SE455350B - Uppteckningsberarkroppp for optisk inskrivning av information - Google Patents

Description

455 350 som tillhandahálles av en (kontors-) dator eller röntgenbilder på ett sjukhus.

Tekniken och utrustningen som föreslagits för distribution av televisionsprogram via en optisk uppteckningsbärare är ej utan vidare lämplígafiför professionella eller halvprofessionella tillämpningar där användaren registrerar sin egen information.

För det första sker vid inskrivning av ett televisionsprogram på en uppteckningsbärarkropp inskrivning av hela programmet i en följd. vid användning av uppteckningsbäraren som ett lagringsmedium skall emellertid användaren ha full frihet att inskriva vissa block av in- formation på godtyckligt ställe i informationsskiktet.

Dessutom skall vid registrering av ett televisionsprogram de mycket små informationsdetaljerna, som har en bredd av exempelvis 0,5/um och en genomsnittlig längd av exempelvis 0,5/um, inskrivas på en blank uppteckningsbärarkropp med mycket hög noggrannhet i ett spiralspår med en konstant stigning av exempelvis 1,6 /um. Detta innebär att uppteckningsbäraren måste roteras med en höggradigt kon- stant hastighet och att skrivfläcken skall förflyttas noggrant i spår- riktningen och tvärs spàrriktningen. Detta innebär att inskrivnings- apparaten måste innehålla mycket noggranna driv- och styrmekanismer, vilket leder till att en sådan apparat blir dyrbar.

En noggrann och dyrbar inskrivningsapparat utgör inget hinder då en optisk uppteckningsbärare användes som överföringsmedium för tele- visionsprogram. Med en enda inskrivningsapparat kan ett stort antal olika televisionsprogram inskrivas centralt på s.k. 'master'skivor. från en masterskiva kan ett stort antal avpressningar göras under användning av teknik som påminner om den som användes vid fram- ställning av ljudskivor. I fallet med professionella eller halvpro- fessionella användningar av uppteckningsbäraren, då användaren själv registrerar informationen, innebär en dyrbar inskrivningsapparat ett hinder eftersom varje användare skall förfoga över en sådan apparat.

I patçntansökningen nr 7401575-1 har föreslagits att förse upp- teckningshärarkroppen med ett s.k. följespár. Detta följespâr är ett kontinuerlågt och optiskt detekterbart spår. Då informationen inskri- ves avkännes skrivfläckens radiella läge relativt följespâret och kor- rigeras med hjälp av tvâ hjälpstrálfläckar som är låsta till skriv- fläcken. För alstringen av de två hjälpstrálfläckarna krävs ytterli- gare optiska medel i avläsningsapparaten. 455 350. Ändamålet med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en kombination av ett antal i och för sig kända åtgärder på sådant sätt att en optisk uppteckningsbärare blir lämplig som lagringsmedium och gör det möjligt för användaren att utföra den mycket noggranna regist- reringen_med hjälp av en enkel apparat. Uppfinningen kommer till ut- tryck i den använda uppteckningsbärarkroppen_ Med informationsblock skall förstås ett visst antal informationstecken som tillsammans bildar en enhet, t.ex. ett ord, en rad eller ett antal rader på ett tryckt dokument.

Det framhållas att det är känt från DE patentskriften 1499422 att registrera flera informationsspår samtidigt under användning av flera strålningsfläckar. Emellertid utnyttjas därvid inte någon av strål- ningsfläckarna även för adressavläsning och kontroll av strålnings- fläckens läge relativt spåret.

Vid uppfinningen utnyttjas en särskild uppteckningsbärarkropp som innehåller ett servospår. Ett första utföringsexempel på en uppteck- ningsbärarkropp enligt uppfinningen är kännetecknat av att servospåret har ett flertal successiva sektioner som sträcker sig i spårrikt- ningen, varvid varje sektion har en första del som innhåller ett första flertal förformade, optiskt detekterbara områden anordnade på avstånd från varandra i spårriktningen och en andra optiskt detekter- bar del försedd med ett strålningskänsligt skikt, varvid nämnda om- råden av nämnda första flertal i varje första del av varje sektion innehåller adressområden som anger en adress för nämnda andra del av denna sektion, och varvid nämnda andra del av en given sektion gränsar till den första delen av en intilliggande sektion så att nämnda första och andra delar växlar med varandra i spårriktningen.

Enligt ett särdrag kan uppteckningsbärarkroppen vara kännetecknad av att nämnda områden av nämnda första flertal i nämnda första delar innefattar ett flertal likformigt fördelade, optiskt detekterbara syn- kroniseringsområden för modulering av ett strålknippe med vilket upp- teckningshärarkroppen avsöks i beroende av rörelsehastigheten-hos strålknippet relativt bärarkroppen, varvid nämnda synkroniseringsom- råden är anordnade i början av nämnda första delar.

Servöspåret kan ha en amplitudstruktur, d.v.s. spåret påverkar amplituden av ett infallande strålknippe på annat sätt än informa- tionsskiktet i övrigt. Adressen och synkroniseringsområdena kan då ha annan reflexionseller absorptionskoefficient än servospåret i övrigt. 455 350 Servospåret har företrädesvis en fasstruktur, varigenom en del av strálningsknippet som infaller pä detta spår kommer att ha annat fas- läge än en del av strälknippet som infaller vid sidan av servospåret.

I sistnämnda fall är adresserna och synkroniseringsomrädena belägna pä en högre_eller lägre nivå än servospäret i övrigt. Dessutom kan infor- mationsspäret bestå av ett reflekterande skikt eller ett strälnings- transmitterande skikt.

Enligt ett ytterligare särdrag hos en uppteckningsbärarkropp en- ligt uppfinningen består servospäret av ett periodiskt vågformat spår, varvid fasen för vågformen är relaterad till början av en adress an- given genom nämnda adressomräden, varvid amplituden för vágformen är mindre än bredden hos nämnda servospår, och varvid ett heltalsantal perioder av vågformen är innehällen i adresslängden angiven genom nämnda adressomräden.

Genom användning av ett vågformat servospâr kan såväl storleken som riktningen av en avvikelse mellan strälningsfläckens centrum och medelläget för servospärets centrumlinje fastställas pä enkelt sätt.

Servospärsvägformen kan även utnyttjas under efterföljande avläsning av uppteckningsbäraren.

Ett andra utföringsexempel på en uppteckningsbärarkropp enligt uppfinningen är kännetecknat av att mellan successiva första delar nämnda servospår innefattar optiskt detekterbara spárföljningsomràden anordnade på inbördes konstanta avstånd, varvid nämnda avstånd är väsentligen större än längden för nämnda spärföljningsomräden, och varvid nämnda strålningskänsliga skikt sträcker sig mellan nämnda spårföljningsomräden hos intilliggande servospâr.

Nämnda spårföljningsområden kan utnyttjas för styrning av strål- ningsfläckens läge relativt servospárets mitt.

Enligt ett ytterligare särdrag innehåller spårföljningsomrädena ett flertal optiskt synkroniseringsomräden. Sistnämnda områden har samma funktion som synkroniseringsområdena i början av nämnda första delar. _ Ett ytterligare särdrag hos en uppteckningsbärarkropp enligt upp- finningenšär att nämnda servospär är anordnade på ett avstånd från varandra som är flera gånger bredden för nämnda servospär, varigenom ett flertal informationsspár kan skrivas mellan intilliggande servo- spår. 455 350 Enligt ännu ett särdrag är uppfinningen kännetecknad av att nämnda adressomraden och nämnda andra delar anger en fasstruktur och nämnda strâlningskänsliga skikt innefattar ett material som findergär en ändring vid exponering för strålning vilket alstrar variationer i stälningsamplituden med vilken den upptecknade informationen på nämnda skikt utläses.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till ritningen, där: fig 1 visar en planvy av ett utfö- ringsexempel på en uppteckningsbärarkropp, fig 2 visar en del av upp- teckningsbärarkroppen i fig 1 i radiellt snitt, fig 3 visar en del av servospáret i nämnda uppteckningsbärarkropp i ett tangentiellt snitt, fig 4 visar en del av en uppteckningsbärarkropp med ett vágformat ser- vospär, fig 5 visar en del av det vägformade servospàret, fig 6a och Gb visar en del av ytterligare utföringsexempel pä en upptecknings- bärarkropp enligt uppfinningen, fig 7 visar schematiskt en inskriv- nings avläsningsapparat innefattande en gaslaser som strälningskälla, fig 8 visar det elektroniska systemet för nämnda apparat i block- schemaform, fig 9 visar ett exempel på ett system för detektering av ett fokuseringsfel, fig 10 visar ett första utföringsexempel på en in- skrivningsavläsningsapparat innefattande en diodlaser som strålnings- källa, fig 11 representerar variationen i stràlningsintensiteten som emitteras av diodlasern som funktion av den elektriska strömmen genom diodlasern, fig 12 visar ett andra utföringsexempel på en inskriv- ningsavläsningsapparat innefattande en diodlaser som stralningskälla, fig 13 visar en del av en inskrivningsavläsningsapparat utan separata strálningskänsliga detektorer, fig 14 visar en sammansatt diodlaser för samtidig inskrivning och avläsning av ett flertal spår, fig 15 vi- sar schematiskt en apparat för samtidig inskrivning och avläsning av flera spår, fig 16 visar en uppteckningsbärare på vilken inskrivning skett med hjälp av apparaten enligt fig 15. I samtliga figurer har motsvarande element samma hänvisningsbeteckningar.

Fig 1 visar en planvy av ett utföringsexempel på en upptecknings- bärarkropp 1 som användes i samband med inskrivningsförfarandet. Denna bärarkropé är försedd med ett exempelvis spiralformat servospar 4. En- ligt uppfinningen är servospåret uppdelat i ett antal sektorer 7, t.ex. 128 per varv. Varje sektor innefattar ett kontinuerligt sparav- snitt 9, vilket under inskrivning utnyttjas för registrering av infor- mationen på uppteckningsbärarkroppen enligt en väldefinierad bana, 455 350 samt en sektoradress 8 i vilken bl.a. adressen för det tillhörande spåravsnittet 9 är digitalt kodat i adressområden. Dessa adressområden och spåravsnitten 9 skall vara optiskt detekterbara. Informationen in- skrives mellan sektoradresserna 8 och huvudsakligen i spåravsnitten 9. Uppteckningsbärarkroppen är försedd med ett skikt av ett material som vid exponering för lämplig strålning undergår en optiskt detekter- bar förändring.

Det är möjligt att endast servospåret 4 eller endast spårav- snitten 9 är täcktamed ett högreflekterande material. Servospåret har då en amplitudstruktur. Informationsregistrering åstadkommes genom lo- kal förändring av reflexionskoefficienten med hjälp av strålning som omkopplats till skrivintensitet. företrädesvis består områdena av sek- toradresserna 8 och av gropar i substratet för uppteckningsbärarkrop- pen medan spåravsnitten 9 bildar urtag i substratet. I så fall kan he- la ytan av uppteckningsbärarkroppen vara täckt med ett informations- skikt av ett kraftigt reflekterande material vars reflexion kan påver- kas.

Eig 2 visar en liten del av ett tvärsnitt genom ett föredraget utföringsexempel på en uppteckningsbärarkropp längs linjen 2-2 i fig 1. De radiellt anslutande delarna av servospåret är betecknade 4.

Riktningen av servospåret är följaktligen vinkelrätt mot ritningen: plan. Informationsspåret 6 är anbringat på substratet 5, vilket består av exempelvis plast.

Fig 3 visar ett tvärsnitt av ett föredraget utföringsexempel på en uppteckningsbärarkropp längs linjen 3-3 i fig 1. Varje sektor- adress B kan innefatta en adressdel 8a och en synkroniseringsdel 8b.

Adressdelen 8a innefattar flera gropar 10 av en och samma storlek i substratet. Groparna representerar den kodade och modulerade digitala adressinformationen. Synkroniseringsdelarna 8b innefattar en konstant sekvens av gropar 10, vilka under avläsning med konstant hastighet ger en konstant klocksignal med vilken exempelvis klockfrekvensen i sig- nalkällan&kan korrigeras. Varje sektoradress åtföljes av ett spårav- snitt 9 sön är nedsänkt i substratet och i vilket större delen av in- formationèn inskrives.

I inskrivningsapparaten riktas strålningen från uppteckninga- bärarkroppen mot ett strålningskänsligt detektorsystem. En grop i en sektoradress kan reflekteras genom att detektorsystenet mottager en annan strålningsstyrka om strålknippet infaller på en grop än om 455 350 strálknippet infaller mellan två gropar på uppteckningsbärarkroppen.

Dessutom kommer i fall strålningsfläcken projiceras på ett spåravsnitt 9. detektorsystemet att mottaga en annan strâlningsintensitetšän om strålfläcken projiceras vid sidan av spåravsnittet 9. Under f§ljning av spåravsnitten 9 eller groparna 10 är det sålunda möjligt att detek- tera om strålfläckens centrum sammanfaller med servospårets 4 mitt.

Dessutom kan strålfläckens hastighet relativt servospåret fastställas med hjälp av avläsningshastigheten för ett adressavsnitt 8a. Det inses att områdena 10 alternativt kan innefatta upphöjningar och att spårav- snitten 9 kan vara anordnade att utskjuta från resten av informations- skiktet.

Skiktet 6 kan bestå av ett tunt metallskikt, t.ex. tellur. Med hjälp av laserstrålning av tillräckligt hög intensitet kan metallskik- tet i spåravsnitten 9 smältas lokalt, varigenom skiktet lokalt ges en annan reflexionskoefficient. En uppteckningsbärare erhålles då i vil- ken servo- och adressinformation innehålles i en fasstruktur och där den av användaren registrerade informationen har en amplitudstruktur.

Skiktet 6 kan också ha formen av ett dubbelskikt av material som reagerar kemiskt under inverkan av infallande strålning, exempelvis aluminium på järn. På det ställe där högeffektstrålknippet träffar skiktet bildas FeAl5, som är en dålig reflektor. En liknande effekt erhålles i fallet med ett dubhelskikt av vismut på tellur, varvid Bi2Te3 bildas. Skiktet 6 kan också bestå av ett antireflexions- skikt. Laserstrålningen kan då bilda lokala reflektionsområden.

För enkelhetens skull är endast några varv av servospáret visade i fig 1. I realiteten kommer servospåret att exempelvis täcka 45000 varv inom en yta med en innerradie av 7 cm och en ytterradie av 14 cm. Upprepningsperioden för spårstrukturen i radiell riktning är exempelvis 1,6/um och spårbredden exempelvis 0,5/um. Längden av områdena 10 i sektoradressen 8 är exempelvis 0,5/um, vilket även kan vara genomsnittslängden av informationsområdena som inskrives i spår- avsnittenïâ. Längden av sektoradresserna är exempelvis 1/10 av'längden hos spàravsnitten 9. I ett sådant spåravsnitt är det då möjligt att lagra exempelvis informationen i två rader på ett dokument av A4-for- mat. De 45000 spårvarven kan då lagra ungefär 360000 A4-dokument med vardera 30 rader. strålningsfläckens storlek är av samma storleksordning som servo- spárets bredd. Vid exponering av servospåret erhålles brytningseffek- 455 350 ter och strälknippet uppdelas i ett delstrålknippe av ordningen noll, delstrålknippen av första ordningen och ett antal delstrålknippen av högre ordning. Ett servospår med fasstruktur har ett visst bestämt fasdjup. Därmed skall förstås fasskillnaden mellan delstrålknippena av ordningen_noll och första ordningen.

Läget av målfläcken relativt servospårets mitt kan avkännas med hjälp av två strålningskänsliga detektorer, vilka är anordnade i ett plan där tvärsnitten av delstrålknippet av ordningen noll och del- strålknippena av första ordningen delvis överlappar. Detektorerna är då belägna på båda sidor om en linje som är reellt parallell med spår- riktningen. En sådan spårföljningsmetod för avläsning av en uppteck- ningsbärare på vilken ett televisionsprogram är lagrat, är beskriven i artikeln 'Optical read-out of a video disc', i'IEEE transactions on consumer electronics', nov. 1976, sid. 307. Denna metod kan användas för efter varandra följande fasspår med ett visst fasdjup.

Servospåret kan också bestå av ett periodiskt vågformigt spår.

Fig 4 visar en planvy av en del av en uppteckningsbärarkropp 1 med ett vågformigt spår 4 och fig 5 visar en planvy av ett avsnitt 7 av servospåret 4. Som kommer att framgå av det följande kan avvikelsen i storlek och riktning i strålningsfläckens läge relativt medelläget av servospårets centrumlinje 11 bestämmas med hjälp av endast en strålningskänslig detektor vid användning av ett vågformat servospår, vilken detektor utnyttjas även för avläsning av sektoradresserna eller för avläsning av denav användaren registrerade informationen.

Spatialfrekvensen (1/P) för vågformen är väsentligt lägre än spatialfrekvenserna för områdena i sektoradresserna 8, varigenom modu- lationen i detektorsignalen till följd av servospårets vågform kan diskrimineras frekvensmässigt från modulationen genom områdena i sek- toradresserna. I fig 5 är vågformens period lika med längden av en sektoradress 8. Vågformens period kan också vara kortare än en sektor- adress förutsett att det alltid finns ett helt antal perioder per sek- toradress_och per spåravsnitt 9. I fig 5 innehåller ett spåravsnitt 9 exempe1viÉ 9 vågformsperioder.

Amplåtuden (a) av vägformen i servospåret är så mycket mindre än detta spårs bredd att alltid en tillräcklig del av strålningsfläcken infaller på servospåret. Amplituden är exempelvis 1/10 av spårbred- den. 455 350 Vid användning av ett vågformigt servospår skall vågformens fas vara väl definierad. I uppteckningsbärarkroppen enligt uppfinningen är detta uppnått genom att detta fasläge är låst till början av Éarje sektoradress. Exempelvis är i början av varje sektoradress servospå- rets sidoförskjutning lika med noll, vilket är visat i fig Sf I ett annat utföringsexempel på en uppteckningsbärarkropp enligt uppfinningen består servospåravsnitten mellan sektoradresserna ej av kontinuerliga spåravsnitt utan dessa servospåravsnitt bildas av ett antal spårföljningsområden 12, t.ex. avlånga gropar med samma dimen- sioner och belägna på jämförelsevis långt avstånd från varandra på det sätt som framgår av fig 6a. Denna fig visar ett antal intilliggande servospåravsnitt i planvy. sektoradresserna är även i detta fall betecknade 8 och de till- hörande spåravsnitten 9. Mellan områdena 12 kan en viss informations- mängd, t.ex. ett ord, inskrivas. Under registrering av informationen utnyttjas områdena 12 för korrigering av strålningsfläckens läge rela- tivt servospårets mitt.

Områdena 12 kan också innefatta korta områden med konstant längd, vilka har ett konstant inbördes avstånd. I fig 6b, som visar en del av servospåret enligt fig Ga i förstorad skala, är dessa områden, vilka även benämnes synkroniseringsområden, betecknade 13. Synkroniserings- områdena består exempelvis av gropar. Under avläsning med konstant hastighet alstrar synkroniseringsområdena en konstant klocksignal. Så- lunda kan klockfrekvensen för signalkällan korrigeras under informa- tionsregistrering även under de tidsintervall då strålningsfläcken förflyttar sig från en sektoradress till en efterföljande. Använd- ningen av spårföljningsområden som är uppdelade i synkroniseringsom- råden är särskilt effektiv då avståndet mellan två efter varandra föl- jande sektoradresser är stort. Sålunda innehåller en upptecknings- bärarkropp enligt uppfinningen en mängd servoinformation som utnyttjas vid inskrivning på uppteckningsbärarkroppen. Detta innebär att skriv- utrustningen hos de enskilda användarna ej behöver uppfylla stränga krav i vad avser mekanisk drivning av det optiska skrivhuvudet och av upptecßningsbärarkroppen och i vad gäller vibrationsfri upphängning av de olika optiska elementen i det optiska systemet. Istället skall apparaten med vilken servospåret med sektoradresserna inskrives i upp- teckningsbärarkroppen i detta fall uppfylla dessa stränga krav. 455 350 10 I patentansökningen nr 7311796-2 beskrivs ett förfarande för op- tisk inskrivning av ett televisíonsprogram i en uppteckningsbärarkropp som är försedd med ett fotoresistskikt. Intensiteterna för ett laser- strålknippe omkopplas då mellan en hög nivå och en låg nivå, medan om- kopplingstidpunkterna är bestämda av informationen som skall inskri- vas. Fotoresistskiktet som rör sig relativt laserstrålknippet expone- ras sålunda intermíttent i överensstämmelse med informationen som skall inskrivas. En liknande metod kan användas för inskrivning av ett servospår i en uppteckningsbärarkropp enligt uppfinningen. Endast un- der ínskrivning av sektoradresserna sker då omkoppling av skrivstrål- knippets intensitet mellan en hög nivå och en låg nivå enligt adressen som skall inskrivas. I tidsintervallen mellan inskrivning av två efter varandra följande sektoradresser har skrivstrålknippet alltid den höga intensitetsnivån. Det exponeringsmönster som åstadkommas på detta sätt kan omvandlas till en djupprofil med hjälp av känd framkallnings- och etsningsteknik, vilken profil exempelvis innefattar nedsänkta konti- nuerliga spåravsnitt alternerande med sektoradresser bestående likaså av nedsänkta områden av en och samma storlek. Från en på detta sätt ästadkommen s.k. masterskiva kan ett stort antal av pressningar av exempelvis ett plastmaterial tillverkas under användning av pressför- faranden liknande de som kommer till användning vid tillverkning av ljudskivor. Efter anbringande av ett skikt av ett material som kan på- verkas genom skrivstrålningen på nämnda skivor kan desamma förses med den önskade informationen av användaren. Detta innebär att endast en dyrbar inskrivningsapparat behövs för att förse ett stort antal använ- dare med uppteckningsbärarkroppar, innehållande ett servospår.

Vid tillverkning av en uppteckningsbärarkropp med ett vågformat servospâr förändras strålknippets riktning periodiskt små vinklar un- der inskrivning av servospâret på ett sätt som är beskrivet i patent- ansökningen nr 7412860-4. För detta ändamål införes en riktningsmodu- lator, t.ex. en akusto-optisk modulator, i strålgången för strålknip- pet. En sådan modulator består av en cell med ett visst ämne, t.ex. vatten eller glas, på vilken cell elektromekaniska omvandlare är mon- terade. DE en signal påföres över nämnda omvandlare alstras ljudvågor i cellen. Detta ger upphov till s.k. Bragg-diffraktion i ämnet i cel- len, varigenom strålknippet som passerar genom cellen undergår bryt- ning. Brytningsvinkeln blir bestämd av frekvensen för den elektriska signal som påföres över de elektromekaniska omvandlarna. Genom att 455 350 11 periodiskt och kontinuerligt variera denna frekvens uppnås registre- ring av ett servospår med vågform.

Vid inskrivning av ett servospår med kontinuerliga spårföljnings- områden enligt fig Ga tillföres förhållandevis långa styrpulser till intensitetsmodulatorn för skrivstrålknippet i tidsintervallet'mellan inskrivning av två sektoradresser, vilka pulser har en jämförelsevis låg upprepningsfrekvens och vilka omkopplar strâlknippets intensitet till den höga (skriv-) nivån. Om var och en av dessa styrpulser upp- delas i ett antal korta styrpulser erhålles ett servospár enligt fig Gb.

Pig 7 visar schematiskt ett första utföringsexempel på en in- skrivnings- avläsningsapparat. En rund skivformad uppteckningsbärar- kropp är betecknad 1, vilken kropp är försedd med ett spiralservospår 4 av vilket endast några få varv är visade delvis. Uppteckningsbärar- kroppen roteras med hjälp av en axel 21 som vrides av en rotations- motor 22. Skrivstrålknippet 24, som alstras av en gaslaser 23, t.ex. en helium-neonlaser, reflekteras till uppteckningsbärarkroppen med hjälp av spegeln 28 och fokuseras till en strálningsfläck V på det strålningskänsliga skiktet 6 av uppteckningsbärarkroppen genom ett ob- jektiv 29. Det optiska hjälpsystemet innefattande linserna 26 och 27 tillser att objektivet 29 har rätt fyllnadsgrad, varigenom strålnings- fläcken V får minsta möjliga dimensioner.

Spegeln 28 är vippbar och är styrd på exempelvis en diamantsväng- tapp 27 på sådant sätt att den kan vippas kring en axel vinkelrätt mot ritningens plan och i förekommande fall kring en axel parallellt med uppteckningsbärarkroppen och vinkelrätt mot den första axeln. Vipp- rörelsen omkring den förstnämnda axeln, som erhålles med hjälp av den elektromagnetiska spolen 38, gör det möjligt att korrigera läget av strålningsfläcken V i radiell riktning, medan vipprörelsen omkring den andra axeln, som åstadkommas med hjälp av den elektromagnetiska spolen 38, möjliggör korrigering av tangentialhastigheten (hastigheten i spå- rets längdriktning). För korrektion av objektivets fokusering-med av- seende på_det strålningskänsliga skiktet 6 kan objektivet 29 exempel- vis vara npphängt i en rörlig spole 44, varigenom objektivet kan för- flyttas i pilens 45 riktning, d.v.s. längs sin optiska axel.

Objektivet 29 och den vippbara spegeln 28 är anordnade på en vagn 46. Denna vagn kan förflyttas i pilens 49 riktning genom en ledarskruv 49, som drives genom vagnmotorn 48. Förutom finreglering med hjälp av 455 350 12 den vippbara spegeln 28 är sålunda även grovreglering av stràlnings- fläckens V radiella läge möjlig.

Styrsignalerna för korrigering av radíalläget och i förekommande fall tangentialhastigheten för strâlningsfläcken och fokuseringen av strâlknippet tillföres från en elektronisk kopplingsanordning (ut- gàngarna e,g och f), vilken är schematiskt representerad genom blocket 55 i fig 7. Denna anordning, vars komponenter kan ha formen av en in- tegrerad krets (IC), kommer att beskrivas närmare under hänvisning till fig 8. strålningen som reflekteras av skiktet 6 pâ uppteckningsbärar- kroppen reflekteras genom en strälknippesuppdelare, t.ex. en halvge- nomskinlig spegel 30, och i förekommande fall genom en andra spegel 57 till en strâlningskänslig detektor 32. Linsen 31 tillser att strål- ningen koncentreras pä detektorn i största möjliga mån. Utsignalen från detektorn 32 tillföres ingången hos anordningen 55. Som kommer att beskrivas nedan utnyttjas denna utsignal för härledning av en radial och i förekommande fall en tangentialstyrsignal under såväl in- skrivning som avläsning. Under inskrivning utnyttjas signalen från de- tektorn 32 dessutom för läsning av adresserna och i förekommande fall synkroniseringsomràdena samt för att kontrollera om den tillförda in- formationen verkligen inskrives. Under avläsning av en upptecknings- bärare, som försetts med information av användaren, avger detektorn 32 adressinformationen och den nyttiga informationen.

Strálgângen för strålknippet 24 innefattar en intensitetsmodula- tor, med vilken stràlknippets intensitet kan omkopplas mellan en första (hög eller skriv-) nivå och en andra (låg eller läs-) nivå.

Denna modulator är styrd genom kopplingen 55 (utgången h). Modulatorn 25 kan vara en elektro-optisk modulator och innefatta en anordning av en elektro-optisk kristall, vilken i beroende av tillförd spänning åstadkommer vridning av strálknippets polarisationsplan, samt en ana- lysator, som omvandlar polarisationsvariationerna till en intensitets- variationfiav strälknippet. företrädesvis innefattar emellertid modulatorn 25 en akusto-op- tisk moduëator med en akusto-optisk cell och en bländare som exempel- vis släpper igenom endast strälknippet av ordningen noll. Om ingen akustisk vag passerar genom cellen sker ingen stràlningsbrytning, var- igenom all stràlning transmitteras till uppteckningsbärarkroppen genom bländaren. Intensiteten pà skiktet 6 av uppteckningsbärarkroppen blir 455 550 13 då tillräckligt hög för att lokalt smälta skiktet. Om en akustisk våg fortplantar sig genom cellen kommer en stor del av strålningen att un- dergà brytning och exempelvis endast 20% av den från källan ešitterade strålningen att inga i det transmitterade stràlknippet av ordningen noll. Intensiteten hos strålknippet som infaller på skiktet 6'är då alltför låg för att åstadkomma en förändring i skiktet, men tillräck- ligt hög för att avläsa redan registrerad information.

Informationen som skall registreras är lagrad i ett minne 56, t.ex. ett direktaccessminne (RAM) som är anslutet till kopplingens S5 ingång d._Denna koppling är visad närmare i fig 8 men även i denna fi- gur i blockschemaform.

I nämnda figur anger 60 ett informationsregister i vilket ett visst informationsblock som skall registreras blir lagrat temporärt.

Adressen, pá vilken detta informationsblock skall inskrivas, lagras då i ett adressregister 61. Informationsregistret 60 är anslutet till en styrkrets 62. Nämnda krets innefattar ett antal elektroniska komponen- ter med vars hjälp den tillförda informationen moduleras och kodas.

Kodningsförfarandet och modulationen ligger utanför uppfinningens ram. För att apparaten skall förstås bättre kommer en tänkbar metod att behandladen tillförda informationen: att beskrivas generellt i exemplifierande syfte.

Flödet av digitala nollor och ettor (bitar) uppdelas varje gäng i ett fast antal av exempelvis 13 bitar, varigenom ett antal bitrader erhålles. Till varje rad adderas exempelvis 3 bitar, de s.k. paritets- bitarna, så att en rad alltid innehåller ett bestämt antal nollor och ettor. På detta sätt införes en viss felkorrigering.

Först läses alla de första bitarna på samtliga bitrader åstadkom- na pâ detta sätt och överföres, därefter de andra bitarna på samtliga rader, o.s.v. upp till och med de sista bitarna för samtliga rader.

Denna process kallas interfoliering. Härigenom säkerställas att före- kommande fel under inskrivning, vilka fel normalt är av längden nâgra bitar, endast en felbit per rad erhålles vid antagande av att felen ej är alltför långa. Pa detta sätt distribuerade fel kan korrigeras med hjälp av den inbyggda paritetskontrollen under avläsning av uppteck- ningsbäraren.

Slutligen sker kodningen på sådant sätt att antalet nollor och ettor utjämnas. Exempelvis omvandlas varje par av konsekutiva bitar till fyra bitar, varvid kombinationerna 00, 11, 01 och 10 omvandlas 455 550 14 till 0011, 1100, 0110 respektive 1001 pá det sätt som är beskrivet i 'Nachrichtentechnische Zeitschríft' 1970, nr 1, sidorna 11-16, fig 7 under 2.

Den sålunda kodade informationen tillföres modulatorn 25.

De redan på uppteckningsbärarkroppen befintliga adressbitarna kan ha modulerats och kodats på samma sätt som beskrivits ovan för infor- mationsbitarna som skall inskrivas.

Innan ett informationsblock kan registreras skall den rätta ad- ressen lokaliseras. För detta ändamål omkopplas strålknippet 24 till läsnivån. Så snart son en viss bestämd sektoradress passerar under strålningsfläcken V blir strålningen som reflekteras av upptecknings- bärarkroppen och sålunda utsignalen från detektorn 32 modulerad med hög frekvens enligt följden av bitar i den just avlästa adressen. Sig- nalen från detektorn 32 tillföres en krets 63. I denna krets avkodas och demoduleras signalen, varvid signalen omvandlas till adressinfor- mation under avläsning av en adress. Kretsen 63 kan sålunda ses som omvändningen till kretsen 62. Bitarna i den momentant avlästa adressen lagras i ett adressregister 64. I en jämförelsekrets 65 jämföras ad-, resserna i registren 61 och 64. Då dessa adresser överensstämmer avger jämförelsekretsen en signal till informationsregistret 60, varigenom detta register överför den lagrade informationen till kretsen 62.

Modulatorn 25 omkopplas då i överensstämmelse med följden av bi- tar i informationsblocket som skall inskrivas, varigenom den av lasern 23 alstrade strålningen uppdelas i strålningspulser med hög (skriv-) intensitet och strålningspulser med låg (läs-) intensitet.

Vid lokalisering av den rätta adressen kan jämförelsekretsen 65 också fast-ställa huruvida fläcken V redan befinner sig i närheten av den önskade adressen eller fortfarande befinner sig långt ifrån nämnda adress. I sistnämnda fall kan jämförelsekretsen avge en extra styrsig- nal till styrorganet 68 för vagnmotorn 48, varigenom strålningsfläcken V förflyttas i radiell riktning med väsentligt högre hastighet än den hastighet_med vilken strålningsfläcken förflyttas i radiell riktning då samtliga intilliggande spåravsnitt avsökes i tur och ordning. Så snart solšstrålningsfläcken i tillräcklig mån närmar sig den önskade adressen upphör nämnda extra styrsignal.

Under avläsning av adresserna och inskrivníng av informations- blocken skall strålningsfläckens centrum vara beläget på servospårets centrumlinje. En avvikelse i strålningsfläckens radiella läge kan, som 455 350 15 nämnts ovan, avkännas om man istället för en detektor 32 utnyttjar två subdetektorer. Dessa detektorer är då belägna i ett plan där strål- knippena av första ordningen, vilka undergått brytning i radiëll rikt- ning genom servospåret, delvis överlappar strålknippet av ordningen noll. Subdetektorerna är då belägna på båda sidor om en linje som är noggrant parallell med spårriktningen på sådant sätt att den första subdetektorn är belägen i överlappningsområdet mellan strålknippet av ordningen +1 och strålknippet av ordningen 0 och den andra subdetek~ torn i överlappningsomrádet mellan strålknippet av ordningen -1 och strålknippet av ordningen 0. Skillnaden mellan signalerna från subde- tektorerna beror av storleken och riktningen för en avvikelse från strålfläckens radiella läge. Signalen som åstadkommes genom addering av signalerna från subdetektorerna är densamma som signalen som avges av den enda detektorn 32 i fig 7 och under avläsning av adresserna kan adressinformationen även i detta fall härledas därur.

Det radiella läget av strålningsfläcken relativt servospårets centrumlinje kan också fastställas med en enda detektor 32 om servo- spåret är vågformat enligt fig 7. För beskrivningen av servostyr- ningen av strälningsfläckens radiella läge antages att servospåret är vågfornat.

Då strålningsfläcken V förflyttar sig längs ett sådant spår un- dergår strålningen som reflekteras av uppteckningsbärarkroppen och så- lunda även utsignalen från detektorn 32 en ytterligare modulation.

Om strälningsfläcken exakt följer centrumlinjen av servospåret blir den ytterligare modulationens frekvens två gånger så hög som fre- kvensen motsvarande upprepningsfrekvensen för servospårets vågform. Om strålningsfläckens centrum avviker från servospårets centrumlinje blir tidsfrekvensen för den ytterligare modulationen lika med den tids- frekvens som motsvaras av vägformens spatialfrekvens. Genom att av- känna om signalen från detektorn 32 innehåller en periodisk komponent av en viss bestämd frekvens är det sålunda möjligt att fastställa om en avvikelse föreligger mellan strålningsfläckens V centrum och servo- spårets 4ïcentrumlinje.

Som framgår av fig 8 tillföres för den skull signalen från detek- torn 32 ettlågpassfilter 66, vilket filter exempelvis släpper igenom endast frekvenser lägre än 60 kHz, varvid antages att tidsfrekvensen för servospårets vågform är lika med 30 kHz. För att fastställa rikt- ningen för strålningsfläckens radialavvikelse relativt servospåret 455 350 16 skall fasläget för utsignalen från filtret 66 jämföras med ett refe- rensfasläge. För detta ändamål är fasläget.för servospårets vågform relaterat till början av en sektoradress, t.ex. på det sätt som är vi- sat i fig S där servospårets sidoutböjníng i början av en sektoradress är lika med noll. Utsignalen från filtret 66 tillföres en fasjämför- elsekrets 67, i vilken dess fasläge jämföras med referensfasen från kretsen 63. Vid överensstämmande faslägen kan centrum för strålnings- fläcken exempelvis vara något förskjutet relativt servospårets cen- trumlinje, nämligen i riktning mot uppteckningsbärarkroppens mitt, medan i händelse av en mindre förskjutning av strålningsfläckens cen- trum relativt servospårets centrumlinje i riktning mot upptecknings- bärarkroppens kant, man kommer att erhålla en fasskillnad av 180° mellan utsignalen från filtret 66 och referenssignalen från kretsen 63.

Radialfelsignalen SI, som erhålles på dett sätt, tillföres ett styrorgan 68. Styrsignalen som avges av styrorganet tillföres spolen 38 för den vippbara spegeln 28 (jämför fig 7), varigenom spegeln sned- ställes på sådant sätt att anplituden av komponenter med vågformens frekvens i signalen från detektorn 32 blir lika med noll. När detta uppnås är strålningsfläckens centrum beläget exakt på servospårets centrumlinje.

Styrorganet 68 är dessutom anslutet till motorstyrningen 50 för vagnmotorn 48. Denna motor kan driva vagnen 46 med jämn hastighet på sådant sätt att samtliga varv av spåret avsökes fullständigt då upp- teckningsbärarkroppen roterar. Den vippbara spegeln utnyttjas då för att korrigera mindre avvikelser i strålningsfläckens radiella läge.

Den vippbara spegeln kan även utnyttjas till att förflytta strålnings- fläcken från ett varv till ett annat i spåret. Området av uppteck- ningsbärarkroppen som kan avsökes med hjälp av enbart den vippbara spegeln är begränsat. Alternativt är det möjligt att styra vagnmotorn 48 i beroende av avvikelsen hos den vippbara spegeln 28 med avseende på dess mittläge så att man därigenom håller sig inom objektivets 29 synfält. _ Servöspårsvågformen kan även användas för avläsning av en upp- teckningsbärare på vilken användaren har gjort registreringar i syfte att hålla strålningsfläcken rätt positionerad relativt informations- spåret. 455 350 17 Strálningsfläckens tangentialhastighet relativt spåret, d.v.s. hastigheten i spârriktningen, skall hållas konstant då informations- bitarna tillföres med konstant hastighet. För detta ändamål kan mo- torns 22 hastighet eller uppteckningsbärarkroppens rotationshastighet jämföras med en fast referenssignal och sålunda korrigeras på förut känt sätt.

Under vissa omständigheter är denna styrning ej tillräckligt nog- grann. Detta kan bero på förekommande excentriciteter så att även vid en konstant rotationshastighet de olika spàravsnitten på upptecknings- bärarkroppen ej avsökes med samma hastighet. För att uppnå en mera noggrann styrning av inskrivningsfläckens tangentialhastighet kan man utnyttja adressomrádena eller synkroniseringsomradena i sektoradres- serna.

Stralningsfläckens tangentialhastighet ges av avläsningshastig- heten för nämnda bitar. Denna avläsningshastighet kan härledas från kretsen 63. Informationsregistret 60 är anslutet till en elektronisk klocka 70, vilken klocka bestämmer överföringshastigheten till kretsen 62 för bitarna som innehálles i informationsregistret. I frekvenseller fasjämförelsekretsen 69 jämföres frekvensen eller fasläget för signa- len från kretsen 63 med frekvensen eller fasläget för signalen från kockan 70. Den resulterande signalen St utnyttjas till inbördes an- passning av klocksignalen och strâlningsfläckens tangentialhastighet.

Klockfrekvensen kan korrigeras genom signalen St, vilket är an- tytt genom linjen 76 i fig 8.

Emellertid kan signalen St även utnyttjas för korrigering av strâlningsfläckens hastighet i spárriktningen, vilket är antytt genom de streckade linjerna i fig 8. För detta ändamål tillföres signalen St till ett tangentialstyrorgan 71, vars utgång är ansluten till spolen 39 för den vippbara spegeln 28, varigenom stràlningsfläckens hastighet i spârets längdriktning korrigeras på sådant sätt att signa- len St blir lika med noll.

Vid inskrivning i en uppteckningsbärarkropp enligt fig 65 är det även möjligt att härleda en signal St för korrigering av tangential- hastigheten ur synkroniseringsomràdena i spârföljningsomradena 12.

För alstring av en fokuseringsfelsignal, som indikerar en avvik- else mellan objektivets fokuseringsplan och servospárets plan respek- tive informationsspárets plan, under både registrering på en uppteck- ningsbärarkropp och under avläsning av en sådan, kan apparaten inne- 455 550 18 fatta en andra strálningskänslig detektor 34, som är belägen bakom en halvgenomskinlig spegel 57. Detektorn 34 innefattar fyra subdetektorer vars utsignaler tillföres den elektroniska kopplingsanordningen 55.

För enkelhetens skull visar fig 7 endast en signalledning från detek- torn 34 till en multipelingäng C (C1, C2, C3, C4 i fig 8 och 9). Mellan den halvgenomskinliga spegeln 57 och detektorn 34 finns en optisk kilanordning 33. Som framgår av fig 9 åstadkommer denna kil uppdelning av strâlknippet 24 i tvâ delstrâlknippen 24a och 24b, vilka samverkar med de respektive subdetektorerna 34a, 34b respektive 34c, 34d.

Figurerna 7 och 9 representerar tillståndet då strálknippet 24 är exakt fokuserat på servospärets plan eller informationsspârets plan.

Brännpunkten F för det reflekterade strälknippet är då belägen exakt på kilens 33 topp, medan delstrálknippena 24a och 24b infaller sym- metriskt pá detektorerna 34a, 34b respektive 34:, 34d.

Om strálknippets 24 brännpunkt skulle vara belägen ovanför spârets plan i fig 7, så skulle brännpunkten F i fig 9 uppträda till vänster på kilens 33 topp. I så fall skulle delstrálknippena 24a och 24b ha förflyttats inåt, d.v.s. detektorn 34b respektive 34: skulle mottaga större mängd strålning än detektorn 34a respektive 34h. Om i fig 7 strâlknippets 24 brännpunkt skulle vara belägen under spárets plan, så skulle brännpunkten F i fig 9 vara belägen till höger om kilens topp och detektorn 34a eller 34b skulle mottaga större mängd strålning än de respektive detektorn 34b respektive 34c.

Detektorernas 34a, 34h, 34 c och 34d utgångar är anslutna till ingängarna C1, C2, C3 och C4 hos kopplingsanordningen 55.

Denna anordning innefattar en summator 80, i vilken signalerna från detektorerna 34a och 34d adderas, samt en summator 81, i vilken signa- lerna från detektorerna 34b och 34c adderas. Summatorernas 80 och 81 utgångar är anslutna till en differentialförstärkare 82, på vars ut- gång fokuseringsfelsignalen Sy; uppträder. Denna signal tillföres ett fokuseringsstyrorgan 83, vilket reglerar strömmen genom spolen 44 för objektivet 29 (se fig 7) och sålunda ohjektivets läge relativt spàrets pšan.

En fördel med fokuseringsfeldetektorsystemet enligt fig 9 är att inverkan på fokuseringsfelsignalen SF; av en förskjutning tvärs strâlknippets 24 riktning av den sammansatta detektorn 34 relativt kilanordningen 33 eller andra element i den optiska banan kan elimine- 455 350 19 ras. Om kilanordningen förskjutes relativt den sammansatta detektorn 34, så blir delstrålknippena 24a och 24b förskjutna i samma riktning över de tillhörande detektorerna 34a och 34b och detektorernaÉ34c och 34d. Om kilanordningen förskjutes uppåt så skulle delstrålknippena 24a och 24b båda förflyttas uppåt relativt den sammansatta detektorn 34, varigenom detektorerna 34a och 34c skulle mottaga större mängd strålning än detektorerna 34b och 34d. Om kilanordningen skulle för- skjutas nedåt relativt den sammansatta detektorn 34, så skulle även delstrålknippena förflyttas nedåt och detektorerna 34a och 34c skulle mottaga mindre strålning än detektorerna 34b och 34d. Som framgår av fig 8 adderas signalerna från detektorerna 34a och 34c i summatorn 84 och signalerna från detektorerna 34b och 34d adderas i summatorn 85.

Dessa summatorers utgångar är anslutna till en differentialförstärkare 85 på vars utgång (K) uppträder en lägesfelsignal SPF. Denna signal möjliggör exempelvis korrigering av kilanordningens 33 läge tvärs strålningsriktningen relativt detektorn 34.

Istället för en kilanordning och en sammansatt detektor 34 med fyra subdetektorer, kan en fokuseringsfelsignal även härledas med hjälp av två detektorer belägna på samma ställen som detektorerna 34b och 34c samt en kniveggsformad strålningsabsorbator, vars knivegg har samma läge som toppen av kilanordningen i fig 9. Kniveggsabsorbatorn blockerar halva strålknippet 24 och tillser att den ena detektorn mottager större mängd strålning än den andra vid fokuseringsfel i strålknippet 24. Skillnads-signalen från de två detektorerna är då an- givande för storleken och riktningen av avvikelsen mellan strålknip- pets 24 brännpunkt och spårets plan.

Apparaten enligt fig 7 och 8 uppvisar den väsentliga egenskapen med kontroll under inskrivning av att önskad information verkligen in- skrives och detta utan användning av någon ytterligare strålnings- fläck. Som en följd av exempelvis materialfel i skiktet 6 kan inträffa att ingen optiskt detekterbar förändring erhålles på ett ställe i skiktet Sïdär avläsningsfläcken har inskrivningsintensitet, dIv.s. inget informationsområde inskrives. För kontroll av inskrivningsför- loppet utnyttjas strålningen som reflekteras av skiktet 6, vilken strålning uppfångas av detektorn 32. Intensiteten i denna strålning bestämmes då direkt efter omkoppling från skrivintensitet till läsin- tensitet. vid denna tidpunkt är strålningsfläcken V fortfarande delvis belägen ovanför området där en informationsbit skall ha registretats. 455 350 20 Ett informationsområde bildas under exempelvis 50 ns, medan strål- ningsfläcken täcker sträckan mellan centrum av ett informationsområde och centrum av det nästföljande informationsområdet under en genom- snittlig tid av 1/us. Om informationsbiten verkligen registretats så kommer strålningen vid detektorn 32 att ha annan intensitet än i fal- let då någon bit ej registrerats eftersom skiktets 6 reflexionskoeffi- cient förändras lokalt till följd av inskrivningen.

I kretsen 63 moduleras och avkodas signalen från detektorn 32.

Utgången hos denna krets är ansluten till ett informationsregister 74. Innan signalen från detektorn 32 tillföres kretsen 63 får den pas- sera genom en krets 73, som innefattar en s.k. normaliseringskrets.

En signal som är angivande för intensiteten hos laserstrålknippet som lämnar modulatorn 25 tillföres ingången b hos nämnda krets. Sistnämnda signal kan erhållas med hjälp av en hjälpdetektor 36, vilken mottager strålningen som reflekterats av den halvgenomskinliga spegeln 30, i förekommande fall via en hjälplins 35 (jämför fig 7).

I kretsen 73, exempelvis, bestämmes nivån för utsignalen på in- gången b och på grundval därav sker överföring av signalen från detek- torn 32 till kretsen 63 endast då laserstrålknippet från modulatorn 25 har läsintensitet.

I kretsen 73 kan kretsen från detektorn 32 normaliseras med sig- nalen på ingången b även på annat sätt. Den förstnämnda signalen kan exempelvis divideras med den sistnämnda signalen.

Efter tillföring av den sista biten av informationsblocket som är lagrat i informationsregistret 60 till modulatorn 25, så jämföres in- nehållet i registren 60 och 74 med varandra i jämförelsekretsen 75. Då innehållen överensstämmer kan jämförelsekretsen 75 avge en ordersignal till registret 60. så att därigenom ett efterföljande informations- block inläses i nämnda register. Om innehållen i registren 60 och 74 ej överensstämmer, d.v.s. om ett fel uppstått under inskrivning som ej korrigerats genom den använda kodningen och moduleringen, så mottager registret 60 instruktionen, attdet ifrågavarande blocket skall återin- skrivas. šia utgången l hos kopplingsanordningen 55 informeras dess- utom minnt S6 om att det ifrågavarande informationsblocket har in- skrivits på en annan sektoradress än den ursprungliga.

Det framhålles att det med hjälp av den beskrivna metoden även är möjligt att kontrollera att till följd av materialfel inga områden 455 350 21 bildas som ej är informationsområden men kan tolkas som sådana under avläsning. _ Under avläsning av en uppteckningsbärare på vilken anväddaren ut- fört inskrivning alstras en avkodad och modulerad informationssignal på utgången m hos kopplingsanordningen 55. Denna signal lämpar sig för återgivning med hjälp av exempelvis en monitor 58 (jämför fig 7).

Pig 10 visar ett andra utföringsexempel på en apparat i vilken apparat en halvledarlaser (eller diodlaser) 90 utnyttjas som strål- ningskälla. Användningen av en diodlaser för avläsning av en informa- tionsstruktur har tidigare beskrivits i US patentskriften 3941945.

Sökanden har lyckats åstadkomma en AlGaAs-diodlaser som ger tillräck- lig energi för inskrivning av information i ett skikt av lämpligt material, t.ex. tellur eller vismut.

Diodlasern 90 är försedd med två elektroder 91 genom vilka en elektrisk ström från strömkällan 101 inmatas i diodlasern. Styrkan av den av diodlasern emitterade strålningen är en funktion av den i la- sern inmatade strömmen. Pig 11 visar variationen av strålningsinten- siteten I som funktion av den elektriska strömmen C. Upp till en viss bestämd strömstyrka C1 uppträder diodlasern som en strålningsemit- terande diod och ingen laserverkan erhålles. Laserverkan börjar vid en strömstyrka ovanför nivån C1. Styrkretsen 62 i fig 10 inställer strömmen till de respektive nivåerna C2 eller C3, varigenom laser- strålningens intensitet inställes på läsnivån I2 respektive skriv- nivån I3. strålningen från diodlasern mottages av objektivet 93.

Alltefter den använda typen av laser kan en cylinderformad teleskop- lins förekomma, vilken då innefattar linserna 94 och 95. Laserstrål- knippet 24 överföres även i detta fall till uppteckningsbärarkroppen 1 via samma optiska element som de i fig 7 visade. Den av upptecknings- bärarkroppen reflekterade strålningen överföres även i detta fall till detektorn 32.

För att under inskrivning kontrollera om bitarna verkligen in- skrivits ingår även i detta fall en hjälpdetektor 36. Emellertid kan härvid denna detektor vara belägen bakom diodlasern 90. Därvid utnytt- jas det fâktum att en diodlaser från baksidan emitterar en strålnings- intensitet som är proportionell mot den från framsidan emitterade strålningsintensiteten.

Förutom på det sätt som beskrivits som hänvisning till fig 7 och 8 kan en fokuseringsfelsignal även härledas genom förflyttning av 455 350 22 diodlasern fram och tillbaka längs avläsningssystemets optiska axel, d.v.s. i pilens 97 riktning, med konstant frekvens. Denna periodiska förflyttning av diodlasern kan åstadkommas med hjälp av en magnetspole som tillföres en periodiskt varierande ström. Emeller- tid utnyttjas företrädesvis piezoelektriska drivorgan för denna rör- else. Som framgår av fig 10 är diodlasern monterad på en stav 92.

Denna stav är fastsatt på en piezoelektrisk platta 96, som är fast förbunden med en monteringsplatta 103, vilken ingar i en ram på vilken övriga element i apparaten med undantag för spegeln 28 och objektivet 29 är monterade. Styrkretsen 98 avger en periodiskt varierande spän- ning av fast frekvens till de piezoelektriska plattorna 96, varigenom diodlasern tilldelas en periodisk rörelse.

Som en följd av nämnda rörelse blir strålknippet periodiskt foku- serat och defokuserat med avseende på skiktet 6 hos uppteckningsbärar- kroppen, varigenom en periodisk komponent införes i signalen från de- tektorn 32. Om genomsnittligt, d.v.s. bortsett från den periodiska rörelsen, strålknippet är rätt fokuserat på planet 6, så blir fre- kvensen för den periodiska komponenten i signalen från detektorn 32 lika med tvâ gånger frekvensen med vilken diodlasern förflyttas. Om emellertid stràlknippet ej är genomsnittligt rätt fokuserat så blir den periodiska komponentens frekvens lika med frekvensen med vilken diodlasern förflyttas. Fasläget för den periodiska komponenten blir exempelvis lika med fasläget för styrsignalen från kretsen 98 om strålknippet genomsnittligt sett är fokuserat för högt. Om strålknip- pet genomsnittligt sett är fokuserat för lågt så uppvisar den perio- diska komponenten en fasförskjutning av 180° relativt signalen från styrkretsen 98. Storleken och riktningen av ett genomsnittligt foku- seringsfel kan härledas ur frekvensen och fasläget för den periodiska komponenten i signalen från detektorn 32.

För den skull tillföres, i enlighet med fig 10, signalen från de- tektorn 32 till ett lågpassfilter 100, vilket släpper igenom enbart frekvenser lägre än två gånger frekvensen för styrsignalen från styr- kretsen 93. I fasjämförelsekretsen 99 jämföres fasläget för signalen från filtret 100 med fasläget för signalen från styrkretsen 98. Ut- signalen från fasjämförelsekretsen tillföres exempelvis styrorganet 83 för korrigering av objektivet 29.

Frekvensen med vilken diodlasern förflyttas är av storleksord- ningen 100 gånger mindre än den frekvens med vilken områdena i sektor- 455 350 23 adresserna och informationsområdena avläses och inskrives. Amplituden för diodlaserns rörelse har valts på sådant sätt att skiktet 6 alltid befinner sig inom objektivets skärpedjup. Denna amplitud är ekempelvis av storleksordningen några tiondels /um. L I apparaten i fig 10 kan en signal för korrigering av stiålnings- fläckens tangentialläge härledas på samma sätt som beskrivits för apparaten enligt fig 7 och 8.

En signal för korrigering av strålningsfläckens centrum relativt spårets centrumlinje kan även denna åstadkommas på samma sätt som be- skrivits för apparaten enligt fig 7 och 8. sålunda kan detta ske med hjälp av två detektorer som är belägna i överlappningsområdena mellan strålknippena av första ordningen och strålknippet av ordningen noll, eller också med hjälp av ett vågformat servospår.

Från bl.a. US patentskriften 3941945 är det känt att en återkopp- lingseffekt kan uppträda vid användning av en diodlaser i en avläs- ningsapparat, d.v.s. strålningen som reflekteras av informationsbära- ren till diodlasern kan ge upphov till ytterligare strålningsemission om vissa villkor är uppfyllda. Intensitets-strömkarakteristiken kommer då att variera i överensstämmelse med den streckade linjen 105 istäl- let för enligt den heldragna linjen 104 såsom är visat i fig 11. I fallet med återkoppling blir strålningsintensiteten (I4) som emit- teras av diodlasern vid en viss bestämd ström C2 större än strål- ningsintensiteten (I2) som emitteras av diodlasern vid samma ström om ingen återkoppling förekommer.

Aterkopplingseffekten kan utnyttjas till att låta själva diodla- sern fungera som en strålningskänslig detektor. Intensiteten i strål- ningen som reflekteras till diodlasern beror av tillståndet i skiktet 6 på det ställe där strålningsfläcken V är belägen. Det inses att strålningsintensiteten som mottages av diodlasern då strålknippet in- faller på en adressbit eller en informationsbit kommer att skilja sig från intensiteten som mottages då strålningsfläcken infaller på ett mellanområde mellan två informationsbitar eller mellan två adressbi- tar. Skillnaden i strålningsintensitet beror uppenbarligen på om ser- vospåret och informationsområdena är av fasstruktur eller amplitud- struktur, varvid fasdjupet är av betydelse i fallet med en fasstruk- tur. 455 350 24 Ett utföringscxempel på en apparat som utnyttjar denna återkopp- lingseffekt är visat i fig 12.

Laserstrålknippet 24, som alstras av diodlasern 91, reflekteras till objektivet 29 genom spegeln 105 och fokuseras till en strålnings- fläck V~på uppteckningsbärarkroppens informationsskikt genom objek- tivet. Laserstrålknippets 24 astigmatism korrigeras med hjälp av en cylinderlins 104. Det av uppteckningsbärarkroppen reflekterade strål- knippet reflekteras till diodlasern genom spegeln 105. Intensiteten av strålningen som emitteras av diodlasern 90 och sålunda strålningen som mottages av detektorn blir då bestämd av tillståndet i informations- skiktet vid strålningsfläckens V läge.

Servosignalerna för korrigering av radialläge och tangentialhas- tighet för strålningsfläcken V relativt spåret kan även i detta fall härledas på det sätt som beskrivits under hänvisning till fig 7 och B.

För bestämning av en fokuseringsfelsignal finns även i detta fall fyra detektorer 34a, 34b, 34c och 34d samt en optisk kilanordning 33 anordnade på det sätt som framgår av fig 7. Spegeln 105 är då ej full- ständigt reflekterande utan transmitterar en del av strålningen som kommer från uppteckningsbärarkroppen. Det transmitterade strålknippet uppdelas i två delstrålknippen 24a och 24b genom kilanordningen 33.

Dessa strålknippen reflekteras av spegeln 106 och fokuseras till strålningsfläckar på detektorerna 34a, 34b respektive detektorerna 34c, 34d genom linsen 107. Utsignalerna från de fyra detektorerna behandlas på samma sätt som beskrivits under hänvisning till fig 8.

För att erhålla information ol nivån, d.v.s. skriveller läsnivå, till vilken diodlasern inställts vid kontroll av de registrerade informa- tionsområdena kan den av strömkällan 101 tillförda strömmen uppmätas, exempelvis genom uppmätning av spänningen över ett motstånd R som passeras av diodströmmen.

Det framhålles att apparaten enligt fig 10 ej utnyttjar nämnda áterkopplingseffekt.

Till_följd av återkopplingseffekten kommer diodlaserns elektriska motstånd šckså att variera i beroende av tillståndet i skiktet 6 på det ställš där strälningsfläcken V är belägen. Denna egenskap kan ut- nyttjas för inskrivning i en uppteckningsbärarkropp och för avläsning av en uppteckningsbärare med en apparat som förutom diodlasern ej in- nehåller någon strålningskänslig detektor. Principen för en sådan 455 350 25 apparat är visad i fig 13. Spänningen över diodlasern, som uttages via en kopplingskondensator och normaliserad med avseende på strömmen ge- nom diodlasern, är angivande för tillståndet i informationssfiiktet på det ställe där strâlningsfläcken är belägen. Strömmen genom_diod- lasern representeras exempelvis av spänningen över motståndet R. Spo- len i serie med strömkällan bildar en hög impedans för signalen över diodlasern.

Ett föredraget utföringsexempel på en uppteckningsbärare som in- skrivits enligt den beskrivna metoden och den beskrivna apparaten in- nefattar ett spiralformat servospâr eller ett servospâr med ett stort antal koncentriska delspàr anordnade i det reflekterande informations- skiktet, varvid servospåret har fasstruktur. För varje varv finns ett stort antal sektoradresser, vilka likaså har fasstruktur. Mellan sek- toradresserna är informationen registrerad i form av en amplitudstruk- tur. Vid avläsning av uppteckningsbäraren kan servostrukturen utnytt- jas för följning av informationsspáret.

Under inskrivning av information tillser den radiella servostyr- ningen att strâlningsfläcken följer ett ej vágformat spår, vilket in- nebär att informationsomrâdena generellt kommer att anordnas som ett rakt spàr. Vid inskrivning på en uppteckningsbärarkropp med ett väg- format servospär kan inträffa att större delen av inskrivningssträl- ningsenergín infaller på det vâgformade servospàret, varigenom infor- mationsomràdena anordnas enligt ett spar som väsentligen sammanfaller med det vägformade servospâret.

I den apparat som hittills beskrivits ovan utnyttjas en strål- ningsfläck. Den uppnàeliga informationsöverföringshastigheten T, är begränsad genom omkopplingsfrekvensen för lasern, som i fallet med en diodlaser är bestämd av omkopplingsfrekvensen för strömmen genom diod- lasern. Den maximala informationsöverföringshastigheten är dessutom begränsad genom rotationshastigheten för uppteckningsbärarkroppen och den maximala spatialfrekvensen för områdena i spåret. Av särskild be- tydelse är produkten av största spatialfrekvens (fm) och minsta spârhastighet vid en viss bestämd rotationshastighet för upptecknings- bärarkroppen. Den största spatialfrekvensen är den spatialfrekvens där områdena fortfarande kan avläsas vart och ett med det optiska sys- tem som kommer till användning. Den minsta spàrhastigheten för en rund uppteckningsbärare är hastigheten för innerspáret med en radie ro. 455 350 26 Denna hastighet ges av 2 w 0 x ro, där w 0 anger antalet varv per sekund för uppteckningsbäraren. Bortsett från den maximala om- kopplingsfrekvensen för laserns intensitet gäller då följande samband för informationsöverföringshastigheten Tr Tr = 2 n x w 0 x ro x fm.

I ett utföringsexempel på en uppteckningsbärare var fm av stor- leksordningen 1,5 perioder//um, wo var 25 varv/s, r0 lika med 7 mm. Sålunda var Tr av storleksordningen 30 MHz.

Informationsöverföringshastigheten kan ökas genom inskrivning och avläsning med hjälp av ett antal strälningsfläckar vars intensiteter kan styras och detekteras individuellt. Därvid kan man utnyttja ett antal diodlasrar. Diodlasrarna kan utgöras av separata ch intill var- andra anordnade element. Emellertid kan desamma också vara integrerade till en enhet. Pig 14 visar en sammansatt diodlaser 90, vilken i exem- plifierande syfte innefattar fyra laserelement 901-904. Den sam- mansatta diodlasern innefattar ett gemensamt skikt 110 av n-typ AlGaAs, på vilket en gemensam elektrod 111 är anordnad. Skikten 1121-1124 av p-typ AlGaAs är isolerade från varandra. På dessa skikt finns separata elektroder 1131-1134. De isolerade områdena 1141-1144 utgör de aktiva GaAs-regionerna i vilka laserverkan för de olika diodlasrarna 901-904 erhålles. Var och en av dessa lasrar aktiveras genom en tillhörande strömkälla 1011-1014. Strömkällorna är styrda genom separata styrkretsar 621-624. I fig 14 är de emit- terade laserstrálknippena riktade mot läsaren.

Som framgår av fig 15 följer laserstrålknippena 241-244 en optisk bana liknande den i fig 12 visade. Elementet 116 är exempelvis en cylinderlins. I fig 15 är den sammansatta diodlasern i fig 14 visad i vy underifrån. Laserstralknippena 241-244 fokuseras till separa- ta strâlningsfläckar V1-V4 genom objektivet 29. Som en följd av det använda optiska systemet blir avståndet mellan strálningsfläckarna V1-V4 minšre än avståndet mellan de tillhörande laserkällorna 901-904. §Stra1ningsfläcken V4 är belägen på servospàret 4, me- dan övriga strálningsfläckar är belägna på det önskade inbördes av- ståndet av exempelvis 1,6/um mellan två konsekutiva varv av servo 455 350 27 spåret 4. Laserstrålknippena 241-244 som reflekteras av skiktet 6 återföres till de tillhörande diodlasrarna 901-904. L Strålningsfläcken V1 har samma funktion som strålningsfföcken V i fig 12. Under inskrivning utnyttjadenna strálningsfläck för.avläs- ning av sektoradresserna, för inskrivning av informationen, för kon- troll av registrerade informationsområden samt för alstring av servo- signaler för korrigering av strålningsfläckens radiella och tangen- tiella läge och för fokusering av laserstràlknippena. Under avläsning av en uppteckningsbärare, på vilken information registreras av använ- daren, utnyttjas strâlningsfläcken V1 för avläsning av sektoradres- serna och informationen, samt för alstring av nämnda två servosigna- ler. Det av skiktet 6 reflekterade laserstrålknippet 241 behandlas på motsvarande sätt som visats i figurerna 12 eller 13. Laserstrål- knippena 242-244 utnyttjas under inskrivning för den aktuella in- skrivningsoperationen och för kontroll av registrerade områden samt under avläsning av en uppteckningsbärare enbart för informationsav- läsning. Under inskrivning och avläsning kan intensiteterna för de re- flekterade laserstrålknippena 242-244 fastställas med hjälp av en strålningskänslig detektor anordnad bakom var och en av diodlasrarna 902-904 (jämför detektorn 32 i fig 12). Dessa intensiteter kan också bestämmas genom mätning av variationen i det elektriska motstån- det över de respektive diodlasrarna på det sätt som är visat för diod- lasern 90 i fig 13.

Under inskrivning med hjälp av flera strålningsfläckar utnyttjas en uppteckningsbärarkropp där de efter varandra följande varven av servospåret 4 är belägna på ett jämförelsevis stort avstånd, t.ex. 6,8/um, vilket är visat i fig 16. Servospàret 4 innehåller i sin tur sektoradresserna 8 och områdena 9 i vilka information skall inskri- vas. Efter inskrivning är även områdena mellan de konsekutiva varven av spåret 4 försedda med informationsområden förutom områdena 9 i servospåret 4. Informationsomrâdena mellan varven av servospåret 4 är anordnade.som spår 4, vilka är visade genom streckade linjer i fig 16. Spåren 4 bildar raka spår även om servospåret är vågformat. In- formationšspåren 4 har företrädesvis amplitudstruktur medan servo- spåret 4 har fasstruktur, varvid områdena 9 innehåller information i form av en amplitudstruktur. Under avläsning av uppteckningsbäraren kan servospåret utnyttjas för korrigering av strålningsfläckens radialläge. Servospåret 4 kan även utgöras av ett rakt spår. 455 350 28 Uppfinningen har ovan beskrivits under antagande av att informa- tionsskiktet är reflekterande. Emellertid är det alternativt möjligt att utnyttja uppfinningen vid ett strälningstransmitterande informa- tionsskikt, under förutsättning att man ej utnyttjar äterkopplings- effekten“i en diodlaser.

Om ett stràlningstransmitterande informationsskikt skall inskri- vas så skall detektorn 32 i apparaten enligt fig 7 och 10 vara anord- nad i banan för strálknippet som passerar genom uppteckningsbärar- kroppen. Fokuseringsservosignalen kan då ej härledas på det sätt som beskrivits under hänvisning till fig 7 och 8, vilken metod innebär att man utnyttjar egenskapen med ett reflekterande informationsskikt.

Dä kan man istället utnyttja ett fokuseringsdetektorsystem som utnytt- jar servoinformationen. Exempelvis kan för detta ändamål tvâ detek- torer vara anordnade efter varandra i tangentialriktningen för strål- knippet som kommer från uppteckningsbärarkroppen såsom är beskrivet i den publicerade holländska patentansökningen ..........(PHN 6624).

Passkillnaden mellan utsignalerna från de tvâ detektorerna beror av i vad mån strálkníppet är fokuserat pä spârets plan.

I' \' .'\'.'|' .'

Claims (7)

455 350 Eatentkrgv à

1. Uppteckningsbärarkropp för lagring av information på densamma i optisktvdetekterbar form innefattande ett förformat, optiskt detekter- bart och utsträckt servospár för styrning av ett strälknippe, k ä n - n e t e c k n a d av att servospáret (4) har ett flertal successiva sektioner (7) som sträcker sig i spárriktningen, varvid varje sektion har en första del (8) som innehåller ett första flertal förformade, optiskt detekterbara områden (10) anordnade på avstånd från varandra i spárriktningen och en andra optiskt detekterbar del (9) försedd med ett strálningskänsligt skikt (6), varvid nämnda områden (10) av nämnda första flertal i varje första del (8) av varje sektion (7) innehåller adressomrâden som anger en adress för nämnda andra del (9) av denna sektion, och varvid nämnda andra del av en given sektion gränsar till den första delen (8) av en intillliggande sektion (7) sä att nämnda första (8) och andra delar (9) växlar med varandra i spårriktningen.

2. Uppteckningsbärarkropp enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda områden av nämnda första flertal i nämnda första delar (8) innefattar ett flertal (86) likformigt fördelade, optiskt detekterbara synkroniseringsomráden (10) för modulering av ett strål- knippe (24) med vilket uppteckningsbärarkroppen avsöks i beroende av rörelsehastigheten hos stralknippet relativt bärarkroppen, varvid nämnda synkroniseringsomräden (86) är anordnade i början av nämnda första delar(8).

3. Uppteckningsbärarkropp enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda servospár (4) utgörs av ett periodiskt vàgformat spar, varvid fasen för vàgformen är relaterad till början av en adress (8) angiven genom nämnda adressomraden, varvid amplituden (a) för våg- formen är mindre än bredden hos nämnda servospár (4), och varvid ett heltalsantal perioder (P) av vágformen är innehállen i längden av adressen (8) angiven genom nämnda adressomrâden (10).

4. Uppteckningsbärarkropp enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av att mellan successiva första delar (8) nämnda servospär (4) innefattar optiskt detekterbara spärföljningsomràden (12) anordnade på inbördes konstanta avstånd, varvid nämnda avstånd är väsentligen 455 350 30 större än längden för nämnda spàrföljningsomräden (12), och varvid nämnda strälningskänsliga skikt (6) sträcker sig mellan nämnda spär- följningsområden (12) hos intilliggande servospàr.

5. Uppteckningsbärarkropp enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda spärföljningsomräden (12) innefattar ett flertal optiskt detekterbara, likformigt anordnade synkroniseringsomráden (13).

6. Uppteckningsbärarkropp enligt patentkravet 1 innefattande ett flertal vanligtvis parallella servospâr, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda servospår (4) är anordnade pä ett avstånd från varandra som är flera gånger bredden för nämnda servospàr (4), varigenom ett fler- tal informationsspâr kan skrivas mellan intilliggande servospár (4).

7. Uppteckningsbärarkropp enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda adressomráden (8) och nämnda andra delar (9) an- ger en fasstruktur och nämnda strálningskänsliga skikt (6) innefattar ett material som undergär en ändring vid exponering för strålning vil- ket alstrar variationer i strälningsamplituden med vilken den uppteck- nade informationen på nämnda skikt utläses.