DE2213920C2

DE2213920C2 - Informationstraegerplatte, insbesondere Bildplatte

Info

Publication number: DE2213920C2
Application number: DE2213920A
Authority: DE
Inventors: Jon Kaufmann Princeton N.J. Clemens
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1971-03-22
Filing date: 1972-03-22
Publication date: 1982-05-06
Also published as: FR2130505A1; AT371279B; SE408601B; SU559666A3; NL7203748A; CA1031863A; HK31976A; HK31776A; GB1392203A; AT360771B; US3842194A; GB1392205A; GB1392202A; DE2265436C2; DE2213920A1; AT346090B; JPS5282210A; FR2130505B1; JPS531650B2; CA1019065A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Informationsträgerplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist aus der DE-PS 5 56 908 bekannt, auf elektrostatischem Wege mit Hilfe viner Kondensator-

ίο platte Rillentonaufzeichnungen in Berg- und Talschrift abzutasten, wobei der Aufzeichnungsträger eine elektrisch leitende Oberfläche hat, so daß die Kapazität sich mit der Stärke des Dielektrikums des Trägers ändert. Aus dieser Veröffentlichung ist ferner ein Verfahren zur elektrischen Abtastung von Rillentonaufzeichnungen in Quer- oder Berliner-Schrift bekannt, bei welchem in geringem, gleichbleibendem Abstand von der elektrisch leitend gemachten Oberfläche des Aufzeichnungsträgers eine elektrisch leitende Abtastplatte entlang der

Mittellinie der Tonaufzeichnung geführt wird.

Diese und andere Tonaufzeichnungsverfahren haben nur eine relativ geringe Bandbreite, so daß sie sich für eine direkte Aufzeichnung breitbandiger Signale nicht eignen. Es ist zwar bekannt, ein Videosignal durch Frequenzband-Umsetzung in Signale niedriger Frequenz umzusetzen und diese Signale auf einer Art von Schallplatte aufzuzeichnen. Die für die Wiedergabe solcher Aufzeichnungen erforderlichen Geräte sind jedoch verhältnismäßig kompliziert und daher für die

Unterhaltungselektronik zu teuer.

In jüngerer Zeit ist ferner eine Speichertechnik für Videosignale bekannt geworden, bei der die Videosignale in Form von Konfigurationsänderungen der Oberfläche einer dünnen biegsamen Platte gespeichert sind und von dieser durch einen Drucknufnehmer oder kapazitiv abgespielt werden. Beim Abspielen wird die dünne, biegsame Platte über einen zentralen Mitnehmer mit einer Drehzahl von etwa 1500 Umdrehungen oro

Minute angetrieben, wobei sie auf einem Luftpolster über einem stationären Tisch rotiert. Diese bekannten Bildplatten lassen sich zwar verhältnismäßig preiswert herstellen, ihre Spieldauer ist jedoch wegen der hohen Drehzahl und wegen der Tatsache, daß nur eine Seite der Platte bespielt ist, relativ klein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Informationsträgerplatte, insbesondere Bildplatte ansageben, die sich durch eine große Bandbreite auszeichnet, sich preiswert herstellen läßt und mit einfachen Geräten abgespielt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Informationsträgerplatte der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die Vorteile der vorliegenden Informationsträgerplatte bestehen darin, daß man die von der Schallplattenpressung her bekannten verhältnismäßig billigen Verfahren zur Massenvervielfäitigung von Aufzeichnungen anwenden kann (wobei noch die notwendige Metallisierung und Beschichtung hinzukommt), daß ferner das Grundmaterial für den Aufzeichnungsträger ein verhältnismäßig billiges thermoplastisches Material beispielsweise der Vinylgruppe sein kann und daß man schließlich beim Abspielgerät die Technik des Plattentellerantriebs und des Plattenwechsel^ heranziehen kann, wie sie ähnlich von herkömmlichen Schallplattenspielern her bekannt ist. Außerdem liefert die erfindungsgemäße Speichertechnik eine für schwarzweiße oder farbige Bilder ausreichende Bandbreite bei einer beträchtlich geringeren Drehzahl der Platte (z. B. 360 U/min) als sie bei der oben beschriebenen luftgepolsterten biegsamen Platte erforderlich ist. Hierdurch wird die Spieldauer einer Plattenseite des gleichen Durchmessers wesentlich größer. Weiterhin bringt die erfindungsgemäß vorhandene Möglichkeit, beide Seiten der Platte zu bespielen, eine weitere Verlängerung der Spieldauer je Platte um den Faktor 2, verglichen mit den nur einseitig bespielbaren Platten des oben beschriebenen luftgepolsterten Systsms.

Annehmbare Fernsehbilder lassen sich gemäß einer typischen Ausgestaltung der Erfindung mit dem Abspielen einer aus Vinylkunststoff bestehenden Platte gewinnen, deren Oberfläche mit einer aufgedampften etwa 500 Angström (Ä) dicken Metallschicht beispielsweise aus Aluminium überzogen ist, über welcher sich eine etwa ebenso dicke dielektrische Schicht z. B. aus Polystyrol befindet. Für eine Abspielgeschwindigkeit der Platte von 360 Umdrehungen je Minute können die Kenngrößen der Rille beispielsweise folgende Werte haben: Eine Rillendichte von 40 Rillen auf einen Millimeter (1000 Rillen pro Zoll), eine Rillenbreite von 11 μπι und eine gesamte Rillentiefe von 5 μπι. Die Rillenwände können leicht gekrümmt sein, wobei die Abtastspitze entsprechende Form haben soll. Der Abtaster besteht beispielsweise aus einem geeignet geformten Körper (beispielsweise ein Saphir), der eine leitende Elektrode trägt (beispielsweise aus einem Material wie Tantal, welches durch Abtragen in Vakuum auf den Körper aufgebracht ist). Die mit dem Rillenboden zusammenwirkende Fläche der Elektrode hat in Längsrichtung der Rille eine Abmessung von etwa 0,3 μπι und quer zur Rille eine Abmessung von etwa 5 μπι.

Die Informationsspur im Rillenboden besteht typischerweise aus einem Muster erhabener und vertiefter Bereiche, wobei die ersteren unveränderten Teile des Ril|enbod«;ns sind, während die letzteren gegenüber dem normalen Rillenboden um etwa 0,4 μιη vertieft sind. Es lassen sich verschiedene Muster heranziehen: Ein Basisband-Muster, worin die Videosignale durch die relative Breite einer zentralen Vertiefung gegenüber den angrenzenden erhabenen Bereichen am Rillenboden dargestellt werden; ein AM-Trägermuster worin eine von den Videosignalen amplitudenmodulierte Trägerfrequenz durch aufeinanderfolgende Paare von Bereichen dargestellt ist, wobei die Amplitude des Videosignals im ersten Bereich eines jeden Paars die relative Breite einer mittleren Vertiefung gegenüber den angrenzenden Erhebungen bestimmt und im darauffolgenden Bereich eines jeden Paars die relative Breite einer mittleren Erhebung gegenüber den angrenzenden Vertiefungen auf komplementäre Weise bestimmt; und ein FM-Trägermuster, worin sich quer über die Breite des Rillenbodens erstreckende Vertiefungen mit quer über die Breitr des Rillenbodens erstreckenden Erhebungen abwechseln- und der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden gleichartigen Bereichen (z. B.) zwischen aufeinanderfolgenden Vertiefungen) mit der Amplitude des Videosignals variiert.

Die Originalaufze'chnung der Videoinformation auf eine Mutterplatte, von der Kopien hergestellt werden können, kann durch verschiedene Verfahren erfolgen, einschließlich elektromechanisches Schneiden und optische Abtastung. Eine Technik, die eine besonders genaue Abtastung ermöglicht, bedient sich eines Raster-Elektronenmikroskops zur selektiven Exposition einer Photoresist-Schicht in den Rillen einer Mutterplatte aus Nickel. Die Belichtung erfolgt entsprechend der aufzuzeichnenden Information nach dem gewünschten Mustsr (z. B. Basisband, AM oder FM). Die anschließende Herstellung von Vinyl-Kopien kann auf ähnliche Weise erfolgen, wie die Vervielfältigung von Schallplatten. Zur endgültigen Fertigstellung solcher Kopien wird die Oberfläche jeder Kopie noch mit einem metallischen und einem dielektrischen Überzug versehen.

Beim Abspielen einer Plattenkopie können verschiedene Verfahren angewendet werden, um aus den zwischen der Abtasterelektrode und der Metallfläche der Platte auftretenden Kapazitätsschwankungen Signale für die bildliche Wiedergabe zu gewinnen. Beispielsweise kann mit der hierdurch gebildeten veränderlichen Kapazität die Resonanz eines von einem HF-Oszillator angeregten Schwingkreises verändert werden. Eine geeignete Detektorschaltung kann die Resonanzänderungen in Amplitudenänderungen eines Ausgangssignals umsetzen, welches dann je nach dem auf «ie? Platte befindlichen Modulationsmuster in besonderer Weise verarbeitet wird, um daraus beispielsweise Videoausgangssignale zur Steuerung eines Monitors mit Videoeingang oder modulierte HF-Signale zur Einspeisung in die Antennenbuchsen eines Fernsehempfängers zu gewinnen.

Weitere Vorteiie und Einzelheiten der Erfindung gehen aus nachstehender Beschreibung hervor, in welcher Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen erläutert sind.

Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Teil eines mit einer Rille versehenen erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers und einen Teii der Spitze eines erfindungsgemäßen der Rille folgenden Abtasters;

Fig.2 zeigt in einer Querschnittsansicht das Profil der in F i B. I dargestellten Rille und die Lace der darin

laufenden Abtastspitze;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt in Längsrichtung der in Fig. 1 gezeigten Rille;

F i g. 4 ist eine Draufsicht auf eine Aufzeichnungsrille zur Veranschaulichung der Breite der Informationsspur und verschiedener darin enthaltener Modulationselemente;

F i g. 5 zeigt perspektivisch die Spitze eines Abtasters in einer besonderen Ausgestaltung;

F i g. 6A ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Rille, welche die aufgezeichnete Information in Form eines amplitudenmodiilierten Trägersignals enthält;

die F i g. 6B bis 6D sind Diagramme zur Veranschaulichung der Kapazitätsschwankungen, die von einem über den in F i g. 6A dargestellten Rillenabschnitt laufenden Abtaster gefühlt werden;

Fig. 7A ist die Draufsicht auf einen Teil einer Rille, welche die aufgezeichnete Information als frequenzmoduliertes Trägersignal enthält;

Fig. 7B zeigt in einem Diagramm die Kapazitätsänderungen, die von einem über den in Fig. 7A dargestellten Teil der Rille fahrenden Abtaster gefühlt werden;

Fig. 8 zeigt teilweise in Blockform einen Generator für die aufzuzeichnenden Signale und eine Schaltungsanordnung für die erfindungsgemäße Aufzeichnung entsprechend den in den Fig. 1, 6A oder 7A dargestellter· Mustern;

F i g. 9 veranschaulicht schematisch in Teilbildern 9A bis 9| ein Verfahren zur Herstellung einer Videospeicherplatte gemäß der Erfindung.

In Fig. I ist ein Teil eines Speichermediunis 10 zu sehen, welches eine Rille 14 enthält, in der ein Abtaster 20 geführt ist. Das Speichermedium 10 kann die Form eines Bandes oder eines Blattes haben, in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung besteht es jedoch aus einer runden Platte mit einer darauf befindlichen spiraligen Rille. Die Platte sei aus thermoplastischem Material. z. B. aus Vinylkunststoff, wie er bei Schallplatten verwendet wird. Bei einem solchen Plattentyp als Speichermedium kann das Abspielgerät in mancher Hinsicht ähnlich wie ein Schallplattenspieler aufgebaut sein. d. h. mit einem Plattenteller zur Drehung der Platte, während der Abtaster 20 so gehalten wird, daß er der Spiralrille folgt. Ein solches Abspielgerät wird im einzelnen später noch beschrieben. Es sei hervorgehoben, daß nur ein Teil der eigentlichen Spitze des Abtasters 20 in Fig. 1 gezeigt ist. die eine stark vergrößerte Darstellung zur Veranschaulichung der gegenseitigen Anordnung von Abtaster 20 und Rille 14 ist.

Eine genaue Betrachtung der Plattenrille zeigt, daß das Grundmaterial des Speichermediums 10 auf seiner Oberfläche mit einer leitenden Schicht 11 versehen ist. die z. B. durch Vakuumbedampfung aufgebracht sein kann. Diese Schicht kann beispielsweise aus einem leitenden Metall wie Aluminium bestehen und bis zu einer Dicke von z. B. 500 A aufgedampft sein. Ober der Metallschicht 11 befindet sich eine dielektrische Schicht IZ Das Dielektrikum für die Schicht 12 kann beispielsweise Polystyrol sein und ebenfalls 500 Ä dick sein.

Die F i g. 1 zeigt die Topologie der Plattenoberfläche für einen sehr kleinen Teil der Spiralrille 14 mit den darin befindlichen Modulationselementen 18. Die in F i g. 1 als Beispiel gezeigte Modulationsart ist eine Basisband-Modulation, bei welcher das Informationssignal ohne Verwendung eines Trägersignals direkt

aufgezeichnet ist. Andere ebenfalls verwendbare Modulationsarten werden später beschrieben. Die Elemente 18 erscheinen als Erhebungen oder Vorwölbungen in einer Informationsspur 16. Die Elemente 18 (die in einer später beschriebenen Weise gebildet werden) erzeugen Kapazitätsänderungen zwischen dem Abtaster 20 und der Metallschicht 11.

Wenn die Elektrode 23 über die Modulationselemente 18 fährt und diese abtastet, ändert sich die in unmittelbarer Nähe der Elektrode 23 befindliche Fläche der Metallschicht 11 entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal. Die Informationsspur 16 nimmt einen wesentlichen Anteil der Rillenfläche ein. damit die Differenz zwischen der abgefühlten maximalen und minimalen Kapazität möglichst groß ist. Die übrigen Flächenteile der Rille bilden die Rillenwände 15, die den Abtaster 20 halten. Zur bestmöglichen Ausnutzung der gesamten Plattenoberfläche wird man die Stegflächen so schmal wie möglich machen. Die relative Größe der Stegfliichen ist zur Veranschaulichung in F i g. I übertrieben dargestellt.

Der eingetiefte Teil der Informationsspur (d. h. zwischen den Modulationselementen 18) hat nahezu gleichmäßige Tiefe, wie es durch die Tiefenabmessung 17 der Informationsspur 16 in Fig. 1 gezeigt ist. In einem typischen Ausführungsbeispiel beträgt die Tiefe 17 der Spur 16 etwa 0,4 μπι, die Rillentiefe etwa 5 μιη und die Rillenbreite etwa 11 μίτι.

Der in F i g. 1 gezeigte Abtaster 20 enthält 2 dielektrische Halteblöcke 21 und 22. in denen eine leitende Elektrode 23 eingebettet ist. Die Elektrode 23 sei am unteren Ende des Abtasters, wo sie die Rille 14 berührt, beispielsweise etwa 0.3 μηι dick und etwa 5 μπι breit.

Zur Herstellung des Abtasters 20 kann beispielsweise ein leitendes Material wie Tantal durch Vakuumbedampfung (Abtragung im Vakuum) auf einen Saphirblock 21 aufgebracht werden, um die Elektrode 23 zu bilden. Um die gewünschte Elektrodenform zu erhalten, kann der Block dabei teilweise von einer Maske abgedeckt werden, und der Bedampfungsprozeß wird zur Erzielung einer gleichmäßigen Tantalschicht der gewünschten Dicke entsprechend kontrolliert. Anschließend wird der zweite Halteblock 22 mit der Elektrode 23 verbunden, wobei als Bindemittel beispielsweise eine aufgedampfte Glasschicht 24 dienen kann, so daß eine Sandwich-Anordnung mit der darin eingebetteten Elektrode entsteht. Anschließend wird der Abtaster in einer ein feines Schleifmittel enthaltenden Rille geschliffen, um seine Spitze dem Querschnitt der Rille 14 im großen und ganzen anzupassen. Eine andere Ausführungsform des Abtasters 20 ist in F i g. 5 dargestellt und wird später noch beschrieben.

F i g. 2 zeigt die in F i g. 1 dargestellte Rille im Querschnitt und die Lage des Abtasters 20 in dieser Rille.

In F i g. 2 sind die auch in F i g. 1 dargestellten Teile mit jeweils den gleichen Bezugszahlen bezeichnet Die Rille 14 hat insgesamt einen kreisförmig gebogenen Querschnitt, und die Spitze des Abtasters 20 ist in ihrer Form diesem Rillenquerschnitt angepaßt und ist in Berührung mit der Rille. Weil die über der metallisierten Platte liegende Schicht 12 dielektrisch ist, kann die freiliegende Oberfläche der Elektrode 23 des Abtasters 20 in Berührung mit der Schicht 12 gebracht werden, so daß das Verhältnis von maximaler zu minimaler Kapazität zwischen der Elektrode 23 und der Metallschicht 11 besonders groß ist, wenn die Elektrode die

Platte abtastet. Wenn die dielektrische Schicht gleichmäßig ist, bleibt der Abstand zwischen der Elektrode 2.3 und den Modulationselementen 18 ziemlich konstant, so daß Abtaster unterschiedlicher Abmessung oder abgenutzte Abtaster immer noch eine ausreichende Wiedergabequalität bringen. Eine dielektrische Schicht aus Polystyrol hat einen verhältnismäßig geringen Reibungskoeffizienten und verringert somit die Abnutzung de«: Abtasters.

Die Bewegung des Abtasters 20 bezüglich der Rille 14 erfolgt senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2. Wenn die Elektrode 23 über die Modulationselemente 18 streicht, dann ändert sich die unmittelbar unter der Elektrode befindliche Fläche der metallisierten Platte, so daß ein veränderlicher Kondensator entsteht, dessen Kapazität sich entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal ändert. Bei den oben angegebenen Abmessungen liegt die Metallfläche der die Modulationselementc 18 umgrenzenden vertieften Bereiche der

wird. Dieser Punkt kann beispielsweise einen Synchro nisierimpuls in einem Fernseh-(BAS)-Gesamtsignal darstellen. Wenn der Abtaster längs der Rille 14 läuft, dann ergeben sich zwischen der Elektrode 23 und der Schicht 11 Kapazitätsänderungen, die dem Modulationssignal entsprechen. Diese Kapazitatsänderungen können elektrisch gefühlt und in Videosignale umgesetzt werden, mit denen sich auf einem Fernsehmonitor ein Bild darstellen läßt.

Fig. 5 zeigt perspektivisch und stark vergrößert einen Abtaster 30, der von dem bisher beschriebenen Abtaster darin abweicht, daß er als Halteteil einen einzigen Saphir enthält. Dieser Saphir hat eine vordere Fläche 31 mit einer schrägen Kante 33, die in eine zweite schräge Kante 35 übergeht. Auf einer rückwärtigen Fläche 34 des Saphirs ist ein leitender Belag 38 aufgetragen, der den Leiter zum Abfühlen der Kapazitatsänderungen bildet. Die Fläche 32 zwischen der Vorderseite 31 und der Rückseite 34 ist nach innen

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23 entfernt, während die Metallfläche 11 der Modulationselemente 18 nur etwa 500 Ä von der Elektrode 23 entfernt ist. Da die Gesamtfläche Il unterhalb der Elektrode 23 konstant ist, wird die Kapazität zwischen Elektrode 23 und Metallschicht im wesentlichen von demjenigen Bereich der Metallschicht bestimmt, der zu den Modulationselementen 18 gehört. Die so gebildete Kapazität ist erstens eine Funktion der Fläche der festen Elektrode, die den einen »Belag« der Kapazität bildet und konstant ist, zweitens eine Funktion der ebenfalls konstanten Dicke der dielektrischen Schicht 12 und drittens eine Funktion der metallisierten Fläche 11 der verschiedenen in F i g. 1 gezeigten Modulationselemente 18.

F i g. 3 ist eine Ansicht eines Schnitts in Längsrichtung der in Fig. I dargestellten Rille 14 und zeigt die Modulationselemente 18 in angeschnittener Seitenansicht. Da die Platte einen leitenden Belag hat, ist die Elektrode des Abtasters wirksam von äußeren Störquellen abgeschirmt, die Kapazitatsänderungen hervorrufen können. Solche Störquellen wären beispielsweise eine Aufzeichnung oder Oberflächenfehler auf der Plattenrückseite (nicht gezeigt), die ebenfalls bespielbar ist. oder Fehler im Speichermedium 10 selbst. Zwischen der Metallschicht 11 und Masse liegt eine verhältnismäßig konstante Kapazität in Serie mit der Signalkapazität (d. h. der Kapazität zwischen der Abtastelektrode 23 und der Metallschicht 11). Diese Serienkapazität kann verhältnismäßig groß sein und beispielsweise zwischen der Metallschicht 11 und einem leitenden geerdeten Plattenteller oder anderen geerdeten leitenden Gegenständen in der Nähe der Metallschicht 11 gebildet werden.

Fig.4 ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Aufzeichnungsrille des in F i g. 1 gezeigten Typs und zeigt zwei verschiedene Zustände des aufgezeichneten Signals. Der linke Abschnitt (18) des gezeigten Rillenstücks ist sowohl mit Niederfrequenz als auch mit Hochfrequenz moduliert, während der rechte Abschnitt (18') nur mit verhältnismäßig niedriger Frequenz moduliert ist. Wenn sich die Elektrode 23 über dem mit 18'/4 bezeichneten Ort der Rille befindet, ist die Kapazität minimal. Wenn sich die Elektrode jedoch über dem Ort 18'ßbefindet. ist sie im engen Kontakt mit einer größeren Räche der Metallschicht 11, so daß eine größere Kapazität gefühlt wird. Am Ort 18'Cder Rille 14 ist die Snformationsspur 16 vollständig geschlossen, so daß an dieser Stelle eine maximale Kapazität gefühlt UdU UCI

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etwas Bewegungsfreiheit in der Rille 14 der Platte 10 hat. Eine entsprechende, jedoch nicht zu sehende abgeschrägte Fläche befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der im ganzen trapezoidförmigen Abtasterspitze. Der Abtaster hat an der Vorderseite 31 einen dreieckigen Querschnitt ähnlich dem Querschnitt der Elektrode 38, jedoch wegen der abgeschrägten Seitenflächen etwas schmaler. Die Plattenbewegung erfolgt von links nach rechts gemäß dem in Fig. 5 gezeichneten Pfeil. Das Halteteil kann aus einem Saphir hergestellt sein, der ursprünglich mit einer Spitze 37 (gestrichelt gezeichnet) ausgebildet ist, die durch Schleifen oder Läppen in der oben im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Weise entfernt wird, um die Abtasterspitze dem Querschnitt der Rille 14 anzupassen. Der leitende Belag 38 kann die gesamte Rückseite 34 des Abtasters 30 bedecken und eine Dicke (39) von beispielsweise 0,3 μπι haben.

F i g. 6A ist eine Draufsicht auf eine Rille 14 mit einer Informationsspur 16, deren Breite im wesentlichen die Breite der Rille 14 einnimmt. Die Figur zeigt eine Aufzeichnung in Form eines amplitudenmodulierten Trägers im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Basisband-Aufzeichnungstechnik. Der linke Abschnitt 42 des dargestellten Rillenstücks zeigt den unmodulierten Träger, der aus abwechselnden Bereichen erhabener Elemente 41 (Signalelemente) und vertiefter Zonen 43 (in der Zeichnung schraffiert) besteht. Wenn der (nicht gezeigte) Abtaster die Rille entlangfährt, dann sind die Modulationselemente 41 in Berührung mit dem leitenden Element des Abtasters, während die vertieften Zonen 43 mindestens 0,4 μπι vom Abtaster entfernt sind. Die Kapazität zwischen dem leitenden Element des Abtasters und den Modulationselementen 41 (die natürlich eine Metalloberfläche mit einem dielektrischen Oberzug aufweisen) ist schematisch in Fig.6B durch Impulse 41' dargestellt, die jeweils unterhalb der Signalelemente 41 der Fig.6A gezeichnet sind. Die Fig.6C zeigt die Kapazität zwischen dem leitenden Element des Abtasters und den Abschnitten, die den vertieften Bereichen 43 entsprechen. Im Bereich des Abschnittes 42 ist keine nennenswerte Kapazität zwischen dem leitenden Element des Abtasters und der Metalloberfläche am Boden der vertieften Bereiche vorhanden. F i g. 6D zeigt die vom Abtaster bei seiner Bewegung längs der Rille 14 gefühlte Gesamtkapazität. Diese Figur kann beispielsweise auch ein Ausgangssignal der in Fig. 15 gezeigten Abtasterschaltung

darstellen.

Der in F i g. 6A gezeigte rechte Abschnitt 44 der Rille ist mit einem Informationssignal moduliert, wodurch die Informationsspur in der Rille selektiv in dem dargestellten Muster geschnitten ist. Die in Fig. 6A gezeigten aufeinanderfolgenden Einzelbereiche 45 bis 50 bilden die in Fig. 6B gezeigten Kapazitätswerte 45', 47' und 49' und die in Fig. 6C gezeigten Kapazitätswerte 46', 48' und 50'. Man erkennt, daß an den Stellen der Modulationselemente die im linken Rillenteil 42 erhabenen schmalen Bereiche 41 im rechten Rillenteil 44 mehr oder weniger große eingetiefte Teile haben, während die im linken Rillenteil vollständig eingetieften Bereiche 43 im rechten modulierten Rillenteil 44 nur über einen mehr oder weniger großen Teil eingetieft sind. Ein Merkmal dieser Modulationsart besteht darin, daß zusammengehörende Paare (d. h. 45—46, 47—48 und 49—50) eine im wesentlichen konstante Auflagefläche für den Abtaster bilden, wenn dieser durch die Rille

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wcMriiiifciieti gieicnuieiuenueii Auflagefläche ändert die Modulation die gefühlte Kapazität in Übereinstimmung mit dem aufgezeichneten Informationssignal. Die Grenzen zwischen den unschraffierten und den schraffierten Teilen sind in Fig. 6A stark ausgezogen, um die Modulation hervorzuheben. Fig. 6D zeigt den abgefühlten gesamten Kapazitätsverlauf über alle Einzelbereiche 45—50 und den gezeigten restlichen Teil. Über den Abschnitt 52 des modulierten Rillenteils 44 bleibt die Kapazität konstant, wie es in F i g. 6D gezeigt ist. Wenn man die F i g. 6D als Abbildung des Signalverlaufs am Ausgang der elektrischen Abtasterschaltung (gemäß Fig. 15) ansieht, dann bleibt dieses Signal im Intervall 52 auf einem konstanten Pegel (Null).

Die Fig. 7A ist eine Draufsicht auf einen Teil einer Rille 14 mit einer Informationsspur 16, die im wesentlichen die gesamte Rillenbreite einnimmt. Es handelt sich hierbei um eine Aufzeichnung in Frequenzmodulation, wobei ein Trägersignal, welches durch die Elemente 53 und 54 im linken Rillenteil dargestellt wird, von dem Informationssignal moduliert werden kann. Die eingetieften Bereiche (z. B. 54) sind in der Zeichnung schraffiert d«ugestellt. Auf der linken Seite der dargestellten Rille zeigen die eingetieften Bereiche 54 und die dazwischenliegenden Signalelemente 53 einen unmodulierten Träger. Wie bei der im Zusammenhang mit Fig. 6 beschriebenen Amplitudenmodulation fühlt der Abtaster zwischen dem in ihm befindlichen leitenden Element und dem Metallbelag der Platte (von der die dargestellte Rille ein Teil ist) eine maximale Kapazität, wenn sich das leitende Element mitten über einem (erhabenen) Modulationselement befindet und dieses berührt. Wenn sich das leitende Element über einem eingetieften Bereich befindet, dann ist der Abstand zwischen dem leitenden Element und dem Metallbelag der Platte größer und die Kapazität ist kleinen Bei sich änderndem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden eingetieften Bereichen (z. B. beim Breiterwerden der Elemente 55,56,57 und 58) ändert sich die gefühlte Kapazität Fig.7B zeigt schematisch die zugehörigen Kapazitätsschwankungen und ist so angeordnet, daß die Kapazitäts-wlmpulse« 55', 56', 57' und 58' unter den sie erzeugenden Signalelementen 55 bis 58 der Fig.7A liegen. Wenn der Abtaster die Modulation abtastet, entsprechen die negativeren Kapazitätswerte der F i g. 7B den gleichmäßig breiten eingetieften Bereichen zwischen den Elementen 55,56, 57 und 58 der Fig. 7A. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden eingetieften Bereichen ist entsprechend dem aufgezeichneten Informationssignal geändert. F i g. 7B ist zwar eine graphische Darstellung der Kapazitätsänderungen, sie kann jedoch auch ein von ■. der Abtasterschaltung nach Fig. 15 erzeugtes Signal darstellen. Das Verfahren zum Aufzeichnen der Information auf die Videoplatte in den verschiedenen im Zusammenhang mit den Fig. 1—7 beschriebenen Arten wird später im einzelnen mit der Herstellung der

ίο Videoplatte beschrieben.

Das in Fig. I gezeigte Aufzeichnungsmedium kann von einer Preßmatrize beispielsweise aus Nickel in der gleichen Weise gepreßt werden, wie es bei der Herstellung von Schallplatten geschieht. Wegen der

ti extrem geringen Abmessungen der Rille und der Modulationselemente ist die Herstellung einer solchen Preßplattenmatrize jedoch verhältnismäßig kompliziert. Die Fig. 9A bis 9| veranschaulichen di? aufeinanderfolgenden Schritte eines Verfahrens, wel-

>ii cnc?> ais cm /AUMÜni'üi'igsuciSpici uci" umt'iuui'ig /.ui Herstellung einer fertigen Videoplatte angewendet werden kann. Die Teilfiguren 9A bis 9G zeigen ein aus 7 Schritten bestehendes Verfahren zur Herstellung der Plattenmatrize, welches im folgenden ausführlich

-'i beschrieben wird:

1. F i g. 9A zeigt eine Trägerplatte 85, die aus einem 1,27 cm dicken Aluminiunirohling von 35.56 cm 0 gefertigt ist und durch maschinelle Bearbeitung auf 5 μπι Genauigkeit geebnet ist. Auf die bearbeitete

tu Aluminiumfläche wird eine Schutzschicht aus

Pyralin- oder Zelluloid-Polyimid aufgebracht, um zu verhindern, daß der Aluminiumträger durch Gasporen in einer Lackschicht chemisch angegriffen wird, die als nächstes auf die Trägerplatte aufgetragen wird. Auf die Polyimidoberfläche wird eine gleichmäßige etwa 0,13 mm dicke Schicht aus Randolf-Aufzeichnungslack aufgebracht. Nach dem Trocknen wird der Lack maschinell auf 5 um genau geebnet, und die Originalrillen werden in den Lack geschnitten. Die Rillen bestehen aus einer einzelnen am äußeren Plattenrand verlaufenden geschlossenen Kreisrille und aus eine· Spiralrille. Das Schneiden erfolgt maschinell mit einem Saphir-Schneidstichel, dessen Radius 5 μιη beträgt.

Die Schnittiefe beträgt 12.7 μπι, und die Ganghöhe der Spiralrille ist so, daß sich eine Rillendichte von etwa 40 Rillen je nnm (etwa 1000 Rillen je Zoll) ergibt.

2. Nach Beladen der Oberfläche der Lackschicht mit einer Stannochloridlösung wird auf den Lack ein leitender Überzug 87 aus Silber chemisch niedergeschlagen. Auf den Silberüberzug wird dann eine Nickelschicht 88 von 0.254 mm Dicke galvanisch niedergeschlagen, um einen Nickelabzug der Lackschicht herzustellen. Wie in Fig.9B gezeigt, ist die gesamte Platte in diesem Verfahrensstadtum eine Mchrschicht-Anordnung, bestehend aus einer AIuminium-Trägerplatte 85, einer Lackschicht 86 mit den Originalrillen, einem Silberüberzug 87 und einer Nickelschicht 88 mit »negativen« Rillen (d. h. mit dem Gegenbild der Originalrillen).

3. Wie in Fig.9C gezeigt, wird der Nickelabzug anschließend auf eine zweite AIuminium-Trägerplatte 90 gekittet, die ähnlich wie die erste Trägerplatte hergerichtet ist Auf die bearbeitete Oberfläche dieser zweiten Aluminiumplatte wird dann Epoxy-Material 89 gesprüht, worauf die zweite Aluminiumplatte auf die aufgalvanisierte

l^ickelschicht gepreßt wird, um den Nickelabzug mit der zweiten Aluminiumplatte zu verbinden. Wenn das Epoxy-Material teilweise ausgehärtet ist, wird der Schichtaufbau in eine Vorrichtung eingespannt, um die beiden Aluminiumplatten an ί der Stelle A zwischen der Lackschicht 86 auf der ersten Aluminiumplatte und dem chemischen Silberniederschlag 87 voneinander zu trennen. 4. Nach der Trennung enthält die zweite Trägerplatte 90 den mit ihr durch das Epoxy-Material verbünde- nen Nickelabzug 88, wobei sich die Silberschicht 87 über dem Nickel befindet. Die Rillen im Nickel sind ein Negativabdruck der Originalrillen im Lack. Der Silberüberzug wird nun mit einer Kaliumdichromatlc/Γυης passiviert. Hierauf wird, wie in Fig. 9D ι ι gezeigt, auf die passivierte Silberschicht eine zweite 0,254 mm dicke Nickelschicht 91 aufgalvanisiert, um als Gegenbild des ersten Nickelabzugs einen zweiten Nickelabzug herzustellen, in dem die Rillen

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schicht) erscheinen.

5. Eine driife Aluminiumplatte 93 wird in der gleichen Weise hergerichtet wie die ersten beiden Aluminiumplatten, und auf ihre bearbeitete Oberfläche wird Epoxy-Material 92 aufgetragen. Wie in r> Fig. 9E veranschaulicht, wird die dritte Platte 93 dann auf die den Rillen abgewandte Seite des positiven Nickelabzugs 91 aufgedrückt. Nachdem das Epoxy-Material teilweise ausgehärtet ist, wird der gesamte Schichtaufba;. in eine Trennvorrich- so tung gesetzt, und der positive Nickelabzug wird vom ersten (negativen) Nickelabzug an der Stelle B zwischen dem aufgalvanisierten positiven Nickelabzug 91 und der passivierten Silberschicht 87 getrennt. ji

6. Der Nickelabzug 91 trägt auf seiner Oberfläche die positiven Rillen und wird nun gereinigt. Auf die Oberfläche dieses Nickelpositivs, welches im folgenden in Anlehnung an die Fachsprache der Schallplattentechnik als Mutterplatte bezeichnet wird, wird dann ein positiv wirkender Photolack 94 (Photorestist) aufgebracht, wie es in Fig. 9F gezeigt ist. Sobald der Photolack getrocknet ist. wird eine kleine Fläche im Bereich der geschlossenen Rille vom Photolack befreit, und auf die freigelegte Metalloberfläche wird ein Aquadag-Punkt von ¹Zi₆ " (etwa 0,16 cm) gesetzt. Neben dem Punkt werden einige Kratzer eingeritzt. Der Punkt und die Kratzer dienen als Auffänger für den Elektronenstrahl eines Rasterelektronenmikroskops, welches beim Aufzeichnen des Informationssignals verwendet wird. Der Punkt dient hierbei zum Justieren des Strahlstroms, während die Kratzer zur Fokussierung des Elektronenstrahls dienen. Die Platte ist nun fertig für die Belichtung durch den Strahl des Rasterelektronenmikroskops, um die Spiralrille entsprechend der aufzuzeichnenden Information zu modulieren. Das Aufzeichnen geschieht durch selektives Belichten der Photolackschicht auf der Oberfläche der Mutterplatte und ω erfolgt zwischen den in Fig.9 veranschaulichten Verfahrensstufen 9F und 9G.

Da die Abmessungen der Spiralrille und der darin befindlichen Informationselemente verhältnismäßig klein sind, muß die Mutterplatte vor dem Beginn des Aufzeichnungsvorgangs genau ausgerichtet und befestigt werden. Dies geschieht auf folgende Weise:

Nach dem Aufbringen der Photolackschicht auf die

Nickel-Mutterplatte wird der Aufbau einschließlich seiner Aluminium-Trägerplatte auf einem Plattenteller befestigt, der sich in einer Vakuumkammer befindet, die mit einem Rasterelektronenmikroskop zur Belichtung des Photolacks kombiniert werden kann. Bei einer Ausführung des Verfahrens wurde ein RrMe^elcktronenmikroskop »Stereoscan« Modell Nr. 2A des Herstellers Cambridge Scientific Instruments Ltd. verwendet. Die Justierung der Mutterplatte erfolgt auf dem Plattenteller mit Hilfe einer Meßuhr, um sicherzugehen, daß die Plattenoberfläche in einer genau horizontalen F.bene innerhalb eines Toleranzbereichcs von ΙΟμίη (Spitze-Spitze der Abweichung) liegt. Bevor die Kammer evakuiert wird, wird die Platte außerdem in Augenschein genommen und auf die Mitte des Plattentellers zentriert. Dies geschieht mit Hilfe eines optischen Mikroskops mit einem Fadenkreuz, un;er welches die geschlossene Rille gebracht wird. Die geschlossene Rille ist eine einzelne, getrennte, über 360° laufende Kici.iiillc aiii äuucicii Rand uci MuUeipiaiie. Unter Drthung des Plattentellers wird die Mutterplatte so lange relativ zur Drehachse des Plattentellers verschoben, bis die geschlossene Rille über eine volle Umdrehung unter dem Schnittpunkt des Fadenkreuzes bleibt (Toleranz ± 12,7 μπι).

Wenn die Mutterplatte auf dem Plattenteller festgelegt und richtig ausgerichtet ist, befindet sie sich in einer solchen Lage, daß der Strahl des Rasterelektronenmikroskops auf den Aquadag-Punkt trifft, der bei der Herstellung der Vlutterplatte nahe der geschlossenen Rille vorgesehen wurde. Es sei erwähnt, daß das optische Mikroskop so über dem Plattenteller angeordnet ist, daß die Mitte seines Blickfeldes mit der Mitte der Auftrefffläche des Filektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops zusammenfällt. Wenn die Mutterplatte so ausgerichtet ist. daß der Aquadag-Punkt auf der Platte in der Mitte des Blickfeldes des optischen Mikroskops liegt, dann trifft der Strahl des Rasterelektronenniikroskops auf den Aquadag-Punkt. sobald das optische Mikroskop en'fernt und die Säule des Rasterelektronenmikroskops über den Plattenteller gebracht wird. Nach der optischen Ausrichtung der Mutterplatte wird das optische Mikroskop fortgenommen und die Säule des Rasterelektronenmil "oskops wird über die Vakuumkammer gesetzt, die nun evakuiert wird.

Der Elektronenstrahl des Rasterelektronenmikroskops fällt auf den Aquadag-Punkt. mit welchem über das leitfähige Nickel ein elektrischer Kontakt hergestellt wird, so daß der Strahlstrom gemessen werden kann. Der Strahlstrom wird mit Hilfe dieser Messung auf seinen Sollwert eingestellt. Der Plattenteller wird dann !eicht verschoben, so daß der Strahl auf die Kratzer neben dem Aquadag-Punkt fällt, und das Rasterelektronenmikroskop wird auf die Kratzer fokussiert, wobei man die normalen Fokussierverfahren für Rasterelektronenmikroskope heranzieht.

Wenn der Elektronenstrahl fokussiert und der Strahlstrom eingestellt ist, wird der Plattenteller in radialer Richtung nach innen zur ebenen Stegfläche zwischen der geschlossenen Rille und der Spiralrille verschoben. Diese Fläche ist verhältnismäßig eben und wird als Eichfläche für ein Lagefühlgerät vom Abgleich-Typ benutzt, welches auf die von der Oberfläche vom Abgleich-Typ benutzt welches auf die von der Oberfläche des Photolacks auf der Mutterplatte reflektierten Elektronen anspricht Das Fühlgerät wird auf eine Nullanzeige geeicht wenn sich der Elektronen-

strahl über der verhältnismäßig ebenen Stegfläehe, es erzeugt jedoch ein Ausgangssignal, wenn der Strahl auf eine abgeschrägte Fläche fällt, und liefert somit eine Information für die Lage des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops relativ zu einer Rille. Nachdem das Fühlgerät geeicht ist, wird der Plattenteller radial nach innen verschoben, bis die Spiralrille vom Lagefühlgerät erfaßt wird.

Der Plattenteller wird durch ein Laufwerk gedreht und auf seine Aufzeichnungsgeschwindigkeit gebracht, die beispielsweise 0,9 U/min beträgt und bis auf Abweichungen von etwa 1% konstant gehalten wird. Wenn das Lagefühlgerät die genaue Ausrichtung auf die Mitte der Spiralrille anzeigt, dann wird eine vom Ausgangssignal des Lagefühlgeräts beaufschlagte Steuereinrichtung aktiviert, die den Elektronenstrahl auf de^r Mitte der Rille hält Gleichzeitig wird ein Radialvorschub eingeschaltet, der den Plattenteller unter dem Auftreffpunkt des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops mit einer Geschwindigkeit von einem Rillenabstand je Umdrehung des Plattentellers verschiebt Die Drehung des Plattentellers wird durch einen geschlossenen Regelkreis atf konstante Drehzahl geregelt Wenn sich die Mutterplatte dreht und unter dem Strahl verschiebt, wird der Photolack selektiv durch den Elektronenstrahl belichtet, indem der Elektronenstrahl in einer vorbestimmten Frequenz quer zur Rille abgelenkt wird und in bestimmter Weise ausgetastet wird, um das Informationssignal aufzuzeichnen. Ausführungsbeispiele elektrischer Schaltungen, welche die Signale zur Modulation des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops liefern, sind in F i g. 8 gezeigt und werden vor der weiteren Behandlung der F i g. 9 nachstehend beschrieben.

Bei der in F i g. 8 dargestellten Einrichtung wird ein Film 60, der ähnlich wie ein Kinofilm aufeinanderfolgende optische Einzelbilder oder »Felder« trägt zwischen einer Lichtpunktabtasterröhre 62 und einer Photovervielfacherröhre 66 hindurchgeführt. Der wandernde Lichtpunkt dient als Beleuchtungsquelle, die jedes Feld der auf dem Film 60 befindlichen optischen Information in einem Raster abtastet, welches einem Fernsehraster gleicht. Eine Generatorschaltung 65 für Ablenk- und Austastsignale erzeugt ein Ablenksignal, welches dem Ablenkjoch der Lichtpunktabtasterröhre 62 zugeführt wird, und ein Steuersignal, welches einer elektromechanischen Filmtransporteinheit 64 zugeführt wird. Dieses Signal dient zur Synchronisierung der Ablenkfrequenz des Elektronenstrahls der Lichtpunktabtasterröhre 62 mit der Tätigkeit der Filmtransporteinheit 64, so daß jeweils nach vollständiger Abtastung eines Feldes auf dem Film 60 durch den vom Elektronenstrahl des Lichtpunktabtasters erzeugten Lichtpunkt das nächste Feld zwischen die Lichtpunktabtasterröhre 62 und den Photovervielfacher 66 gebracht wird. Geeignete optische Einrichtungen dienen der Projektion des Lichts vom Lichtpunktabtaster auf den Film und vom Film auf den Photovervielfacher.

Die Schaltung 65 enthält ferner einen Generator für Austastsignale und einen Synchronisiersignalgenerator zur Erzeugung von Austastsignaien und von Horizontal· und Vertikalsynchronisiersignalen, die über die L2itungen 68 und 69 einer Signalverarbeitungsslufe 70 zugeführt werden. Die Austast- und Synchronisiersignale haben eine vorbestimmte zeitliche Beziehung zu den Ablenksignalen aus der Schaltung 65 und erzeugen ein Aufzeichnungssignal, welches bei Abtastung während der Wiedergabe der Videoplatte als normgerechtes Fernseh-Gesamtsignal erscheint In einer Ausgestaltung der Erfindung waren die Synchronisier- und Atistastsigna!e aus der Schattung 65 zeitlich um einen Faktor von etwa 400 (verglichen mit den normalen NTSC-Signalen) gedehnt, und wurden erzeugt unter Verwendung eines Oszillators und geeigneter Zählstufen und logischer Schaltungen, um die gewünschten Signale zu erhalten. Es sei bemerkt, daß die dargestellte Einrichtung einen einzigen Photovervielfacher enthält der nur Helligkeitssignale erfaßt Falls man Farbfernsehsignal verarbeiten und aufzeichnen will, muß man 3 Photovervielfacherröhren mit den richtigen Farbfiltern vorsehen, um die notwendigen Farbinformationen aus dem Film 60 zu gewinnen. Die elektrischen Ausgangssignale vom

id Photovervielfacher 66 werden in einem Verstärker 67 verstärkt und gelangen dann zur Signalverarbeitungsstufe 70.

Die Signalverarbeitungsstufe 70 enthält einen Gammakorrekturverstärker 71, um die linearen Helligkeitssignale vom Photovervielfacher 66 in normgerechte Fernsehsignale vorzuverzerren. Die Austastsignale aus der Schaltung 65 gelangen über die Leitung 68 zu einer Torschaltung 7Z An die Torschaltung 72 werden außerdem die Videosignale aus dem Verstärker 71 gelegt Während der Vertikal- und Horizontal-Austastlücken sperrt die Torschaltung 72 die Videosignale aufgrund der zugeführten Austastsignale, so daß sie während dieser Zeit nicht über die Leitung 73 zum Misch verstärker 74 gelangen können. Beim Fehlen der Austastsignale werden die Videosignale aus dem Verstärker 71 von der Torschaltung 72 durchgelassen und erscheinen auf der Leitung 73.

Der Mischverstärker 74 kann ein Funktionsverstärker sein, dem die Horizontal- und Vertikalsynchronisiersignale über die Leitung 69 an einem Eingang, und dem die ausgetasteten Videosignale über die Leitung 73 an dem anderen Eingang zugeführt werden. Der Verstärker 74 kombiniert diese Signale, indem er die Synchronisiersignale in die Austastlücken einfügt um ar seiner Ausgangsklemme 75 ein Fernseh-Gesamtsignal zu erzeugen, welches dann in den Modulator 80 gegeber wird. Die bis hierher beschriebene Schaltungsanordnung aus Fig.8 ist für alle 3 vorbeschriebener Modulationsarten (d. h. Basisband, AM und FM) gleich Der Modulator 80 enthält eine Oszillatorstufe 76, die im vorliegenden Beispiel ein 30 KHz-Signal erzeugt welches einem Sägezahngenerator 77 zugeführt wird um einen 30 KHz-Sägezahn zu erhalten. Der Ausgang des Oszillators 76 wird auf die Ablenktreiberstufe 8i gegeben, die über die Leitung 83 mit der Strahlablenk schaltung eines Rasterelektronenmikroskops 84 gekoppelt ist, um ein Ablenksignal zu erzeugen. Der Ausgang des Sägezahngenerators ist mit einer einen Vergleiche! und eine Logik enthaltenden Einheit 81 und mit einei Umkehrstufe 79 verbunden. Der Ausgang der Umkehrstufe führt ebenfalls zur Einheit 81. Die Einheit 81 empfängt außerdem Videosignal von der Signalverar beitungsstufe 70. Der Ausgang der Vergleichs- unc Logikeinheit 81 ist über eine Leitung 78 mit dei Austast-Steuerschaltung des Rastereleklronenmikro skops 84 verbunden. Die Modulation der Muticrplatu geschieht durch Ablenkung des Elektronenstrahls de: Rasterelektronenmikroskops quer zur Rille und selekti ves Helltasten des.Elektronenstrahls zur Belichtung de:

Photolacks in der Rille.

Der Modulator 80 liefert die Ablenk- und Austastsi gnale an das Rasterelektronenmikroskop, und seil Betrieb wird für ein erstes Ausführungsbeispiel, die ii

Fig,6A gezeigte AM-Trägermodulation, nachstehend erläutert

Die in Fig.6A gezeigten vertieften Flächen 43 einer Videoplatte entsprechen hellgetasteten Auslenkungen des Strahls des Rasterelektronenmikroskops auf dem positiven Photolack der Mutterplatte (Schicht 94 der in Fig.9F gezeigten Mutterplatte). Die Flächen 41 zwischen den vertieften streifenförmigen Flächen 43 entsprechen Auslenkungen des Elektronenstrahls des Rasterelektronenmikroskops bei dünkelgetastetem Strahl. Wenn am Eingang der Vergleichs- und Logikeinheit 81 des Modulators 80 kein Videosignal liegt, dann tastet der Logikteil der Einheit den Elektronenstrahl des Rasterelektronenmikroskops während alternierender Abtastintervalle dunkel, um das unmodulierte Trägersignal aufzuzeichnen, wie es im linken Teil 42 der F i g. 6A gezeigt ist Die belichteten Flächen 43 seien beispielsweise negative Ausschläge eines Trägersignals, während die unbelichteten Flächen 41 positive Ausschläge des Trägersignals darstellen. Wenn das Videosignal von Null ansteigt, dann erfolgt die Modulation der informationsspur durch die Videoinformation dadurch, daß ein hellgetasteter Teil der ansonsten dutikelgetasteten Intervalle (in der Zeichnung ungeradzahlig numeriert) vergrößert wird, während ein dunkelgetasteter Teil der dazwischenliegenden Intervalle (geradzahlig numeriert) vergrößert wird. Wenn der Einheit 81 ein Videosignal sich ändernder Amplitude zugeführt wird, dann vergleicht der in der Einheit 81 enthaltene Vergleicher die Amplitude des Videosignals mit einem Referenzsignal (welches aus dem Signal des Sägezahngenerators 82 und durch die Umkehrstufe 79 gewonnen wird), um auf der Leitung 78 ein Austastsignal zu erzeugen, welches sich gemäß dem Videosignal ändert In F i g. 6A zum Beispiel wächst der hellgetastete Teil der ungeradzahlig numerierten Ablenkintervalle 45,47 usw. (auf der linken Seite des Abschnitts 44 der Signalspur 16) mit ansteigendem Videosignal, während der hellgetastete Teil der geradzahlig numerierten Abtastintervalle 46,48 usw. mit ansteigendem Videosignal abnimmt Das Videosignal ist gleich für die Intervalle 45 und 46. bei 47 nimmt es ab, bleibt bei 48 gleich und steigt dann von 49 bis 51 an. Während des Zeitabschnitts 52 ist das Videosignal konstant Die stark ausgezogenen Ränder derdunkelgetasteten und hellgetasteten Modulationselemente heben in der Zeichnung die Wellenform des Videosignals hervor. Bei der beschriebenen Modulationsart wird beim Vorhandensein eines Videosignals der Anteil eines jeden dunkelgetasteten und hellgetasteten Abschnitts aufeinanderfolgender Ablenkintervalle des Elektronenstrahls des Rastereleklronenmikroskops zu einer Funktion des während der Abtastintervalle gerade vorhandenen Videosignalpegels. Die Ablenkfrequenz muß genügend hoch gewählt werden, damit bei gegebener Videoschaltfrequenz die gewünschte Auflösung erhalten wird. Eine in einem Ausfuhrungsbeispiel verwendete Frequenz von 30 kHz ergab etwa 600 Ablenkintervalle für jede Fernsehzeile beim Abspielen der Videoplatte mit 360 U/min, wenn die Mutterplatte während der Aufzeichnung mit 0,9 U/min gedreht worden war. Bei einem System mit ÄM-Trägermodulrtion sorgt die Vergleichs- und Logikeinheit 81 für das AM-Modulationsbild, welches eine im wesentlichen konstante Auflagefläche für den Abtaster darstellt und gleichzeitig eine sich entsprechend dem Videosignal ändernde Kapazität bewirkt
Bei einem System mit Basisband-Modulation ist die Einheit 81 so modifiziert, daß der Elektronenstrahl des Rasterelektronenmikroskops während jeder Auslenkung entsprechend dem Videosignalpegel hellgetastet wird.

Bei der in Fig.7 veranschaulichten FM-Modulation kann der Modulator 80 so ausgestaltet werden, daß er an das Rasterelektronenmikroskop ein Tastsignal liefert, welches Helltastintervalle gleichbleibender Dauer hat die sich mit dazwischenliegenden Austastintervallen abwechseln, deren Dauer sich entsprechend den dem Modulator zugeführten Videosignalen ändert. Wenn die Aufzeichnung beendet ist, wird die Mutterplatte aus der Vakuumkammer herausgenommen, und der Photolack wird entwickelt, um die belichteten Flächen in den Rillen fortzuätzen.

Die im vorstehenden angegebenen Werte sind nur als typische Beispiele gedacht und können geändert werden, um die Aufzeichnungszeit zu ändern oder um auf dem Photolack Modulationssignale in verscniedenen

2i> Intervallen herzustellen. Wenn man beispielsweise die Intensität des Elektronenstrahls verstärkt kann man für die gleichbleibende Belichtung des Photolacks die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers erhöhen. Um den Abstand der Modulationselemente beizubehalten,

r, muß dabei die Ablenkfrequenz des Elektronenstrahls ebenfalls erhöht werden.

Nachdem der Aufzeichnungsvorgang beendet ist, schließt sich der siebte Schritt des in F i g. 9 veranschaulichten Verfahrens an, der folgendermaßen vor sich

ίο geht:

7. Von der Mutterplatte aus Nickel (welche die belichtete und entwickelte Photolackschicht trägt) wird eine Preßmatrize hergestellt indem durch ein r> stromloses Verfahren eine Nickelschicht (95 in

F i g. 9G) niedergeschlagen wird. Ein hierzu anw endbares stromloses Verfahren ist ausführlich in der US-Patentanmeldung 8 62 019 vom 29. September 1969 beschrieben.

Die Preßmatrize wird dann fertiggestellt durch Aufgalvanisieren einer etwa 0.2 mm dicken Nickelschicht 96 auf den stromlos niedergeschlagenen Nickelüberzug. Die Preßmatrize aus Nickel wird dann

■ Ί von der Mutterplatte aus Nickel an der in F i g. 9G mit C bezeichneten Stelle zwischen dem stromlos niedergeschlagenen Nickelüberzug 95 und dem entwickelten Photolack 94 getrennt Die Preßmatrize hat auf ihrer Oberfläche einen Nega'.ivabdruck der Rillen einschließ-

Ί" lieh der darin befindlichen Modulationselemente und kann zum Pressen von Platten aus Vinylkunststoff dienen, die dann wieder positive Rillen entsprechend den gewünschten ursprünglichen Lackrillen tragen.

Die fertiggestellte Nickelmatrize 95, 96 kann zur

Vi Massenproduktion von Plattenkopien 97 (Fig. 9H) aus Vinylkunststoff dienen, wobei sich die herkömmlichen Plattenpreßanlagen aus der Schallplattenindustrie verwenden lassen.

Die Vinylkunststoffplatte wird dann, wie in Fig.91 gezeigt mit Metall 98 überzogen. Die metallisierte Oberfläche wird anschließend, wie in Fig.9J gezeigt mit einer dielektrischen Schicht 99 bedeckt. Diese letzten Verfahrensschritte können folgendermaßen durchgeführt werden: Zunächst wird die Vinylkunst-

(·"> stoffplatte vollständig gereinigt Die in F i g. 91 gezeigte Metallisierung wird dann in einer Vakuumkammer vorgenommen, worin beispielsweise Aluminium in einer Dicke von 500 Ä auf die Plattenoberfläche aufgedampft

17 18

wird. Hierauf wird eine Schicht eines geeigneten J_n manchen Falten ist es jedoch auch möglich, den

Dielektrikums wie beispielsweise Polystyrol durch Photolack zur Belichtung optisch abzutasten. Bei

Glimmentladung in einer Vakuumkammer bis auf eine manchen Modulationsarten wie beispielsweise der

Dicke von etwa 500 A auf die metallisierte Oberfläche beschriebenen FM-Modulation ist es außerdem möglich,

aufgebracht, womit die Platte fertig ist 5 die Mutterplatte mechanisch mit einem Schneidstichel

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufzeichnungs- zu schneiden, dessen Lage durch das Informationssignal

verfahren wurde zur Belichtung des Photolacks auf der moduliert wird.
Mutterplatte ein Rasterelektronenmikroskop benutzt

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Informationsträgerplatte, insbesondere Bildplatte, mit einem scheibenförmigen Körper, der eine zusammenhängende leitende Fiäche mit einer spiralförmigen Rille enthält, in der Information in Form von Konfigurationsänderungen aufgezeichnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Konfigurationsänderungen im wesentlichen in einem Bodenbereich der Rille befinden und daß die leitende Fläche (11) mit einer dielektrischen Schicht (12) im wesentlichen gleichmäßiger Dicke überzogen, ist.

2. Informationsträgerplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konfigurationsänderungen Tiefenänderungen von etwa 0,4 μπι im Boden der Rille enthalten.

3. Informationsträgerplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konfigurationsänderungen im Boden der Rille derart bemessen sind, daß Signale, die bei einer N'enndrehzah! der Informationsträgerplatte mittels eines Abtaststiftes abgetastet worden sind, eine Bandbreite von mindestens einigen Megahertz haben.

4. Informationsträgerpldtte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Konfigurationsänderungen zwischen Seitenwänden im wesentlichen gleichbleibender Geometrie befinden.

5. Informationsträgerplatte nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht Ί2) so dünn ist, daß sie den Konturen der Rille einschließlich der Konfigurationsänderungen im wesentlichen folgt.

6. Informationsträgerplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Fläche (11) durch eine leitende Schickt (12), die sich auf einem Trägerkörper (10) befindet, gebildet ist

7. Informationsträgerplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (10) aus einem thermoplastischen Material besteht.

8. Informationsträgerplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konfigurationsänderungen eine Kombination von unvertieften Bereichen, die im Querschnitt der Rille gesehen, mit deren Seitenwänden eine stetige Kurve bilden, und Bereichen im Boden der Rille, die bezüglich dieser Kurve um einen vorgegebenen Betrag vertieft sind, umfassen.

9. Informationsträgerplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Konfigurationsänderungen in Rillenrichtung gesehen, aus einander abwechselnden ersten und zweiten Bereichen bestehen, in denen ein Teil des Rillenbodens bis zu einer maximalen Tiefe vertieft ist, wobei der prozentuale Anteil der vertieften Teile in den jeweiligen ersten Bereichen von der aufgezeichneten Information abhängt und der prozentuale Anteil der vertieften Teile des Rillenbodens in den jeweiligen benachbarten zweiten Bereichen komplementär zu dem in den ersten Bereichen ist, so dal) der prozentuale Anteil der vertieften Fläche bei Paaren aufeinanderfolgender erster und zweiter Bereiche im wesentlichen konstant und unabhängig von der aufgezeichneten Information ist.

10. Informationsträgerplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhüllende der vertieften Teile der ersten Bereiche im wesentlichen mit den Seitenwänden der Rille eine stetige Kurve bildet und — infolge der zueinander komplementären vertieften Anteile der beiden Bereiche — die Einhüllende der vertieften Teile der zweiten Bereiche im wesentlichen mit dem Rillenboden eine stetige Kurve bilden.

11. Informationsträgerpiatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verläufe dpr ersten und zweiten Einhüllenden von der aufgezeichneten

ίο Information abhängen und — infolge der zueinander komplementären vertieften Anteile der beiden dazugehörigen Bereiche — sich die beiden Einhüllenden in der Abhängigkeit von der aufgezeichneten Information aufeinander zubewegen bzw. sich voneinander entfernen.

12. Informationsträgerplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vertieften Teile des Rillenbodens bezüglich der Rille zentriert sind (F i g. 1 und 4).

13. Informationsträgerplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf beiden Hauptseiten eine zusammenhängende, elektrisch leitende Fläche, die mit einer dielektrischen Schicht überzogen ist und eine spiralförmige Rille enthält, aufweist, und daß in den Rillen der beiden entgegengesetzten Seiten unterschiedliche Information aufgezeichnet ist.

14. Informationsträgerplattc nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die

JO Tiefe der vertieften Teile des Rillenbodens größer als die Dicke der dielektrischen Schicht ist