DE2911861A1 - Videoaufzeichnungsgeraet und verfahren zur aufzeichnung einer frequenzmodulierten videoinformation - Google Patents

Description

Videoaufzeichnungsgerät und Verfahren zur Aufzeichnung einer frequenzmodulierten Videoinformation

Die Erfindung betrifft ein Videoaufzeichnungsgerät zur Aufzeichnur^g einer frequenzmodulierten Videoinformation, wobei ein hochintensiver Laserstrahl als Schreibstrahl auf einem relativ dazu beweglichen Informationsträger gerichtet wird, wobei Steuereinrichtungen zur Intensitätssteuerung des auf den Informationsträger auftreffenden Schreibstrahls vorhanden sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufzeichnung einer frequenzmodulierten Videoinformation.

Das Videoaufzeichnungsgerät gemäß der Erfindung dient der Aufzeichnung einer frequenzxnodulierten 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 Winkelgeschwindigkeit 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 Fs/ai auf

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auf der Videoplatte einer spiralförmig verlaufenden Spur mit bestimmter Steigung folgt. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Spuren beträgt, bezogen auf die jeweiligen Mittellinien,. vorzugsweise etwa 2 ,u . Die einzelnen im Bereich der Spur ■ vom Videostrahl aufgebrachten Informationselemente haben eine Breite von etwa bis zu 1 ,u. Dadurch bleibt zwischen zwei benachbarten Spuren ein Zwischenbereich übrig, der etwa die Breite von 1 ,u hat. Wenn anstelle einer spiralförmigen Informationsspur konzentrische kreisförmige Informations spuren verwendet werden sollen, erfolgt die translatorische Verschiebung schrittweise.

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.

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 Schreibstrahl um einen

Betrag

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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. Diese Modulation wird von Signalen gesteuert, die an den Antrieb für die Pockels-Zelle angelegt werden.

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. 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.

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 Pockelszelle 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

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Fall wird der Überzug des Informationsträgers nicht verändert.

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. Diese Stabilisierechaltung 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 3ich ein Ärbeitspunkt 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.

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

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1

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teilhaft ist. Der Linearpolarisierer ist auf die Pockels-Zelle derart abgestimmt, daß die mittlere, dem Schwellwertniveau entsprechende Intensität des Schreibstr der Polarisationsebene zugeordnet ist.

entsprechende Intensität des Schreibstrahles der 45 -Drehung

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 einprägt, 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.

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. Dagegen stellen die unveränderten Zwischenbereiche die reflektierenden Bereiche dar.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Videoplatte ist das Glassubstrat

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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.

Das Videoaufzeichnungsgerät ist 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. Die Intensität des Lesestrahls ist so eingestellt, daß der reflektierte Lesestrahl eine ausreichend hohe Intensität für die Wiedergewinnung der gespeicherten Information hat.

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. 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/see. Die Motor- und Verschiebesteuerung enthält ferner Einrichtungen, um den Plattenteller in einer radialen Richtung unter der

Optik mit

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Optik mit hoher Genauigkeit und geringer Geschwindigkeit 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.

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 zirkuläre Polarisation zurück in eine lineare Polarisation, wobei die Polarisationsebene um 90 gegen die bevorzugte, durch den Strahlenteiler bedingte Polarisationsebene gedreht ist.

Auf diese Weise wird erreicht, daß der reflektierte Lesestrahl den Strahlenteiler in Richtung zum Leselaser nicht durchdringen kann und von diesem ferngehalten wird.

Im Strahlengang der Leseoptik kann auch eine Zerstreuungslinse vorgesehen sein, um den Lesestrahl parallel so weit

auf zu-

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aufzuweiten, daß die Eintrittsöffnung des Objektivs in der Gesamtfläche bestrahlt wird.

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 Schreib funktion 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 Videogerät vereinigt, wobei die Lesefunktion dazu dient, die Korrektheitund Genauigkeit der aufgezeichneten Information bereits während des Aufzeichnungsbetriebes unmittelbar zu überprüfen.

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 m. Dieser Abstand reicht aus, um beim Aufzeichnen der Information den irreversibel veränderten Bereich auszubilden, d.h. die Information in gewünschter Weise zu speichern.

Für

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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 Le se strahl überträgt. Damit können störende Anteile des Schreib Strahles ausgeblendet und eine nachteilige Beeinflussung des Lesevorganges unterdrückt werden. Diese unmittelbare Überwachung der Aufzeichnung durch den Le se strahl 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.

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 Schreib Strahles 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 Ursprüngssignal und dem nach der Aufzeichnung wiedergewonnen Signal festgestellt werden. Dieser Signalvergleich kann zur Abstimmung der Videoaufzeichnung und zur Ülberprüfung der bespielten Videoplatte Verwendung finden.

Im

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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.

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 Videoaufzeichnungs-

gerätes;

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 Schreib Strahls 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

ausge-

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ausgeprägten Informationsspur;

Fig. 9 ein Blockschaltbild der Verschiebe steuerung

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. 1;

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

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Fig. 18 die Übertragungsfunktion einer Pockels-Zelle;

Fig. 19 die Übertragungsfunktion eines als Linearpolarisierer verwendeten Glan-Prismas;

Fig. 20 ein die Lichtintensität des Schreib Strahles beschreibendes Diagramm;

Fig. 21 verschiedene Schwingungsformen, die den Intensitäten des Schreibstrahls gemäß Fig. 20 zugeordnet sind, und entsprechend ausgebildete Informations elemente zur Erläuterung des Tastverhältnisses;

Fig. 22 Schwingungsformen zur Erläuterung der Intensitätsverteilung aufgrund der aufgezeichneten Information;

Fig. 23 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 Hochspannungsverstärkers der V or spannung s schaltung gemäß Fig. 23 .

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Videoaufzeichnungsgerät, um eine Videoinformation in Form eines frequenzmodulierten Signales auf einen Informationsträger 10 aufzuzeichnen,umfaßt eine Videosignalquelle 12, welche das aufzuzeichnende Informationssignal liefert. Dieses Informations signal wird über eine Leitung 18 an einen Frequenzmodulator 20 angelegt, der aus-

gangs

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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.

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 fokussiert en Schreibstrahl 29' radial über den lichtempfindlichen Überzug 26 zu verschieben. In der Verschiebesteuerung ist für den Zweck der Synchronisierung der Antriebe eine Siynchronisationsanordnung 36 vorgesehen, um das Verhältnis der Rotationsbewegung des Informationsträgers 10 zur Translationsbewegung des Schreib Strahls 29* konstant zu halten.

Der Schreiblaser 30 liefert einen Schreibstrahl 29 mit ausreichender Intensität, um verändernd auf den lichtempfindlichen Überzug 26 einzuwirken und dauerhafte Informationselemente auf dem Überzug zu erzeugen, welche repräsentativ

für

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für die gespeicherte Information sind. Der Lichtstrahl vom Schreiblaser 30 besteht aus einem polarisierten monochromatischen Licht.

In Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch den Informationsträger 10 dargestellt, der als Plattenträger aufgebaut ist. Das Substrat besteht vorzugsweise aus Glas und hat eine glatte ebene Oberfläche 24, die mit dem lichtempfindlichen Überzug 26 überzogen ist.

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.

Eine verschiebbare Optik 40 und eine Strahlsteuerung 41 definieren zusammen den Lichtweg des von dem Schreib-

laser

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laser 30 gelieferten Schreib Strahles 29. Die Strahlsteuerung bildet den Schreibstrahl 29 als Lichtpunkt 42 auf dem Überzug ab. Der gesamte Lichtweg wird durch die Bezugszeichen 29 und 29' in Fig. 1 gekennzeichnet. Ein Lichtintensitätsmodulator 44 wird von dem frequenzmodulierten Signal, wie es in Fig. 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.

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.

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 vorgegebenen 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 ge-

speicherten

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speicherten Information, wobei sich Informations elemente ergeben, die aus belichteten und unbelichteten Teilen des Überzugs 26 auf dem Informationsträger 10 bestehen. Dieser lichtempfindliche Überzug 26 kann aus einem Photolack bestehen.

Wenn der Überzug 26 aus einer Metallbeschichtung besteht, wird der Schreib strahl 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 Intensität die Metallschicht im wesentlichen unverändert läßt, jedoch zumindest nicht zum Schmelzen bringt.

Der Lichtintensitätsmodulator 44 umfaßt ferner eine Stabilisierschaltung 48, welche ein Rückkopplungssignal zur Temperaturstabilisierung der elektrooptischen Vorrichtung 46 liefert. Ein in der Strahlsteuerung 41 zurückgeführter Teil 29^J' des Schreib strahle s dient dazu, in der elektrooptischen Vorrichtung 46 ein elektrisches Rückkopplungs signal zu erzeugen, das der mittleren Lichtintensität des Schreibstrahles 29' entspricht. Dieses Rückkopplungs signal wird der elektrooptischen Vorrichtung 46 über Leitungen 50a und 50b zugeführt, um dessen Betriebsniveau zu stabilisieren.

Einrichtungen zum Abtasten des Signals dienen dazu, ein elektrisches Rückkopplungssignal zu erzeugen, welches die mittlere Lichtintensität des modulierten Schreibstrahls 29' kennzeichnet. Damit kann der Lichtintensitätsmodulator 44 derart stabilisiert werden, daß er einen Schreibstrahl mit im wesentlichen konstanter mittlerer Leistung abgibt. Die

Stabilisier-

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Stabilisierschaltung 48 umfaßt ferner Einrichtungen, um selektiv das mittlere Leistungsniveau des modulierten Schreibstrahls 29^J 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.

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 Informations spur aufgezeichnet werden soll, .kann ein feststehender AblenkspiegaL an dieser Stelle Verwendung finden.

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.

Zu

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Zu diesem Zweck enthält die elektrooptische 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 Schreib Strahles 29. Der Linearpolarisierer 70 ist in einem bestimmten Verhältnis zu der ursprünglichen Polarisationsebene des Schreibstrahls, wie er vom Schreib laser 30 abgegeben wird, polarisiert.

Gemäß Fig. 7 ist die Achse der maximalen Lichtabgabe des Linearpolarisierers 70 in einem rechten Winkel zur Polarisationsebene des Schreib strahle s vom Schreiblaser 30 ausgerichtet, d.h. der Schreibstrahl erfährt eine 90°-Drehung. Für eine minimale Lichtabgabe erfährt der Schreib strahl 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 0 -Drehung zugeordnet ist. Dabei würde die Anordnung im wesentlichen gleich arbeiten. 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.

Der Antrieb 72 ist wechselstrommäßig mit der Pockels-Zelle 68 verbunden. Die Stabilisierschaltung 48 ist gleichstrommäßig an die Pockels-Zelle 68 angeschlossen.

In den

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In den Fig. 4 bis 7 sind Schwingungsformen dargestellt, die der Erläuterung 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.

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. Der Unterschied besteht darin, daß der Informationsinhalt in Form eines Trägersignals mit einer zeitabhängigen Frequenzänderung um eine Mittelfrequenz gespeichert ist.

Der Amplitudenbereich mit dem kleinsten Signalniveau, d.h. 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

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mit höchster Frequenz in der frequenzmodulierten Schwingungsform 74 gemäß Fig. 5. Eine Periode dieser Frequenz ist mit bezeichnet. Ein dazwischenliegendes 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.

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.

In Fig. 6 ist die Intensität des Schreibstrahls 29 dargestellt, wobei die mit der Linie 80 gekennzeichneteInentäität mit einem konstanten Niveau am Ausgang des Schreiblasers 30 zur Verfügung steht. In Fig. 7 ist die Intensitätsänderung des modulierten Schreib Strahls 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 eingezeichnete 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.

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

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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 Strahl zur 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 90 -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 45° über 90° zurück zu 45 durchläuft. In dem Überzug

wird

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wird keine Vertiefung ausgebildet, wenn die Pockels-Zelle 68 die Polarisationsebene des modulierten Schreibstrahls 29^J von 45 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 Informations spur und mit dem Bezugszeichen 105 ist eine außenliegende Informations spur gekennzeichnet. Die gestrichelten Linien 106 und 107 verlaufen entlang der Mittellinie der Inform at ion s spuren. 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 ,u. 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-

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-31- MC4/5P-

Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des plattenförmigen Informationsträgers 10.

In Fig. 9 ist das Blockdiagramm der Verschiebesteuerung 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 Spindel motors 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 Synchronisationsanordnung 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 Spindel welle 132 ist ein Tachometer 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 in Phasenübereinstimmung mit der Referenzfrequenz zu bringen.

Wenn

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291.1881

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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 Parbhilfsträgerfrequenz vom Oszillator 136 auf eine Referenzfrequenz für die Translation 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 Farbhilf strägeroszillator 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 2 ,u pro Umdrehung der Spindel 132 verschoben. Dieser radiale Verschiebung pro Umdrehung wird auch als Steigung bezeichnet. Da die Gleichförmigkeit 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

verbunden ist. „ _

In Fig. 10

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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 Verschiebe steuerung 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 derselben, den Strahlengang kennzeichnenden Linie angedeutet. Ein Lichtabtaster 158 dient dem Zweck, aus dem frequenzmodulierten Lichtstrahl ein entsprechendes frequenzmoduliertes 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

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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 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 Lambda/4-Platte 172 angeordnet. Diese Platte 172 wird auch vom reflektierten Strahl 150' durchsetzt. Daher ändert die Lambda/4-Platte nicht nur die Polarisation des Lesestrahls von einer linearen in eine zirkuläre Polarisation, sondern auch die Polarisation des reflektierten Strahls 150' von einer zirkulären in eine lineare Polarisation, wobei dieser Strahl um 90 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. Dieser Intensitätsabfall 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 zirkuläre Polarisation und zurück geändert wird. Der Strahlanteiler 170 hat ferner die Eigenschaft, den reflektierten Lesestrahl 150' abzutrennen und . ihn mit einer 90 -Reflexion zum Lichtabtaster 158 hin abzulenken. Dieser Lichtabtaster

kann

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-35- MC4/

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 Lesesystem zusammen mit einem Aufzeichnungssystem verwendet wird, wie es anhand der Fig. 11 noch näher erläutert wird.

Bei

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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 Le se strahl 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 Ausgangs signal 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 frequenzmodulierte, auf dem Informationsträger gespeicherte Signal abgetastet wird. Die Intensität des mit der Linie 80 dargestellten Signals entspricht der Intensität des Schreib strahle s. Der Leselaser 152 erzeugt einen Le se strahl 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

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Die Verschiebesteuerung 28 gemäß Fig. 10 für die Wiedergabeeinrichtung entspricht der Verschiebesteuerung 28 gemäß Fig. und sorgt einerseits für die Drehung des Plattentellers 21 und andererseits für die translatorische 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^J 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 Le se strahl mit der Wellenlänge des modulierten Schreibstrahles

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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 formations spur 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

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einem Oszillographen zur Darstellung gebradit. 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 als auch der Leselaser 152 gleichzeitig in Betrieb. Der dichroitische Spiegel 200 wird benutzt, um den Lesestrahl 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 Schreib Strahles 29' vom reflektierten Lesestrahl 150' zu trennen, bevor dieser weiterverarbeitet wird.

Im Vergleichsbetrieb vergleicht ein Komparator 204 das Ausgangssignal des Demodulators 16 2, 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 Schreib Strahles und Lesestrahles

er-

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ergeben. 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 Fehlfunktionen des Videoaufzeichnungsgerätes ergeben können.

Der Komparator 204 liefert ein Ausgangs signal 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 Ausgangs signal 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 Lese Strahles 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 Schreib Strahles 29' stimmt mit der optischen

Achse

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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 Stabilisier schaltung 48 gemäß Fig. 1 dargestellt. Wie bereits erwähnt, wird die Polarisationsebene 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 Ausgangs signal der Videosignalquelle 12 auf einen Spitzenwert von etwa 100 Volt. Damit erhält man eine geeignete Eingangs spannung 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 45 betrieben werden, um mit der Strahlintensität des modulierten Lichtes das elektrische Signal möglichst getreu zu reproduzieren. Die Pockels-Zelle muß mit

einer

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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 Differenz signal 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 45 -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 Schreib Strahles 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

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Seite des Potentiometers 236 an eine Leistungsquelle 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 Schreib Strahls 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 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

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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 % 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 %, 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 Be-

grenzungen

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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 A bis etwa 300 A einzubrennen, liegt in der Größenordnung von etwa 200 mW. Da die FM-Trägerfrequenz bei 8 MHz liegt, sind 8x10 Vertiefungen unterschiedlicher Länge pro Sekunde in den Überzug einzuformen, wobei die erforderliche Energie

liegt.

-9 pro Vertiefung in der Größenordnung von 2,5 χ 10 Joute

Bei einer ersten Ausführungsform eines Informationsträgers 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.

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 45 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

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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 45 keine ausreichende Belichtung des Überzugs und bei Drehungen oberhalb 45 eine Belichtung des lichtempfindlichen Überzugs 26 bewirkt.

Der Antrieb 72 für die Pockels-Zelle besteht typischerweise aus einem Spannungsverstärker hoher Verstärkung mit einem Ausgangssignal, dessen Spitzenspannung etwa 100 Volt beträgt. 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 Ausgangs signal 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.

Bei einer ersten Ausführungsform des Informationsträgers mit einem Metallüberzug 26 ist der Schreiblaser derart eingestellt, daß die Intensität, bei der die Metallschicht zu schmilzen 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 45 liegt. Damit beginnt die Metallschicht zu schmilzen, wenn das Ausgangssignal des Antriebs positiv ansteigt, wogegen die Metallschicht zu schmilzen aufhört, wenn das Ausgangs signal negativ wird.

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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 Ausgangs spannung des Antriebs 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.

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 Wiedergabesystem 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 Wiedergabesystem, das kein optisches Filter 180 verwendet.

Auch die Sammellinse 182 ist nicht notwendig. In einem zweckmäßig aufgebauten Wiedergabesystem 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 Le se strahl 150'

auf

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auf die kleinere Eintrittsfläche des Lichtabtasters fokussiert wird.

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 Schwell wertes, bei welchem die Beeinträchtigung des Überzugs infolge der höher werdenden Lichtintensität zu wirken beginnt.

Die Wismutschicht kann auf einer Glasplatte als Substrat aufgebracht sein, wobei die reflektierenden Teile von den Zwischenbereichen gebildet werden, die infolge der zu geringen Intensität des Schreiblasers nicht weggeschmolzen werden.

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.

In Fig. 23 ist das Blockdiagramm für die Ansteuerung einer

Pockels-

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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 eingeschwungenen Zustand bei einer Drehung der Polarisationsebene um 45 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. Wenn jedoch im Videosignal ein Klirrfaktor enthalten ist, hat auch der modulierte Schreibstrahl 29' entsprechende Verzerrungen. Das Ausgangs signal 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 0 bis 90 erforderlich ist. Der unmodulierte Schreibstrahl 29 wird, wie bereits erwähnt, der Pockels-Zelle 68 direkt zugeführt.

Der Grund für die in Fig. 23 schematisch dargestellte Vorspannung ssteuerung für die Pockels-Zelle 68 dient dem Zweck, daß das von einer Photodiode 260 erfaßte Signal möglichst frei von Klirrfaktor ist.

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 ange-

hoben

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hoben.

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.

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. 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 Ausgangs signal des Detektors 261 wird an einen Hochspannungsverstärker 266 übertragen, der die Gleichvorspannung über die Leitung 268 an eine Summierschaltung 270 liefert.

Diese Summier schaltung 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 GIe ich vor spannung der Pockels-Zelle zu ändern.

Der Detektor 261 für die zweiten Harmonischen erzeugt eine

Spannung,

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Spannung, die verhältnismäßig linear dem Verhältnis der zweiten Harmonischen zur Grundwelle des Schreib Strahles angepaßt ist. Ferner reflektiert das Ausgangssignal die Phasencharakteristik der zweiten Harmonischen und, wenn diesein 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 Ausgangs signal des Detektors in ein zweites Spannungsniveau, z.B. eine negative Spannung. 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. Das Ausgangs signal der Photodiode 260 wird als Wechselstromsignal dem Begrenzer 272 über die Leitungen 262 zugeführt. Ausgangsseitig liefert der Begrenzer ein erstes Ausgangs signal 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 Ausgangs signal einen niederen Niveauwert an. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers kennzeichnet den Inhalt der zweiten Harmonischen im an den Begrenzer eingangsseitig angelegten Signal.

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 Tastver-

hältnis

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hältnis von 50 % zur Verfügung. Das heißt, die Gleichstromniveaus der beiden Halbwellen sind gegeneinander versetzt, so daß der Mittelwert des Ausgangs signals praktisch Null ist. Wenn Anteile von zweiten Harmonischen im Aus gangs signal der Photodiode 260 enthalten sind, bewirkt dies eine Verschiebung des Tastverhältnisses, so daß sich eine Abweichung vom50 %-Tastverhältnis ergibt und der Mittelwert, 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.

In Fig. 14 sind mehrere Schwingungsformen dargestellt, die zur Erläuterung der Wirkungsweise des Aufzeichnungsgerätes gemäß der Erfindung dienen. Zeile A zeigt eine vereinfachte 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.

Die Schwingungsformen in den Zeilen B, C und D repräsentieren jeweils das Videosignal in Zeile A. Dabei wird das niedere

Signal-

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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 1 Volt, 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 Vl in der Ebene 288. Diese Spannung zwischen den beiden Maximalwerten stellt die T reib er spannung für die Pockels-Zelle 68 dar. und wird derart eingestellt, daß die Polarisationsebene des über die Pockels-Zelle 68 übertragenen Schreibstrahles eine Drehung von 90 erfahren kann. Dabei ist die Spannung Vl einer Nullgrad-Drehung und die Spannung V2 einer 90 -Drehung zugeordnet. Das der 45 -Drehung zugeordnete mittlere Leistungsniveau kann Temperaturschwankungen unterworfen sein, so daß eine Stabilisierung für das mittlere Leistungsniveau erforderlich ist.

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-

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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.

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 Informations schicht 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

auftrifft, die über dem Schwellwert liegt, der der 45 -Drehung der Polarisationsebene 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.

In Fig. 16 ist ein Teilschnitt des Informationsträgers 16 dargestellt, bei dem auf einemSubstrat 320 mit einer ebenen Oberfläche eine Photolackschicht 324 in gleichmäßiger Dicke aufgebracht ist, die somit auch eine ebene Oberfläche326 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

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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.

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.

Anstelle von Wismut kann auch Tellur, eine unter dem Warenzeichen Inconel bekannte Nickel-Chromlegierung und Nickel Verwendung finden.

In Fig. 18 ist die Übertragungscharakteristik der Pockels-Zelle in Verbindung mit dem Linearpolarisierer als Ergebnis der sinuslcrmigen 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 Vl 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 -Drehung der Polarisationsebene zugeordnet.

Wie bereits erwähnt, erfahrt der Schreibstrahl bei der Übertragung über die Pockels-Zelle im wesentlichen keine Leistungs-

änderung

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änderung, sondern im wesentlichen nur eine Drehung der Polarisationsebene. Die Leistungsänderung und damit die Lichtmodulation ergibt sich im Zusammenwirken mit dem Linearpolarisierer Das Glan-Prisma im Linearpolarisierer 70 ist auf die Pockels Zelle 68 derart ausgerichtet, daß der um 90 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 90 -Drehung bei hohen Betriebsfrequenzen kaum erreicht.

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 die maximale Lichtübertragung bei der 90 -Drehung erfolgt, wogegen die minimale Lichtübertragung dem Punkt 253 der 0 -Drehung zuzuordnen ist. Das mittlere, der 45 -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.

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-

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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. 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 Lichtpunktes,ergeben sich Beschädigungen bzw. Verzerrungen im. Aufzeichnungsprozeß. Auch eine zu hohe Intensität des Schreib Strahles bzw. ein zu hohes Energieniveau kann derartige fehlerhafte Veränderungen auslösen.

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. Dieses Takt verhältnis 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.

Die in 20 mit der Kurve 360 gekennzeichneteSchwingungsform entspricht zwei Zyklen des über die Pockels-Zelle und den

$09841/0633 Linear-

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Linearpolarisierer übertragenen Schreibstrahles, wie er z. B. 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 Schwell wertes, 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 Schwell-

wert

Θ09841/0633

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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 %-Tastverhältnisses. Vom Punkt 382 aus fällt die Intensität - in Richtung auf das folgende Minimum 375 ab.

Aus der Erläuterung und der Darstellung kann man entnehmen, daß die Bereiche 368 und 386 die Inf ormationselemente sind, welche das FM-Videosignal repräsentieren.

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 Tpstverhältnis gegeben ist. Die Niveaulinie 380 schneidet die Kurve 360 des Intensitätsverlaufes in den Punkten 390, 392 , 394 und 396. 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.

Der Zwischenbereich 400 mit dem vorausgehenden irreversibel veränderten Bereich 399 stellt eine Periode des frequenzmodulierten Videosignals dar. Die Länge 398 des irreversibel

veränderten

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veränderten Bereiches entspricht etwa 65 % der Summe aus der Länge 398 und der Länge 402. Das heißt, das Tastverhältnis beträgt 65 zu 35 %.

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.

Wenn ein Photolack als Überzug auf dem Informationsträger Verwendung findet, wird dieser beim Auftreffen des Schreib Strahls 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.

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.

In Zeile D gemäß Fig. 21 ist ein wiedergewonnenes FM-Videosignal dargestellt, das starke Verzerrungen durch zweite Harmonische hat. Die Grundfrequenz entspricht der Schwingungs-

form

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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 wesentlichen unverzerrtes Signal von dem Informationsträger abgegriffen werden soll, ist ein Schwingungsverlauf wie in Zeile C gemäß Fig. 21 erforderlich.

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 darunterliegenden Blasträgers freigelegt, der im wesentlichen Licht absorbiert und daher wie ein nicht reflektierender Bereich wirkt. Der eingezeichnete Kurvenverlauf 432 kennzeichnet die Intensitätsverteilung 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 über einen nicht reflektierten Bereich streicht, wobei das Minimum der Intensität 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 -

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Mittellinie der Infornaationsspur. Der gestrichelte Teil der Kurve nach Zeile B gemäß Fig. 22 kennzeichnet die reflektierenden Zwischenbereiche, d. h. die vom Lesestrahl reflektierte Lichtintensität beim Abtasten der Informations spur. Das Minimal 438 kennzeichnet entsprechend den nicht reflektierenden Bereich und damit die geringste reflektierte Lichtintensität.

Die in Zeile C gemäß Fig. 22 dargestellte Kurve 454 stellt die elektrische Repräsentation der abgetasteten Infornaationsspur dar, wie sie am Ausgang des Photodetektors 70 gemäß Fig. 1 zur Verfügung steht.

In Fig. 25 ist ein Hochspannungsverstärker dargestellt, wie er am Ausgang des Detektors für die zweiten Harmonischen angeschlossen sein kann.

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 Ta st Verhältnisses kann typischerweise durch die Abstimmung der absoluten Intensität des vom Schreiblaser 30 erzeugten Schreib Strahls 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.

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Leerseite

Claims (21)

1. Patentansprüche

   1/ Videoaufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung einer frequenzmodulierten Videoinformation, wobei ein hochintensiver Laserstrahl als Schreibstrahl auf einen relativ dazu beweglichen Informationsträger gerichtet wird und mit Steuereinrichtungen zur Intensitätssteuerung des auf den Informationsträger auftreffenden Schreib Strahls, dadurch gekennzeichnet,

   - daß ein Lichtintensitätsmodulator (44) im Strahlengang des Schreib Strahles (29) angeordnet ist und entsprechend den modulierten elektrischen Signalen die Intensität des Schreib Strahls ändert, um bei einer unter einem Schwellwertniveau liegenden Intensität auf dem Informationsträger (10, 26) nicht reflektierende Vertiefungen (37) auszubilden und bei einer über dem Schwellwertniveau liegenden Intensität reflektierende Zwischenbereiche (38) stehen zu lassen, und

   - daß eine Stabilisier schaltung (48) über eine Rückkopplungsschleife den Lichtintensitätsmodulator (44) derart steuert, daß der modulierte Schreibstrahl (29') mit einer vorgegebenen mittleren, das Schwellwertniveau darstellenden Leistung abgegeben wird, wobei ein Lichtabtaster (260) den vom Lichtintensitätsmodulator (44) abgegebenen Schreibstrahl teilweise ausblendet und abtastet und eine Vorspannungssteuerung (264) zur Erzeugung einer die mittlere Leistung aufrechterhaltenden Vorspannung ansteuert.

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2. 2. Videoaufzeichnungsgerät nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet,

   - daß der Lichtintensitätsmodulator (44) eine Pockels-Zelle (68) und einenlinearpolarisierer (70) mit einem Glan-Prisma umfaßt, wobei die Pockels-Zelle auf das modulierte elektrische

   Signal ansprichijund die Polarisationsebene des Schreibstrahls in einem Bereich zwischen 0 und 90 dreht,

   - daß die Stabilisierschaltung (48) Einrichtungen enthält, um die Polarisationsebene der Pockels-Zelle auf eine 45 -Drehung einzustellen, wenn der Schreibstrahl mit der mittleren, das Schwellwertniveau darstellenden Leistung vom Lichtintensitätsmodulator abgegeben wird.
3. 3. Videoaufzeichnungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Hälfte des gesamten zur Verfügung stehenden Lichtes des Schreib strahl s die Pockels-Zelle und das Glan-Prisma mit einer Polarisation von 45 passiert.
4. 4. Videoaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Oberfläche des Informationsträgers aus einer dünnen Metallschicht besteht, die bei einer dem Schwellwertniveau entsprechenden Intensität nicht beeinträchtigt wird, und

   - daß die über dem Schwellwert liegende sowie die unter dem Schwellwert liegende maximale Intensität des Schreib Strahls jeweils einen gleichen Intensitätsbereich umfassen.
5. 5. Videoaufzeichnungsgerät nach Anspruch l,dadurch gekennzeichnet,

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   - daß die Stabilisierschalttang (48) erste Vorspannungseinrichtungen hat, welche auf die mittlere Intensität des modulierten Schreibstrahls ansprechen und diese mittlere Intensität auf ein erstes Festniveau einstellen, und

   - daß zweite Vorspannungseinrichtungen vorhanden sind, welche auf die Änderung der mittleren Intensität des modulierten Schreibstrahls ansprechen und das geänderte Intensitätsniveau auf das erste Festniveau zurückführen.
6. 6. Videoaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, daß eine Videosignal quelle (12) das frequenzmodulierte Videosignal liefert,

   - daß als Informationsträger eine Scheibe aus einem Trägersubstrat (22) Verwendung findet, die mit einem Überzug (26) versehen ist,

   - daß der Überzug in Abhängigkeit von der Intensität des Schreib Strahls irreversibel veränderbar ist, so daß irreversible Bereiche ausgebildet werden, wobei die Intensität des Schreibstrahles bezüglich des Schwell we rtniveaus auf das Material des Überzugs (26) einstellbar ist.
7. 7. Videoaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g* kennzeichnet,

   daß die Amplitude des frequenzmodulierten Signals zwischen einem ersten hohen Spannungswert und einem zweiten niederen Spannungswert variiert,

   - daß der Schreibstrahl in seiner Intensität entsprechend der Amplitudenvariation des frequenzmodulierten Signals moduliert wird, wobei die dem hohen Spannungswert entsprechende Intensität des Schreibstrahls über dem Schwell wert liegt und die Oberfläche des Informationsträgers irreversibel verändert, wogegen

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   -4- MC4P.^_tl861

   die dem niederen Spannungswert entsprechende und unterhalb des Schwellwert liegende Intensität den Informationsträger unverändert läßt, daß die Änderung des Informationsträgers in ihrer Länge der Änderung der Frequenzmodulation entsprechen und eine Informations spur aus Informations elementen entsteht, welche in variabler räumlicher Trennung mit variabler Länge in der Informations spur hintereinander angeordnet sind.
8. 8. Videoaufzeichnungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

   - daß jeweils ein irreversibler veränderter B ereich (37) der Informations spur und ein nachfolgender Zwischenbereieh (38) der Informationsspur im wesentlichen gleiche Länge bzw. ein Tastverhältnis von 50 % haben und jeweils einer Augenblicksfrequenz des frequenzmodulierten Signals zugeordnet sind.
9. 9. Videoaufzeichnungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

   - daß der irreversible Bereich des Informationselementes ein belichteter Bereich des lichtempfindlichen Überzugs (26) des Informationsträgers ist, wogegen der nicht belichtete Bereich einen Zwischenbereieh (38) bildet.
10. 10. Videoaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, -

    - daß der irreversible Bereich ein nicht reflektierender Bereich und der Zwischenbereieh ein licht reflektierender Bereich ist.

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    ~⁵~ MC4P.
11. 11. Videoaufzeichnungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

    - daß der nicht reflektierende Bereich ein lichtabsorbierender Bereich ist.
12. 12. Videoaufzeichnungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

    - daß das Tastverhältnis zwischen 60 zu 40 bis 40 zu 60 variabel ist.
13. 13. Videoaufzeichnungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,

    - daß der Überzug (26) des Informationsträgers (10) eine dünne Metallschicht vorgegebener Dicke ist, welche durch die Einwirkung des Schreib Strahls mit einer über dem Schwellwertniveau liegenden Intensität schmilzt, wobei sich das geschmolzene Material zum Rand des geschmolzenen Bereiches zurückzieht und eine Vertiefung entsteht, welche als nicht reflektierender Bereich wirkt, und daß der in seiner Intensität unter dem Schwellwertniveau liegende Schreibstrahl die Metallschicht unverändert läßt, wodurch die reflektierenden Zwischenbereiche (38) entstehen.
14. 14. Videoaufzeichnungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

    - daß der Schreibstrahl ein gebündelter, im wesentlich parallel verlaufender Laserstrahl ist, der über ein Objektiv auf die Oberfläche des Informationsträgers in einem Lichtpunkt (42) abgebildet wird,

    - und daß in den Strahlengang eine Zerstreuungslinse (174) eingeschaltet ist, um den Schreibstrahl so weit aufzuweiten,

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    -6- MC4P-1935

    daß er die gesamte Eintritts öffnung des Objektivs ausfüllt.
15. 15. Videoaufzeichnungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennze ichnet,

    - daß die Stabilisierschaltung (48) eine vom rückgekoppelten Schreibstrahl (29^J ') beaufschlagte Siliciumdiode (225) umfaßt, deren Aus gangs signal dem einen Eingang eines Differenzverstärker s(2 28) zugeführt wird,

    - daß der zweite Eingang des Differenzverstärkers mit einer veränderbaren Vorspannung beaufschlagbar ist, mit welcher die mittlere, das Schwellwertniveau darstellende Intensität des Schreibstahls einstellbar ist, und

    - daß die Ausgangs signale des Differenzverstärkers zur gleichstrommäßigen Ansteuerung der Pockels-Zelle (68) dienen.
16. 16. Videoaufzeichnungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, -'daß die Pockels-Zelle über einen Antrieb (72) von dem frequenzmodulierten Videosignal wechselstrommäßig beaufschlagt wird,

    - daß eine Gleichstromvorspannung über die Stabilisierschaltung (48) an die Pockels-Zelle anlegbar ist, mit der die Pockelszelle auf das der mittleren Intensität des Schreibstrahls zugeordneten Schwellwertniveau einstellbar ist.
17. 17. Videoaufzeichnungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,

    - daß der Schreibstrahl über das Objektiv (52) auf dem Informationsträger in Form von Lichtpunkten abbildbar ist, welche Abmessungen von 1 ,u und wenigerhaben.

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18. 18. Videoaufzeichnungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,

    - daß der Informationsträger eine sich drehende Videoplatte ist, auf der die Informationsspur spiralförmig verläuft, wobei die einzelnen Informations spuren im wesentlichen eine Breite von etwa 1 ,u und weniger haben.
19. 19. Videoaufzeichnungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,

    - daß das Aufzeichnungsgerät einen Leselaser umfaßt, der einen Lesestrahl (150)liefert, welcher unmittelbar nach dem Aufzeichnen der Information auf die Videoplatte mit Hilfe des modulierten Schreibstrahles (29') die aufgezeichnete Information abtastet und über Auswerteeinrichtungen zur Kontrolle der Aufzeichnung zur Verfügung stellt.
20. 20. Videoaufzeichnungsgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,

    - daß in den Strahlengang Einrichtungen zum Drehen der Polarisationsebene eingefügt sind, die eine Lambda/Viertel-Platte umfassen und die Polarisationsebene um 90 drehen, und daß ferner ein Strahlenteiler (70) vorhanden ist, der den reflektierten und polarisierten Lesestrahl ausblendet und zu den Auswerteeinrichtungen überträgt.
21. 21. Verfahren zum Aufzeichnen einer Information auf einem Informationsträger unter Verwendung eines Laserschreibstrahles, dadurch gekennzeichnet,

    - daß eine Signalquelle ein frequenzmoduliertes Signal liefert, das zur Steuerung der Lichtintensität des Schreibstrahls Verwendung findet, welcher über einen optischen Weg auf die Ober-

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    -8- " MC4P-1935 _t

    fläche des Informationsträgers gelenkt wird, daß die mittlere Intensität des Schreib Strahles auf einem gleichbleibenden Schwellwertniveau gehalten wird, welches der Lichtempfindlichkeit der Oberfläche des Informationsträgers angepaßt ist,

    - daß der Informationsträger mit einer konstanten Geschwindigkeit unter einem den Schreibstrahl auf die Oberfläche fokussierenden Objektiv vorbeibewegt wird, wobei sich ein intensitätsmodulierter Lichtfleck auf der Oberfläche des Informationsträgers abbildet,

    - daß bei einer über dem Schwellwertniveau liegenden Intensität des Lichtflecks die Oberfläche des Informationsträgers irreversibel verändert wird, wogegen bei einer unterhalb des Schwellwertes liegenden Intensität des Schreibstrahles die Oberfläche des Informationsträgers unverändert bleibt, so daß eine Informationsspur entsteht, welche entsprechend dem frequenzjnodulierten Signal mit reflektierenden und nicht reflektierenden Bereichen versehen wird.

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