DE1903822C3 - Vorrichtung zur Wiedergabe auf einem Trager gespeicherter Signale, Aufzeichnungs verfahren für einen Trager sowie Trager zur Wiedergabe mit der Vorrichtung - Google Patents

Description

schränkt. . ,

Es sind auch Verfahren zur Abtahtung von α ,i-Zeichnungsträgern mit Hilfe von Lichtstrahlung nuu verwandter Strahlung bekannt. Dabei wurde gewonnlieh eine Aufzeichnungsart benutzt, welche a«·/»'E"·"-

strahlung in dem für die optische Wirkung wich- schrift in Form von Schwärzungen verschiedenen tigen Kuppenbereich in Annäherung Kreisform io Grades der Trägeroberfläche oder in Form von besitzt Schwärzungen gleicher Tiefe und Ausbildung der

14 Träger für ein Aufzeichnungsverfahren nach Begrenzung des geschwärzten Bereiches nach Art den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, einer Zackenschrift enthält. Die je nach der Schwardaß die Schnittlinie der eine Quasi-Zylinder-Ver- zung der vom Lesestrahl getroffenen Teile des 1 rager formung autweisenden Oberfläche mit einer die 15 reflektierte oder durchgelassene Lichtmenge erregt Richtung der Realtivgeschwindigkeit zwischen dem einen Lichtempfänger, dessen elektrische Ausgangs-Träger und dem Lesestrahlenbündel (5) im Abtast- größe eine Wiedergabe des Signals bildet Dabei bebereich enthaltenden, auf der Oberflächen-Mittel- stand die Schwierigkeit, daß Kopien des I rager, nur ebene (12) senkrecht stehenden Ebene hei Rück- durch photochemische ^Verfr ■^ren.^of^er.^ahnl'^c _t ^he.₁,_r ^r _[°_h strahlung in dem für die optische Wirkung wich- 20 zesse erhalten werden konnten, jedoch nicht dian tigen Senkenbereich in Annäherung Parabelform einfache Präge- oder Preßverfahren wie bei e.ner besitzt bekannten Schallplatte.

15. Träger nach Anspruch 13, dadurch gekenn- Es ist aber auch bekannt, für eine L'chtabt^ung zeichnet, daß auch bei untereinander verschiedenen Träger zu verwenden, welche die ^SlB^na'^d"'™^unß Ausmaßen der Quasi-Zylinder-Verformungen in 25 in Gestalt von Verformungen ihrer Oberfl«he ent-Richtung der genannten Relativgeschwindigkeit halten. Dabei bildete es eine bisher große Schwing die Radien der kreisförmigen Schnittlinien unter- keil, den Te.l des von der Oberflache ^Behenden einander angenähert gleich sind (Fig. 6). Lichtes in eine e.ndeut.ge Beziehung zu der Gr ße

16. Träger nach Anspruch 14, dadurch gtkenn- und Art der Verformungen zu bringen Dazu war zeichnet, daß auch bei untereinander verschiedenen 30 der Aufwand komplizierter optischer Sy lerne er Ausmaßen der Quasi-Zylinder-Verformungen in forderlich, welche eine geringe Ausnutzung des

d Rlihidikit reflektierten Lichtes und daher einen geringenener

getischen Wirkungsgrad mit geringem Stor^tand ^{7ur Fol}g^{e hatten}· Beispielswe.se ist es bekannt, tür ^ *_{henmg von lnformatio}nen auf Filmen sowie zum Lesen der gespeicherten Informationen eine Reihe von Linien auf einem deformierbaren Kunst- ^material ^^S^

Ausmaßen der QuasiZylinderVerformungen in Richtung der genannten Relativgeschwindigkeit die Schnittlinien ungefähr Teile einer und derselben Parabel sind (F ie 7)
Parabel sind (t g. /).

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Signalen, die auf einem Träger gespeichert sind, dessen Oberfläche dem zeitlichen 4<> und Verlauf einer Signalgröße entsprechende Verformung """" aufweist, welche mittels Lichtstrahlung oder dieser verwandter Strahlung und eines Strahlungsempfängers gespeicherten ausgewertet werden. Lichtstrahl

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung beziehen sich auf ein Aufzeichnungsverfahren für einen Träger und einen Träger zur Wiedergabe gespeicherter Signale mit der Vorrichtung.

Bei bekannten Verfahren zur Wiedergabe von Signalen, die als Verformungen der Oberfläche eir.es j" körperlichen Trägers, beispielsweise in einer Rille als Tiefen- oder Seitenschrift gespeichert sind, erfolgt die Wiedergabe gewöhnlich durch mechanische Abtastung mittels eines in der Rille laufenden Stiftes, der die seiner Spitze durch die Verformungen aufgedrückten Bewegungen auf einen mechanisch- elektrischen Wandler überträgt, dessen elektrische Ausgangsgröße eine Wiedergabe der gespeicherten Information bzw. des Signals darstellt. Bei dieser Art der Abtastung müssen die mit der Frequenz und der Amplitude je linear anwachsenden Kräfte für die

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iwÄVzum Lesen dieser wiru _einem

S (schweizerische Patent-Reim Lesevorgang werden die *£ ^Z* J Liniengitters Strahlung einem unter ££_nuber ⁸ _der optischen geordneten Rezeptor in

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welches sich der Präge- bzw. Preßtechnik wie bei erreicht, daß die Wellenlängen der die Signalaufbekannten Schallplatten bedienen kann, eine von zeichnung enthaltenden Verformungen in einem Massenträgheit freie Art der Abtastung, bei welcher geringeren Maße veränderlich sein müssen, als dies durch den Abtastvorgang selbst auch keine mecha- bei der direkten Aufzeichnung eines Niederfrequenznische Beanspruchung der die Signalaufzeichnung 5 bandes großer Bandbreite erforderlich wäre. Wollte tragenden Oberflächenteile eintritt, nämlich Licht- man eine beliebige Tonfrequenzschwingung in den abtastung, zu verwenden, wobei das gewählte System Verformungen direkt aufzeichnen, so würden die einfach und wirkungsvoll sein soll und auch eine gute Wellenlängen und Amplituden der Verformungen Ausnutzung des reflektierten oder durchgestrahlten für die einzelnen Anteile des komplexen Signals sehr Lichtes durch den Lichtempfänger gewährleisten soll. io verschieden sein. Es wurden sich damit im allgemeinen Bei einer Vorrichtung zur Wiedergabe von Signalen, verschiedene Krümmungen und damit verschiedene die auf einem Träger gespeichert sind, dessen Ober- Brennweiten der Zylinderlinsen bzw. Zylinderspiegel fläche dem zeitlichen Verlauf einer Signalgröße ent- ergeben, so daß die Ebene der optimalen Vereinigung sprechende Verformungen aufweist, welche mittels der aus dem Lesestrahlenbündel entnommenen Straheines Lesestrahlenbündels von Lichtstrahlung oder 15 lung für verschiedene Wellenlängen bzw. Amplituden dieser verwandten Strahlung und eines Strahlungs- in verschiedenen Abständen von der Oberflächenempfängers ausgewertet werden, und mit einer im Mittelebene liegen würde. Durch die bei der Er-Strahlcngang angeordneten Spaltblende, in deren findung angewendete Aufzeichnung der Signale mittels Spaltebcne sich beim Durchgang des Trägers durch die Frequenz- oder Phasenmodulation einer Träger-Wirkung der Verformungen Änderungen der die 20 schwingung kann eine in Annäherung konstante Spaltblende durchsetzenden Strahlungsenergie er- Amplitude der aufgezeichneten Signalgröße benutzt geben, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die werden, und der Schwankungsbereich der Wellen-Verformungen Zylinderlinsen oder Zylinderspiegel längen ist wesentlich herabgesetzt. Unter diesen mit quer zur Rdativgeschwindigkeit des Trägers Umständen läßt sich ein bestimmter Abstand der gegenüber dem Lesestrahlenbündel liegender Zylinder- 25 Spaftebcne von der Oberflächen-Mittelebene des mit achse bilden, deren Schnittlinie mit einer die Richtung den Verformungen versehenen Trägers als optimal der genannten Relativgeschwindigkeit im Abtast- definieren.

bereich enthaltenden, auf der Oberflächen-Mittelebene Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Aufzeichdes Trägers senkrecht stehenden Ebene im wesent- nungsverfahren für einen Träger zur Wiedergabe mit liehen ein Abbild des zeitlichen Verlaufes der Signal- 30 der angegebenen Vorrichtung. Bei diesem Aufzeichgröße ist, so daß sich in der in einem Abstand ungefähr nungsverfahren wird die Amplitude der mit den gleich der Größe der Brennweite von den Zylinder- Signalen frequenz- bzw. phasenmodulierten, in Verachsen angeordneten Spaltebene in Abhängigkeit vom formungen der Trägeroberfläche aufgezeichneten Obcr(lächenverlauf der als Zylinderteile ausgebildeten Trägerschwingung zusätzlich gleichsinnig mit der Verformungen eine diesen Oberflächenverlauf wenig- 35 aufgezeichneten Wellenlänge der modulierten Trägerstcns qualitativ wiedergebende Dichteänderung der schwingung geändert. Durch diese Weiterbildung der Strahlung ergibt, und daß als Signalgröße eine mit Erfindung wird der Zweck verfolgt, bei den mit der dem Signal frequenz- oder phasenmodulierte Träger- Frequenz- bzw. Phasenmodulation der aufgezeichschwingung aufgezeichnet ist. neten Trägerschwingung verbundenen Wellenlängen-Durch die Vorrichtung nach der Erfindung ergibt 40 änderungen für alle vorkommenden Wellenlängen die sich durch die Sammelwirkung konvexer Linsen- Brennweiten der die Verformungen bildenden Zylinderflächen oder konkaver Spiegelflächen eine gute Aus- linsen bzw. Zylinderspiegel wenigstens angenähert nutzung der Strahlungsenergie für den Ort eines konstant zu halten. Würde die Wellenlänge bei einzigen Strahlungsempfängers. Durch die Wirkung gleicher Amplitude verkürzt, so ergäbe sich eine der konvexen oder konkaven Linsen bzw. konvexen 45 stärkere Krümmung der Oberflächenteile und mithin oder kakaven Spiegelflächen erfährt das Lesestrahlen- eine Verkürzung der Brennweite. Dieser Änderung bündel von vorzugsweise parallelstrahligem Licht in wird durch eine gleichlaufende Änderung der Amplitude der Spaltebene eine den Verlauf der Oberfläche entgegengewirkt. Die Rechnung hat ergeben, daß bei wiedergebende Dichtemodulation. Diese Dichtemodu- sinusförmigem Verlauf der Schnittlinie der eine Iation ist ein qualitatives Abbild des jeweils zur 50 Quasi-Zylinder-Verformung aufweisenden Oberfläche Wirkung gebrachten Oberflächenverlaufes in dem mit einer die Richtung der Relativgeschwindigker Sinne, daß beispielsweise bei dem Fall der Durch- zwischen dem Träger und dem Lesestrahlenbünde strahlung des Trägers eine konvexe Oberfläche die im Abtastbereich enthaltenden, auf der Oberflächen Lichtdichte in der Spaltebene vergrößert und eine Mittelebene senkrecht stehenden Ebene für die Ände konkave Oberfläche infolge der dann eintretenden 55 rung der Amplitude in Abhängigkeit von der Wellen Zerstreuung die Lichtdichte in der Spaltebene verrin- länge in Annäherung folgende Beziehung eingehaltei gert. Entsprechendes gilt für den Fall der Reflexion werden sollte, um die Brennweitenänderung möglichs an einer spiegelnden Oberfläche des Trägers. Dabei klein zu halten: wird durch eine konkave Oberfläche ein Sammeleffekt mit Lichtdichteerhöhung und durch eine kon- 60 , -

vexe Oberfläche eine Lichtzerstreuung mit Lichtdichte- 4 ₌ Zl 1 / ^yB _

verringerung in der Spaltebene bewirkt. Um den 2 |/ 4 (n —l)fc* '

Abstand der Ebene optimaler Vereinigung des aus
dem Lesestrahlenbündel stammenden Lichtes weitgehend konstant zu halten, wird in der Vorrichtung 65 worin A die Amplitude, fc die Wellenzahl 2π_; nach der Erfindung als Signalgröße eine mit den (λ = Wellenlänge), }'b der Abstand derjenigen Ebei Signalen frequenz- oder phasenmodulierte Träger- von der Oberflächen-Mittelebene, in welcher die d schwingung aufgezeichnet. Dadurch wird nämlich Symmetrieebene nahen Strahlen der durch die na<

Art von Zylinderlinscn gekrümmten Obcrflächenteile gebildeten optischen Anordnungen optimal vereinigt werden (Brennpunktebene), und /ι der Brechungsindex des Trägermaterials ist. Hin solcher sinusförmiger Verlauf der genannten Schnittlinie ist zwar optisch ■ licht der günstigste, jedoch ist er ohne besondere Schwierigkeiten herstellbar.

Fline Weilerbildung der Erfindung bezieht sich auf einen Trüger für das Aufzeichnungsverfahren, bei dem die Verformungen auf der Bodenfläche einer Rille von trapezförmigem Querschnitt mit quer zur Richtung der Rillenmittellinie verlaufenden Achsen der Qiiasi-Zylinder angeordnet sind.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

I-' i g. 1 eine schematische Darstellung eines Systems nach der Erfindung, in welchem die Oberfläche eines Trägers mit Hilfe eines Lesestrahlenbündels abgetastet wird,

P i g. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teiles des Trägers der F i g. 1 im Schnitt mit eingezeichneten Verformungen und zugehörigen Strahlengängen des Lesestrahlenbündels für den Fall der Durchstrahlung des Trägers,

F i g. 3 eine entsprechende Darstellung mit den Strahlengängen für den Fall der Rückstrahlung von der Trägeroberfläche,

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung eines Teiles des Trägers, teilweise im Schnitt, mit einer Rille, deren Bodenfläche die Verformungen trägt,

F i g. 3 einen Teil des Trägers im Schnitt mit mehreren Rillen, deren Bodenflächen gegenüber dcrr. einfallenden Lesestrahlenbündel in einem spitzen Winkel geneigt sind,

F i g. 6 eine vergrößerte Darstellung eines Schnittes durch einen Träger mit Verformungen in Gestalt von Kreiszylinderlinsen, welche untereinander gleiche Radien der Zylinder besitzen,

F i g. 7 eine vergrößerte Darstellung eines Schnittes durch einen Träger mit Verformungen in Gestalt zylindrischer Parabolspiegel, deren Schnittlinien mit der Zeichenebene sämtlich Teile einer und derselben Parabel bilden.

In F i g. 1 ist ein kreisplattenförmiger Träger 1 dargestellt, der auf seiner Oberfläche dem zeitlichen Verlauf der Signalgröße entsprechende Verformungen aufweist. Dieser Träger sei auf einer nicht dargestellten Unterlage angeordnet, mittels welcher er um seine zu den großen Oberflächen des Trägers senkrecht stehende Drehachse 3 in Pfeilrichtung drehbar ist. F i g. 1 gilt für den Fall, daß der aus einem geeigneten Folienmaterial, beispielsweise aus einem synthetisch hergestellten Kunststoff, bestehende Träger von dem Lesestrahlenbündel 5 durchstrahlt wird, welches von der Lichtquelle 4 ausgeht. Durch eine geeignete, mit der Lichtquelle 4 verbundene optische Anordnung ist dafür gesorgt, daß das Lesestrahlenbündel 5 im wesentlichen aus einander parallelen Strahlen besteht. Das Lesestrahlenbündel dringt von der im allgemeinen ebenen und zur Achse des Bündels senkrecht stehenden Unterseite des Trägers 1 in dessen Material ein, wobei keine Ablenkung der Einzelstrahlen eintritt.

Die Oberseite 3 des von dem Lesestrahlenbündel 5 durchsetzten Teiles des Trägers 1 trägt die räumlichen Verformungen, in denen die Signalaufzeichnung niedergelegt ist. Beim Austritt der Strahlen aus dieser Oberfläche werden infolgedessen die einzelnen Strahlen je nach dem Winkel, den die Oberfläche gegenüber dem Strahl bildet, gebrochen. Diese Wirkung wird später noch genauer unter Bezugnahme auf F i g. 2 erläutert. Die Lichtbrechung in einem nach oben konvexen Teil einer auf der Oberfläche des Trägers 1 vorhandenen Zylinderlinse hat eine Lichtsammlung, die Brechung in einer nach oben konkaven Zylinderlinse eine Lichtzerstreuung zur Folge. Dabei wird vorausgesetzt, daß der Träger 1 im Bereich der die Verformungen tragenden Oberfläche klar durchsichtig

ίο und in einem Strahlengang vorzugsweise parallelstrahligen Lichtes zwischen der Lichtquelle 4 und derjenigen Ebene 6 angeordnet ist, in welcher die von einer Quasi-Zylindcrlinse seiner Oberfläche erfaßten Strahlen durch die Brechkraft optimal vereinigt werden.

In dieser Ebene ergeben sich dadurch auch die größten Lichtdichteänderungen beim Durchlaufen von Oberflächenteilen des Trägers 1 mit verschiedenen Krümmungen durch den Bereich des Leseslrahlen-

ao bündeis 5, der von dem optischen System 7 nach F i g. 1 im Zusammenwirken mit der Spaltblende 8 und dem Strahlungsempfänger 9 ausgenutzt wird. Versuche und Rechnung haben ergeben, daß der Abstand der Ebene, deren Lichtdichteänderungen für

»5 den Strahlungsempfänger 9 ausgenutzt werden, von der Oberflächen-Mittelebene des Trägers 1 bei Zugrundelegung von Zylinderlinsen, deren Schnittlinien mit einer zur Zylinderachse senkrechten Ebene Sinuskurven sind, etwas größer gewählt sein soll als der Abstand derjenigen Ebene, in welcher die der Symmetrieebene nahen Strahlen der durch die nach Art von Zylindcrlinsen oder Zylinderspiegcln gekrümmten Oberflächenteile gebildeten optischen Anordnungen optimal vereinigt werden. Im Falle der Verwendung eines Lesestrahlenbündels mit untereinander parallelen Strahlen, wie dies in F i g. 1 vorausgesetzt ist, wäre die Vereinigung der achsnahen bzw. der der Symmetrieebene nahen Strahlen in einer Ebene im Abstand der Brennweite der Zylinderlinsen zu erwarten. Die der Symmetrieebene etwas ferner liegenden (seitlichen) Strahlen werden nicht in dieser Brennpunktebene, sondern bei sinusförmigen Schnittlinien etwas hinter derselben vereinigt. Daher liegt auch die Ebene optimaler Lichtdichteänderungen in diesem Fall etwas hinter der Brennpunktebene. Werden jedoch zylindrische Verformungen mit Kreisquerschnitt verwendet, so werden auch die der Symmetrieebene fernen Strahlen nahezu in der Brennlinie vereinigt und die beiden genannten Ebenen fallen praktiscr zusammen. Es sei vorausgesetzt, daß die in F i g. 1 dargestellte Ebene 6 diejenige Ebene bildet, in weiche in beiden Fällen sich optimale Lichtdichteänderungei ergeben.
Mit Hilfe eines optischen Systems 7, das in Fig.

schematisch als eine bikonvexe Linse dargestellt isi wird die Ebene 6, in welcher an sich der Strahlungs empfänger und eine Spaltblende angeordnet sei: könnten, in einer Spaltebene 11 abgebildet, wo sie eine aus der Ebene 6 herausgelöste Spaltblende

befindet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß di Spaltblende 8 nicht innerhalb der Ebene 6, also i unmittelbarer räumlicher Nähe der Oberfläche de Trägers 1 angeordnet sein muß. Auch ergibt sie durch die Anwendung des optischen Systems 7 de

Vorteil, daß man die Abbildung der Ebene 6 innerhal der Spaltebene 11 in vergrößertem Maßstab bewirke kann. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, das Au: maß der Spaltblende 8 in Richtung der Relativgi

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schwindigkeit des Trägers gegenüber dem Lese- Wenn nun der Träger 1 relativ zur Achse des Lese-

strahlenbündel, also die Spalllänge/', etwas größer Strahlenbündels 5 mit einer "Relativgeschwindigkeit

zu machen, als wenn eine Spaltblende unmittelbar in der Richtung des Schnittes nach F i g. 2 bewegt wird,

der Ebe'ie 6 angeordnet wäre. Es hat sich ergeben, so durchläuft die Lichtdichte innerhalb der Ebene 6

daß die Spaltlänge /' ungefähr gleich der Hälfte 5 in Abhängigkeit von der Krümmung der Verfor-

oder k.einer als die Hälfte der kürzesten auszuwerten- mimgen 10 veränderliche Werte. Dieser Zusammen-

den Wellenlänge der Verformungen der Trägerober- hang ist eine qualitative Wiedergabe der Krümmungen

fläche gewählt sein soll, wobei dieses Maß auf die dieser Verformungen insoweit, als einer positiven

Ebene 6 bezogen ist, während die Spaltlänge/' Krümmung (Konvexlinse) eine Lichtdichtevergröße-

innerhalb der Spaltebene 11 entsprechend dem Ver- io rung und einer negativen Krümmung (Konkavlinse)

größerungsmaß davon abweichend gewählt sein kann eine Lichtdichteverminderung entspricht. Dieser Zu-

und mit /' bezeichnet ist. In Fig. 1 ist der Strahlen- sammenhang gibt darüber hinaus Aufschluß auch

gang, ausgehend vom Lesestrahlenbündel 5, mit nicht über die quantitativen Änderungen der Krümmung,

unterbrochenen Linien für den Fall der Durchstrah- da die Funktionen der Lichtdichteänderung und der

lung ebener Oberflächenteile angedeutet. Strichpunk- 15 Krümmung einander so zugeordnet sind, daß stets

tiert ist der Strahlengang des optischen Systems 7 gleichsinnige Änderungen der einen auch solchen

für den Fall der Abbildung der Ebene 6 innerhalb Änderungen der anderen Funktion entsprechen. Es

der Spalteebene 11 der Spaltblende 8 eingezeichnet. wäre also an sich auch die Abtastung unmittelbar

In Fig. 2 ist ein Teil des Trägers 1 der Fig. 1, aufgezeichneter Tonfrequenzsignale auf diese Weise der von dem Lesestrahlenbündel 5 durchstrahlt wird, ao möglich, wobei Frequenz und Amplitude wiederin Vergrößerung dargestellt. Die Darstellung ist ein gegeben werden könnten, jedoch stört dabei der Schnitt, der parallel zu den Strahlen des Lesestrahlen- Effekt der veränderten Wellenlänge und der verbündeis 5 geführt ist und die Richtung der Relativ- änderten Amplitude, weil sich dadurch Änderungen geschwindigkeit des Trägers 1 gegenüber der Achse der Brennpunktabstände ergeben. Diese werden durch des Lesestrahlenbündels enthält. F i g. 2 zeigt die die 35 die bei der Erfindung angewendete Aufzeichnung der Signalaufzeichnung enthaltenden Verformungen 10 Signalgröße als frequenz- oder phasenmodulierte der Oberseite des Trägers I. Spiegelbildlich gleiche Trägerschwingung im wesentlichen Maße verringert Verformungen könnten auch auf der Unterseite des und können durch die erwähnte, mit der Wellenlänge Trägers 1 angebracht sein. Dadurch würde sich die einhergehende Amplitudenmodulation praktisch ganz Linsenwirkung der Verformungen vergrößern, jedoch 30 behoben werden.

wäre die Wirkung nur dann optisch ausnutzbar, wenn Bei der Abtastung eines plattenförmigen Trägers der Träger 1 Folienstärke besitzt, wobei die Dicke der kann sich eine Schwierigkeit durch den sogenannten Folie nicht wesentlich größer ist als die doppelte Plattenschlag ergeben. Dieser Kommt durch nicht Amplitude der Verformungen 10. Nur in einem solchen exakt senkrechte Ausrichtung der Oberfläche des Fall wäre eine nutzbare Zusammenwirkung der 35 Trägers in bezug auf die Drehachse 2 der F i g. 1 zuKrümmungen auf der Oberseite und der Unterseite stände bzw. ergibt sich durch Abweichungen der der Folie zu erwarten. Oberfläche von einer Ebene. Der Winkel zwischen

Die Verformungen der Oberseite des Trägers bilden dem einfallenden Lesestrahlenbdndel und der Rille

Quasi-Zylinderlipsen, welche oberhalb der Ober- in ihrer Laufrichtung bewirkt dann, daß der vom

Machen-Mittellinie 12 Konvexlinsen, unterhalb dieser 40 Lesestrah! beleuchtete Punkt bei Plattenschlag in

Mittellinie Konkavlinsen darstellen. Ihre Schnittlinie Richtung der Zeitachse wandert. Dadurch wird eine

mit der Zeichenebene sei als Sinuskurve angenommen. zusätzliche Frequenzmodulation vorgetäuscht, die

Die mit Pfeilen eingezeichneten Strahlengänge zu Abtastverzerrungen führen kann. Bei einer zweckzeigen, daß die Strahlen des Lesestrahlenbündels 5 mäßigen Ausführungsform einer Wiedergabevorrichbis zu ihrem Austritt aus der mit den Verformungen 10 45 tung ist vorgesehen, daß das Lesestrahlenbündel 5 versehenen Oberfläche einander parallel bleiben. Im parallel zur Drehachse 2 des plattenförmigen Trägers 1 Bereich der der Symmetrieebene 13 einer Konvex- auf dessen Oberfläche gerichtet ist. Auf diese Weise Zylinderlinse benachbarten Strahlen tritt eine Ver- wird erreicht, daß ein sogenannter Höhenschlag der einigung der Strahlen innerhalb der Brennpunktebene Trägeroberfläche nicht zu Verlagerungen des jeweils 17 ein. Die von der Symmetrieebene 13 weiter ent- 50 abgetasteten Oberflächenelementes in Richtung der fernten Strahlen werden bei Zylinderlinsen mit sinus- Relativgeschwindigkeit führt, sondern daß sich ledigförmigen Schnittlinien mit der Zeichenebene aller- lieh die Teillängen innerhalb des Strahlenganges dings nicht genau in dieser Ebene vereinigt, sondern geringfügig ändern.

erst in der in geringem Abstand hinter der Brennpunkt- In F i g. 3 ist ein Teil des Trägers 1 in Vergrößerung

ebene 17 liegenden Ebene optimaler Lichtdichte- 55 dargestellt, wobei der Fall der Rückstrahlung des

änderung, die in F i g. 2 wie auch in F i g. 1 mit der LesestrahJenbündels von der die Verformungen 10

Bezugsziffer 6 bezeichnet ist. In der Ebene 6 sollte aufweisenden Oberfläche des Trägers zugrunde gelegt

daher — wie dargestellt — die Spaltblende 8 des ist. Zunächst scheint dieser Fall deswegen schwieriger

Strahlungsempfängers 9 angeordnet sein, wenn Zy- zu verwirklichen zu sein, weil dabei die Lichtquelle

linderlinsen von der erwähnten Sinusform verwendet 60 und der Strahlungsempfänger 9 auf derselben Seite

werden. Bei Zylinderlinsen mit kreisförmigen Schnitt- des Trägers angeordnet sein müssen. Wie später

linien fallen die Ebenen 6 und 17 praktisch zusammen. gezeigt wird, kann jedoch diese Schwierigkeit durch

In dem Bereich der unter der Oberflächen-Mittel- zusätzliche Maßnahmen weitgehend überwunden wer-

linie 12 liegenden Teile der Verformungen 10, welche den.

eine Konkavünse bilden, tritt eine Zerstreuung des e₅ I_n der Anordnung gemäß Fig. 3 werden die von Strahlenbündels ein. An diesen Stellen der Ebenen 17 den unter der Oberflächen-Mittellinie 12 liegenden bzw. 6 sind also die Lichtdichten gegenüber dem Teilen (Konkavspiegel) reflektierten Strahlen des Lesehomogenen Lesestrahlenbündel 5 herabgesetzt. Strahlenbündels 5 innerhalb der BrennnnnW*»w.n». 12

vereinigt, in welcher auch die Spaltblende 8 angeordnet sein kann und welche der Brennpunktebene 17 der F i g. 2 entspricht. Der Abstand dieser Brennpunktebene 14 von der Oberflächen-M it'.ejebene 12 ist jedoch beim Fall der Rückstrahlung von den Verformungen 10, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist, geringer als für den Fall der Brechung bei Durchstrahlung des Trägers gemäß F i g. 2. Auch im Falle der Rückstrahlung gemäß F i g. 3 ist der Abstand der Ebene optimaler Lichtdichteänderung von der Obertlächen-Mittelebene 12 bei Anwendung von Verformungen mit sinusförmiger Schnittlinie mit der Zeichenebene etwas größer als der Abstand der Brennpunktebene 14 von dieser Oberflächen-Mittelebene. Die oberhalb der Oberflächen-Mittelebene 12 liegenden Teile der Verformungen 10 ergeben in der Anordnung nach F i g. 3 eine Lichizerstreuung. Heim Durchlauf des Trägers 1 unter dem L.esestrahlenbüni.'5l 5 ergeben sich also in der Brennpunktebene 14 oder in einer dieser parallelliegenden Ebene Lichtdichteänderungen, welche eine Wiedergabe der Krümmungen der die Verformungen 10 aufweisenden Oberflächenteile darstellen und durch eine in einer dieser F.bencn angeordnete Spaltebenc mit einem Lichtempfänger wirksam gemacht werden können.

Dm eine möglichst gute Reflexion der Strahlen des I esestrahlenbündels 5 an der Oberfläche des Trägers /;i bewirken, soll der Träger 1 im Bereich der die Verf irmungen 10 aufweisenden Oberfläche zweckmäßigerv eise mit einem spiegelnden Überzug versehen sein, ■■■'•üdurch dann das von der Lichtquelle ausgehende '■ icht durch Reflexion in einer auf derselben Seite wie 'ic Lichtquelle liegenden Ebene (z. B. Brennpunkt-

■ ^!->ene 14) vereinigt wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf men Träger für die angegebene Wiedergäbevorrich-

■ ι ;ig, bei welchem die Verformungen 10 auf der Boden-'uehe einer Rille von trapezförmigem Querschnitt mit ■tier zur Richtung der Rillenmittellinie verlaufenden \chsen der Quasi-Zylinder angeordnet sind. Ein Teil-.-.tuck eines solchen Trägers mit einem Teil einer i.npezförmigen Rille ist in F i g. 4 dargestellt.

Die Rille besifzt die beiden Flanken 15 und die zunächst als unmoduliert gedachte Bodenfläche 16. !m modulierten Zustand, wie er in F i g. 4 dargestellt :st, trägt die Bodenfläche 16 die Verformungen 10, welche die Aufzeichnung der Signalgröße bilden, [iei einer Vorrichtung zur Wiedergabe können die Rillenflanken 15 für den Eingriff eines Hilfsmittels zur mechanischen Führung benutzt werden, von welchem jedoch die Bodenfläche 16 der Rille nicht berührt zu werden braucht. Diese wird vielmehr in der beschriebenen Weise durch die Beeinflussung des Strahlenganges innerhalb des Lesestrahlenbündels 5 ausgewertet.

F i g. 5 zeigt einen Schnitt durch ein Teilstück eines Trägers 1, auf welchem mehrere zueinander parallellaufende Rillen mit trapezförmigem Querschnitt angeordnet sind. Der Schnitt ist senkrecht zu den Rillen-Mittellinien geführt. Um die Anordnung der Lichtquelle 4 und des Strahlungsempfängers 9 auf derselben Seite des Trägers für den Fall der Rückstrahlung von der Trägeroberfiäche zu erleichtern, ist die als unmoduliert gedachte Bodenfläche 16 der Rille'so angeordnet, daß sie mit der Ach« des LeSestrahlenbündels 3 einen von 90° abweichenden Winkel bildet. In F i g. 5 ist durch die mit Pfeilen versehenen Linien jeweils die Achse eines Lesestrahlenbündels 5 angedeutet, welches auf die zugehörige Bodenfläche 16 einer der Rillen gerichtet ist. Dabei ist der einfallende Teil des Lesestrahlungsbündels voraussetziingsgemäß parallel zur Drehachse 2 (Fig. !) gerichtet, während der reflektierte Teil des Lesestrahltnbündels nun gegenüber dem einfallenden Teil einen spitzen Winkel bildet, der ausreichenden Raum für die Unterbringung des Strahlungsempfängers 9 neben dem Gang des einfallenden Lesestrahlenbündels bietet.

ίο Bisher wurde angenommen, daß die Schnittlinie der eine Quasi-Zylinder-Verformung tragenden Oberfläche, beispielsweise der Oberfläche 16 in Fi g. 4, mit einer die Richtung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Träger und dem Lesestrahlenbündel 5 im Abtastbereich enthaltenden, auf der Oberflächen-Mittelebene 12 senkrecht stehenden Ebene eine Sinuswelle ist, weil solche Verformungen dem zeitlichen Verlauf einer sinusförmigen Trägerschwingung unmittelbar entsprechen und daher durch einen einfachen Schneidvorgang mit bekanntenMitteln auf einer Matrize erzeugt werden können. Dabei ergeben jedoch die entstehenden Quasi-Zylinderlinsen bzw. QuasiHohlspiegel nicht die optimale Vereinigung paralleler Strahlen in einer bestimmten Ebene. Eine bessere

»5 Vereinigung ergibt sich entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die eben definierte Schnittlinie abweichend von der Sinusform gestaltet wird und in dem für die optische Wirkung wichtigen Kuppen- bzw. Senkenbereich für den Fall der Durchstrahlung in Annäherung Kreisform, für den Fall der Rückstrahlung in Annäherung Parabelform besitzt. Diese Formgestaltung kann in einer für den Fachmann ohne weiteres verfügbaren Weise durch Einschaltung entsprechend verzerrender Glieder in den Gang des Aufnahmeverstärkers erreicht werden, beispielsweise wenn man die Sinusschwingung nach einer Doppelweg-Gleichrichtung aufzeichnet. Für den Fall der Diirchstrahlung ergeben sich dann optische Verhältnisse, die denen verwandt sind, die von sphärischen Linsensystemen her bekannt sind, wenn man dabei den Strahlengang innerhalb eines Axialschnittes in Betracht zieht. Für den Fall der Rückstrahlung ergeben sich Verhältnisse, wie sie aus den Betrachtungen bei Parabolspiegeln bekannt sind. Durch diese Weiterbildungen können also noch bessere Vereinigungen des Strahlenganges erreicht werden, so daß die relativen Änderungen der Lichtdichte innerhalb - ;r vom Strahlungsempfänger ausgenutzten Ebene noch größer werden und sich ein besserer Abstand vom Rauschen ergibt.

In F i g. 6 ist ein Teilstück eines Trägers 1 vergrößert dargestellt, der auf seiner Oberfläche die Verformungen 10 aufweist, welche entsprechend der erwähnten Weiterbildung der Erfindung Teile von

Kreiszylinderlinsen bilden. Alle Linsen haben denselben Radius R, jedoch sind die Breiten der Linsenteile zwischen bmax und b_min in solcher Weise untereinander verschieden, daß sich die gewünschte Frequenz- bzw. Phasenmodulation der in der Brennpunktebene bewirkten Lichtdichteänderungen ergibt. Dei in F i g. 6 dargestellte Träger wird in der bei der Besprechung der F i g. 2 erläuterten Art mit durchge strahltem Licht verwendet, wobei dann die Ebene < mit der Brennpuiiktebene 17 in Annäherung zusam

menfällt. Exakt gälte dies, wenn die Kuppen der dar gestellten Linsen in gleichem Abstand von der Brenn punktebene lägen.
F i g. 7 zeigt in Vergrößerung ein Teilstück eine

Trägers 1, Jer auf seiner Oberfläche Verformungen IU aufweist, welche Teile zylindrisch-parabolischer Hohlspiegel bilden, deren Schnittlinien mit der Zeichenebene für alle Linsenieile verschiedener Breite Teile einer und derselben Parabel Mtid. Demgemäß sind auch die Brennweiten gleich. Ihre Breite liegt, wie die Breite der Zylinderlinsen-Teile in Fig. 6, zwischen h,nai und bmin. Die Breitenänderungen ergeben die gewünschte Frequenz- bzw. Phasenmodulation.

Durch die Erfindung ergibt sich anderen Systemen zur Lichtabtastung gegenüber der Vorteil, daß sich bei iichtiger Wahl der Blendenebene im Abtastspalt ein größerer Wechselanteil des durchtretenden Lichtstromes einstellt. Dadurch ergibt sich ein größeres Nutz-Stör-Verhältnis.

Die Rechnung hat ergeben, daß diese Lichtdichteschwankungen über einen verhältnismäßig großen Abstandsbereich der Spaltblende gegenüber der Oberflächen-Mittelebene 12 erhalten bleiben, so daß sich die Ansprüche hinsichtlich der Höhenführung der Spaltblende 8 mit dem Strahlungsempfänger 9 gegenüber der Oberfläche des Trägers vereinfachen. Wird, wie in F i g. 1 dargestellt ist, ein optisches System 7 dazu benutzt, die Ebene starker Lichtdichteschwankungen in der Spaltebene abzubilden, so wird die Forderung hinsichtlich der Einhaltung des Schärfebereiches entsprechend gemildert. Oberflächenungenauigkeiten oder auch Schwankungen der Oberfläche bei der Drehung des Trägers 1 auf der Wiedergabevorrichtung (Plattenschlag) fallen daher weniger ins

ίο Gewicht als bei bekannten Verfahren mit Lichtabtastung.

Durch die Anwendung der Erfindung eigibt sich die Möglichkeit, ein sehr breites, bis in das Megahertz-Gebiet reichendes Signalfrequenzband auf einem einer Schallplatte ähnlichen Träger aufzuzeichnen und die von der Schallplattentechnik her bekannte Methode der Vervielfältigung — Warmpressen einer thermoplastischen Trägermasse — auch für die Herstellung von Signalspeichern anzuwenden, auf denen beispielsweise Fernsehsignale, auch für farbige Bildwiedergabe, festgehalten sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Wiedergabe von Signalen, die auf einem Träger gespeichert sind, dessen Oberfläche dem zeitlichen Verlauf einer Signalgroße entsprechende Verformungen aufweist, welche mittels eines Lesestrahlenbündels von Lichtstrahlung oder dieser verwandten Strahlung und eines Strahlungsempfängers ausgewertet werden, und mit einer im Strahlengang angeordneten Spaltblende, in deren Spaltebene sich beim Durchgang des Trägers durch die Wirkung der Verformungen Änderungen der die Spaltblende durchsetzenden Strahlungsenergie ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen Zylinderlinsen oder Zylinderspiegel mit quer zur Relativgeschwindigkeit des Trägers gegenüber dem Lesestrahlenbündel liegender Zylinderachse bilden, deren Schnittlinie mit einer die Richtung =° der genannten Relativgeschwindigkeit im Abtastbereich enthaltenden, auf der Oberflächen-Mittelebene des Trägers senkrecht stehenden Ebene im wesentlichen ein Abbild ;Jes zeitlichen Verlaufes der Signalgröße ist, so daß sich in der in einem as Abstand ungefähr gleich der Größe der Brennweite von den Zylinderachsen angeordneten Spaltebene ir Abhängigkeit vom Oberflächenverlauf der als Zylinderteile ausgebildeten Verformungen eine diesen CbrrfiächenVi.rlauf wenigstens qualitativ wiedergebende Dichte^lnderung der Strahlung ergibt, und daß als Signalgröße eine mit den Signalen frequenz- oder phasenmodulierte Trägerschwingung aufgezeichnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Ebene, deren Lichtdichteänderungen für den Strahlungsempfänger (9) ausgenutzt werden, von der Oberflächen-Mittelebene (12) des Trägers (1) etwas größer gewählt ist als der Abstand, derjenigen Ebene, in welcher die der Symmetrieebenc (13) nahen Strahlen der durch die nach Art von Zylinderlinsen oder Zylinderspiegeln gekrümmten Oberflächenteile gebildeten optischen Anordnungen optimal vereinigt werden (Brennpunktebene).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Spaltblende (8) in Richtung der Relativgeschwindigkeit des Trägers gegenüber dem Lesestrahlenbündel, genannt Spaltlänge (/), ungefähr gleich der Hälfte oder kleiner als die Hälfte der kürzesten, auszuwertenden Wellenlänge der Verformungen der Trägeroberfläche gewählt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) im Bereich der die Verformungen (10) tragenden Oberfläche klar durchsichtig und in einem Strahlengang vorzugsweise parallelstrahligen Lichtes zwischen einer Lichtquelle und derjenigen Ebene (6) angeordnet ist, in welcher die von Quasi-Zylinderlinsen seiner Oberfläche erfaßten Strahlen durch die Brechkraft optimal vereinigt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) im Bereich seiner die Verformungen (10) tragenden Oberfläche mit einem spiegelnden Überzug versehen und in einem Strahlengang vorzugsweise parallelstrahligen Lichtes so angeordnet ist, daß von der Lichtquelle ausgehendes Licht durch Reflexion an den Vorformungen in einer auf derselben Seite wie die Lichtquelle liegenden Ebene (14) optimal vereinigt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lesestrahlenbündel (5) parallel zur Drehachse (2) des drehbaren, plattenförmigen Trägers auf dessen Oberfläche gerichtet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ebene (G), in welcher die Strahlen durch die als optische Anordnungen wirkenden Verformungen optimal vereinigt werden, und der Spaltblende (8) ein optisches System (7) angeordnet ist, welches die genannte Ebene (6) optimaler Vereinigung in der Spaltebene (11) abbildet.

8. Aufzeichnungsverfahren für einen Träger zur Wiedergabe mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der mit den Signalen frequenz- bzw. phasenmodulierten, in Verformungen der Trägeroberfläche aufgezeichneten Trägerschwingung zusätzlich gleichsinnig mit der aufgezeichneten Wellenlänge der modulierten Trägerschwingung geändert wird.

9. Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Amplitude mit der aufgezeichneten Wellenlänge so bemessen ist, daß sich für alle vorkommenden Wellenlängen im wesentlichen gleiche Brennweiten der nach Art von Zylinderlinsen oder Zylindcrspiegeln gekrümmten Oberflächenteile ergeben.

10. Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittlinie der eine Quasi-Zylinder- Verformung aufweisenden Oberfläche mit einer die Richtung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Träger und dem Lesestrahlenbündel (5) im Abtastbereich enthaltenden, auf der Obernächen-Mittelebene (12) senkrecht stehenden Ebene in Annäherung eine Sinuskurve ist und bei der Änderung der Amplitude in Abhängigkeit von der Wellenlänge in Annäherung folgende Beziehung eingehalten wird:

worin A die Amplitude, k die Wellenzahl 2π\λ {λ = Wellenlänge), >'ß der Abstand derjenigen Ebene von der Oberflächen-Mittelebene, in welche die der Symmetrieebene nahen Strahlen der durch die nach Art von Zylinderlinsen gekrümmten Oberflächenteile gebildeten optischen Anordnungen optimal vereinigt werden (Brennpunktebene), und /1 der Brechungsindex des Trägermaterials ist.

11. Träger für ein Aufzeichnungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen auf der Bodenfläche (16) einer Rille von trapezförmigem Querschnitt mit quer zur Richtung der Rillenmittellinie verlaufenden Achsen der Quasi-Zylinder angeordnet sind.

12. Träger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die als unmoduliert gedachte Bodenfläche (16) der Rille mit der Achse des Lesestrahlenbündels (5) einen von 90° abweichenden Winkel bildet.

13. Träger für ein Aufzeichnungsverfahren riech den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dali die Schnittlinie der eine Quasi-Zylinder-Verformung aufweisenden Oberfläche mit einer die Richtung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem 5 Träger und dem Lesestrahlenbündel (5) im Abtastbereich enthaltenden, auf der Oberflächen-Mittelebene (12) senkrecht stehenden Ebene bei Durchstrahlung in dem für die optische Wirkung wich-Kbih i Aäh Kif

dem auch durch die Massenträgheit der beweglichen Wandlerteile, die eine Ausdehnung desbignalirequuubereiches in der Richtung hoher Frequenzen un-