NL7902363A - Registratiedrager met een optisch uitleesbare informa- tiestruktuur. - Google Patents

Description

* · ί N.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken te Eindhoven i 26-3-'79 1 PHN 9398

Registratiedrager met een optisch uitleesbare informa- f tiestruktuur.

De uitvinding heeft betrekking op een regis-tratiedrager met een optisch uitleesbare informatie-struktuur bestaande uit, in sporen gerangschikte, informatiegebied jes die, in de spoorrichting, afwisselen 5 met tussengebiedjes, waarbij de informatie is vastgelegd in tenminste de lokale frequentie van de informatie-gebiedjes, van welke informatiestruktuur de gemiddelde frequentie van de informatiegebiedjes varieert.

Onder gemiddelde frequentie wordt verstaan 10 het gemiddelde van de lokale frequenties over een afstand die enige orden groter is dan de lokale perioden van de informatiegebiedjes.

Een dergelijke registratiedrager is bekend, onder andere uit: "Philips’ Technisch Tijdschrift” 15 22* No* 7> pag· 185-197· De daar beschreven ronde schijfvormige registratiedrager wordt gebruikt als opslagmedium voor een kleurentelevisieprogramma, waarbij de helderheidsinformatie over het televisiebeeld is vastgelegd in de ruimtelijke frequentie van de 20 informatiegebiedjes terwijl de kleur- en geluidsinfor-matie is vastgelegd in de variatie van de lengte ("duty-cycle") van de informatiegebiedjes. De informatiegebiedjes bestaan uit in het drageroppervlak geperste kuiltjes. De afmetingen van deze kuiltjes zijn erg klein.

790 23 65 λ ** \ * - - 26-3-'79 2 ΡΗΝ 9398

Voor een registratiedrager waarin een televisieprogramma van een half uur is opgeslagen, in een ringvormig gebied met een binnenstraal van 5 cm en een buiten-straal van 15 cm, is in het genoemde artikel aange-5 geven dat de gemiddelde lengte van de informatiege-biedjes in de spoorrichting in de orde van 1ƒ urn, de konstante breedte van deze gebiedjes in de orde van 0,8 yum en de konstante periode van de sporenstruk-tuur, dwars op de spoorrichting, ongeveer 2^um zijn.

10 Tijdens het uitlezen wordt de informatiestruk- tuur belicht met een uitleesbundel, bijvoorbeeld een laserbundel, die door een objektiefstelsel op de informatie stride tuur wordt gefokusseerd tot een uitleesvlek waarvan de "diameter" in de orde van groottevan de 15 informatiegebiedjes is. In de weg van de door de informatie struktuur gemoduleerde uitleesbundel is een stralingsgevoelige detektor geplaatst, waarvan het uitgangssignaal varieert in afhankelijkheid van het momenteel uitgelezen gedeelte van de informatiestruktuur.

20 Het gebruikte objektiefstelsel heeft een numerieke apertuur (n.A.) van bijvoorbeeld 0,4. De "diameter" van de uitleesvlek is vrijwel gelijk aan het theoretische minimum van een lens met deze numerieke apertuur. De aberraties van het gekozen objektief-25 stelsel zijn namelijk verwaarloosbaar klein, zodat de intensiteitsverdeling in de uitleesvlek en de afmetingen van deze vlek niet meer bepaald worden door de wetten van de geometrische optika, maar uitsluitend door buiging aan de opening van het objektiefstelsel» 30 Indien als stralingsbron een gaslaser, bijvoorbeeld een He-Ne-laser, wordt gebruikt, vertoont de intensiteitsverdeling over de intreepupil van het objektief-stelsel een verloop in radiële richting. Te zamen met de buigingsverschijnselen aan de lensopening resulteert 35 dit in een intensiteitsverdeling over de uitleesvlek, waarvan bij een golflengte van bijvoorbeeld 0,633^nm de halveringsdiameter van de intensiteit (= de "dia- 7 90 23 83 ' * ί 26-3-'79 3 ΡΗΝ 9398 . ’ meter" van de intensiteit) bijvoorbeeld 0,9yum bedraagt. Dat betekent dat, bij een goede spoorvolging, •weliswaar liet grootste deel van de uitlees straling op bet uit te lezen spoor terecbt komt, maar tocb ook een ® gedeelte van de uitleesstraling op de naburige sporen invalt en door de informatiegebiedjes van deze sporen gemoduleerd wordt. Een bepaald gedeelte van de op de naburige sporen invallende straling treedt, na modulatie, bet objektiefstelsel binnen en komt uiteindelijk op de ^ detektor terecbt. Er kan gesteld worden dat zelfs bij een &oede spoorvolging altijd wel enige overspraak tussen de sporen optreedt.

Men zou deze overspraak klein kunnen houden door de uniforme afstand tussen de sporen aanzienlijk 15 te vergroten. Daarmee zou echter de informatiedichtheid op, en daarmee de speelduur van, de registratiedrager aanzienlijk verkleind worden. Er wordt echter meer en meer gestreefd naar een zo lang mogelijke speelduur van optische registratiedragers. De thans door aanvraag- 20 ster gefabriceerde optisch uitleesbare videoschijven hebben bijvoorbeeld een uniforme spoorperiode, in radiële richting, van ongeveer 1,plaats van de in het aangehaalde artikel genoemde 2^um. Bij het uitlezen van deze registratiedrager kan de overspraak 25 boven het toegelaten niveau komen.

Aanvraagster heeft een theorie ontwikkeld en berekeningen uitgevoerd, die door experimenten gestaafd zijn, waaruit blijkt dat en hoe de overspraak tussen de sporen afhankelijk is van de gemiddelde 30 frequentie van de informatiegebiedjes in de sporen.

Op grond daarvan kan thans een registratiedrager voorgesteld worden die ten opzichte van de tot nu toe bekende een geringere overspraak vertoont, terwijl de informatiedichtheid toch voldoende groot blijft.

De registratiedrager volgens de uitvinding vertoont als kenmerk, dat de afstand tussen de sporen bepaald wordt door de gemiddelde frequentie van de in- 790 23 63 35 ·*

A

1 ' · 26-3-*79 4 PHN 9398 formatiegebiedjes in deze sporen, zodanig dat bij een hogere gemiddelde frequentie een grotere spoorafstand behoort.

Het concept van de registratiedrager volgens de uitvinding is gebaseerd op het inzicht, dat, gegeven

O

een bepaalde spoorafstand, bij frequenties, in de spoor-richting, van informatiegebiedjes tot Ongeveer de halve afsnijfrequentie van het optische uitleessysteem de over-spraak het gewenste niveau heeft. Tussen sporen waarin de frequentie van de informatiegebiedjes groter is dan ongeveer de halve afsnijfrequentie wordt de overspraak groter dan het gewenste niveau. Deze sporen moeten dan iets verder uit elkaar liggen, zodat de informatiedicht-heid van deze sporen iets kleiner is. Tussen sporen 15 waarin de frequentie van de informdtiegebiedjes kleiner is dan ongeveer de halve afsnijfrequentie is echter de overspraak kleiner dan het vereiste niveau. Deze sporen kunnen dan iets dichter bij elkaar liggen, waardoor de informatiedichtheid van deze sporen iets groter is.

20 De onderhavige uitvinding kan niet alleen worden toegepast in_een registratiedrager die geheel van informatie is voorzien, maar kan ook toegepast worden in een registratiedrager waarin de gebruiker zelf nog informatie kan inschrijven. Een dergelijke registratie-25 drager vertoont als kenmerk, dat de informatie adresinformatie bevat die, in de vorm van optische uitlees-bare gebiedjes aangebracht is in sektoren van sporen, dat de gedeelten van de sporen tussen de sektoren voorzien zijn van een met optische straling inschrijfbaar 3Q materiaal en dat de afstand tussen de sporen bepaald is door de gemiddelde frequentie van de gebiedjes in de sektoren van de sporen.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een registratiedrager met in principe concentrische sporen waar-35 bij in elk spoor een constante hoeveelheid informatie is opgeslagen, vertoont als verder kenmerk, dat de afstand tussen de binnenste sporen groter is dan de afstand tussen de buitenste sporen.

790 2 3 63

* J

, t 26-3-’79 5 PHN 9398

Daarbij kan. gedacht "worden aan een ronde schijfvormige registratiedrager waarin een televisieprogramma is opgeslagen waarbij in elke spoorwinding een televisiebeeld is vastgelegd, maar ook aan een 5 registratiedrager waarin een gebruiker zelf nog informatie kan inschrijven.

Dat de sporen ’’in principe concentrisch" zijn betekent dat die sporen bf in elkaar kunnen overlopen en samen een spiraalvormig spoor vormen, bf echte 10 concentrische gesloten sporen zijn.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de tekening. Daarin tonen: FIGUUR 1 een gedeelte van een bekende registratiedrager, FIGUUR 2 een bekende inrichting voor het uitlezen van 15 deze registratiedrager, FIGUUR 3 de doorsneden, in de pupil van het objektief-stelsel, van de door een uit te lezen spoor gevormde nulde-orde deelbundel en eerste orden deelbundels, 20 FIGUUR h de gang van de stralingsbundels, afkomstig van twee nabuursporen, door het objektief-stelsel, FIGUUR 5 het tijdsonafhankelijke faseverloop over de pupil van het uitleesobjektief veroorzaakt 25 door de straling afkomstig van een spoor naast het uit te lezen spoor, FIGUUR 6 de doorsneden, in de pupil van het uitleesob jektief, van de eerste-orden deelbundels gevormd door het spoor gelegen naast het uit 30 te lezen spoor, FIGUUR 7 een volledig ingeschreven registratiedrager volgens de uitvinding, en FIGUUR 8 een registratiedrager volgens de uitvinding waarin een gebruiker informatie kan in-schrijven.

Zoals in FIGUUR 1 aangegeven is, bestaat de informatiestruktuur uit een aantal informatiege-biedjes 2 die volgens sporen 3 gerangschikt zijn. De 7902363 * *v 26-3-'79 6 PHN 9398 informatiegebiedjes 2 zijn in de spoorrichting, of tangentiële richting t, van elkaar gescheiden door tussengebiedjes 4. Dn de radiële richting r zijn de sporen 3 van elkaar gescheiden door tussenstroken 5.

5 De informatiegebiedjes kunnen bestaan uit in het oppervlak van de registratiedrager geperste kuiltjes, of uit boven het registratiedrageroppervlak uitstekende heuveltjes. De afstand tussen de bodem van de kuiltjes, of de top van de heuveltjes, en het oppervlak van de registra-10 tiedrager is in principe konstant, evenals de breedte van de informatiegebiedjes 2. De genoemde afstand en de genoemde breedte worden niet bepaald door de informatie die in de struktuur is opgeslagen.

De informatie die door middel van de regis-15 tratiedrager overgebracht moet worden, is vastgelegd in de variatie van de gebiedjesstruktuur in alleen de tangentiële richting. Indien een kleurentelevisie-programma in de registratiedrager is opgeslagen, kan het luminantiesignaal zijn gekodeerd in de variatie van de 20 frequentie van de informatiegebiedjes 2 en het chroma-en geluidssignaal in de variatie van de lengten van gebiedjes 2. In de registratiedrager kan ook digitale informatie opgeslagen zijn. Dan stelt een bepaalde kom-binatie van informatiegebiedjes 2 en tussengebiedjes 4 25 een bepaalde kombinatie van digitale enen en nullen voor.

De registratiedrager kan worden uitgelezen met een inrichting die in FIGUUR 2 schematisch is weergegeven. Een door een gaslaser 10, bijvoorbeeld een Helium-Neon-laser, uitgezonden monochromatische en 30 lineair gepolariseerde bundel 11 wordt door een spiegel 13 naar een objektiefstelsel 14 gereflekteerd. In de weg van de stralingsbundel 11 is een hulplens 12 opgenomen die er voor zorgt dat de pupil van het objektief-stelsel 14 gevuld wordt. Er wordt dan een buigingsbe-35 grensde uitleesvlek V op de informatiestruktuur gevormd. De informatiestruktuur is schematisch aangegeven door de sporen 3; de registratiedrager is dus in radiële doorsnede getekend.

790 2 3 63 26-3-'79 7 ΡΗΝ 9398

De informatie struktuur kan zich. op de naar de laser toegevende zijde van de registratiedrager bevinden. Bij voorkeur echter, bevindt zich, zoals in FIGUUR 2 aangegeven is, de informatiestruktuur zich op 5 de van de laser afgewende zijde van de registratiedrager, zodat door het doorzichtige substraat 8 van de registratiedrager heen uitgelezen wordt. Het voordeel daarvan is dat de informatiestruktuur beschermd is tegen vingeraf drukken, stofdeeltjes en krassen.

10 De uitleesbundel 11 wordt door de informatie- struktuur gereflekteerd en, bij roteren van de registratiedrager door middel van een door een motor 15 aangedreven tafel 16, gemoduleerd overeenkomstig de opeenvolging van de informatiegebiedjes 2 en de tussenge-15 biedjes 4 in een momenteel uitgelezen spoor. De gemoduleerde uitleesbundel gaat weer door het objektiefstelsel 14 en wordt door de spiegel 13 gereflekteerd. Om de gemoduleerde uitleesbundel te scheiden van de ongemoduleerde uitleesbundel zijn in de stralingsweg bij voor-20 keur een polarisatiegevoelig deelprisma 17 6n een A/4-plaatje 18, waarin A de golflengte van de uitleesbundel voorstelt, aangebracht. De bundel 11 wordt door het prisma 17 doorgelaten naar het Λ/4-plaatje 18, dat de lineair gepolariseerde straling omzet in circulair ge-25 polariseerde straling die op de 'informatiestruktuur invalt. De gereflekteerde uitleesbundel doorloopt nogmaals het Λ/4-plaatje 18, waarbij de circulair gepolariseerde straling wordt omgezet in lineair gepolariseerde straling waarvan het polarisatievlak over 90° ge-30 draaid is ten opzichte van de door de laser 10 uitgezonden straling. Daardoor zal bij tweede doorgang door het prisma 17 de uitleesbundel gereflekteerd worden en wel naar de stralingsgevoelige detektor 19· Aan de uitgang van deze detektor ontstaat een elektrisch signaal 35 dat gemoduleerd is overeenkomstig de momenteel uitgelezen informatie.

De informatiestruktuur wordt belicht met een uitleesvlek Y waarvan de halveringsdiameter in de orde 700 2 3 63 •v I--- 26-3-'79 8 PHN 9398 van grootte van die van de informatiegebiedjes 2 ligt.

De inf ormatiestruktuur kan beschouwd worden als een buigingsraster dat de uitleesbundel splitst in een, onafgebogen, nulde spektrale orde deelbundel, een aantal 5 eerste spektrale orde deelbundels en een aantal deelbundel s van hogere spektrale orden. Voor de uitlezing zijn voornamelijk de in de spoorrichting afgebogen deelbundels van belang, en van deze bundels voornamelijk de in de eerste orden afgebogen deelbundels. De numerieke 10 apertuur van het objektiefstelsel en de golflengte van de uitleesbundel zijn zodanig aan de informatiestruktuur aangepast, dat de hogere-orden deelbundels grotendeels buiten de pupil van het objektiefstelsel vallen en niet op de detektor terecht komen. Bovendien zijn de ampli-15 tudes van de hogere orden deelbundels klein ten opzichte van de amplitudes van de nulde-orde deelbundel en de eerste-orde deelbundels.

In FIGUUR 3 zijn de doorsneden van de, iri de spoorrichting afgebogen, eerste orde deelbundels in het 20 vlak van de uittreepupil van het* objektiefstelsel weergegeven. De cirkel 20 met middelpunt 21 stelt de uittreepupil voor. Deze cirkel geeft,tevens de doorsnede van de nulde-orde deelbundel b(o,o). De cirkel 22, res-pektievelijk 2k, met middelpunt 23, respektievelijk 25, 25 stelt de doorsnede van de eerste orde deelbundel b(+1,0), respektievelijk b(-1,0) voor. De pijl 26 stelt de spoorrichting voor. De afstand tussen het midden 21 van de nulde orde deelbundel en de middens 23 en 25 van de eerste-orde deelbundels wordt bepaald door Λ/ρ» waarin 3° p (vergelijk FIGUUR 1) de periode, ter plaatse van de uitleesvlek V, van de gebiedjes 2 voorstelt.

Volgens de hier opgevoerde wijze van beschrijven van de uitlezing, kan gesteld worden dat in de in FIGUUR 3 gearceerd weergegeven gebieden de eerste 35 orden deelbundels de nulde-orde deelbundel overlappen en interferenties optreden. De fasen van de eerste-orde deelbundels variëren indien de uitleesvlek beweegt ten 7 90 2 3 63 26-3-'79 9 ΡΗΝ 9398 * τ opziclxte van informatiespoor. Daardoor varieert de intensiteit van de totale straling die door de uittree-pupil van liet objektiefstelsel treedt en de detektor 19 bereikt.

5 Wanneer liet centrum van de uitleesvlek samenvalt met het- centrum van een informatiegebied je 2, bestaat er een Bepaald faseverschil V'', de fasediepte genoemd, tussen een eerste-orde deelbundel en de nulde-orde deelbundel. Beweegt de uitleesvlek naar een volgend 10 gebiedje, dan neemt de fase van de deelbundel b(+,1o) toe met 27Γ. Gesteld kan daarom worden dat bij liet bewegen van de uitleesvlek in tangentiële richting de fase van deze deelbundel ten opzichte van de nulde-orde deelbundel verandert met £*7t. Daarin is <-θ een tijd-15 frequentie die bepaald wordt door de ruimtelijke frequentie van de informatiegebiedjes 2 en door de snelheid waarmee.de uitleesvlek over een spoor beweegt.

De fase 0 (+1,0), respektieveLi jk 0 (-1,0), van de deelbundel b(+1,0), respektievelijk van de deelbundel 20 b(-1,0), ten opzichte' van de nulde-orde deelbundel b(0,0) kan worden voorgesteld door: 0 (+1,0) = + Uj t, respektieveli jk door: 0 (-1,0) = 'ψ- - ut t.

Bij de hier gebruikte uitieesmethode worden, zoals in 25 FIGUUR 2 aangegéyen is, de door het objektiefstelsel tredende gedeelten van de eerste orde deelbundels met de nulde-orde deelbundel samengebracht op één detektor 19· Het tijdsafhankelijke uitgangssignaal van deze detektor kan dan worden voorgesteld door: 30 S± = A( ψ ) .cos ^ ,cos( tot), waarin Α(ψ) afneemt met afnemende waarde van . De amplitude A ('f').eos 'ψ van het signaal -S^ nu is maximaal voor een fasediepte ^ = 7T rad.

Het spoor dat momenteel uitgelezen wordt 35 is omgeven door buursporen. Omdat de uitleesvlek geen puntvormige vlek is, ma,ar een uitgebreide vlek met een Bepaalde intensiteitsverdeling, ontvangen deze sporen een gedeelte van de uitleesstraling, en reflek- 7902353 ί

Tl - . . ' 26-3-*79 10 ΡΗΝ 9398 teren een bepaalde hoeveelheid straling naar bet objektiefstelsel '\k.

In FIGUUR k zijn gedeelten van twee naast elkaar gelegen sporen, of spoorgedeelten, 3’ en 3”, 5 alsmede het objektiefstelsel 14 enigszins in perspectief weergegeven. Verondersteld is dat het spoor 3* moet worden uitgelezen. De door dit spoor gereflekteerde nulde orde deelbundel 11a gaat recht door het objektiefstelsel, dat wil zeggen dat de hoofdstraal van de bundel 11a 10 samenvalt met de optische as 00' van het objektief- stelsel 14. Behalve de bundel 11a ontvangt het objektief-stelsel een bundel 11b die afkomstig is van het spoor 3"· Deze, in FIGUUR h met gestreepte lijnen aangegeven, bundel gaat scheef door het objektiefstelsel, dat wil 15 zeggen dat de hoofdstraal van deze bundel een bepaalde hoek ƒ3 maakt met de optische as.

Dat betekent dat het, sferische, golffront (g^) afkomstig van het spoor 3" over een hoek β gekanteld is ten opzichte van het, sferische, golffront (g^) 20 afkomstig van het spoor 3’· Ir. het rechterdeel van FIGUUR k' zijn deze golffronten eenvoudigheidshalve met de rechte lijnen g^ en g^ aangegeven. In het vlak van de uittreepupil van het objektiefstelsel zijn de bundels afkomstig van de sporen 3’ en 3" niet mei elkaar 25 in fase, maar deze bundels vertonen een faseverschil JÓ (3* ,3") dat een functie is van de hoogte z in de pupil. Indien voor z =.0, dat wil zeggen op de optische as, het faseverschil 0 (3*> 3") gelijk aan nul gesteld wordt, bestaat aan de randen van de pupil, dat wil zeggen voor 30 z = R en voor Z = -R een faseverschil dat overeenkomt met een weglengteversch.il w. R is de straal van de pupil van het objektiefstelsel.

In de uittreepupil van het objektiefstelsel kunnen lijnen met een konstant faseverschil aangegeven 33 worden. In FIGUUR 5 zijn enkele van deze lijnen getekend; daarbij betekent m: maximaal faseverschil. Het . tengevolge van een buurspoor 3" optredende faseverloop wordt bepaald door de spoorperiode q, dat wil zeggen 790 2 3 63 £6-3-'79 11 ΡΗΝ 9398 ΐ τ de periode van de informatiestructuur dwars op de spoorrichting. Immers, enerzijds is w = R tany'S , en anderzijds is tan= q/f waarin 1 de afstand van het voorwerpspunt tot het vlak van de pupil van het objek- 5 tiefstelsel is. Aangezien de hoek klein is kan tan ƒ3 = ƒ3 gesteld worden.

Dus geldt: _ w = — q of: w = (N.A.) q waarin N. A. de -numerieke apertuur van het objektief- stelsel voorstelt. De spoorperiode q kan ook geschreven worden in termen van de afsnijfrequentie = 2.N.A.) λ van het objektiefstelsel, namelijk als: q = c. ^ , waarin c een konstante voorstelt. Daarmee wordt: w = c.A · 15 Indien c = 1 is het faseverschil aan de randen van de pupil, de waarde m in FIGUUR 5, gelijk aan 2 ΓΓ" .

Over de totale hoogte, 2R, van de pupil treedt dan een faseverloop over twee faseperioden (= 2.2ÜT) op.

Tot nu toe is de straling afkomstig van 20 het spoor 3"j he bundel 11-^, niet in detail bekeken.

Aan het spoor 3" treedt ook diffractie op zodat een op dit spoor invallende bundel wordt gesplitst in een nulde orde deelbundel en verschillende deelbundels van hogere buigingsorden. Voor onze beschouwingen zijn alleen 25 de in tangentiële richting afgebogen +1 orde delbundel b" (+1,0) en de -1 orde deelbundel b"(-1,o) van belang.

In het vlak van de uittreepupil van het objektiefstelsel hebben deze deelbundels dezelfde doorsneden als de deelbundels b(+l,0) en b(-1,o) afkomstig van het spoor 30 3«, Indien de frequenties van de informatiegebiedjes in de sporen 3’ en 3” gelijk zijn, vallen de doorsnuden van de deelbundels b"(-1,0) en b,r(+1,0) samen met die van deelbundels b(-1,o) en b(+1,0). Meestal zal de frequentie van de informatiegebiedjes in de naburige 35 sporen weinig verschillen, zodat de doorsneden van de deelbundels b"(-1,0) en b,f( + 1,0) slechts weinig verschoven zijn ten opzichte van die van de deelbundels 7902363 , 1 \ * 26-3-’79 12 PHN 9398 b(-1,o) en b(+1,o). Van deze veronderstelling wordt ook in het hierna volgende uitgegaan.

In FIGUUR 6 zijn de doorsneden van de deelbundels b"(-1,0) en b"(+1,0) aangegeven.

5 Bij bewegen van de uitleesvlek ten op zichte van de sporen, variëren de fasen van de deelbundels b”(-1,0) en b’'(+1,0) in afhankelijkheid van de opeenvolging van de informatiegebiedjes 2 en tussengebied-jes k in het spoor 3"· Dat betekent dat in het over-10 lappingsgebied van de deelbundel b”(-1,0') met de deel- bundel b(0,0) het positieafhankelijke faseverschil 0(3’»3”) tijdsafhankelijk wordt. Indien nu in het overlappingsgebied het positieafhankelijke faseverloop een geheel aantal faseperioden omvat, zullen, .“ondanks het 15 tijdsverloop, de signalen uit de verschillende deelgebiedjes binnen het overlappingsgebied elkaar kompenseren. Dit kan als volgt worden ingezien. Het faseverloop over de pupil die het gevolg is van de aanwezigheid van het spoor 3" betekent dat zich in het pupilvlak lichte en 20 donkere strepen bevinden. Deze strepen worden op de detek-tor.19 afgebeeld. Bij bewegen van de uitleesvlek ten opzichte van de: sporen verandert het genoemde faseverloop in het overlappingsgebied van de deelbundel b " (-1,0) met de deelbundel b(0,0), met andere woorden de strepen 25 gaan .."lopen". Zolang zich nu een geheel aantal faseperioden binnen het overlappingsgebied bevinden "ziet” de detektor ondanks de beweging van de strepen steeds een constant aantal lichte en donkere strepen in het genoemde overlappingsgebied. Hetzelfde gl^dt voor het / 30 overlappingsgebied van de deelbundel b”(+1,O) met de deelbundel b(0,0). Het detektorsignaal zal dan niet afhankelijk zijn van de informatiegebiedjes in het spoor 3", met andere woorden er treedt geen overspraak van het spoor 3" op het spoor 3! en omgekeerd, op.

35 In FIGUUR 6 is de situatie voorgesteld dat binnen hetoverlappingsgebied van de deelbundel b” (-1,0) met de deelbundel b(o,O) een faseverloop over twee faseperioden optreedt. Daartoe móet de spoor- 790 2 3 63

P

26-3-'79 13 PHN 9398 periode q groter zijn dan de periode die overeenkomt met de halve optische afsnijfrequentie, met andere woorden c moet groter zijn dan 1, zodat w groter is dam X . Bijvoorbeeld is.c gelijk aan 1,15· 5 De van bet spoor 3U afkomstige straling die bet objektiefstelsel binnentreedt buiten de overlappings-gebieden van de deelbundel bH(-1,0), respektievelijk b"(+1,o), met de deelbundel b(o,0) is tijdsonafbankelijk en kan alleen de amplitude van bet signaal beïnvloeden, 10 echter niet bet tijdsverloop van dit signaal.

Evenals dat bij de deelbundels b(-1,0) en b(+1,0) bet geval is, worden de posities van de middelpunten 25" en 23" van de doorsneden van de deelbundels b"(-1,0) en b"(+1,0) bepaald door de tangentiële 15 frequenties van de informatiegebiedjes, maar nu van de informatiegebiedjes in bet spoor 3". In FIGUUR 6 is de situatie weergegeven dat de gebiedjesfrequentie 12 ongeveer gelijk is aan de halve afsnijfrequentie, dus Λ)= N.A./A . Bij toenemende frequentie Ό verschuift 20 de cirkel 2k" van de deelbundel b"(-1,o) naar links, zoals in FIGUUR 6 met de gestreepte cirkel d is aangegeven. Het overlappingsgebied van deze deelbundel met de-deelbundel b(o,o) en met name de hoogte van dit gebied, dus de afmeting in de z-ricbting, wordt dan 25 kleiner. Binnen bet kleinere overlappingsgebied strekt, bij konstante spoorperiode q, bet positieafhankelijke faseverloop zich niet meer uit over twee faseperioden, maar over bijvoorbeeld anderhalve faseperiode. Dan "ziet" de detektor 19 niet steeds een constant aantal 30 lichte en donkere strepen in de overlappingsgebieden van de deelbundel b"(-1,0) respektievelijk de deelbundel b"(+1,0), met de deelbundel b(0,0), en wordt bet detek-torsignaal S_^ wel afhankelijk van de informatiegebiedjes in bet spoor 3"» met andere woorden: er treedt dan we-1 35 overspraak van bet spoor 3" op bet spoor 3’ op. De hierboven gegeven beschouwing geldt natuurlijk ook voor een spoor dat zich in FIGUUR h rechts van bet spoor 3' bevindt.

790 2 3 53 26-3-«79 14 PHN 9398 r **

De overspraak wordt volgens de uitvinding verminderd door de spoorperiode q voor de sporen met hogere frequentie U van de informatiegebiedjes te vergroten. Daardoor wordt het positieafhankelijke fasever-5 loop binnen de pupil van het objektiefstelselsel steiler, immers w wordt dan groter, zodat ook binnen het kleinere overlappingsgebied nog een faseverloop over een geheel aantal, bijvoorbeeld twee, faseperioden optreedt.

10 In principe is het mogelijk om de sporen, ook de sporen met een hoge frequentie'V van de informatiegebied jes, op een zodanige korte afstand te leggen dat het faseverloop binnen de overlappingsgebieden van de deelbundels b”(-1,0) en b"(+1,0) met de deelbundel '15 b(0,0) zich slechts over één faseperiode uitstrekt. Dan worden echter strenge eisen aan de spoorvolging gesteld. Een kleine afwijking tussen het midden van de uitlees-vlek en het midden van een uit te lezen spoor 3’ heeft tot gevolg dat het golffront afkomstig van het spoor 3' ook 20 scheef door het objektiefstelsel gaat. Daardoor verandert het faseverloop binnen de-pupil en dus ook binnen de genoemde overlappingsgebieden. Het zal duidelijk zijn dat indien het faseverloop zich slechts over één faseperiode uitstrekt, dus indien de spoorperiode q klein 25 is, de invloed van de laatstgenoemde faseverandering groter is dan indien het faseverloop zich over twee of meer faseperioden uitstrekt. Bovendien zal bij kleiner wordende spoorperiode q meer straling van de uitlees-bundel op het naburige spoor 3" invallen, zodat de 30 amplitudes van de eerste orde deelbundels b"(-1,O) en b"(+1,0) groter "Worden, waardoor de invloed van het spoor 3" op het informatiesignaal groter wordt.

In gebieden op de registratiedrager die sporen bevatten waarin de frequentie ^ van de informs matiegebiedjes kleiner is dan de halve afsnijfrequentie ( ), kan de spoorperiode verkleind worden, zodat in c deze gebieden de informatiedichtheid wordt vergroot.

Zo kan voor sporen waarin ^ 0,3 de coëfficiënt 7902363 26-3-'79 15 PHN 9398 * * c = 1 gekozen worden.

In FIGUUR 7 is een uitvoeringsvorm van een registratiedrager volgens de uitvinding weergegeven.

Dit is een ronde schijfvormige registratiedrager waarin 5 per omwenteling van het spoor 3 een konstante hoeveelheid informatie, bijvoorbeeld één televisiebeeld, is opgeslagen. De frequentie ^ is in de binnenste sporen groter dan in de buitenste sporen. De spoorperiode q^ van de binnenste sporen is groter dan de spoorperiode 10 q^ van de buitenste sporen. Voor een registratiedrager die bestemd is om te worden uitgelezen met een stra-lingsbundel waarvan de golflengte \ = 0,633yum is en met een objektiefstelsel waarvan de numerieke apertuur N. A. = 0,4 is, is voor de sporen waarvan de frequentie 15 'V? kleiner is dan de halve optische afsnijfrequentie de spoorperiode q ongeveer gelijk aan 1,67yum. Voor deze sporen is de overspraak kleiner dan -40 dB. Voor de binnenste sporen waarvan de frequentie Ό groter is dan O, 5 maal de optische afsnijfrequentie, is de spoorperiode 20 ongeveer 2^um. De hierboven ingevoerde coëfficiënt c is dan ongeveer 1,25. Met een spoorperiode q^ = 2^urn kan ook bij een frequentie van de informatiegebiedjes tot ongeveer 0,75 maal de optische afsnijfrequentie de overspraak kleiner dan - 4θ dB gehouden worden. Een over-25 spraakniveau van - 40 dB is vooral vereist indien de buursporen volkomen verschillende informatie bevatten.

In een registratiedrager volgens de uitvinding kan de spoorperiode q continue in radiële richting veranderen. Het is echter ook mogelijk dat er bijvoor-30 beeld slechts twee waarden voor de spoorperiode voorkomen. Binnen een buitenste ring is er dan één konstante spoorperiode q^, en binnen de binnenste ring één eveneens konstante, maar grotere spoorperiode q^.

Dat de uitvinding is beschreven aan de hand 35 van een registratiedrager met een stralingsreflekterende informatiestruktuur betekent geenszins dat zij daartoe beperkt is. Ook in een registratiedrager die in trans- 7902363

X

t» 26-3-'79 16 PHN 9398 ' missie wordt uitgelezen, is de uitvinding toepasbaar.

De hierboven genoemde woorden voor de spoorperiode q, de frequentie 0 , de golflengte Λ en de numerieke apertuur van het objektiefstelsel zijn louter bij wijze 5 van voorbeeld gegeven, en betekenen geen beperking van de uitvinding. Het is verder niet nodig dat de registratie-drager rond en schijfvormig is met ronde sporen. De uitvinding kan algemeen toegepast worden in registratie-dragers met een optisch uitleesbare informatiestruktuur 10 waarin zowel sporen met een lagere ruimtefrequentie als.......

sporen met een hogere ruimtefrequentie voorkomen.

De uitvinding kan ook worden toegepast in een registratiedrager waarin de gebruiker zelf informatie kan inschrijven.

15 Er is, bijvoorbeeld in de oudere Nederlandse

Octrooiaanvrage No. 7802859 (PHN 9062), reeds voorgesteld een optische registratiedrager te gebruiken als opslagmedium voor andere dan video-informatie en speciaal als opslagmedium waarin de gebruiker zelf in-20 formatie kan inschrijven. Te denken valt daarbij aan informatie geleverd door een (kantoor-) komputer of van in een ziekenhuis gemaakte röntgenopnamen. Voor deze toepassing krijgt de gebruiker een registratiedrager toegeleverd die voorzien is van een, bijvoorbeeld spiraal-25 vormig, zogenaamd servospoor, dat zich over het gehele registratiedrager-oppervlak uitstrekt.

Tijdens het inschrijven van de informatie door de gebruiker wordt de radiële positie van de in-schrijfvlek ten opzichte van het servospoor gedetek-2t) teerd en bijgeregeld met behulp van een opto-elek- tronisch servosysteem, zodat de informatie met grote nauwkeurigheid wordt ingeschreven in een spiraalvormig spoor met konstante spoed. Het servospoor is verdeeld in een groot aantal sektoren, bijvoorbeeld 128 per om-35 wenteling. FIGUUR 8 toont een bovenaanzicht van een gedeelte van een dergelijke registratiedrager 30. Het servospoor is aangegeven met 31 en de sektoren met 32.

Elkle sektor bestaat uit een spoorgedeelte 34 waarin de 7 Ö 0 2 3 6 3 " * 26-3-179 17 ΡΗΜ 9398 • ** informatie ingeschreven kan worden en een sektoradres 33 waarin o.a. het adres van bijbehorende spoorge-deelte 3^· in bijvoorbeeld digitale vorm gekodeerd is in adresgebiedjes. De afzonderlijke adresgebiedjes, die 5 invde spoorrichting van elkaar gescheiden zijn door tussengebiedjes, zijn in FIGUUR 8 niet weergegeven. De adresgebiedjes kunnen bestaan uit in het registratie-drager-oppervlak geperste kuiltjes of uit boven dit oppervlak uitstekende heuveltjes.

10 Volgens deuitvinding is de spoorperiode q^ aan de binnenkant, waar de adresgebiédjes een hogere frequentie IWbben en waar de * informatie ingeschreven zal worden in informatiegebiedjes met hogere frequentie, groter dan de spoorperiode q^ aan de buitenkant, waar de 15 adresgebiedjes een lagere frequentie hebben en waar de* informatie ingeschreven zal worden in informatiegebiedjes met lagere ruimtefrequentie.

De "blanke" spoorgedeelten 3^ kunnen bestaan uit kontinue groeven waarop een laagje reflekterend 20 materiaal is aangebracht dat, indien belicht met geschikte straling, een optisch detekteerbare verandering ondergaat. Bijvoorbeeld bestaat het laagje uit Bismuth waarin door smelten informatiegebiedjes gevormd kunnen worden.

25 30 35 790 23 63

Claims (3)

1. 2. Registratiedrager volgens conclusie 1, in welke registratiedrager door een gebruiker zelf infor-15 matie ingeschreven kan worden, met het kenmerk, dat de informatie adresinformatie bevat die, in de vorm van optisch uitleesbare gebiedjes aangebracht is in sektoren van sporen, dat de gedeelten van de sporen tussen de sektoren voorzien zijn van een met optische straling on mschrijfbaar materiaal en dat de afstand tussen de sporen bepaald is door de gemiddelde frequentie van de gebiedjes in de sektoren van de sporen.
2. 3· Registratiedrager volgens conclusie 1 of 2, met in principe concentrische sporen, waarbij in elk spoor een constante hoeveelheid informatie is opge- 7Λ0 2 3 6 3 * 26-3- * 79 /9 * ΡΗΙΤ 9398 slagen, met het kenmerk, dat de afstand tussen de binnenste sporen groter is dan de afstand tussen de buitenste sporen.
3. 4. Registratiedrager volgens conclusie 3» 5 bestemd om te worden uitgelezen met een overspraak-niveau van - 4θ dB, met bet kenmerk, dat de afstand tussen de binnenste sporen ongeveer 2^um is en de afstand tussen de buitenste sporen ongeveer 1,6^um. 10 15 20 25 30 35 790 2 3 6 3