DE4444988A1 - Aufzeichnungsträger zur Speicherung optisch auslesbarer digitaler Informationen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Aufzeichnungsträger zur Speicherung optisch auslesbarer digitaler Informationen und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Aufzeichnungsträger zur Speicherung
optisch auslesbarer digitaler Informationen, der eine Träger
schicht enthält, auf der ein oder mehrere optisch auslesbare
Aufzeichnungsschichten aufgebracht sind, wobei mindestens eine
Aufzeichnungsschicht Fluoreszenzstoffe enthält, die zur Informa
tionsspeicherung geeignet sind.
Es ist bekannt, daß Informationen digital in optisch auslesbaren
Speichern gespeichert werden können (z. B. DE 29 41 943). Die gespei
cherten Daten können insbesondere Audio-, Video- oder Computer
daten sein.
Derartige Speicher bestehen beispielsweise aus einer Kunststoff
schicht, an deren einer Seite die Informationen in Form lokaler
Bereiche mit unterschiedlichem Lichtreflexionsvermögen eingebracht
sind und die an dieser Seite mit einem reflektierendem Material
beschichtet ist, wobei das Lesen der Informationen mit einem
Laserstrahl erfolgt.
Andere Speicher bestehen im wesentlichen aus einem Trägermaterial
und einer darauf aufgebrachten Aufzeichnungsschicht aus einem
Material, dessen Reflexions- bzw. Transmissionsgrad oder
Brechungsindex (DE 29 35 859) thermisch oder photochemisch punktuell
verändert werden kann, z. B. mittels eines Laserstrahles. Zur
Erhöhung der Speicherkapazität können auf dem Trägermaterial auch
mehrere Aufzeichnungsschichten übereinander aufgebracht sein
(DE 36 19 601), wobei die einzelnen Aufzeichnungsschichten unter
schiedliche Wellenlängenempfindlichkeiten aufweisen können
(DE 37 41 910). Das Lesen der Informationen erfolgt in diesem Fall,
indem der zum Lesen verwendete Laserstrahl auf jeweils eine der
übereinander angeordneten transparenten Speicherebenen fokussiert
und innerhalb dieser Fokusebene geführt wird. Dabei wird das von
den in dieser Ebene befindlichen Informationspunkten reflektierte
Licht zum Lesen der Information genutzt. Die dazu notwendige
Lesemethode entspricht im Prinzip dem von Konfokalmikroskopen
[T. Wilson, Confocal Microscopy, San Diego: Academic Press 1990].
Als Material für die Aufzeichnungsschichten kommt auch eine Reihe
von Farbstoffen und photopolymerisierbaren Flüssigkristallstoffen
in Frage (z. B. DE 36 01 067, DE 33 24 770, DE 36 04 757). Es sind auch
Aufzeichnungsschichten bekannt, die Fluoreszenzfarbstoffe enthal
ten (DE 37 20 171; DE 39 01 988). Die informationstragenden fluoreszie
renden Bereiche emittieren während des Lesevorganges Licht mit
einer Wellenlänge, die größer als die Wellenlänge des Leselichtes
ist. Das annähernd isotrop ausgestrahlte Fluoreszenzlicht ist mit
einer relativ einfachen und störunanfälligen optischen Anordnung
detektierbar. Weiterhin ist es bei Verwendung geeigneter Fluor
eszenzfarbstoffe möglich, lösch- und wiederbeschreibbare Aufzeich
nungsschichten herzustellen.
Für die Erzeugung der fluoreszierenden Speicherstellen sind
verschiedene Verfahren einsetzbar. Insbesondere ist es möglich,
mit Aufdampftechniken oder durch thermische Umwandlung von Farb
stoffen informationstragende fluoreszierende Muster auf das
Trägermaterial aufzubringen (DE 39 01 968).
Ein Nachteil der bekannten optischen Aufzeichnungsschichten ist
es, daß zur Speicherung der. Nutzdaten bzw. der für das Auslesen
oder Dekodieren der Nutzdaten erforderlichen Steuerinformationen
stets nur die Veränderung des Wertes einer physikalischen Größe
bzw. Stoffeigenschaft genutzt wird. Um die Speicherkapazität zu
erhöhen, muß daher die Anzahl von Bereichen mit unterscheidbaren
Werten der physikalischen Größe erhöht werden. Dies wird jedoch
- außer durch physikalische Grenzen - sehr wesentlich durch die
Kosten begrenzt, die infolge steigender Anforderungen an das
laterale Auflösungsvermögen der Leseeinrichtung entstehen.
Es besteht daher die Aufgabe, die Speicherkapazität eines
optischen Speichers mit einer oder mehreren Speicherebenen
wesentlich zu erhöhen, ohne das laterale Auflösungsvermögen der
Leseeinrichtung wesentlich steigern zu müssen.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch einen Aufzeichnungs
träger gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.
Als Fluoreszenzstoff kommen dabei organische Fluoreszenzstoffe,
anorganische Fluoreszenzstoffe, polymere Stoffe, Kohlenstoff oder
eine Mischung dieser Stoffe in Frage.
Diese Stoffe können mit verschiedenen bekannten Verfahren auf den
Aufzeichnungsträger aufgebracht werden. So kann z. B. eine zur
Aufzeichnung geeignete Schicht eines Fluoreszenzstoffes in der
Gasphase oder Flüssigphase mittels energiereicher Strahlen wie
Laser- oder Elektronenstrahlen abgeschieden werden.
In besonderen Ausführungsformen der Erfindung können die fluores
zierenden Bereiche einer Aufzeichnungsschicht lotrecht oder mit
einem vorbestimmten lateralen Versatz über den reflektierenden
und/oder nicht reflektierenden Bereichen einer Aufzeichnungs
schicht positioniert sein. Dabei können die fluoreszierenden
Bereiche in Einfallsrichtung des Lesestrahls mittels einer
transparenten Zwischenschicht von den reflektierenden bzw. nicht
reflektierenden Bereichen getrennt sein.
Das Lesen der Informationen erfolgt mit Licht, vorzugsweise mit
einem auf die Informationsebene fokussierten Laserstrahl, dessen
Durchmesser der Größe der informationstragenden Bereiche angepaßt
ist.
Die Erhöhung der Speicherdichte mittels der Erfindung beruht
darauf, daß für jeden Speicherplatz innerhalb einer jeden
Speicherebene neben der Intensität des reflektierten Lichts auch
das von diesem Speicherplatz bei Anwesenheit des fluoreszierenden
Stoffes ausgehende Fluoreszenzlicht als Informationsquelle genutzt
werden kann.
Für die gerätetechnische Nutzung der hohen Speicherdichte ist es
dabei sehr vorteilhaft, daß die von einem Speicherplatz innerhalb
einer Speicherebene herrührenden Anteile des reflektierten Lichtes
und des Fluoreszenzlichtes unterschiedliche Wellenlängen besitzen,
da die Wellenlänge des Fluoreszenzlichtes größer als die Wellen
länge des zum Lesen der Informationen eingestrahlten Lichtes ist.
Die Speicherdichte wird weiter erhöht, wenn mehr als ein fluores
zierender Stoff an jedem Speicherplatz deponiert wird, wobei die
Stoffauswahl so erfolgen muß, daß die Intensitätsmaxima des
Fluoreszenzlichtes unterschiedlicher Stoffe bei unterschiedlichen
Wellenlänge liegen.
Bei Verwendung nur eines Fluoreszenzstoffes werden von jedem
Speicherplatz mindestens 4 verschiedene Informationen erhalten.
Beim Auslesen der gespeicherten Informationen werden die Licht
anteile jeder Wellenlänge separat detektiert. Die hierzu erforder
liche Trennung kann durch optische Filter oder durch ein disper
gierendes Medium, z. B. ein optisches Gitter oder ein Prisma
erfolgen. Die Signalverarbeitung erfolgt so, daß in Abhängigkeit
von der Intensität des reflektierten Lichtes und des Fluoreszenz
lichtes jeweils als Information eine Ja/Nein-Antwort erhalten
wird. Für die Zuordnung zu dieser Antwort kann das Überschreiten
oder Unterschreiten einer ausgewählten Intensitätsschwelle des
Lichtes gewählt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert, wobei sich die Darstellung sowohl auf einen bewegten
als auch auf einen stationären Aufzeichnungsträger bezieht. In der
zugehörigen Zeichnung sind in Fig. 1a bis 1c die möglichen
Varianten für die Position der fluoreszierenden Bereiche relativ
zu den reflektierenden Bereichen schematisch dargestellt. Das
Auslesen der Informationen erfolgt mit einem Laserstrahl, der über
den Aufzeichnungsträger geführt wird. Auf die Darstellung der
unterhalb der informationstragenden Schicht befindliche Schicht
aus einem reflektierenden Material wurde verzichtet. Fig. 1a zeigt
die Variante, bei der ein Fluoreszenzstoff nur auf einige der in
die Trägerschicht eingedrückten Bereiche aufgetragen wurde. Fig.
1b stellt dar, daß der Fluoreszenzstoff nur auf einige der nicht
eingedrückten Bereiche aufgebracht wurde. In Fig. 1c befindet sich
der Fluoreszenzstoff sowohl auf einigen der eingedrückten, als
auch auf einigen der nicht eingedrückten Bereiche der Träger
schicht.
Fig. 2 zeigt die entsprechende Variante bei Anwesenheit einer
transparenten Zwischenschicht zwischen den unterschiedlich
reflektierenden Bereichen und dem Fluoreszenzstoff. Bei den in
Fig. 1a bis 1c dargestellten Varianten des Ausführungsbeispiels
erfolgt das Einspeichern von Informationen, d. h. das Erzeugen
fluoreszierender Bereiche dadurch, daß ein Film aus einem
flüssigen Monomer auf die Unterseite des die Vertiefungen
enthaltenen Trägerkunststoffs aufgetragen wird. Dieser Film wird
durch eine Maske mit UV-Licht bestrahlt, wodurch in den
gewünschten Bereichen eine Umwandlung in ein Polymer erfolgt, das
mit dem Lesestrahl zur Fluoreszenz angeregt werden kann. Der
nichtpolymerisierte Monomerfilm wird mit einem Lösungsmittel
entfernt.
Claims (16)
1. Aufzeichnungsträger zur Speicherung optisch auslesbarer
digitaler Informationen, eine Trägerschicht enthaltend, auf der
ein oder mehrere optisch auslesbare Aufzeichnungsschichten
aufgebracht sind, wobei mindestens eine Aufzeichnungsschicht zur
Informationsspeicherung geeignete Fluoreszenzstoffe enthält,
gekennzeichnet durch
- - eine oder mehrere Aufzeichnungsschichten einer ersten Gattung, in denen die Information in an sich bekannter Weise in Form reflektierender und nicht oder gering reflektierender Bereiche gespeichert ist, und
- - eine oder mehrere Aufzeichnungsschichten einer zweiten Gattung, auf denen die Information in Form fluoreszierender und nicht oder gering fluoreszierender Bereiche gespeichert ist, die durch ein oder mehrere Fluoreszenzstoffe gebildet werden.
2. Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen benachbarten Aufzeichnungsschichten unterschiedlicher
Gattungen eine transparente Zwischenschicht angeordnet ist.
3. Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Aufzeichnungsschicht der zweiten Gattung
unmittelbar auf einer Aufzeichnungsschicht der ersten Gattung
aufgebracht ist.
4. Aufzeichnungsträger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die fluoreszierenden Bereiche in einer
Aufzeichnungsschicht der zweiten Gattung lotrecht oder mit einem
vorbestimmten lateralen Versatz über den reflektierenden und/oder
nicht reflektierenden Bereichen einer Aufzeichnungsschicht der
ersten Gattung positioniert sind.
5. Aufzeichnungsträger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Fluoreszenzstoff ein organischer
oder anorganischer Fluoreszenzstoff, ein polymerer Stoff,
Kohlenstoff oder eine Mischung dieser Stoffe ist.
6. Aufzeichnungsträger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Trägerschicht aus
einem organischen Polymer, einem anorganischem Polymer oder aus
Glas besteht.
7. Aufzeichnungsträger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Lesen der Informationen mit Licht,
insbesondere einem Laserstrahl erfolgt.
8. Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsträgers gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fluoreszenzstoff unter Verwendung einer Schablone auf das
Trägermaterial aufgedampft oder aufgesputtert wird.
9. Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsträgers gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fluoreszenzstoff in der Gasphase oder Flüssigphase mittels
energiereicher Strahlen, wie Laser- oder Elektronenstrahlen oder
mittels elektrischer oder magnetischer Felder abgeschieden wird.
10. Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsträgers gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein
transparentes Material durch Bestrahlung aktiviert wird.
11. Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsträgers gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder
Schicht enthaltene photographische Schichten belichtet und
entwickelt werden, so daß der Fluoreszenzstoff entsteht.
12. Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsträgers gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fluoreszenzstoff aufgedruckt, insbesondere thermisch aufgedruckt
wird.
13. Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsträgers gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fluoreszenzstoff thermisch oder durch Sublimation aufgebracht
wird.
14. Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsträgers gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung
fluoreszierender Bereiche mit Hilfe einer reversiblen
Kristallumwandlung erfolgt.
15. Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsträgers gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung
fluoreszierender Bereiche mit Hilfe einer thermischen Umwandlung
geeigneter Farbstoffe erfolgt.
16. Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsträgers gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung
fluoreszierender Bereiche durch lokale Polymerisation eines auf
den Träger aufgetragenen Monomers oder Oligomers erfolgt und die
nicht polymerisierten Anteile entfernt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944444988 DE4444988A1 (de) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | Aufzeichnungsträger zur Speicherung optisch auslesbarer digitaler Informationen und Verfahren zu seiner Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944444988 DE4444988A1 (de) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | Aufzeichnungsträger zur Speicherung optisch auslesbarer digitaler Informationen und Verfahren zu seiner Herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4444988A1 true DE4444988A1 (de) | 1996-06-20 |
Family
ID=6536068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944444988 Withdrawn DE4444988A1 (de) | 1994-12-16 | 1994-12-16 | Aufzeichnungsträger zur Speicherung optisch auslesbarer digitaler Informationen und Verfahren zu seiner Herstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4444988A1 (de) |
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- 1994-12-16 DE DE19944444988 patent/DE4444988A1/de not_active Withdrawn
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