Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Aufzeichnung eines
Informationssignals nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und dem Oberbegriff
des Anspruchs 6.
Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind durch die Zeitschrift:
Radio Mentor Elektronik, Jahrgang 43 (1977), Nr. 11, Seiten 464 und 465, bekannt.
Ein weiteres bekanntes Aufzeichnungsgerät dient der Aufzeichnung einer fre
quenzmodulierten Videoinformation auf einer Videoplatte unter Verwendung eines
Schreibstrahles in Form eines Laserlichtstrahles, der auf die auf einem Platten
teller drehbar gelagerte Videoplatte gerichtet ist. Der Plattenteller wird von
einem Motor angetrieben, der mit konstanter Winkelgeschwindigkeit umläuft und
gleichzeitig eine langsame, sehr konstante Verschiebung erfährt, wodurch der
Schreibstrahl in radialer Richtung über die Videoplatte wandert. Die Drehung der
Videoplatte und die translatorische Verschiebung sind miteinander derart syn
chronisiert, daß der Videostrahl
auf der Videoplatte einer spiralförmig verlaufenden Spur mit
bestimmter Steigung folgt. Der Abstand zwischen zwei benach
barten Spuren beträgt, bezogen auf die jeweiligen Mittellinien,
vorzugsweise etwa 2 µ. Die einzelnen im Bereich der Spur
vom Videostrahl aufgebrachten Informationselemente haben eine
Breite von etwa bis zu 1 µ. Dadurch bleibt zwischen zwei be
nachbarten Spuren ein Zwischenbereich übrig, der etwa die
Breite von 1 µ hat. Wenn anstelle einer spiralförmigen In
formationsspur konzentrische kreisförmige Informationsspuren
verwendet werden sollen, erfolgt die translatorische Verschie
bung schrittweise.
Über der Videoplatte ist ein Objektiv in konstantem Abstand in
einem hydrodynamischen Luftlager gehaltert und derart ausge
bildet, daß der Schreibstrahl auf die Oberfläche der Video
platte fokussiert werden kann. Ein konstanter Abstand des Objektivs
von der Videoplatte ist erforderlich, da der Fokussierbereich
sehr klein ist. Mit Hilfe des verwendeten Objektivs wird erreicht,
daß sich der Schreibstrahl auf der Videoplatte als Lichtpunkt mit
etwa 1 µ Durchmesser abbildet. Da die Videoplatte mit sehr
hoher Geschwindigkeit gedreht wird, entstehen deshalb lang
gezogene Informationselemente für die Zeitdauer, während
welcher die Intensität des Schreibstrahls einen Schwellwert
übersteigt, oberhalb welchem der auf dem Informationsträger
angebrachte Überzug irreversibel verändert wird.
Als Quelle für den Schreibstrahl wird ein linear polarisierter
Ionenlaser verwendet, dem eine Pockels-Zelle nachgeschaltet
ist, um die Polarisationsebene des Schreibstrahls bezüglich
einer fixierten Ebene linearer Polarisation zu drehen. Ein
Linearpolarisierer dämpft den gedrehten Schreibstrahl um einen
Betrag, der proportional der Differenz der Polarisation des
Lichtes im Schreibstrahl und der Polarisationsachse des
Linearpolarisierers ist. Durch die Kombination der Pockels-
Zelle mit dem Linearpolarisierer wird der Schreibstrahl
entsprechend der zu speichernden Videoinformation moduliert.
Diese Modulation wird von Signalen gesteuert, die an den
Antrieb für die Pockels-Zelle angelegt werden.
Das Videosignal wird von einer Videosignalquelle aus an einen
Frequenzmodulator übertragen, der ausgangsseitig eine mit
dem Videosignal frequenzmodulierte Rechteckschwingung gleicher
Amplitude liefert. Diese Rechteckschwingung wird an den An
trieb für die Pockels-Zelle angelegt und auf eine für die An
steuerung der Pockels-Zelle erforderliche Spannung verstärkt.
Die angesteuerte Pockels-Zelle ändert den Winkel der Po
larisationsebene des übertragenen Lichtes entsprechend dem
Augenblickswert der angelegten Spannung, d. h. entsprechend
der Frequenzmodulation des angelegten Signales.
Entsprechend einer ersten Betriebsart wird der Schreibstrahl
für ein bestimmtes erstes Spannungsniveau des angelegten
frequenzmodulierten Signals ungehindert über die Pockels-Zelle
und den nachgeschalteten Linearpolarisierer übertragen und
trifft mit ausreichender Intensität auf dem Informationsträger
auf, um eine irreversible Änderung in dem für die Speicherung
der Information vorgesehenen Überzug auszulösen. Bei einem
zweiten Spannungsniveau des angelegten frequenzmodulierten
Signals dreht die Pockelszelle die Polarisationsebene des Schreib
strahles, so daß dieser beim Durchlaufen des Linearpolarisierers
eine Schwächung erfährt und mit geringerer Intensität auf dem
Überzug des Informationsträgers abgebildet wird. In diesem
Fall wird der Überzug des Informationsträgers nicht verändert.
Von dem modulierten Schreibstrahl wird ein Strahlanteil abgezweigt und von einer
Stabilisierschaltung abgetastet, um die mittlere Leistung des modulierten Schreib
strahles auf einem bestimmten Schwellwertniveau zu halten, unabhängig von den
Änderungen, die sich auf Grund temperaturabhängiger Änderungen der Über
tragungscharakteristik der Pockels-Zelle ergeben.
Diese Stabilisierschaltung soll gemäß der Aufgabe der Erfindung dafür sorgen, daß
die Lichtintensität für die Aufzeichnung optimal an das Leistungs-Schwell
wertniveau der lichtempfindlichen Schicht angepaßt ist.
Eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Kennzeichen der
Patentansprüche 1 und 6.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung ist den Unter
ansprüchen zu entnehmen.
Zur Ansteuerung der Pockels-Zelle findet eine frequenzmodulierte Dreieckschwin
gung Verwendung, so daß der entsprechend modulierte Schreibstrahl am Ausgang
des Linearpolarisierers als in seiner Intensität sinusförmig modulierter Lichtstrahl
zur Verfügung steht. Die Intensität des Schreibstrahles wird derart abgestimmt,
daß sich ein Arbeitspunkt bei der mittleren, das Schwellwertniveau darstellenden
Intensität einstellt. Ferner werden Einrichtungen vorgesehen, um Intermodula
tionsprodukte bzw. Klirrfaktorverzerrungen zu unterdrücken und insbesondere der
zweiten Harmonischen der jeweiligen Grundschwingung entsprechende Signalan
teile vom Schreibstrahl zu entfernen.
Es sind auch weitere Einrichtungen vorgesehen, die dafür Sorge tragen, daß die
Modulation des Schreibstrahls mit einem bestimmten vorgegebenen Tastverhältnis
erfolgt. Dieses bestimmte vorgegebene Tastverhältnis kann zwischen 60 zu 40 bis
40 zu 60 liegen, wobei ein Wert von 50 zu 50 besonders vor
teilhaft ist. Der Linearpolarisierer ist auf die Pockels-Zelle
derart abgestimmt, daß die mittlere, dem Schwellwertniveau
entsprechende Intensität des Schreibstrahles der 45°-Drehung
der Polarisationsebene zugeordnet ist.
Als Informationsträger können unterschiedliche Aufbauten für
die Videoplatte Verwendung finden. Bei einem ersten Aufbau
ist auf einem Glassubstrat mit ebener Oberfläche eine dünne
Metallschicht als lichtempfindliche Schicht vorgesehen,
in welcher der modulierte Schreibstrahl beim Überschreiten
des Schwellwertniveaus seiner Intensität irreversible Ver
änderungen einprägt, indem der Metallüberzug geschmolzen
wird. Entsprechend der Modulation des Schreibstrahls ent
stehen dadurch in der Länge sich ändernde Vertiefungen ent
lang der Informationsspur. Der Schreibstrahl ist bezüglich
seiner Intensität derart eingestellt, daß während der positiven
Halbwelle des frequenzmodulierten Signals eine Vertiefung
eingeschmolzen wird, wogegen während der negativen Halb
welle des frequenzmodulierten Signals der Metallüberzug
unverändert bleibt. Dadurch entstehen entlang der Informations
spur Reflexionsbereiche und nicht reflektierende Bereiche unter
schiedlicher Länge, welche die gespeicherte Information repräsen
tieren.
Bei der Verwendung eines Glassubstrats wird in den Vertiefun
gen die Glasoberfläche freigelegt, so daß diese durchlässig und
damit nicht reflektierend für den auftreffenden Lichtstrahl ist.
Dagegen stellen die unveränderten Zwischenbereiche die
reflektierenden Bereiche dar.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Videoplatte ist das Glas
substrat an der Oberfläche mit einer dünnen lichtempfindlichen
Schicht in Form eines Photolacks überzogen. Dieser licht
empfindliche Photolack wird je nach einer über oder unter dem
Schwellwertniveau liegenden Intensität des modulierten Schreib
strahles belichtet bzw. nicht belichtet, womit man die irreversibel
veränderten Bereiche erhält, die zusammen mit den nicht ver
änderten Bereichen die gespeicherte Information repräsentieren.
Das Videoaufzeichnungsgerät ist vorzugsweise auch in einer
besonderen Ausführungsform mit einer Wiedergabeeinrichtung
verbunden, wobei ein Lesestrahl zur Abtastung der aufgezeich
neten Information Verwendung findet. Dieser Lesestrahl wird
derart polarisiert, daß er aus dem gemeinsamen Teil des
Strahlenganges für den Schreibstrahl und den Lesestrahl aus
geblendet werden kann. Das optische System für den Lesestrahl
richtet diesen auf die Videoplatte im Bereich der Informations
spur, so daß mit Hilfe dieses Lesestrahls die Reflexionsbereiche
und die nicht reflektierenden Bereiche abgetastet werden können.
Die Intensität des Lesestrahls ist so eingestellt, daß der reflektier
te Lesestrahl eine ausreichend hohe Intensität für die Wieder
gewinnung der gespeicherten Information hat.
Eine Antriebs- und Verschiebesteuerung sorgt dafür, daß sich
der Plattenteller mit einer gleichbleibenden Winkelgeschwindigkeit
dreht, um die Frequenz des gespeicherten frequenzmodulierten
Signals mit genügender Genauigkeit wiedergewinnen zu können.
Der Frequenzbereich des frequenzmodulierten Signals um
faßt Frequenzen zwischen etwa 2 MHz und etwa 10 MHz. Dabei
dreht sich der Plattenteller mit vorzugsweise etwa 1800 U/sec.
Die Motor- und Verschiebesteuerung enthält ferner Einrichtun
gen, um den Plattenteller in einer radialen Richtung unter der
Optik mit hoher Genauigkeit und geringer Geschwindigkeit
zu verschieben, so daß eine spiralförmige Aufzeichnung der
Informationsspur erfolgt. Der reflektierte Lesestrahl wird
mit Hilfe des zugeordneten optischen Systems einer Licht
abtastschaltung zugeführt, welche die Intensität des modulier
ten reflektierten Lesestrahls mit Hilfe eines Lichtabtasters
erfaßt und daraus ein frequenzmoduliertes elektrisches Signal
ableitet.
Zur Abzweigung des Lesestrahls aus dem gemeinsamen Strahlen
gang ist ein Strahlenteiler vorgesehen, der aufgrund der
Polarisation des Lesestrahls diesen ausblendet. Zur Erreichung
der gewünschten Polarisation ist eine Lambda/4-Platte
in den Strahlengang zwischen dem Strahlenteiler und der
Videoplatte eingeschaltet. Diese Lambda/4-Platte ändert
die Polarisation des Lesestrahls von einer linearen Polarisation
in eine Kreispolarisation. Diese Kreispolarisation wird
so lange beibehalten, bis der Lesestrahl erneut eine Lambda/4-
Platte passiert. Diese zweite Lambda/4-Platte ist im Strahlen
gang hinter dem Strahlenteiler angeordnet und ändert die
zirkulare Polarisation zurück in eine lineare Polarisation,
wobei die Polarisationsebene um 90° gegen die bevorzugte,
durch den Strahlenteiler bedingte Polarisationsebene gedreht
ist.
Auf diese Weise wird erreicht, daß der reflektierte Lese
strahl den Strahlenteiler in Richtung zum Leselaser nicht
durchdringen kann und von diesem ferngehalten wird.
Im Strahlengang der Leseoptik kann auch eine Zerstreuungs
linse vorgesehen sein, um den Lesestrahl parallel so weit
aufzuweiten, daß die Eintrittsöffnung des Objektivs in der
Gesamtfläche bestrahlt wird.
Im Strahlengang der Leseoptik kann ferner ein optisches Filter
angebracht sein, mit welchem alle Wellenlängen aus dem Lese
strahl ausgeschieden werden, die nicht der Wellenlänge des
vom Leselaser erzeugten Lichtes entsprechen. Bei dem Video
aufzeichnungsgerät gemäß der Erfindung wird die Schreib
funktion ausschließlich zum Aufzeichnen des frequenzmodulier
ten Videosignals auf der Videoplatte verwendet. Die Lese
funktion dient ausschließlich dem Zweck, die frequenz
modulierte gespeicherte Infomation wiederzugewinnen. Beide
Funktionen sind in einem einzigen Videogerät vereinigt, wobei
die Lesefunktion dazu dient, die Korrektheit und Genauigkeit
der aufgezeichneten Information bereits während des Auf
zeichnungsbetriebes unmittelbar zu überprüfen.
Diese Überprüfung kann mit Hilfe eines Lesestrahles erfolgen,
der von einem Helium-Neonlaser geliefert und in den Strahlen
gang des Schreibstrahles eingeblendet wird. Die Leseoptik ist
derart justiert, daß der Lesestrahl mit einer geringen
winkligen Abweichung auf die Oberfläche des Informations
trägers auftritt, wobei er dem Schleifstrahl nacheilend un
mittelbar nach der Aufzeichnung der Information diese ab
tastet. Der Abstand zwischen dem Lichtpunkt des Schreib
strahles und dem Abtastfleck des Lesestrahles beträgt
vorteilhafterweise etwa 6 µ. Dieser Abstand reicht aus,
um beim Aufzeichnen der Information den irreversibel ver
änderten Bereich auszubilden, d. h. die Information in ge
wünschter Weise zu speichern.
Für eine solche Überwachungsfunktion ist es zweckmäßig, den
Lesestrahl mit einer anderen Wellenlänge als der Schreib
strahl zu betreiben. Aus diesem Grund ist das optische
Filter in den Strahlengang eingefügt und in Form eines Band
paßfilters aufgebaut, das lediglich den Lesestrahl über
trägt. Damit können störende Anteile des Schreibstrahles
ausgeblendet und eine nachteilige Beeinflussung des Lese
vorganges unterdrückt werden. Diese unmittelbare Überwa
chung der Aufzeichnung durch den Lesestrahl stellt eine Hilfe
zur Qualitätsprüfung dar, wobei mit Hilfe eines FS-Monitors
und/oder eines Oszillators sowohl die Bildqualität insge
samt als auch die Qualität des einzelnen aufgezeichneten Video
zeichens überprüft werden kann. Mit dieser Überprüfung kann
insbesondere das Tastverhältnis des frequenzmodulierten
Signals sorgfältig überprüft werden, was für die Bildwieder
gabequalität von besonderer Bedeutung ist.
Diese unmittelbare Überprüfung der aufgezeichneten Informa
tion ist auch für die Fehlerprüfung verwendbar, insbesondere,
wenn digitale Information aufgezeichnet wird. Zu diesem Zweck
wird das eingangsseitig zur Aufzeichnung angelegte Videosignal
verzögert, und zwar um diejenige Zeit, welche sich aus der
Aufzeichnung des Signals mit Hilfe des Schreibstrahles und
der Abtastung des Signals mit Hilfe des Lesestrahls ergibt,
so daß beide Signale zeitgleich einer Komparatorschaltung zu
geführt werden können, mit welcher Abweichungen zwischen
dem Ursprungssignal und dem nach der Aufzeichnung wie
dergewonnenen Signal festgestellt werden. Dieser Signalver
gleich kann zur Abstimmung der Videoaufzeichnung und zur
Überprüfung der bespielten Videoplatte Verwendung finden.
Im Interesse der Anpassung an herkömmliche Fernsehsysteme
kann dem Wiedergabeteil ein HF-Modulator nachgeschaltet
werden, der das aufgezeichnete Signal für die Wiedergabe
in einem herkömmlichen FS-Empfänger umformt.
Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch
aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Videoaufzeichnungs
gerätes;
Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Bildplatte;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teilschnitt einer
Bildplatte;
Fig. 4 eine vereinfachte Schwingungsform eines Video
signals;
Fig. 5 eine entsprechend dem Signal gemäß Fig. 4
frequenzmodulierte Rechteckschwingung;
Fig. 6 ein Diagramm, aus dem die Intensität des vom
Schreiblaser gelieferten Schreibstrahls hervor
geht;
Fig. 7 ein Diagramm, das die Intensität des modulierten
Schreibstrahles zeigt;
Fig. 8 einen Teilschnitt durch eine Videoplatte mit
einer nach dem modulierten Signal gemäß Fig. 5
ausgeprägten Informationsspur;
Fig. 9 ein Blockschaltbild der Verschiebesteuerung
gemäß Fig. 1;
Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Leseeinrichtung, die
in einem Videoaufzeichnungsgerät gemäß der
Erfindung Verwendung finden kann;
Fig. 11 ein Blockschaltbild eines Videoaufzeichnungs
gerätes mit einer integrierten Leseeinrichtung;
Fig. 12 eine schematische Darstellung der auf die Video
platte auftreffenden Lese- und Schreibstrahlen
bei einem Videoaufzeichnungsgerät gemäß Fig. 11;
Fig. 13d das Blockschaltbild der Stabilisierungsschaltung gemäß
Fig. 1;
Fig. 14 verschiedene Schwingungsformen zur Erläuterung
der Wirkungsweise des Videoaufzeichnungsgerätes;
Fig. 15 einen Teilschnitt durch eine Videoplatte nach der
Aufzeichnung;
Fig. 16 einen Teilschnitt durch eine Videoplatte mit einem
lichtempfindlichen Überzug aus einem Photo
lack nach der Aufzeichnung und vor der Ent
wicklung des Photolackes;
Fig. 17 einen Teilschnitt durch die Videoplatte gemäß
Fig. 16 nach der Entwicklung des Photolackes;
Fig. 18 die Übertragungsfunktion einer Pockels-Zelle;
Fig. 19 die Übertragungsfunktion eines als Linearpolarisierer
verwendeten Glan-Prismas;
Fig. 20 ein die Lichtintensität des Schreibstrahles beschrei
bendes Diagramm;
Fig. 21 verschiedene Schwingungsformen, die den Intensitäten
des Schreibstrahls gemäß Fig. 20 zugeordnet sind,
und entsprechend ausgebildete Informationselemente
zur Erläuterung des Tastverhältnisses;
Fig. 22 Schwingungsformen zur Erläuterung der Intensitäts
verteilung aufgrund der aufgezeichneten Information;
Fig. 23 das Blockdiagramm einer Vorspannungsschaltung
für die Pockels-Zelle;
Fig. 24 ein Schaltdiagramm eines Detektors für Verzerrun
gen aufgrund der zweiten Harmonischen;
Fig. 25 das Blockschaltbild eines Hochspannungsver
stärkers der Vorspannungsschaltung gemäß Fig. 23.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Videoaufzeichnungsgerät,
um eine Videoinformation in Form eines frequenzmodulierten
Signales auf einen Informationsträger 10 aufzuzeichnen, umfaßt eine
Videosignalquelle 12, welche das aufzuzeichnende Informations
signal liefert. Dieses Informationssignal wird über eine
Leitung 18 an einen Frequenzmodulator 20 angelegt, der aus
gangsseitig über die Leitung 14 ein FM-Signal zur Verfügung
steht, wie es beispielsweise in Fig. 5 schematisch angedeutet
ist. Das über die Leitung 18 dem Frequenzmodulator 20 zuge
führte Signal besteht aus einer in zeitlicher Abhängung sich
verändernden Spannung, wie sie in Fig. 4 beispielsweise
angedeutet ist. Diese zeitabhängig sich ändernde Spannung
wird im Frequenzmodulator in eine zeitabhängig sich ändernde
Frequenz umgewandelt.
Der Informationsträger 10 ist auf einem Plattenteller 21 mon
tiert und besteht aus einem Substrat 22, das auf seiner einen
Oberfläche 24 mit einem lichtempfindlichen Überzug versehen
ist. Eine Verschiebesteuerung 28 versetzt den Informations
träger 10 in eine gleichförmige Bewegung relativ zu einem
Schreibstrahl 29, der von einem Schreiblaser 30 erzeugt
wird. Diese Verschiebesteuerung 28 umfaßt einen Rotations
antrieb 32, der den Informationsträger in eine gleichmäßige
Drehung versetzt, und ferner einen Translationsantrieb 34,
der mit dem Rotationsantrieb 32 synchronisiert ist, um
den fokussierten Schreibstrahl 29′ radial über den licht
empfindlichen Überzug 26 zu verschieben. In der Verschiebe
steuerung ist für den Zweck der Synchronisierung der An
triebe eine Synchronisationsanordnung 36 vorgesehen, um
das Verhältnis der Rotationsbewegung des Informationsträgers
10 zur Translationsbewegung des Schreibstrahls 29′ konstant
zu halten.
Der Schreiblaser 30 liefert einen Schreibstrahl 29 mit aus
reichender Intensität, um verändernd auf den lichtempfind
lichen Überzug 26 einzuwirken und dauerhafte Informations
elemente auf dem Überzug zu erzeugen, welche repräsentativ
für die gespeicherte Information sind. Der Lichtstrahl vom
Schreiblaser 30 besteht aus einem polarisierten monochromati
schen Licht.
In Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch den Informationsträger 10
dargestellt, der als Plattenträger aufgebaut ist. Das Substrat 22
besteht vorzugsweise aus Glas und hat eine glatte ebene Ober
fläche 24, die mit dem lichtempfindlichen Überzug 26 über
zogen ist.
Bei einer speziellen Ausgestaltung kann dieser Lichtüberzug
aus einer dünnen, opaken, metallisierten Schicht bestehen,
die entsprechende physikalische Eigenschaften hat, um in
lokalen Bereichen auf die Erwärmung durch den auftreffenden
Schreibstrahl 29 zu reagieren. Dieser Schreibstrahl bewirkt
durch die lokale Erhitzung ein Schmelzen des Überzugs
26, wobei sich das geschmolzene Material in Richtung auf den
Umfangsbereich des Schmelzbereiches zurückzuziehen. Nach
dem Erhärten bleibt eine Öffnung 37 vorhanden, wie sie aus
den Fig. 3 und 8 hervorgeht. Diese Öffnung 37 stellt ein
typisches Informationselement zur Kennzeichnung der ge
speicherten Information dar. Bei der beschriebenen Ausführungs
form sind die aufeinanderfolgenden Öffnungen bzw. Vertiefun
gen 37 durch Zwischenbereiche 38 getrennt, in welchen
der Überzug unverändert ist. Dieser Zwischenbereich 38 stellt
ebenfalls ein Informationselement dar, so daß die Vertiefun
gen 37 und erhöhten Zwischenbereiche 38 zusammen das
frequenzmodulierte, auf dem Informationsträger gespeicherte
Signal repräsentieren.
Eine verschiebbare Optik 40 und eine Strahlsteuerung 41
definieren zusammen den Lichtweg des von dem Schreib
laser 30 gelieferten Schreibstrahles 29. Die Strahlsteuerung 40
bildet den Schreibstrahl 29 als Lichtpunkt 42 auf dem Überzug 26
ab. Der gesamte Lichtweg wird durch die Bezugszeichen 29 und
29′ in Fig. 1 gekennzeichnet. Ein Lichtintensitätsmodulator
44 wird von dem frequenzmodulierten Signal, wie es in Fig. 5
schematisch dargestellt ist, angesteuert. Dieses frequenz
modulierte Signal bewirkt über den Lichtintensitätsmodulator
44, daß dieser von einem Zustand, in welchem er Licht mit
hoher Intensität ausstrahlt, in einen Zustand verändert wird,
in welchem das abgegebene Licht eine verhältnismäßig niedere
Intensität hat, entsprechend dem Zyklus des frequenzmodulierten
Signals. Damit wird durch die Änderung der Intensität der
Lichtstrahl 29 mit dem gespeicherten FM-Signal moduliert.
In der Darstellung gemäß Fig. 1 wird der Schreibstrahl im
nicht modulierten Zustand mit 29 und im modulierten Zustand
mit 29′ bezeichnet. Dieser modulierte Schreibstrahl 29′ trifft
auf den Überzug 26 auf entsprechend der Lenkung durch die
verschiebbare Optik 40 und die Strahlsteuerung 41. Dabei werden,
wie bereits erwähnt, die Informationselemente auf dem In
formationsträger ausgebildet.
Der Lichtintensitätsmodulator 44 umfaßt eine elektrooptische
Vorrichtung 46, welche in Abhängigkeit vom FM-Signal des
Frequenzmodulators den Lesestrahl 29 in seiner Licht
intensität derart variiert, daß er einerseits über einer vorge
gebenen Intensität liegt, bei welcher der Überzug verändert
wird, und andererseits unterhalb einer vorgegebenen Intensität
liegt, bei der der Schreibstrahl 29′ keinen Einfluß auf den
Überzug 26 hat. Damit erhält man eine Änderung des Über
zugs 26 entsprechend der auf dem Informationsträger 10 ge
speicherten Information, wobei sich Informationselemente
ergeben, die aus belichteten und unbelichteten Teilen des
Überzugs 26 auf dem Informationsträger 10 bestehen. Dieser
lichtempfindliche Überzug 26 kann aus einem Photolack be
stehen.
Wenn der Überzug 26 aus einer Metallbeschichtung besteht,
wird der Schreibstrahl 29′ in der elektrooptischen Vorrichtung
46 derart beeinflußt, daß er oberhalb einer vorgegebenen
Intensität die Metallschicht zum Schmelzen bringt, ohne sie
jedoch zu verdampfen und unterhalb einer vorgegebenen Intensität
die Metallschicht im wesentlichen unverändert läßt, jedoch zu
mindest nicht zum Schmelzen bringt.
Der Lichtintensitätsmodulator 44 umfaßt ferner eine Stabilisier
schaltung 48, welche ein Rückkopplungssignal zur Temperatur
stabilisierung der elektrooptischen Vorrichtung 46 liefert.
Ein in der Strahlsteuerung 41 zurückgeführter Teil 29′′
des Schreibstrahles dient dazu, in der elektrooptischen Vor
richtung 46 ein elektrisches Rückkopplungssignal zu erzeugen,
das der mittleren Lichtintensität des Schreibstrahles 29′ ent
spricht. Dieses Rückkopplungssignal wird der elektrooptischen
Vorrichtung 46 über Leitungen 50 a und 50 b zugeführt, um dessen
Betriebsniveau zu stabilisieren.
Einrichtungen zum Abtasten des Signals dienen dazu, ein
elektrisches Rückkopplungssignal zu erzeugen, welches die
mittlere Lichtintensität des modulierten Schreibstrahls 29′
kennzeichnet. Damit kann der Lichtintensitätsmodulator 44
derart stabilisiert werden, daß er einen Schreibstrahl mit
im wesentlichen konstanter mittlerer Leistung abgibt. Die
Stabilisierschaltung 48 umfaßt ferner Einrichtungen, um
selektiv das mittlere Leistungsniveau des modulierten Schreib
strahls 29′ an einen vorgegebenen Wert anzupassen, um den
Arbeitsbetrieb entsprechend an die Verwendung eines Über
zugs 26 aus Metall, einem Photolack oder einem anderen ge
eigneten Material anzupassen.
Die verschiebbare Optik 40 umfaßt ein Objektiv 52, das in
einem hydrodynamischen Luftlager 54 über dem Überzug 26
gehaltert wird. Der modulierte Schreibstrahl 29′ besteht im
wesentlichen aus einem parallelen Lichtbündel. Beim Fehlen
einer Streuungslinse 66 innerhalb der verschiebbaren Optik
40 hat das Lichtbündel die Tendenz, im wesentlichen nicht
zu divergieren. Unter diesen Voraussetzungen ist die Ein
trittsöffnung 56 des Objektivs größer als der Durchmesser
des modulierten Schreibstrahls 29′. Mit Hilfe der Streulinsen
66 kann der Schreibstrahl 29′ etwas aufgeweitet werden, so
daß er auf die Eintrittsöffnung 56 des Objektivs 52 als im
wesentlichen paralleles Lichtbündel auftrifft. In der Strahl
steuerung 41 sind eine Anzahl von Ablenkspiegeln 58, 62 und
64 vorgesehen. Ein weiterer Ablenkspiegel 60 ist in der ver
schiebbaren Optik 40 angeordnet. Dieser Ablenkspiegel 60 ist
als verschiebbarer Spiegel dargestellt, um exakt kreisförmige
Informationsspuren herzustellen. Wenn eine spiralförmige
Informationsspur aufgezeichnet werden soll, kann ein fest
stehender Ablenkspiegel an dieser Stelle Verwendung finden.
Wie bereits erwähnt, erzeugt der Schreiblaser 30 einen
polarisierten Schreibstrahl 29, dessen Polarisationsebene
in der elektrooptischen Vorrichtung 46 in Abhängigkeit von
dem angelegten frequenzmodulierten Signal gedreht wird.
Zu diesem Zweck enthält die elektrooptische Vorrichtung 46
eine Pockels-Zelle 68, einen Linearpolarisierer 70 und einen
Antrieb 72 für die Pockels-Zelle. Dieser Antrieb besteht im
wesentlichen aus einem Linearverstärker, der auf das über
die Leitung 14 angelegte FM-Signal anspricht. Das Ausgangs
signal des Antriebs 72 für die Pockels-Zelle bewirkt eine Drehung
der Polarisationsebene des durch die Pockels-Zelle 68 über
tragenen Schreibstrahles 29. Der Linearpolarisierer 70 ist
in einem bestimmten Verhältnis zu der ursprünglichen Polarisa
tionsebene des Schreibstrahls, wie er vom Schreiblaser 30 abge
geben wird, polarisiert.
Gemäß Fig. 7 ist die Achse der maximalen Lichtabgabe des
Linearpolarisierers 70 in einem rechten Winkel zur Polarisations
ebene des Schreibstrahles vom Schreiblaser 30 ausgerichtet,
d. h. der Schreibstrahl erfährt eine 90°-Drehung. Für eine
minimale Lichtabgabe erfährt der Schreibstrahl eine Null-
Grad-Drehung. Diese Ausrichtung ist wahlweise. Daher ist es
auch möglich, daß die minimale Lichtabgabe der 90°-Drehung
und die maximale Lichtabgabe der 0°-Drehung zugeordnet ist.
Dabei würde die Anordnung im wesentlichen gleich arbeiten.
Der Linearpolarisierer 70 dämpft die Intensität des Schreib
strahles 29, der gegenüber seiner ursprünglichen Polarisations
ebene verdreht ist. Durch diese Dämpfung wird der FM-
modulierte Schreibstrahl 29′ gebildet. Der Linearpolarisierer
70 kann unter Verwendung eines Glan-Prismas aufgebaut sein.
Der Antrieb 72 ist wechselstrommäßig mit der Pockels-Zelle
68 verbunden. Die Stabilisierschaltung 48 ist gleichstrom
mäßig an die Pockels-Zelle 68 angeschlossen.
In den Fig. 4 bis 7 sind Schwingungsformen dargestellt, die der
Erläuterung der Wirkungsweise dienen. Ein Videosignal, wie
es von der Videosignalquelle 16 aus angeboten werden kann,
ist in Fig. 4 gezeigt. Ein derartiges Videosignal wird üblicher
weise von einer Fernsehkamera oder von einem Fernseh
wiedergabegerät geliefert. Als weitere Signalquelle kommt
auch ein Lichtpunktabtaster in Frage. Das in Fig. 4 darge
stellte Signal hat typischerweise eine Spitzenspannung von
1 Volt, wobei der Informationsinhalt in dem Spannungsver
lauf in Abhängigkeit von der Zeit gemäß einer Kurve 73 ent
halten ist. Die maximale Änderungsgeschwindigkeit eines Video
signals wird durch eine Bandbreite von 4,5 MHz begrenzt. Ein
derartiges Videosignal ist auf einem Fernsehgerät direkt dar
stellbar.
Das in Fig. 4 dargestellte Videosignal wird dem Frequenz
modulator 20 zugeführt, welcher daraus die frequenz
modulierte Schwingungsform 74 gemäß Fig. 5 bildet. Der
Informationsinhalt dieser Schwingungsform gemäß Fig. 5
ist der gleiche wie der der Schwingungsform gemäß Fig. 4.
Der Unterschied besteht darin, daß der Informationsinhalt
in Form eines Trägersignals mit einer zeitabhängigen Frequenz
änderung um eine Mittelfrequenz gespeichert ist.
Der Amplitudenbereich mit dem kleinsten Signalniveau, d. h.
der Abschnitt 75, der Schwingungsform 73 gemäß Fig. 4 ent
spricht dem tiefsten Frequenzanteil des in Fig. 5 dargestellten
frequenzmodulierten Signals 74. Eine Periode dieser tiefsten
Frequenz des frequenzmodulierten Signals 74 ist mit 76 be
zeichnet. Das höchste Amplitudenniveau ist in Fig. 4 mit dem
Bezugszeichen 77 gekennzeichnet und entspricht dem Teil
mit höchster Frequenz in der frequenzmodulierten Schwingungsform
74 gemäß Fig. 5. Eine Periode dieser Frequenz ist mit 78
bezeichnet. Ein dazwischenliegender mit 79 gekennzeichneter
Amplitudenbereich der Schwingungsform 73 gemäß Fig. 4 hat
eine mittlere Frequenz im frequenzmodulierten Signal 74 gemäß
Fig. 5 und ist für eine Periode mit dem Bezugszeichen 79 a
bezeichnet.
Wenn man die Schwingungsformen gemäß Fig. 4 und 5 miteinander
vergleicht, erkennt man, daß der Frequenzmodulator 20 ein
in Abhängigkeit von der Zeit sich änderndes Spannungssignal in
ein zeitabhängig sich änderndes Frequenzsignal umwandelt.
In Fig. 6 ist die Intensität des Schreibstrahls 29 dargestellt,
wobei die mit der Linie 80 gekennzeichnete Intensität mit einem
konstanten Niveau am Ausgang des Schreiblasers 30 zur Ver
fügung steht. In Fig. 7 ist die Intensitätsänderung des modulier
ten Schreibstrahls 29′ nach dem Verlassen des Lichtintensitäts
modulators 44 dargestellt. Dieser modulierte Schreibstrahl 29′
hat eine Vielzahl von Scheitelniveaus, deren Niveau 92 die
maximale Lichtabgabe und deren Niveau 94 die minimale Licht
abgabe kennzeichnen. Die eingezeichnete Linie 80 kennzeichnet
die maximale Intensität des Schreiblasers 30, aus der der
modulierte Schreibstrahl 29′ abgeleitet ist, der, wie man er
kennen kann, eine geringere maximale Intensität hat. Der
Intensitätsverlust wird durch den Doppelpfeil 96 angedeutet.
Die Intensitätsmodulation des Schreibstrahles wird mit dem
Polarisationseffekt durch die Pockels-Zelle 68 verglichen,
und zwar bezüglich der Bezugsebenen 98, 100 und 102. Aus
der Darstellung gemäß Fig. 7 kann man entnehmen, daß
bei dem unteren Intensitätsniveau 94 der modulierte Schreib
strahl 29′ durch die Pockels-Zelle 68 keine Polarisation er
fährt, d. h. mit einer 0°-Drehung übertragen wird. An den
Schnittpunkten der Bezugsebene 100 mit dem modulierten Schreib
strahl 29′ steht ausgangsseitig am Linearpolarisierer 70 ein
Strahl zur Verfügung, zu dem die Pockels-Zelle 68 eine 45°-
Drehung bezüglich der Polarisation addiert hat. In der Bezugs
ebene 102 ergibt sich eine Intensität für den modulierten Schreib
strahl 29′ am Ausgang des Linearpolarisierers 70, zu dem die
Pockels-Zelle 68 eine Polarisation aufgrund einer 90°-Drehung
addiert hat, so daß die maximale Lichtintensität zur Verfügung
steht.
Die Erzeugung der Öffnungen bzw. Vertiefungen 37 gemäß den
Fig. 3 und 8 in dem Überzug 26 mit Hilfe des modulierten Schreib
strahls 29′ ergibt sich aus der Zuordnung der beiden Fig. 7
und 8.
Die in Fig. 7 dargestellte Bezugsebene 100, welche zwischen
der der maximalen und der minimalen Lichtintensität zuge
ordneten Drehung der Polarisationsebene liegt, repräsentiert
den Schwellwert der Lichtintensität des modulierten Schreib
strahls 29′, der erforderlich ist, um die Informationselemente
im Überzug 26 auszubilden. Das heißt, der Schwellwert der
Lichtintensität für das Speichern der Information auf dem
Informationsträger ist einer Drehung der Polarisationsebene
um 45° zugeordnet.
Die Vertiefungen 37 werden in dem Überzug 26 ausgebildet,
wenn die Drehung der Polarisationsebene durch die Pockels-
Zelle 68 einen Bereich der Drehung der Polarisationsebene
von 45° über 90° zurück zu 45° durchläuft. In dem Überzug 26
wird keine Vertiefung ausgebildet, wenn die Pockels-Zelle 68
die Polarisationsebene des modulierten Schreibstrahls 29′ von
45° über 0° zurück zu 45° verdreht.
In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Teilausschnitt des In
formationsträgers in Form einer Videoplatte in Draufsicht dar
gestellt. Die Vertiefungen 37 und die Zwischenbereiche 38
werden in der Weise ausgebildet, daß der plattenförmige In
formationsträger 10 mit einer Geschwindigkeit von z. B. 1800 U/sec
gedreht wird und der lichtempfindliche Überzug 26 im Bereich
der Vertiefungen entsprechend Fig. 8 ausgebildet werden. Die
Verschiebesteuerung 28 bewirkt, daß die Vertiefungen 37 längs
einer Kreislinie entstehen. Mit dem Bezugszeichen 104 ist eine
innenliegende Informationsspur und mit dem Bezugszeichen 105
ist eine außenliegende Informationsspur gekennzeichnet. Die
gestrichelten Linien 106 und 107 verlaufen entlang der Mittel
linie der Informtionsspuren. Der Doppelpfeil 108 kennzeichnet
den Abstand der beiden Mittellinien der beiden benachbarten
Informationsspuren und beträgt für ein Ausführungsbeispiel
2 µ. Die Breite der einzelnen Vertiefungen 37 wird durch
den Doppelpfeil 109 gekennzeichnet und beträgt etwa 1 µ.
Der Abstand zwischen Vertiefungen benachbarter Informations
spuren ist mit dem Doppelpfeil 110 gekennzeichnet und be
trägt 1 µ. Die Länge einer Vertiefung ist mit dem Doppelpfeil
112 angedeutet und variiert zwischen etwa 1,0 und 1,5 µ.
Alle diese Maßangaben hängen von vielen Veränderlichen des
Videoaufzeichnungsgerätes ab. Diese Maßangaben ändern sich
in Abhängigkeit von der Frequenz, welche vom Frequenz
modulator 20 geliefert wird, in Abhängigkeit von der Größe
des Lichtpunktes 42, wie er durch die Strahlsteuerung und
die verschiebbare Optik bestimmt wird, und schließlich in
Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des plattenförmigen
Informationsträgers 10.
In Fig. 9 ist das Blockdiagramm der Verschiebesteuerung 28
gemäß Fig. 1 dargestellt. Der Rotationsantrieb 32 umfaßt
eine Motorservoschaltung 130 und einen Spindelmotor 134,
dessen Spindel 132 mit dem Plattenteller 21 des Video
aufzeichnungsgerätes verbunden ist. Die Drehzahl des Spindel
motors 134 wird von der Motorservoschaltung 130 ausge
steuert, die die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers 21
phasenstarr mit einem Signal koppelt, das vom Farbhilfs
trägeroszillator 136 erzeugt wird. Dieser Farbhilfsträger
oszillator ist ein Teil der Synchronisationsanordnung 36. Ferner
umfaßt diese Synchronisationsanordnung 36 einen ersten Teiler
138 und einen zweiten Teiler 140. Der erste Teiler 138 reduziert
die Farbhilfsträgerfrequenz auf die Referenzfrequenz für
die Drehzahl. Mit der Spindelwelle 132 ist ein Tachometer 143
verbunden, der ein Frequenzsignal liefert, das die exakte
Drehgeschwindigkeit der Spindel 132 und damit des Platten
tellers 21 angibt. Das über die Leitung 142 zur Verfügung stehende
Tachometersignal wird über die Leitung 142 an die Motorservo
schaltung angelegt, der auch über die Leitung 144 die Referenz
frequenz für die Drehzahl zugeführt wird. In der Motorservo
schaltung 130 werden die beiden Signale verglichen. Wenn die
Phase des Tachometersignals der Phase der Referenzfrequenz
voreilt, dreht sich der Motor 134 mit zu hoher Drehzahl,
so daß die Motorservoschaltung 130 ein Signal erzeugt, das
über die Leitung 146 an den Spindelmotor 134 angelegt wird,
um die Drehzahl zu verringern und das Tachometersignal in
Phasenübereinstimmung mit der Referenzfrequenz zu bringen.
Wenn die Phase des Tachometersignals der Phase der Referenz
frequenz nacheilt, ist die Drehzahl des Spindelmotors zu klein,
so daß ein Signal erzeugt wird, welches über die Leitung 148
dem Spindelmotor 134 zugeführt wird, um dessen Drehzahl ent
sprechend zu vergrößern.
Der zweite Teiler 140 verringert die Farbhilfsträgerfrequenz
vom Oszillator 136 auf eine Referenzfrequenz für die Translations
bewegung, die dem Translationsantrieb 34 zugeführt wird. Damit
wird der Translationsantrieb für jede Umdrehung des Informations
trägers um eine bestimmte Distanz verschoben. Diese Distanz
beträgt für die beschriebene Ausführungsform 2 µ.
Der Farbhilfsträgeroszillator 136 zusammen mit den beiden
Teilern 138 und 140 arbeiten als Synchronisationseinrichtung,
um eine konstante Beziehung zwischen der Rotationsbewegung
und der Translationsbewegung, d. h. zwischen dem Schreib
strahl und dem Informationsträger sicherzustellen.
Die verschiebbare Optik 40 gemäß Fig. 1 ist in den Fig. 10 und
11 näher dargestellt und ist auf einer Plattform 142 montiert.
Diese Plattform wird bezüglich des sich drehenden Informations
körpers radial, und zwar um jeweils 2 µ pro Umdrehung der
Spindel 132 verschoben. Dieser radiale Verschiebung pro Um
drehung wird auch als Steigung bezeichnet. Da die Gleichförmig
keit der Steigung von der stetigen Verschiebung der Optik
zusammen mit der Plattform 142 abhängt, wird diese Verschie
bung durch eine hochpräzise Gewindestange 141 in Verbindung
mit einer Mutter 144 ausgeführt, welche mit der Plattform 142
so steif wie nur irgendmöglich mit Hilfe eines Trägerstückes 146
verbunden ist.
In Fig. 10 ist schematisch der Leseaufbau für die Wiederge
winnung des auf dem Informationsträger in Form der Informa
tionselemente 37 und 38 gespeicherten FM-Signals gezeigt. Ein
vom Leselaser 152 erzeugter Lesestrahl 150 wird über eine
stationäre Optik 154 und eine verschiebbare Optik 156 zum
Informationsträger 10 übertragen. Jede der beiden Optiken kann
dazu benutzt werden, um den Lesestrahl 150 auf die Informations
elemente in Form von lichtreflektierenden Zwischenbereichen
38 und lichtzerstreuenden Vertiefungen 37 zu fokussieren. Da
bei wird mit Hilfe der Verschiebesteuerung 28 dafür gesorgt,
daß die Relativbewegung zwischen dem Lesestrahl 150 und den
Informationselementen aufrechterhalten wird.
Die stationäre Optik 154 und die verschiebbare Optik 156 definieren
den Strahlengang des von dem Informationsträger reflektierten
Strahls. Dieser reflektierte Strahl ist mit 150′ bezeichnet und
umfaßt einen Teil des ursprünglichen Lesestrahls. Die Tat
sache, daß sowohl der Lesestrahl als auch der reflektierte
Strahl im wesentlichen zusammenfallen, ist in der Zeichnung
durch die Anbringung des Bezugszeichens 150 und 150′ an der
selben, den Strahlengang kennzeichnenden Linie angedeutet. Ein
Lichtabtaster 158 dient dem Zweck, aus dem frequenzmodulierten
Lichtstrahl ein entsprechendes frequenzmoduliertes elektrisches
Signal zu erzeugen. Dieses elektrische FM-Signal wird über
den Strahlengang 160 weitergeleitet und enthält die Information
in Form eines frequenzmodulierten Trägers. Das Ausgangssignal
des Lichtabtasters 158 wird über einen Verstärker 164 an einen
Diskriminator 162 angelegt, der daraus ein der gespeicherten
Information entsprechendes Videosignal ableitet, das über
die Leitung 165 als sich über der Zeit änderndes Spannungs
signal ein einen FS-Monitor 166 und/oder einen Oszillographen
168 angelegt wird.
Die Optik 154 und 156 umfaßt ferner einen polarisationsabhängigen
Strahlenteiler 170, der für den Strahl 150 als Polarisator und
für den reflektierten Strahl 150′ als Strahlenteiler wirkt. Ferner
ist eine Lambda/4-Platte 172 vorhanden. Der Strahlenteiler 170
filtert von dem Lesestrahl 150 alle Lichtwellenanteile heraus,
die nicht auf die Polarisationsachse ausgerichtet sind. Die
Polarisationsebene des durch den Strahlenteiler 170 ausgerichteten
Strahls wird in der Lambda/4-Platte 172 von einer linearen
Polarisation in eine zirkulare Polarisation geändert. Der Strahl
teiler 170 ist zwischen dem Leselaser und der Lambda/4-Platte
172 angeordnet. Diese Platte 172 wird auch vom reflektierten
Strahl 150′ durchsetzt. Daher ändert die Lambda/4-Platte 172
nicht nur die Polarisation des Lesestrahls von einer linearen
in eine zirkulare Polarisation, sondern auch die Polarisation des
reflektierten Strahls 150′ von einer zirkularen in eine lineare
Polarisation, wobei dieser Strahl um 90° gegenüber der Polarisa
tionsebene verdreht ist, wie sie durch den Leselaser 152 und
den Strahlenteiler 170 festgelegt ist. Der reflektierte Lese
strahl 150′ wird, wie bereits erwähnt, dem Lichtabtaster
158 zugeführt, der daraus ein entsprechendes elektrisches
Signal ableitet. Durch den Strahlanteiler 170 wird die Intensität
des Lesestrahls 150 reduziert. Dieser Intensitätsabfall wird
durch die ursprünglich höher eingestellte Intensität des vom
Leselaser abgegebenen Lesestrahls 150 kompensiert. Durch
die Lambda/4-Platte 172 erhält der reflektierte Lesestrahl
150′ gegenüber dem ursprünglichen Lesestrahl 150 eine Drehung
um 90°, wenn der Lesestrahl von einer linearen Polarisation
in eine zirkulare Polarisation und zurück geändert wird. Der
Strahlanteiler 170 hat ferner die Eigenschaft, den reflektierten
Lesestrahl 150′ abzutrennen und ihn mit einer 90°-Reflexion
zum Lichtabtaster 158 hin abzulenken. Dieser Lichtabtaster 158
kann aus einer Photodiode bestehen, jedoch können auch andere
Elemente Verwendung finden, die in der Lage sind, einen frequenz
modulierten Lichtstrahl in ein entsprechendes elektrisches Signal
umzuwandeln. Die stationäre Optik 154 und die verschiebbare
Optik 156 enthalten ferner das Objektiv 52, das in einem hydro
dynamischen Luftlager 54 über dem Überzug 26 des Informations
trägers 10 gehaltert ist.
Wie bereits erwähnt, besteht der Lesestrahl 150 im wesentlichen
aus parallelen Lichtstrahlen. Das Objektiv 52 hat eine Eintritts
öffnung 56, die größer als der Durchmesser des vom Leselaser
152 erzeugten Lesestrahls 150 ist. Aus diesem Grund ist eine
Zerstreuungslinse 174 in den Strahlengang eingefügt, welche
den Lesestrahl aufweitet und als paralleles Strahlenbündel in
Richtung auf das Objektiv 52 abgibt. Dieses Strahlenbündel hat
einen Durchmesser, der im wesentlichen zumindest dem Durch
messer der Eintrittsöffnung des Objektivs 52 entspricht. Die
stationäre und die verschiebbare Optik 154 und 156 umfassen
ferner eine Anzahl stationärer oder verstellbarer Ablenkspiegel,
176 und 178, mit deren Hilfe der Lesestrahl in Richtung auf den
Informationsträger bzw. das Objektiv abgelenkt wird.
Im Strahlengang des reflektierten Lesestrahls 150′ ist ein
optisches Filter 180 angeordnet, das aus dem Strahlengang
aller diejenigen Wellenlängen herausfiltert, die ursprünglich
im Lesestrahl 150 nicht vorhanden waren. Durch die Ver
wendung dieses Filters 180 wird die Bildqualität, wie sie auf
dem FS-Monitor 160 erscheint, wesentlich verbessert. Dieses
Filter 180 ist notwendig, wenn das Lesesystem zusammen mit
einem Aufzeichnungssystem verwendet wird, wie es anhand
der Fig. 11 noch näher erläutert wird.
Bei einem solchen System breitet sich der Schreibstrahl
29 ebenfalls entlang dem Strahlengang des reflektierten Lese
strahls 150′ aus. Das optische Filter 180 unterdrückt den
Schreibstrahl, jedoch läßt es den reflektierten Lesestrahl
150′ in voller Intensität durch.
In den Strahlengang des reflektierten Lesestrahls 150′ ist
ferner eine Sammellinse 182 eingefügt, um den reflektierten
Lesestrahl auf den aktiven Bereich des lichtempfindlichen
Elementes des Lichtabtasters 158 zu fokussieren. Dadurch
wird die Intensität des auf den aktiven Bereich des Licht
abtasters 158 auftreffenden Lichtstrahles vergrößert.
Der Verstärker 164 verstärkt das Ausgangssignal des Licht
abtasters 158, um die Amplitude dieses Signals auf einen Wert
zu bringen, der für die Verarbeitung im Demodulator 162
geeignet ist.
Die in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Schwingungsformen werden
auch von der Wiedergabeeinrichtung gemäß Fig. 10 erzeugt,
wenn das frequenzmodulierte, auf dem Informationsträger ge
speicherte Signal abgetastet wird. Die Intensität des mit der
Linie 80 dargestellten Signals entspricht der Intensität des
Schreibstrahles. Der Leselaser 152 erzeugt einen Lesestrahl
150, der eine konstante Intensität geringeren Niveaus hat.
Das Ausgangssignal des Lichtabtasters 158 hat eine Schwingungs
form, die der Schwingungsform gemäß Fig. 5 entspricht. Diese
Schwingung in Form einer frequenzmodulierten Impulsfolge
wird im Demodulator 162 in ein zeitabhängig sich änderndes
Spannungssignal entsprechend Fig. 4 umgewandelt.
Die Verschiebesteuerung 28 gemäß Fig. 10 für die Wiedergabe
einrichtung entspricht der Verschiebesteuerung 28 gemäß Fig. 1
und sorgt einerseits für die Drehung des Plattentellers 21 und
andererseits für die translatorische Verschiebung des Lese
strahles mit Hilfe der verschiebbaren Optik 156.
In Fig. 11 ist in einem Blockschaltbild die Kombination des
Videoaufzeichnungsgerätes gemäß Fig. 1 mit einem Wiedergabe
gerät gemäß Fig. 10 dargestellt. Ein unmodulierter Schreibstrahl
29 wird vom Schreiblaser 30 abgegeben und zum Informations
träger als modulierter Schreibstrahl 29′ übertragen. Die Strahl
steuerung 41 umfaßt einen Ablenkspiegel 58. Die verschiebbare
Optik 40 enthält eine Zerstreuungslinse 66, einen Spiegel 200
mit Teildurchlässigkeit, einen verschiebbaren Ablenkspiegel 60
und das Objektiv 52. Der modulierte Schreibstrahl 29′ wird
als Lichtfleck 42 auf dem lichtempfindlichen Überzug 26 abge
bildet, um die Informationselemente zu bilden.
Der Lesestrahl 150 definiert einen zweiten Strahlengang zwischen
dem Leselaser 152 und dem Informationsträger 10. Die
stationäre Optik 154 enthält einen Ablenkspiegel 176. In der
verschiebbaren Optik 156 ist eine Zerstreuungslinse 174 vor
gesehen sowie die Lambda/4-Platte 172 und ein zweiter fest
stehender Ablenkspiegel 202. Ferner ist auf der verschiebbaren
Optik 156 der bereits erwähnte Spiegel 200 mit Teildurchlässig
keit und der verschiebbare Ablenkspiegel 60 sowie das Objektiv
52 montiert. Der Lesestrahl 150 trifft als Abtastfleck 157 auf der
Oberfläche des Informationsträgers 10 auf.
Wie bereits erwähnt, ist der Spiegel 200 derart aufgebaut, daß
er den Lesestrahl mit der Wellenlänge des modulierten Schreib
strahles 29′ durchläßt und den Laserstrahl mit der Wellenlänge
des reflektierten Lesestrahls 150′ reflektiert.
Die Intensität des modulierten Schreibstrahles 29′ ist größer
als die Intensität des Lesestrahls 150. Dies ist notwendig, da
der modulierte Schreibstrahl 29′ den Überzug des Informations
trägers entsprechend der Modulation verändern muß, wogegen
der Lesestrahl 150 lediglich eine gute Ausleuchtung der In
formationsspur gewährleisten muß, damit der reflektierte
Lesestrahl 150′ eine ausreichende Intensität für die weitere
Verarbeitung und die Ansteuerung des Lichtabtasters 158
hat.
Der feststehende Ablenkspiegel 58 im Strahlengang des Schreib
strahles und die beiden feststehenden Spiegel 176 sowie 202
im Strahlengang des Lesestrahles dienen dazu, den Schreib
strahl 29′ auf das Objektiv 56 unter einem kontrollierten
Winkel bezüglich des Lesestrahls 150 auszurichten. Dieser
Winkel zwischen den beiden einfallenden Strahlen bewirkt, daß
zwischen dem Lichtpunkt 42 zum Schreiben der Information
und dem Abtastfleck 157 zum Abtasten der gespeicherten Informa
tion ein räumlicher Abstand besteht.
Für diesen Abstand wird im üblichen Betrieb eine Entfernung von
etwa 4 bis 6 µ als ausreichend angesehen. In Fig. 12 ist die
unterschiedliche Ausrichtung der einfallenden Strahlen zur Erläu
terung dargestellt, wobei die Darstellung gegenüber dem tat
sächlichen Verhältnis stark verzerrt ist.
Der reflektierte Lesestrahl 150′ wird wie bereits erwähnt, nach
einer Verstärkung demoduliert und auf einem FS-Monitor 5 bzw.
einem Oszillographen zur Darstellung gebracht. Die Darstellung
auf dem Oszillographen dient dem Zweck, das aufgezeichnete
Videosignal mit mehr Details zur Darstellung zu bringen.
Mit Hilfe der Darstellung des aufgezeichneten Bildes auf dem
FS-Monitor 166 sowie des einzelnen Videosignals am Oszillo
graph 168 kann die Qualität des gespeicherten Signals während
der Aufzeichnung jederzeit überprüft werden. Damit ist man
in der Lage, während der Aufzeichnung eine Korrektur vor
zunehmen oder eine schlechte Aufzeichnung rechtzeitig aus
zuscheiden.
Bei dieser Aufzeichnungskontrolle sind sowohl der Schreiblaser 30
als auch der Leselaser 152 gleichzeitig in Betrieb. Der dichroitische
Spiegel 200 wird benutzt, um den Lesestrahl 150 dem modulierten
Schreibstrahl 29′ zu überlagern. Zu diesem Zweck hat der Schreib
strahl 29 eine von dem Lesestrahl 150 verschiedene Wellenlänge. Das
optische Filter 180 dient dazu, eventuell bei der Trennung
zurückbleibende Signalanteile des modulierten Schreibstrahles
29′ vom reflektierten Lesestrahl 150′ zu trennen, bevor dieser
weiterverarbeitet wird.
Im Vergleichsbetrieb vergleicht ein Komparator 204 das Aus
gangssignal des Demodulators 162, welches über die Leitung
206 angelegt wird, mit dem ursprünglichen Videosignal von der
Videosignalquelle 16 über die Leitung 208.
In die Leitung 208 ist eine Verzögerungsleitung 210 eingefügt,
um das übertragene Videosignal entsprechend der Zeitverzögerung
zu verzögern, welche durch die Frequenzmodulation, die Auf
zeichnung und die Wiedergewinnung entsteht. In dieser Zeit
verzögerung sind auch die Verzögerungszeiten enthalten, die
sich durch die Laufzeit des Schreibstrahles und Lesestrahles
ergeben. Die Verzögerungsleitung 210 hat eine einstellbare Ver
zögerung, um sie an einen optimalen Betrieb anpassen zu können.
Das vom Diskriminator 162 abgegebene Videosignal ist in jeder
Hinsicht identisch mit dem über die Leitung 208 und die Ver
zögerungsleitung zugeführten Signal. Diese Identität ist ge
stört, wenn Fehler auftreten, die sich z. B. durch eine fehlerhafte
Oberfläche des Informationsträgers oder durch Fehlfunktionen
des Videoaufzeichnungsgerätes ergeben können.
Der Komparator 204 liefert ein Ausgangssignal an einen nicht
dargestellten Zähler, mit dem die tatsächliche Anzahl der auf
einem Informationsträger vorhandenen Fehler festgestellt werden
kann. Wenn der Fehleranteil einen bestimmten Wert übersteigt,
wird die Aufzeichnung unterbrochen bzw. beendet. In diesem
Fall kann mit einer neuen Platte die Aufzeichnung erneut be
gonnen oder weitergeführt werden.
Eine Alternative zum Komparator 204 ergibt sich, wenn das
Ausgangssignal des Frequenzmodulators 20 mit dem Ausgangs
signal des Verstärkers 164 verglichen wird.
In Fig. 12 ist im vergrößerten Maßstab und bei gleichzeitiger
Verzerrung der optischen Verhältnisse der Strahlengang des
modulierten Schreibstrahles 29′ und des unmodulierten Lese
strahles 150 schematisch dargestellt. Der Informationsträger
wird in Richtung des Pfeiles 270 verschoben. Der nicht belichtete
Überzug ist mit 26′ bezeichnet, in welchen der modulierte
Schreibstrahl 29′ die Vertiefungen 37 einformt, welche an
schließend von dem Lesestrahl 150 abgetastet werden. Die
Richtung des Schreibstrahles 29′ stimmt mit der optischen
Achse des Objektives 52 überein. Die optische Achse 212 des
Lesestrahls 150 ist um einen Winkel 216 gegen die optische
Achse des modulierten Schreibstrahles 29′ versetzt. Aufgrund
dieser geringfügigen Versetzung trifft der Lichtpunkt 42
um den Abstand 218 vor dem Abtastfleck 157 auf den Informations
träger auf. Der Abstand 218 ist gleich dem Winkel 216 multi
pliziert mit der Brennweite des Objektives 52. Durch die sich
daraus ergebende Verzögerung zwischen dem Aufzeichnen und
der Abtastung kann der geschmolzene Überzug 26 aushärten,
so daß dieser beim Abtasten durch den Lesestrahl 150 bereits
wieder im festen Zustand ist. Wenn eine solche Verfestigung
nicht erreicht wird vor der Abtastung mit dem Lesestrahl 150,
ergibt sich eine Verschlechterung der auf dem FS-Monitor 166
zur Darstellung kommenden Bildqualität.
In Fig. 3 ist das Schaltbild der Stabilisierschaltung 48 gemäß
Fig. 1 dargestellt. Wie bereits erwähnt, wird die Polarisations
ebene des Schreibstrahls 29 mit Hilfe einer Pockels-Zelle
68 in Abhängigkeit von einer angelegten Spannung gedreht.
Je nach der verwendeten Pockels-Zelle 68 liegt die Spannungs
änderung in der Größenordnung von bis zu 100 Volt, um die
Polarisationsebene um 90° zu drehen. Der Antrieb für die
Pockels-Zelle verstärkt das Ausgangssignal der Videosignal
quelle 12 auf einen Spitzenwert von etwa 100 Volt. Damit
erhält man eine geeignete Eingangsspannung für die Pockels-
Zelle. Die an den Antrieb 72 für die Pockels-Zelle angelegte
Spannung hat eine Schwingungsform, wie sie in Fig. 5 prinzipiell
dargestellt ist. Die Pockels-Zelle sollte bei einer mittleren
Drehung von etwa 45° betrieben werden, um mit der Strahl
intensität des modulierten Lichtes das elektrische Signal
möglichst getreu zu reproduzieren. Die Pockels-Zelle muß mit
einer Vorspannung versehen werden, damit sie auf einem ge
eigneten Arbeitspunkt gehalten wird. In der Praxis ändert die
Vorspannung entsprechend einer 45°-Drehung den Arbeits
punkt kontinuierlich. Diese kontinuierliche Änderung der Vor
spannung wird mit Hilfe einer Rückkopplungsschleife erreicht.
Diese Rückkopplung bewirkt einen Vergleich des mittleren Wertes
des übertragenen Lichtes mit einer einstellbaren Bezugsgröße
und legt das Differenzsignal an die Pockels-Zelle über einen
Gleichstromverstärker an. Damit wird der Arbeitspunkt stabilisiert.
Der Bezugswert kann derart abgestimmt werden, daß der der
mittleren Übertragung entsprechend dem 45°-Arbeitspunkt ent
spricht, wobei über die Rückkopplung dafür gesorgt wird, daß
die Pockels-Zelle auf diesem Arbeitspunkt im wesentlichen ge
halten wird. Die Stabilisierschaltung 48 enthält eine Silicium
photodiode 225, die als Lichtabtaster arbeitet. Diese Diode
tastet den rückgekoppelten Teil des Schreibstrahles 29′′ des
modulierten Schreibstrahles 29′ ab, der vom Lichtintensitäts
modulator 44 ausgesandt wird und teilweise den Spiegel 58
passiert. Die Siliciumphotodiode 225 arbeitet dabei wie eine
Solarzelle und stellt eine Quelle elektrischer Energie dar, wenn
sie von der Strahlung beaufschlagt wird. Ausgangsseitig ist die
Siliciumdiode 225 über eine Leitung 227 mit dem Bezugs
potential 226 verbunden. Die andere Ausgangsleitung 230 liegt
am einen Eingang eines Differenzverstärkers 228. Die beiden
Ausgänge sind mit einem Widerstand 232 überbrückt, der für
einen linearen Betrieb sorgt.
Der zweite Eingang des Differenzverstärkers 228 ist mit dem
Abgriff 234 eines Potentiometers 236 über die Leitung 238
verbunden. Das eine Ende des Potentiometers 236 liegt über
die Leitung 240 am Bezugspotential 226, wogegen die andere
Seite des Potentiometers 236 an eine Leistungsquelle 242 ange
schlossen ist und die Abstimmung des Differenzverstärkers
228 derart zuläßt, daß er ein Rückkopplungssignal über die
Leitungen 224 und 246 abgibt, welches zur Abstimmung des
Leistungsniveaus des modulierten Schreibstrahls 29′ auf
einen vorgegebenen Wert dient.
Die Ausgangsklemmen des Differenzverstärkers 228 sind über
Widerstände 248 und 250 an die Leitungen 244 und 246 ange
schlossen, welche zu den Eingängen der Pockels-Zelle 68
gemäß Fig. 1 führen. Der Antrieb für die Pockels-Zellen ist
über eine Wechselstromankopplung aus Kondensatoren 252 und
254 angekoppelt, wogegen der Differenzverstärker 228 an
die Pockels-Zelle 68 gleichstrommäßig angekoppelt ist.
Im Betrieb trifft der rückgekoppelte Schreibstrahl 29′′ auf
die Siliciumphotodiode 225 und erzeugt eine Spannung am einen
Eingang des Differenzverstärkers 228. Das Potentiometer 236
ist derart abgestimmt, daß die mittlere Übertragung über die
Pockels-Zelle einer 45°-Drehung entspricht. Wenn deshalb
das mittlere auf die Photodiode auftreffende Intensitätsniveau
entweder ansteigt oder abfällt, wird eine entsprechende Korrektur
spannung am Ausgang des Differenzverstärkers 228 erzeugt. Diese
Korrekturspannung wird an die Pockels-Zelle 68 übertragen und
ist bezüglich der Polarität und Amplitude von einer Größe, welche
das mittlere Intensitätsniveau auf das vorgegebene Niveau durch
die Einstellung des Potentiometers zurückführt.
Damit wird die Intensität des vom Schreiblaser 30 erzeugten
Laserstrahles eingestellt. Man erhält optimale Ergebnisse,
wenn bei der Speicherung der Information die Länge der Ver
tiefung 37 exakt der Länge des darauffolgenden Zwischen
bereichs 38 entspricht. Mit Hilfe des Potentiometers läßt
sich dieses Kriterium einstellen. Dies entspricht einem
Tastverhältnis von 50% und läßt sich mit Hilfe des FS-
Monitors 166 bzw. des Oszillographen 168 feststellen. Für
den kommerziellen Bedarf ausreichende Ergebnisse werden
erzielt, wenn das Tastverhältnis zwischen 40% und 60%
liegt.
In Fig. 8 ist ein Schnitt durch eine Informationsspur des
Informationsträgers 10 dargestellt. Dabei sind die erhöhten
Zwischenbereiche 38 die reflektierenden und die dazwischen
liegenden Vertiefungen 37 die nicht reflektierenden Bereiche.
Die Bewegungsrichtung des Abtaststrahls entspricht dem
Pfeil 217. Das bedeutet, daß der Lesestrahl zuerst auf einen
reflektierten Bereich 38 a und dann auf einen nicht reflektieren
den Bereich 37 a auftrifft. Bei dieser Konfiguration wird die
positive Halbwelle des aufgezeichneten Signals durch den
reflektierenden Bereich 38 a und die negative Halbwelle durch
den nicht reflektierenden Bereich 37 a repräsentiert. Das dar
gestellte Tastverhältnis hat 50%, wie dies durch die beiden
Klammern 260 und 262 angedeutet ist.
Bei einer metallbeschichteten Oberfläche des Informations
trägers 10 schmilzt der aus einer dünnen Metallschicht be
stehende Überzug 26, wenn die Intensität des auftreffenden
Lichtpunktes einen Schwellwert übersteigt, der auf die Dicke
des Metallfilmes und die Eigenschaften des Substrats abge
stimmt ist. Dieser Lichtstrahl ist entsprechend dem FM-
Signal moduliert. Die Steilheit der Signalübergänge wird
so groß wie möglich gehalten, um möglichst scharfe Be
grenzungen bei den Vertiefungen zu erhalten, trotz der Änderun
gen, die sich durch den Schmelzgrenzwert einstellen. Der
artige Änderungen im Schmelzgrenzwert können von dicken
Änderungen des Überzugs herrühren oder auch durch die
Verwendung verschiedener Materialien für den Überzug 26.
Die mittlere Leistung im Lichtpunkt, um eine Vertiefung in einen
dünnen Metallüberzug 26 mit einer Dicke von etwa 200 Å bis
etwa 300 Å einzubrennen, liegt in der Größenordnung von etwa
200 mW. Da die FM-Trägerfrequenz bei 8 MHz liegt, sind
8 × 106 Vertiefungen unterschiedlicher Länge pro Sekunde
in den Überzug einzuformen, wobei die erforderliche Energie
pro Vertiefung in der Größenordnung von 2,5 × 10-9 Joule
liegt.
Bei einer ersten Ausführungsform eines Informationsträgers 10
wird eine Glasoberfläche in jeder Vertiefung freigelegt. Dieser
freigelegte Bereich der Glasoberfläche erscheint als nicht
reflektierender Teil für den Abtastfleck. Die im Zwischen
bereich erhalten gebliebene Metalloberfläche stellt den
reflektierenden Bereich für den Lesestrahl dar.
Wenn die Informationselemente dadurch hergestellt werden,
daß man einen lichtempfindlichen Überzug aus Photolack
verwendet, wird dafür gesorgt, daß die mittlere Intensität,
die einer Drehung der Polarisationsebene um 45° entspricht,
die Schwellwertintensität darstellt, bei der der lichtempfind
liche Überzug vom nichtbelichteten in den belichteten Zustand
übergeht. Die Pockels-Zelle 68 in Verbindung mit dem Linear
polarisierer 70, der aus einem Glan-Prisma bestehen kann,
moduliert den übertragenen Lichtstrahl derart, daß er mit
seiner untersten übertragenen Lichtintensität eine Null-Grad-
Drehung und mit seiner obersten übertragenen Lichtintensität
eine 90°-Drehung der Polarisationsebene bewirkt. Entsprechend
wird bei Drehungen der Polarisationsebene unterhalb 45° keine
ausreichende Belichtung des Überzugs und bei Drehungen ober
halb 45° eine Belichtung des lichtempfindlichen Überzugs 26
bewirkt.
Der Antrieb 72 für die Pockels-Zelle besteht typischerweise
aus einem Spannungsverstärker hoher Verstärkung mit einem
Ausgangssignal, dessen Spitzenspannung etwa 100 Volt beträgt.
Dieser Spannungswert stellt die Ansteuerung der Pockels-Zelle
68 dar. Das bedeutet, daß die mittlere Spannung ausreicht, um
die Pockels-Zelle 68 für eine 45°-Drehung anzusteuern, so
daß etwa die Hälfte des gesamten, vom Schreiblaser 30 zur
Verfügung stehenden Lichtes vom Linearpolarisierer 70 ab
gegeben wird. Wenn das Ausgangssignal des Antriebs 72 positiv
über den mittleren Spannungswert hinaus ansteigt, wird mehr
Licht vom Laser übertragen, wogegen bei einem negativ über
den Mittelwert hinausverlaufenden Signal weniger Licht vom
Laser übertragen wird.
Bei einer ersten Ausführungsform des Informationsträgers mit
einem Metallüberzug 26 ist der Schreiblaser derart eingestellt, daß
die Intensität, bei der die Metallschicht zu schmilzen beginnt,
erzeugt wird, wenn das Ausgangssignal vom Antrieb 72 den
Wert Null annimmt und der Arbeitspunkt der Pockels-Zelle
bei einer Drehung der Polarisationsebene von 45° liegt. Damit
beginnt die Metallschicht zu schmilzen, wenn das Ausgangs
signal des Antriebs positiv ansteigt, wogegen die Metall
schicht zu schmilzen aufhört, wenn das Ausgangssignal negativ
wird.
Bei einer zweiten Ausführungsform, bei welcher als Überzug
26 ein lichtempfindlicher Photolack Verwendung findet, ist
die Intensität des Ausgangssignal des Schreiblasers 30 so
eingestellt, daß der Schwellwert für die Belichtung des Photo
lacks beim Nullwert der Ausgangsspannung des Antriebs 72
für die Pockels-Zelle liegt. Dementsprechend wird der Photo
lack bei einer positiv ansteigenden Spannung belichtet und bei
einer ins Negative abfallenden Spannung nicht belichtet. Der
belichtete Photolack kann entwickelt und anschließend in einem
bekannten Verfahren entfernt werden. Die nicht belichteten
Teile des Photolacks bleiben dagegen erhalten. Für die Ab
stimmung des Schreiblasers 30 auf die richtige Intensität
findet das Potentiometer 236 in der bereits erwähnten Weise
Verwendung.
Bei der für die Wiedergabe allein geeigneten Ausführungsform
gemäß Fig. 10 ist das optische Filter 180 nicht notwendig
und wird in der Regel auch nicht gefordert. Es wird bei
einem Wiedergabesystem liediglich zur Dämpfung des reflektier
ten Lesestrahls benutzt, womit eine geringe Erhöhung der
Intensität des Leselasers 152 erforderlich wird, um sicher
zustellen, daß dieselbe Intensität am Lichtabtaster 158 an
liegt, verglichen mit einem Wiedergabesystem, das kein
optisches Filter 180 verwendet.
Auch die Sammellinse 182 ist nicht notwendig. In einem zweck
mäßig aufgebauten Wiedergabesystem hat der reflektierte
Lesestrahl 150 im wesentlichen denselben Durchmesser wie
die Eintrittsfläche des Lichtabtasters 158. Wenn dies je
doch nicht der Fall ist, kann eine Sammellinse 182 Ver
wendung finden, mit der der reflektierte Lesestrahl 150′
auf die kleinere Eintrittsfläche des Lichtabtasters fokussiert
wird.
Bei den beiden zuvor erwähnten Ausführungsformen für den
Überzug des Informationsträgers kann als Metall Wismut und
als lichtempfindlicher Überzug, wie bereits erwähnt, ein Photo
lack Verwendung finden. Beide Materialien unterscheiden sich
erheblich bezüglich des Schwellwertes, bei welchem die Be
einträchtigung des Überzugs infolge der höher werdenden Licht
intensität zu wirken beginnt.
Die Wismutschicht kann auf einer Glasplatte als Substrat aufge
bracht sein, wobei die reflektierenden Teile von den Zwischen
bereichen gebildet werden, die infolge der zu geringen Intensität
des Schreiblasers nicht weggeschmolzen werden.
Bei der Verwendung eines Informationsträgers mit einem
lichtempfindlichen Überzug in Form eines Photolacks wird
ein auf den Photolack abgestimmtes Schwellwertniveau für
die Intensität erforderlich. Der Mechanismus der Belichtung
eines Photolacks erklärt sich theoretisch dadurch, daß
eine bestimmte Anzahl von Photonen auftreffen müssen, um
einen Teil des Photolacks zu belichten. Wenn der positiv modulier
te Schreibstrahl genügend Photonen enthält, d. h. eine Anzahl,
die oberhalb der Schwellwertintensität liegt, wird der vom
Lichtpunkt beaufschlagte Bereich belichtet, so daß der Photo
lack nach der Entwicklung entfernt werden kann. Bei einer
Belichtung unterhalb der Schwellwertintensität löst sich der
Photolack während der Entwicklung nicht ab.
In Fig. 23 ist das Blockdiagramm für die Ansteuerung einer
Pockels-Zelle 68 mit der erforderlichen Vorspannung darge
stellt, um einen Arbeitspunkt einzustellen, bei welchem die
Polarisationsebene eine 45°-Drehung erfährt. Die Gleich
stromvorspannung der Pockels-Zelle wird zunächst für den
eingeschwungenen Zustand bei einer Drehung der Polarisations
ebene um 45° eingestellt. Diese Gleichstromvorspannung wird
auch als Festvorspannung bezeichnet. Wenn das dem Frequenz
modulator 20 zugeführte Videosignal keinen Klirrfaktor enthält,
ist eine derartige Festvorspannung für den Betrieb ausreichend.
Wenn jedoch im Videosignal ein Klirrfaktor enthalten ist, hat
auch der modulierte Schreibstrahl 29′ entsprechende Ver
zerrungen. Das Ausgangssignal des Frequenzmodulators 20 wird
an den Antrieb 72 für die Pockels-Zelle angelegt, um die
erforderliche Spannung auszulösen, welche zur Ansteuerung der
Pockels-Zelle für eine Drehung der Polarisationsebene von
0° bis 90° erforderlich ist. Der unmodulierte Schreibstrahl 29
wird, wie bereits erwähnt, der Pockels-Zelle 68 direkt zuge
führt.
Der Grund für die in Fig. 23 schematisch dargestellte Vor
spannungssteuerung für die Pockels-Zelle 68 dient dem Zweck,
daß das von einer Photodiode 260 erfaßte Signal möglichst frei
von Klirrfaktor ist.
Die Erzeugung von Klirrfaktor beim modulierten Schreibstrahl
29′ hat eine Vielzahl von Ursachen. Ein erster Grund ist in
der nichtlinearen Übertragungsfunktion sowohl der Pockels-
Zelle 68 als auch des aus einem Glan-Prisma bestehenden
Linearpolarisierers 70 zu sehen. Wenn das Eingangssignal
über die Leitung 18 bereits Klirrfaktor enthält, wird dadurch
der Klirrfaktor im modulierten Schreibstrahl 29′ weiter ange
hoben.
Die Vorspannungssteuerung dient also dem Zweck, die Gleich
vorspannung an die Pockels-Zelle 68 anzulegen und diese auf
einen Arbeitspunkt im mittleren Leistungsbereich einzustellen,
so daß der Klirrfaktor, welcher hauptsächlich aus Harmonischen
zweiter Ordnung besteht, auf ein Minimum verringert wird.
Die Änderung der Gleichvorspannung erfolgt in der nachfolgend
beschriebenen Weise. Der modulierte Schreibstrahl 29′ wird
von der Pockels-Zelle 68 aus an eine Photodiode 260 über
tragen. Das von dieser Photodiode abgegebene Signal hat die
Form eines frequenzmodulierten Signals, welches eine aus
reichend lineare Repräsentation des Schreibstrahles ist, wie
er als modulierter Schreibstrahl auf den Informationsträger
auftrifft, d. h. das Signal enthält alle Verzerrungsprodukte,
die auch im modulierten Schreibstrahl 29′ enthalten sind.
Dieses Ausgangssignal der Photodiode 260 wird über eine
Leitung 262 an einen Detektor 261 für die zweiten Harmonischen
angelegt, der ein Teil der Vorspannungssteuerung 264
ist. Das Ausgangssignal des Detektors 261 wird an einen Hoch
spannungsverstärker 266 übertragen, der die Gleichvorspannung
über die Leitung 268 an eine Summierschaltung 270 liefert.
Diese Summierschaltung wird an ihrem zweiten Eingang von dem
Ausgangssignal des Antriebs 72 für die Pockels-Zelle beauf
schlagt. An die Pockels-Zelle 68 selbst wird dann die Summe
dieser Signale angelegt, um die Gleichvorspannung der Pockels-
Zelle zu ändern.
Der Detektor 261 für die zweiten Harmonischen erzeugt eine
Spannung, die verhältnismäßig linear dem Verhältnis der
zweiten Harmonischen zur Grundwelle des Schreibstrahles
angepaßt ist. Ferner reflektiert das Ausgangssignal die Phasen
charakteristik der zweiten Harmonischen und, wenn dies eine
Phase mit der Grundschwingung ist, nimmt das Ausgangs
signal des Detektors ein vorgegebenes Spannungsniveau an,
z. B. positive Spannung. Wenn dagegen zwischen der Grund
schwingung und der zweiten Harmonischen eine Phasenver
schiebung besteht, ändert sich das Ausgangssignal des Detektors
in ein zweites Spannungsniveau, z. B. eine negative Spannung.
Mit Hilfe des Hochspannungsverstärkers 266 wird diese Spannung
verstärkt, so daß man einen Spannungsbereich von 0 bis etwa 300 V
Gleichvorspannung erhält. Der Detektor 261 für die zweiten
Harmonischen ist in Fig. 24 im Schaltbild d gezeigt und besteht
aus einem Begrenzer 272 sowie einem Differenzverstärker 274.
Das Ausgangssignal der Photodiode 260 wird als Wechselstrom
signal dem Begrenzer 272 über die Leitungen 262 zugeführt.
Ausgangsseitig liefert der Begrenzer ein erstes Ausgangssignal
über die Leitung 280 und ein zweites Ausgangssignal über die
Leitung 282 an den Differenzverstärker 274. Diese beiden Aus
gangssignale stellen logische Komplimente dar, d. h. wenn das
eine Ausgangssignal auf einem hohen Niveauwert liegt, nimmt
das andere Ausgangssignal einen niederen Niveauwert an. Das
Ausgangssignal des Differenzverstärkers kennzeichnet den In
halt der zweiten Harmonischen im an den Begrenzer eingangs
seitig angelegten Signal.
Im Normalbetrieb, wenn das Eingangssignal von der Photo
diode 260 im wesentlichen frei von Klirrfaktor bzw. zweiten
Harmonischen ist, steht am Ausgang 284 des Differenzver
stärkers 287 eine Rechteckschwingung mit einem Tast
verhältnis von 50% zur Verfügung. Das heißt, die Gleichstrom
niveaus der beiden Halbwellen sind gegeneinander versetzt,
so daß der Mittelwert des Ausgangssignals praktisch Null ist.
Wenn Anteile von zweiten Harmonischen im Ausgangssignal
der Photodiode 260 enthalten sind, bewirkt dies eine Ver
schiebung des Tastverhältnisses, so daß sich eine Abweichung
vom 50%-Tastverhältnis ergibt und der Mittelwert, der aus dem
Rechtecksignal gewonnenen Gleichspannung entweder oberhalb
oder unterhalb dem Wert Null liegt, je nachdem, nach welcher
Seite die Verschiebung des Tastverhältnisses erfolgt. Der Differenz
verstärker bewirkt als eine Verschiebung der Gleichvorspannung
der Pockels-Zelle, wenn Klirrfaktor anliegt, und damit eine
Verschiebung des Arbeitspunktes.
In Fig. 14 sind mehrere Schwingungsformen dargestellt, die
zur Erläuterung der Wirkungsweise des Aufzeichnungsgerätes
gemäß der Erfindung dienen. Zeile A zeigt eine vereinfachte
und idealisierte Videoschwingung, wie sie als Videosignal von
einer FS-Kamera oder von einem Videoplattenspieler aus
zur Verfügung gestellt wird. Die Zeilen B und T stellen frequenz
modulierte Ausgangssignale dar, die dieselbe Frequenzmodulation
haben, jedoch in ihrer Schwingungsform verschieden sind. Die
Zeile B entspricht der Schwingungsform gemäß Fig. 5 und ist
das Ausgangssignal, wie es am Ausgang des Multivibrators im
Frequenzmodulator 20 zur Verfügung steht. Die Zeile C zeigt
das Ausgangssignal eines Frequenzmodulators 20 in Form einer
Dreieckspannung, mit der man verbesserte Resultate erzielen
kann, wenn sie zur Ansteuerung der Pockels-Zelle 68 verwendet
wird.
Die Schwingungsformen in den Zeilen B, C und D repräsentieren
jeweils das Videosignal in Zeile A. Dabei wird das niedere
Signalniveau 75 durch die niedere Frequenz und das hohe
Signalniveau 77 durch die hohe Frequenz in den Schwingungs
formen nach Zeile B und C repräsentiert. Dabei beträgt die
Spitzenspannung üblicherweise etwa 1 Volt. Der Vorteil der
Verwendung einer Dreieckschwingung zur Ansteuerung einer
Pockels-Zelle besteht darin, daß diese an die Übertragungs
charakteristik der Pockels-Zelle angepaßt ist. Wenn die der An
steuerung dienende Dreieckschwingung mit einer Sinusspannung
aufgrund der Übertragungsfunktion der Pockels-Zelle 68 multi
pliziert wird, ergibt sich eine sinusförmig sich ändernde Licht
intensität am Ausgang des Linearpolarisierers. Diese Sinus
schwingung ist in der Zeile D dargestellt und kennzeichnet die
Leistungsverteilung des Ausgangssignals, wobei der mittlere
Leistungswert 290 genau zwischen dem maximalen Leistungs
wert 286 und dem minimalen Leistungswert 285 liegt. Die
Dreieckschwingung nach der Zeile C hat einen maximalen
Spannungswert V 2 in der Ebene 287 und einen minimalen
Spannungswert V 1 in der Ebene 288. Diese Spannung zwischen
den beiden Maximalwerten stellt die Treiberspannung für die
Pockels-Zelle 68 dar und wird derart eingestellt, daß die
Polarisationsebene des über die Pockels-Zelle 68 übertragenen
Schreibstrahles eine Drehung von 90° erfahren kann. Dabei
ist die Spannung V 1 einer Nullgrad-Drehung und die Spannung
V 2 einer 90°-Drehung zugeordnet. Das der 45°-Drehung zu
geordnete mittlere Leistungsniveau kann Temperaturschwankun
gen unterworfen sein, so daß eine Stabilisierung für das mitt
lere Leistungsniveau erforderlich ist.
Die in Zeile C gemäß Fig. 14 dargestellte Dreieckschwingung
hat die Form, wie sie vom Frequenzmodulator 20 geliefert
wird, und entspricht auch dem von dem Antrieb 72 für die
Pockels-Zelle erzeugten Signal. Die Ausgangsspannung des
Frequenzmodulators hat typischerweise einen Wert von etwa
10 Volt, wogegen die Spannung für den Antrieb der Pockels-
Zelle eine Größe von etwa 100 Volt hat. Das heißt, die beiden
im wesentlichen gleichen Spannungsformen unterscheiden sich
lediglich durch die Amplitude.
In Fig. 15 ist ein Schnitt durch den Informationsträger darge
stellt, wie man ihn nach der Aufzeichnung erhält. Das Substrat
300 mit einer ebenen Oberfläche 302 trägt die Informationsschicht
304, welche im wesentlichen eine gleichförmige Dicke und damit
eine ebene Oberfläche 306 hat. Wie bereits erwähnt, wird der
Schreibstrahl in seiner Intensität derart gesteuert, daß der
Überzug 26 in denjenigen Bereichen wegschmilzt, bzw. für
die Entfernung vorbereitet, in welchen er mit einer Intensität
auftrifft, die über dem Schwellwert liegt, der der 45°-Drehung
der Polarisationsebene zugeordnet ist. Diese Zuordnung ist
aus Zeile D gemäß Fig. 14 und Fig. 15 entnehmbar, wobei durch
senkrecht verlaufende, gestrichelte Linien die Zuordnung ange
deutet ist. Die Länge einer Öffnung bzw. Vertiefung 310 ent
spricht der Zeitdauer, während welcher der modulierte Schreib
strahl in seiner Intensität oberhalb der mittleren Leistungs
linie 290 gemäß Fig. 14 liegt.
In Fig. 16 ist ein Teilschnitt des Informationsträgers 16 dargestellt,
bei dem auf einem Substrat 320 mit einer ebenen Oberfläche 322
eine Photolackschicht 324 in gleichmäßiger Dicke aufgebracht
ist, die somit auch eine ebene Oberfläche 326 hat. Mit Hilfe des
in seiner Intensität auf die Lichtempfindlichkeit des Photolackes
abgestimmten Schreibstrahls werden die den Vertiefungen 330
zugeordneten Bereiche belichtet, welche anschließend durch
Entwickeln entfernt werden können. Die dabei entstehenden
Vertiefungen 330 entsprechen in ihrer Lage den Vertiefungen
310 gemäß Fig. 14, wie durch die gestrichelten Linien ange
deutet ist.
Wie bereits erwähnt, muß die Intensität des modulierten Schreib
strahles an die Art des Informationsträgers angepaßt sein,
wobei für einen Überzug aus Wismut eine höhere Intensität
als für einen Überzug aus einem Photolack benötigt wird.
Anstelle von Wismut kann auch Tellur, eine unter dem Waren
zeichen Inconel bekannte Nickel-Chromlegierung und Nickel
Verwendung finden.
In Fig. 18 ist die Übertragungscharakteristik der Pockels-
Zelle in Verbindung mit dem Linearpolarisierer als Ergebnis
der sinusförmigen Drehung der Polarisationsebene und der
linearen Spannungsänderung aufgrund des Antriebs der Pockels-
Zelle dargestellt. Der Punkt, an welcher die 90°-Drehung
auftritt, ist mit 340 gekennzeichnet und entspricht der maxi
malen Lichtübertragung. Der Punkt, der der minimalen Licht
übertragung entspricht, ist mit 342 bezeichnet, dem auch
das Spannungsniveau V 1 gemäß dem Bezugszeichen 288 in
Fig. 14 zugeordnet ist. Die Ebene, in welcher der Punkt 340
liegt, entspricht dem Spannungsniveau V 2 gemäß dem Bezugs
zeichen 287 in Fig. 14. Die zwischen den beiden Maximal
ebenen verlaufende Ebene ist der 45°-Drehung der Polarisations
ebene zugeordnet.
Wie bereits erwähnt, erfährt der Schreibstrahl bei der Über
tragung über die Pockels-Zelle im wesentlichen keine Leistungs
änderung, sondern im wesentlichen nur eine Drehung der Polarisa
tionsebene. Die Leistungsänderung und damit die Lichtmodulation
ergibt sich im Zusammenwirken mit dem Linearpolarisierer 70.
Das Glan-Prisma im Linearpolarisierer 70 ist auf die Pockels-
Zelle 68 derart ausgerichtet, daß der um 90° in der Polarisa
tionsebene gedrehte Schreibstrahl im wesentlichen keine Dämpfung
durch das Prisma erfährt. Bei einer Null-Grad-Drehung der
Polarisationsebene unterbindet das Prisma die Übertragung
des Lichtstrahles. Im Normalbetrieb werden die Extremlagen,
d. h. die Null-Grad-Drehung und die 90°-Drehung bei hohen
Betriebsfrequenzen kaum erreicht.
Die Übertragungscharakteristik der Pockels-Zelle 68 wird durch
die Fig. 18 charakterisiert, wogegen die Übertragungscharakteristik
des Glan-Prismas im Linearpolarisierer 70 durch Fig. 19 charakteri
siert wird. Aus dem Verlauf des Diagramms kann man entnehmen,
daß die maximale Lichtübertragung bei der 90°-Drehung er
folgt, wogegen die minimale Lichtübertragung dem Punkt 253 der
0°-Drehung zuzuordnen ist. Das mittlere, der 45°-Drehung
zugeordnete Leistungsniveau ist durch den Punkt 354 gekenn
zeichnet, der auch zu dem Schwellwert der Leistung gehört,
der dem jeweiligen Überzug des Informationsträgers zuge
ordnet ist. Da zum Schmelzen der Wismutschicht eine größere
Lichtintensität als zum Belichten des Photolackes benötigt
wird, ist der modulierte Schreibstrahl mit seiner mittleren
Intensität an diese Schicht entsprechend anzupassen.
In den Fig. 20 und 21 werden anhand von Schwingungsformen
die Verhältnisse dargestellt, welche für die Bestimmung der
Länge der Vertiefungen in dem Überzug des Informationsträgers
von Bedeutung sind. Die Verhältnisse hängen vom Wert der
Spitzenleistung sowie vom Wert der mittleren Leistung als auch
von der Fokussierung des Lichtpunktes auf der Oberfläche
des Informationsträgers ab. Diese Verhältnisse lassen sich
alle unter dem Begriff Tastverhältnis erfassen, der die
charakteristische Größe für die Ausbildung der Informations
elemente in Form von Vertiefungen und Zwischenbereichen ist.
Wie bereits erwähnt, wird diejenige Energie für den Schreib
strahl benötigt, die ausreicht, um eine irreversible Änderung
im Überzug auszulösen. Wenn die im Lichtpunkt enthaltene
Energie nicht richtig auf dem Überzug fokussiert ist, kann sie
für den beabsichtigten Zweck nicht wirksam werden und löst
die beabsichtigte Wirkung nicht aus. Wenn allerdings eine
irreversible Änderung des Überzugs erfolgt, ausschließlich
aufgrund einer falschen Fokussierung des Lichtpunktes, ergeben
sich Beschädigungen bzw. Verzerrungen im Aufzeichnungs
prozeß. Auch eine zu hohe Intensität des Schreibstrahles bzw.
ein zu hohes Energieniveau kann derartige fehlerhafte Veränderun
gen auslösen.
In den Zeilen B und C gemäß Fig. 14 wird das mittlere Leistungs
niveau bzw. das Schwellwertniveau mit den Ebenen 291 und 292
gekennzeichnet. Einem Taktverhältnis von 50% haben die Ver
tiefungen und die Zwischenbereiche jeweils gleiche Längen.
Dieses Taktverhältnis ist das bevorzugte für die kommerzielle
Verwendung, obwohl auch verhältnismäßig gute Wiedergabe
ergebnisse bei Taktverhältnissen bis zu 40% einerseits und
bis zu 60% andererseits erzielbar sind. Entsprechend der
Veränderung des Tastverhältnisses verändern sich auch die
Längen der Vertiefungen bzw. Zwischenbereiche entsprechend.
Die in 20 mit der Kurve 360 gekennzeichnete Schwingungsform
entspricht zwei Zyklen des über die Pockels-Zelle und den
Linearpolarisierer übertragenen Schreibstrahles, wie er z. B.
durch Zeile D gemäß Fig. 14 beschrieben wird. Der Schwell
wert des Aufzeichnungsmediums wird durch die Ebene 362 für
eine gute Aufzeichnung gekennzeichnet und ist, wie bereits
erwähnt, auf das mittlere Leistungsniveau, d. h. die mittlere
Lichtintensität abgestellt, welche von der Pockels-Zelle
über den Linearpolarisierer abgegeben wird. Wenn dieser
Schwellwert richtig eingestellt ist, beginnt sich der Überzug
beim Durchlaufen des Punktes 364 irreversibel zu verändern,
wobei diese Veränderung so lange beibehalten wird, bis das
Leistungsniveau im Punkt 366 wieder unter den Schwellwert ab
sinkt. Die gestrichelten Linien 364′ und 366′ 08738 00070 552 001000280000000200012000285910862700040 0002002911740 00004 08619 begrenzen in der
Zeile A gemäß Fig. 20 den Bereich 368, welcher beim Durch
laufen des Maximums 370 der Lichtintensität irreversibel ver
ändert wird. Vom Punkt 366 aus durchläuft die Lichtintensität
zunächst abfallend ein Minimum 372, von dem aus sie wieder in
Richtung auf das Maximum 354 ansteigt. Beim Punkt 376 durch
läuft sie das Niveau des Schwellwertes, so daß bis zu diesem
Zeitpunkt der Überzug des Informationsträgers, wie aus der
Darstellung erkennbar, nicht verändert wird. Zum Zeitpunkt
376 beginnt die Lichtintensität erneut, den Schwellwert zu über
steigen und ist in der Lage, den Überzug des Informations
trägers im Bereich 378 in Zeile A gemäß Fig. 20 erneut irreversi
bel zu verändern. Die senkrecht verlaufende gestrichelte
Linie 376′ kennzeichnet den Beginn des irreversibel ver
änderten Bereiches 378, wenn die Lichtintensität den Schwell
wert 362 in Richtung höherer Intensität übersteigt. Die irre
versible Veränderung des Bereiches 378 hält an, während
das Maximum 374 der Intensität durchlaufen wird und die
Intensität wieder bis zum Punkt 382 abfällt. Im Punkt 382,
der die gestrichelte Linie 382′ zugeordnet ist, wird der Schwell
wert der Intensität in negativer Richtung durchlaufen, so daß die
irreversible Änderung der Oberfläche des Informationsträgers auf
hört. Im bevorzugten Fall ist die Länge 384 des irreversibel
veränderten Bereiches gleich der Länge 388 des unveränderten
Zwischenbereiches aufgrund des 50%-Tastverhältnisses.
Vom Punkt 382 aus fällt die Intensität in Richtung auf das folgende
Minimum 375 ab.
Aus der Erläuterung und der Darstellung kann man entnehmen,
daß die Bereiche 368 und 386 die Informationselemente sind,
welche das FM-Videosignal repräsentieren.
Anhand der Fig. 20 sowie der Zeile B gemäß Fig. 21 wird die
Fehlanpassung der Schwellwertleistung an das Niveau des Auf
zeichnungsträgers in ihren Auswirkungen erläutert. In Fig. 20
ist mit der strichpunktierten Linie ein Schwellwertniveau für den
Fall angedeutet, daß kein zufriedenstellendes Tastverhältnis
gegeben ist. Die Niveaulinie 380 schneidet die Kurve 360
des Intensitätsverlaufes in den Punkten 390, 392, 394 und 396.
Mit Hilfe der senkrecht verlaufenden gestrichelten Linie 390′,
392′, 394′ und 396′ werden in der Zeile B der Anfang und das
Ende der irreversibel veränderten Flächenbereiche gekenn
zeichnet, die mit 399 und 408 bezeichnet sind. Die Länge des
Zwischenbereiches ist mit 400 bezeichnet und durch den Pfeil
402 gekennzeichnet. Für diese Zeitdauer verläuft die Intensitäts
kurve unterhalb der Schwellwertebene 380 und löst keine irre
versible Veränderung des Überzugs des Informationsträgers aus.
Der Zwischenbereich 400 mit dem vorausgehenden irreversibel
veränderten Bereich 399 stellt eine Periode des frequenz
modulierten Videosignals dar. Die Länge 398 des irreversibel
veränderten Bereiches entspricht etwa 65% der Summe aus der
Länge 398 und der Länge 402. Das heißt, das Tastverhältnis
beträgt 65 zu 35%.
Bei dem fertiggestellten Informationsträger sind den irreversibel
veränderten Bereichen 399 und 408 Vertiefungen zugeordnet,
in denen das Licht gestreut wird, wogegen die Zwischenbereiche
eine planare Oberfläche aus einem stark reflektierenden Material
haben.
Wenn ein Photolack als Überzug auf dem Informationsträger
Verwendung findet, wird dieser beim Auftreffen des Schreib
strahls nicht so viel verändert, daß ein Unterschied zwischen
dem von einem belichteten und einem nicht belichteten Bereich
reflektierten Lichtstrahl festgestellt werden kann. Deshalb
kann bei der Verwendung eines solchen Informationsträgers
auch eine Überprüfung unmittelbar nach der Aufzeichnung
nicht stattfinden.
In Zeile C gemäß Fig. 21 ist der repräsentative Verlauf eines
wiedergewonnenen FM-Videosignals entsprechend der Intensitäts
verteilung nach A angegeben. Die Schwingungsform in Zeile
C ist eine unverzerrte Sinusschwingung 410, die die Lichtin
tensität der durch die Kurve 360 gekennzeichneten Schwingungs
form gemäß Fig. 20 repräsentiert. Die Mittellinie 412 der
Sinuskurve 410 schneidet die Sinuskurve zum selben Zeit
punkt wie die Schwellwertebene 362 die Intensitätskurve 360.
In Zeile D gemäß Fig. 21 ist ein wiedergewonnenes FM-
Videosignal dargestellt, das starke Verzerrungen durch zweite
Harmonische hat. Die Grundfrequenz entspricht der Schwingungs
form nach Zeile C. Wenn in einem benutzten System das Vor
handensein von Verzerrungen durch zweite Harmonische ohne
schwerwiegende Folgen ist, so braucht ein 50%-Tastverhältnis
nicht strikt eingehalten werden. Wenn jedoch ein im wesentlichen,
unverzerrtes Signal von dem Informationsträger abgegriffen
werden soll, ist ein Schwingungsverlauf wie in Zeile C gemäß
Fig. 21 erforderlich.
In Fig. 22 ist in Zeile A die Verteilung der Reflexionsbereiche
und nicht reflektierenden Bereiche auf dem Informationsträger
dargestellt, wobei vorzugsweise ein metallischer Überzug, wie
z. B. Wismut, verwendet wird. Entsprechend der Darstellung
sind in der Wismutschicht 420 Vertiefungen 422, 424 und 426
ausgebildet. Die Zwischenbereiche sind mit 428 und 430 be
zeichnet und haben eine stark reflektierende Oberfläche. Durch
die Vertiefungen 422, 424 und 426 wird die Oberfläche des darunter
liegenden Blasträgers freigelegt, der im wesentlichen Licht
absorbiert und daher wie ein nicht reflektierender Bereich wirkt.
Der eingezeichnete Kurvenverlauf 432 kennzeichnet die Intensitäts
verteilung im Lesestrahl, wenn dieser die nicht reflektierenden
Bereiche überstreicht.
In Zeile B gemäß Fig. 22 wird die Intensitätsverteilung des
reflektierten Lesestrahls wiedergegeben, wenn dieser eine
Informationsspur, wie in Zeile A dargestellt, abtastet. Der
ausgezogene Bereich 434 bis 436 kennzeichnet die Intensität
des reflektierten Lichtstrahles, wenn dieser über einen nicht
reflektierten Bereich streicht, wobei das Minimum der Intensität
im Zentrumsbereich des nicht reflektierenden Bereiches 424
auftritt. Das Maximum 444 wird im Zentrum 446 des Zwischen
bereiches 428 erreicht. Dieses Zentrum liegt auch auf der
Mittellinie der Informationsspur. Der gestrichelte Teil der Kurve
nach Zeile B gemäß Fig. 22 kennzeichnet die reflektierenden
Zwischenbereiche, d. h. die vom Lesestrahl reflektierte Licht
intensität beim Abtasten der Informationsspur. Das Minimal
438 kennzeichnet entsprechend den nicht reflektierenden Be
reich und damit die geringste reflektierte Lichtintensität.
Die in Zeile C gemäß Fig. 22 dargestellte Kurve 454 stellt die
elektrische Repräsentation der abgetasteten Informationsspur
dar, wie sie am Ausgang des Photodetektors 70 gemäß Fig. 1
zur Verfügung steht.
In Fig. 25 ist ein Hochspannungsverstärker dargestellt, wie er
am Ausgang des Detektors für die zweiten Harmonischen ange
schlossen sein kann.
Die Vorteile der Erfindung in der Ausführungsform eines
Videoaufzeichnungsgerätes, bei dem die aufgezeichnete In
formation sofort gelesen werden kann, besteht darin, daß es
möglich ist, die Aufzeichnung und insbesondere das Tastver
hältnis des aufgezeichneten Signals in einfacher Weise zu über
wachen. Eine Änderung des Tastverhältnisses kann typischer
weise durch die Abstimmung der absoluten Intensität des vom
Schreiblaser 30 erzeugten Schreibstrahls erfolgen, wobei
das System Einrichtungen hat, um die mittlere Intensität,
d. h. das Schwellwertniveau auf den Überzug des Informations
trägers einzustellen. Für die richtige Aussteuerung des Schreib
strahls ist eine im wesentlichen symmetrische Schwingungs
form erforderlich, welche vom FM-Modulator geliefert wird.