DE1069671B - Verfahren zur Speicherung von Nachrichten, insbesondere von Fernsehprogrammen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Speicherung von Nachrichten, insbesondere von Fernsehprogrammen, nach dem elektrostatischen Bestäubungsverfahren.

Der Erfmdungsgedarike wird im folgenden an Hand des Beispiels der speichernden Aufzeichnung einer grundsätzlich beliebig langen Reihe von Einzelbildern entwickelt; jedoch können an die Stelle derartiger optischer Nachrichten auch andere Signale treten, deren Konservierung bezweckt wird.

In jedem Anwendungsfall ist der Träger der Nachrichtenaufzeichnung ein nach Art eines Filmstreifens durch die Schreib- bzw. die Wiedergabezone bewegtes bandförmiges Gebilde, auf dem die Nachricht in einer wesentlich quer zum Trägervorschub liegenden Abtastrichtung, in sogenannter »Querzeilenbeschriftung«, registriert wird und von dem sie später in der gleichen Abtastweise wieder abgegriffen weiden kann. Im folgenden sei ein solcher Träger einfach als »Speicherband« bezeichnet. Von den verschiedenen bekannten Verfahren zur Speicherung von Signalen, darunter auch von längeren Bildfolgen, nämlich solchen von magnetischer, photographiischer oder elektrostatischer Art, wird bei der Erfindung die letztgenannte benutzt.

Bei den elektrostatischen Aufzeichungeverfahren ist es wiederum bekannt, die Nachricht in Form von elektrischen Ladungen auf einem isolierenden Speicherband aufzutragen und sie alsdann durch Bestäuben mit einem geeigneten feinen Pulver, das Staubteilchen entgegengesetzten Ladungsvorzeichens enthält, durch deren Haftenbleiben an den geladenen Stellen sichtbar zu machen. Man kennt Methoden, den haftenden Staub zu fixieren, und kann dann durch spätere; optische Abtastung der Staubverteilung die Nachricht in ihrer Urform wiedergewinnen. Bei Bildern werden Halbtöne durch Variation der Ladungs- und der entsprechenden Staubdichte, besser aber durch Variation des von Staub bedeckten Bruchteils jedes Flächenelemente (Bildpunktes) konserviert bzw. wiedergegeben. Von diesen Möglichkeiten macht auch die vorliegende Erfindung Gebrauch, deren Wesen nunmehr am Beispiel der Speicherung eines Fernsehprogramms, d. h. einer ausgedehnten Folge von Einzelbildern von je V25 see Dauer (europäische Norm), entwickelt werden soll.

Die grundsätzliche Schwierigkeit, der alle elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren begegnen, liegt in der außerordentlich kurzen Zeitdauer, der Größenordnung 10—⁷ see, die für den einzelnen B'ildpunkt zum »Beschriften« zur Verfügung steht. Wenn, wie üblich und praktisch allein durchführbar, eine Querzeile auf dem Speicherband den Inhalt einer ganzen Bildzeile aufnehmen soll, entsprechend etwa 600 Bildpunkten, dann muß der ladende Schreibstrom — vorzugsweise im Kathodenstrahl, der vom Bildsignal gesteuert wird— Verfahren zur Speicherung

von Nachrichten, insbesondere

von Fernsehprogrammen

Anmelder:

Telefunken G.m.b.H.,
ίο Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dr. Fritz Schröter, Neu-Ulm/Donau,
,. ist als Erfinder genannt worden

eine technisch unbequeme Stromstärke bzw. Strom-

ao dichte besitzen, die mit der benötigten Kleinheit des Bildpunktes nicht vereinbar ist. Denn er muß ja binnen etwa 1O^-7 see so viel Ladung zuführen, daß die Kapazität des Einzelbildpunktes auf dem isolierenden Speicherband auf eine Spannung der Größenordnung mehrerer 1000 Volt aufgeladen wird, wie sie das elektrostatische Staubschriftverfahren erfordert. Dadurch wird der Strombedarf so groß, daß es nicht gelingt, auf einer Speicherbandbreite von technisch tragbaren Abmessungen die volle Bildpunktzahl scharf zu registrieren, weil eben der Elektronenbrennfleck des schreibenden Kathodenstrahls dann schon allzu verbreitert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeit durch ein Verfahren zu beseitigen, das die nur etwa 10~⁷ see dauernde örtliche Einwirkung des schreibenden Kathodenstrahls zeitlich in weiten Grenzen zu verlängern gestattet, indem der Kathodenstrahl nur die Anfangsbedingung für eine über einen anschließenden langen Zeitraum ausgedehnte Ladungsänderung jedes Bildelements auf dem Speicherband schafft.

Es wurde bereits vorgeschlagen, daß das Speicherband eine statische Voraufladung erhält, anschließend auf eine mit gleicher Geschwindigkeit wie das Band weiterbewegte lichtelektrisch empfindliche Wider-Standsschicht aufgezogen, sodann in Querzeilenbeschriftung einer Helligkeitsmodulation ausgesetzt wird, die das zu speichernde Signal wiedergibt, das dann unter Aufrechterhaltung des engen elektrischen Kontaktes mit der lichtgesteuerten örtlichen Leitfähigkeitsverteilung mit dieser synchron unter anhaltender dosierter Ableitung der Voraufladung über eine so lange Strecke weiterläuft, daß die erfahrungsgemäß erhebliche Abklingzedt der Leitfähigkeit zur Entladung des Speicherbandes ausgenutzt wind und

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daß endlich in bekannter Weise das mit einem La- einem der genannten Isolatoren, in dem schnelle Elek-

dungsbild versehene Speicherband bestäubt und das tronen Leitfähigkeit induzieren können; die Breite des

Staubbild fixiert wird. Rades 4 entspricht der des Speicherbandes, seine me-

Bei dieser bekannten Anordnung wird gewisser- tallisch leitende Masse ist geerdet;
maßen noch ein Umweg über die für das menschliche 5 6 und 8, mit den sehr hohen Reihenwiderständen 7 Auge sichtbaren Frequenzen gemacht, der in gewissen bzw. 9, leicht an 5 anliegende oder reibende Auflage-Fällen nicht nötig ist, so daß die erfindungsgemäße räder, die mit den Gleichspannungsquellen 13 bzw. 14 Anordnung für bestimmte Zwecke infolge geringeren verbunden sind; die Peripherien von 6 und 8 können Aufwandes wirtschaftlicher herzustellen ist. z. B. aus genügend leitenden weichen Stoffen, wie ge-

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß einer be- ίο tränktem Filz oder Metall-Stoff-Gewebe, bestehen; weglich geführten Isolierschicht durch einen vom Bild- arbeitet man in Luft, so können 6 und 8 in Verbinsignal modulierten Kathodenstrahl in Querzeilen eine dung mit Quellen genügend hoher Spannung als Elekbildgetreue Verteilung induzierter Leitfähigkeit auf- troden einer Corona-Entladung zur Aufladung von 1 geprägt und mit dieser ein zuvor gleichmäßig auf ge- bzw. 5 dienen, ihre Peripherien brauchen dann an ladenes isolierendes Speicherband in langer dauernde 15 diesen Flächen nicht unmittelbar anzuliegen;
Berührung gebracht und in Deckung weiterbewegt 10 den vom Bildsignal modulierten Kathodenstrahl, wird, so daß sich die Aufladung des Speicherbandes der auf die unter ihm vorbeilaufende Schicht 5 trifft durch die leitfähigen Stellen der Isolierschicht bild- und durch ein mit sägezahnförmigem Strom in den gesteuert entladen kann, wonach die auf dem Speicher- Spulenwindungen von 12 erzeugtes Magnetfeld in band verbliebene Ladungsverteilung in bekannter 20 Querzeilen über der Schicht 5 (senkrecht zur Papier-Weise durch Bestäuben und Fixieren der Bestäubung ebene) abgelenkt wird,
als Speicherbild haltbar bzw. sichtbar gemacht wird. Will man die beschriebene Vorrichtung nicht gänz-

Der Versuch, diese Wirkung zu erreichen, indem Hch in einem auf hohes Vakuum entlüfteten Räume man das auf einige 100OVoIt gleichmäßig aufgeladene unterbringen und betreiben (wobei 1 mittels Druck-Speicherband mit einem Photohalbleiter in Berührung 25 stufen in bekannter Weise ein- und ausgeschleust werbringt, auf dem ein vom modulierten Kathodenstrahl den kann), so wird eine geschlossene Kathodenstrahlerzeugtes Leuchtschirmbild in optischem Kontakt oder röhre vorgesehen, deren Strahl bei 11 durch ein mittels Projektion eine bildgetreue Verteilung des Lenard-Fenster ins Freie tritt. Dieses Fenster braucht Ableitwiderstandes erregt hat, stößt auf die Schwie- nur aus einem sehr schmalen Schlitz von Bildzeilenrigkeit, Photohalbleiter zu finden bzw. zu präparieren, 30 länge zu bestehen, da der Kathodenstrahl stets in der deren Leitfähigkeitszunahme sich binnen 10—⁷ see in gleichen Zeilenablenkspur bewegt wird,
genügendem Ausmaß entwickelt. Man braucht dafür Alle an den Beschriftungsteil beim Verlassen der außerordentlich starke Lichtströme für das einzelne Rolle 3 anschließenden, von 1 zu durchlaufenden Bildelement, muß also den Leuchtschirm mit Strahl- Zonen — Bestäubungs- und Fixierzone im besonstromwerten belasten, die mit der Forderung der Bild- 35 deren — sind, da nicht zur Erfindung gehörig, in der punktschärfe schwer vereinbar sind. Dieser Weg er- Zeichnung weggelassen. Die Wiederabnahme des Fernscheint mit Hilfe der heutigen Photohalbleiter und sehsignals vom Speicherband erfolgt in bekannter Leuchtschirmphosphore noch nicht gangbar. Weise und bildet ebensowenig einen Teil der Er-

Gemäß der Erfindung wird die sogenannte »indu- findung.

zierte« Leitfähigkeit in dünnen Schichten von nor- 40 Das Verfahren arbeitet nun, soweit es die Funktion malerweise hochisolierenden Stoffen, wie Calcium- der Teile 1 bis 14 der Zeichnung betrifft, wie folgt:
fluorid. Kryolith, Aluminiumoxyd, Siliciummonoxyd Schicht 5 erhält, bei der Rotation ihres Trägers 4, und anderes mehr, ausgenutzt. Diese induzierte Lait- über Rolle 6 eine passende Aufladung gegen Erde. Sie fähigkeit entsteht z. B., wenn ein Strahl schneller gleitet sodann unter der Schreibzeile des modulierten Elektronen, etwa von 10000 eVolt Geschwindigkeit, 45 Kathodenstrahls 10 hinweg, der ihr, B'ildzeile für Bildin Schichten der genannten Art (Dicke 1 μ und we- zeile, eine bildgetreue induzierte Leitfähigkeitsverniger, stark materialabhängig) eindningt. Der örtliche teilung aufprägt. Dies geschieht bei 10⁴ oder mehr Volt Widerstand an der Einschlagstelle sinkt dann auch Strahlspannung mit wenigen Mikroampere Strahlbei sehr kleinen Strahlstromstärken praktisch ver- Stromstärke binnen 10—⁷ see je Bildpunkt in haltbarer zögerungsfrei um mehrere Größenordnungen ab und 50 Form, da die induzierte Leitfähigkeit erheblich lange kehrt hernach, mit einer gegen ICh"⁷ see sehr großen bestehenbleibt bzw. nur sehr träge abklingt. Dieses Zeitkonstante wieder ansteigend, allmählich auf den Abklingen kann sich über viele Sekunden erstrecken; Anfangswert zurück. Auf diesem Speichervermögen es läßt sich aber mittels Schichtdicke und Stoffauswahl für eine induzierte Leitfähigkeitsverteilung (die der weitgehend dosieren. Von dieser Eigenschaft macht Helligkeitsverteilung im Bild entspricht) beruht die 55 die Erfindung Gebrauch, indem die über geraume Zeit Erfindung. gespeicherte Leitfähigkeit in der dargestellten Vor-

Das Wesen derselben und die Durchbildung eines richtung auf einer relativ langen Kontaktstrecke von

darauf begründeten Speichergerätes für Fernseh- 5 und 1 zur Wirkung gebracht wtird. Dies geschieht

programme gehen deutlicher aus der Zeichnung hervor, nun dadurch, daß das bei 2 zugeführte Speicherband,

in welcher bedeuten: 60 nachdem as von der Laderolle 8 aus eine entsprechend

1 das isolierende Speicherband, das über Rollen 2, hohe gleichmäßige Aufladung gegen Erde auf seiner 3,4 mit Zug geführt wird und an der genügend breiten ganzen Nutzfläche empfangen hat, mit der auf 5 gePeripherie von 4 straff anliegt, wobei die Vorschub- speicherten Leitfähigkeitsverteilung in enge Berührung geschwindigkeit von 1 und dieTangentialgeschwindig- kommt und beim Weiterlaufen bis zur Ablauf rolle 3 keit der Peripherie von 4 genau gleich gehalten wer- 65 in diesem direkten Kontakt ohne gegenseitige Verden, d.h. längs der ganzen Transportstrecke von 2 bis 3 Schiebung verharrt. Während dieser ganzen Zeit kann keine merkliche Verschiebung des Speicherbandes sich die Aufladung von 1 nach 4 hin durch die Schicht 5 relativ zur Peripherie von 4 stattfindet; hindurch mehr ader weniger entladen. Beim Ablaufen

5 einen dünnen gleichmäßigen Überzug (Aufdamp- von 4 ist dann auf dem Speicherband ein negatives

fung) auf der Peripherie des Rades 4, bestehend aus 70 Bild in Ladungsform, gewissermaßen als elektro-

statischer Abdruck, verblieben. War also das Bildsignal beim Steuern des Kathodenstrahls durch Vorzeichenumkehr im Verstärker bereits in sein Negativ verkehrt, so liefert der vorstehend beschriebene Prozeß ein Positiv. Diese Umkehr ist aber unter Umständen nicht vonnöten; dann nämlich nicht, wenn bei der späteren Lichtstrahlabtastung im Wiedergabegerät ein Negativ Vorteile bietet (positives Abtastsignal!).

Die nach Verlassen der Peripherie von 4 mit dem Speicherband 1 vorzunehmenden Operationen (Bestäuben, Entfernen des Staubüberschusses, Fixieren, Aufrollen) gehören, wie gesagt, nicht zur Erfindung, weshalb sich ihre Beschreibung hier erübrigt.

Die Zeichnung läßt erkennen, daß die vom Kathodenstrahl beschrifteten Teile der Schicht 5, nachdem sie auf dem mitbewegten Speicherband den elektrostatischen »Abdruck« des Bildes vollzogen haben, infolge des Weiterrotierens von 4 immer wieder in die Schreibzone zurückkehren. Der Weg, den sie dabei durchlaufen müssen, und damit der Durchmesser von 4 hängen von der Abklingzeitkonstante der Schicht 5, der durch die Fernsehnorm bedingten Schreibgeschwindigkeit und der Beeinflußbarkeit einer etwaigen Restleitfähigkeit durch passende Aufladung an der Rolle 6 ab.

Im allgemeinen wird man so arbeiten, daß die Aufladepotentiale von Schicht 5 und Speicherband 1 vor der Induzierung des Leitfähigkeitsbildes in 5 gleich isind; jedoch kann es vorteilhaft sein, 6 mit einer Quelle höheren Potentials zu verbinden als 8.

Die beschriebene Vorrichtung läßt sich auch in anderer Weise betreiben: Das Speicherband 1 wird »ungeladen«, d.h. auf Erdpotential geladen, zugeführt und durch die Leitfähigkeitsverteilung der Schicht 5 hindurch vom Rade 4 aus auf geeignete Potentiale aufgeladen, wofür man 4 an die gewünschte Spannung statt an Erde legt. Ferner kann mit örtlicher Umladung durch die leitend gewordenen Stellen von 5 hindurch arbeiten, etwa so, daß 1 mit einer homogenen negativen Aufladung gegen Erde zugeführt wird, während 4 stark positiv gegen Erde gehalten wird. Als Endergebnis kann so bei geeigneten Spannungsverhältnissen erreicht werden, daß schließlich auf 1 ein bildgetreues Gemisch positiver Ladungen mit negativen Ladungen verbleibt, wobei die eine Ladungsart die besetzten, die andere die unbesetzten Bildprodukte bezeichnet. Für die Bestäubung mit eindeutig geladenen Pulverteilchen ist dies vorteilhaft, da die auf sie ausgeübte Wirkung teils aus anziehenden, teils aus abstoßenden Kräften besteht und dadurch im Endeffekt das Bild schärfer hervortritt.

Die genaue Gleichhaltung der Speicherbandgeschwindigkeit der Schicht 5 (Erhaltung der Deckung beim elektrostatischen Abdruck) ist Sache der mechanisch-elektronischen Regeltechnik und mit bekannten Mitteln erreichbar.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. A^erfahren zur Speicherung von Nachrichten, insbesondere von Fernsehprogrammen, nach dem elektrostatischen Bestäubungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß einer beweglich geführten Isolierschicht durch einen vom Bildsignal modulierten Kathodenstrahl inOuerzeilen eine bildgetreue Verteilung induzierter Leitfähigkeit aufgeprägt und mit dieser ein zuvor gleichmäßig aufgeladenes isolierendes Speicherband in länger dauernde Berührung gebracht und in Deckung weiterbewegt wird, derart, daß sich die Aufladung des Speicherbandes durch die leitfähigen Stellen der Isolierschicht bildgesteuert entladen kann, wonach die auf dem Speicherband verbliebene Ladungsverteilung in bekannter Weise durch Bestäuben und Fixieren der Bestäubung als Speicherbild haltbar bzw. sichtbar gemacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht, in der vom Kathodenstrahl die bildgetreue Leitfähigkeitsverteilung induziert wird, auf dem Mantel eines Rades aufgebracht ist, mit dessen Umdrehung das Speicherband ohne Schlupf relativ zur Leitfähigkeitsverteilung über einen größeren Winkel mitgeführt wird, worauf die benutzte Isolierschicht nach Abklingen der induzierten Leitfähigkeit in die Schreibzone zurückkehrt, indem das Rad sich weiterdreht.

3. Verfahren zum Umladen des Speicherbandes nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die besetzten Bildpunkte durch Ladungen der einen und die unbesetzten Bildpunkte durch Ladungen der anderen Polarität dargestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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