DE2345025B2 - Abtaststift fuer einen aufzeichnungstraeger mit rille - Google Patents

Description

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bewegung zwischen dem Speichermedium und einer trapezförmigen Spitze des Abtaststiftes befindet sich Abtastvorrichtung stattfindet, treten durch Zusam- eine entspiechend abgeschrägte Fläche. Die Vordermenwirken des Abtaststiftes mit dem Speicher- seite des Abtaststiftes hat also eine ähnliche Form medium Kapazitätsänderungen zwischen dem Abtast- wie das leitende Element 32, sie ist jedoch wegen stift und der leitenden Fläche des Speichermediums 5 der Abschrägung der Seitenflächen etwas kleiner,
entsprechend der aufgezeichneten Signalinformation Wenn die Bildplatte 10 rotiert, z. B. mit etwa auf. Der Abtaststift enthält ein Trägereiement mit 45Ö U/min, bewegt sich die spiralförmige Rille i4 einer unregelmäßig gefc;mten Oberfläche, auf der in Fig. 1 von links nach rechts, wie durch einen sich ein leitendes Element befindet. Das Träger- Pfeil angedeutet ist. Hierdurch entsteht eine Relativelement ist so geformt, daß sich ein Rand des leiten- io bewegung zwischen dem Abtaststift 16 und der BiIdden Elements bei der dielektrischen Schicht befindet, platte 10. Beim Abtasten der Rille 14 durch den wenn das Trägerelement in die Rille eines Aufzeich- Abtaststift 16 treten dann Kapazitätsänderungen auf nungsmediums eingreift. Grund der Signalelemente in der Rille zwischen dem

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Er- elektrisch leitenden Element 32 und der elektrisch

findung an Hand der Zeichnung näher erläutert; es 15 leitfähigen Schicht 18 auf. Diese Kapazitätsänderun-

zeigt gen werden elektrisch wahrgenommen und in der

F i g. 1 einen stark vergrößerten Längsschnitt eines oben beschriebenen Weise verarbeitet. Soweit beTeiles einer Rille eines Aufzeichnungsträgers und eine schrieben, entspricht der Abtaststift in seinem Aufperspektivische Teilansicht eines Abtaststiftes gemäß bau dem, der aus der DT-OS 22 13 920 bekannt ist. einem Ausführungsbeispiel dir Erfindung; in dem ao Es wurde nun festgestellt, daß die nutzbare Ledargestellten Teil sind Stücke weggebrochen, um die bensdauer des Abtaststiftes gemäß der Erfindung da-Konstruktion deutlich zu zeigen; und durch erheblich verlängert werden kann, daß man

F i g. 2 eine sehr stark vergrößerte Unteransicht eine unregelmäßige Rückseite 30 vorsieht, wie es eines Teiles des Abtaststifts gemäß F i g. 1 mit ge- stark übertrieben und schematisch in F i g. 2 dargestrichelt angedeuteter Aufzeichnungsträgerrille. as stellt ist, die einen Teil des Abtaststiftes von unten

In F i g. 1 ist ein Teil einer Bildplatte 10 mit einer zeigt. Die Unregelmäßigkeiten der Rückseite werden Rille 14 dargestellt. In die Rille 14 greift ein Abtast- durch longitudinale Unebenheiten oder Wellen gebilstift 16 ein, der die Rille ähnlich wie bei einem Plat- det, die sich über die Rückseite 30 erstrecken. Die tenspieler abtastet, wenn die Bildplatte in Drehung Wellen werden durch regellose Nuten oder Vertieversetzt wird. Die Bildplatte 10 ist nur zu einem klei- 30 fungen 34 gebildet, die im wesentlichen parallel zunen Teil und stark vergrößert dargestellt, im Prinzip einander und zu einer Längsachse 36 des Abtastsieht sie ähnlich aus wie eine Schallplatte mit einer Stiftes 16 verlaufen. In der Zeichnung sind die Verspiralförmigen Tonrille. Die Rille einer Bildplatte tiefungen 34 übertrieben groß und dadurch nicht im kann z. B. folgende Abmessungen haben: Rillenstei- gleichen Maßstab wie der Abtaststift dargestellt, gung: ca. 1600 Rillen pro cm; Rillenbreite: 6 μπι; 35 Wenn der Abtaststift 16 in die Rille 14 der Platte Gesamttiefe der Rille: 0,5 μΐη. Die Wände der Rille eingreift, verlaufen die Vertiefungen 34 im wesentsind stetig gekrümmt und die Spitze des Abtaststiftes liehen senkrecht zur Ebene der Platte und bilden 16 hat eine entsprechende Kontur. eine schlangenlinienförmige Kante (siehe F i g. 2), die

Die Bildplatte 10 enthält ein Substrat 17 aus einem an der Rille 14 der Platte angreift. Die Vertiefungen

thermoplastischen Material, wie Polyvinylchlorid. 40 34 können etwa 2000 A tief sein, und auf einen 5 μΐη

Das Substrat 17 wird mit der spiralförmigen Rille breiten Teil der Spitze des Abtaststiftes, der sich in

gepreßt, die gemometrische Änderungen oder Signal- direktem Eingriff mit der Nut 14 der Platte befindet,

elemente enthält. Die gemometrischen oder Formände- können im Mittel etwa 5 Vertiefungen 34 fallen. Das

rangen am Boden der Rille 14 bestehen aus quer leitende Element 32 aus Tantal ist etwa 200 A dick,

zur Achse der Rille verlaufenden Gräben oder Nu- 45 es bedeckt die ganze Rückseite 30 des Abtaststiftes

ten, die eine mittlere Tiefe von 0,1 μΐη, eine in Rieh- 16 und ist so dünn, daß es dem wellenförmigen Ver-

tung der Achse der Rille gerechnete Breite von lauf der Vertiefungen 34 folgt und in seiner Rück-

0,5 μιη und Abstände oder erhöhte Bereiche zwi- seite entsprechende Wellungen oder Vertiefungen 37

sehen benachbarten Elementen von 0,5 μιη haben. aufweist, die ebenfalls eine schlangenlinienförmige

Auf die Oberfläche des gepreßten Substrats 17 ist 50 Kante (siehe F i g. 2) bilden, die an der Rille 14 der

eine elektrisch leitende Schicht 18, z. B. eine 700 A Platte angreift.

dicke Schicht aus Aluminium oder Gold im Vakuum Der beschriebene Abtaststift läßt sich auf folgende

aufgedampft. Auf der aus Metall bestehenden Schicht Weise herstellen: Eine Saphirscheibe mit einer glat-

18 befindet sich eine dielektrische Schicht 20, z. B. ten Fläche, deren Durchmesser etwa 25 mm beträgt

eine 500 A dicke Polystyrolschicht. 55 und mit einer Dicke von etwa 0,1 mm wird mit Kleb-

Der Abtaststift 16 enthält ein Trägerelement oder wachs auf einer Trägerplatte befestigt. Die frei Heeinen Körper 22 aus Saphir mit einer abgeschrägten gende glatte Oberfläche der Scheibe wird dann auf Kante 26, die nach unten zu einer zweiten abge- einer Läppbank mit Diamantpulver geschliffen. Das schrägten Kante 28 führt. Auf einer Rückseite 30 Schleifen erfolgt dadurch, daß man die frei liegende des aus Saphir bestehenden Körpers 22 befindet sich 60 glatte Scheibenfläche mit einer linearen, hin- und ein schichtförmiges, elektrisch leitendes Element 32, hergehenden Bewegung, deren Hub etwa 15 cm bedas eine Elektrode zur Abnahme der Kapazitäts- trägt, mit Diamantpulver reibt, dessen mittlere Teiländerungen bildet. Zwischen der Vorderfläche 24 chengröße 9 μιη beträgt. Das scharfkantige Diamant- und der Rückseite 30 befindet sich eine Fläche 35, pulver erzeugt in der Scheibenoberfläche parallele, die in Richtung auf die Vorderfläche 24 nach innen 65 aber sonst unregelmäßige Kratzer oder Rillen. Die abgeschrägt ist, damit der Abtaststift eine gewisse Rillen haben eine mittlere Tiefe von etwa 2000 A Bewegungsfreiheit in der Rille 14 der Bildplatte hat. und einen mittleren Abstand von etwa 10 000 A. Es Auf der entgegengesetzten Seite der im wesentlichen ist ersichtlich, daß die Tiefe der Nuten oder Rillen

weniger als die Hälfte der Wellenlänge der aufgezeichneten Signalelemente in der Bildplatte 10 beträgt. Auf die verkratzte oder gerillte Scheibenfläche wird dann im Vakuum eine etwa 200 A dicke Tantalschicht durch Zerstäuben (Kathodenzerstäubern) aufgebracht. Die Saphirscheibe wird dann mit einer Diamantsäge in rechteckige Plättchen mit Abmessungen von etwa 1,5 χ 0,6 mm so zugeschnitten, daß die Kratzer oder Rillen parallel zur langen Seite verlaufen. Die zugeschnittenen Plättchen werden dann durch grobes Läppen etwa in die Form des in F i g. 1 dargestellten Abtaststiftes gebracht und dann in einer der Plattenrille entsprechenden Rille mit feinem Diamantstaub fein geläppt, bis die Spitze des Abtaststiftes im wesentlichen die Form der Rille 14 hat.

Es wurde experimentell festgestellt, daß die Abtaststifte gemäß der Erfindung eine wesentlich größere nutzbare Lebensdauer haben als die in bekannter Weise hergestellten Abtaststifte. Vermutlich ist die Erhöhung der Lebensdauer mindetens zum Teil darauf zurückzuführen, daß in der Nähe der dielektrischen Schicht 20 der Platte für eine längere Zeitdauer eine größere Menge leitenden Materials erhalten bleibt. Bei den in bekannter Weise hergestellten Abtaststiften mit einer etwa 4000 A dicken Tantalschicht zeigte sich nach etwa 20 Betriebsstunden ein Verschleiß in Form einer Erosion des hinteren Randes des leitenden Tantalelements 32 bei der isolierenden Schicht. Genauer gesagt, greift zwar noch der vordere Rand des leitenden Elements 32, also das Tantal an der Verbindung mit dem Trägerelement 22 aus Saphir bei der isolierenden Schicht 20 an dieser an, die Tantalschicht weicht jedoch dann bis zu ihrem hinteren Rand von der Platte weg nach oben zurück. Am hinteren Rand hat das leitende Element 32 dann von der dielektrischen Schicht 20 einen Abstand von etwa 2800 A.

Vermutlich hat die beschriebene Erosion der bekannten Abtaststifte ihre Ursache darin, daß die Spitze des Abtaststiftes in die dielektrische Schicht 20 aus Plastik oder Polystyrol einsinkt. Wenn sich im Betrieb die Rille 14 der Platte bezüglich des Abtaststiftes 16 bewegt, fließt der Polystyrolkunststoff an der hinteren Kante des leitenden Elements 32 hoch und um diese herum, wobei dann die hintere Kante erodiert. Wenn der Abtaststift einmal verschlissen ist und das leitfähige Element 32 sich nicht langer in unmittelbarer Nachbarschaft der dielektrischen Schicht 20 befindet, verschlechtert sich die Hochfrequenzansprache des Abtaststiftes, da die Elektrode weiter von der Plattenoberfläche entfernt ist und die wahrgenommenen Kapazitätsänderungen dadurch kleiner werden. Außerdem beginnt die Kapazität anderer benachbarter Signalelemente die Arbeitsweise des Abtaststiftes zu beeinflussen.

Bei den Abtaststiften gemäß der Erfindung ändert die unregelmäßige Rückseite des Abtaststiftes anscheinend das Fließverhalten der dielektrischen Schicht 20 aus dem plastischen Polystyrol, während

ao dieses an der Rückkante des leitenden Elements 32 hoch und um diese herum fließt, so daß das Tantal nicht erodiert. Es wird ferner vermutet, daß das dünnere leitfähige Element 32 zur Folge hat, daß die Haftung des Tantals am Trägerelement aus Saphir

die Zugfestigkeit des Tantals übersteigt. Das Fließen der dielektrischen Schicht aus Polystyrol oder Plastik kann daher nur das Abtragen von kleinsten Tantalteilchen und nicht von Flocken oder Streifen bewirken. Der schlangenförmige hintere Rand des Trägerelements oder Körper 22 aus Saphir schützt anscheinend auch die Teile des weicheren leitfähigen Elements 32, die sich in den Vertiefungen befinden, da es dort das weichere Material auf drei Seiten umgibt. Es wurde experimentell festgestellt, daß ein Abtaststift gemäß der Erfindung eine nutzbare Lebensdauer von etwa 100 Stunden bei einer Abtastkraft von 0,07 g und einer Plattendrehzahl von 450 U/min hat, das Trägerelement 22 aus Saphir ist dann so weit verschlissen, daß der Abtaststift der Rille 14 der Platte nicht länger zu folgen vermag.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

1 2 scMangenlüiienfönnigen Kante kleiner als die Patentansprüche- halbe Weflenlänge der auf dem Aufzeichnungs- Fatentansprucne. ^„^ aufgezeichneten Information ist.

1. Abtaststift zum Abtasten einer Rille in 5

einem Aufzeichnungsträger mit einer elektrisch —■

leitenden Fläche und einer auf dieser angeordneten dielektrischen Schicht, wobei im Verlaufe

einer Bewegung des Abtaststifts relativ zum Auf- Die vorliegende Erfindung betrifft Abtaststifte für zeichnungsträger Änderungen der Kapazität zwi- io Infonnationswiedergabegeräte, insbesondere einen sehen dem Abtaststift und der leitenden Fläche Abtaststift zum Abtasten einer Rille in einem Aufdes Aufzeichnungsträgers auftreten, dadurch zeichnungsträgr, insbesondere einer Bildplatte,
gekennzeichnet, daß der Abtaststift (16) Es sind Bildspeichergeräte bekannt, die mit einem ein Trägerelement (22) mit unregelmäßiger Ober- plattenförmigen Aufzeichnungsträger arbeiten, auf fläche (30) und ein auf dieser angeordnetes leit- 15 dem die Bildinformation in Form von Kapazitätsfähiges Element (32) enthält und daß das Trä— änderungen aufgezeichnet ist. Bei einer bekannten gerelement so geformt ist, daß sich bei seinem Bildplatte ändert sich die Form des Bodens einer an Eingriff in die Rille des Aufzeichnungsträgers der Oberfläche der Platte angeordneten spiralförmieine Kante des leitenden Elements bei der di- gen Rille. Die Oberfläche der Platte enthält ein elekelektrischen Schicht (20) befindet. so trisch leitendes Material, das mit einer dünnen

2. Abtaststift nach Anspruch 1, dadurch ge- Schicht aus einem dielektrischen Material überzogen kennzeichnet, daß die unregelmäßige Fläche (30) ist. Die Wiedergabe erfolgt mittels eines Abtaststiftes, durch Riefen oder Rillen gebildet wird. welcher eine leitende Fläche aufweist, die mit dem

3. Abtaststift nach Anspruch 2, dadurch ge- leitenden Material und der dielektrischen Schicht der kennzeichnet, daß die Rillen (34) im wesent- as Platte eine Kapazität bildet. Solche Einrichtungen liehen parallel zueinander verlaufen. sind z.B. in den DT-OS 2213 918 und 2213 920

4. Abtaststift nach Anspruch 3 mit einer beschrieben.

Längsachse, die im Betrieb im wesentlichen senk- Bei Einrichtungen dieses Typs treten zwischen

recht zur Rille des Aufzeichnungsträgers verläuft, dem die Rille einer Platte abtastenden Abtaststift

dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen RiI- 30 und der sich drehenden Platte Kapazitätsänderungen

len (34) im wesentlichen parallel zur Längsachse infolge der sich ändernden Geometrie des Bodens

des Abtaststiftes verlaufen. der spiralförmigen Rille auf. Die Kapazitätsänderun-

5. Abtaststift nach Anspruch 3 oder 4, da- gen beeinflussen die Resonanzfrequenz eines angedurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abstand koppelten Schwingkreises, der durch einen Festzwischen benachbarten Rillen unregelmäßig ist. 35 frequenzoszillator erregt wird. Da also an dem

6. Abtaststift nach einem der vorhergehenden Schwingkreis, dessen Resonanzfrequenz sich wegen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das der Kapazitätsschwankungen bei der Abtastung der leitfähige Element (32) so dünn ist, daß die Ober- Platte ändert, ein Signal fester Frequenz liegt, ändert fläche des leitenden Elements, die dem Träger- sich die am Schwingkreis auftretende Amplitude des element (22) abgewandt ist, dem Verlauf der un- 40 erregenden Signals in Abhängigkeit von der aufgeregelmäßigen Fläche (30) des Trägerelements zeichneten und kapazitiv abgetasteten Information. (22) folgt. Man erhält auf diese Weise also Ausgangssignale,

7. Abtaststift nach einem der vorhergehenden deren Amplitude sich in Abhängigkeit von der aufAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die un- gezeichneten Information ändert.

regelmäßige Fläche (30) durch eine Vielzahl von 45 Der Abtaststift, der in der DT-OS 22 13 920 beVertiefungen gebildet wird, die. auf dem Träger- schrieben ist, enthält ein Trägerelement aus einem element (22) so angeordnet sind, daß sie an dem harten Werkstoff, wie Saphir oder Diamant. Das in die Rille (14) des Aufzeichnungsträgers (10) Trägerelement entspricht in seiner Form im wesenteingreifenden, geformten Teil des Trägerelements liehen der der Rille der Platte und es trägt ein elek-(22) enden. 50 trisch leitendes Element. Bei einer Ausführungsform

8. Abtaststift nach Anspruch 2, dadurch ge- des bekannten Abtaststiftes ist das leitende Element kennzeichnet, daß die Vertiefungen etwa 2000 A auf einer ebenen Oberfläche des Trägerelements antief sind, geordnet und es kommt in Berührung mit der di-

9. Abtaststift nach Anspruch 8, dadurch ge- elektrischen Schicht auf der scheibenförmigen Platte, kennzeichnet, daß die leitfähige Fläche etwa 55 Abtaststifte dieser Art haben sich zwar sehr gut be-200 A dick ist. währt und liefern ausgezeichnete Ergebnisse, es ist

10. Abtaststift nach einem der vorhergehenden jedoch wünschenswert, die nutzbare Lebensdauer Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auf des Abtaststiftes durch Verbesserung seiner Verdem Trägerelement (22) angeordnete leitfähige Schleißeigenschaften zu verlängern.

Element (32) eine schlangenlinienförmige Kante 60 Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 hat und daß das Trägerelement so geformt ist, gekennzeichnete Erfindung gelöst,
daß die schlangenlinienförmige Kante des leit- Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfinfähigen Elements sich bei der dielektrischen dung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Schicht (20) befindet, wenn der Abtaststift in Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindie Rille (14) des Aufzeichnungsträgers (10) ein- 65 dung stellt einen Abtaststift dar, der sich zum Abgreift, tasten einer Rille in einem Speichermedium eignet,

11. Abtaststift nach Anspruch 10, dadurch ge- das eine leitende Fläche aufweist, auf der sich ein kennzeichnet, daß die Tiefe der Wellen der dielektrischer Überzug befindet. Wenn eine Relativ-