DE1187271B - Verfahren und Vorrichtung zur Ablesung von in einem thermoplastischen Medium aufgezeichneten Informationen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 37/56

Nummer: 1187 271

Aktenzeichen: A 44155IX c/21 al

Anmeldetag: 27. September 1963

Auslegetag: 18. Februar 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablesen von in einem thermoplastischen Film aufgezeichneten Informationen und im besonderen auf eine Einrichtung, die es ermöglicht, daß der abtastende Elektronenstrahl die aufzunehmende Spur oder Rille exakt verfolgt.

Die Verwendung eines Elektronenstrahles zum Ablesen von aufgezeichneten Informationen ist besonders vorteilhaft. Diese Methode gestattet hohe Abtastgeschwindigkeiten mit dem Elektronenstrahl und daher die Ablesung sehr hochfrequenter Signale. Auch kann ein Elektronenstrahl mit einer gesteuerten Auftrefffleckgröße verwendet werden, um sehr kleine Informationselemente oder Bits eines mit Aufzeichnungen versehenen Mediums, das eine hohe Packungsdichte zuläßt, abzutasten.

In dem gegebenen Speicherfeld muß ein System vorgesehen werden, das in der Lage ist, Signale weiter Bandbreite beherrschen zu können, so daß Informationssignale in dem Ultrahochfrequenzbereich aufgezeichnet und wiedergegeben werden können. Ein anderes Ziel ist es, eine hohe Aufzeichnungs- und Rückspieldichte zu erhalten, so daß mit einem Minimum an Speicherraum ein Maximum an Informationen beherrscht werden kann. Schließlich ist es erwünscht, eine gute Schärfe des Rückspielsignals wie überhaupt einen guten Wirkungsgrad des Systems zu erhalten.

Eine thermoplastische Aufzeichnung erhält man dadurch, daß man einen modulierten Elektronenstrahl auf einen thermoplastischen Film richtet, wobei an der Oberfläche des Films Elektronen in Übereinstimmung mit der Modulation oder der aufgezeichneten Information niedergeschlagen werden. Durch Erwärmung des Films wird die Filmoberfläche deformiert, und bei Kühlung erhalten die resultierenden Wellen oder Rillen eine gespeicherte aufgezeichnete Information. Nun ist es während des Ablesens des thermoplastischen Films durch einen abtastenden Elektronenstrahl wesentlich, daß jede Informationsrille von dem abtastenden Strahl genau verfolgt wird, um eine maximale Leistung des aufgezeichneten Signals mit einem guten Signal-Rausch-Verhältnis und ein Minimum an Störung zu erhalten.

Bei bekannten Systemen werden gesonderte Anzeigekomponenten und -kreise verwendet zur Ablesung des Informationssignals und zur Erzeugung einer Information, welche der Kontrolle des Weges oder der Ablenkung des Elektronenstrahls dient. Bei Verwendung an Speichermedien, wie thermoplastischen Filmen, die eine hohe Packungsdichte besitzen, Verfahren und Vorrichtung zur Ablesung von in einem thermoplastischen Medium aufgezeichneten Informationen

Anmelder:

Ampex Corporation,

Redwood City, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dr.-Ing. A. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:
Kurt Frederick Wallace,
Redwood City, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Oktober 1962
(231 636)

ist es erwünscht, ein Minimum derartiger Komponenten und Stromkreise zu haben.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines verbesserten Ablesesystems, bei welchem ein Elektronenstrahl zum Abtasten eines thermoplastischen Films, in den Informationen gezeichnet sind, verwendet wird.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine verbesserte Einrichtung zur Gewährleistung der exakten Verfolgung der aufgezeichneten Informationen oder Linien mit einem abtastenden Elektronenstrahl.
Schließlich sieht die Erfindung Mittel zur Ableitung eines Ausgangssignals von einem mit aufgezeichneten Informationen versehenen thermoplastischen Film und die Verwendung derselben Mittel zur Gewährleistung einer exakten Abtastung der Aufzeichnungen vor.

Das erfindungsgemäße System besitzt ein Paar von Kollektoren, welche die Größe oder Intensität des von dem aufgezeichneten thermoplastischen Material

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abgeleiteten Ausgangssignals wahrnehmen. Ein Elektronenstrahl tastet wiederholt den gleichen Weg ab, der im wesentlichen quer zu der Längsbewegung des thermoplastischen Mediums ist und in Länge und Richtung im wesentlichen koinzidiert mit den aufgezeichneten Informationsrillen oder -spuren. Die Kollektoren sind so angeordnet, daß zu jeder Zeit jeder Kollektor die gleiche Entfernung von irgendeinem Punkt längs des vorbestimmten Abtastweges hat. Jeder Kollektor empfängt Signalenergie, welche die in dem thermoplastischen Medium aufgespeicherte Information repräsentiert in Abhängigkeit von dem Auftreffen oder Aufprallen der Elektronen des Strahles auf ein solches Medium.

Wenn der Strahl nicht exakt auf die abzutastende Spur zentriert ist, dann empfangen die Kollektoren Signale unterschiedlicher Größe. Diese Signale werden zu einem Differenzverstärker gegeben, der ein Differenz- oder »Error«-Signal entwickelt. Letzteres wird an einen Stromkreis gelegt, welcher den Strahl auf die Mitte der Spur oder Rille zentriert. Zugleich werden die von dem Kollektor aufgenommenen Signale addiert, um ein Ablesesignal zu liefern, welches die in dem thermoplastischen Film aufgespeicherte Information repräsentiert.

Die Zeichnung erläutert die Erfindung schematisch an einem Ausführungsbeispiel.

Gemäß dieser Figur besteht ein Körper 10 aus einem thermoplastischen Film 12 auf einem Träger 14, z. B. aus einem Polyester auf der Basis von PoIyäthylenterephthalat. In dem thermoplastischen Film 12 sind Informationen aufgezeichnet in Form von Wellen oder Rillen 16, deren Tiefe variiert in Abhängigkeit von der auf dem Film aufgezeichneten Information. Die Rillen 16 liegen eng beieinander und verlaufen im wesentlichen parallel zueinander über den Körper 10. Während der Ablesung tastet ein Elektronenstrahl 18, der in an sich bekannter Weise innerhalb eines nicht gezeichneten evakuierten Gehäuses erzeugt wird* die Rillen 16 der aufgezeichneten Information nacheinander ab. Der Körper 10 wird durch das erwähnte Gehäuse mit gleichbleibender Geschwindigkeit bewegt. Die dazugehörige Einrichtung ist nicht erändurigswesentlich.

Der Elektronenstrahl 18 tastet den Weg λγ-v über den Körper 10 in einer Richtung ab, die im wesentlichen senkrecht zur Transportbewegung des Körpers 10 ist. Wenn der Strahl 18 das Ende seines Weges bei y erreicht, wird er von diesem Punkt zurück zu dem Punkt* am Anfang seines Tastweges bewegt. Während dieser Rück- oder Ablenkperiode wird der Strahl 18 abgeblendet, so daß kein Ausgangssignal entwickelt wird.

Der Elektronenstrahl 18 arbeitet über dem zweiten Kreuzungspotential der sekundären Emissionskurve bei ungefähr 7 Kilovolt, während er den thermoplastischen Film 12 abtastet.

Beim Auftreffen des Elektronenstrahls 18 von verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit auf den thermoplastischen Film 12 werden sekundäre Elektronen von der gewellten oder gerillten Oberfläche des Films 12 emittiert. Die sekundären Elektronen bestimmen ein Verteilungsmuster des Cosinus-Typs, und die Zahl der aufgefangenen Elektronen ist repräsentativ für die Tiefe der zu verfolgenden Elementarfläche der Rille in einem gegebenen Augenblick. Um die sekundäre Elektronenemission anzuzeigen, die mit jedem abzutastenden Flächenelement korrespondiert und die variiert, während der Strahl 18 längs einer Rille oder Linie der aufgezeichneten Information fortschreitet, ist ein Paar von Elektroden oder Kollektoren 20 und 22 nächst dem thermoplastischen Film 12 vorgesehen, und zwar im gleichen Abstand Von jedem Punkt längs des vorbestimmten Weges x-y des Strahles 18.

Die Geschwindigkeit, mit welcher der Körper 10 sich bewegt, und das Maß der Deflektion des Strahles werden in Beziehung zueinander gesetzt, so daß dei

ίο Strahl an dem Punkt χ im wesentlichen gleichzeitig erscheint mit der Ankunft der folgenden Informations spur an dem durch die Punkte χ und y markierten Weg. Indessen, hervorgerufen durch Veränderungen in der Geschwindigkeit des Körpers 10 oder durch ungleichmäßige Abstände der Spuren 16 oder andere unerwünschte Variationen in den Dimensionen des Mediums, kann der Strahl 18 unter Umständen nicht genau auf die abzutastende Spur zentriert werden. Darum ist es notwendig, eine Versetzung oder Inkongruenz zwischen dem Weg des Strahles 18 und der abzutastenden Spur 16 zu kompensieren.

Die Kollektoren 20 und 22 werden dazu benutzt die sekundäre Elektronenemission aufzunehmen, die resultiert von der Anlegung des Strahles 18 an den Körper 10. Wenn der Strahl 18 nicht genau auf die Spur 16 zentriert ist, dann werden die sekundären Elektronen nicht gleichförmig verteilt in bezug auf die Kollektoren 20 und 22. Es wird dann jeder Kollektor eine verschiedene Zahl von Elektronen auf nehmen.

Bezeichnet man das von dem Kollektor 20 aufge nommene Signal mit A und das von dem Kollektoi 22 aufgenommene Signal mit B, dann kann das Ausgangssignal angezeigt werden als A + B, während die Abgangsspannting A—B ist. Erfindungsgemäß werden die Signale A + B von den Kollektoren 20 und 22 zu einem Differenzverstärker 24 gegeben, der ein Differenzsignal A—B erzeugt, sobald der Strahl 18 nicht genau der Spur 16 folgt. Dieses Differenzsigna!

repräsentiert die Differenz der Größen der in den Kollektoren 20 und 22 aufgenommenen Signale. Das Differenz- oder »Fehler«-Signal wird einem Kreis 26 zugeführt, der korrigierend auf die Verstellung des Elektronenstrahles 18 wirkt, was an sich bekannt ist Der Strahl 18 wird so seitlich relativ zu seinem Weg x-y bewegt und dabei auf die abzutastende Spur 16 zentriert, daß er dieser Spur beim Überqueren des Körpers 10 genau folgt. Es werden auf diese Weise eine maximale Signalleistung und ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis erzielt.

Zum Wiederauffinden der Signalinformation für Rückspiel wird ein von dem Kollektor 20 aufgenom menes Signal A zu dem von dem Kollektor 22 aufge nommenen Signal B in einem summierenden Verstär ker 28 hinzuaddiert. Das addierte Signal (A + B) welches Signalausgänge von dem Körper 10 reprä sentiert, der seinerseits das aufgezeichnete Signal enthält, wird dann einem Nutzkreis 30 zugeführt, beispielsweise zur Darstellung oder elektrischen Ab lesung.

Bei einer bevorzugten Anwendung der Erfindung wurde ein thermoplastisches Medium, das Spuren oder Rillen von ungefähr 0,001 Zoll (0,025 mm) Durchmesser besaß, durch einen Sieben-Kilovolt-Elektronenstrahl abgelesen, dessen Auf trefffleck einen kleineren Durchmesser als die Spur besaß. Der thermoplastische Film wurde mit ungefähr 5 Zoll (12,5 cm) pro Sekunde während des Ablesevorganges

bewegt; das Signal-Rausch-Verhältnis war wesentlich verbessert.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ablesung von Informationen, die in Form von Rillen in einem thermoplastischen Medium aufgezeichnet sind, bei dem die Rillen mittels eines in Längsrichtung der Rillen geführten Elektronenstrahls abgetastet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Einwirkung des Elektronenstrahls aus dem thermoplastischen Medium heraustretenden Sekundärelektronen beidseitig einer abzutastenden Rille aufgefangen werden und daß aus der Differenz der aufgefangenen Elektronen ein Signal zur Führung des Elektronenstrahls längs der Mittellinie der abgetasteten Rille abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Summe der aufgefangenen Elektronen ein der aufgezeichneten Information entsprechendes Signal abgeleitet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei symmetrisch zu einer Mittellinie zwischen ihnen angeordnete Kollektoren (20, 22).

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 oder Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektoren (20, 22) an eine Addierschaltung (28) und eine Subtrahierschaltung (24) angeschlossen sind, daß der Ausgang der Subtrahierschaltung an eine Ablenkschaltung (26) für den Elektronenstrahl angeschlossen ist und daß der Ausgang der Addierschaltung an eine Informationsauswertevorrichtung (30) angeschlossen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Elektronik, Nr. 2, 1960, S. 49 bis 52.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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