DE1472356A1 - Lehrverfahren und Lehrmaschine - Google Patents

Description

147235Θ

München, den

G.Weinhmisen w 421 -

Münohen

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TaL 89 01 ao

WESTINGHOUSE' ELECTRIC CORPORATION in East Pittsburgh, Pa.,

V. St. A.

Lehrverfahren und Lehrmaschine .

Die Erfindung betrifft ein Lehrverfahren und eine Lehrmaschine unter Verwendung sichtbarer und hörbarer Informationen.

Die Möglichkeiten des Fernsehens im Bereich der Bildung sind grenzenlos, vobei vorher aufgezeichnete sichtbare und hörbare Informationen zur späteren Wiedergabe besonders vielversprechend sind. Fernsehwiedergabevorrichtungen mit großer Bandbreite haben jedoch hohe Anschaffungskosten und Betriebskosten. Die rasche Bewegung zwischen dem Magnetband und dem Abtastkopf führt zu einer weitjktirzeren Lebensdauer des Bandes und des Ab tastkopf es als bei Tonbandiriedergabe. Ein Breitbandviedergabegerät ist aber erforderlich wegen der großen Informationsmenge, die in den jede Sekunde wiedergegebenen dreißig Bildern enthalten ist, damit die

Illusion der Bewegung erhalten bleibt.

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Beim Fernsehen für Lehrzwecke lassen -.sieh große Wirkungen schon durch Verwendung eines stehenden Bildes' ■ unter gleichzeitiger Erläuterung über einen Hörkanal erzielen. Wird die Forderung der Bewegung fallengelassen, so läßt sich die Bildinformation auf einem Tonbandgerät oder einem Plattenspieler aufnehmen, obwohl beide eine kleine Bandbreite in der Größenordnung von ΛO bis 20 kHz haben. Hierdurch werden die Anschaffungskosten des Wiedergabegeräts und die Betriebskosten stark gesenkt, weil Tonbänder, Schallplatten und die entsprechenden Abtastvorrichtungen eine lange Lebensdauer haben.

Bei kleiner Bandbreite sind aber mehrere Sekunden erforderlich, um ein einziges Fernsehbild zu erzeugen. Es wäre deshalb sehr erwünscht, ein neues Lehrverfahren und eine entsprechende Lehrmaschine zur Verfugung zu haben, die einerseits die Vorteile der Speicherung von BiIdinformationen auf einem Tonträger mit enger Bandbreite aufweisen, während andererseits die Bildinformation mit den üblichen· Bildfolgefrequenzen oberhalb des menschlichen Sehvermögens abgelesen und einem·normalen Fernsehempfänger während eines Zeitintervalls zugeführt werden sollte, das für Lehrzwecke ausreicht.

Aufgabe d«r Erfindung ist demgemäß die Schaffung eines · Lehrverfahrens und einer Lehrmaschine uiter Verwendung auf

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Tonträgern aufgezeichneter Bild- und Toninformationen, bei denen die Bildinformation, die mit einer Bildfolgefrequenz unterhalb des menschlichen Erkennungsvermögens aufgezeichnet wurde, mit einer Bildfolgefrequenz oberhalb desselben wiedergegeben wird.

Die erfindungsgemäße Lehrmaschine ist gekennzeichnet durch eine Wiedergabevorrichtung, die auf einem Träger gespeicherte Bild- und Toninformationen abliest und ein Bildsignal mit einer bestimmten ersten Bildfolgefrequenz erzeugt, einen mit der Wiedergabevorrichtung verbundenen Zwischenspeicher, der die von der Wiedergabevorrichtung erzeugten Bildsignale speichert und mit einer zweiten Bildfolgefrequenz wiedergibt, einen an den Zwischenspeicher angeschlossenen Bildempfänger und einen an die Wiedergabe-Vorrichtung angeschlossenen Tonempfänger.

Als Träger für die Bild- und Toninförmation dienen, wie gesagt, Speicher begrenzter Bandbreite, wie Schallplatten, Magnetplatten oder Tonbänder, auf denen ein Bildkanal und ein oder mehrere Tonkanäle aufgezeichnet sind. Um die Bildinformation auf der geringen Bandbreite des Tonträgers unterzubringen, sind lange Schreibzeiten erforderlich, z.B, ein Teiibild in 5 bis 10 Sekunden. Diese Bildinformation wird abgelesen und einem Zwischenspeicher derart. zugeführt, dai3 die im Zwischenspeicher befindliche Bildin--.

formation erheblich schneller abgelesen und wiedergegeben werden kann, vorzugsweise mit einer Bildfolgefrequenz, die oberhalb des menschlichen Erkennungsvermögens liegt. Die Toninformation, die zu der aus dem Zwischenspeicher wiedergegebenen Bildinformation gehört, wird gleichzeitig mit derselben" wiedergegeben. Während der Zeitintervalle, in denen keine Bildinformation vom Tonträger (z.B. einer Schallplatte) erzeugt wird, kann die volle Bandbreite desselben zur Aufnahme mehrerer Tonkanäle verwendet werden, die Toninformationen verschiedener Lernstufen enthalten. Um Verzögerungen des Lehrzyklus zu verhindern, während die gespeicherte Bildinformation in den Zwischenspeicher eingegeben wird, kann der Zwischenspeicher aus zwei im wesentlichen gleichen Teilen bestehen, in welche die Bildinformation abwechselnd eingegeben wird. Die aufgezeichnete Bildinformation steht ,also am Zwischenspeicher stets zur Wiedergabe mit der gewünschten Bildfolgefrequenz zur Verfügung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Hierin sind

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Hauptteile der erfindungsgemäßen Lehrmaschine;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. 3 ein Blockschaltbild einer anderen AusführungsPorm

der Erfindung;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform

der Erfindung;
Fig. 5 eine teilweise geschnittene, teilweise schematische

Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Ausführung sform nach Fig. 4;
Fig. 6 eine, weitere Darstellung eine? Ausführungsform nach

Fig. ,$4,.und
Fig. 7 und 8 graphische Darstellungen der Zeitfolge der Bild- und Toninformationen bei Ausführung eines Lehrzyklus.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der verschiedenen Teile der erfindungsgemäßen Lehrmaschine und ihrer Verbindungsart. Wie erwähnt ist es wünschenswert, Bild- und Toninformationen auf einem Tonträger zu speichern. Da die zu speichernde Bildinformation aus einem oder mehreren stehenden Bildern besteht, können die einzelnen Bilder auf Trägern geringer Bandbreite gespeichert werden, indem das Bild langsam abgetastet wird. Um also auf einem gemeinsamen Träger Platz für einen oder mehrere Tonkanäle zu lassen, können mehrere Sekunden zur Abtastung und Auf zeichnung eines einzigen Bildes verstreichen. Wenn eine Stereaschallplatte verwendet wird, so läßt sich das Bild auf der einen Spur und der Ton auf der anderen Spur aufzeichnen. Wird ein Stereomagnetband

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verwendet, so läßt sich ebenfalls das Bild auf der einen und der Ton auf der anderen Spur aufzeichnen. Auch einspurige Aufzeichnung von Bild und Ton ist möglich, z.B. durch zeitliche Aufteilung, Frequenzaufteilung oder Phasenaufteilung.

Teil 10 in Fig. 1 stellt den Träger und die Abtastvorrichtung für die Bild- und Tonsignale dar und besteht aus einem der bekannten, soeben erwähnten Geräte. Die Bildinformation ist also auf diesem Träger mit einer Bildfolgefrequenz gespeichert, die unterhalb des menschlichen Wahrnehmungsvermögens liegt, so daß bei unmittelbarer Wiedergabe die einzelnen Bildelemente erkennbar wären. Bs ist nun erforderlich, die Wiedergabefrequenz so weit heraufzusetzen, daß das menschliche Wahrnehmungsvermögen nicht mehr folgen kann und die einzelnen Bildpunkte zu einem einheitlichen Bildausdruck verschmelzen. Erst dann kann das Bildsignal von einem Bildempfänger 16, z.B. einem normalen Fernsehempfänger so verwendet werden, daß sich ein stehendes Bild ergibt. Diese Umwandlung der langsam mit kleiner Bandbreite abgetasteten Bildinformation in eine schnell mit großer Bandbreite wiedergegebene Bildinformation geschieht erfindungsgemäß durch den Teil 12. Br besteht aus einem Zwischenspeicher, in dem die Bildinförmation aus dem Tonträger mit der ursprünglichen Schreibgeschwindigkeit langsam eingegeben und dort für eine bestimmte Zeitdauer gespeichert

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wird. Diese Information wird dann ohne Zerstörung der gespeicherten Information mit normaler Abtastgeschwindigkeit oder jedenfalls mit einer Abtastgeschwindigkeit, die oberhalb des menschlichen Wahrnehmungsvermögens liegt und mit den Eigenschaften des Bildempfängers 16 vereinbar ist, abgelesen und dem Bildempfänger zugeführt. Einige Ausführungsbeispiele eines solchen Zwischenspeichers werden weiter unten beschrieben.

Die im Träger 10 ebenfalls gespeichert-e Toninformation wird in richtiger zeitlicher Beziehung mit der Bildinformation im Tonwiedergabegerät 18 zum Erklingen gebracht.

Um die Lücken zwischen verschiedenen aufeinanderfolgenden Bildern zu überbrücken, die wegen der verhältnismäßig langen tJbermittlungszeit der Bildinformation vom Träger auf den Zwischenspeicher 12 auftreten würden, ist ein zweiter Zwischenspeicher 14 vorgesehen. Die Zwischenspeicher 12 und 14 sind im wesentlichen identisch und werden abwechselnd zur Speicherung der Bildinformation herangezogen. Infolgedessen tritt nur einmal bei der Inbetriebnahme der Anordnung eine Verzögerung ein, bis die Information des ersten Bildes in den Zwischenspeicher 12 eingegeben wurde und dann mit hoher Abtastgeschwindigkeit abgelesen und im Bildempfänger 16 wiedergegeben werden kann. Sobald das erste Bild in den Zwischenspeicher 12 eingegeben ist, wird

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das nächste Bild in.den Zwischenspeicher 14 eingegeben, ist die Vorzeigezeit des ersten Bildes im Bildempfänger abgelaufen, so wird sofort das im Zwischenspeicher 14 gespeicherte Bild abgelesen und gleichzeitig ein drittes Bild in den Zwischenspeicher 12 eingegeben. Die Toninformation ist so· mit dem Bildsignal verknüpft, daß die vom Tonempfänger 18 wiedergegebenen Hörsignale stets dem gerade am Bildempfänger 16 erscheinenden Bild zugeordnet sind.

Der Tonempfänger kann in bekannter Weise aus Kopfhörern, Lautsprechern, einem Rundfunkempfänger oder dgl. bestehen. Bei Verwendung eines Rundfunkempfängers läßt sich die Information auf drahtlosem Wege übermitteln, wenn ein kleiner Rundfunksender geringer Leistung in das Wiedergabegerät 10 eingebaut ist.

Die Toninformätion kann auch aus mehreren Tonkanälen bestehen, die verschiedenen Lernstufen entsprechen. So kann die Information in Lehrabschnitte und Frage- bzw. Prüfabschnitte aufgeteilt sein. Während des Lehrabschnitts wird nur ein Tonkanal benötigt, so daß auf dem Tonträger genügend Bandbreite für die Bildinformation zur Verfugung steht. Der Frageabschnitt der Darbietung kann so in zeitliche Beziehung zu den Bildsignalen gesetzt werden, daß die volle Bandbreite für mehrere Tonkanäle verfügbar ist, so daß in bekannter Weise eine oder mehrere Wiederholungen mit fort-

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schreitendem Schwierigkeitsgrad durchgeführt werden können. Der Tonempfänger 18 kann hierzu Schaltvorrichtungen enthalten, so daß der Schüler eine bestimmte Prüfungsfrage auswählen kann und dann selbsttätig mit dem richtigen Tonkanal verbunden wird, der ihm bei richtiger Beantwortung der Prüfungsfrage weiterführende Informationen liefert, bei falscher Beantwortung dagegen den Lehrstoff wiederholt.

So ergibt sich ein neuartiges Lehrverfahren unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtungen, das aus folgenden Schritten besteht: Es wird ein erstes Bildsignal von einem Träger mit der geringen Abtastfrequenz abgenommen, mit der es aufgezeichnet wurde, das abgetastete Signal wird mit der gleichen Abtastfrequenz in einem Zwischenspeicher ge- speichert, ein zweites Bildsignal wird aus dem Träger mit der gleichen geringen Abtastfrequenz abgenommen und in einem zweiten Zwischenspeicher gespeichert, das erste Bildsignal wird mit hoher Abtastfrequenz, die zum Bildaufbau oberhalb des menschlichen Erkennungsvermögens führt, aus dem ersten Zwischenspeicher abgelesen und in einem Bildempfänger zur Darstellung gebracht, gleichzeitig wird ein erstes Tonsignal erzeugt und wiedergegeben, und bei Beendigung des ersten Bildsignals wird das zweite Bildsignal mit hoher Abtastfrequenz aus dem zweiten Speicher entnommen und im Bildempfänger zur Darstellung gebracht, während gleichzeitig ein zweites Tonsignal erzeugt und wiederge-

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geben wird. Dieser Zyklus kann während der Dauer der gewünschten Lehrperiode wiederholt werden, wobei die Bild- und Tonsignale zeitlich zueinander zugeordnet derart erzeugt werden, daß stets eine Toninformation vorliegt, die zu dem im Bildempfänger erscheinenden Bild gehört. Der Bildempfänger kann aus einenjeinzelnen Fernsehempfänger mit und ohne Projektionseinrichtung'oder aus mehreren Fernsehempfängern bestehen. ,

Die Zwischenspeicherung des Bildsignals mit anschließender schneller Abtastung kann beispielsweise derart durchgeführt werden, daß das vom Tonträger (z.B. einer Schallplatte oder einem Magnetband) abgenommene elektrische Bildsignal in ein optisches Signal verwandelt wird, daß das optische Signal wieder in ein elektrisches Signal verwandelt wird, daß das elektrische Signal gespeichert und das gespeicherte elektrische Signal mit der üblichen Abtastfrequenz abgelesen wird. Fig.2 stellt schematisch diese Ausführungsform der Erfindung dar, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bedeuten. Die früher beschriebene Wiedergabevorrichtung 10 erzeugt ein elektrisches Bildsignal, das einem elektrooptischen Wandler 20 zugeführt wird. Dieser kann aus einer üblichen Fernsehbildröhre und den zugehörigen Schaltmitteln bestehen. Die von der Wiedergabevorrichtung gelieferte Bildinformation wird langsam auf den Bildschirm geschrieben und erzeugt ein entsprechendes optisches Signal, iter elektro-

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optische Wandler ist mittels der Vorrichtung 22 mit
einem optisch-elektrischen Wandler 24, der gleichzeitig
das elektrische Signal speichert, gekoppelt. Die Kopplungsvorrichtung 22 besteht selbstverständlich vorzugsweise aus einer Linse oder einem Objektiv, das die auf
dem Bildschirm des Wandlers 20 erscheinenden Bildsignale
scharf auf den Eingangsschirm des Wandlers 24 abbildet.

Der speichernde Wandler 24 kann aus einer Fernsehspeicherröhre bestehen, die in bekannter Weise optische Informationen in ein gespeichertes elektrisches Signal bzw. ein ladungsbild verwandelt. Das gespeicherte Ladungsbild kann mittels eines Elektronenstrahls abgelesen werden, ohne daß hierdurch das Ladungsbild zerstört wird, so daß die Ablesung beliebig oft wiederholt werden kann. Das Lichtsignal von dem elektrooptischen Wandler 20 wird auf den Mosaikschirm der Speicherröhre abgebildet, woraufhin das Objektiv der Speicherröhre abgeblendet werden kann,um weitere Belichtung des Mosaikschirms zu verhindern. Auf dem photoleitenden Mosaikschirm bildet sich durch die Belichtung ein Ladungsbild aus, das
mit einem Elektronenstrahl mehrmals abgelesen werden kann. Auf Wunsch kann das Ladungsbild gelöscht werden, indem der Elektronenstrahl eine entsprechende Vorspannung erhält oder die Schirmspannung so herabgesetzt wird, daß keine Elektronen mehr auf dem Mosaikschirm landen können. Eine andere Möglichkeit zum Löschen des gespeicherten Bildsignals besteht

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darin, den Mosaikschirm mit einer kräftigen Belichtung gleichmäßig auszuleuchten. Eine elektronische Speicherröhre, die für den Erfindungszweck verwendbar ist, ist beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 046 431 beschrieben.

Der elektro-optische Wandler 26, das Objektiv 28 und der speichernde optisch-elektrische Wandler 30 in Fig. 2■sind im. wesentlichen identisch mit den Teilen 20 bis 24 und dienen, wie in Fig. 1, zur abwechselnden Speicherung der Bildinformationen, damit keine Lücken auftreten. Auch der Tonteil 18 in Fig. 2 ist identisch mit demjenigen der Fig.1.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das von der Wiedergabevorrichtung 10 erzeugte elektrische Bildsignal auf elektrischem Wege gespeichert und auf elektrischem Wege wiederholt abgelesen wird. Die entsprechenden Zwischenspeicher sind schematisch durch die Blöcke 32 und 34 dargestellt. Die Umwandlung des elektrischen Bildsignale in ein optisches Signal und umgekehrt ist also hier eingespart. Der Zwischenspeicher 32 bzw. 34 besteht beispielsweise aus einer Fernsehspeicherröhre mit zwei diametral gegenüberliegenden Elektronenkanonen, die entgegengesetzte Seiten eines Speicherschirms abtasten. Der Schreibstrahl gibt die Information mit einer bestimmten Abtastrate auf den speicherschirm, während der Lesestrahl

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die gespeicherte Information mehrmals mit einer anderen Abtastrate ablesen kann. Derartige Speicherröhren sind bekannt. Die den Schreibstrahl erzeugende Elektronenkanone ist mit der Wiedergabevorrichtung 10 verbunden, während die den Lesestrahl erzeugende Elektronenkanone, die entsprechend schneller abtastet, mit dem Bildempfänger 16 verbunden ist. Das gespeicherte Ladungsbild kann auf Wunsch gelöscht werden, indem der Lesestrahl abgeschaltet und gleichzeitig der ganze photoleitende Schirm unmittelbar kräftig belichtet wird. Die Löschung kann auch so vor sich gehen, daß die ganze Schirmfläche mit einem unmodulierten Elektronenstrahl bestimmter Intensität mittels des Schreibstrahlerzeugers abgetastet wird, oder die Löschung kann durch Abschalten des Lesestrahls geschehen. Eine hierfür geeignete Speicherröhre ist beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 124 715 beschrieben.

Es kann aber auch für.den gleichen Zweck eine Speicherröhre verwendet werden, die nur eine Elektronenkanone aufweist. Hierbei wird die¹ Bildinformation mit der langsamen Abtast-"rate auf den Speicherschirm gegeben und mit der höheren Abtastrate mittels des gleichen Elektronenstrahls wiederholbar abgelesen. Das Eingangssignal wird auf den Elektronenstrahlerzeuger gegeben, während das Ausgangssignal am Speicherschirm abgenommen wird.

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Fig. 4 zeigt schematise}! eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Zwischenspeicher au±' mechanischer Basis arbeitet. Er besteht aus einem elektromechanischen ι^nd mechanisch-elektrischen »Wandler mit Speichermöglichkeit, beispielsweise einer Magnettrommel. Die Bildinformation wird mittels eines Schreibkopfes langsam auf die Magnettrommel gegeben und kann mittels eines Lesekopfes wieder abgenommen werden. Die Drehzahl der Magnettrommel wird zwecks Ablesung heraufgesetzt, um so die gewünschte Erhöhung der Abtastfrequenz zu erzielen. Einige Ausführungsbeispiele hierfür werden nachstehend näher beschrieben.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind die Wiedergabevorrichtung 10, der Bildempfänger 16 und der Tonempfänger 18 identisch mit den früheren Ausführungsformen. Die beiden Zwischenspeicher 36 und 38 der Fig. 4 sind näher dargestellt. Sie enthalten gleichartige Magnettrommeln und 42, kombinierte Schreib- und Leseköpfe 44 und 46 und eine gemeinsame Antriebsvorrichtung 48, z.B. einen Synchronmotor. Die Schreib-.und Leseköpfe 44 und 46 sind über einen Schalter 50 angeschlossen, der Kontaktarme 52 und und Festkontakte 56, 58, 60 und 62 aufweist. Die Kontaktarme 52 und 54 sind mittels eines Verbindungsstücks 64 gekuppelt. Wenn also der eine Schreib- und Lesekopf mit dem Bildempfänger 16 verbunden ist, so ist gleichzeitig

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der andere Schreib- und Lesekopf mit der Wiedergabevorrichtung 10 verbunden. So kann stets eine Magnettrommel die Bildinformation aus der Wiedergabevorrichtung 10 aufzeichnen, während die in der anderen Magnettrommel gespeicherte Bildinformation gleichzeitig dem Bildempfänger 16 zugeführt wird. In Fig. 5 ist z.B. der Schreib- und Lesekopf 44 mit der Wiedergabevorrichtung 10 verbunden, während der Schreib- und Lesekopf 46 an den Bildempfänger 16 angeschlossen ist.

Um die Abtastfrequenzen an die gewünschte geringe Aufzeichnungsgeschwindigkeit bzw. die hohe Wiedergabegeschwindigkeit anzupassen, ist ein Wechselgetriebe vorgesehen, mittels dessen stets die eine Magnettrommel langsam und die andere Magnettrommel schnell- angetrieben wird. Es besteht aus zwei Kupplungen 70 und 72 für hohe Drehzahlen und zwei Kupplungen 76 und 78 für niedrige Drehzahlen. Die Kupplungen 70 und 72 für hohe Drehzahl werden unmittelbar von der Abtriebswelle 74 der Antriebsvorrichtung 48.angetrieben, wobei die Drehzahl derselben und der Durchmesser der Magnettrommel 40 und 42 so gewählt sind, daß sich die gewünschte Relativgeschwindigkeit zwischen den Magnettrommeln und den Schreib- und Leseköpfen 44 und 46 ergibt, um eine zum Betrieb des Bildempfängers 16 ausreichende Abtastfrequenz zu erzielen. Die Kupplungen 76 und 78 für geringe Geschwindigkeit werden über ein Vorgelege 79 mit

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den Zahnrädern 80, 82, 84 und 86 angetrieben, um eine Trommeldrehzahl zu erhalten, die der langsamen Lesegeschwindigkeit der Wiedergabevorrichtung 10 angepaßt ist. Das Zahnrad 86 sitzt auf einer Hohlwelle 88, die ihrerseits mit den Kupplungsgliedern 76 und 78 verbunden ist. Die Magnettrommel 40 ist mittels der Hohlwelle 90 mit der Kupplung 70 für hohe Drehzahl und der Kupplung 76 für niedrige Drehzahl verbunden, während die Magnettrommel 42 über die Hohlwelle 92 mit der Kupplung 78 für niedrige Drehzahl und der Kupplung 72 für hohe Drehzahl verbunden ist. Die Hohlwellen können sich frei auf der Abtriebswelle 74 drehen, so daß die Antriebsdrehzahl von der Antriebsvorrichtung 48 ungehindert auf die Kupplung 72 übertragen werden kann. Stattdessen können auch zwei getrennte Antriebsvorrichtungen, z.B. zwei an ein gemeinsames Wechselstromnetz angeschlossene Synchronmotoren, Verwendung finden; dadurch würden die Hohlwelle=n eingespart.

Die Magnettrommeln 40 und 42 können zusammen mit den Schreibund Leseköpfen 44 und 46 gemeinsam längs der Welle 74 verschoben werden. Wenn die Trommeln also nach links verschoben sind, ist die Kupplung 70 im Eingriff,so daß die Magnettrommel 40 mit hoher Drehzahl umläuft und ein Bildsignal über den Magnetkopf 44 abgibt, dessen Folgefrequenz die Trägheit des menschlichen Sehvermögens übersteigt. Die Verschiebung der Trommel ist mit der Betätigung des Schalters 30 gekuppelt,

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so daß die jeweils mit hoher Drehzahl angetriebene Trommel mit dem Bildempfänger verbunden ist, während die mit geringer Drehzahl angetriebene Trommel über ihren Schreib- Lesekopf an.die Wiedergabevorrichtung 10 angeschlossen ist. Ist also in der Stellung der Fig. 5 die Kupplung 70 im Eingriff, so ist der Schreib-Lesekopf 44 über den Schalter 50 mit dem Bildempfänger 16 verbunden. In dieser linken Endlage der Magnettrommeln befindet sich ferner die Kupplung 78 im Eingriff, so daß die Magnettrommel 42 über das Vorgelege 79 mit der niedrigeren Drehzahl angetrieben wird.

Werden die Magnettrommeln 40 und 42 dagegen nach rechts verschoben, so wird gleichzeitig,der Schalter 50 umgelegt, die Kupplung 76 für niedrige Drehzahl greift ein und treibt die Magnettrommel 40 mit der niedrigeren Schreibgeschwindigkeit an, während die nun im Eingriff befindliche Kupplung 72 die Magnettrommel 42 mit der höheren Lesegeschwindigkeit antreibt.

Ein weiteres Beispiel der mechanischen Lösung ist in Fig.6 gezeigt, wobei nur die beiden Zwischenspeicher 36 und 38 dargestellt sind. Hier sind die Schreibköpfe 100 und 102 feststehend, während eine Magnettrommel 104 mit konstanter Drehzahl umläuft. Die Drehzahl der Magnettrommel 104 ist auf die Lesegeschwindigkeit der Wiedergabevorrichtung 10 abgestimmt. Ein Lesekopf 106 befindet sich ebenso wie

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die Schreibköpfe 100 und 102 innerhalb der Magnettrommel 104 und wird von einer getrennten Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) derart angetrieben, daß sich eine höhere Relativgeschwindigkeit zwischen der Magnettrommel 104 und dem Lesekopf 106 als zwischen der Magnettrommel 104 und den feststehenden Schreibköpfen 100 und 102 ergibt. Durch Längsverschiebung der Magnettrommel gegen die Magnetköpfe läßt sich so die BiiLdinformation in die Magnettrommel 104 mit einer Geschwindigkeit eingeben, die der Lesegeschwindigkeit der Wiedergabevorrichtung 10 entspricht, kann aber über den Lesekopf 106 mit einer Geschwindigkeit abgelesen werden, die den Anforderungen des Bildempfängers 16 entspricht.

Zur Erläuterung sei z.B. angenommen, daß im Betrieb ein Bildsignal bereits auf dem Teil C der Magnettrommel 104 mittels des Schreibkopfes 102 aufgezeichnet wurde. Die Trommel 104 wird dann in die gestrichelte Stellung 108 verschoben, bis der Teil C über dem Lesekopf 106 liegt. Nun kann die im Teil C, stehende Information mit hoher Abtastgeschwindigkeit wiederholt ausgegeben werden. Gleichzeitig befindet sich der Teil B der Trommel 104 in einer Stellung, in der Bildinformation mittels des Schreibkopfes 100 eingegeben werden kann. Nach Abschluß der Ablesungen des im Teil C gespeicherten Bildsignals wird die Trommel wieder in ihre Ausgangsstellung zurtickver schob en,- so daß

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nun der Teil B mit dem inzwischen aufgezeichneten Bildsignal vom Lesekopf 106 abgetastet werden kann, während der Teil C nun wieder über dem Schreibkopf 102 steht und zur Eingabe eines neuen Bildsignals bereit ist. Dieser Zyklus wird für die Dauer des Lehrabschnitts ständig wiederholt.

Fig. 7 und 8 zeigen graphische Darstellungen zweier möglicher Lehrzyklen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Nach Fig. 7 wird zunächst eine Bildinformation 1 % trend eines bestimmten Intervalls in den Zwischenspeicher 12 (Fig. 1) eingeschrieben. Dies ist durch die Linie 110 angedeutet. Dann wird die Bildinformation 1 im Bildempfänger 16 während einer bestimmten, durch die Linie 112 angegebenen Zeit zur Darstellung gebracht. Sobald das Bild 1 auf dem Bildschirm des Empfängers 16 erscheint, beginnt die hörbare Lektion über einen ersten Tonkanal gemäß der Linie 114. Der ertönende Lehrstoff entspricht natürlich dem gerade auf dem Bildschirm des Empfangersi 6 erscheinenden Bild. Während das Bild 1 immer wieder geschrieben wird und so als stehendes Bild erscheint, wird ein zweites Bildsignal 1¹ in den Zwischenspeicher 14 eingegeben (Linie 116), so daß zwischen den aufeinanderfolgenden Bildern keine Lücke entsteht, nachdem die erste Wartezeit nach dem Einschalten vorbei ist. Nach Beendigung der Darbietung

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das Bildes 1 erscheint das nächste Bild 1* auf dem Bildschirm des Empfängers 16. Dieses ist beispielsweise, ein Prüfbild zur Feststellung, ob die zum Bild 1 gehörenden sichtbaren und hörbaren Informationen begriffen und gelernt worden sind. Hier können mehrere Tonkanäle Verwendung finden, die verschiedenen Mitteilungsstufen entsprechen. Es kann sich um eine Prüfung mit Auswahlfragen handein, wobei die verschiedenen vorgeschlagenen Antworten mit Zahlen versehen sind, welche entsprechenden Betätigungsvorrichtungen an jedem den Schülern zugänglichen Tonempfänger entsprechen. Wählt der Schüler eine Antwort, so wird er selbsttätig mit dem zugehörigen Tonkanal verbunden (Linien 114, 118 und 120). Wählt der Schüler die richtige Antwort, so teilt der gewählte Tonkanal dies ihm mit und liefert zusätzliche Informationen zur Erweiterung des Lehrstoffes über den betreffenden Gegenstand. Wählt der Schüler die falsche Antwort, so wird er ebenfalls darüber informiert und der gewählte Tonkanal gibt ihm ergänzende Lektionen in einer niedrigeren Wissensstufe. Während der Prüfperiode wird die Bildinformation 2 gemäß Linie 122 im Zwischenspeicher 12 bereitgestellt, so daß am Ende der ersten Prüfperiode der nächste Lehrabschnitt sofort beginnen kann.

Fig. 8 zeigt den Fall, daß die Bandbreite des Tonträgers in der Wiedergabevorrichtung 10 nicht ausreicht, um BiId-

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signale und mehr als ein Tonsignal gleichzeitig aufzunehmen. In diesem Falle ist es erforderlich, die durch die Linien 118 und 120 angedeuteten zusätzlichen Tonkanäle erst anlaufen zu lassen, nachdem das Bildsignal 2 gemäß Linie 122 in den Zwischenspeicher überführt wurde. Die Tonkanäle 118 und 120 können also nicht schon an der Stelle der gestrichelten Linie 124, sondern im Zeitpunkt der gestrichelten Linie 126 beginnen, nachdem die Zwischenspeicherung des Bildsignals 2 beendet ist. Diese Verzögerung, die nur in der Größenordnung einiger Sekunden liegt, ist aber nicht schädlich, weil in den ersten Sekunden der Schüler sowieso die Frage und die vorgeschlagenen

Antworten überlegen muß. Außerdem steht der Tonkanal 1 stets zur Verfügung und kann zur'Ausgabe von Prüfanweisungen Verwendung finden.

Wie sich aus der vorstehenden Besehreibung ergibt, ist die erfindungsgemäße .Lehrmaschine billig, hat verhältnismäßig geringe Unterhaltskosten, gestattet eine billige Vorbereitung des hör- und sichtbaren Lehrstoffes und liefert Bildinformationfen hoher Qualität. Die Toninformation ist jeweils in der richtigen Weise den dargebotenen Bildern zugeordnet.

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Claims (12)

1. J5/öM

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   Patentansprüche

   /i. j Lehrmaschine, gekennzeichnet durch eine Wiedergabe-V^/ vorrichtung (10), die auf einem Träger gespeicherte Bild- und Toninformationen abliest und ein Bildsignal mit einer bestimmten ersten Bildfplgefrequenz erzeugt, einen mit der Wiedergabevorrichtung verbundenen Zwischenspeicher (12, 14), der die von der Wiedergabevorrichtung erzeugten Bildsignale speichert und mit einer bestimmten zweiten Bildfolgefrequenz wiedergibt, einen an den Zwischenspeicher angeschlossenen Bildempfänger (16) und einen an die Wiedergabevorrichtung angeschlossenen Tonempfanger (18),
2. 2. Lehrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher aus zwei gleichartigen Teilen (12, 14) besteht, die abwechselnd zur Speicherung und zur Wiedergabe der Bildinformationen herangezogen verden.
3. 3. Lehrmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ton- und Bildsignale in derartiger zeitlicher Beziehung von der Wiedergabevorrichtung (10) erzeugt werden, daß die vom Tonempfänger (18) wieder-

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   gegebenen Informationen sich auf das gleichzeitig im Bildempfänger (16) erscheinende Bild beziehen.
4. 4. Lehrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabevorrichtung (1O) Bildsignale mit einer Folgefrequenz unterhalb der Trägheitsgrenze des menschlichen Sehvermögens erzeugt, daß der Zwischenspeicher einen bzw. zwei elektro-optische Wandler (20, 26) und einen bzw. zwei zugeordnete speichernde optisch-elektrische vieler (24, 30) enthält und daß der Bildempfänger (16) das elektrisch gespeicherte Bildsignal mit einer Folgefrequenz oberhalb der Trägheitsgrenze des menschlichen Sehvermögens wiedergibt.
5. 5. Lehrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher aus einem elektro-mechanisehen und einem mechanisch-elektrischen Wandler (36, 38) mit mechanischer Speicherung der erzeugten Bildsignale besteht.
6. 6. Lehrmaschine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabevorrichtung (1O) für jedes darzustellende Bild mindestens einmal die gesamte Bildinformation mit einer Frequenz unterhalb der Trägheits-

   ■ grenze des menschlichen Sehvermögens abgibt und daß der Zvischenspeicher das gespeicherte Bildsignal mit

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   einer Folgefrequenz oberhalb der Trägheitsgrenze
   des menschlichen Sehvermögens mehrfach wiederholt.
7. 7. Lehrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger in der Wiedergabevorrichtung (1O) mehrere Tonkanäle aufweist, die am Tonempfänger (18) wahlweise empfangen werden können.
8. 8. Lehrmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Träger in-der Wiedergabevorrichtung
   aufgezeichnete Bildinformation eine geringe Bandbreite hat und daß die Tonkanäle mindestens teilweise in
   derjenigen Zeit abgelesen werden, in welcher die Wiedergabevorrichtung kein Bildsignal abgibt.
9. 9. Lehrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Wiedergabevorrichtung ab=gegebene Bildinformation einem stehenden Bild entspricht.
10. 10. Lehrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger in der Wiedergabevorrichtung (10) aus einer Schallplatte besteht,
    auf der die Bild- und Toninformationen aufgeaeiriinet sind.
11. 11. Lehrverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß Bild- und Toninformationen auf einem Träger geringer Bandbreite

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    aufgezeichnet werden, daß die aufgezeichnete Bildinformation mit der geringen Aufzeichnungsgeschwindigkeit abgelesen und in einem Zwischenspeicher gespeichert wird, daß der Zwischenspeicher mit höherer Geschwindigkeit abgelesen und die Bildinformation zur sichtbaren Darstellung gebracht wird, daß gleichzeitig ein Tonsignal aus der auf dem Träger aufgezeichneten Toninformation, die der Bildinformation entspricht, gebildet wird und daß das Tonsignal gleichzeitig mit der Bildinformation hörbar wiedergegeben wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste einem stehenden Bild entsprechende Bildinformation abgelesen und im Zwischenspeicher ge-rspeichert wird, daß anschließend eine zweite einem weiteren stehenden Bild entsprechende Bildinformation abgelesen und im Zwischenspeicher gespeichert wird, wobei beide Lesevorgänge mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Trägheitsgrenze des menschlichen Sehvermögens durchgeführt werden, daß das erste Bildsignal gleichzeitig mit der Speicherung des zweiten Bildsignals mit einer Geschwindigkeit oberhalb der Trägheitsgrenze des menschlichen Sehvermögens aus dem Zwischenspeicher abgelesen und sichtbar wiedergegeben wird, daß gleichzeitig mit der sichtbaren Wiedergabe

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    des ersten Bildsignals ein erstes Tonsignal erzeugt und hörbar wiedergegeben wird, wobei der Inhalt des ersten Tonsignals dem ersten Bildsignal zugeordnet ist, daß nach Beendigung der Wiedergabe des ersten Bildsignals das zweite Bildsignal mit einer Geschwindigkeit oberhalb der Trägheitsgrenze des menschlichen Sehvermögens aus dem Zwischenspeicher abgelesen und sichtbar wiedergegeben wird, daß nach Beendigung der Wiedergabe des ersten Bildsignals ein drittes Bildsignal erzeugt und im Zwischenspeicher gespeichert wird und daß gleichzeitig mit der sichtbaren Wiedergabe des zweiten Bildsignals ein zweites Hörsignal erzeugt und zur hörbaren Wiedergabe gebracht wird, wobei der Inhalt des zweiten Hörsignals dem Inhalt des zweiten Bildsignals zugeordnet ist.

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