DE1965261C3

DE1965261C3 - Verfahren und Vorrichtung zur zeitabhängigen optischen Tonaufnahme und -wiedergabe

Info

Publication number: DE1965261C3
Application number: DE1965261A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. 8032 Graefelfing Marko
Original assignee: Krone GmbH
Current assignee: ADC GmbH
Priority date: 1969-12-29
Filing date: 1969-12-29
Publication date: 1974-10-24
Also published as: US3848096A; DE1965261B2; FR2133198A5; GB1351202A; DE1965261A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor richtung zur zeitabhängigen optischen Tonaufnahmi und -wiedergabe mittels einer Photoplatte od. dgl.

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Die optische Tonaufnahme und -wiedergabe wird schlechterung erfährt, ohne daß für Aufnahme und

bekanntlich schon seit langem beim Tonfilm ver- Wiedergabe ein zu hoher gerätetechnischer Aufwand

wendet. getrieben werden muß.

Es ist auch bereits bekannt (vgl. britische Patent- Das erfindungsgemäße Verfahren zur zeitabhän-

schrift 1 038 593), für die optische Tonaufnahme 5 gigen optischen Tonaufnahme und -wiedergabe mit-

und -Wiedergabe einen Laserstrahl zu verwenden, tels einer Photoplatte od. dgl. ist dadurch gekenn-

um unter Ausnutzung des geringen Laserstr.ihldurch- zeichnet, daß zur Tonaufnahme die Toninformation

messers von weniger als 10~^:J mm Schallplatten mit durch Oberlagerung des die Toninformation ent-

einer vertretbaren Schallrillendichte herzustellen, haltenden kohärenten Hauptlichtbündels und eines

d. h. mit einer Rillenbreite von etwa 0,1 mm. io kohärenten Bezugslichtbündels in einem Hologramm

Es ist ferner nicht mehr neu (vgl. USA.-Patent- gespeichert wird, daß zur Wiedergabe das HoIo-

schrift 3 138 669), eine Schallplatte mit mechanisch gramm mit einem Wiedergabelichtbündel bestrahlt

eingeschnittenen Rillen durch einen Lichtstrahl ab- wird, das nach Wechselwirkung mit dem Hologramm

zutasten und dadurch die Tonwiedergabe vorzu- die Toninformation wieder erzeugt, und daß das

nehmen. i₅ Bezugslichtbünde! bei seiner Überlagerung mit dem

Ein anderes bekanntes Verfahren (vgl. deutsche Hauptlichtbündel und entsprechend das Wiedergabe-Offenlegungsschrift 1 447 120) zur Tonwiedergabe lichtbündel zeitabhängig beeinflußt werden,
besteht darin, daß die als optisch verschlüsselte In- Das erfindungsgemäße Verfahren zur optischen formation in Form einer Reihe digitaler Zahlen auf Tonaufnahme und -wiedergabe hat zunächst den einem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Töne von so großen Vorteil, daß durch die zeitabhängige Beeindem mit vorgegebener Geschwindigkeit sich bewe- flussung des Bezugslichtbündels die Toninformation genden Aufzeichnungsträger optisch abgetastet, ent- unmittelbar in ein Hologramm auf der Photoplatte schlüsselt und in Töne umgewandelt werden. od. dgl. umgesetzt werden kann, ohne daß die Ton-Allen diesen bekannten Verfahren ist gemeinsam, information vorher auf einen Zwischentonaufzeichdaß bereits geringfügige Beschädigungen der Ton- 25 nungsträger wie eine Schallplatte aufgezeichnet aufzeichnungsträger eine beträchtliche Verschlechte- werden müßte. Ahnlich ist dann die Tonwiedergabe rung der Tonwiedergabe mit sich bringen. Das ist verhältnismäßig einfach, da auf Grund der zeitabhänum so nachteiliger, als Schallplatten meistens in gigen Beeinflussung des Wiedergabelichtbündels die großer Stückzahl auf den Markt gebracht werden, erforderliche zeitliche Sequenz erzielt wird, woalso auch von Personen gekauft werden, die über 30 durch das das Hologramm durchstrahlende Wiederkeine hinreichende Sachkenntnis für eine sorgfältige gabelichtbündel direkt auf einen Photoempfänger Pflege der Schallplatten verfügen. fallen kann, der daraus elektrische, in einen Laut-

Es ist allerdings ferner bereits bekanntgeworden Sprecher einzuspeisende Signale gewinnt, ohne das

(vgl. DL-Zeitschrift »Bild und Ton«, H. 6, 1967, vom Wiedergabelichtbündel erzeugte Bild durch

S. 162 bis 168), verschiedenartigste Gegenstände, 35 einen gesonderten Abtastlichtstrahl, der zudem in

z. B. Münzen, holographisch abzubilden, wobei komplizierter Weise auf dem Bild geführt werden

dann die Gegenstands- oder Objektinformation über müßte, abzutasten.

das ganze Hologramm verteilt ist, also bei Zerlegung Zusammenfassend ist also festzustellen, daß beim

eines Hologramms in Stücke jedes Teilstück das voll- erfindungsgemäßen Verfahren sowohl die Aufnahme

ständige Objekt zeigt, so daß sich schadhafte Stellen 40 als auch die Wiedergabe von Ton- oder allgemein

am Hologramm, ζ. B. Kratzer, kaum auswirken. sequentieller Information überraschend einfach voi

Aus diesem Grund könnte vie! eicht daran gedacht sich geht.

werden, auch eine Schallplatte holographisch abzu- Es ist ferner ersichtlich, daß im Extremfall ein bilden und anschließend das Hologramm mit einem beliebiges Teilstück des Hologramms, z. B. einer das Wiedergabdichtbündel abzutasten. Da jedoch bei der 45 Hologramm tragenden Photoplatte, das gleiche Bild Wiedergabe die Toninformation zeitlich sequentiell der die Toninformation aufweisenden Tonaufzeichwiedergegeben werden muß, müßte das durch Be- nung bis auf eine geringfügige Minderung der Aufstrahlen des Hologramms mit dem Wiedergabelicht- lösung wie das vollständige Hologramm bzw. di< bündel erhaltene Bild der Schallplatte mit dem spi- vollständige Photoplatte erzeugt. Das trifft erst rech¹ ralenförmigen Tonrillenbild ebenso spiralförmig 5° zu, wenn die Photoplatte nur irgendwie beschädig nacheinander durch einen gesonderten Abtastlicht- ist, z. B. Kratzer aufweist.

strahl abgetastet werden, dessen Helligkeitsschwan- Eine erste Ausführung des Verfahrens gemäß de:

kungen dann durch einen Photoempfänger in elek- Erfindung besteht darin, daß das Bezugslichtbünde

trische und schließlich akustische Signale umzu- unter zeitlich variierendem Winkel dem Hauptlicht setzen wären. Ein derartiges Vorgehen bei der 55 bündel überlagert wird und daß das Hologramn

Wiedergabe würde jedoch einen wohl unverhältnis- vom Wiedergabelichtbündel unter entsprechend zeit

mäßig großen gerätetechnischen Aufwand bedingen, Hch variierendem Winkel bestrahlt wird,

da ein Linsen- und/oder Spiegelsystem für den Ab- Insbesondere ist es vorteilhaft, daß die Beein

tastlichtstrahl sich so zeitlich ändern müßte, daß der flussung bzw. zeitliche Variation des Winkels ent Abtastlichtstrahl nacheinander alle Bildpunkte der ⁶° sprechend der auf einer spiralförmigen Tonspur vor

Tonrille auf dem Bild der Schallplatte zeitlich nach- liegenden Toninformation erfolgt,

einander auf den Photoempfänger abbildet. Eine Vorrichtung zur Durchführung der erstei

Demgegenüber ist as Aufgabe der Erfindung, ein Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens is

Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs ge- gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dai nannten Art so abzuwandeln, daß die Tonwieder- 65 das Bezugslichtbündel und das Wiedergabelicht

gäbe durch die in der Praxis vorkommenden Be- bündel von einem Taumelspiegel projiziert werden

Schädigungen des Tonaufzeichnungsträgers im we- Um den gerätetechnischen Aufwand noch mehr zi

sentlichen keine für den Hörer wahrnehmbare Ver- verringern, besteht eine zweite Ausführung des erfin

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dungsgemäßen Verfahrens darin, daß das Bezugs- spur-Bild 9, das dann von einem gesonderten Ablichtbündel örtlich und zeitlich moduliert wird. tastlichtstrahl (nicht gezeigt) spiralförmig abgetastet Dabei ist es zweckmäßig, daß die Modulation werden kann, um die Tonwiedergabe vorzunehmen, durch statistisches Rauschen hervorrufende Funk- Zu diesem Zweck müßte der Abtastlichtstrahl durch tionen erfolgt. 5 ein Linsen- oder Spiegelsystem alle Punkte des Ton-Eine Vorrichtung zur Durchführung der zweiten spur-Bildes9 nacheinander auf einen Photoempfän-Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist ger abbilden, der das Lichtsignal in ein elektrisches dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionen auf Signal umwandelt, das einem Lautsprecher zugeführt dem Mantel eines drehbaren und in Längsrichtung wird. Ein derartiges Vorgehen würde jedoch einen verschiebbaren Zylinders aufgebracht sind, der vom io verhältnismäßig großen gerätetechnischen Aufwand Bezugs- bzw. Wiedergabelichtbündel durchsetzbar ist. bedingen, da das Linsen- oder Spiegelsystem sich Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher zeitlich ändern müßte, um alle Punkte der Tonerläutert. Es zeigt spur 9 auf den Photoempfänger zeitlich nacheinander

Fig. la eine denkbare zeitabhängige hologra- abzubilden.

phische Tonaufnahme, 15 Demgegenüber sieht die Erfindung überraschender-F i g. 1 b die entsprechend denkbare holographische weise vor, daß zur Tonaufnahme die Toninformation Tonwiedergabe, durch Überlagerung des die Toninformation enthal-F i g. 2 das Prinzip einer ersten Ausführung der tenden kohärenten Hauptlichtbündels und eines koerfindungsgemäßen zeitabhängigen holographischen härenten Bezugslichtbündels in einem Hologramm Tonaufnahme und -wiedergabe, _ao gespeichert wird, daß zur Wiedergabe das HoIo-Fig. 3 bis 10 Ausführungsbeispiele gemäß der gramm mit einem Wiedergabelichtbündel bestrahlt ersten Ausführung, nämlich wird, das nach Wechselwirkung mit dem Hologramm F i g. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfin- die Toninformation wieder erzeugt, und daß das dungsgemäßen Tonaufnahmevorrichtung, Bezugslichtbündel bei seiner Überlagerung mit dem F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel des in den Vor- as Hauptlichtbündel und entsprechend das Wiedergaberichtungen von Fig. 2 und 4 verwendeten Taumel- lichtbündel zeitabhängig beeinflußt werden,
spiegeis in größerem Maßstab, Eine erste Ausführung der Erfindung besteht dann F i g. 5 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfin- bei der Tonwiedergabe darin (vgl. F i g. 2), daß das dungsgemäßen Tonwiedergabevorrichtung, Lichtbündel von der Wiedergabelichtquelle 6' unter F i g. 6 das Blockschaltbild einer Steuereinrich- 30 einem zeitlich so variierenden Winkel auf die das tung zur Steuerung der Bewegung des Taumel- Hologramm enthaltende Photoplatte 4 fällt, daß bei spiegeis, der holographischen Abbildung der Lichtquelle 6' Fig. 7 die Schwärzungsverteilung über den Radius durch die Linse 7 auf einen Punkt 11, an dem sich des Tonaufzeichnungsbildes 8 von F i g. 1 b bzw. all- eine Photozelle befindet, die vom die Photoplatte 4 gemein von Tonspuren bei der Wiedergabe, 35 durchsetzenden Lichtstrahl zum Punkt 11 übertragene F i g. 8 das Blockschaltbild einer Regeleinrichtung Information einer Abtastung des Tonspur-Bilds 9 zur Regelung der Bewegung des Taumelspiegels, entspricht. Analog zur Tonwiedergabe wird dann bei F i g. 9 und 10 Ausführungsbeispiele gemäß einer der Tonaufnahme ein Bezugslichtbündel verwendet, zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen zeit- das von der Bezugslichtquelle 5 (vgl. F i g. 1 a) unter abhängigen holographischen Tonaufnahme und 40 zeitlich variierendem Winkel auf die Photoplatte 4 -wiedergabe, nämlich zur Bildung des Hologramms fällt, während an Stelle F i g. 9 eine Tonaufnahmevorrichtung und der spiralförmigen Tonspur 2 auf der gesonderten Fig. 10 eine Tonwiedergabevorrichtung. Tonaufzeichnung 1 eine Punktlichtquelle, die mit In F i g. 1 a und 1 b wird eine denkbare zeitabhän- dem Ton moduliert ist, Verwendung findet,
gige holographische Tonaufnahme und -wiedergabe 45 Es soll jetzt an Hand von Fig. 3 ein Ausführungserläutert. beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ton-Eine vorher gefertigte Tonaufzeichnung 1 (auf aufnahme nach der ersten Ausführung erläutert einer photographischen Platte oder einem photo- werden.

graphischen Film; vgl. F i g. 1 a) mit einer spiral- Von einem (bekanntlich kohärentes Licht erzeuförmigen Tonspur 2 wird von links von einer nicht 50 genden) Laser 21 fällt Licht auf einen halbdurchabgebildeten Lichtquelle mit kohärentem Licht be- lässigen Spiegel 22, der einen Teil des Lichtes zu strahlt und befindet sich in der objektseitigen Brenn- einer Linse 23 und einem optischen Modulator 24 ebene einer,Lnise3, die die von beliebigen Punkten durchläßt, von dem es auf eine Photoplatte25 fällt, der Tonspur! ausgehenden Lichtbündel in Bündel Der optische Modulator 24 kann eine Modulation paralleler Lichtstrahlen umwandelt. Diese Licht- 55 der Intensität oder der Phase des Lichtbündels vorbundel fallen anschließend auf eine Photoplatte 4 nehmen. Das vom halbdurchlässigen Spiegel 22 reader photographischen Film), die gleichzeitig von flektierte Licht fällt auf einen Taumelspiegel 26, der einer Bezugslichtquelle 5 mit kohärentem Licht glei- sich entsprechend dem Veriauf der aufzuzdchnenden eher Wellenlange bestrahlt wird. Die belichtete Tonspur bewegt, so daß das von ihm reflektierte Pnotoplatte 4 bildet ein sogenanntes Hologramm, 60 Licht unter verschiedenem Winkel auf die Photodas die gesamte Information der Tonaufzeichnung 1 platte 25 trifft und auf dieser durch Überlagerung enthalt. Nachteilig ist hier jedoch, daß gewisser- des vom halbdurchlässigen Spiegel 22 durchgelassemaßen als Tonzwischenträger die Tonaufzeichnung 1 nen und reflektierten Lichts dn Tonhologramm entgefertigt werden muß. _{steht Der} Taumelspiegel 26 ist genauer in Fig.4

Wird die das Hologramm enthaltende Photo- 65 abgebildet.

platte4 (vgl. Fig. Ib) von einer Wiedergabelicht- Wie aus Fig 4 ersichtlich ist ist der Taumelquelle 6 bestrahlt, so erhält man Über eine Linse 7 spiegel eine in der Mitte auf einer Stütze 31 gelagerte ein Bfld 8 der Tonaufzeichnung 1 mit einem Ton- Spiegelscheibe 32, die am Umfang um 90^f gegen-

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einander versetzt an zwei Tauchspulen 33 bzw. 34 r = Ar + r₀· sin cot, (2)

befestigt ist, in die je ein Magnet 35 bzw. 36 ein- _{d deshalb weaen} _(l)

getaucht ist. In die Anschlüsse 37 bzw. 38 der Tauch- ^{UnQ aesnalD weßen} ^W

spulen 33 bzw. 34 wird eine Spannung ^s (ω O = (A r + r₀ sin ω O* = A r² + 2 Δ r · r₀ sin ω t

⁵ + r₀ ² sin* eof =/Ir* + 2Jr-r.-sinwf

+V(V₁V₈COs₂*,,). (3)

bzw.

«₂ = ü ■ sin ω t Ein der Schwärzungskurve S (r) entsprechendes Si-

ίο gnal wird im Photoempfänger erzeugt. Weiin alsc

eingespeist. Entsprechend dem spiralförmigen Ver- das vom Photoempfänger erzeugte Signal eine Komiauf der Tonspur wird die Amplitude ü abnehmend ponente mit der Frequenz ω aufweist, folgt daraus bzw. zunehmend gesteuert oder geregelt, wie weiter zwingend wegen des mittleren Terms in Glsiunten noch ausführlicher erläutert werden wird. chung (3), daß eine Abweichung Δ τ des Abtastlicht-

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfin- 15 Strahls von der Tonspurbildmitte vorliegt, da dei

dungsgemäßen Tonwiedergabevorrichtung mit der in mittlere Term nur bei Δ τ φ 0 auftritt. Dieser Um-

F i g. 2 prinzipiell dargestellten Arbeitsweise. stand wird zur Regelung der Lage des Taumel-

Von einem Laser 41 fällt Licht auf einen Taumel- spiegeis und damit der Lage des Abtastlichtstrahls

spiegel 42 und von diesem entsprechend seiner mo- in der Regeleinrichtung von F i g. 8 ausgenutzt, wie

mentanen Stellung unter unterschiedlichem Winkel 20 jetzt erklärt werden wird.

auf eine ein Tonhologramm enthaltende Photoplatte Der Verstärker 46 von F i g. 5, an dem das Si-43 und von dort durch eine Linse 44 auf einen gnal 5 (i) abgenommen wird, ist an eine Selektiv-Photoempfänger 45. Der Photoempfänger 45 kann Verstärkereinheit 71, 72 für die Frequenz ω angeentsprechend der Art des bei der Tonaufnahme schlossen, so daß am Ausgang der Selektiwerstärker-(vgl. F i g. 3) verwendeten optischen Modulators 24 35 einheit 71, 72 vom Signal S (t) nur die Komponente auf eine Intensitäts- oder Phasenmodulation ansprechen. An den Photoempfänger 45 ist noch ein S₁ (t) = 2 ArT₀ sin cot
Verstärker 46 angeschlossen, der mit einem hier
nicht abgebildeten Lautsprecher verbunden ist. auftritt. Das Signal S₁ (t) gelangt in einen phasen-

F i g. 6 zeigt eine Steuereinrichtung zur Steuerung 30 empfindlichen Demodulator 73, in den auch von

der Bewegung des Taumelspiegels. Ein 0,5-Hz- einem Sinuswellengenerator 74, der die Frequenz ω

Signalgenerator 51 speist einen Regelverstärker 52, erzeugt, die harmonische Schwingung r₀ · sinwf ein-

dessen Verstärkung durch eine mechanische oder gespeist wird. Wegen der Beziehung
elektrische lineare Steuerung 53 für einen Zeitraum

von etwa 30 min (entsprechend der Spieldauer einer 35 sin ω t · sin ω t = \ (1 — cos 2 ω /)
üblichen Schallplatte) steuerbar ist. Zur Erzeugung

der beiden Spannungen U₁ und «₂ ist der Ausgang tritt am Ausgang des phasenempfindlichen Demodudes Regtiverstärkers 52 an eines der Anschlußpaare lators 73 das Signal
37 und 38 (vgl. Fig. 4) des Taumelspiegels 54 unmittelbar und an das andere mittelbar über einen 40 Ar-r_o ²(l — cos2o>f)
90°-Phasenschieber 55 und eine Amplitudenregelung

56 zur genauen Justierung der Kreisbahn ange- auf. Dieses Signal wird anschließend einem Tiefpaß

schlossen. 75 zugeführt, an dessen Ausgang nur noch das Si-

Fig. 8 zeigt eine Regeleinrichtung zur Regelung gnal Ar ■ r₀* erscheint. Das vom Tiefpaß 75 durch-

der Bewegung des Taumelspiegels, deren Betrieb im 45 gelassene Signal wird in einen Regelverstärker 76

Zusammenhang mit F i g. 7 erläutert werden soll, in analog dem Regelverstärker 52 der Steuereinrichtung

der die Schwärzungsverteilung über den Radius des von F i g. 6 eingespeist. Ähnlich der Steuereinrich-

Bildes 8 von F i g. 1 b bzw. allgemein von Tonspuren tung von F i g. 6 mit dem O.S-Hz-Signalgenerator 51,

bei der Wiedergabe abgebildet ist. dem ^-Phasenschieber 55, der Amplitudenregelung

Die Abszisse bedeutet also den Radius, wobei der 5° 56 und dem Taumelspiegel 54 sind auch bei der

Nullpunkt willkürlich in die Mitte irgendeiner Ton- Regeleinrichtung von F i g. 8 ein O,5-Hz-Signalgene-

spur 9 gesetzt worden ist Die Ordinate S bedeutet rator 77, ein ^-Phasenschieber 78, eine Ampli-

die Schwärzung. tudenregelung 79 und ein Taumelspiegel 80 vor-

Die beiden parabelförmigen Täler stellen jeweils handen.

eine Tonspur dar, für die näherungsweise gilt: 55 Es folgt jetzt eine Abschätzung über die mit dem

erfindungsgemäßen Verfahren zur Tonaufnahme auf

S = r². (1) dem Tonträger erzielbare Punktdichte.

Die üblichen Schallplatten werden mit 33 U/min

Die Sollage des Abtastpunktes ist für die betrach- abgespielt, was etwa 2 sec/U entspricht Eine Langtete Tonspur r = 0. Zur Regelung wird jedoch dem 60 spielplatte mit einer Wiedergabedauer von 0,5 h Abtastlichtstrahl in r-Richtung eine harmonische = 30 min = 1800 see entspricht daher 900 U und Schwingung r„ · sin ω t überlagert ω muß dabei so damit etwa 1000 Rillen. Diese 1000 Rillen müssen groß gewählt werden, daß es nicht in den mensch- auf einem Gesamtradius von etwa 70 mm verteilt liehen Hörbereich fallt; ω kann z. B. 20 kHz be- werden, so daß auf 1 mm etwa 13 Rillen entfallen, tragen. Wenn nun weiter angenommen wird, _ daß 63 Die größte Punktdichte berechnet sich folgenderaus irgendeinem Grund eine Regelabweichung Ar maßen:

der mittleren Istlage des Abtastpunktes eingetreten Die Rillenlänge beträgt etwa 140 mm -π = 440 mm,

ist, gilt für den Ort des Abtastpunktes welcher Wert einer Wiedergabedauer von 2 see zu-

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geordnet ist. 220 mm Rillenlänge entsprechen also schiedliche Stellen des Mantels des Zylinders 86 im

einer Wiedergabedauer von 1 see, was bei einer Laufe der Zeit durchsetzt.

höchsten übertragenen Frequenz von 10 kHz wie- Bei Verwendung von Milchglas für den Mantel

derum 2 ■ 10* Punkten entspricht. Auf 1 mm Rillen- des drehbaren Zylinders 86 entspricht die Modu-

länge entfallen daher etwa 100 Punkte. Für eine 5 lation einem statistischen Rauschen. Wenn dagegen

Langspielplatte mit einer Wiedergabedauer von ein spezieller Funktionscode benutzt wird, seilten

30 min = 1800 see ergibt sich also eine Gesamt- vorzugsweise die den Code bildenden Funktionen

punktzahl von mindestens im wesentlichen orthogonal sein. Eine

besonders vorteilhafte Lösung besteht darin, daß

2 ■ 10* · 1,8 ■ 10³ = 40 · 10«. io die speziellen Funktionen zyklischen binären Codes

bezüglich X und Y entsprechen.

Um die gleiche Gesamtpunktzahl mit einer Photo- Es kann auch daran gedacht werden, die Walshplatte bzw. einem photographischen Film zu er- Funktion bzw. Hadamardtransformation zu verreichen, genügen etwa um einen Faktor 10 kleinere wenden.

Abmessungen der Platte bzw. des Films im Ver- 15 Das in F i g. 9 abgebildete Ausführungsbeispiel der

gleich zu den Abmessungen der Schallplatte. Tonaufnahmevorrichtung hat gegenüber dem Aus-

Eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen führungsbeispiel von F i g. 3 den Vorteil, daß die holographischen Tonaufnahme und -wiedergabe be- aus Drehung und Längsverschiebung zusammensteht darin, daß zur Vermeidung einer spiralförmigen gesetzte Bewegung des Zylinders 86 leichter als die oder ähnlichen Bewegung des Abtastlichtbündels ao Taumelbewegung des Taumelspiegels 26 herzustellen entsprechend dem Verlauf einer Tonspur das Be- ist.

zugslichtbündel bei der Aufnahme örtlich und zeit- Fig. 10 zeigt eine Vorrichtung zur Wiedergabe

lieh moduliert wird. nach der zweiten Ausführung der Erfindung. Eine

Fig. 9 zeigt eine Aufnahmevorrichtung gemäß der Lichtquelle 91 in Form eines Lasers L strahlt ein zweiten Ausführung. Von einer Lichtquelle 81 in 25 Lichtbündel auf einen Spiegel 92, der sich innerhalb Form eines Lasers L fällt ein Lichtbündel auf einen eines rotierenden Zylinders 93 befindet, dessen halbdurchlässigen Spiegel 82, von dem ein Teil des Mantelfläche mit einem statistischen Rauschen oder Lichtbündels über einen optischen Modulator 83, der mit einem speziellen Code entsprechend der Manteleine Intensitäts- oder Phasenmodulation vornimmt, fläche des Zylinders 86 der Aufnahmevorrichtung auf eine Photoplatte 84 geworfen wird. Der vom 30 versehen ist. Das vom Spiegel 92 reflektierte Licht halbdurchlässigen Spiegel 82 durchgelassene Teil des durchsetzt die Mantelfläche des Zylinders 93 und Lichts gelangt auf einen Spiegel 85. Der Spiegel 85 fällt auf eine das Tonhologramm tragende Photobefindet sich in einem Zylinder 86, dessen Mantel platte 94 und von dort über eine Linse 95 auf einen aus Milchglas besteht oder einen speziellen Funk- Photoverstärker 96. Um eine richtige Wiedergabe zu tionscode aufweist. Der Zylinder 86 ist einerseits um 35 gewährleisten, muß der Zylinder 93 entsprechend seine Achse 87 drehbar und andererseits in Längs- dem Zylinder 86 bewegt, d. h. gedreht und in Längsrichtung der Achse hin- und herschiebbar. Durch richtung verschoben werden. Der Photoempfänger die Kombination von Drehung und Hin- und Her- 96 nimmt entsprechend dem optischen Modulator bewegung wird eine Modulation des Bezugslicht- 93 der Aufnahmevorrichtung eine Intensitätsdemobündels vom Spiegel 85 erreicht, da dieses unter- 40 dulation oder Phasendemodulation vor.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur zeitabhängigen optischen Tonaufnahme und -wiedergabe mittels einer Photoplatte od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß zur Tonaufnahme die Toninformation durch Überlagerung des die Toninformation enthaltenden kohärenten Hauptlichtbündels und eines kohärenten Bezugslichtbündels in einem Hologramm gespeichert wird, daß zur Wiedergabe das Hologramm mit einem Wiedergabelichtbündel bestrahlt wird, das nach Wechselwirkung mit dem Hologramm die foninformalion wieder erzeugt, und daß das Bezugslichtbündel bei seiner Überlagerung mit dem Hauptlichtbündel und entsprechend das Wiedergabelichtbündel zeitabhängig beeinflußt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugslichtbündel unter ao zeitlich variierendem Winkel dem Hauptlichtbündel überlagert wird und daß das Hologramm vom Wiedergabelichtbündel unter entsprechend zeitlich variierendem Winkel bestrahlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung bzw. zeitliche Variation des Winkels entsprechend der auf einer spiralförmigen Tonspur vorliegenden Toninformation erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stereo-Aufnahme das Hauptlichtbündel zweifach moduliert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation hinsichtlich Intensität und Phase erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stereo-Aufnahme zwei Hauptlichtbündel an verschiedenen Orten verwendet werden und daß die Stereo-Wiedergabe über zwei Photoempfänger an verschiedenen Orten erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugslichtbündel örtlich und zeitlich moduliert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation durch statistisches Rauschen hervorrufende Funktionen erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation durch einen Code spezieller Funktionen vorgenommen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionen im wesentlichen orthogonal sind.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionen zyklischen binären Codes bezüglich X und Y entsprechen.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich bekannte Walsh-Funktion bzw. Hadamardtransformation verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stereo-Aufnahme zwei unterschiedliche Modulationen des Hauptlichtbündels erfolgen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationen hinsichtlich Intensität und Phase vorgenommen werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stereo-Aufnahme zwei Hauptlichtbündel an verschiedenen Orten verwendet werden und daß die Stereo-Wiedergabe über zwei Photoempfänger an zwei verschiedenen Orten erfolgt

16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugslichtbündel und das Wiedergabelichtbündel von einem Taumelspiegel (32) projiziert werden.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung für die abnehmende Steuerung der Stromzuführung des Taumelspiegels.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine der Steuereinrichtung für den das Wiedergabelichtbündel projezierenden Taumelspiegel vorgeschaltete Regeleinrichtung.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Tonspurrichtung sinusförmige Bewegungen mit einer außerhalb des menschlichen Hörbereichs liegenden Frequenz vom das Bezugslichtbündel projizierenden Taumelspiegel ausgeführt werden und daß diese Frequenz von der Regeleinrichtung zur Regelung ausgenutzt wird.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß diese Frequenz etwa 20 kHz beträgt.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stereo-Aufnahme zwei modulierte Hauptlichtbündel und zur Stereo-Wiedergabe zwei Photoempfänger verwendet werden.

22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionen aul dem Mantel eines drehbaren und in Längsrichtung verschiebbaren Zylinders (86; 93) aufgebracht sind, der vom Bezugs- bzw. Wiedergabelichtbündel durchsetzbar ist (F i g. 9, 10).

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entstörung bei speziellen Funktionen am Ausgang des Empfangen des durch das Hologramm entstehenden Lichtbündels eine Torschaltung vorgesehen ist, die mit (schmalen) etwa 20-kHz-Impulsen jeweils nur das Korrelationsmaximum durchläßt und während der übrigen Zeit gesperrt ist, daß an die Torschaltung ein Glättungstiefpaß angeschlosser ist und daß die 20-kHz-Impulse mit der Bewegung des Zylinders synchronisiert sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufnahme und be der Wiedergabe ein Impulslaser verwendet wird der kurze Impulse einer Impulsfrequenz von etw£ 20 kHz abgibt, die mit der Bewegung des Zy linders synchronisiert ist, und daß am Ausgang des Photoempfängers ein Glättungstiefpaß angeschlossen ist.