DE2462835C2 - Device for storing information on a storage element - Google Patents

Device for storing information on a storage element

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DE2462835C2
DE2462835C2 DE2462835A DE2462835A DE2462835C2 DE 2462835 C2 DE2462835 C2 DE 2462835C2 DE 2462835 A DE2462835 A DE 2462835A DE 2462835 A DE2462835 A DE 2462835A DE 2462835 C2 DE2462835 C2 DE 2462835C2
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storage element
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John Seymour Altadena Calif. Winslow
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Discovision Associates Costa Mesa Calif
Discovision Associates
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Description

4040

Durch die Zeitschrift »Internationale elektronische Rundschau« 1972, Nr. 10, Seiten 243 und 244 ist eine optische Anordnung mit einem Laserlichtstrahl, der mit Hilfe eines Abtastsystems exakt auf der Aufzeichnungsspur gehalten wird, bekannt Bei diesem Aufbau befinden sich die einzelnen, die Lichtquelle und den Photodetektor umfassenden Elemente des optischen Systems auf einer beweglichen Halterung, die während des Abspielvorgangs in ihrer Gesamtheit in radialer Richtung parallel zum Speicherelement verschoben wird. Da die zu verschiebenden Massen verhältnismäßig groß sind, ist eine Feinsteuerung der Verschiebung sehr schwielig. Ferner werden aufwendige Maßnahmen benötigt, um die für die Regelung der Führung des Lichtpunktes aus dem fotoelektronischen Abtastsystem herausgeleiteten und dem Fotodetektor zugeführten . „ . . . , . , , v Signalen wieder zum Lenkspiegel zur Regelung desAn optical arrangement with a laser light beam, which is kept exactly on the recording track with the help of a scanning system, is known from the magazine "Internationale Elektronische Rundschau" 1972, No. 10, pages 243 and 244 the photodetector comprising elements of the optical system on a movable holder which is displaced in its entirety in the radial direction parallel to the storage element during the playback process. Since the masses to be displaced are relatively large, fine control of the displacement is very callous. In addition, complex measures are required in order to control the guidance of the light point from the photoelectronic scanning system and to feed it to the photodetector. ". . . ,. ,, v signals back to the steering mirror to control the

daß eine Antriebsvorrichtung (26) den Schlitten 45 Lichtpunktes zurückzuleiten, wenn die gesamte Regeleinrichtung nicht auf dem Schlitten mit angebracht ist. Demgegenüber wird in der Zeitschrift »Angewandte Wissenschaft«, Robert Bosch GmbH, 1969, Seiten 6 und 7, ein Versuchsaufbau zur Datenaufzeichnung mit einem 50 Laser beschrieben, der bereits einen verschiebbaren Schlitten zusammen mit einer stationären Laserstrahlquelle verwendet. Da bei dieser Lösung das Speicherelement durchleuchtet wird, ist es unumgänglich, daß der Schlitten ebenfalls eine verhältnismäßig große Masse 55 hat, da optische Elemente auf beiden Seiten des Speicherelementes angebracht sein müssen und somit dieselben Schwierigkeiten entstehen, wie sie vorausstehend bereits erwähnt wurden. Ferner ist nur eine einmalige Umlenkung des: Strahlenganges zwischen 60 dem Laser und dem Speicherelement vorgesehen, so daß auch deshalb ein kompakter Aufbau nur sehr schwer möglich ist. Die bekannte Lösung gibt auch keinerlei Hinweise, wie die optische Anordnung auszubilden wäre, wenn ein Lese- und ein Schreiblaserthat a drive device (26) to guide the carriage 45 light point back when the entire control device is not attached to the slide. In contrast, the journal »Angewandte Science «, Robert Bosch GmbH, 1969, pages 6 and 7, an experimental setup for data recording with a 50 laser described, which already has a sliding carriage together with a stationary laser beam source used. Since the storage element is x-rayed in this solution, it is essential that the Slide also has a relatively large mass 55, since optical elements on both sides of the Storage element must be attached and thus the same difficulties arise as above have already been mentioned. Furthermore, there is only a one-time deflection of the: beam path between 60 the laser and the memory element are provided, so that a compact structure is therefore only very is difficult to do. The known solution also does not give any indications as to the optical arrangement would be trained if a read and a write laser

dadurch gekennzeichnet,characterized,

(28) in radialer Richtung relativ zu dem als drehbare Platte (18) ausgebildeten Speicherelement parallel zu dem zwischen der Zerstreuungslinse (46) und dem Lenkspiegel (50) verlaufenden Lichtweg verschiebt; und daß der Lenkspiegel (50) zwischen der Zerstreuungslinse (46) und der Objektivlinse (14) angeordnet ist.(28) in the radial direction relative to the storage element designed as a rotatable plate (18) moves parallel to the light path running between the diverging lens (46) and the steering mirror (50); and that the steering mirror (50) is between the diverging lens (46) and the objective lens (14) is arranged.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung von Informationen auf einem Speicherelement, das eine auf Licht ansprechende Beschichtung hat, mitThe invention relates to a device for storing information on a storage element which has a photoresponsive coating, with

einer Laserlichtquelle, welche einen Lichtstrahl mit einer ausreichenden Intensität hat, um die zua laser light source, which has a light beam with sufficient intensity to the

speicherende Information repräsentierende Mar- storing information representing mar-

kierungen durch Änderung der Beschichtung zu 65 Verwendung finden sollen,markings are to be used by changing the coating to 65,

erhalten; Weiter sind alternative Verfahren für Aufzeichnun-obtain; There are also alternative methods of recording

einer Vorrichtung, um das Speicherelement relativ gen mit hoher Dichte entwickelt worden welchean apparatus has been developed to keep the memory element relatively high density

zum Lichtstrahl zu bewegen; entweder auf dem Entfernen von Material oderto move to the beam of light; either on removing material or

Verdampfen des Materials durch Beaufschlagung mit einem Laserstrahl beruhen. In einem Artikel in dem »Bell Systems Technical Journal«, Juli-August 1971, Seiten 1783 bis 1788, wird eine Aufzeichnungstechnik Für eine Videoinformation beschrieben, bei welcher das Speicherelement gegenüber einem feststehenden optischen Aufzeichnungssystem verschoben wird.Evaporation of the material based on exposure to a laser beam. In an article in the Bell Systems Technical Journal, July-August 1971, pages 1783-1788, becomes a recording technique Described for a video information, in which the storage element compared to a fixed optical Recording system is moved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Speicherung von Informationen zu schaffen, mit welcher die während der Informationsaufzeichnung zu verschiebenden Massen möglichst gering gehalten werden können, und welche einen flachen Aufbau des oberhalb des Speicherelements befindlichen Lichtweges und somit einen dichtgepackten räumlichen Aufbau möglich machen.The invention is based on the object of a device for storing information create with which the masses to be shifted during the information recording are as small as possible can be held, and which has a flat structure of the one located above the storage element Light path and thus make a densely packed spatial structure possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,According to the invention, this object is achieved by

— daß eine Antriebsvorrichtung den Schlitten in radialer Richtung relativ zu dem als drehbare Platte ausgebildeten Speicherelement parallel zu dem zwischen der Zerstreuungslinse und dem Lenkspiegel verlaufenden Lichtweg verschiebt;- That a drive device moves the carriage in the radial direction relative to the rotatable plate formed memory element parallel to that between the diverging lens and the steering mirror moving light path;

— und daß der Lenkspiegel zwischen der Zerstreuungslinse und der Objektivlinse angeordnet ist.- and that the steering mirror between the diverging lens and the objective lens is arranged.

2525th

Durch die Maßnahmen der Erfindung läßt sich in vorteilhafter Weise infolge der zweimaligen Umlenkung des Strahlengangs zwischen dem Laser und dem Speicherelement ein sehr kompakter Aufbau mit äußerst geringer Bauhöhe ermöglichen. Da die auf dem Schlitten zu verschiebenden Massen sehr klein gehalten werden können, ist eine genaue Justierung des Laserstrahls auf die Aufzeichnungsspur während der Abtastung möglich. Dieselben Vorteile ergeben sich auch für den Fall, daß das optische System mit einem Lese- und einem Schreib-Laser arbeitet.The measures of the invention can be advantageously due to the double deflection of the beam path between the laser and the storage element has a very compact structure allow extremely low overall height. Because the masses to be moved on the slide are kept very small is a precise adjustment of the laser beam to the recording track during the Scanning possible. The same advantages also result in the event that the optical system with a Read and a write laser works.

Die Erfindung wird anhand eines auf die Zeichnung bezugnehmenden Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with the aid of an exemplary embodiment referring to the drawing. It shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche darüber hinaus auch eine Schreibeinrichtung umfaßt;F i g. 1 is a schematic representation of the device according to the invention, which also includes a Writing means comprises;

F i g. 2 eine Ansicht des optischen Weges durch die Objektivlinse wie in F i g. 1;F i g. Figure 2 is a view of the optical path through the objective lens as in Figure 2. 1;

Fig.3 eine schematische Darstellung des relativen Abstandes zwischen einem Auftreffpunkt des Schreibstrah's und des lesenden Strahls;3 shows a schematic representation of the relative distance between a point of impact of the writing beam and the reading beam;

F i g. 4 ein Schaltbild eines Stabilisierkreises für eine Pockels-Zelle.F i g. 4 is a circuit diagram of a stabilizing circuit for a Pockels cell.

Entsprechend F i g. 1 enthält eine Schreibeinrichtung 10 einen Schreibkopf 12, welcher in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel seinerseits aus einer an einem Luftlager-Tragteil 16 angebrachten trockenen Mikroskop-Objektivlinse 14 besteht. Eine 40X-Linse hat sich als zufriedenstellend erwiesen. Eine Platte 18 ist besonders vorbereitet und kann entsprechend bekannter Technik aufgebaut sein, bei welcher ein Substrat mit einem sehr dünnen Film eines Metalls mit einem vernünftig niedrigen Schmelzpunkt und einer hohen Oberflächenspannung überzogen ist.According to FIG. 1, a writing device 10 includes a writing head 12, which in the preferred Embodiment itself consists of a dry microscope objective lens attached to an air bearing support part 16 14 exists. A 40X lens has been found to be satisfactory. A plate 18 is specially prepared and can be constructed according to known technology, in which a substrate with a very thin film of a metal with a reasonably low melting point and a high one Surface tension is covered.

Ein Kristalloszillator 20 steuert die Antriebselemente. Die Platte 18 wird durch ein erstes drehendes Antriebselement 22 gedreht, welches mit einer Spindel 24 verbunden ist. Ein zweites verschiebendes Antriebselement 26 steuert die Position des Schreibkopfes 12. A crystal oscillator 20 controls the drive elements. The plate 18 is rotated by a first rotating drive element 22 which is connected to a spindle 24. A second shifting drive element 26 controls the position of the writing head 12.

Ein verschiebender Schlitten 28, welcher von dem verschiebenden Antriebselement 26 über eine Führungsschraube mit sich darauf bewegender Mutter angetrieben wird, bewegt den Schreibkopf 12 in radialer Richtung relativ zu der sich drehender. Platte 18. Der Schlitten 28 ist mit geeigneten Spiegeln und Linsen versehen, so daß die übrigen Teile der für die Schreibeinrichtung erforderlichen optischen und elektronischen Einrichtungen permanent angebracht sein können.A sliding carriage 28, which is driven by the sliding drive element 26 via a guide screw is driven with the nut moving thereon, moves the write head 12 in a radial direction Direction relative to the rotating. Plate 18. The carriage 28 is fitted with suitable mirrors and lenses provided, so that the remaining parts of the optical and electronic required for the writing device Facilities can be permanently attached.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Strahl eines polarisierten Schreiblasers 30, welcher ein Argon-Ionenlaser ist, durch eine Pockels-Zelle 32 geführt welche ihrerseits von einer Pockels-Zellensteuerung 34 getrieben wird. Ein FM-Modulator 36 nimmt das aufzuzeichnende Videosignal auf und führt der Pockels-Zellensteuerung 34 entsprechende Steuersignale zu.In the preferred embodiment of the invention, the beam is a polarized writing laser 30, which is an argon ion laser, guided through a Pockels cell 32, which in turn is controlled by a Pockels cell controller 34 is driven. An FM modulator 36 picks up the video signal to be recorded and feeds the Pockels cell controller 34 accordingly Control signals too.

Wie anschließend beschrieben wird, hat das eintretende Videosignal einen solchen Charakter, daß es an einem Fernsehmonitor darstellbar ist Entsprechend besteht es aus einer sich mit dem Zeitsignal ändernden Spannung. Der FM-Modulator 36 weist einen üblichen Aufbau auf, und wandelt die sich mit dem Zeitsignal ändernde Spannung in ein frequenzmoduliertes Signal um, dessen Informationsinhalt als Trägerfrequenz vorliegt, die zeitabhängige Änderungen aufweist die den genannten zeitabhängigen Spannungsänderungen entsprechen.As will be described below, the occurring Video signal of such a character that it can be displayed on a television monitor it consists of a voltage that changes with the time signal. The FM modulator 36 has a conventional one Structure and converts the voltage, which changes with the time signal, into a frequency-modulated signal um, the information content of which is available as a carrier frequency that has time-dependent changes correspond to the time-dependent voltage changes mentioned.

Wie bekannt, spricht die Pockels-Zelle 32 auf angelegte Signalspannungen durch Drehen der Polarisationsebene des Lichtstrahls an Da ein linearer Polarisator Licht nur in einer vorbestimmten Polarisationsebene durchläßt, ist in dem Schreibstrahlweg ein Polarisator, wie ein Glan-Prisma 38 in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, um einen modulierten Schreibstrahl 40 zu erhalten.As is known, the Pockels cell 32 responds to applied signal voltages by rotating the plane of polarization of the light beam at As a linear polarizer light only in a predetermined plane of polarization passes through, there is a polarizer in the write beam path, such as a Glan prism 38 in the preferred Embodiment provided in order to obtain a modulated write beam 40.

Der aus der Kombination Pockels-Zelle 32 und Glan-Prisma 38 austretende modulierte Schreibstrahl 40 wird einem ersten Spiegel 42 zugeführt welcher den Schreibstrahl 40 auf den sich verschiebenden Schlitten 28 richtet. Der erste Spiegel 42 Überträge einen Teil des Schreibstrahls 40 zu einem Stabilisierkreis 44 für die Pockels-Zelle, welcher auf die mittlere Intensität des Schreibstrahls anspricht, um den Energiepegel des Strahles zu halten.The modulated write beam 40 emerging from the combination of Pockels cell 32 and Glan prism 38 is fed to a first mirror 42 which directs the write beam 40 onto the moving carriage 28 sets up. The first mirror 42 transmits part of the write beam 40 to a stabilizing circuit 44 for the Pockels cell, which is responsive to the mean intensity of the write beam, to determine the energy level of the To keep the beam.

Eine Linse 46 ist in den Weg des Schreibstrahls 40 eingeführt, um den im wesentlichen parallelen Strahl zu divergieren, so daß er sich ausbreitet und die Eingangsöffnung der Objektivlinse 14 für eine optimale Auflösung füllt. Ein halbdurchlässiger Spiegel 48 ist in den Weg eingefügt, über welchen im wesentlichen der gesamte Schreibstrahl 40 zu einem zweiten Spiegel, einem Lenkspiegel 50, übertragen wird. Ein Spiegel, wie er beispielsweise in der DE-OS 23 53 127 und DE-OS 23 61650 gezeigt ist, kann mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden.A lens 46 is inserted in the path of the write beam 40 to guide the substantially parallel beam diverge so that it spreads and the entrance opening of the objective lens 14 for optimal Resolution fills. A semi-transparent mirror 48 is inserted in the path through which essentially the entire write beam 40 is transmitted to a second mirror, a steering mirror 50. A mirror like he is shown for example in DE-OS 23 53 127 and DE-OS 23 61650, can with the present Invention can be used.

Der Lenkspiegel 50 richtet dann den Strahl auf die Objektivlinse 14 und vermag den Auftreffpunkt des Schreibstrahles 40 auf die Oberfläche der Platte 18 zu verschieben.The steering mirror 50 then directs the beam onto the objective lens 14 and is capable of the point of impact To move the write beam 40 onto the surface of the plate 18.

In dem metallischen Überzug wird durch den Schreibstrahl eine Reihe von Löchern gebildet. Für jeden Zyklus des FM-modulierten Signals, das durch den modulierten Schreibstrahl 40 dargestellt wird, wird ein Loch erzeugt. Da der modulierte Schreibstrahl dem Ausgangssignal des FM-Modulators 36 folgt, so folgen die im Überzug gebildeten Löcher ebenfalls dem Ausgangssignal des FM-Modulators. Da der Informationsinhalt im Ausgangssignal des FM-Modulators 36 als zeitabhängige Frequenzänderungen einer Trägerfre-A series of holes is formed in the metallic coating by the writing beam. For each cycle of the FM modulated signal transmitted by the modulated write beam 40 is shown, a hole is generated. Since the modulated write beam corresponds to the Output signal of the FM modulator 36 follows, so the holes formed in the coating also follow Output signal of the FM modulator. Since the information content in the output signal of the FM modulator 36 as time-dependent frequency changes of a carrier frequency

• quenz vorliegt und da die Folge der Löcher und lochfreien Bereiche die gespeicherte Information darstellt, und ferner die Videoplatte 18 mit gleichförmiger Geschwindigkeit umläuft, so enthält die aus den Löchern und lochfreien Bereichen bestehende Folge offensichtlich die gespeicherte Videoinformation, indem die erzeugten Löcher enger oder weiter auseinanderliegen und die Länge der Löcher zunimmt oder sich verringert, wenn der Schreibstrahl 40 sich unter der Steuerung des FM-moduIierten Ausgangssignals aus dem Flta-Modulator 36 verändert.• sequence is present and since the sequence of holes and hole-free areas the stored information represents, and also revolves the video disk 18 at a uniform speed, the from the Holes and hole-free areas obviously result in the stored video information by the holes created are closer or farther apart and the length of the holes increases or becomes larger decreases when the write beam 40 turns out under the control of the FM modulated output signal the Flta modulator 36 changed.

Die Objektivlinse 14 und das zugehörige Tragteil 16 des Luftlagers ruhen effektiv auf einem Luftkissen mit im wesentlichen festem Abstand von der Oberfläche der Platte 18. Dieser Abstand ist bestimmt durch die Geometrie des Luftlagers, insbesondere durch das Tragteil 16, die Lineargeschwindigkeit der Platte 18 und die Kraft, welche zum Drücken des Schreibkopfes gegen die Platte 18 Verwendung findet. Der feste Abstand ist erforderlich, da die Brennweitentoleranz einer Linse, welche einen Punkt von 1 μπι aufzulösen vermag, ebenfalls in der Größenordnung von 1 μπι ist.The objective lens 14 and the associated support part 16 of the air bearing effectively rest on an air cushion substantially fixed distance from the surface of the plate 18. This distance is determined by the Geometry of the air bearing, in particular by the support part 16, the linear speed of the plate 18 and the force which is used to press the writing head against the plate 18. The firm one Distance is necessary because the focal length tolerance of a lens which dissolve a point of 1 μπι able, also in the order of 1 μπι is.

Ein zweiter Laser 52 relativ geringer Leistung erzeugt einen überwachenden Strahl 54. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Laser 52 ein Helium-Neon-Laser, welcher es ermöglicht, den lesenden Strahl 54 von dem Schreibstrahl 40 durch die Wellenlänge zu unterscheiden. Ein würfelförmiger polarisierender Strahlteiler 56 überträgt den lesenden Strahl 54 zu einem Spiegel 58, welcher den Strahl 54 durch eine zweite divergierende Linse 60 führt, die ihrerseits den lesenden Strahl 54 so verbreitert, daß er die Eingangsöffnung der Objektivlinse 14 füllt.A second laser 52 of relatively low power creates a monitoring beam 54. In the preferred Embodiment, the laser 52 is a helium-neon laser, which enables the reading beam 54 from to distinguish the write beam 40 by the wavelength. A cube-shaped polarizing one Beam splitter 56 transmits the reading beam 54 to a mirror 58, which the beam 54 through a second diverging lens 60 leads, which in turn widens the reading beam 54 so that he the Entrance opening of the objective lens 14 fills.

Eine Lambdaviertelplatte 62 ist in dem optischen Weg angeordnet und verhindert in Verbindung mit dem in einer Ebene polarisierenden Strahlteiler 56 ein Wiedereintreten des von der Piatte 18 reflektierten Lichtes in den Laser 52, wodurch dessen Schwingungsweise gestört würde. Die Lambdaviertelplatte 62 dreht die Polarisationsebene des Strahles um 45° bei jedem Durchgang, so daß der reflektierte Strahl um 90° in bezug auf den polarisierten Strahlteiler 56 gedreht und daher von diesem nicht durchgelassen wird.A quarter wave plate 62 is located in the optical path and prevents in conjunction with the In a plane polarizing beam splitter 56 a re-entry of the reflected from the plate 18 Light in the laser 52, whereby its oscillation would be disturbed. The quarter wave plate 62 rotates the plane of polarization of the beam by 45 ° on each pass, so that the reflected beam by 90 ° in is rotated with respect to the polarized beam splitter 56 and is therefore not transmitted by this.

Ein zweiter Spiegel 64 im Weg des lesenden Strahles richtet den Strahl auf den halbdurchlässigen Spiegel 48 und kann in bestimmten Grenzen eingestellt werden, so daß die Wege des lesenden Strahles und des Schreibstrahles im wesentlichen gleich sind, rrit der Ausnahme, daß der »Punkt«, des lesenden Strahles auf die Platte 18 unterhalb des Punktes des Schreibstrahles so auftrifft, wie es im folgenden näher erläutert werden wird.A second mirror 64 in the path of the reading beam directs the beam onto the semi-transparent mirror 48 and can be set within certain limits so that the paths of the reading beam and the Writing beam are essentially the same, rrit the Exception that the "point" of the reading beam on the plate 18 below the point of the writing beam so occurs, as will be explained in more detail below.

Ein Filter 66, das für den Argon-Ionenstrahl undurchlässig ist, ist in dem Weg des von dem Strahlteiler 56 reflektierten Lichtes angeordnet. Der Helium-Neon-Laserstrahl oder Strahl 54, welcher von der Plattenoberfläche zurückgeführt wird, vermag durch das Filter 66 und durch die Linse 68 zu einem Fotodetektor 70 zu gehen.A filter 66 which is opaque to the argon ion beam is in the path of the Beam splitter 56 arranged reflected light. The helium-neon laser beam, or beam 54, emanating from the disk surface is returned, can through the filter 66 and through the lens 68 to one Photo detector 70 to go.

Das reflektierte Licht des Lesestrahls trifft auf den Fotodetektor 70 auf. Der Fotodetektor 70 arbeitet in üblicher Weise und erzeugt einen elektrischen Strom, der ein Maß für das auf ihn auftreffende Licht darstellt In diesem Falle erzeugt der Fotodetektor das Signal, das durch die Anordnung der Löcher und lochfreien Bereiche im Überzug dargestellt wird. Die Anordnung der Löcher und lochfreien Bereiche stellt ein Maß für die Ausgangsgröße des FM-Modulators 36 dar. Die Ausgangsgröße des FM-Modulators 36 ist eine Trägerfrequenz mit zeitabhängigen Frequenzänderungen, die das aufzuzeichnende Videosignal darstellen. Die Anordnung der Löcher und lochfreien Bereiche stellt ein Maß für eine Trägerfrequenz mit zeitabhängigen Frequenzänderungen dar, die dem gespeicherten Videosignal entsprechen. Die Ausgangsgröße des Fotodetektors 70 ist ein elektrisches Signal, das die gespeicherte Trägerfrequenz darstellt und zeitabhängige Frequenzänderungen aufweist, die das gespeicherte Videosignal darstellen.The reflected light of the reading beam strikes the photodetector 70. The photo detector 70 operates in usual way and generates an electrical current that is a measure of the light hitting it In this case, the photodetector generates the signal that is generated by the arrangement of the holes and non-perforated Areas in the coating is shown. The arrangement of the holes and hole-free areas provides a measure of represents the output of the FM modulator 36. The output of the FM modulator 36 is a carrier frequency with time-dependent frequency changes that represent the video signal to be recorded. The order the holes and hole-free areas represents a measure of a carrier frequency with time-dependent frequency changes corresponding to the stored video signal. The output of the photodetector 70 is an electrical signal that represents the stored carrier frequency and frequency changes over time which represent the stored video signal.

Der Ausgang des Fotodetektors 70 wird einem Vorverstärker 72 zugeführt, welcher ein Signal genügender Amplitude und Signalstärke für eine folgende Weiterverwendung erzeugt Ein Diskriminator 74 ergibt dann ein Video-Ausgangssignal, welches auf verschiedene Weise verwendet werden kann, wovon zwei Möglichkeiten als Beispiel gezeigt sind.The output of the photodetector 70 is fed to a preamplifier 72, which a signal is more sufficient Amplitude and signal strength generated for subsequent further use. A discriminator 74 yields then a video output signal which can be used in several ways, two of which Possibilities are shown as an example.

Der Diskriminator 74 ist bezüglich des Aufbaus und Betriebs in üblicher Weise ausgeführt Er nimmt das frequenzmodulierte Signal vom Fotodetektor 70 auf und wandelt es in eine Spannung um, die sich mit der Zeitgröße ändert und sich zur Anzeige im Fernseh-Monitor 76 eignetThe discriminator 74 is constructed and operated in the usual manner. It takes that frequency-modulated signal from the photodetector 70 and converts it to a voltage that changes with the The time size changes and is suitable for display in the television monitor 76

Bei einer ersten Anwendung wird das Video-Ausgangssignal einem Fernseh-Monitor 76 und einem Oszillographen 78 zugeführt. Der Fernseh-Monitor 76 spricht in bekannter Weise auf ein sich zeitlich änderndes Spannungssignal an. Die am Fernseh-Monitor dargestellte Information wird durch eine zeitabhängige Spannungsänderung dargestellt Der Fernseh-Monitor 76 zeigt die Bildtreue der Aufzeichnung, und der Oszillograph 78 zeigt das Signal-Rausch-Verhältnis der Aufzeichnung und die Qualität des Schneidens an. Wie nicht gezeigt, könnte eine geeignete Rückkopplungsschleife über den Stabilisierkreis 44 für die Pockels-Zelle vorgesehen werden, um eine ausreichende Unterscheidung auf der Platte zwischen einem »Loch« oder einem »schwarzen« Bereich und »keinem Loch« oder einem »weißen« Bereich vorzusehen.In a first application, the output video signal is provided to a television monitor 76 and a Oscillograph 78 supplied. The television monitor 76 speaks in a known manner on a temporal basis changing voltage signal. The information displayed on the television monitor is based on a time Voltage change shown The television monitor 76 shows the image fidelity of the recording, and the Oscilloscope 78 displays the signal-to-noise ratio of the recording and the quality of the cutting. As not shown, a suitable feedback loop could be provided through stabilization circuit 44 for the Pockels cell should be provided to allow sufficient distinction on the plate between a "hole" or a Provide a “black” area and “no hole” or a “white” area.

Als eine alternative Verwendung wird das Video-Ausgangssignal des Diskriminators 74 einem Komparator 80 zugeführt. Der andere Eingang des Komparators 80 wird mit dem Video-Eingangssignal beaufschlagt, welches über eine Verzögerungsleitung 81 angelegt wird. Das Video-Eingangssignal muß um einen Betrag gleich den summierten Verzögerungen des Schreibsystems und der Zeit zwischen dem Augenblick des Schreibens der Information und der Abtastung desselben Zeichens von der Platte über den Diskriminator verzögert werden.As an alternative use, the video output from discriminator 74 is used in a comparator 80 supplied. The other input of the comparator 80 is supplied with the video input signal, which is applied via a delay line 81. The input video signal must be by an amount equal to the accumulated delays of the writing system and the time between the instant of the Writing the information and scanning the same character from the disk via the discriminator be delayed.

im Ideaifaii soiite das Video-Äusgangssignai des Diskriminators 74 in jeder Hinsicht dem Video-Eingangssignal nach entsprechender Verzögerung gleich sein. Alle auftretenden Differenzen stellen Fehler dar, welche durch Unvollkommenheiten in der Plattenoberfläche oder Fehlfunktionen des Schreibsystems hervorgerufen sein können. Diese Art der Anwendung ist, während sie beim Aufzeichnen von digitalen Informationen sehr wesentlich ist, weniger kritisch beim Aufzeichnen analoger Informationen.In the Ideaifaii soiite the video output signal of the Discriminator 74 is equal in all respects to the video input signal after an appropriate delay be. All differences that occur represent defects caused by imperfections in the plate surface or malfunctions in the writing system. This type of application is while it is very essential when recording digital information, it is less critical when recording digital information Record analog information.

Die Ausgangsgröße des Komparators 80 kann quantisiert und ausgezählt werden. Wenn die Anzahl der ausgezählten Fehler eine vorgegebene Norm übersteigen, kann der Schreibvorgang beendet und gegebenenfalls eine neue Platte geschrieben werden. Jede Platte mit einer die Toleranzgrenze übersteigenden Anzahl von Fehlern kann dann erneut behandeltThe output of the comparator 80 can be quantized and counted. If the number the counted errors exceed a specified norm, the write process can be ended and if necessary, a new disk can be written. Each plate with one that exceeds the tolerance limit Number of errors can then be handled again

werden und als »neue« Platte für eine folgende Aufzeichnung dienen.and serve as a "new" record for a subsequent recording.

Bekannte Techniken stehen zur Verfügung, um den Schreibkopf 12 in radialer Richtung in bezug auf die sich drehende Platte 18 zu verschieben. Während in F i g. 1 das drehende Antriebselement 22 und das verschiebende Antriebselement 26 als unabhängig voneinander gezeigt sind, können die beiden Antriebselemente synchronisiert werden, um zu ermöglichen, daß die Schreibanordnung oder der Schreibkopf 12 um einen vorbestimmten Betrag für jede Umdrehung der Platte 19 mit Hilfe des gemeinsamen Krisitalloszillators 20 verschoben wird.Known techniques are available to the write head 12 in a radial direction with respect to the rotating plate 18 to move. While in FIG. 1 the rotating drive element 22 and the shifting Drive element 26 are shown as being independent of one another, the two drive elements can are synchronized to enable the write assembly or head 12 to be synchronized by one predetermined amount for each revolution of the plate 19 with the aid of the common crystal oscillator 20 is moved.

In F i g. 2 sind in maßstäblich übertriebener Form die sich leicht unterscheidenden optischen Wege des Schreäbstrahls 40 vom Schreiblaser 30 und des Strahls 54 von dem lesenden Laser 52 gezeigt. Der Schreibstrahl 40 wirkt mit der optischen Achse der Objektivlinse 14 zusammen. Im Gegensatz hierzu weist der lesende Strahl 57 einen Winkel λ zu der Achse auf, so daß er in einem Abstand X gleich « mal der Brennweite des Objektives versetzt zu der Stelle auftrifft, wo der Schreibstrahl »schneidet«. Die sich ergebende Verzögerung zwischen dem Lesen und Schreiben ermöglicht es dem geschmolzenen Metall, sich zu verfestigen, so daß die Aufzeichnung in ihrem endgültigen Zustand gelesen wird. Wenn die Aufzeichnung zu früh gelesen würde, während das Metall noch geschmolzen ist, würde sie nicht die für die Einstellung der Aufzeichnungsparameter zutreffende Information darstellen.In Fig. 2, the slightly differing optical paths of the writing beam 40 from the writing laser 30 and of the beam 54 from the reading laser 52 are shown in exaggerated scale. The write beam 40 interacts with the optical axis of the objective lens 14. In contrast to this, the reading beam 57 has an angle λ to the axis, so that it strikes at a distance X equal to times the focal length of the objective offset to the point where the writing beam "intersects". The resulting delay between reading and writing allows the molten metal to solidify so that the record is read in its final state. If the record were read too early while the metal was still molten, it would not display the correct information for setting the recording parameters.

Dies ist am besten in F i g. 3 zu erkennen, wo zwei Punkte in dem gleichen Informationskanal gegeneinander verschoben dargestellt sind. Der Punkt A, welcher der Auftreffpunkt des Schreibstrahles 40 ist, ist in der optischen Achse der Objektivlinse 14 gezeigt Getrennt von dem Punkt A in Richtung der Bewegung des Mediums, wie sie durch einen Pfeil angedeutet ist, befindet sich der Lesepunkt B, welcher unter einem Winkel λ von der Achse der Objektivlinse 14 zu sehen ist. Ein Abstand von 2 μπι zwischen den Punkten A und B hat zu einer zufriedenstellenden Überwachung des Schreibvorgangs geführt.This is best shown in FIG. 3 to see where two points in the same information channel are shown shifted from one another. The point A, which is the point of impingement of the write beam 40, is shown in the optical axis of the objective lens 14. Separated from point A in the direction of movement of the medium as indicated by an arrow, is the reading point B, which is under a Angle λ from the axis of the objective lens 14 can be seen. A distance of 2 μπι between points A and B has led to a satisfactory monitoring of the write process.

In Fig.4 schließlich ist ein idealisiertes Schaltbild eines Stabilisierkreises 44 für die Pock;ls-Zelle gezeigt, welche für die Verwendung in dem Gerät nach Fig. 1 geeignet ist Bekanntlich dreht eine Pockels-Zelle die Polarisationsebene des zugeführten Lichtes als Funktion einer angelegten Spannung. Daher wird die Pockels-Zelle dazu verwendet, in einer Ebene polarisiertes Licht zu drehen und das gedrehte Licht wird durch einen ebenen Polarisator, wie z. B. ein Glan-Prisma geführt Das aus dem Polarisator austretende Licht wird entsprechend der angelegten Spannung amplitudenmoduliert sein.Finally, FIG. 4 shows an idealized circuit diagram a stabilization circuit 44 for the pock; ls cell shown, which is suitable for use in the apparatus of Fig. 1 As is known, a Pockels cell rotates the Polarization plane of the supplied light as a function of an applied voltage. Hence the Pockels cell is used to rotate light polarized in a plane and the rotated light becomes by a plane polarizer, such as. B. a Glan prism led The light emerging from the polarizer will be amplitude modulated according to the applied voltage.

Anders ausgedrückt, aufgrund der üblichen Betriebsweise wirken die Pockels-Zelle 32 und das Glan-Prisma 38 als Lichtintensitäts-Modulationsvorrichtung. Jeder Zyklus des FM-Modulators führt die Pockels-Zelle durch ihren vollen Betriebsbereich von 90°. Innerhalb dieses Betriebsbereiches von 90° läßt ein Betriebszustand das gesamte zugeführte Licht hindurchtreten und wird als voller Lichtdurchlaßzustand bezeichnet Ein zweiter Betriebszustand läßt kein Licht hindurchtreten und wird als voller Licht-Sperrzustand bezeichnet Die Pockels-Zelle selbst dreht nur die Polarisationsebene. Das Glan-Prisma läßt Licht in einer Polarisationsebene hindurchtreten und sperrt das Licht in einer Ebene, die 90° gegenüber jener Ebene verschoben liegt, in der das gesamte Licht hindurchtritt.In other words, due to the usual operating mode the Pockels cell 32 and the Glan prism 38 act as a light intensity modulating device. Everyone The FM modulator's cycle guides the Pockels cell through its full operating range of 90 °. Within In this operating range of 90 °, an operating state allows all of the supplied light to pass through and is referred to as the full light transmission state. A second operating state does not allow any light to pass through and is referred to as the full light lock-out state Pockels cell itself only rotates the plane of polarization. The Glan prism lets light in one plane of polarization pass through and block the light in a plane that is 90 ° shifted from the plane in which the all light passes through.

Abhängig von der jeweiligen Pocke!s-Zelle wird eine Spannungsänderung von etwa 100 V bewirken, daß die Zelle die Polarisationsebene um 360° dreht. Die Übertragungscharakteristik einer einzelnen Zelle kann jedoch entsprechend einer Spannungsänderung von ±50 V plötzlich driften, und folglich ist eine Regelung wünschenswert, um die Zelle in einem brauchbaren, vernünftig linearen Arbeitsbereich zu halten.Depending on the particular Pocke! S cell, a voltage change of about 100 V will cause the Cell rotates the plane of polarization by 360 °. The transmission characteristics of a single cell can however, suddenly drift corresponding to a voltage change of ± 50 V, and hence there is control desirable to keep the cell in a usable, reasonably linear working range.

Der Stabilisierkreis 44 enthält eine lichtempfindliche Siliziumdiode 82, welche so angeordnet ist, daß sie einen Teil des von dem Spiegel 42 in F i g. 1 reflektierten Schreibstrahles 40 aufnimmt. Die Siliziumdiode 82 liefert eine elektrische Energie, wenn sie durch auftreffende Strahlung beleuchtet wird. Ein Anschluß der Siliziumdiode 82 ist mit einem gemeinsamen Bezugspotential 84 verbunden, welches üblicherweise Massepotential ist. Der andere Anschluß ist mit einem Eingang eines Differenzverstärkers 86 verbunden. Parallel zu der Siliziumdiode 82 ist eine Last 88 geschaltet, welche eine lineare Ansprechcharakteristik ergibt.The stabilizer circuit 44 includes a photosensitive silicon diode 82 which is arranged to have a Part of the mirror 42 in FIG. 1 reflected write beam 40 picks up. The silicon diode 82 supplies electrical energy when illuminated by incident radiation. One connection the silicon diode 82 is connected to a common reference potential 84, which is usually Is ground potential. The other terminal is connected to an input of a differential amplifier 86. A load 88, which has a linear response characteristic, is connected in parallel with the silicon diode 82 results.

Der andere Eingang des Differenzverstärkers 86 ist über ein geeignetes Potentiometer 90 mit dem gemeinsamen Bezugspotential 84 verbunden. Eine Energiequelle 92 ist mit dem Potentiometer 90 verbunden, welches die Einstellung des Differenzverstärkers 80 zum Festlegen des von der Pockels-Zelle übertragenen mittleren Lichtpegels ermöglicht.The other input of the differential amplifier 86 is via a suitable potentiometer 90 with the common reference potential 84 connected. An energy source 92 is with the potentiometer 90 connected, which is the setting of the differential amplifier 80 to determine the of the Pockels cell transmitted average light level allows.

Dementsprechend sind zwei Ausgangsanschlüsse des Differenzverstärkers 86 jeweils über Widerstandselemente 94, 96 mit den Eingangsanschlüssen der Pockels-Zelle 32 in F i g. 1 verbunden. Es ist zu bemerken, daß die Pockels-Zellensteuerung 34 mit der Pockels-Zelle 32 über Wechselstrom gekoppelt ist während der Differenzverstärker 86 galvanisch mit der Pockels-Zelle 32 gekoppelt istAccordingly, two output connections of the differential amplifier 86 are each via resistance elements 94, 96 with the input connections of the Pockels cell 32 in FIG. 1 connected. It's closed note that the Pockels cell controller 34 is AC coupled to the Pockels cell 32 while the differential amplifier 86 is galvanically coupled to the Pockels cell 32

Im Betrieb wird das System mit Energie versorgt. Das von dem auf die Siliziumdiode 82 auftreffende Licht des Schreibstrahls erzeugt eine Differenzspannung am Eingang des Differenzverstärkers 86. Zu Anfang wird das Potentiometer 90 so eingestellt daß Licht mit einem vorbestimmten Mittelwert der Intensität erzeugt wird. Wenn hierauf der Mittelwert der Intensität des auf die Siliziumdiode 82 auftreffenden Lichtes entweder zunimmt oder abnimmt wird in dem Differenzverstärker 86 eine Korrekturspannung erzeugt Die der Pockels-Zelle 32 zugeführte Korrekturspannung hat eine Polarität und Größe, welche geeignet sind, den Mittelwert der Intensität auf den vorbestimmten Wert zurückzubringen.The system is supplied with energy during operation. The light of the incident on the silicon diode 82 The write beam generates a differential voltage at the input of the differential amplifier 86. At the beginning is the potentiometer 90 is adjusted to produce light having a predetermined mean value of the intensity. If thereupon the mean value of the intensity of the light impinging on the silicon diode 82 either increases or decreases, a correction voltage is generated in the differential amplifier 86 that of the Pockels cell Correction voltage supplied to 32 has a polarity and size which are suitable for the Bring back the mean value of the intensity to the predetermined value.

Es ist vorausstehend eine verbesserte Videoplatten-Aufzeichnungsanordnung dargestellt worden. Eine auf einem Luftlager angebrachte Objektivlinse »schwimmt«The foregoing is an improved video disk recording arrangement has been shown. An objective lens attached to an air bearing "floats"

in einem vorbestimmten Abstand von der Oberfläche der metallisierten Platte. Der metallisierte Überzug ist derart daß ein Laserstrahl mit geeigneter Modulation genügend Energie abgeben kann, um örtliche Bereiche der Oberfläche zu schmelzen. Unter der Oberflächenspannung zieht sich das geschmolzene Metall zurückat a predetermined distance from the surface of the metallized plate. The metallized coating is so that a laser beam with suitable modulation can emit enough energy to local areas to melt the surface. The molten metal withdraws under surface tension

und läßt einen Bereich von etwa 1 μπι Durchmesser frei.and leaves an area of about 1 μm in diameter free.

Ein zweiter Laser geringer Energie, welcher imA second low energy laser, which im

wesentlichen den gleichen optischen Weg verwendet, wird durch die gleiche Objektivlinse auf die Platte gerichtet, jedoch mit einem geringen Abstand zum Schreibpunkt auf der Oberfläche der Platte. Der lesende Strahl wird durch ein geeignetes optisches System zurückgeführt welches die reflektierte Energie desessentially the same optical path used is through the same objective lens onto the disk directed, but with a small distance to the writing point on the surface of the plate. The reader Beam is returned through a suitable optical system which uses the reflected energy of the

;;■ Schreibstrahls ausschließt und eine Analyse der auf die;; ■ the write beam and an analysis of the

i; Platte geschriebenen Information ermöglicht.i; Disk enables information written to it.

j;) Die wiedergewonnene Information kann unterj;) The recovered information can be found under

f anderem die Intensität des Schreibstrahles steuern, um f other control the intensity of the write beam to

ι; angemessene »Aufzeichnungspegel« sicherzustellenι; ensure adequate "recording levels"

j;! und zu bestimmen, ob eine unannehmbare Zahl vonj ;! and determine if an unacceptable number of

(J Fehlern während des Aufzeichnungsvorganges gemacht(J mistakes made during the recording process

ft worden ist.ft has been.

I I.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Vorrichtung zur Speicherung von Informationen auf einem Speicherelement, das eine auf Licht ansprechende Beschichtung hat, mitDevice for storing information on a storage element, the one on light has an attractive coating, with — einer Laserlichtquelle, welche einen Lichtstrahl mit einer ausreichenden Intensität hat, um die zu speichernde Information repräsentierende Markierungen durch Änderung der Beschichtung zu erhalten;- A laser light source, which has a light beam with sufficient intensity to the Markings representing information to be saved by changing the coating to obtain; — einer Vorrichtung, um das Speicherelement relativ zum Lichtstrahl zu bewegen;A device for moving the storage element relative to the light beam; — einer optischen Einrichtung, welche einen Lichtweg zwischen der Laserlichtquelle und der Beschichtung des Speicherelementes bestimmt und den Laserlichtstrahl auf die Beschichtung mit Hilfe eines Objektivs fokussiert;- An optical device which creates a light path between the laser light source and the Coating of the memory element is determined and the laser light beam on the coating focused with the help of a lens; — einer Lichtintensitäts-Modulations-Vorrichtung, welche im Lichtweg zwischen der Laserlichtquelle und der Beschichtung des Speicherelementes angeordnet ist und den Laserlichtstrahl hinsichtlich seiner Intensität in den Grenzen einer höheren und niederen Lichtabgabe entsprechend der zu speichernden Information moduliert, wobei die optischen Einrichtungen eine Zerstreuungslinse, einen den Lichtweg in Richtung zum Speicherelement umlenkenden Lenkspiegel und eine Objektivlinse umfassen, welche auf einem Schlitten positioniert sind, der relativ zur Laserlichtquelle und zur Modulationsvorrichtung, die stationär angeordnet sind, sowie relativ zu dem Speicherelement verschiebbar ist, und die Laserlichtquelle einen kollimierten, aus einem monochromatisehen Licht bestehenden sowie polarisierten Schreibstrahl von im wesentlichen parallelem Strahlengang liefert und die der Objektivlinse vorgeschaltete Zerstreuungslinse den Lichtstrahl aufweitet, um zumindest die Eintrittsöffnung der Objektivlinse auszufüllen,- A light intensity modulation device which is arranged in the light path between the laser light source and the coating of the storage element and modulates the laser light beam in terms of its intensity within the limits of a higher and lower light output according to the information to be stored, the optical devices being a diverging lens, a The light path in the direction of the storage element deflecting steering mirror and an objective lens, which are positioned on a carriage, which is relative to the laser light source and the modulation device, which are arranged stationary, as well as relative to the storage element, and the laser light source is a collimated, monochromatic view Provides light existing and polarized write beam from an essentially parallel beam path and the diverging lens upstream of the objective lens expands the light beam to at least the entrance opening of the objective lens to fill in, einer optischen Einrichtung, welche einen Lichtweg zwischen der Laserlichtquelle und der Beschichtung des Speicherelementes bestimmt und den Laserlichtstrahl auf die Beschichtung mit Hilfe eines Objektivs fokussiert;
einer Lichtintensitäts-Modulations-Vorrichtung, welche im Lichtweg zwischen der Laserlichtquelle und der Beschichtung des Speicherelementes angeordnet ist und den Laserlichtstrahl hinsichtlich seiner Intensität in den Grenzen einer höheren und niederen Lichtabgabe entsprechend der zu speichernden Information moduliert, wobei die optischen Einrichtungen eine Zerstreuungslinse, einen den Lichtweg in Richtung zum Speicherelement umlenkenden Lenkspiegel und eine Objektivlinse umfassen, welche auf einem Schlitten positioniert sind, der relativ zur Laserlichtquelle und zur Modulationsvorrichtung, die stationär angeordnet sind, sowie relativ zu dem Speicherelement verschiebbar ist und die Laserlichtquelle einen kollimierten, aus einem monochromatischen Licht bestehenden sowie polarisierten Schreibstrahl von im wesentlichen parallelem Strahlengang liefert und die der Objektivlinse vorgeschaltete Zerstreuungslinse den Lichtstrahl aufweitet, um zumindest die Eintrittsöffnung der Objektivlinse auszufüllen.
an optical device which determines a light path between the laser light source and the coating of the storage element and focuses the laser light beam on the coating with the aid of an objective;
a light intensity modulation device, which is arranged in the light path between the laser light source and the coating of the storage element and modulates the laser light beam with regard to its intensity within the limits of a higher and lower light output according to the information to be stored, the optical devices a diverging lens, one den Light path in the direction of the storage element deflecting steering mirror and an objective lens, which are positioned on a carriage, which is relative to the laser light source and the modulation device, which are arranged stationary, as well as relative to the storage element, and the laser light source is a collimated, consisting of a monochromatic light and supplies polarized write beam from a substantially parallel beam path and the diverging lens upstream of the objective lens expands the light beam to at least the entrance opening of the objective lens au s to fill.
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