DE2265437C2 - Informationsspeicherplatte mit einer spiralenformigen Rille - Google Patents
Informationsspeicherplatte mit einer spiralenformigen RilleInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Informationsspeicherplatte
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine solche Informationsspeicherplatte ist aus der US-PS 9 64 221 bekannt. Bei der bekannten Informationsspeicherplatte
handelt es sich um eine Schallplatte mit Tiefenschrift, deren Rille mit einem Schneidstichel
hergestellt ist, welcher eine kreisförmige Schneide aufweist. Die Wand der Rille ist im Querschnitt also
kreisbogenförmig.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Informationsträgerplatte anzugeben, die
sich zur raumsparenden Aufzeichnung von breitbandiger Information, wie Bildinformation, eignet, preiswert
in Massenfertigung hergestellt und mit einem relativ einfachen Gerät abgespielt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Informationsträgerplatte gemäß der Erfindung sind
Gegenstand von Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Informationsspeicherplatte eignet sich zur Aufzeichnung von breitbandigen
Signalen, so daß sie insbesondere sehr gut als Bildplatte geeignet ist. Die vorliegende Informationsspeicherplatte
läßt sich ferner durch einfaches Pressen in großen Stückzahlen preiswert herstellen und sie läßt sich
mittels eines einfachen Abspielgerätes abspielen, das z. B. einen kapazitiven Signalaufnehmer enthalten kann,
wie es z. B. in der DE-OS 22 13 918 beschrieben ist
Annehmbare Fernsehbilder lassen sich gemäß einer typischen Ausgestaltung der Erfindung mit dem
Abspielen einer aus Vinylkunststoff bestehenden Platte gewinnen, deren Oberfläche mit einer aufgedampften
etwa 500 Angström (Ä) dicken Metallschicht beispielsweise aus Aluminium überzogen ist, über welcher sich
eine etwa ebenso dicke dielektrische Schicht z. B. aus Polystyrol befindet. Für eine Abspielgeschwindigkeit
der Platte von 360 Umdrehungen je Minute können die Kenngrößen der Rille beispielsweise folgende Werte
haben: Eine P.illendichte vor 40 Rillen auf einen Millimeter (1000 Rillen pro Zoll), eine Rillenbreite von
11 μηι und eine gesamte Rillentiefe von 5 μηι. Die
Rilienwände können leicht gekrümmt sein, wobei die Abtastspitze entsprechende Form haben soll. Der
Abtaster besteht beispielsweise aus einem geeignet geformten Körper (beispielsweise ein Saphir), der eine
leitende Elektrode trägt (beispielsweise aus einem Material wie Tantal, welches durch Abtragen in Vakuum
auf den Körper aufgebracht ist). Die mit dem Rillenboden zusammenwirkende Fläche der Elektrode
hat in Längsrichtung der Rille eine Abmessung von etwa 0,3 μπι und quer zur Rille eine Abmessung von etwa
5 μπι.
Die "Informat'ionsspur am Rillenboden besteht typischerweise
aus einem Muster erhabener und vertiefter Bereiche, wobei die ersteren unveränderten Teile des
Rillenbodens sind, während die letzteren gegenüber dem normalen Rillenboden um etwa 0,4 μπι vertieft sind.
Es lassen sich verschiedene Muster heranziehen: Ein Basisband — Muster, worin die Videosignale durch die
relative Breite einer zentralen Vertiefung gegenüber den angrenzenden erhabenen Bereichen am Rillenboden
dargestellt werden; ein AM-Trägermuster worin eine von den Videosignalen amplitudenmodulierte
Trägerfrequenz durch aufeinanderfolgende Paare von Bereichen dargestellt ist, wobei die Amplitude des
Videosignals im ersten Bereich eines jeden Paars die relative Breite einer mittleren Vertiefung gegenüber
den angrenzenden Erhebungen bestimmt und im darauffolgenden Bereich eines jeden Paars die relative
Breite einer mittleren Erhebung gegenüber den angrenzenden Vertiefungen auf komplementäre Weise
bestimmt; und ein FM-Trägermuster, worin sich quer über die Breite des Rillenbodens erstreckende Vertiefungen
mit quer über die Breite des Rillenbodens erstreckenden Erhebungen abwechseln und der Abstand
zwischen aufeinanderfolgenden gleichartigen Bereichen (z. B. zwischen aufeinanderfolgenden Vertiefungen)
mit der Amplitude des Videosignals variiert.
Die Originalaufzeichnung der Videoinformation auf eine Mutterplatte, von der Kopien hergestellt werden
können, kann durch verschiedene Verfahren erfolgen, einschließlich elektromechanisches Schneiden und optische
Abtastung. Eine Technik, die eine besonders genaue Abtastung ermöglicht und gemäß einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung angewendet wird, bedient sich jedoch eines Raster-Elektronenmikroskops
zur selektiven »Belichtung« einer Photoresist-Schicht in den Rillen einer Mutterplatte aus Nickel. Die Belichtung
erfolgt entsprechend der aufzuzeichnenden Information nach dem gewünschten Muster (z. B. Basisband, AM
oder FM). Die anschließende Herstellung von Vinyl-Kopien
kann auf ähnliche Weise erfolgen, wie die Vervielfältigung von Schallplatten. Zur endgültigen
Fertigstellung solcher Kopien wird in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen
Prinzip die Oberfläche jeder Kopie noch mit einem metallischen und einem dielektrischen Überzug versehen.,
Beim Abspielen einer Plattenkopie können verschiedene Verfahren angewendet werden, um aus den
zwischen der Abtasterelektrode und der Metallfläche der Platte auftretenden K?pazitätsschwankungen Signale
für die bildliche Wiedergabe zu gewinnen. Beispielsweise kann mit der hierdurch gebildeten
veränderlichen Kapazität die Resonanz eines von einem HF-Oszillator angeregten Schwingkreises verändert
werden. Eine geeignete Detektorschaltung kann die Resonanzänderungen in Amplitudenänderungen eines
Ausgangssignals umsetzen, welches dann je nach dem auf der Platte befindlichen Modulationsmuster in
besonderer Weise verarbeitet wird, um daraus beispielsweise Videoausgangssignale zur Steuerung eines Monitors
mit Videoeingang oder modulierte HF-Signale zur !■> Einspeisung in die Antennenbuchsen eines Fernsehempfängers
zu gewinnen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung gehen aus nachstehender Beschreibung hervor, in.
welcher Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen erläutert sind.
F i g. 1 zeigt perspektivisch einen Teil eines mit einer Rille versehenen erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers
und einen Teil der Spitze eines erfindungsgemäßen der Rille folgenden Abtasters.
Fig.2 zeigt in einer Querschnittsansicht das Profil
der in Fig. 1 dargestellten Rille und die Lage der darin laufenden Abtastspitze.
Fig.3 zeigt einen Schnitt in Längsrichtung der in
Fi g. 1 gezeigten Rille. jo
F i g. 4 ist eine Draufsicht auf eine Aufzeichnungsrille zur Veranschaulichung der Breite der Informationsspur
und verschiedener darin enthaltener Modulationselemente.
F i g. 5 zeigt perspektivisch die Spitze eines Abtasters ν>
in einer besonderen Ausgestaltung.
F i g. 6A ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Rille, welche die aufgezeichnete Information in Form eines
amplitudenmodulierten Trägersignals enthält; die
Fig.6B bis 6D sind Diagramme zur Veranschaulichung
der Kapazitätsschwankungen, die von einem über den in Fig.6A dargestellten Rillenabschnitt laufenden
Abtaster gefühlt werden.
F i g. 7A ist die Draufsicht auf einen Teil einer Rille, welche die aufgezeichnete Information als frequenzmoduliertes
Trägersignal enthält.
F i g. 7B zeigt in einem Diagramm die Kapazitätsänderungen, die von einem über den in Fig.7A
dargestellten Teil der Rille fahrenden Abtaster geführt werden.
F i g. 8 zeigt teilweise in Blockform einen Generator für die aufzuzeichnenden Signale und eine Schaltungsanordnung
für die erfindungsgemäße Aufzeichnung entsprechend den in den Fig. 1, 6A oder 7A
dargestellten Mustern.
F i g. 9 veranschaulicht schematisch in Teilbilder 9A bis 9/ ein Verfahren zur Herstellung einer Videospeicherplatte gemäß der Erfindung.
In F i g. 1 ist ein Teil eines Speichermediums 10 zu sehen, welches eine Rille 14 enthält, in der ein Abtaster
20 geführt ist. Das Speichermedium 10 kann die Form eines Bandes oder eines Blattes haben, in bevorzugter
Ausgestaltung der Erfindung besteht es jedoch aus einer runden Platte mit einer darauf befindlichen spiraligen
Rille. Die Platte sei aus thermoplastischem Material, z. B. aus Vinylkunststoff, wie er bei Schallplatten
verwendet wird. Bei einem solchen Plattentyp als Speichermedium kann das Abspielgerät in mancher
Hinsicht ähnlich wie ein Schallplattenspieler aufgebaut sein, d. h. mit einem Plattenteller zur Drehung der Platte,
während der Abtaster 20 so gehalten wird, daß er der Spiralrille folgt. Ein solches Abspielgerät wird im
einzelnen später noch beschrieben. Es sei hervorgehoben, daß nur ein Teil der eigentlichen Spitze des
Abtasters 20 in Fig. 1 gezeigt ist, die eine stark vergrößerte Darstellung zur Veranschaulichung der
gegenseitigen Anordnung von Abtaster 20 und Rille 14 ist.
Eine genaue Betrachtung der Plattenrille zeigt, daß das Grundmaterial des Speichermediums 10 auf seiner
Oberfläche mit einer leitenden Schieb1. 11 versehen ist,
die z. B. durch Vakuumbedampfung ..ufgebracht sein
kann. Diese Schicht kann beispielsweise aus einem leitenden Metall wie Aluminium btstehen und bis zu
einer Dicke von z. B. 500 A aufgedampft sein. Über der Metallschicht 11 befindet sich eine dielektrische Schicht
12. Das Dielektrikum für die Schicht 12 kann beispielsweise Polystyrol sein und eberfalls 500 Ä dick
sein.
Die Fig. 1 zeigt die Topologie der Plattenoberfläche
für einen sehr kleinen Teil der Spiralrille 14 mit den darin befindlicher Modulationselementen 18. Die in
Fig. 1 als Beispiel gezeigte Moduly qnsart ist eine
Basisband-Modulation, bei welcher da>
Informationssignal ohne Verwendung eines Trag .-rsignals direkt
aufgezeichnet ist. Andere ebenfalls ver endbare Modulationsarten werden später beschrieben. Die Elemente
18 erscheinen als Erhebungen oder Yorwölbungen in einer Informationsspur 16. Die Elemente 18 (die in einer
später beschriebenen Weise gebildet werden) erzeugen Kapazitätsändcrungen zwischen dem Abtaster 20 und
der Metallschicht 11.
Wenn die Elektrode 23 über die MoJulationselemente
18 fährt und diese abtastet, änc :rt sich die in
unmittelbarer Nähe der Elektrode 23 1 .findliche Fläche
der Metallschicht 11 entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal. Die Informatiomspur 16 nimmt
einen wesentlichen Anteil der Rillenfläche ein, damit die Differenz zwischen der abgefühlten maximalen und
minimalen Kapazität möglichst groß ist. Die übrigen Flächenteile der Rille bilden die Rillen' ände 15, die den
Abtaster 20 halten. Zur bestmöglicher Ausnutzung der gesamten Plattenoberfläche wird mar die Stegflächen
so schmal wie möglich machen. Die rc;ative Größe der Stegflächen ist zur Veranschaulichung in Fig. 1
übertrieben dargestellt.
Der eingetiefte Teil der Inform, tionsspur (d.h. zwischen den Modulationselementen 18) hat nahezu
gleichmäßige Tiefe, wie es durch die Tiefenabmessung 17 der Informationsspur 16 in Fig. 1 gezeigt ist. In
einem typischen Ausführungsbeispiel beträgt die Tiefe 17 der Spur 16 etwa 0,4 μιη, die Rillentiefe etwa 5-μιη
und die Rillenbreite etwa 11 μιη.
Der in F i g. 1 gezeigte Abtaster 20 enthält 2 dielektrische Halteblöcke 21 und 22. in denen eine
leitende Elektrode 23 eingebettet ist. Die Elektrode 23 sei am unteren Ende des Abtasters, wo sie die Rille 14
berührt, beispielsweise etwa 0,3 μιη dick und etwa 5 μιη
breit.
Zur Herstellung des Abtasters 20 k; ;n beispielsweise
ein leitendes Material wie Tantal < rch Vakuumbedampfung (Abtragung im Vakuum) auf einen Saphirblock
21 aufgebracht werden, um die Elektrode 23 zu bilden. Um die gewünschte Elektrodenform zu erhalten,
kann der Block dabei teilweise von einer Maske abgedeckt werden, und der Bedampfungsprozeß wird
zur Erzielung einer gleichmäßigen Tantalschicht der gewünschten Dicke entsprechend kontrolliert. Anschließend wird der zweite Halteblock 22 mit der
Elektrode 23 verbunden, wobei als Bindemittel beispielsweise eine aufgedampfte Glasschicht 24 dienen
kann, so daß eine Sandwich-Anordnung mit der darin eingebetteten Elektrode entsteht. Anschließend wird
der Abtaster in einer ein feines Schleifmittel enthaltenden Rille geschliffen, um seine Spitze dem Querschnitt
der Rille 14 im großen und ganzen anzupassen. Eine andere Ausführungsform des Abtasters 20 ist in F i g. 5
dargestellt und wird später noch beschrieben.
F i g. 2 zeigt die in F i g. I dargestellte Rille im
Querschnitt und die Lage des Abtasters 20 in dieser Rille.
In F i g. 2 sind die auch in F i g. 1 dargestellten Teile
mit jeweils den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Die Rille 14 hat insgesamt einen kreisförmig gebogenen
Querschnitt, und die Spitze des Abtasters 20 ist in ihrer Form diesem Rillenquerschnitt angepaßt und ist in
Berührung mit der Rille. Weil die über der metallisierten Platte liegende Schicht 12 dielektrisch ist, kann die
freiliegende Oberfläche der Elektrode 23 des Abtasters 20 in Berührung mit der Schicht 12 gebracht werden, so
daß das Verhältnis von maximaler zu minimaler Kapazität zwischen der Elektrode 23 und der Metallschicht 11 besonders groß ist, wenn die Elektrode die
Platte abtastet. Wenn die dielektrische Schicht gleichmäßig ist, bleibt der Abstand zwischen der Elektrode 23
und den Modulationselementen 18 ziemlich konstant, so daß Abtaster unterschiedlicher Abmessung oder abgenutzte Abtaster immer noch eine ausreichende Wiedergabequalität bringen. Eine dielektrische Schicht aus
Polystyrol hat einen verhältnismäßig geringen Reibungskoeffizienten und verringert somit die Abnutzung
des Abtasters.
Die Bewegung des Abtasters 20 bezüglich der Rille 14 erfolgt senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 2. Wenn
die Elektrode 23 über die Modulationselemente 18 streicht, dann ändert sich die unmittelbar unter der
Elektrode befindliche Fläche der metallisierten Platte, so daß ein veränderlicher Kondensator entsteht, dessen
Kapazität sich entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal ändert. Bei den oben angegebenen
Abmessungen liegt die Metallfläche der die Modulationselemente 18 umgrenzenden vertieften Bereiche der
Informationsspur 16 mehr als 0,4 μηι von der Elektrode
23 entfernt, während die Mefallfläche 11 der Modulationselemente 18 nur etwa 500 A von der Elektrode 23
entfernt ist. Da die Gesamtfläche 11 unterhalb der Elektrode 23 konstant ist, wird die Kapazität zwischen
Elektrode 23 und Metallschicht im wesentlichen von demjenigen Bereich der Metallschicht bestimmt, der zu
den Modulationselementen 18 gehört. Die so gebildete Kapazität ist erstens eine Funktion der Fläche der
festen Elektrode, die den einen »Belag« der Kapazität bildet und konstant ist, zweitens eine Funktion der
ebenfalls konstanten Dicke der dielektrischen Schicht 12 und drittens eine Funktion der metallisierten Fläche
11 der verschiedenen in Fig. 1 gezeigten Modulationselemente 18.
F i g. 3 ist eine Ansicht eines Schnitts in Längsrichtung der in F i g. 1 dargestellten Rille 14 und zeigt die
Modulationselemente 18 in angeschnittener Seitenansicht. Da die Platte einen leitenden Belag hat, ist die
Elektrode des Abtasters wirksam von äußeren Störquellen abgeschirmt, die Kapazitätsänderungen hervorrufen
könnten. Solche Störquellen wären beispielsweise eine
Aufzeichnung oder Oberflächenfehler auf der PlaUenrückseite (nicht gezeigt) die ebenfalls bespielbar ist, oder
Fehler im Speichermedium 10 selbst. Zwischen der Metallschicht 11 und Masse liegt eine verhältnismäßig
:> konstante Kapazität in Serie mit der Signalkapazität
(d. h. der Kapazität zwischen der Abtastelektrode 23 und der Metallschicht U). Diese Serienkapazität kann
verhältnismäßig groß sein und beispielsweise zwischen der Metallschicht 11 und einem leitenden geerdeten
ίο Plattenteller oder anderen geerdeten leitenden Gegenständen in der Nähe der Metallschicht 11 gebildet
werden.
Fig.4 ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Aufzeichnungsrille ^es in Fig. 1 gezeigten Typs und
zeigt zwei verschiedene Zustände des aufgezeichneten Signals. Der linke Abschnitt (18) des gezeigten
Rillenstücks ist sowohl mit Niederfrequenz als auch mit Hochfrequenz moduliert, während der rechte Abschnitte (18') nur mit verhältnismäßig niedriger Frequenz
moduliert ist. Wenn sich die Elektrode 23 über dem mit 18'A bezeichneten Ort der Rille befindet, ist die
Kapazität minimal. Wenn sich die Elektrode jedoch über dem Ort ίβ'Β befindet, ist sie im engen Kontakt mit
einer größeren Fläche der Metallschicht 11, so daß eine
größere Kapazität gefühlt wird. Am Ort 18'Cder Rille
14 ist die Informationsspur 16 vollständig geschlossen, so daß an dieser Stelle eine maximale Kapazität gefühlt
wird. Dieser Punkt kann beispielsweise einen Synchronisierimpuls in einem Fernseh-{BAS)-Gesamtsignal
darstellen. Wenn der Abtaster längs der Rille 14 läuft, dann ergeben sich zwischen der Elektrode 23 und der
Schicht 11 Kapazitätsänderungen, die dem Modulationssignal entsprechen. Diese Kapazitätsänderungen
können elektrisch gefühlt und in Videosignale umge
setzt werden, mit denen sich auf einem Fensehmonitor
ein Bild darstellen läßt.
Fig.5 zeigt perspektivisch und stark vergrößert einen Abtaster 30, der von dem bisher beschriebenen
Abtaster darin abweicht, daß er als Halteteil einen
einzigen Saphir enthält. Dieser Saphir hat eine vordere
Fläche 31 mit einer schrägen Kante 33, die in eine zweite schräge Kante 35 übergeht Auf einer rückwärtigen
Fläche 34 des Saphirs ist ein leitender Belag 38 aufgetragen, der den Leiter zum AbfUhlen der
Kapazitätsänderungen bildet. Die Fläche 32 zwischen der Vorderseite 31 und der Rückseite 34 ist nach innen
zur Vorderseite 31 hin abgeschrägt, so daß der Abtaster etwas Bewegungsfreiheit in der Rille 14 der Platte 10
hat. Eine entsprechende, jedoch nicht zu sehene
abgeschrägte Fläche befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der im ganzen trapezoidförmigen
Abtasterspitze. Der Abtaster hat an der Vorderseite 31 einen dreieckigen Querschnitt ähnlich dem Querschnitt
der Elektrode 38, jedoch wegen der abgeschrägten
Seitenflächen etwas schmaler. Die Plattenbewegung
erfolgt von !<nks nach rechts gemäß dem in Fig.5 gezeichneten Pfeil. Das Halteteil kann aus einem Saphir
hergestellt sein, der ursprünglich mit einer Spitze 37 (gestrichelt gezeichnet) ausgebildet ist, die durch
&o Schleifen oder Läppen in der oben im Zusammenhang
mit Fig.] beschriebenen Weise entfernt wird, um die
Abtasterspitze dem Querschnitt der Rille 14 anzupassen. Der leitende Belag 38 kann die gesamte Rückseite
34 des Abtasters 30 bedecken und eine Dicke (39) von
beispielsweise 0,3 μπι haben.
F i g. 6A ist eine Draufsicht auf eine Rille 14 mit einer Informationsspur 16, deren Breite im wesentlichen die
Breite der Rille 14 einnimmt. Die Figur zeigt eine
Aufzeichnung in Form eines amplitudenmodulierten Trägers im Unterschied zu der zuvor beschriebenen
Basisband-Aufzeichnungstechnik. Der linke Abschnitt 42 des dargestellten Rillenstücks zeigt den unmodulierten
Tragender aus abwechselnden Bereichen erhabener
Elemente 41 (Signalelemente) und vertiefter Zonen 43 (in der Zeichnung schraffiert) besteht. Wenn der (nicht
gezeigte) Abtaster die Rille entlangfährt, dann sind die Mödulationselemente 41 in Berührung mit dem
leitenden Element des Abtasters, während die vertieften Zonen 43 mindestens 0,4 μΐη vom Abtaster entferi. sind.
Die Kapazität zwischen dem leitenden Element des Abtasters und den Modulationselementen 41 (die
natürlich eine Metalloberfläche mit einem dielektrischen Überzug aufweisen) ist schematisch ir. Fig.6B
durch Impulse 4Γ dargestellt, die jeweils unterhalb der Signalelemente 41 der Fig.6A gezeichnet sind. Die
Fig.6C zeigt die Kapazität zwischen dem leitenden
Element des Abtasters und den Abschnitten, die den vertieften Bereichen 43 entsprechen. Im Bereich des
Abschnittes 42 ist keine nennenswerte Kapazität zwischen dein leitenden Element des Abtasters und der
Metalloberfläche am Boden der vertieften Bereiche vorhanden. Fig.6D zeigt die vom Abtaster bei seiner
Bewegung längs der Rille 14 gefühlte Gesamtkapazität. Diese Figur kann beispielsweise auch ein Ausgangssignal
der in Fig. 15 gezeigten Abtasterschaltung darstellen.
Der in F i g. 6A gezeigte rechte Abschnitt 44 der Rille ist mit einem Informationssignal moduliert, wodurch die
Informationsspur in der Rille selektiv in dem dargestellten Muster geschnitten ist. Die in Fig.6A gezeigten
aufeinanderfolgenden Einzelbereiche 45 bis 50 bilden die in Fig.OB gezeigten Kapazitätswerte 45', 47' und
49' und die in Fig.6C gezeigten Kapazitätswerte 46',
48' und 50'. Man erkennt, daß an den Stellen der Modulationselemente die im linken Rillenteil 42
erhabenen schmalen Bereiche 41 im rechten Rillenteil 44 mehr oder weniger große eingetiefte Teile haben,
während die im linken Rillenteil vollständig eingetieften Bereiche 43 im rechten modulierten Rillenteil 44 nur
über einen mehr oder veniger großen Teil eingetieft sind. Ein Merkmal dieser Modulationsart besteht darin,
daß zusammengehörende Paare (d. h. 45-46, 47-48 und 49-50) eine im wesentlichen konstante Auflagefläche für
den Abtaster bilden, wenn dieser durch die Rille läuft Trotz dieser im wesentlichen gleichbleibenden Auflagefläche
ändert die Modulation die gefühlte Kapazität in Übereinstimmung mit dem aufgezeichneten Informationssignal.
Die Grenzen zwischen den unschraffierten und den schraffierten Teilen sind in Fig.6A stark
ausgezogen, um die Modulation hervorzuheben. F i g. 6D zeigt den abgefühlten gesamten Kapazitätsverlauf
über alle Einzelbereiche 45—50 und den gezeigten restlichen Teil. Über den Abschnitt 52 des modulierten
Rillenteils 44 bleibt die Kapazität konstant, wie es in Fig.6D gezeigt ist. Wenn man die Fig.6D als
Abbildung des Signalverlaufs am Aurgang der elektrischen Abtasterschaltung (gemäß F i g. 15) ansieht, dann
bleibt dieses Signal im Intervall 52 auf einem konstanten Pegel (Null).
Die F i g. 7A ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Rille 14 mit einer Inform.uionsspur 16, die im
wesentlichen die gesamte Ridenbreite einnimmt. Es handelt sich hierbei um eine Aufzeichnung in Frequenzmodulation,
wobei ein Trägersignal, welches durch die Elemente 53 und 54 im linken Rillenteil dargestellt wird,
von dem Informationssignal moduliert werden kann.
Die eingetieften Bereiche (z.B. 54) sind in der Zeichnung schraffiert dargestellt. Auf der linken Seite
der dargestellten Rille zeigen die eingetieften Bereiche 54 und die dazwischenliegenden Signalelemente 53
einen unmodulierten Träger. Wie bei der im Zusammenhang mit Fig.6 beschriebenen Amplitudenmodulation
fühlt der Abtaster zwischen dem in ihm befindlichen ieitenden Element und dem Metallbelag der Platte (von
der die dargestellte Rille ein Teil ist) eine maximale Kapazität, wenn sich das leitende Element mitten über
einem (erhabenen) Modulationselement befindet und dieses berührt. Wenn sich das leitende Element über
einem eingetieften Bereich befindet, dann ist der Abstand zwischen dem leitenden Element und dem
Metallbelag der Platte größer und die Kapazität ist kleiner. Bei sich änderndem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden
eingetieften Bereichen (z. B. beim Breiterwerden der Elemente 55,56,57 und 58) ändert sich die
gefühlte Kapazität. Fig.7B zeigt schematich die
zugehörigen Kapazitätsschwankungen und ist so angeordnet, daß die Kapazitäts-»Impulse« 55', 56', 57'
und 58' unter den sie erzeugenden Signalementen 55 bis 58 der Fig.7A liegen. Wenn der Abtaster die
Modulation abtaste·, entsprechen die negativeren Kapazitätswerte der Fig.7B den gleichmäßig breiten
eingetieften Bereichen zwischen den Elementen 55, 56, 57 und 58 der Fig.7A. Der Abstand zwischen
aufeinanderfolgenden eingetieften Bereichen ist entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal
geändert Fi g. 7B ist zwar eine graphische Darstellung der Kapazitätsänderungen, sie kann jedoch auch ein von
der Abtasterschaltung nach Fig. 15 erzeugtes Signal
darstellen. Das Verfahren zum Aufzeichnen der Information auf die Videoplatte in den verschiedenen im
Zusammenhang mit den F i g. 1 — 7 beschriebenen Arten wird später im einzelnen mit der Herstellung der
Videoplatte beschrieben.
Das in Fig.! gezeigte Aufzeichnungsmedium kann
von einer Preßmatrize beispielsweise aus Nickel in der gleichen Weise gepreßt werden, wie es bei der
Herstellung von Schallplatten geschieht. Wegen der extrem geringen Abmessungen der Rille und der
Modulationselemente ist die Herstellung einer solchen Preßplattenmatrize jedoch verhältnismäßig kompliziert
Die Fig.9A bis 9J veranschaulichen die aufeinanderfolgenden Schritte eines Verfahrens, welches
als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Herstellung einer fertigen Videoplatte angewendet
werden kann. Die Teilfigur^n 9A bis 9G zeigen ein aus 7 Schlitten bestehendes Verfahren zur Herstellung der
Plattenmatrize, welches im folgenden ausführlich beschrieben wird:
1. F ig. 9 A zeigt eine Trägerplatte 85, die aus einem 1,27 cm dicken Aiuminiumrohling von 35,56 cm 0
gefertigt ist und durch maschinelle Bearbeitung auf 5 μπι Genauigkeit geebnet ist Auf die bearbeitete
Aluminiumfläche wird eine Schutzschicht aus Pyralin- oder Zelluloid-Polyimid aufgebracht, um
zu verhindern, daß der Aluminiumträger durch
Gasporen in einer Lackschicht chemisch angegriffen wird, die als nächstes auf die Trägerplatte
aufgetragen wird. Auf die Polyimidoberfläche wird eine gleichmäßige etwa 0,13 mm dicke Schicht aus
(,s Randolf-Aufzeichnungslack aufgebracht. Nach
dem Trocknen wird der Lack maschinell auf 5 μπι
genau geebnet, und die Originalrillen werden in den Lack geschnitten. Die Rillen bestehen aus einer
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einzelnen am äußeren Plattenrand verlaufenden geschlossenen Kreisrillc und aus einer Spiralrille.
Das Schneiden erfolgt maschinell Tiit einem Saphir-Schneidstichel, dessen Rndius 5 μm beträgt.
Die Schnittiefe beträgt 12,7 μίτι, und die Ganghöhe ■>
der Spiralrille ist so, daß sich eine Rillendichte von etwa 40 Rillen je ram (etwa 1000 Rillen je Zoll)
ergibt.
2. Nach Beladen der Oberfläche der Lackschicht mit einer Stannochloridlösung wird auf den Lack ein
leitender Überzug 87 aus Silber chemisch niedergeschlagen. Auf den Silberüberzug wird dann eine
Nickelschicht 88 von 0,254 mm Dicke galvanisch niedergeschlagen, um einen Nickelabzug der
Lackschicht herzustellen. Wie in Fig.9B gezeigt, ist die gesamte Platte in diesem Verfahrensstadium
eine Mehrschicht-Anordnung, bestehend aus einer Aluminium-Trägerplatte 85, einer Lackschicht 86
mit den Originalrillen, einem Silberüberzug 87 und einer Nickelschicht 88 mit »negativen« Rillen (d. h.
mit dem Gegenbild der Originalrillen).
3. Wie in Fig.9C gezeigt, wird der Nickelabzug
anschließend auf eine zweite Aluminium-Trägerplatte 90 gekittet, die ähnlich wie die erste
Trägerolatte hergerichtet ist. Auf die bearbeitete Oberfläche dieser zweiten Aluminiumplatte wird
dann Epoxy-Material 89 gesprüht, worauf die
zweite Aluminiumplatte auf die aufgalvanisierte Nickelschicht gepreßt wird, um den Nickelabzug
mit der zweiten Aluminiumplatte zu verbinden. Wenn das Epoxy-Material teilweise ausgehärtet ist,
wird der Schichtaufbau in eine Vorrichtung eingespannt, um die beiden Aluminiumplatten an
der Stelle A zwischen der Lackschicht 86 auf der
ersten Aluminiumplatte und dem chemischen Silberniederschlag 87 voneinander zu trennen.
4. Nach der Trennung enthält die zweite Trägerplatte 90 den mit ihr durch das Epoxy-Material verbundenen
Nickelabzug 88, wobei sich die Silberschicht 87 über dem Nickel befindet. Die Rillen im Nickel sind
ein Negativabdruck der Originalrillen im Lack. Der Silberüberzug wird nun mit einer Kaliumdichromatlösung
passiviert. Hierauf wird, wie in Fi g. 9D gezeigt, auf die passivierte Silberschicht eine zweite
0,254 mm dicke Nickelschicht 91 aufgalvanisiert, um als Gegenbild des ersten Nickeiabzugs einen
zweiten Nickelabzug herzustellen, in dem die Killen »positiv« (d.h. wie die Originalrillen der Lackschicht)
erscheinen.
5. Eine dritte Aluminiumplatte 93 wird in der gleichen
Weise hergerichtet wie die ersten beiden Aluminiumplatten, und auf ihre bearbeitete Oberfläche
wird Epoxy-Material 92 aufgetragen. Wie in F i g. 9E veranschaulicht, wird die dritte Platte 93
dann auf die den Rillen abgewandte Seite des positiven Nickelabzugs 91 aufgedrückt Nachdem
das Epoxy-Material teilweise ausgehärtet ist, wird der gesamte Schichtaufbau in eine Trennvorrichtung
gesetzt, und der positive Nickelabzug wird vom ersten (negativen) Nickelabzug an der Stelle B
zwischen dem aufgalvanisierter: positiven Nickelabzug 91 und der passivierten Silberschicht 87
getrennt.
6. Der Nickelabzug 91 trägt auf seiner Oberfläche die
positiven Rillen und wird nun gereinigt Auf die Oberfläche dieses Nickelpositivs, welches im
folgenden in Anlehnung an die Fachsprache der Schallplattentechnik als Mutterplatte bezeichnet
wird, wird dann ein positiv wirkender Photolack 94 (Photorestist) aufgebracht, wie es in Fig.9F
gezeigt ist. Sobald der Photolack getrocknet ist, wird eine kleine Fläche im Bereich der geschlossenen
Rille vom Photolack befreit, und auf die freigelegte Metalloberfläche wird ein Aquadag-Punkt
von Vk," (etwa 0,16 cm) gesetzt. Neben dem Punkt werden einige Kratzer eingeritzt. Der Punkt
und die Kratzer dienen als Auffänger für den Elektronenstrahl eines Rasterelektronenmikroskops,
welches beim Aufzeichnen des Informationssignals verwendet wird. Der Punkt dient hierbei
zum Justieren des Strahlstroms, während die Kratzer zur Fokussierung des Elektronenstrahls
dienen. Die Platte ist nun fertig für die Belichtung durch den Strahl des Rasterelektronenmikroskops,
um die Spiralrille entsprechend der aufzuzeichnenden Information zu modulieren. Das Aufzeichnen
geschieht durch selektives Belichten der Photolackschicht auf der Oberfläche der Mutterplalte und
erfolgt zwischen den in Fig.9 veranschaulichten
Verfahrensstufen 9Fund 9G.
Da die Abmessungen der Spiralrille und der darin befindlichen Informationselemente verhältnismäßig
klein sind, muß die Mutterplatte vor dem Beginn des Aufzeichnungsvorgangs genau ausgerichtet und befestigt
werden. Dies geschieht auf folgende Weise:
Nach dem Aufbringen der Photolackschicht auf die Nickel-Mutterplatte wird der Aufbau einschließlich
seiner Aluminium-Trägerplatte auf einem Plattenteller befestigt, der sich in einer Vakuumkammer befindet, die
mit einem Rasterelektronenmikroskop zur Belichtung des Photolacks kombiniert werden kann. Bei einer
Ausführung des Verfahrens wurde ein Rasterelektronenmikroskop »Stereoscan« Modell No. 2A des Herstellers
Cambridge Scientific Instruments Ltd. verwendet. Die Justierung der Mutterplatte erfolgt auf dem
Plattenteller mit Hilfe einer Meßuhr, um sicherzugehen, daß die Plattenoberfläche in einer genau horizontalen
Ebene innerhalb eines Toleranzbereichs von 10 μπι (Spitze-Spitze der Abweichung) liegt. Bevor die
Kammer evakuiert wird, wird die Platte außerdem in Augenschein genommen und auf die Mitte des
Plattentellers zentriert. Dies geschieht mit Hilfe eines optischen Mikroskops mit einem Fadenkreuz, unter
welches die geschlossene Rille gebracht wird. Die geschlossene Rille ist eine einzelne, getrennte, über 360c
laufende Kreisrille am äußeren Rand der Mutterplatte. Unter Drehung des Plattentellers wird die Mutterplatte
so lange relativ zur Drehachse des Plattentellers verschoben, bis die geschlossene Rille über eine volle
Umdrehung unter dem Schnittpunkt des Fadenkreuzes bleibt (Toleranz ± 12,7 μΐη).
Wenn die Mutterplatte auf dem Plattenteller festgelegt und richtig ausgerichtet ist, befindet sie sich in
einer solchen Lage, daß der Strahl des Rasterelektronenmikroskops auf den Aquadag-Punkt trifft, der bei
der Herstellung der Mutterplatte nahe der geschlossenen Rille vorgesehen wurde. Es sei erwähnt, daß das
optische Mikroskop so über dem Plattenteller angeordnet ist, daß die Mitte seines Blickfeldes mit der Mitte der
Auftreffläche des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops zusammenfällt. Wenn die Mutterplatte
so ausgerichtet ist, daß der Aquadag-Punkt auf der Platte in der Mitte des Blickfeldes des optischen
Mikroskops liegt, dann trifft der Strahl des Rasterelektronenmikroskops auf den Aquadag-Punkt, sobald das
optische Mikroskop entfernt und die Säule des Rasterelektronenmikroskops über den Plattenteller
gebracht wird. Nach der optischen Ausrichtung der Mutterplatte wird das optische Mikroskop fortgcnommen
und die Säule des Rasterelektronenmikroskops wird über die Vakuumkammer gesetzt, die nun
evakuiert wird.
Der Elektronenstrahl des Rasterelektronenmikroskops fällt auf den Aquadag-Punkt, mit welchem über
das leitfähige Nickel ein elektrischer Kontakt hergestellt wird, so daß der Strahlstrom gemessen werden
kann. Der Strahlstrom wird mit Hilfe dieser Messung auf seinen Sollwert eingestellt. Der Plattenteller wird
dann leicht verschoben, so daß der Strahl auf die Kratzer neben dem Aquadag-Punkt fällt, und das ι·>
Rasterelektronenmikroskop wird auf die Kratzer fokussiert, wobei man die normalen Fokussierverfahren
für Rasterelektronenmikroskope heranzieht.
Wenn der Elektronenstrahl fokussiert und der Strahlstrom eingestellt ist, wird der Plattenteller in
radialer Richtung nach innen zur ebenen Stegfläche zwischen der geschlossenen Rille und der Spiralrille
verschoben. Diese Fläche ist verhältnismäßig eben und wird als Eichfläche für ein Lagefühlgerät vom
Abgleich-Typ benutzt, weiches auf die von der Oberfläche des Photolacks auf der Mutterplatte
reflektierten Elektronen anspricht. Das Fühlgerät wird auf eine Nullanzeige geeicht, wenn sich der Elektronenstrahl
über der verhältnismäßig ebenen Stegfläche, es erzeugt jedoch ein Ausgangssignal, wenn der Strahl auf
eine abgeschrägte Fläche fällt, und liefert somit eine Information für die Lage des Elektronenstrahls des
Rasterelektronenmikroskops relativ zu einer Rille. Nachdem das Fühlgerät-geeicht ist, wird der Plattenteller
radial nach innen verschoben, bis die Spiralrille vom Lagefühlgerät erfaßt wird.
Der Plattenteller wird durch ein Laufwerk gedreht urd auf seine Aufzeichnungsgeschwindigkeit gebracht,
die beispielsweise 0,9 U/min beträgt und bis auf Abweichungen von etwa 1% konstantgehalten wird.
Wenn das Lagefühlgerät die genaue Ausrichtung auf die Mitte der Spiralrille anzeigt, dann wird eine vom
Ausgangssignal des Lagefühlgeräts beaufschlagte Steuereinrichtung aktiviert, die den Elektronenstrahl
auf der Mitte der Rille hält. Gleichzeitig wird ein Radialvorschub eingeschaltet, der den Plattenteller
unter dem Auftreffpunkt des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops mit einer Geschwindigkeit
von einem Rillenabstand je Umdrehung des Plattentellers verschiebt Die Drehung des Plattentellers
wird durch einen geschlossenen Regelkreis auf konstante Drehzahl geregelt. Wenn sich die Mutterplatte dreht
und unter dem Strahl verschiebt, wird der Photolack selektiv durch den Elektronenstrahl belichtet, indem der
Elektronenstrahl in einer vorbestimmten Frequenz quer zur Rille abgelenkt wird und in bestimmter Weise
ausgetastet wird, um das Informationssignal aufzuzeichnen. Ausführungsbeispiele elektrischer Schaltungen,
welche die Signale zur Modulation des Elektronenstrahls des Rasterelektroncnmikroskops liefern, sind in
F i g. 8 gezeigt und werden vor der weiteren Behandlung der F i g. 9 nachstehend beschrieben.
Bei der in F i g. 8 dargestellten Einrichtung wird ein Film 60, der ähnlich wie ein Kinofilm aufeinanderfolgende
optische Einzelbilder oder »Felder« trägt, zwischen einer Lichtpunktabtasterröhre 62 und einer Photovervielfacherröhre
66 hindurchgeführt Der wandernde Lichtpunkt dient als Beleuchtungsquelle, die jedes Feld
der auf dem Film 60 befindlichen optisch, η Information
in einem Raster abtastet, welches einem Fernsehraster gleicht. Eine Gcneratorschaltung 65 für Ablcnk- und
Austastsignale erzeugt ein Ablenksignai, welches dem
Ablenkjoch der Lichtpunktabtasterröhre 62 zugeführt wird, und ein Steuersignal, welches einer elektromechanischen
Filmtransporteinheit 64 zugeführ: wird. Dieses Signal dient zur Synchronisierung der A lenkfrequenz
des Elektronenstrahls der Lichtpunkte! sterröhre 62 mit der Tätigkeit der Filmtransporteiv it 64, so daß
jeweils nach vollständiger Abtastung c :s Feldes auf dem Film 60 durch den vom Elektn enstrahl des
Lichtpunktabtasters erzeugten Lichtpun t das nächste Feld zwischen die Lichtpunktabtaster^ c 62 und den
Photovervielfacher 66 gebracht wird. C eignete optische Einrichtungen dienen der Projeki n des Lichts
vom Lichtpunktabtaster auf den Film urv vom Film auf den Photovervielfacher.
Die Schaltung 65 enthält ferner einen Generator für Austastsignale und einen Synchronisiersignalgenerator
zur Erzeugung von Austastsignalen und von Horizontal- und Vertikalsynchronisiersignalen, die über die Leitungen
68 und 69 einer Signalverarbeitungsstufe 70 zugeführt werden. Die Austast- und Synchronisiersignale
haben eine vorbestimmte zeitliche Beziehung zu den Ablenksignalen aus der Schaltung 65 und erzeugen ein
Aufzeiphungssignal, welches bei Abtastung während der Wiedergabe der Videoplatte als normgerechtes Fernseh-Gesamtsignal
erscheint. In einer Ausgestaltung der Erfindung waren die Synchronisier- und Austastsignale
aus der Schaltung 65 zeitlich um einen Faktor von etwa 400 (verglichen mit den normalen NTSC-Signalen)
gedehnt, und wurden erzeugt unter Verwendung eines Oszillators und geeigneter Zählstufen und logischer
Schaltungen, um die gewünschten Signale zu erhalten. Es sei bemerkt, daß die dargestellte Einrichtung einen
einzigen Photon ervielfacher enthält, der nur Helligkeitssignale erfaßt. Falls man Farbfernsehsignal
verarbeiten und aufzeichnen will, muß man 3 Photo :°rveilfacherröhren
mit den richtigen Farbfiltern vorsehen, um die notwendigen Farbinformationen aus dem Film
60 zu gewinnen. Die elektrischen Ausgangssignale vom Photovervielfacher 66 werden in einem Verstärker 67
verstärkt und gelangen dann zur Signalverarbeitungsstufe 70.
Die Signalverarbeitungsstufe 70 enthält einen Gammakorrekturverstärker
71, um die linearen Helligkeitssignale vom Photovervielfacher 66 in normgerechte
Fernsehsignale vorzuverzerren. Die Austastsignale aus der Schaltung 65 gelangen über die Leitung 68 zu einer
Torschaltung 72. An die Torschaltung 72 werden außerdem die Videosignale aus dem Verstärker 71
gelegt. Während der Vertikal- und Horizontal-Austastlücken sperrt die Torschaltung 72 die Videosignale
aufgrund der zugeführten Austastsignale, so daß sie während dieser Zeit nicht über die Leitung 73 zum
Mischverstärker 74 gelangen können. Beim Fehlen der Austastsignale werden die Videosignale aus dem
Verstärker 71 von der Torschaltung 72 durchgelassen und erscheinen auf der Leitung 73.
Der Mischverstärker 74 kann ein Funktionsverstärkersein,
dem die Horizontal- und Vertikalsynchronisiersignale über die Leitung 69 an einem Eingang, und dem
die ausgetasteten Videosignale über die Leitung 73 an dem anderen Eingang zugeführt werden. Der Verstärker
74 kombiniert diese Signale, indem er die Synchronisiersignale in die Austastlücken einfügt, um an
seiner Ausgangsklemme 75 ein Fernseh-Gesamtsignal
?.u erzeugen, welches dann in den Modulator 80 gegeben wird. Die bis hierher beschriebene Schaltungsanordnung
aus F i g. 8 ist für alle 3 vorbeschriebene Modulationsarten (d. h. Basisband, AM und FM) gleich.
Der Modulator 80 enthält eine Oszillatorstufe 76, die im vorliegenden Beispiel ein 30 KHz-Signal erzeugt,
welches einem Sägezahngenerator 77 zugeführt wird, um einen 30 KHz-Sägezahn zu erhalten. Der Ausgang
des Oszillators 76 wird auf die Ablenktreiberstufe 82 gegeben, die über die Leitung 83 mit der'Strahlablenkschaltung
eines Rasterelektronenniikroskops 84 gekoppelt ist, um ein Ablenksignal zu erzeugen. Der Ausgang
des Sägezahngenerators ist mit einer einen Vergleicher und eine Logik enthaltenden Einheit 81 und mit einer
Umkehrstufe 79 verbunden. Der Ausgang der Umkehrstufe führt ebenfalls zur Einheit 81. Die Einheit 81
empfängt außerdem Videosignal von der Signalverarbeitungsstufe 70. Der Ausgang der Vergleichs- und
Logikeinheit 81 ist über eine Leitung 78 mit der Austast-Steuerschaltung des Rasterelektronenmikroskops
84 verbundtn. Die Modulation der Mutterplatte geschieht durch Ablenkung des Elektronenstrahls des
Rasterelektronenmirkoskops quer zur Rille und selektives
Helitasten des Elektronenstrahls zur Belichtung des Photolacks in der Rille.
Der Modulator 80 liefert die Ablenk- und Austastsignale an das Rasterelektronenmikroskop, und sein
Betrieb wird für ein erstes Ausführungsbeispiel, die in F i g. 6A gezeigte AM-Trägermodulation, nachstehend
erläutert.
Die in Fig.6A gezeigten vertieften Flächen 43 einer
Videoplatte entsprechen hellgetasteten Auslenkungen des Strahls des Rasterelektronenmikroskops auf dem
positiven Photolack der Mutterplatte (Schicht 94 der in Fig.9F gezeigten Mutterplatte). Die Flächen 41
zwischen den vertieften streifenförmigen Flächen 43 entsprechen Auslenkungen des Elektronenstrahls des
Rasterelektronenmikroskops bei dunkelgetastetem Strahl. Wenn am Eingang der Vergleichs- und
Logikeinheit 81 des Modulators 80 kein Videosignal liegt, dann tastet der Logikteil der Einheit den
Elektronenstrahl des Rasterelektronenmikroskops während alternierender Abtastintervalle dunkel, um das
unmodulierte Trägersignal aufzuzeichnen, wie es im linken Teil 42 der Fig.6A gezeigt ist. Die belichteten
Flächen 43 seien beispielsweise negative Ausschläge eines Trägersignals, während die unbelichteten Flächen
41 positive Ausschläge des Trägersignals darstellen. Wenn das Videosignal von Null ansteigt, dann erfolgt
die Modulation der Informationsspur durch die Videoinformation dadurch, daß ein hellgetasteter Teil
der ansonsten dunkelgetasteten Intervalle (in der Zeichnung ungeradzahlig nummeriert) vergrößert wird,
während ein dunkelgetasteier Teil der dazwischenliegenden Intervalle (geradzahlig nummeriert) vergrößert
wird. Wenn der Einheit $1 ein Videosignal sich ändernder Amplitude zugeführt wird, dann vergleicht
der in der Einheit 81 enthaltene Vergleicher die Amplitude des Videosignals mit einem Referenzsignal
(welches aus dem Signal des Sägezahngenerators 82 und durch die Umkehrstufe 79 gewonnen wird), um auf der
Leitung 78 ein Austasisignal zu erzeugen, welches sich gemäß dem Videosignal ändert. In F i g. 6A zum Beispiel
wächst der hellgetastete Teil der ungeradzahlig nummerierten Ablenkintervaüe 45, 47 usw. (auf der
linken Seite des Abschnitts 44 der Signalspur 16) mit ansteigendem Videosignal, während der hellgetastete
Teil der geradzahlig nummerierten Abtastintervalle 46, 48 usw. mit ansteigendem Videosignal abnimmt. Das
Videosignal ist gleich für die Intervalle 45 und 46, bei 47 nimmt es ab, bleibt bei 48 gleich und steigt dann von 49
bis 51 an. Während des Zeitabschnitts 52 ist das Videosignal konstant. Die stark ausgezogenen Ränder
der dunkelgetasteten und hellgestasteten Modulationselemente heben in der Zeichnung die Wellenform des
Videosignals hervor. Bei der beschriebenen Modulationsart wird beim Vorhandensein eines Videosignals
ίο der Anteil eines jeden dunkelgetasteten und hellgetasteten
Abschnitts aufeinanderfolgender Ablenkintervalle des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikoroskops
zu einer Funktion des während der Abtastintervalle gerade vorhandenen Videosignalpegels. Die
Ablenkfrequenz muß genügend hoch gewählt werden, damit bei gegebener Videoschaltfrequenz die gewünschte
Auflösung erhalten wird. Eine in einem Ausführungsbeispiel verwendete Frequenz von 30 KHz
ergab etwa 600 Ablenkintervalle für jede Fernsehzeile beim Abspielen der Videoplatte mit 360 U/min, wenn
die Mutterplatte während der Aufzeichnung mit 0,9 U/min gedreht worden war. Bei einem System mit
AM-Trägermodulation sorgt die Vergleichs- und Logikeinheit 81 für das AM-Modulationsbild, welches eine im
wesentlichen konstante Auflagefläche für den Abtaster darstellt und gleichzeitig eine sich entsprechend dem
Videosignal ändernde Kapazität bewirkt.
Bei einem System mit Basisband-Modulation ist die Einheit 81 so modifiziert, daß der Elektronenstrahl des
Rasterelektronenmikroskops während jeder Auslenkung entsprechend dem Videosignalpegel hellgetastet
wird.
Bei der in F i g. 7 veranschaulichten FM-Modulation
kann der Modulator 80 so ausgestaltet werden, daß er an das Rasterelektronenmikroskop ein Tastsignal
liifert, welches Helltastintervalle gleichbleibender
Dauer hat, die sich mit dazwischenliegenden Austastintervallen abwechseln, deren Dauer sich entsprechend
den dem Modulator zugeführten Videosignalen ändert.
Wenn die Aufzeichnung beendet ist, wird die Mutterplatte aus der Vakuumkammer herausgenommen,
und der Photolack wird entwickelt, um die belichteten Flächen in den Rillen fortzuätzen.
Die im vorstehender abgegebenen Werte sind nur als typische Beispiele gedscht und können geändert
werden, um die Auf zeich nungszeit zu ändern oder um auf dem Photolack Moduiationssignale in verschiedenen
Intervallen herzustellen. Wenn man beispielsweise die
so Intensität des Elektronenstrahls verstärkt, kann man für
die gleichbleibende Belichtung des Photolacks die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers erhöhen. Um
den Abstand der Modulationselemente beizubehalten, muß dabei die Ablenkfrequenz des Elektronenstrahls
ebenfalls erhöht werden.
Nachdem der Aufzeichnungsvorgang beendet ist, schließt sich der siebte Schritt des in F i g. 9 veranschaulichten
Verfahrens an, der folgendermaßen vor sich geht:
7. Von der Mutterplatte aus Nickel (welche die belichtete und entwickelte Photolackschicht trägt)
wird eine Preßmatrize hergestellt, indem durch ein stromloses Verfahren eine Nickelschicht (95 in
b5 Fig. 9G) niedergeschlagen wird.
Die Preßmatrize wird dann fertiggestellt durch Aufgalvanisicren einer etwa 0,2 mm dicken Nickel-
schicht % auf den stromlos niedergeschlagenen Nickelüberzug. Die Preßmatrize aus Nickel wird dann
von der Mutterplatte aus Nickel an der in F i g. 9G mit C bezeichneten Stelle zwischen dem stromlos niedergeschlagenen
Nickelüberzug 95 und dem entwickelten Photolack 94 getrennt. Die Preßmatrize hat auf ihrer
Oberfläche einen Negativabdruck der Rillen einschließlich der darin befindlichen Modulationselemente und
kann zum Pressen von Platten aus Vinylkunststoff dienen, die dann wieder positive Rillen entsprechend
den gewünschten ursprünglichen Lackrillen tragen.
Die fertiggestellte Nickelmatrize 95, 96, kann zur Massenproduktion von Plattenkopien 97 (Fig.9H) aus
Vinylkunststoff dienen, wobei sich die herkömmlichen Plattenpreßanlagen aus der Schallplartenindustrie verwenden
lassen.
Die Vinylkunststoffplatte wird dann, wie in Fig.91
gezeigt, mit Metall 98 überzogen. Die metallisierte Oberfläche wird anschließend, wie in Fig.9J gezeigt,
mit einer dielektrischen Schicht 99 bedeckt. Diese letzten Verfahrensschritte können folgendermaßen
IO
ΙΊ durchgeführt werden: Zunächst wird die Vinylkunststoffplatte
vollständig gereinigt. Die in Fig.91 gezeigte
Metallisierung wird dann in einer Vakuumkammer vorgenommen, worin beispielsweise Aluminium in einer
Dicke von 500 Ä auf die Plattenoberfläche aufgedampft wird. Hierauf wird eine Schicht eines geeigneten
Dielektrikums wie beispielsweise Polystyrol durch Glimmentladung in einer Vakuumkammer bis auf eine
Dicke von etwa 500 Ä auf die metallisierte Oberfläche aufgebracht, womit die Platte fertig ist.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufzeichnungsverfahren wurde zur Belichtung des Photolacks auf der
Mutterplatte ein Rasterelektronenmikroskop benutzt. In manchen Fällen ist es jedoch auch möglich, den
Photolack zur Belichtung optisch abzutasten. Bei manchen Modulationsarten wie beispielsweise der
beschriebenen FM-Modulation ist es außerdem möglich, die Mutterplatte mechanisch mit einem Schneidstichel
zu schneiden, dessen Lage durch das Informationssignal moduliert wird.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
230 217:139
Claims (3)
1. Informationsspeicherplatte mit einer spiralförmigen Rille, die Oberflächenbereiche aufweist,
welche im Querschnitt auf einer vorgegebenen Kurve liegen, und in der Information in Form von
Tiefeiiänderungen aufgezeichnet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tiefenänderungen durch vertiefte Oberflächenbereiche gebildet sind,
die um einen vorgegebenen, gleichbleibenden Betrag bezüglich der Kurve vertieft sind.
2. Iriformationsspeicherplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefenänderungen in Rillenrichtung gesehen durch einander abwechselnde
erste und zweite Bereiche gebildet sind, in denen ein Teil des Rillenbodens bis zu einer
maximalen Tiefe vertieft ist, wobei der prozentuale Anteil der vertieften Teile in den jeweiligen ersten
Bereichen von der aufgezeichneten Information abhängt und der prozentuale Anteil der vertieften
Teile des Rillenbodens in den jeweiligen benachbarten zweiten Bereichen komplementär zu dem in den
ersten Bereichen ist, so daß der prozentuale Anteil der vertieften Fläche bei aufeinanderfolgenden
Paaren erster und zweiter Bereiche im wesentlichen konstant und unabhängig von der aufgezeichneten
Information ist.
3. Informationsspeicherplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Rillenrichtung
vertiefte Oberflächenbereiche mit Mittenabständen, die von der aufgezeichneten Information
abhängen, aufeinanderfolgen.
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