DE3048901C2 - Vorrichtung zum elektromechanischen Aufzeichnen von Informationen - Google Patents

Description

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sich der Drehteller 11 dreht, so daß der Stichel 13 eine Spiralrille in eine scheibenförmige Metallmatrize schneidet Der Schneidstichel 13 wird durch ein relativ hochfrequentes Signal (z.B. ungefähr 5MHz) in Schwingungen versetzt, während er die Rille schneidet, so daß eine kurzwellige Modulation der Rillentiefe erfolgt, und zwar mit einem Spitze-Spitze-Wert, der typischerweise geringer ist als die Rillentiefe. Das elektromechanische Schneiden einer kurzwelligen Modulation in eine Metallmatrize führt zu einer Aufzeichnung mit hohem Rauschabstand.

Die Bildung des relativ hochfrequenten Signals (dessen zeitliche Änderung durch die räumliche Änderung im Rillenboden dargestelk wird) sei nun anhand der F i g. 1 beschrieben. Das dort gezeigte System ist jedoch nur als Beispiel zu verstehen. Eine Videokamera 15 tastet ein Bild 16 ab, um an ihrem Ausgang ein Videosignal zu erzeugen. Dieses Videosignal mag Komponenten enthalten, die für die Leuchtdichte und für die Farbart des abgetasteten Bildes 16 repräsentativ sind. Das Ausgangssigna! der Videokamera 15 wird in einem Video-Zeitdehner 39 »verlangsamt« (z. B. um den Fckttor 2), um es der Bandbreite des Schneidkopfs anzupassen. Ein mit dem Video-Zeitdehner 39 gekoppelter Videomodulator 17 gibt das verlangsamte Videosignal als Frequenzmodulation auf einen ebenfalls verlangsamten hochfrequenten Träger, wobei die Frequenzmodulation über einen hochfrequenten Hubbereich geht (z. B. in der Größenordnung von 4,8/2 bis 6,8/2 MHz).

Gleichzeitig nimmt ein Mikrophon 18 ein Tonsignal von einer Schallquelle 19 als Begleitung zum Videosignal auf. Das Ausgangssignal des Mikrophons 18 wird in einem Ton-Zeitdehner 40 ebenfalls verlangsamt (beim obengenannten Beispiel also ebenfalls um den Faktor 2), um das Tonsignal mit dem verlangsamten Videosignal zu synchronisieren. Ein mit dem Ton-Zeitdehner 40 gekoppelter Tonmodulator 20 gibt das verlangsamte Tonsignal als Frequenzmodulation auf einen ebenfalls verlangsamten niedrigfrequenten Träger, wobei diese Frequenzmodulation über einen niedrigfrequenten Hubbereich erfolgt (z. B. etwa 716/2 ± 50/2 kHz). Ein Audio/ Video-Modulator 21 moduliert den bereits einmal modulierten verlangsamten hochfrequenten Träger mit dem bereits einmal modulierten verlangsamten niedrigfrequenten Träger, wie es in der obengenannten US-Patentschrift 40 44 379 beschrieben ist \m Ausgang des Audio/Video-Modulators 21 erscheint ein relativ hochfrequentes Signal, das während des Aufzeichnungsvorgangs den Schneidstichel 13 beaufschlagt, um eine kurzwellige Modulation (z. B. 0,6 bis 1,6 Mikrometer) der Rillentiefs zu bewirken, während die Rille 14 mit einer verlangsamen Aufzeichnungsgeschwindigkeit (z. B. 450/2 Umdrehungen je Minute) in die Metallmatrize 10 geschnitten wird.

Der in Verbindung mit F i g. 1 bereits erwähnte Schneidkopfsupport 12 ist ausführlicher in den F i g. 2 und 3 dargestellt wobei die F i g. 2 eine perspektivische Ansicht und die Fig.3 eine Vorderansicht ist. Eine "Schneidsticheianordnung 50, die von einem Typ gemäß dem obenerwähnten US-Patent Re: 29 113 sein kann, ist an einem Halteblöck 52 befestigt, der seinerseits über Federstahlelemente 54 und 56 an einem Halteblock 58 hängt. Ein Hauptträger 60 bildet eine Struktur, die sich einerseits in der in F i g. 1 dargestellten Gleitführung 25 lagern läßt und an der andererseits der Halteblock 52 über die Federelemente 54 und 56 und den Halteblock 58 aufgehängt werden Kpnn. In nachgiebiger Verbindung mit dem Halteblock 52 steht eine Luftstütze 62

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65 (deren Luftzufuhr nicht dargestellt ist). Die Luftstütze 62 ist an einem Halteblock 64 befestigt, der über Federstahlelemente 68 und 70 mit einem Arm 66 verbunden ist Der Halteblock 52 ist außerdem über einen öldämpfer 72 mit dem Hauptiräger 60 verbunden. Die vertikale Position des Fußes 63 der Luftstütze 62 relativ zur Schneidspitze an der Schneidsticheianordnung 50 kann durch einen Hebel 74 eingestellt werden, der um einen Zapfen 76 schwenkbar ist Wenn durch Drehen einer Schraube 78 der Hebel 74 gezwungen wird, sich entgegen dem Uhrzeigersinn um den Zapfen 76 zu verschwenken, dann drückt ein Stift 80 den Halteblock 64 und damit die Luftstütze 62 nach unten. Wenn die Schraube 78 in anderer Richtung gedreht wird, dann wird die Luftstütze 62 durch die Spannkraft der Federelemente 68 und 70 nach oben bewegt

Im Betrieb kontrolliert der Schneidkopfsupport 12 die Tiefe des Schnittes, der von dem an der Anordnung 50 befestigten Diamantstichel eingebracht wird. Der Halteblock S2 wird langsam abgesenkt (wobei die Absenkgeschwindigkeit in noch zu ei Meuternder Weise durch einen Luftzylinder 82 kontrolliert wird), bis der Fuß 63 der Luftstütze 62 wenige Mikrometer von der Oberfläche der Metallmatrize (in Fig.2 nicht dargestellt) entfernt ist d. h. bis der Luftdruck zwischen dem Fuß 63 uür Luftstütze 62 und der Matrizenoberfläche die Schwerkraft des insgesamt mit 84 bezeichneten Gehänges ausgleicht Es sei erwähnt daß vor dem Absenken des Gehänges 84 der Hebel 74 so justiert wird, daß die Stichelanordnung 50 die Metallmatrize nicht berührt, wenn die Luftstütze in ihrer abgesenkten Position ist Bei wenige Mikrometer oberhalb der Matrizenoberfläche stehender Luftstütze 62 wird die Schraube 78 so justiert, daß die Schneidspitze der Anordnung 50 die Oberfläche der Metallmatrize fast berührt, womit die Schneidsticheianordnung 50 in eine Bereitschaftsstellung gebracht ist. Um mit dem Schneiden zu beginnen, wird der Luftdruck an der Luftstütze 62 vermindert, so daß die Schneidspitze der Anordnung 50 in die Oberfläche der Metallmatrize bis auf eine bestimmte Ruhetiefe eind-ingt (beispielsweise beträgt die nominelle Tiefe des Schnittes ungefähr 0,5 Mikrometer).

Dank der in F i g. 2 zu erkennenden Parallelogrammanordnung wird die aktive Oberfläche der Lutatütze 62 (d. h. der Fuß 63) parallel zur Oberfläche einer Metallmatrize gehalten, und gleichzeitig wird der Winkel, den die Anordnung 50 mit der Matrizenoberfläche bildet, praktisch konstant gehalten, so daß die in eine Informationsspur eingeschnittenen Wellungen eine sehr getreue Darstellung der Aufzeichnungssignale ergeben. Ferner kann die relative Lage des Fußes 63 bezüglich der Schneidspitze an der Anordnung 50 durch die Schraube 78 justiert werden, ohne daß dadurch die Parallelität des Fußes 63 oder der Winkel der Anordnung 50 beeinflußt wird.

Mechanische Nebenresonanzen können sich schädlich auf den Aufzeichnungsvorgang auswirken. Um solche unerwünschten Resonanzen zu vermindern, können die Federstahlelennnte 54, 56, S8 und 70 mit einem vibrationsdämpfenden Material beschichtet sein, wie es z. B. unter dem Markennamen »Sound-Off« von der Quaker State Refining Corporation hergestellt wird. Außerdem trägt der öldämpfzylinder 72 zur Verminderung unerwünschter Resonanzen bei.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform ist der Hauptträger 60 mit einem Führungsschlitz 59 versehen, um eine vertikale Bewegung des Halteblocks 58 am Hauptträger 60 zu erlauben. Durch Änderung der verti-

kalen Stellung des Halteblocks 58 kann die Vorspannung der Federstahlelemente 54 und 56 justiert werden.

An der Seite des Hauptträgers 60 ist ein Motor 86 angeordnet, der dazu dient, das Gehänge 84 nach oben außer Berührung mit der Metallmatrize zu heben, wenn eine Aufzeichnung beendet ist. Die Arbeitsweise dieses Anhebemechanismus sowie des Luftzylinders 82 sei nun anhand der F i g. 3 beschrieben.

Die F i g. 3 zeigt den in F i g. 2 dargestellten Schneidkopfsupport 12 von vorne. Nachdem eine Matrize ge- ίο schnitten worden ist, wird der Motor 86 aktiviert, um eine Nockenscheibe 88 zu drehen, die an einem Hebel 90 angreift. Der Hebel 90 ist seitlich am Hauptträger 60 schwenkbar gelagert, so daß sich beim Drehen der Nokkenscheibe 88 eine Spitze 92 des Hebels 90 nach oben bewegt und dabei einen Stift 94 berührt, der seinerseits das ganze Gehänge 84 mit nach oben nimmt. Soll der Stiche! abgesenkt werden, dann wird der Motor 86 so erregt, daß sich der Hebel aus dem Eingriff mit dem Stift 94 bewegt.

Um zu verhindern, daß irgendwelche Schäden durch allzu schnelles Absenken des Gehänges 84 entstehen, ist ein Regler für die Absenkgeschwindigkeit vorgesehen. Dieser Geschwindigkeitsregler umfaßt den Luftzylinder 82, eine Stange 96, zwei Scheiben 100 und 102 und einen Stift 104.

Beim Betrieb wird das Gehänge 84 zunächst vom Hebel 90 losgelassen. Nach dem Loslassen sackt es praktisch im freien Fall nach unten, bis der Stift 104 die Scheibe 100 berührt. Wenn der Stift 104 sich auf die jo Scheibe 100 gelegt hat, wird die weitere Bewegung des Gehänges 84 durch den Luftzylinder 82 beeinflußt. Das Gehänge 84 fährt nun sehr langsam (im Vergleich zum freien FaIlI) nach unten, bis es die Luftstütze 62 auf der Oberfläche der Metallmatrize abstützt. Die Absinkgeschwindigkeit des Gehäuses 84 kann verändert werden, indem man ein Ventil 106 am Zylinder 82 verstellt. Dadurch daß die Absinkgeschwindigkeit des Gehäuses 84 unter Kontrolle gehalten wird, ist die Gefahr eines Einkrachens des Gehänges in die Matrizenoberfläche beseitigt oder vermindert.

Die Scheibe 102 bildet in Verbindung mit dem Stift 104 eine Anordnung zur erneuten Bereitmachung des Luftzylinders 82. Wenn das Gehänge durch den Hebel 90 angehoben wird, dann berührt der Stift 104 die Scheibe 102 und bewegt dadurch die Stange 96 und somit den (nicht dargestellten) Kolben des Zylinders 82 nach oben, so daß der Luftzylinder 82 für den nächsten Absenkvorgang bereit wird.

In der Aufzeichnungsposition sollte die Stange 96 so stehen, daß die Scheiben 100 und 102 nicht mit dem Stift 104 ins Gehege geraten. Aus diesem Grund ist an der Stange 96 ein Anschlag 108 vorgesehen, der sich auf den Lagerann 110 legt, so daß das Gehänge 84 und der Stift 104 die Freiheit behalten, sich relativ zu den Scheiben 100 und 102 bewegen zu können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

1 2 muß man zur Erzielung einer befriedigend langen Spiel-Patentansprüche: zeit (z. B. eine Stunde auf jeder Piattenseite) eine große Anzahl von Rillen pro Millimeter (z. B. etwa 400) vorse-

1. Vorrichtung zum elektromechanischen Auf- hen, wenn die Abspielgeschwindigkeit hoch ist (z. B. 450 zeichnen von Informationen in ein Substrat mit: 5 Umdrehungen je Minute). Das heißt bei Bildplatten des einer Plattform (11) zum Tragen des Substrats (10); erwähnten Typs liegen die Rillenwindungen in sehr einem ersten Halteblock (52), an welchem sich ein dichtem Abstand zueinander (z. B. 2$ Mikrometer), daerster Ansatz (104) befindet; mit die zur Speicherung eines Fernsehprogramms aneiner Schneidevorrichtung (50), die am ersten Halte- nehmbarer Qualität und vernünftiger Spieldauer notblock befestigt ist und Tür die Information repräsen- io wendige Information untergebracht werden kann,
tative Wellungen in eine Oberfläche des Substrats Zum Schneiden einer Aufzeichnung hoher Dichte schneiden kann; verwendet man zweckmäßigerweise eine Vaterplatte einer Abstützeinrichtung (62,63), die am ersten Hai- oder Matrize aus Metall und einen piezoelektrischen teblock befestigt ist und die Schneideeinrichtung so Schneidkopf aus Diamant. Ein Schneidkopf zum elekabstützt, daß sie einen Schnitt mit einer gegebenen 15 tromechanischen Aufzeichnen eines Videosignals ist in nominellen Tiefe in die Substratoberfläche ein- J.en Unterlagen des US-Patents Nr. Re. 29 113, das eine bringt; Abänderung des US-Patents 38 65 997 ist, beschrieben, dadurch gekennzeichnet, Breitbandige elektromechanische Aufzeichnungssystedaß der erste Halteblock (52) über eine Federanord- me zum Schneiden von Videosignalen in eine Metallmanung (54,56) mit einem zweiten Halteblock (58) ver- 20 trize sind in den US-patentschriften 40 44 379 und bunden ist^.nd mittels einer Hubvorrichtung (90,92) 40 60 831 beschrieben.

in eine vorgegebene Position anhebbar ist, in we!- Bsi der aus der US-PS 38 35 262 bekannten Vcrrichcher die Schneidevorrichtung (50) und die Abstütz- tung hält eine Luftstütze den Schneidkopf in einem beeinrichtung (62,63) die Oberfläche des auf der Platt- stimmten Abstand von der Oberfläche der Matrize. Dieform (11) liegenden Substrats (10) nicht berühren, 25 ser Abstand wird durch den Druck der aus der Luftstüt- und daß mit dem zweiten HaltebSock (58) zur Verrin- ze ausströmenden Luft eingestellt Der Luftspolster gerung der Absenkgeschwindigkeit des ersten Hai- gleicht jedoch nur die normalerweise bei der Aufzeichteblocks (52) eine Bremseinrichtung (82) verbunden nung im Bereich dieses Abstandes auftretenden Kräfte ist, die eine Stange (96) mit einem zweiten und einem aus. Bei erstmaligem und zu schnellem Absenken des dritten Ansatz (100 bzw. 102) aufweist, von denen 30 Schneidkopfs kann der daran befestigte Stichel zu tief in der zweite Ansatz (100) zusammen mit dem am er- die Matrizenoberfläche schneiden, bevor die Luftstütze sten Halteblock (52) befindlichen ersten Ansatz (104) den Schneidkopf wenige Mikrometer oberhalb der Plateine Mitnehmeranordnung zur Koppelung des er- tenoberfläche stabilisiert Falls irgendein Teil des sten Halteblocks (52) währei-.d dessen Absenkens Schneidkopfs oder der Aufhängung in ungewollte Bemit der Stange (96) bildet und von denen der dritte 35 rührung mit der Oberfläche der Matrize gerät, kann die Ansatz (102) von dem ersten .\nsatz (104) unter Matrize, die Luftstütze oder ein anderer Teil des Gera-Rückführung der Stange (96) in ihre Ruhelage mit- tes beschädigt werden.

genommen wird, wenn der erste Halteblock (52) in Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine A-.iord-

die vorgegebene Position zurückkehrt. nung vorzusehen, welche die Absenkgeschwindigkeit

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet 40 des Schneidkopfs und der Schneidks.raufhängung kondurch eine Einrichtung (108), welche die Stange (96) trolliert, um irgendwelche Beschädigungen durch zu während der Signalaufzeichnung so positioniert, daß schnelles Absinken des Schneidkopfs zu verhindern sich der erste Halteblock (52) ohne Berühren des oder möglichst gering zu halten. Diese Aufgabe wird zweiten und des dritten Ansatzes (100,102) bewegen erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 bekann. 45 schriebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestal-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- tungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteranzeichnet, daß die Bremseinrichtung (82) einen Zylin- Sprüchen.

der aufweist, um die Geschwindigkeit des Absinkens Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausfüh-

des ersten Halteblocks (52) zu kontrollieren, wenn rungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert

dieser Halteblock aus der gegebenen Position frei- 50 F i g. 1 zeigt, teilweise in Blockform, ein System zum

gegeben wird. elektromechanischen Schneiden einer Rille in eine Metallmatrize unter Bildung einer Informationsspur, die

aus einer kurzwelligen Modulation der Rillentiefe besteht;

55 F i g. 2 und 3 zeigen in perspektivischer Darstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum bzw. im Aufriß eine Schneidkopfaufhängung, die bei

elektromechanischen Aufzeichnen von Informationen dem in F i g. 1 dargestellten System verwendet werden

gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. kann.

Aus der US-PS 38 35 262 ist eine elektromechanische Gemäß der Fig. 1 liegt eine Metallmatrize 10 auf Vorrichtung zum Einschreiben einer kurzwelligen Auf- 60 einem Drehteller 11 im Wirkungsbereich eines Schneidzeir' ung hoher Packungsdichte in ein Substrat aus kopfsupports 12, der einen Stichel 13 aus Diamant entMetall (z. B. Kupfer) bekannt. Von dem mit der Auf- hält. Der Schneidstichel 13 hat gegenüber der Metallzeichnung versehenen Substrat wird eine Preßform ge- matrize 10 eine solche Lage, daß eine Rille 14 mit einer wonnen, mittels derer Bildplatten aus Kunststoff ge- »Ruhetiefe« (Rillentiefe ohne Modulation) von weniger formt werden. Da die Spielzeit einer Bildplatte direkt 65 als 1 Mikrometer geschnitten wird, wenn eine Relativ-Droportional der Rillendichte (Rillenwindungen pro bewegung zwischen Stichel 13 und Matrize 10 stattfinngeneinheit in Radialrichtung) auf der Platte und um- deL Bei einer bevorzugten Anordnung wird der Support gt 'ehrt proportional der Abspielgeschwindigkeit ist, 12 geradlinig in einer Gleitführung 25 bewegt, während