DE1181275B

DE1181275B - Anordnung zur Abtastung von Aufzeichnungen auf band- oder plattenfoermigen Aufzeich-nungstraegern

Info

Publication number: DE1181275B
Application number: DED39878A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Peter Niemann; Dipl-Ing Helmut Stecher
Original assignee: GRAMMOPHON GES MIT Beschrankter; Deutsche Grammophon GmbH
Current assignee: GRAMMOPHON GES MIT Beschrankter; Deutsche Grammophon GmbH
Priority date: 1962-09-19
Filing date: 1962-09-19
Publication date: 1964-11-12

Description

Anordnung zur Abtastung von Aufzeichnungen auf band- oder plattenförmigen Aufzeichnungsträgern Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Abtastung von Aufzeichnungen auf band- oder plattenförmigen Aufzeichnungsträgern, deren Oberfläche aus dielektrischem Material besteht und entsprechend der aufgezeichneten Information im Profil verformt ist. Derartige Aufzeichnungen werden gewöhnlich durch Schneiden hergestellt und sind bei Schallplatten und Schallbändern als Tiefenschriftaufzeichnung bekannt: Für die Abtastung von Tiefenschriftaufzeichnungen werden elektromechanische Abtaster mit Abtastnadeln verwendet, die mit einem elektromagnetischen oder einem elektrodynamischen Abtastsystem verbunden sind. Bei Nadelabtastern sind auch piezoelektrische sowie kapazitive Systeme bekannt. Der Nachteil dieser besteht hierbei in der Trägheit der mechanischen Teile und in der mechanischen Beanspruchung der Aufzeichnungsspur. Ohne Trägheit und mechanische Beanspruchung arbeiten lediglich lichtelektrische Abtaster, bei denen ein durchfallender oder ein reflektierter Lichtstrahl zur Abtastung der Aufzeichnung benutzt und durch eine lichtelektrische Zelle aufgefangen wird. Die lichtelektrische Abtastung konnte sich bisher jedoch nur beim Lichttonfilm durchsetzen, da bei Profilaufzeichnungen der Wirkungsgrad zu gering ist.
Neben der Herstellung durch Schneiden ist bei Aufzeichnungsträgern der vorliegenden Art neuerdings die thermoplastische Aufzeichnung bekanntgeworden, bei der entsprechend der zu speichernden Information elektrische Ladungen auf einem thermoplastischen Aufzeichnungsträger deponiert werden, die bei Erweichung des Trägers eine Oberflächenverformung bewirken. Diese Aufzeichnungsart eignet sich unter anderem auch für die Aufzeichnung von Fernsehbildern. Die Wiedergabe dieser Aufzeichnung war bisher lediglich auf rein optischem Wege mit Hilfe einer Schlierenoptik möglich.
Es besteht ein Bedürfnis, die Aufzeichnungen der vorliegenden Art zu kopieren und zu vervielfältigen. Hierfür eignet sich beispielsweise das Abdruckverfahren, bei dem ein plastischer Stoff gegen die Originalaufzeichnung gepreßt wird, so daß die Oberflächenverformung des Originals auf eine Kopie übertragen wird. Gegebenenfalls werden auf galvanischem oder anderem Wege Zwischenkopien des Originals angefertigt, um zu dauerhaften Originalen zu gelangen, die mehrere Abdruckprozesse aushalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die erläuterten Aufzeichnungen sowie für die davon hergestellten Kopien eine geeignete Abtastanordnung zu schaffen, die von den Nachteilen der bekannten Abtastsysteme frei ist und insbesondere eine trägheitslose Abtastung ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird die Abtastung bei einer Anordnung der beschriebenen Art mit Hilfe von Kondensatorelektroden bewirkt, die derart am Aufzeichnungsträger angeordnet sind, daß das Profil der Aufzeichnung als Dielektrikum eines Kondensators wirkt und bei Bewegung des Aufzeichnungsträgers gegenüber den Kondensatorelektroden der Kapazitätswert des Kondensators entsprechend der aufgezeichneten Information verändert wird. Der Vorteil dieser Anordnung besteht in erster Linie darin, daß bewegte Teile am Abtastsystem entfallen und eine mechanische Berührung des Aufzeichnungsprofils sowie eine Beanspruchung der Aufzeichnungsspur nicht stattfindet.
Die Erfindung und weitere Einzelheiten sind an Hand von Figuren näher erläutert.
In F i g. 1, 3, 5 und 6 sind Ausführungsformen von Aufzeichnungen auf Aufzeichnungsträgern, für die die erfindungsgemäßen Abtastanordnungen verwendet werden, im Schnitt bzw. in schaubildlicher Darstellung gezeigt.
F i g. 2, 4, 7, 8 und 9 zeigen Ausführungsformen von Abtastanordnungen nach der Erfindung in Seitenansicht, in schaubildlicher Darstellung sowie in Draufsicht.
In F i g. 1 ist ein band- oder plattenförnüger Aufzeichnungsträger gezeigt, dessen Oberfläche 1 aus dielektrischem Material besteht und entsprechend der aufgezeichneten Information im Profil verformt ist. Für den Aufzeichnungsträger wird zweckmäßig Kunststoff mit einer relativen Dielektrizitätskonstante größer als 1 verwendet. Die Kopie kann aus gleichem Material bestehen und besitzt das gleiche Oberflächenprofil.
Bei der Abtastanordnung nach F i g. 2 sind beiderseits des Aufzeichnungsträgers zwei Kondensatorelektroden 2, 3 vorgesehen, zwischen denen der Aufzeichnungsträger bewegt wird. Vor und hinter den Kondensatorelektroden 2, 3 sind Zusatzelektroden 4 vorgesehen, die die Ausbildung von Streufeldern zwischen den Kondensatorelektroden 2, 3 verhindern. Die Kondensatorelektroden 2, 3 sind in Laufrichtung des Aufzeichnungsträgers kurz gehalten und bilden einen Kondensator, dessen Kapazität sich nach der Menge des zwischen den Elektroden befindlichen Kunststoffmaterials verändert. Die Materialmenge ist abhängig von der dem Kunststoff aufgeprägten Oberflächenstruktur. Es entsteht hierdurch eine Kapazitätsänderung, die zur Modulation einer Hochfrequenz verwendet oder auf andere Weise zur Wiedergabe ausgenutzt werden kann.
Bei dem Aufzeichnungsträger nach F i g. 3 sind neben dem Aufzeichnungsprofil Stützflächen, Stützspuren oder Stützkanten 5 vorgesehen, die eben ausgebildet sind und sich in der Höhe der höchsten informationsabhängigen Erhebung der Oberflächen 1 des Aufzeichnungsprofils befinden. Bei dieser Aufstützungsform läßt sich die Oberflächenverformung als Abstandsänderung gegenüber einer durch die Stützspuren bestimmten Fläche ausnutzen.
In F i g. 4 ist für derartige Aufzeichnungen eine Abtastanordnung vorgesehen, bei der zwei gegeneinander geneigte und durch einen Spalt 6 getrennte schneidenartige oder spitzenartige Kondensatorelektroden 7 einseitig am Aufzeichnungsträger anliegen, derart, daß die Abstandsänderung des Aufzeichnungsprofils gegenüber den Kondensatorelektroden eine Kapazitätsänderung entsprechend der aufgezeichneten Information bewirkt. Die Kapazität des durch die Kondensatorelektroden 7 gebildeten Kondensators wird durch das in sein Streufeld gebrachte Dielektrikum verändert, und zwar nimmt die Kapazität zu, je näher das Dielektrikum des Aufzeichnungsprofils an den Spalt 6 zwischen den Elektroden herantritt. Die durch das Aufzeichnungsprofil bewirkte Kapazitätsänderung wird ebenfalls zweckmäßig zur Modulation einer Hochfrequenz ausgenutzt. Eine Erhöhung der Wirkung ist dadurch möglich, daß die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers mit einem Stoff sehr hoher Dielektrizitätskonstante beschichtet wird. Durch geeignete Bemessung des Winkels 8 zwischen den Kondensatorelektroden 7 kann der Nutzeffekt auf sein Maximum eingestellt werden. Bei einem Winkel von 0° entsteht eine sehr hohe Grundkapazität, gegenüber der die informationsabhängige Kapazitätsänderung sehr klein ist, so daß sich ein schlechter Wirkungsgrad ergibt. Bei einem Winkel von l80° sind nicht nur die Schneiden, sondern auch die Flächen der Kondensatorelektroden 7 an der Ausbildung des kapazitiven Streufeldes beteiligt, so daß sich die Auflösung des Abtasters in Laufrichtung des Aufzeichnungsträgers verschlechtert.
Es besteht die Möglichkeit, durch Einlage einer leitenden Schicht in das Aufzeichnungsprofil des Aufzeichnungsträgers die entstehende Wirbelstrombildung für die Abtastung mitauszunutzen.
Ein Ausführungsbeispiel eines Aufzeichnungsträgers dieser Art zeigt F i g. 5. Der Aufzeichnungsträger ist hier mehrschichtig ausgebildet. Er besteht aus einer mechanischen Trägerschicht 9, auf die eine elektrisch leitfähige Schicht 10 aufgebracht ist. Diese elektrisch leitfähige Schicht ist mit einer isolierenden Deckschicht 11 abgedeckt. Wird ein solcher Aufzeichnungsträger, der ebenfalls mit Stützspuren nach F i g. 3 versehen sein kann, über eine Abtastanordnung nach F i g. 4 geführt, so werden in der elektrisch leitfähigen Schicht 10 Wirbelströme induziert, die auf den Abtastkondensator im Sinne einer Erhöhung des Verlustfaktors zurückwirken. Diese Änderung des Verlustfaktors ist abhängig vom jeweiligen Abstand der elektrisch leitfähigen Schicht 10 von den Kondensatorelektroden und kann mit zur Modulation der Hochfrequenz ausgenutzt werden.
Es ist möglich, auf beiden Seiten des Aufzeichnungsträgers getrennte Aufzeichnungsprofile mit verschiedenem Aufzeichnungsinhalt vorzusehen. Bei dem in F i g. 6 dargestellten Beispiel eines derartigen Aufzeichnungsträgers ist auf der einen Seite eine Oberfläche 1 und auf der anderen Seite eine Oberfläche 1 a angebracht. Zweckmäßig werden auch auf beiden Seiten Stützkanten 5 bzw. 5a vorgesehen. Für die Abtastung dieser getrennten Aufzeichnungen werden auf beiden Seiten des Aufzeichnungsträgers Kondensatorelektroden 7 der in F i g. 4 dargestellten Art vorgesehen.
Es ist weiterhin möglich, auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger mehrere getrennte Aufzeichnungen in parallelen Aufzeichnungsspuren nebeneinander aufzuzeichnen. Eine Anordnung zur Abtastung derartiger Mehrspuraufzeichnungen ist in F i g. 7 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform besteht der Abtastkondensator aus einer durchgängigen plattenförmigen Metallelektrode 12 und einer weiteren Elektrode, die entsprechend den einzelnen Spuren in streifenförmige Elemente 12a ... 12e unterteilt ist. Auf diese Weise werden Teilkondensatoren gebildet, die in der erläuterten Weise zur Modulation getrennter Hochfrequenzen benutzt werden können.
Nach diesem Prinzip ist es möglich, eine Abtastung in Querrichtung des Aufzeichnungsträgers dadurch zu verwirklichen, daß die Elemente der geteilten Kondensatorelektrode mittels einer Schaltvorrichtung in Form eines bewegten Schleifers od. dgl. fortlaufend nacheinander ein- und ausgeschaltet werden.
Ein Ausführungsbeispiel zeigt F i g. B. Der Abtastkondensator besteht neben der festen Kondensatorelektrode 12 aus einer in streifenförmige Elemente geteilten Elektrode 13 und einem rotierenden dreiarmigen Schleifer 14, der die Elemente der geteilten Elektrode 13 abtastet. Als Abtastorgan für die geteilte Elektrode eignet sich neben einem mechanischen Schleifkontakt auch ein Elektronenstrahl. Hierfür kann eine Elektronenstrahlröhre vorgesehen werden, in deren Schirm der Abtastkondensator eingebaut ist, dessen geteilte Elektrode galvanisch bis in den Innenraum der Elektronenstrahlröhre hineinführt und dort durch einen Elektronenstrahl abgetastet wird.
Eine Weiterbildung zur Querabtastung kann dadurch geschaffen werden, daß eine Kondensatorelektrode vorgesehen wird, die in Querrichtung des Aufzeichnungsträgers eine niedrige elektrische Leitfähigkeit und in der dazu senkrechten Richtung eine hohe Leitfähigkeit besitzt. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Elektrodenplatte ist in F i g. 9 a dargestellt. Diese Kondensatorelektrode besitzt in y-Richtung eine niedrige elektrische Leitfähigkeit, in x-Richtung eine hohe elektrische Leitfähigkeit und in z-Richtung eine hohe elektrische Leitfähigkeit.
In F i g. 9 b ist ein Abtastkondensator unter Verwendung einer Elektrodenplatte unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit dargestellt. Er besteht aus einer festen durchgängigen Metallelektrode 15 und einer Elektrodenplatte 16 der in F i g. 9 a dargestellten Art. Die Elektrodenplatte 16 ist derart zum Aufzeichnungsträger angeordnet, daß die y-Richtung mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit quer zum Aufzeichnungsträger und die x-Richtung mit hoher elektrischer Leitfähigkeit in Längsrichtung des Aufzeichnungsträgers liegen. Die Elektrodenplatte 16 wird mit Hilfe eines rotierenden Schleifers abgetastet. Auch in diesem Falle ist ein Elektronenstrahl zur Querabtastung der Elektrodenplatte anwendbar.
Bei Anwendung der Aufzeichnungen für Unterhaltungszwecke, z. B. für Tonaufzeichnungen und Fernsehbildaufzeichnungen, kann es zweckmäßig sein, die aufgezeichnete Information über vorhandene Rundfunk- und Fernsehgeräte wiederzugeben. Um dies zu ermöglichen, wird als Hochfrequenz zweckmäßig eine Empfangsfrequenz oder eine der Zwischenfrequenz des Empfängers entsprechende Frequenz benutzt, die durch den vorgeschlagenen Abtastkondensator moduliert wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Abtastung von Aufzeichnungen auf band- oder plattenförmigen Aufzeichnungsträgern, deren Oberfläche aus dielektrischem Material besteht und entsprechend der aufgezeichneten Information im Profil verformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung mit Hilfe von Kondensatorelektroden (2, 3, 7, 1L) bewirkt wird, die derart an der Oberfläche (1) des Aufzeichnungsträgers angeordnet sind, daß das Profil der Aufzeichnung als Dielektrikum eines Kondensators wirkt und bei Bewegung des Aufzeichnungsträgers gegenüber den Kondensatorelektroden (2, 3, 7, 1L) der Kapazitätswert des Kondensators entsprechend der aufgezeichneten Information verändert wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des Aufzeichnungsträgers zwei Kondensatorelektroden vorgesehen sind, zwischen denen der Aufzeichnungsträger bewegt wird.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor und hinter den Kondensatorelektroden (2, 3) Zusatzelektroden (4) vorgesehen sind, die die Ausbildung von Streufeldern zwischen den Kondensatorelektroden (2, 3) verhindern.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegeneinander geneigte und durch einen Spalt getrennte schneidenartige oder spitzenartige Kondensatorelektroden (7, 7) einseitig am Aufzeichnungsträger anliegen, derart, daß die Abstandsänderung des Aufzeichnungsprofils gegenüber den schneidenartigen Kondensatorelektroden (7, 7) eine Kapazitätsänderung entsprechend der aufgezeichneten Information bewirkt.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schneidenartigen oder spitzenartigen Kondensatorelektroden (7, 7) an einer ebenen Stützfläche, Stützspur oder Stützkante (5) des Aufzeichnungsträgers anliegen.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einlage einer elektrisch leitenden Schicht (10) im Aufzeichnungsprofil des Aufzeichnungsträgers die Wirbelstrombildung für die Abtastung mit ausgenutzt wird.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei getrennten Aufzeichnungen in verschiedenen Aufzeichnungsprofilen auf beiden Seiten des Aufzeichnungsträgers Kondensatorelektroden (7) zur Abtastung der getrennten Aufzeichnungen vorgesehen sind. B.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abtastung getrennter Aufzeichnungen in parallelen Aufzeichnungsspuren auf dem Aufzeichnungsträger eine Kondensatorelektrode (12) und eine weitere Elektrode angeordnet ist, die entsprechend den einzelnen Spuren in streifenförmige Elemente (12 a . . . 12 e) unterteilt ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Abtastung in Querrichtung des Aufzeichnungsträgers die Elemente (12a ... 12e) der geteilten Kondensatorelektrode mittels einer Schaltvorrichtung in Form eines Schleifers (17) od. dgl. fortlaufend nacheinander ein- und ausgeschaltet werden.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente der Kondensatorelektroden (13) mittels eines Elektronenstrahles abgetastet werden.
11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Querabtastung Kondensatorelektroden vorgesehen sind, die in Querrichtung des Aufzeichnungsträgers einen niedrigen elektrischen Leitwert und in der dazu senkrechten Richtung einen hohen elektrischen Leitwert besitzen.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Aufzeichnungsprofil des Aufzeichnungsträgers veränderte Kondensator zur Modulation einer Hochfrequenz benutzt wird.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wiedergabe der aufgezeichneten Information über Rundfunk- oder Fernsehempfänger als Hochfrequenz eine Empfangsfrequenz oder eine der Zwischenfrequenz des Empfängers entsprechende Frequenz benutzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1118 819.