ist auf einer Plattform 142 montiert.
-
Diese Plattform wird bezüglich des sich drehenden Informationskörpers
radial, und zwar um jeweils 21u pro Umdrehung der Spindel 132 verschoben. Dieser
radiale Verschiebung pro Umdrehung wird auch als Steigung bezeichnet. Da die Gleichförmig
keit der Steigung von der stetigen Verschiebung der Optik zusammen mit der Plattform
142 abhängt, wird diese Verschiebung durch eine hochpräzise Gewindestange 141 in
Verbindung mit einer Mutter 144 ausgeführt, welche mit der Plattform 142 so steif
wie nur irgendmöglich mit Hilfe eines Trägerstückes 146 verbunden ist. In Fig. 10
In
Fig. 10 ist schematisch der Leseaufbau für die Wiedergewinnung des auf dem Informationsträger
in Form der Informationselemente 37 und 38 gespeicherten FM-Signals gezeigt. Ein
vom Leselaser 152 erzeugter Lesestrahl 150 wird über eine stationäre Optik 154 und
eine verschiebbare Optik 156 zum Informationsträger 10 übertragen. Jede der beiden
Optiken kann dazu benutzt werden, um den Lesestrahl 150 auf die Informationselemente
in Form von lichtreflektierenden Zwischenbereichen 38 und lichtzerstreuenden Vertiefungen
37 zu fokussieren. Dabei wird mit Hilfe der Verschiebesteuerung 28 dafür gesorgt,
daß die Relativbewegung zwischen dem Lesestrahl 150 und den Informationselementen
aufrechterhalten wird.
-
Die stationäre Optik 154 und die verschiebbare Optik 156 definieren
den Strahlengang des von dem Informationsträger reflektierten Strahls. Dieser reflektierte
Strahl ist mit 150' bezeichnet und umfaßt einen Teil des ursprünglichen Lesestrahls.
Die Tatsache, daß sowohl der Lesestrahl als auch der reflektierte Strahl im wesentlichen
zusammenfallen, ist in der Zeichnung durch die Anbringung des Bezugszeichens 150
und 150' an der selben, den Strahlengang kennzeichnenden Linie angedeutet. Ein Lichtabtaster
158 dient dem Zweck, aus dem frequenzmodulierten Lichtstrahl ein entsprechendes
frequenzmodulierte 5 elektrisches Signal zu erzeugen. Dieses elektrische FM-Signal
wird über den Strahlengang 160 weitergeleitet und enthält die Information in Form
eines frequenzmodulierten Trägers. Das Ausgangssignal des Lichtabtasters 158 wird
über einen Verstärker 164 an einen Diskriminator 162 angelegt, der daraus ein der
gespeicherten Information entsprechendes Videosignal ableitet, das über die Leitung
165 als sich über der Zeit änderndes Spannungssignal ein einen FS-Monitor 166 und/oder
einen Oszillographen 168 angelegt wird. Die
Die Optik 154 und 156
umfaßt ferner einen polarisationsabhängigen Strahlenteiler 170, der für den Strahl
150 als Polarisator und für den reflektierten Strahl 150' als Strahlenteiler wirkt.
Ferner ist eine Lambda/4-Platte 172 vorhanden. Der Strahlenteiler 170 filtert von
dem Lesestrahl 150 alle Lichtwellenanteile heraus, die nicht auf die Polarisationsachse
ausgerichtet sind. Die Polarisationsebene des durch den Strahlenteiler 170 ausgerichteten
Strahls wird in der Lambda/4-Platte 172 von einer linearen Polarisation in einezirkulare
Polarisation geändert. Der Strahlteiler 170 ist zwischen dem Leselaser und der Lainbda/4-Platte
172 angeordnet. Diese Platte 172 wird auch vom reflektierten Strahl 150' durchsetzt.
Daher ändert die Lambda/4-Platte 172 nicht nur die Polarisation des Lesestrahls
von einer linearen in eine zirkulare Polarisation, sondern auch die Polarisation
des reflektierten Strahls 150' von einer zirkularen in eine lineare Polarisation,
wobei dieser Strahl um 900 gegenüber der Polarisationsebene verdreht ist, wie sie
durch den Leselaser 152 und den Strahlenteiler 170 festgelegt ist. Der reflektierte
Lesestrahl 150' wird, wie bereits erwähnt, dem Lichtabtaster 158 zugeführt, der
daraus ein entsprechendes elektrisches Signal ableitet. Durch den Strahlanteiler
170 wird die Intensität des Lesestrahls 150 reduziert. Dieserintensitätsabfall wird
durch die ursprünglich höher eingestellte Intensität des vom Leselaser abgegebenen
Lesestrahls 150 kompensiert. Durch die Lambda/4-Platte 172 erhält der reflektierte
Lesestrahl 150' gegenüber dem ursprünglichen Lesestrahl 150 eine Drehung um 90°;
wenn der Lesestrahl von einer linearen Polarisation in eine zirkulare Polarisation
und zurück geändert wird. Der Strahlanteiler 170 hat ferner die Eigenschaft, den
reflektierten Lesestrahl 150' abzutrennen und ihn mit einer 900-Reflexion zum Lichtabtaster
158 hin abzulenken. Dieser Lichtabtaster 158 kann
kann aus einer
Photodiode bestehen, jedoch können auch andere Elemente Verwendung finden, die in
der Lage sind, einen frequenzmodulierten Lichtstrahl in ein entsprechendes elektrisches
Signal umzuwandeln. Die stationäre Optik 154 und die verschiebbare Optik 156 enthalten
ferner das Objektiv 52, das in einem hydrodynamischen Luftlager 54 über dem Überzug
26 des Informations -trägers 10 gehaltert ist.
-
Wie bereits erwähnt, besteht der Lesestrahl 150 im wesentlichen aus
parallelen Lichtstrahlen. Das Objektiv 52 hat eine Eintrittsöffnung 56, die größer
als der Durchmesser des vom Leselaser 152 erzeugten Lesestrahls 150 ist. Aus diesem
Grund ist eine Zerstreuungslinse 174 in den Strahlengang eingefügt, welche den Lesestrahl
aufweitet und als paralleles Strahlenbündel in Richtung auf das Objektiv 52 abgibt.
Dieses Strahlenbündel hat einen Durchmesser, der im wesentlichen zumindest dem Durchmesser
der Eintrittsöffnung des Objektivs 52 entspricht. Die stationäre und die verschiebbare
Optik 154 und 156 umfassen ferner eine Anzahl stationärer oder verstellbarer Ablenkspiegel,
176 und 178, mit deren Hilfe der Lesestrahl in Richtung auf den Informationsträger
bzw. das Objektiv abgelenkt wird.
-
Im Strahlengang des reflektierten Lesestrahls 150' ist ein optisches
Filter 180 angeordnet, das aus dem Strahlengang aller diejenigen Wellenlängen herausfiltert,
die ursprünglich im Lesestrahl 150 nicht vorhanden waren. Durch die Verwendung dieses
Filters 180 wird die Bildqualität, wie sie auf dem FS-Monitor 160 erscheint, wesentlich
verbessert. Dieses Filter 180 ist notwendig, wenn das Lese system zusammen mit einem
Aufzeichnungssystem verwendet wird, wie es anhand der Fig 11 noch näher erläutert
wird.
-
Bei
Bei einem solchen System breitet sich der Schreibstrahl
29 ebenfalls entlang dem Strahlengang des reflektierten Lesestrahls 150 aus. Das
optische Filter 180 unterdrückt den Schreibstrahl, jedoch läßt es den reflektierten
Lesestrahl 150' in voller Intensität durch.
-
In den Strahlengang des reflektierten Lesestrahls 150 ist ferner eine
Sammellinse 182 eingefügt, um den reflektierten Lesestrahl auf den aktiven Bereich
des lichtempfindlichen Elementes des Lichtabtasters 158 zu fokussieren. Dadurch
wird die Intensität des auf den aktiven Bereich des Lichtabtasters 158 auftreffenden
Lichtstrahles vergrößert.
-
Der Verstärker 164 verstärkt das Ausgangssignal des Lichtabtasters
158, um die Amplitude dieses Signals auf einen Wert zu bringen, der für die Verarbeitung
im Demodulator 162 geeignet ist.
-
Die in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Schwingungsformen werden auch
von der Wiedergabeeinrichtung gemäß Fig. 10 erzeugt, wenn das f-requenzmodulierte,
auf dem Informationsträger gespeicherte Signal abgetastet wird. Die Intensität des
mit der Linie 80 dargestellten Signals entspricht der Intensität des Schreibstrahles.
Der Leselaser 152 erzeugt einen Lesestrahl 150, der eine konstante Intensität geringeren
Niveaus hat.
-
Das Ausgangssignal des Lichtabtasters 158 hat eine Schwingungsform,
die der Schwingungsform gemäß Fig. 5 entspricht. Diese Schwingung in Form einer
frequenzmodulierten Impulsfolge wird im Demodulator 162 in ein zeitabhängig sich
änderndes Spannungssignal entsprechend Fig. 4 umgewandelt.
-
Die
strahles 29' durchläßt und den Laserstrahl mit
der Wellenlänge des reflektierten Lesestrahls 150' reflektiert.
-
Die Intensität des modulierten Schreibstrahles 29' ist größer als
die Intensität des Lesestrahls 150. Dies ist notwendig, da der modulierte Schreibstrahl
29' den Überzug des Informationsträgers entsprechend der Modulation verändern muß,
wogegen der Lesestrahl 150 lediglich eine gute Ausleuchtung der In -formationsspur
gewährleisten muß, damit der reflektierte Lesestrahl 150' eine ausreichende Intensität
für die weitere Verarbeitung und die Ansteuerung des Lichtabtasters 158 hat.
-
Der feststehende Ablenkspiegel 58 im Strahlengang des Schreibstrahles
und die beiden feststehenden Spiegel 176 sowie 202 im Strahlengang des Lesestrahles
dienen dazu, den Schreibstrahl 29' auf das Objektiv 56 unter einem kontrollierten
Winkel bezüglich des Lesestrahls 150 auszurichten. Dieser Winkel zwischen den beiden
einfallenden Strahlen bewirkt, daß zwischen dem Lichtpunkt 42 zum Schreiben der
Information und dem Abtastfleck 157 zum Abtasten der gespeicherten Information ein
räumlicher Abstand besteht.
-
Für diesen Abstand wird im üblichen Betrieb eine Entfernung von etwa
4 bis 6 u als ausreichend angesehen. In Fig. 12 ist die unterschiedliche Ausrichtung
der einfallenden Strahlen zur Erläuterung dargestellt, wobei die Darstellung gegenüber
demtatsächlichen Verhältnis stark verzerrt ist.
-
Der reflektierte Lesestrahl 150'wird wie bereits erwähnt, nach einer
Verstärkung demoduliert und auf einem FS-Monitor 5 bzw.
-
einem
Die Verschiebesteuerung 28 gemäß Fig. 10 für
die Wiedergabeeinrichtung entspricht der Verschiebesteuerung 28 gemäß Fig. 1.
-
und sorgt einerseits für die Drehung des Plattentellers 21 und andererseits
für die tr-anslatorische Verschiebung des Lesestrahles mit Hilfe der verschiebbaren
Optik 156.
-
In Fig. 11 ist in einem Blockschaltbild die Kombination des Videoaufzeichnungsgerätes
gemäß Fig. 1 mit einem Wiedergabe gerät gemäß Fig. 10 dargestellt. Ein unmodulierter
Schreibstrahl 29 wird vom Schreiblaser 30 abgegeben und zum Informationsträger als
modulierter Schreibstrahl 29' übertragen, Die Strahlsteuerung 41 umfaßt einen Ablenkspiegel
58 Die verschiebbare Optik 40 enthält eine Zerstreuungslinse 66, einen Spiegel 200
mit Teildurchlässigkeit, einen verschiebbaren Ablenkspiegel 60 und das Objektiv
52. Der modulierte Schreibstrahl 29' wird als Lichtfleck 42 auf dem lichtempfindlichen
Überzug 26 abgebildet, um die Informationselemente zu bilden.
-
Der Lesestrahl 150 definiert einen zweiten Strahlengang zwischen dem
Leselaser 152 und dem Informationsträger 10. Die stationäre Optik 154 enthält einen
Ablenkspiegel 176. In der verschiebbaren Optik 156 ist eine Zerstreuungslinse 174
vorgesehen sowie die Lambda/4 -Platte 172 und ein zweiter feststehender Ablenkspiegel
202. Ferner ist auf der verschiebbaren Optik 156 der bereits erwähnte Spiegel 200
mit Teildurchlässigkeit und der verschiebbare Ablenkspiegel 60 sowie das Objektiv
52 montiert. Der Lesestrahl 150 trifft als Abtastfleckl57 auf der Oberfläche des
Informationsträgers 10 auf.
-
Wie bereits erwähnt, ist der Spiegel 200 derart aufgebaut, daß er
den Lesestrahl mit der Wellenlänge des modulierten Schreibstrahle s
einem
Oszillographen zur Darstellung gebracht. Die Darstellung auf dem Oszillographen
dient dem Zweck, das aufgezeichnete Videosignal mit mehr Details zur Darstellung
zu bringen.
-
Mit Hilfe der Darstellung des aufgezeichneten Bildes auf dem FS-Monitor
166 sowie des einzelnen Videosignals am Oszillograph 168 kann die Qualität des gespeicherten
Signals während der Aufzeichnung jederzeit überprüft werden. Damit istman in der
Lage, während der Aufzeichnung eine Korrektur vorzunehmen oder eine schlechte Aufzeichnung
rechtzeitig auszuscheiden.
-
Bei dieser Aufzeichnungskontrolle sind sowohl der Schreiblaser 30
als auch der Leselaser 152 gleichzeitig in Betrieb. Der dichroitische Spiegel 200
wird benutzt, um denLesestrahl 150 dem modulierten Schreibstrahl 29' zu überlagern.
Zu diesem Zweck hat der Schreibstrahl 29 eine von dem Lesestrahl 150 verschiedene
Wellenlänge. Das optische Filter 180 dient dazu, eventuell bei der Trennung zurückbleibende
Signalanteile des modulierten Schreibstrahles 29' vom reflektierten Lesestrahl 150'
zu trennen, bevor dieser weiterverarbeitet wird.
-
Im Vergleichsbetrieb vergleicht ein Komparator 204 das Ausgangssignal
des Demodulators 16 5 welches über die Leitung 206 angelegt wird, mit dem ursprünglichen
Videosignal von der Videosignalquelle 16 über die Leitung 208.
-
In die Leitung 208 ist eine Verzögerungsleitung 210 eingefügt, um
das übertragene Videosignal entsprechend der Zeitverzögerung zu verzögern, welche
durch die Frequenzmodulation, die Aufzeichnung und die Wiedergewinnung entsteht.
In dieser Zeitverzögerung sind auch die Verzögerungszeiten enthalten, die sich durch
die Laufzeit des Schreibstrahles und Lesestrahles erergeben.
Die
Verzögerungsleitung 210 hat eine einstellbare Verzögerung, um sie an einen optimalen
Betrieb anpassen zu können.
-
Das vom Diskriminator 162 abgegebene Videosignal ist in jeder Hinsicht
identisch mit dem über die Leitung 208 und die Verzögerungsleitung zugeführten Signal.
Diese Identität ist gestört, wenn Fehler auftreten, die sich z. B. durch eine fehlerhafte
Oberfläche des Informationsträgers oder durch F ehlfunktionen des Videoaufzeichnungsgerätes
ergeben können.
-
Der Komparator 204 liefert ein Ausgangssignal an einen nicht dargestellten
Zähler, mit dem die tatsächliche Anzahl der auf einem Informationsträger vorhandenen
Fehler festgestellt werden kann. Wenn der Fehleranteil einen bestimmten Wert übersteigt,
wird die Aufzeichnung unterbrochen bzw. beendet. In diesem Fall kann mit einer neuen
Platte die Aufzeichnung erneut begonnen oder weitergeführt werden.
-
Eine Alternative zum Komparator 204 ergibt sich, wenn das Ausgangssignal
des Frequenzmodulators 20 mit dem Ausgangssignal des Verstärkers 164 verglichen
wird.
-
In Fig. 12 ist im vergrößerten Maßstab und bei gleichzeitiger Verzerrung
der optischen Verhältnisse der Strahlengang des modulierten Schreibstrahles 29'
und des unmodulierten Lesestrahles 150 schematisch dargestellt. Der Informationsträger
wird in Richtung des Pfeils 270 verschoben. Der nicht belichtete Überzug ist mit
26' bezeichnet, in welchen der modulierte Schreibstrahl 29' die Vertiefungen 37
einformt, welche anschließend von dem Lesestrahl 150 abgetastet werden. Die Richtung
des Schreibstrahles 29' stimmt mit der optischen Achse
Achse des
Objektives 52 überein. Die optische Achse 212 des Lesestrahls 150 ist um einen Winkel
216 gegen die optische Achse des modulierten Schreibstrahles 29' versetzt. Aufgrund
dieser geringfügigen Versetzung trifft der Lichtpunkt 42 um den Abstand 218 vor
dem Abtastfleck 157 auf den Informationsträger auf. Der Abstand 218 ist gleich dem
Winkel 216 multipliziert mit der Brennweite des Objektives 52. Durch die sich daraus
ergebende Verzögerung zwischen dem Aufzeichnen und der Abtastung kann der geschmolzene
Überzug 26 aushärten, so daß dieser beim Abtasten durch den Lesestrahl 150 bereits
wieder im festen Zustand ist. Wenn eine solche Verfestigung nicht erreicht wird
vor der Abtastung mit dem Lesestrahl 150, ergibt sich eine Verschlechterung der
auf dem FS-Monitor 166 zur Darstellung kommenden Bildqualität.
-
In Fig. 3 ist das Schaltbild der Stabilisierschaltung 48 gemäß Fig.
1 dargestellt. Wie bereits erwähnt, wird diePolarisationsebene des Schreibstrahls
29 mit Hilfe einer Pockels-Zelle 68 in Abhängigkeit von einer angelegten Spannung
gedreht.
-
Je nach der verwendeten Pockels-Zelle 68 liegt die Spannungsänderung
in der Größenordnung von bis zu 100 Volt, um die Polarisationsebene um 90° zu drehen.
Der Antrieb für die Pockels-Zelle verstärkt das Ausgangssignal der Videosignalquelle
12 auf einen Spitzenwert von etwa 100 Volt. Damit erhält man eine geeignete Eingangsspannung
für die Pockels-Zelle. Die an den Antrieb 72 für die Pockels-Zelle angelegte Spannung
hat eine Schwingungsform, wie sie in Fig. 5 prinzipiell dargestellt ist. Die Pockels-Zelle
sollte bei einer mittleren Drehung von etwa 450 betrieben werden, um mit der Strahlintensität
des modulierten Lichtes das elektrische Signal möglichst getreu zu reproduzieren.
Die Pockels-Zelle muß mit einer
einer Vorspannung versehen werden,
damit sie auf einem geeigneten Arbeitspunkt gehalten wird. In der Praxis ändert
die Vorspannung entsprechend einer 45°-Drehung den Arbeitspunkt kontinuierlich.
Diese kontinuierliche Änderung der Vorspannung wird mit Hilfe einer Rückkopplungsschleife
erreicht.
-
Diese Rückkopplung bewirkt einen Vergleich des mittleren Wertes des
übertragenen Lichtes mit einer einstellbaren Bezugsgröße und legt das Differenzsignal
an die Pockels-Zelle über einen Gleichstromverstärker an. Damit wird der Arbeitspunkt
stabilisiert.
-
Der Bezugswert kann derart abgestimmt werden, daß der der mittleren
Übertragung entsprechend dem 450-Arbeitspunkt entspricht, wobei über die Rückkopplung
dafür gesorgt wird, daß die Pockels-Zelle auf diesem Arbeitspunkt im wesentlichen
gehalten wird. Die Stabilisierschaltung 48 enthält eine Siliciumphotodiode 225,
die als Lichtabtaster arbeitet. Diese Diode tastet den rückgekoppelten Teil des
Schreibstrahles 29'' des modulierten Schreibstrahles 29' ab, der vom Lichtintensitätsmodulator
44 ausgesandt wird und teilweise den Spiegel 58 passiert. Die Siliciumphotodiode
225 arbeitet dabei wie eine Solarzelle und stellt eine Quelle elektrischer Energie
dar, wenn sie von der Strahlung beaufschlagt wird. Ausgangsseitig ist die Siliciumdiode
225 über eine Leitung 227 mit dem Bezugspotential 226 verbunden. Die andere Ausgangsleitung
230 liegt am einen Eingang eines Differenzverstärkers 228. Die beiden Ausgänge sind
mit einem Widerstand 232 überbrückt, der für einen linearen Betrieb sorgt.
-
Der zweite Eingang des Differenzverstärkers 228 ist mit dem Abgriff
234 eines Potentiometers 236 über die Leitung 238 verbunden. Das eine Ende des Potentiometers
236 liegt über die Leitung 240 am Bezugspotential 226, wogegen die andere Seite
Seite
des Potentiometers 236 an eine Leistungsqueile 242 angeschlossen ist und die Abstimmung
des Differenzverstärkers 228 derart zuläßt, daß er ein Rückkopplungssignal über
die Leitungen 244 und 246 abgibt, welches zur Abstimmung des Leistungsniveaus des
modulierten Schreibstrahls 29' auf einen vorgegebenen Wert dient.
-
Die Ausgangsklemmen des Differenzverstärkers 228 sind über Widerstände
248 und 250 an die Leitungen 244 und 246 angeschlossen, welche zu den Eingängen
der Pockels-Zelle 68 gemäß Fig. 1 führen. Der Antrieb für die Pockels-Zellen ist
über eine Wechselstromankopplung aus Kondensatoren 252 und 254 angekoppelt, wogegen
der Differenzverstärker 228 an die Pockels-Zelle 68 gleichstrommäßig angekoppelt
ist.
-
Im Betrieb trifft der rückgekoppelte Schreibstrahl 29'' auf die Siliciumphotodiode
225 und erzeugt eine Spannung am einen Eingang des Differenzverstärkers 228. Das
Potentiometer 236 ist derart abgestimmt, daß die mittlere Übertragung über die Pockels-Zelle
einer 45°-Drehung entspricht. Wenn deshalb das mittlere auf die Photodiode auftreffende
Intensitätsniveau entweder ansteigt oder abfällt, wird eine entsprechende Korrekturspannung
am Ausgang des Differenzverstärkers 228 erzeugt. Diese Korrekturspannung wird an
die Pockels-Zelle 68 übertragen und ist bezüglich der Polarität und Amplitude von
einer Größe, welche das mittlere Intensitätsniveau auf das vorgegebene Niveau durch
die Einstellung des Potentiometers zurückführt.
-
Damit wird die Intensität des vom Schreiblaser 30 erzeugten Laserstrahles
eingestellt. Man erhält optimale Ergebnisse, wenn bei der Speicherung der Information
die Länge der Vertiefung
tiefung 37 exakt der Länge des darauffolgenden
Zwischenbereichs 38 entspricht. Mit Hilfe des Potentiometers läßt sich dieses Kriterium
einstellen. Dies entspricht einem Tastverhältnis von 50 % und läßt sich mit Hilfe
des FS-Monitors 166 bezw. des Oszillographen 168 feststellen. Für den kommerziellen
Bedarf ausreichende Ergebnisse werden erzielt, wenn das Tastverhältnis zwischen
40 OJo und 60 % liegt.
-
In Fig. 8 ist ein Schnitt durch eine Informat ionsspur des Informationsträgers
10 dargestellt. Dabei sind die erhöhten Zwischenbereiche 38 die reflektierenden
und die dazwischenliegenden Vertiefungen 37 die nicht reflektierenden Bereiche.
-
Die Bewegungsrichtung des Abtaststrahls entspricht dem Pfeil 217.
Das bedeutet, daß der Lesestrahl zuerst auf einen reflektierenden Bereich 38a und
dann auf einen nicht reflektierenden Bereich 37a auftrifft. Bei dieser Konfiguration
wird die positive Halbwelle des aufgezeichneten Signals durch den reflektierenden
Bereich 38a und die negative Halbwelle durch den nicht reflektierenden Bereich 37a
repräsentiert. Das dargestellte Tastverhältnis hat 50 OJo, wie dies durch die beiden
Klammern 260und 262 angedeutet ist.
-
Bei einer metallbeschichteten Oberfläche des Informationsträgers 10
schmilzt der aus einer dünnen Metallschicht bestehende Überzug 26, wenn die Intensität
des- auftreffenden Lichtpunktes einen Schwellwert übersteigt, der auf die Dicke
des Metallfilmes und die Eigenschaften des Substrats abgestimmt ist. Dieser Lichtstrahl
ist entsprechend dem FM-Signal moduliert. Die Steilheit der Signalübergänge wird
so groß wie möglich gehalten, um möglichst scharfe Begrenzungen
grenzungen
bei den Vertiefungen zu erhalten, trotz der Änderungen, die sich durch den Schmelzgrenzwert
einstellen. Derartige Änderungen im Schmelzgrenzwert können von dicken Änderungen
des Überzugs herrühren oder auch durch die Verwendung verschiedener Materialien
für den Überzug 26.
-
Die mittlere Leistung imLichtpunkt,um eine Vertiefung in einen dünnen
Metallüberzug 26 mit einer Dicke von etwa 200 g bis etwa 300 Ä einzubrennen, liegt
in der Größenordnung von etwa 200 mW. Da die FM-Trägerfrequenz bei 8 MHz liegt,
sind 8 x 106 Vertiefungen unterschiedlicher Länge pro Sekunde in den Überzug einzuformen,
wobei die erforderliche Energie pro Vertiefung in der Größenordnung von 2, 5 x 10
9 Joule liegt.
-
Bei einer ersten Ausführungsform eines Informat ionsträgers 10 wird
eine Glasoberfläche in jeder Vertiefung freigelegt. Dieser freigelegte Bereich der
Glasoberfläche erscheint als nicht reflektierender Teil für den Abtastfleck. Die
im Zwischenbereich erhalten gebliebene Metalloberfläche stellt den reflektierenden
Bereich für den Lesestrahl dar.
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Wenn die Informationselemente dadurch hergestellt werden, daß man
einen lichtempfindlichen Überzug aus Photolack verwendet, wird dafür gesorgt, daß
die mittlere Intensität, die einer Drehung der Polarisationsebene um 450 entspricht,
die Schwellwertintensität darstellt, bei der der lichtempfindliche Überzug vom nichtbelichteten
in den belichteten Zustand übergeht. Die Pockels-Zelle 68 in Verbindung mit dem
Linearpolarisierer 70, der aus einem Glan-Prisma bestehen kann, moduliert den übertragenen
Lichtstrahl derart, daß er mit seiner
seiner untersten übertragenen
Lichtintensität eine Null-Grad-Drehung und mit seiner obersten übertragenen Lichtintensität
eine 90°-Drehung der Polarisationsebene bewirkt. Entsprechend wird bei Drehungen
der Polarisationsebene unterhalb 450 keine ausreichende Belichtung des Überzugs
und bei Drehungen oberhalb 450 eine Belichtung des lichtempfindlichen Überzugs 26
bewirkt.
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Der Antrieb 72 für die Pockels-Zelle besteht typischerweise aus einem
Spannungsverstärker hoher Verstärkung mit einem Ausgangssignal, dessen Spitzenspannung
etwa 100 Volt beträgt.
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Dieser Spannungswert stellt die Ansteuerung der Pockels-Zelle 68 dar.
Das bedeutet, daß die mittlere Spannung ausreicht, um die Pockels-Zelle 68 für eine
45°-Drehung anzusteuern, so daß etwa die Hälfte des gesamten, vom Schreiblaser 30
zur Verfügung stehenden Lichtes vom Linearpolarisierer 70 abgegeben wird. Wenn das
Ausgangssignal des Antriebs 72 positiv über den mittleren Spannungswert hinaus ansteigt,
wird mehr Licht vom Laser übertragen, wogegen bei einem negativ über den Mittelwert
hinausverlaufenden Signal weniger Licht vom Laser übertragen wird.
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Bei einer ersten Ausführungsform des Informationsträgers mit einem
Metallüberzug 26 ist der Schreiblaser derart eingestellt, daß die Intensität, bei
der die Metallschicht zu schirilzen beginnt, erzeugt wird, wenn das Ausgangssignal
vom Antrieb 72 den Wert Null annimmt und der Arbeitspunkt der Pockels-Zelle bei
einer Drehung der Polarisationsebene von 450 liegt. Damit beginnt die Metallschicht
zu schmilzen, wenn das Ausgangssignal des Antriebs positiv ansteigt, wogegen die
Metallschicht zu schmilzen aufhört, wenn das Ausgangssignal negativ wird.
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Bei
Bei einer zweiten Ausführungsform, bei welcher
als Überzug 26 ein lichtempfindlicher Photolack Verwendung findet, ist die Intensität
des Ausgangssignal des Schreiblasers 30 so eingestellt, daß der Schwellwert für
die Belichtung des Photolacks beim Nullwert der Ausgangsspannung des Antriebs 72
für die Pockels-Zelle liegt. Dementsprechend wird der Photolack bei einer positiv
ansteigenden Spannung belichtet und bei einer ins Negative abfallenden Spannung
nicht belichtet. Der belichtete Photolack kann entwickelt und anschließend in einem
bekannten Verfahren entfernt werden. Die nicht belichteten Teile des Photolacks
bleiben dagegen erhalten. Für die Abstimmung des Schreiblasers 30 auf die richtige
Intensität findet das Potentiometer 236 in der bereits erwähnten Weise Verwendung.
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Bei der für die Wiedergabe allein geeigneten Ausführungsform gemäß
Fig. 10 ist das optische Filter 180 nicht notwendig und wird in der Regel auch nicht
gefordert. Es wird bei einem Wiedergabe system lediglich zur Dämpfung des reflektierten
Lesestrahls benutzt, womit eine geringe Erhöhung der Intensität des Leselasers 152
erforderlich wird, um sicherzustellen, daß dieselbe Intensität am Lichtabtaster
158 anliegt, verglichen mit einem Wiedergabe system, das kein optisches Filter 180
verwendet.
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Auch die Sammellinse 182 ist nicht notwendig. In einem zweckmäßig
aufgebauten Wiedergabe system hat der reflektierte Lesestrahl 150 im wesentlichen
denselben Durchmesser wie die Eintrittsfläche des Lichtabtasters 158. Wenn dies
jedoch nicht der Fall ist, kann eine Sammellinse 182 - Verwendung finden, mit der
der reflektierte Lesestrahl 150J auf
auf die kleinere Eintrittsfläche
des Lichtabtasters fokussiert wird.
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Bei den beiden zuvor erwähnten Ausführungsformen für den Überzug des
Informationsträgers kann als Metall Wismut und als lichtempfindlicher Überzug, wie
bereits erwähnt, ein Photolack Verwendung finden. Beide Materialien unterscheiden
sich erheblich bezüglich des Schwellwertes, bei #welchem die Beeinträchtigung des
Überzugs infolge der höher werdenden Lichtintensität zu wirken beginnt.
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Die Wismutschicht kann auf einer Glasplatte als Substrat aufgebracht
sein, wobei die reflektierenden Teile von den Zwischen bereichen gebildet werden,
die infolge der zu geringen Intensität des Schreiblasers nicht weggeschmolzen werden.
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Bei der Verwendung eines Informationsträgers mit einem lichtempfindlichen
Überzug in Form eines Photolacks wird ein auf den Photolack abgestimmtes Schwellwertniveau
für die Intensität erforderlich. Der Mechanismus der Belichtung eines Photolacks
erklärt sich theoretisch dadurch, daß eine bestimmte Anzahl von Photonen auftreffen
müssen, um einen Teil des Photolacks zu belichten. Wenn der positiv modulierte Schreibstrahl
genügend Photonen enthält, d. h. eine Anzahl, die oberhalb der Schwellwertintensität
liegt, wird der vom Lichtpunkt beaufschlagte Bereich belichtet, so daß der Photolack
nach der Entwicklung entfernt werden kann. Bei e iner Belichtung unterhalb der Schwellwertintensität
löst sich der Photolack während der Entwicklung nicht ab.
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In Fig. 23 ist das Blockdiagramm für die Ansteuerung einer Pockels-
Pockels-Zelle
68 mit der erforderlichen Vorspannung dargestellt, um einen Arbeitspunkt einzustellen,
bei welchem die Polarisationsebene eine 45°-Drehung erfährt. Die Gleichstromvorspannung
der Pockels-Zelle wird zunächst für den emgeschwungenen Zustand bei einer Drehung
der Polarisationsebene um 450 eingestellt. Diese Gleichstromvorspannung wird auch
als Festvorspannung bezeichnet. Wenn das dem Frequenzmodulator 20 zugeführte Videosignal
keinen Klirrfaktor enthält, ist eine derartige Festvorspannung für den Betrieb ausreichend.
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Wenn jedoch im Videosignal ein Klirrfaktor enthalten ist, hat auch
der modulierte Schreibstrahl 29' entsprechende Verzerrungen. Das Ausgangssignal
des Frequenzmodulators 20 wird an den Antrieb 72 für die Pockels-Zelle angelegt,
um die erforderliche Spannung auszulösen, welche zur Ansteuerung der Pockels-Zelle
für eine Drehung der Polarisationsebene von O bis 90° erforderlich ist. Der unmodulierte
Schreibstrahl 29 wird, wie bereits erwähnt, der Pockels-Zelle 68 direkt zugeführt.
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Der Grund für die in Fig. 23 schematisch dargestellte Vorspannungssteuerung
für die Pockels-Zelle 68 dient dem Zweck, daß das von einer Photodiode 260 erfaßte
Signal möglichst frei von Klirrfaktor ist.
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Die Erzeugung von Klirrfaktor beim modulierten Schreibstrahl 29' hat
eine Vielzahl von Ursachen. Ein erster Grund ist in der nichtlinearen Übertragungsfunktion
sowohl der Pockels-Zelle 68 als auch des aus einem Glan-Prisma bestehenden Linearpolarisierers
70 zu sehen. Wenn das Eingangssignal über die Leitung 18 bereits Klirrfaktor enthält,
wird dadurch der Klirrfaktor im modulierten Schreibstrahl 29' weiter angehoben
hoben.
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Die Vorspannungssteuerung dient also dem Zweck, die Gleichvorspannung
an die Pockels-Zelle 68 anzulegen und diese auf einen Arbeitspunkt im mittleren
Leistungsbereich einzustellen, so daß der Klirrfaktor, welcher hauptsächlich aus
Harmonischen zweiter Ordnung besteht, auf ein Minimum verringert wird.
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Die Änderung der Gleichvorspannung erfolgt in der nachfolgend beschriebenen
Weise. Der modulierte Schreibstrahl 29' wird von der Pockels-Zelle 68 aus an eine
Photodiode 260 übertragen. Das von dieser Photodiode abgegebene Signal hat die Form
eines frequenzmodulierten Signals, welches eine ausreichend lineare Repräsentation
des Schreibstrahles ist, wie er als modulierter Schreibstrahl auf den Informationsträger
auftrifft, d. h. das Signal enthält alle Verzerrungsprodukte, die auch im modulierten
Schreibstrahl 29' enthalten sind.
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Dieses Ausgangssignal der Photodiode 260 wird über eine Leitung 262
an einen Detektor 261 für die zweiten Harmonischen angelegt, der ein Teil der Vorspannungssteuerung
264 ist. Das Ausgangssignal des Detektors 261 wird an einen Hochspannungsverstärker
266 übertragen, der die Gleichvorspannung über die Leitung 268 an eine Summierschaltung
270 liefert.
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Diese Summierschaltung wird an ihrem zweiten Eingang von dem Ausgangssignal
des Antriebs 72 für die Pockels-Zelle beaufschlagt. An die Pockels-Zelle 68 selbst
wird dann die Summe dieser Signale angelegt, um die Gleichvorspannung der Pockels-Zelle
zu ändern.
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Der Detektor 261 für die zweiten Harmonischen erzeugt eine Spannung,
Spannung,
die verhältnismäßig linear dem Verhältnis der zweiten Harmonischen zur Grundwelle
des Schreibstrahles angepaßt ist. Ferner reflektiert das Ausgangssignal die Phasencharakteristik
der zweiten Harmonischen und, wenn die sein Phase mit der Grundschwingung ist, nimmt
das Ausgangssignal des Detektors ein vorgegebenes Spannungsniveau an, z.B. postive
Spannung. Wenn dagegen zwischen der Grundschwingung und der zweiten Harmonischen
eine Phasenverschiebung besteht, ändert sich das Ausgangssignal des Detektors in
ein zweites Spannungsniveau, z. B. eine negative Spannung.
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Mit Hilfe des Hochspannungsverstärkers 266 wird diese Spannung verstärkt,
so daß man einen Spannungsbereich von 0 bis etwa 300 V Gleichvorspannung erhält.
Der Detektor 261 für die zweiten Harmonischen ist in Fig. 24 im Schaltbild d gezeigt
und besteht aus einem Begrenzer 272 sowie einem Differenverstärker 274.
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Das Ausgangssignal der Photodiode 260 wird als Wechselstromsignal
dem Begrenzer 272 über die Leitungen 262 zugeführt.
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Ausgangsseitig liefert der Begrenzer ein erstes Ausgangssignal über
die Leitung 280 und ein zweites Ausgangssignal über die Leitung 282 an den Differenzverstärker
274. Diese beiden Ausgangssignale stellen logische Komplimente dar, d. h. wenn das
eine Ausgangssignal auf einem hohen Niveauwert liegt, nimmt das andere Ausgangssignal
einen niederen Niveauwert an. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers kennzeichnet
den Inhalt der zweiten Harmonischen im an den Begrenzer eingangsseitig angelegten
Signal.
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Im Normalbetrieb, wenn das Eingangssignal von der Photodiode 260 im
wesentlichen frei von Klirrfaktor bzw. zweiten Harmonischen ist, steht am Ausgang
284 des Differenzverstärkers 287 eine Rechteckschwingung mit einem Tastverhältnis
hältnis
von 50 % zur Verfügung. Das heißt, die Gleichstromniveaus der beiden Halbwellen
sind gegeneinander versetzt, so daß der Mittelwert des Ausgangssignals praktisch
Null ist.
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Wenn Anteile von zweiten Harmonischen im Ausgangssignal der Photodiode
260 enthalten sind, bewirkt dies eine Verschiebung des Tastverhältnisses> so
daß sich eine Abweichung vom50 %-Tastverhältnis ergibt und der Mittelwerta der aus
dem Rechtecksignal gewonnenen Gleichspannung entweder oberhalb oder unterhalb dem
Wert Null liegt, je nachdem, nach welcher Seite die Verschiebung des Tastverhältnisses
erfolgt. Der Differenzverstärker bewirkt also eine Verschiebung der Gleichvorspannung
der Pockels-Zelle, wenn Klirrfaktor anliegt, und damit eine Verschiebung des Arbeitspunktes.
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In Fig. 14 sind mehrere Schwingungsformen dargestellt, die zur Erläuterung
der Wirkungsweise des Aufzeichnungsgerätes gemäß der Erfindung dienen. Zeile A zeigt
eine ve#reinfachte und idealisierte Videoschwingung, wie sie als Videosignal von
einer FS-Kamera oder von einem Videoplattenspieler aus zur Verfügung gestellt wird.
Die Zeilen B und T stellen frequenzmodulierte Ausgangssignale dar, die dieselbe
Frequenzmodulation haben, jedoch in ihrer Schwingungsform verschieden sind. Die
Zeile B entspricht der Schwingungsform gemäß Fig. 5 und ist dasAusgangssignal, wie
es am Ausgang des Multivibrators im Frequenzmodulator 20 zur Verfügung steht. Die
Zeile C zeigt das Ausgangssignal eines Frequenzmodulators 20 in Form einer Dreieckspannung,
mit der man verbesserte Resultate erzielen kann, wenn sie zur Ansteuerung der Pockels-Zelle
68 verwendet wird.
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Die Schwingungsformen in den Zeilen BJ C und D repräsentieren jeweils
das Videosignal in Zeile A. Dabei wird das niedere Signal-
Signalniveau
75 durch die niedere Frequenz und das hohe Signalniveau 77 durch die hohe Frequenz
in den Schwingungsformen nach Zeile B und C repräsentiert. Dabei beträgt die Spitzenspannung
üblicherweise etwa 1Volt, Der Vorteil der Verwendung einer Dreieckschwingung zur
Ansteuerung einer Pockels-Zelle besteht darin, daß diese an die Übertragungscharakteristik
der Pockels-Zelle angepaßt ist. Wenn die der Ansteuerung dienende Dreieckschwingung
mit einer Sinusspannung aufgrund der Übertragungsfunktion der Pockels-Zelle 68 multipliziert
wird, ergibt sich eine sinusförmig sich ändernde Lichtintensität am Ausgang des
Linearpolarisierers. Diese Sinusschwingung ist in der Zeile D dargestellt und kennzeichnet
die Leistungsverteilung des Ausgangssignals, wobei der mittlere Leistungswert 290
genau zwischen dem maximalen Leistungswert 286 und dem minimalen Leistungswert 285
liegt. Die Dreieckschwingung nach der Zeile C hat einen maximalen Spannungswert
V2 in der Ebene 287 und einen minimalen Spannungswert V1 in der Ebene 288. Diese
Spannung zwischen den beiden Maximalwerten stellt die Treiberspannung für die Pockels-Zelle
68 dar. und wird derart eingestellt, daß die d# Polarisationsebene des über die
Pockels-Zelle 68 übertragenen Schreibstrahles eine Drehung von 900 erfahren kann.
Dabei ist die Spannung V1 einer Nullgrad-Drehung und die Spannung V2 einer 900-Drehung
zugeordnet. Das der 450-Drehung zugeordnete mittlere Leistungsniveau kann Temperaturschwankungen
unterworfen sein, so daß eine Stabilisierung für das mittlere Leistungsniveau erforderlich
ist.
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Die in Zeile C gemäß Fig. 14 dargestellte Dreieckschwingung hat die
Form, wie sie vom Frequenzmodulator 20 geliefert wird, und entspricht auch dem von
dem Antrieb 72 für die Pockels-
Pockels-Zelle erzeugten Signal.
Die Ausgangsspannung des Frequenzmodulators hat typischerweise einen Wert von etwa
10 Volt, wogegen die Spannung für denAntrieb-der Pockels-Zelle eine Größe von etwa
100 Volt hat. Das heißt, die beiden im wesentlichen gleichen Spannungsformen unterscheiden
sich lediglich durch die Amplitude.
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In Fig. 15 ist ein Schnitt durch den Informationsträger dargestellt,
wie man ihn nach der Aufzeichnung erhält. Das Substrat 300 mit einer ebenen Oberfläche
302 trägt die Informationsschicht 304, welche im wesentlichen eine gleichförmige
Dicke und damit eine ebene Oberfläche 306 hat. Wie bereits erwähnt, wird der Schreibstrahl
in seiner Intensität derart gesteuert, daß der Überzug 26 in denjenigen Bereichen
wegschmilzt, bzw. für die Entfernung vorbereitet, in welchen er mit einer Intensität
o auftrifft, die über dem Schwellwert liegt, der der 45 -Drehung der Polarisat ionsebene
zugeordnet ist. Diese Zuordnung ist aus Zeile D gemäß Fig. 14 und Fig. 15 entnehmbar,
wobei durch senkrecht verlaufende, gestrichelte Linien die Zuordnung angedeutet
ist. Die Länge einer Öffnung bzw. Vertiefung 310 entspricht der Zeitdauer, während
welcher der modulierte Schreibstrahl in seiner Intensität oberhalb der mittleren
Leistungslinie 290 gemäß Fig. 14 liegt.
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In Fig. 16 ist ein Teilschnitt des Informationsträgers 16 dargestellt,
bei dem auf einem Substrat 320 mit einer ebenen Oberfläche 322 eine Photolackschicht
324 in gleichmäßiger Dicke aufgebracht ist, die somit auch eine ebene Oberfläche
326 hat. Mit Hilfe des in seiner Intensität auf die Lichtempfindlichkeit des Photolackes
abgestimmten Schreibstrahls werden die den Vertiefungen 330 zugeordneten Bereiche
belichtet, welche anschließend durch Entwickeln
Entwickeln entfernt
werden können. Die dabei entstehenden Vertiefungen 330 entsprechen in ihrer Lage
den Vertiefungen 310 gemäß Fig. 14, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet
ist.
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Wie bereits erwähnt, muß die Intensität des modulierten Schreibstrahles
an die Art des Informationsträgers angepaßt sein, wobei für einen Überzug aus Wismut
eine höhere Intensität als für einen Überzug aus einem Photolack benötigt wird.
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Anstelle von Wismut kann auch Tellur, eine unter dem Warenzeichen
Inconel bekannte Nickel-Chromlegierung und Nickel Verwendung finden.
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In Fig. 18 ist die Übertragungscharakteristik der Pockels-Zelle in
Verbindung mit dem Linearpolarisierer als Ergebnis der sinustc:rmigen Drehung der
Polarisationsebene und der linearen Spannungsänderung aufgrund des Antriebs der
Pockels-Zelle dargestellt. Der Punkt, an welcher die 90° -Drehung auftritt, ist
mit 340 gekennzeichnet und entspricht der maximalen Lichtübertragung. Der Punkt,
der der minimalen Lichtübertragung entspricht, ist mit 342 bezeichnet, dem auch
das Spannungsniveau V1 gemäß dem Bezugszeichen 288 in Fig. 14 zugeordnet ist. Die
Ebene, in welcher der Punkt 340 liegt, entspricht dem Spannungsniveau V2 gemäß dem
Bezugszeichen 287 in Fig. 14. Die zwischen den beiden Maximalebenen verlaufende
Ebene ist der 45 0-Drehung der Polarisationsebene zugeordnet.
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Wie bereits erwähnt, erfährt der Schreibstrahl bei der Übertragung
über die Pockels-Zelle im wesentlichen keine Leistungsänderung
änderung,
sondern im wesentlichen nur eine Drehung der Polarisationsebene. Die Leistungsänderung
und damit die Lichtmodulation ergibt sich im Zusammenwirken mit dem Linearpolarisierer
70.
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Das Glan-Prisma im Linearpolarisierer 70 ist auf die Pockels-Zelle
68 derart ausgerichtet, daß der um 900 in der Polarisationsebene gedrehte Schreibstrahl
im wesentlichen keine Dämpfung durch das Prisma erfährt. Bei einer Null-Grad-Drehung
der Polarisationsebene unterbindet das Prisma die Übertragung des Lichtstrahles.
Im Normalbetrieb werden- die Extremlagen, d. h. die Null-Grad-Drehung und die 900-Drehung
bei hohen Betriebsfrequenzen kaum erreicht.
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Die Übertragungscharakteristik der Pockels-Zelle 68 wird durch die
Fig. 18 charakterisiert, wogegen die Übertragungscharakteristik des Glan-Prismas
im Linearpolarisierer 70 durch Fig. 19 charakterisiert wird. Aus dem Verlaufdes
Diagramms kann man entnehmen, daß d ie maximale Lichtübertragung bei der 90°-Drehung
erfolgt, wogegen die minimale Lichtübertragung dem Punkt 253 der 00Drehung zuzuordnen
ist. Das mittlere, der 450-Drehung zugeordnete Leistungsniveau ist durch den Punkt
354 gekennzeichnet, der auch zu dem Schwellwert der Leistung gehört, der dem jeweiligen
Überzug des Informationsträgers zugeordnet ist. Da zum Schmelzen der Wismutschicht
eine größere Lichtintensität als zumBelichten des Photolackes benötigt wird, ist
der modulierte Schreibstrahl mit seiner mittleren Intensität an diese Schicht entsprechend
anzupassen.
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In den Fig. 20 und 21 werden anhand von Schwingungsformen die Verhältnisse
dargestellt, welche für die Bestimmung der Länge der Vertiefungen in dem Überzug
des Informationsträgers von Bedeutung sind. Die Verhältnisse hängen vom Wert der
Spitzen -
Spitzenleistung sowie vom Wert der mittleren Leistung
als auch von der Fokussierung des Lichtpunktes auf der Oberfläche des Informationsträgers
ab. Diese Verhältnisse lassen sich alle unter dem Begriff Tastverhältnis erfassen,
der die charakteristische Größe für die Ausbildung der Informationselemente in Form
von Vertiefungen und Zwischenbereichen ist.
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Wie bereits erwähnt, wird diejenige Energie für den Schreibstrahl
benötigt, die ausreicht, um eine irreversible Änderung im Überzug auszulösen. Wenn
die im Lichtpunkt enthaltene Energie nicht richtig auf dem Überzug fokussiert ist,
kann sie für den beabsichtigten Zweck nicht wirksam werden und löst die beabsichtigte
Wirkung nicht aus. Wenn allerdings eine irreversible Änderung des Überzugs erfolgt,ausschließlich
aufgrund einer falschen Fokussierung des L ichtpunktes,.ergeben sich Beschädigungen
bzw. Verzerrungen im Aufzeichnungsprozeß. Auch eine zu hohe Intensität des Schreibstrahles
bzw.
-
ein zu hohes Energieniveau kann derartige fehlerhafte Veränderungen
auslösen.
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In den Zeilen B und C gemäß Fig. 14 wird das mittlere Leistungsniveau
bzw. das Schwellwertniveau mit den Ebenen 291 und 292 gekennzeichnet. Einem Taktverhältnis
von 50 % haben die Vertiefungen und die Zwischenbereiche jeweils gleiche Längen.
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Dieses Taktverhältnis ist das bevorzugte für die kommerzielle Verwendung,
obwohl auch verhältnismäßig gute Wiedergabeergebnisse bei Taktverhältnissen bis
zu 40 % einerseits und bis zu 60 % andererseits erzielbar sind. Entsprechend der
Veränderung des Tastverhältnisses verändern sich auch die Längen der Vertiefungen
bzw. Zwischenbereiche entsprechend.
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Die in 20 mit der Kurve 360 gekennzeichneteSchwingungsform entspricht
zwei Zyklen des über die Pockels-Zelle und den Linear-
Linearpolarisierer
übertragenen Schreibstrahles, wie er z. B.
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durch Zeile D gemäß Fig. 14 beschrieben wird. Der Schwellwert des
Aufzeichnungsmediums wird durch die Ebene 362 für eine gute Aufzeichnung gekennzeichnet
und ist, wie bereits erwähnt, auf das mittlere Leistungsniveau, d. h. die mittlere
Lichtintensität abgestellt, welche von der Pockels-Zelle über den Linearpolarisierer
abgege ben wird. Wenn dieser Schwellwert richtig eingestellt ist, beginnt sich der
Überzug beim Durchlaufen des Punktes 364 irreversibel zu verändern, wobei diese
Veränderung so lange beibehalten wird, bis das Leistungsniveau im Punkt 366 wieder
unter den Schwellwert absinkt. Die gestrichelten Linien 364' und 366' begrenzen
in der Zeile A gemäß Fig. 20 den Bereich 368, welcher beim Durchlaufen des Maximums
370 der Lichtintensität irreversibel verändert wird. Vom Punkt 366 aus durchläuft
die Lichtintensität zunächst abfallend ein Minimum 372, von dem aus sie wieder in
Richtung auf das Maximum 354 ansteigt. Beim Punkt 376 durchläuft sie das Niveau
des Schwellwertes, so daß bis zu diesem Zeitpunkt der Überzug des Informationsträgers,
wie aus der Darstellung erkennbar, nicht verändert wird. Zum Zeitpunkt 376 beginnt
die Lichtintensität erneut, den Schwellwert zu übersteigen und ist in der Lage,
den Überzug des Informationsträgers im Bereich 378in Zeile A gemäß Fig. 20 erneut
irreversibel zu verändern. Die senkrecht verlaufende gestrichelte Linie 376>
kennzeichnet den Beginn des irreversibel veränderten Bereiches 378, wenn die Lichtintensität
den Schwellwert 362 in Richtung höherer Intensität übersteigt. Die irreversible
Veränderung des Bereiches 378 hält an, während das Maximum 374 der Intensität durchlaufen
wird und die Intensität wieder bis zum Punkt 382 abfällt. Im Punkt 382, der die
gestrichelte Linie 382' zugeordnet ist, wird der Schwellwert
wert
der Intensität in negativer Richtung durchlaufen, so daß die irreversible Änderung
der Oberfläche des Informationsträgers aufhört. Im bevorzugten Fall ist die Länge
384 des irreversibel veränderten Bereiches gleich der Länge 388 des unveränderten
Zwischenbereiches. aufgrund des 50 % -Tastverhältnis se s.
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Vom Punkt 382 aus fällt die Intensität - in Richtung auf das folgende
Minimum 375 ab.
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Aus der Erläuterung und der Darstellung kann man entnehmen, daß die
Bereiche 368 und 386 die Informationselemente sind, welche das FM-Videosignal repräsentieren.
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Anhand der Fig. 20 sowie der Zeile B gemäß Fig. 21 wird die Fehlanpassung
der Schwellwertleistung an das Niveau des Aufzeichnungsträgers in ihren Auswirkungen
erläutert. In Fig. 20 ist mit der strichpunktierten Linie ein Schwellwertniveau
für den Fall - angedeutet, daß kein zufriedenstellendes T#stverhälinis gegeben ist.
Die Niveaulinie 380 schneidet die Kurve 360 des Intensitätsverlaufes in den Punkten
390, 392 > 394 und 396.
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Mit Hilfe der senkrecht verlaufenden gestrichelten Linie 390', 392',
394' und 396' werden in der Zeile B der Anfang und das Ende der irreversibel veränderten
Flächenbereiche gekennzeichnet, die mit 399 und 408 bezeichnet sind. Die Länge des
Zwischenbereiches ist mit 400 bezeichnet und durch den Pfeil 402 gekennzeichnet.
Für diese Zeitdauer verläuft die Intensitätskurve unterhalb der Schwellwertebene
380 und löst keine irreversible Veränderung des Überzugs des Informationsträgers
aus.
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Der Zwischenbereich 400 mit dem vorausgehenden irreversibel veränderten
Bereich 399 stellt eine Periode des frequenzmodulierten Videosignals dar. Die Länge
398 des irreversibel veränderten
veränderten Bereiches entspricht
etwa 65 % der Summe aus der Länge 398 und der Länge 402. Das heißt, das Tastverhältnis
beträgt 65 zu 35 %.
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Bei dem fertiggestellten Informationsträger sind den irreversibel
veränderten Bereichen 399 und 408 Vertiefungen zugeordnet, in denen das Licht gestreut
wird, wogegen die Zwischenbereiche eine planare Oberfläche aus einem stark reflektierenden
Material haben.
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Wenn ein Photolack als Überzug auf dem Informationsträger Verwendung
findet, wird dieser beim Auftreffen des Schreibstrahls nicht so viel verändert,
daß ein Unterschied zwischen dem von einem belichteten und einem nicht belichteten
Bereich reflektierten Lichtstrahl festgestellt werden kann. Deshalb kann bei der
Verwendung eines solchen Informationsträgers auch eine Überprüfung unmittelbar nach
der Aufzeichnung nicht stattfinden.
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In Zeile C gemäß Fig. 21 ist der repräsentative Verlauf eines wiedergewonnenen
FM-Videosignals entsprechend der Intensitätsverteilung nach A angegeben. - Die Schwingungsform
in Zeile C ist eine unverzerrte Sinusschwingung 410, die die Lichtintensität der
durch die Kurve 360 gekennzeichneten Schwingungsform gemäß Fig. 20 repräsentiert.
Die Mittellinie 412 der Sinuskurve 410 schneidet die Sinuskurve zum selben Zeitpunkt
wie die Schwellwertebene 362- die Intensitätskurve 360.
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In Zeile D gemäß Fig. 21 ist ein wiedergewonnenes FM-Videosignal
dargestellt, das starke Verzerrungen durch zweite Harmonische hat. Die Grundfrequenz
entspricht der Schwingungsform
form nach Zeile C. Wenn in einem
benutzten System das Vorhandensein von Verzerrungen durch zweite Harmonische ohne
schwerwiegende Folgen ist, so braucht ein 50 %-Tastverhältnis nicht strikt eingehalten
werden. Wenn jedoch ein im wesentlicherx unverzerrtes Signal von dem Informationsträger
abgegriffen werden soll, ist ein Schwingungsverlauf wie in Zeile C gemäß Fig. 21
erforderlich.
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In Fig. 22 ist in Zeile A die Verteilung der Reflexionsbereiche und
nicht reflektierenden Bereiche auf dem Informationsträger dargestellt, wobei vorzugsweise
ein metallischer Überzug, wie z. B. Wismut, verwendet wird. Entsprechend der Darstellung
sind in der Wismutschicht 420 Vertiefungen- 422> 424 und 426 ausgebildet. Die
Zwischenbereiche sind mit 428 und 430 bezeichnet und haben eine stark reflektierende
Oberfläche. Durch die Vertiefungen 422, 424 und 426 wird die Oberfläche des darunter
liegenden Blasträgers- freigelegt, der im wesentlichen Licht absorbiert und daher
wie ein nicht reflektierender Bereich wirkt.
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Der eingezeichnete Kurvenverlauf 432 kennzeichnet die IntensitP~s~
verteilung im Lesestrahl, wenn dieser die nicht reflektierenden Bereiche überstreicht,
In Zeile B gemäß Fig. 22 wird die Intensitätsverteilung des reflektierten Lesestrahls
wiedergegeben, wenn dieser eine Informationsspur, wie in Zeile A dargestellt, abtastet.
Der ausgezogene Bereich 434 bis 436 kennzeichnet die Intensität des reflektierten
Lichtstrahles, wenn dieser übex einen nicht reflektierten Bereich streicht, wobei
das Minimum der Intensitiit im Zentrumsbereich des nicht reflektierenden Bereiches
424 auftritt. Das Maximum 444 wird im Zentrum 446 des Zwischenbereiches 428 erreicht,
Dieses Zentrum liegt auch auf der Mittel-
Mittellinie der Informationsspur.
Der gestrichelte Teil der Kurve nach Zeile B gemäß Fig. 22 kennzeichnet die reflektierenden
Zwischenbereiche, d.h. -die vom Lesestrahl reflektierte Licht intensität beim Abtastén
der Informationsspur. Das Minimal 438 kennzeichnet entsprechend den nicht reflektierenden
Bereich und damit diegeringste refLektierte Lichtintensität#.
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Die in Zeile C gemäß Fig. 22 dargestellte Kurve 454 stellt di&
elektrische Repräsentation der abgetasteten Informationsspur dar, wie sie am Ausgang
des ~Photodetektors 70 gemäß Fig. 1 zur Verfügung steht.
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In Fig. 25 ist ein Hochspannungsverstärker dargestellt, wie er am
Ausgang des Detektors für# die zweiten Harmonischen angeschlossen sein kann.
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Die Vorteile der Erfindung in der Ausführungsform eines Videoaufzeichnungsgerätes,
bei dem die aufgezeichnete Information sofort gelesen werden kann, besteht darin,
-daß es möglich ist, die Aufzeichnung und insbesondere das Tastverhältnis des aufgezeichneten
Signals in einfacher Weise zu überwachen. Eine Änderung des Tastverhältnisses kann
typischerweise durch die Abstimmung der absoluten Intensität des vom Schreiblaser
30 erzeugten Schreibstrahls erfolgen, wobei das System Einrichtungen hat, um die
mittlere Intensität d. h. das Schwellwertniveau auf den Überzug des Informationsträgers
einzustellen. Für die richtige Aussteuerung des Schreibstrahls ist eine im wesentlichen
symmetrische Schwingungsform erforderlich, welche vom FM-Modulator geliefert wird.