DE2062772A1 - Holographisches System zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Fernsehsignalen - Google Patents

Description

Holographisches System zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Fernsehsignalen

Die Erfindung bezieht sich auf ein holographisches System zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Fernsehsignalen, die aufeinanderfolgtndeci Fernsehrastern entsprechen, mit Einrichtungen zum Erzeugen und Abtasten eines Informationsträgers.

Es sind Aufzeichnungs- und Wiedergabesysteme für Fernsehsignale bekannt, bei öenen als !Präger für die Ton- und -Bildiuformation ein Band !verwendet wird, auf dem eine magnetische oder kinematographische Aufzeichnung vorgenommen wird. Bei dem magnetischen Aufzeichnungssystem wird ein Magnetband verwendet, auf welchem jedes Fernsehraster eine magnetisiert^ schräge Spur bildet. Bei dem kinematographischen System wird ein photographisches Band vorwendet, auf dem eine Btldfolge aufgezeichnet wird, die dann mit Hilfe eines Fernsehfilmabtaoters abgetastet wird.

Es int auch eino Abart αοε kinomatographischeu Verfahrens bekannt, die auf der Verwendung einos lichtdurchlässigen

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Bandes beruht, das eine Folge von Hologrammen trägt. Diese Hologramme ermöglichen es, mit Hilfe einer kohärenten lichtquelle eine Bildfolge wiederherzustellen, die dann mit Hilfe einer geeigneten Elektronenröhre abgetastet werden kann.

Alle mit Bändern arbeitenden Systeme sind in der Verwendung schwerfällig, denn es ist aus der Technik der Tonaufzeichnung allgemein bekannt, daß die Platte als Aufzeichnungsträger sehr viel besser gehandhaht werden kann als ein Magnetband. Die mit Bändern arbeitenden Systeme sind auch teurer, wenn Aufzeichnungen in Serienfertigungen hergestellt werden sollen, denn das Kopieren . eines Bandes erfordert dessen Ablauf, während das Pressen einer Platte nur einen Augenblick dauert.

Hinsichtlich der Art der Aufzeichnung und der Beschaffenheit des Informationsträgers läßt sich feststellen, daß bei dem holographischen Verfahren ein billigerer Träger von geringerem Raumbedarf verwendet wird, der gegen die sich aus der Verwendung ergebenden Beschädigungen verhält~ nismäßig wiederstandsfäliig ist. Hinsichtlich der Darstellung der Information auf dem Träger eignet sich das magnetische Verfahren am besten zur Bildung des für die Steuerung des Fernsehempfängers benötigten elektrischen Signals beim Abtasten.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines holographischen Systems der eingangs angegebenen Art, das die Vorteile des holographischen und des magnetischen Verfahrens vereinigt,

Nach der Erfindung vrird dies dadurch erreicht, daß der Informationsträger wenigstens eine bedruckte oder geprägte Fläche aufweist, die mehrere Reihen von Hologrammen trägt, die unter der V/irkung einer von dieser Fläche empfangenen monochromatischen Beleuchtung ein aber der Fläche liegendes festes

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Bild erzeugen, das ein Gitter aus in gleichen Abständen liegenden Leuchtspuren aufweist, von denen jede eine eindimensionale Verteilung Ton Iiichtamplituden bildet, die eines der Fernsehraster darstellt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig.1 eine Oberansicht des optischen Informationsträgers nach der Erfindung,

Fig.2 eine stark vergrößerte Ansicht eines Teils des leuchtenden Bildes, das mit der Vorrichtung von Fig.1 unter der Einwirkung einer monochromatischen Beleuchtung erzeugt wird,

Fig.3 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise,

Fig.4 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur holographischen Aufzeichnung eines Gitters von lichtspuren für die Erzeugung des Informationsträgers von Flg.1,

Fig.5 eine perspektivische Ansicht einer elektro-optischen Vorrichtung zur Aufzeichnung eines Fernsehaignals auf photographischea Platten,

Fig.6 eine erläuternde Barstellung,

Fig.7 die Oberansicht einer mit der Vorrichtung von Fig.5 erhaltenen photographisehen Platte,

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Fig.8 die perspektivische Ansicht einer Abtastvorrichtung nach der' Erfindung,

Pig.9 einen vertikalen Schnitt durch die Abtastvorrichtung von Pig.8 und

ELg.10 die schematische Darstellung eines Details der Vorrichtung von Pig.8.

Fig.1 zeigt eine Platte 1, die einen Aufzeichnungsträger nach der Erfindung bildet.

Zur Erleichterung des Verständnisses der nachfolgenden B_eschreibung sind in Pig.1, auch mehrere Abtaster 2 dargestellt, die über der Platte 1 in konstantem Abstand von dieser eine Kreisbahn beschreiben können. Es wird angenommen, daß die Abtaster 2 an den Enden eines Drehkreuzes 4 befestigt sind, das sich um eine senkrecht zur Platte 1 stehende Achse 3 drehen kann. Die Drehrichtung entspricht dem Pfeil 6 , und es wird angenommen, daß sich die Platte 1 in der durch den Pfeil 7 angedeuteten Richtung in ihrer Ebene bewegen kann. Perner ist in Fig.1 zu erkennen, daß die Platte 1 eine Breite I» hat, und daß der Radius der Kreisbahn der Abtaster 2 den Wert R hat.

Auf die sichtbare Seite der Platte 1 ist ein Hologramm-Mosaik 5 aufgedruckt. Wie zu erkennen ist, besteht es aus mehreren nebeneinanderliegenden Reihen von aneinandergefügten Hologrammen. Jede Hologratamreihe ist so gekrümmt, daß sie genau in die von den Abtastern 2 zurückgelegte Kreisbahn eingeschrieben ist, wenn der Vorschub der Platte mit der Drehung des Drehkreuzes synchronisiert ist. Perner sind die Abtaster 2 so angeordnet, daß bei Beendigung der Abtastung einer Reihe durch einen Abtaster der folgende

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Abtaster die Abtastung der nächsten Reihe beginnt.

Jedes der auf die Platte 1 aufgedruckten Hologramme besteht aus einem Gitter von Interferenzstreifen, das so ausgebildet ist, daß sich durch Beugung eines parallelen monochromatischen Lieht bundeis ein Mikrobild über der Oberfläche der Platte bildet. Die auf diese Weise von den Hologrammen erzeugten Mikrobilder sind einander genau überlagert, so daß ein Gesamtbild entsteht, das über der ganzen badruckten Zone der Platte 1 liegt. Das Gesamtbild hat die Form einer Vielzahl von in gleichen Abständen liegenden Lichtspuren, die so über da?Platte 1 angeordnet sind, daß sie bei den aufeinanderfolgenden Vorbeigängen der Abtaster 2 über der Platte und der der Platte erteilten Translationsbewegung der Reihe nach abgetastet werden. Ein über der beleuchteten Platte 1 angebrachtes Mikroskop ermöglicht das Beobachten eines kleinen Abschnitts des Bildes; dieser ist in Fig.2 in großem Maßstab wiedergegeben. Man erkennt in dem Beobachtungsfeld etwa 30 im wesentlichen horizontale Spuren, die aus nebeneinanderliegenden Abschnitten bestehen. Die Lichtintensitätsmodulation entlang jedes Spurenabschnitts stellt einen Abschnitt des Fernsehsignals dar, dessen Dauer gleich der Zeilenablenkperiode ist. Ferner enthält jede Spur ebensoviele nebeneinanderliegende Abschnitte, wie Zeilen in jedem Fernsehhalbbild vorhanden sind; auf jeder Licht3pur i3t also ein vollständiges Fernsehraster gespeichert. Als Beispiel zeigt Fig.2, beginnend vom oberen Ende des Beobachtungsfeldes, den Signal·*- echnitt, welcher der Zeile Nr.50 des geraden Rasters des Fernsehbildes Nr.40 entspricht; auf der folgenden Spur erscheinen die Signalabschnitte, die den Zeilen N_r.47, Nr.49 und 51 des ungeraden Rasters des Fernseh-

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bildes Nr. 41 entspricht, dann kommt iie Spur, welche äie 25U den Zeilen 1fr.48 , Nr,50 und Nr.52 des geraden Rasters des Fernsehbildes Nr.41 gehört, usw.

Die "Verteilung der üefotspuren über der Platte 1 und die Verteilung der Information entlang den Spuren erweist sich als besonders vorteilhaft für das Abtasten des auf der Platte gespeicherten Fernsehsignals.

Das Abtasten kann durch Verwendung von photoelektrischeβ Abtastern 2 erfolgen, deaaen eine gleichförmige Drehbewegung erteilt wird. Die die Drehung der Abtaster begleitende Verschiebung der Platte ergibt praktisch keine Notzeit in dem Abtastvorgang; denn sobald ein Abtaster am Ende der Spur ankommt, beginnt der folgendeAbtaster die Abtastung der folgendes Spur.

Andrerseits entsprechen die Zeilen, welche die gleiche Lage in den Fernsehrastem einnehmen, SpurenabsehKitten, die untereinander liegen, «ie in Fig.2 gezeigt ist. Wenn also ein Abtaster 2 dazu neigt, die Spar ifn Yerlauf der Abtastung zu Wechsels, Ist die dadurch verursachte Verzerrung der Abtastung Im allgemeine*! uesieriElich. "Dieser Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, daß die in einem Fernsehraster enthaltene Information sich nur wenig von der im folgenden Raster enthaltenen Information unterscheidet. Sin zusätzlicher Vorteil der zuvor beschriebenen Ausbildung besteht darin, daß das Bild durch Unterbrechung der Vorschubbewegung der Platte 1 angehalten werden kann; in diesen Fall tasten äie Abtaster 2 dauernd die gleiche Spur ab.

Als Beispiel kann angenommen werden,, iaB äie Platte 1 eine im wesentlichen quadratische Form mit einer Breite L von 30 cm hat. Wenn angenommen wirä, daß vier Abtaster

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elin Abtasten der Platte verwendet werden, muß offensichtlich der Radius R ihrer Kreisbahn den Wert 21,2 cm haben. Die Länge der oberhalb der Platte -1 projizierten Spuren erlaubt es, 312 Abschnitte von 1,6 mm nebeneinander anzuordnen, wodurch 'die in einen Fernsehraster eines Ferns ehsystems mit 625 Zeilen enthaltene Information dargestellt wird. Jeder Spurenabschnitt kann aus 500 Lichtpunkten zusammengesetzt sein, die einen Durchmesser von 2 Ai haben, und die Spuren können in einem gegenseitigen Abstand von 2 ja angeordnet sein. Venn angenommen wird, daß die Teilbildfrequenz 50 Hz beträgt, kann man ohne weiteres auf einer Seite der Platte 1 mehr als ein halbstündiges Fernsehprogramm unterbringen. Hinsichtlich der Art der auf der Platte 1 gespeicherten Information ist bekannt, daß ein Fernsehsignal ein Videosignal und Zeilen- und !eilbilüsynchronisierimpulse enthält, zu denen ein !Donsignal und gegebenenfalls Farbsignale hinzugefügt werden müssen. Fig.3 läßt bei (a) ein vollständiges Videosignal und darunter bei (b) einen mit einem Tonsignal modulierten Unterträger erkennen. Die Gesamtheit dieser Signale bildet das auf der Platte 1 gespeicherte Fernsehsignal.

Fig.4 zeigt ein Gerät, mit dem Hologrammreihen derArt, wie sie auf der Platte 1 aufgezeichnet sind, auf eine photographische Platte gedruckt werden können. Das Gerät besteht aus einem drehbaren Lagerring 8, auf dem ein beweglicher Schlitten 9 gelagert ist. Eine unbelichtete photographische Emulsion 10 ist auf dem beweglichen Schlitten 9 befestigt. Ein Objektiv 11 bildet über der Emulsion 10 ein Bild ABC, dessen Umriß gestrichelt dargestellt ist; das Bild ABCD ist eine Verkleinerung eines Objekts, das durch ein Diapositiv 12 gebildet ist, das an einem Objektträger 13 befestigt ist. Das Objekt 12 wird mit Hilfe eines balbdurchläßigen Spiegels 14 beleuchtet,

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der ein kohärentes monochromatisches Lichtbündel F empfängt, das von einem nicht dargestellten Laser abgegeben wird. Ein Bruchteil der Lichtenergie des Bündels 11 geht durch den Spiegel 14 zu einem Spiegel durch. Der Spiegel 15 reflektiert ein Bezugs licht bündel, des mit Hilfe eines Objektivs 16 parallel gemacht wird. Das vom Objektiv 16 austretende parallele Bezugsbündel bildet durch Interferenz mit dem vom Objektiv 11 auftretenden Licht ein Gitter von Interferenzstreifen, mit dem auf der Emulsion 10 ein örtlich begrenztes Hologramm des Bildes ABCD aufgeschrieben werden kann. Zum vollständigen Bedrucken der Emulsion 10 müssen mehrere Belichtungen vorgenommen werden, für die jeweils das Diapositiv 12 gewechselt wird und die Richtung des drehbaren Lagerrings 8 , um. die Achse Z sowie die Stellung des Schlittens 9 auf seiner Gleitbahn verändert werden.

Die Gesamtheit der auf die-Emulsion 10 aufgedruckten Hologramme wird beim Entwickeln sichtbar. Erfindungsgemäß wird die Emulsion 10 einem Bleichvorgang unterworfen, damit die optischen Lichterschwankungen der Emulsion 10 in ein Gelatinerelief umgewandelt werden. Nach einer Metallisierung bildet diese Emulsion eine holographische Matrize. Wenn gegen diese Matrize eine lichtdurchläßige Folie aus erhitztem thermoplatischera Material gepreßt wird, erhält man eine Abdruck der Hologramme der Emulsion 10. Ein solcher Abdruck bildet ein Phasenhologramm, das bei Beleuchtung mit Hilfe eines parallelen monochromatischen Lichtbündels die Bilder ABCD wiedergeben kann, die zum Bedrucken der Emulsion 10 verwendet wurden. Es ist auch möglich, photographische Kopien der entwickelten Emulsion 10 zu erhalten, doch ist das Pressverfahren wegen der geringen Kosten des thermoplastischen Ausgangsmaterials und der einfachen Bildung eines holographischen Abdrucks

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durch Pressen vorzuziehen.

Bei dem in Fig.4 dargestellten Druckgerät wird ein Satz von Diapositiven 12 verwendet, auf denen in großem Maßstab die Spuren aufgezeichnet sind, welche die optische Information enthalten, die sich auf das aufzuzeichnende Fernsehsignal beziehen.

Es ist daher notwendig, diesen Diapositivsatz auf Grund des Fernsehsigoals herzustellen«

Fig.5 zeigt etöe elektro-optische Vorrichtung , die es ermöglicht,Abschnitte eines Fernsehsignals auf photographischen Platten aufzuzeichnen. Unter Berücksichtigung der Struktur des Gesamtbildes, Aas von der β uv or beschriebenen Platte 1 projiziert wird, ist zuerkennen, daß es sich davus handelt, aus dee Fernsehsignal Abschnitte zu entsehnen» Ate jeweils einigenZeilen entsprechen, welche die gleiche Lage in «ehreren aufeinanderfolgenden Teilbildern einnebnen. Mit dieses Abschnitten wirÄ eine photograph!sehe Emulsion, die anschließend in der Vorrichtung von Fig.4 verwendet wirä, in mehreren in gleich-Bäßjgen Abschnitten liegenden Spuren bedruckt.

Die Vorrichtung von Fig.5 enthält eine Fernsehsignalquelle, die dar oh ein Magnetbandgerät 17 gebildet 1st, das an eine· Afspeiögskaa*! V das vollständige Videofr equeoeeigiaal uod an eioee Ausgang S das I&gderfreq.uenp-Tonsignal liefert« BIß tftaerlagersögsoszillator 13 liefert eine Trig*rschwinoting gu einen Modulator 19, der an eeioea St« oar eingang das T ο na ig na 1 S eapfängt. Eine Miachstufe £0 bildet das Gemisch der Ton- und Bildsignale UDd führt sie über eine Koinzidenzschaltung 21 eine» Verstärker 22 eu.

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Das vom Verstärker 22 abgegebene Signalgemisch dient zur Intensitätsmodulation des Elektronenstrahls einer Katodenstrahlröhre 23» deren Bildschirm von einer Maske 24 bedeckt ist, die mit einem Schlitz 25 versehen ist. Ein Objektiv 26 bildet das Bild des Schlitzes 25 auf einer photographischen Emulsion 27, die auf einem Träger 28 befestigt ist, dessen Höhe durch einen Verstellmechanismus 29 gesteuert wird. Ein Fernrohr 30 ermöglicht die genaue Überwachung der Stellung der Emulsion 27· Ablenkspulen 31, die auf dem Hals der Röhre 23 befestigt sind, erteilen dem Elektronenstrahl eine Ablenkbewegung in der Weise,dad der Schlitz 25 bestrichen wird.

Pie Ablenkspannung wird von einem Sägezahngenerator 32 geliefert, der durch die von einer Trennschaltung 33 abgegebenen ZeilensynctntPiaierimpiBlae synchronisiert wird. Die Zeilensynchroniaierimpulse werden auch zwei Koinzidenzschaltungen 34 und 35 zugeführt, welche die komplementären Eingänge einer bistabilen Kippschaltung 36 erregen. Der Ausgang der Kippschaltung 36 steuert die Koinzidenzschaltung 21. Die Trennschaltung 33 liefert auch Teilbildsynchronisierimpulse, die von einer Verzögerungsanordnung 37 mit veränderlicher Verzögerung verzögert werden, der eine feste Verzögerungsanordnung 38 nachgeschaltet ist«

Der Ablenkgenerator 32 wird so eingestellt, daß der Elektronenstrahl den Schlitz 25 mit einer konstanten Geschwindigkeit bestreicht, die einer (Dellfrequenz der Zeilenfrequenz entspricht. Nachdem die Emulsion 27 auf eine bestimmte Höhe eingestellt ist, werden die Magnetaufzeichnungsvorrichtung 17 und der Mechanismus 29 in Gang gesetzt, ao daß sich der Träger 28 bei jedem Teilbild um einen konstanten Betrag hebt, Am Beginn eines Teilbilds überträgt die Koinzidenzschaltung 21 das von der Magnetaufzeichnungsvorrichtung 17 stammende Signal nicht, doch

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liefert die Trennschaltung 33 Zeilensynchronisierimpulse; sie liefert auch einen Teilbildsynchronisierimpuls, der mit einer bestirnten einstellbaren Verzögerung am Eingang der Koinzidenzschaltung 34 erscheint. Dieser von der Anordnung 37 verzögerte Inpuls läßt einen Zeilensynchronisierimpuls durch die Koinzidenzschaltung 34 hindurchgehen, wodurch die Kippschaltung 36 umgekippt wird· Pies hat zur Folge, daß die Koinzidenzschaltung 21 die elektrische Modulation zu der Röhre 23 übertragen kann, und der Schlitz 25 liefert die auf das Umkippen folgenden Zeilen in Form von Lichtänderung.

Der verzögerte Iwpuls wird seinerseits um eine Dauer verzögert, die gleich der Ablenkperiode des Schirms 24 ist, damit er durch Einwirkung auf die Koinzidenzschaltung 35 einen weiteren Zeilensynchronisierimpuls durchläßt, der die Kippschaltung 36 in ihren Anfangszustand zurückstellt. Dies hat den Zweck, die Lichtemission zu unterbrechen. Bei jedem Teilbild wiederholt sich der gleiche Vorgang, so daß die Emulsion schnell mit gedruckten Spuren bedeckt wird. Man kann dann den Ablauf der gleichen Teilbild folge mit einer anderen Emulsion 27 und eher anderen Einstellung der Vorrichtung 37 wieder aufnehmen. Wenn man alle Zeilen der Teilbilder der Folge aufgezeichnet bat, kann man zur nächsten Teilbbilderfolge übergehen, usw.

Fig.7 zeigt die nach den zuvor beschriebenen Verfahren gedruckte Fläche einer Emulsion 27· Sie enthält zwei horizontale Spuren für jedes Fernsehbild, weil jedes Fernsehbild ein ungerades Baster und ein gerades Raster aufweist. Jede Spur ist in drei Abschnitte unterteilt, die beispielsweise die Zeilen 5, 7 und 9 des ungeraden Rasters und die Zeilen 6, 8 and 10 des geraden Rasters darstellen. In Fig.7 sind 750 Spurenpaare vorgesehen, was 750 Fernsehbildern entspricht. Wenn jedes Raster aus 312 Zeilen zusammengesetzt ist, sind 104 getrennte Emulsionen erforderlich, um 30 Sekunden des Fernsehprogramms vollständig darzustellen·

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Fig,6 zeigt schematisch das Verfahren bei der holographischen Aufzeichnung mit der Vorrichtung von Fig.4.

Die gemäß dem Schema von Fig.7 bedruckte Emulsion 27 wird nach dem Entwickeln mit einem kohärenten monochromatischen Lichtbündel derart beleuchtet, daß ihr Bild AD von dem Objektiv 7 über einer Emulsion 10 gebildet wird. Ein paralleles Lichtbündel, das mit einer afokalen Vorrichtung 16 erzeugt wird, mischt sich mit der aus dem Objektiv 11 austretenden Lichtstrahlung. Die Interferenz der vom Bild AD stammenden Lichtwellen und der von der Vorrichtung 16 kommenden Lichtwellen läßt in der Platte 10 ein Hologramm entstehen, welches in der Lage ist, das Bild AD wiederherzustellen, wenn die Platte 10' nach entsprechendem Entwickeln mit kohärentem Licht angestrahlt wird.

Wie bereits zuvor erläutert wurde, kann man das Bild AD auch dadurch erhalten, daß man ein Phasenhologramm anstrahlt, das durch Einprägen des Reliefs der entsprechend behandelten Platte 10 in einer thermoplastischen Folie entsteht. Unter Bezugnahme auf die Beschreibung der Platte 1 und das gewählte praktische Ausführungsbeispiel ist zu erkennen, daß das Bild AD ein Mikrobild ist, das in dem Gesamtbild ein^Quadrat von etwa 3 mm Seitenlänge einnimmt. Da die Abmessungen des Hologramms im wesentlichen gleich, denjenigen des projezierten Mikrobildes sind, ist zu erkennen, daß der Durchmesser des Beugungsflecks 2 u. nicht überschreitet. Man kann also oberhalb der holographischen Platte ein Bild großer reinheit erzeugen, selbst wenn die Lichtstrahlung in den Bereich der Infrarotstrahlung fällt. Die photographische Emulsion 10 kann eine übliche Emulsion mit guter Empfindlichkeit sein, während es ohne Anwendung der holographischen Technik unmöglich wäre, Bilder von solcher Feinheit aufzuzeichnen.

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Pig.8 zeigt eine Abtastvorrichtung, mit der die Information abgetastet werden kann, die auf einer erfinüungsgeraäßenPlatte eathalten ist. Die Platte 1 ist auf einem beweglichen Schlitten 40 befestigt, deren Verstellung in der Richtung der Symmetrieachse der Platte 1 von einem Verschiebemechanismus 41 bewirkt wird. Oberhalb der Platte ist ein Drehkreuz 42 zu erkennen, dem eine gleichförmige Drehbewegung um eine senkrecht zur Platte 1 stehende Achse erteilt wird. Der Antrieb des Drehkreuzes 42 erfolgt durch einen Motor 43. An den Enden der Arme des Drehkreuzen' 42 sind optische Systeme angebracht, mit denen die auf der Platte 1 gebildeten Hologrammreihen 5 der Reihe nach beleuchtet werden können. Optische DetektoranordBungen sind gleichfalls an den Enden der Arme des Drehkreuzes 42 augebracht, damit sie punktförmig das oberhalb der Platte 1 von den Hologrammen 5 gebeugte licht empfangen. Die Beleuchtung der Hologramme 5 s tarn tat von einem optischen Gehäuse 44, das eine monochromatische lichtquelle 45 * eine in der Mitte mit einer Photozelle 47 ausgestattete Sammellinse 46 und Prismen 48 enthält, die das Licht zu den Enden der Arme des Drehkreuzes 42 werfen. Das von den Hologrammen 5 gebeugte Licht wird zu den Prismen 50 tibertragen, die es zur Linse 49 hin reflektieren, damit es die Photozelle 47 erregt. Die Qttelle 45 und die Zelle 47 können vorzugsweise TOQ einer Elektrolumineszenzdiode bzw. einer photoleitenden Diode gebildet sein.

flg.9 seeigt sofeeaetisch In einem vertikalen Teilsohnitt den Aufbau def Abtastgeräte von Fjg.8. Die in dem optischen Gehäuse 44 enthaltene lichtquelle 45gibt eine monochromatische Strahlung ab, die hinter der Linse 46 ein paralleles Lichtbündel bildet. Dieses Liohtbündel wird von dem Prisma 48 tu einen Spiegel 51 reflektiert, der nahe dem Ende des Ares des Drehkreuzes 42 angebracht ist. Das parallele Licht-

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bündel beleuchtet schräg ein auf der Platte 1 gebildetes Hologramm 5· Das beleuchtete Hologramm 5 projiziert ein Bild auf eine Blende 52, in der ein winziges Loch angebracht ist, und die Punkte dieses Bildes werden infolge der Drehbewegung des Drehkreuzes 42 und des gleichzeitigen Vorschubs der Platte 1 der Reihe nach abgetastet. Die von der Blende 52 durchgelassene Lichtenergie wird von einer Linse 53 aufgefangen und über die Prismen 54, 50 und eine Linse 49 zu der Photozelle 47 übertragen, die ein elektrisches Signal abgibt« Das Drehkreuz 42 ist mit Hilfe einer Lagerpfanne 55 auf einemLagerzapfen 56 gelagert. Es versteht sich von selbst, daß die mechanische Ausbildung der Abtastvorrichtung sehr präzise sein muß, denn es ist unerläßlich, daß die Blende 52 so genau wie möglich auf der Höhe liegt, in der sich das Bild der von dem Hologramm projizieren Lichtspuren bildet. Wenn eine Abtastblende mit einem Loch von 2 ti Durchmesser verwendet wird, darf der Abstand zwischen der Bildebene und der Blendebene 1 oder 2 α nicht überschreiten. Da eine solche Präzision in der Praxis kaum möglich ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Abtastvorrichtung durch eine HöhenregelanOrdnung für die Blende 32 zu vervollständigen.

Pig.10 zeigt das Schema einer solchen Regeknordnung. Sie enthält zwei piezoelektrische Träger 60 , die das Drehkreuz 42 mit einer beweglichen Blende 52 verbinden, die drei Löcher 61, 62, 63 enthält, die verschiedene Höhen einnehmeη.Die Löcher 61, 62, 63 sind jeweils mit einem photoelektrischen Wandler 64, 65 bzw. 66 gekoppelt. Eine Austrittslinse 67 in dem Arn des Drehkreuzes 42 bildet auf der Blende 52 ein Bild des von de» Hologramm 5 oberhalb der Platte 1 projizierten Leuchtbildes HK. Das Bild. HK stellt eine der zuvor beschriebenen Leuchtspuren dar; es besteht aus Abschnitten HI, IJ, JK, die aufeinanderfolgenden Zeilen eines Pernsehrasters entsprechen.

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" ¹⁵ " 2Q62772

Die Punkte IJ und K können sich also an den Stellen befinden, die von den Synchronisierimpulsen zwischen den Fernsehzeilen eingenommen werden. Die Löcher 61, 62 und 65 sind eo angeordnet, daß sie gleichzeitig die von den Punkten I, J, K stammenden Lichtamplituden empfangen.Wenn die Löcher auf der gleichen Höhe lägen, würde man an den Ausgängen der Wandler 64, 65 und 66 Zeilensynchronisierimpulse gleicher Amplitude empfangen. In Wirklichkeit liegt das Loch 61 tiefer als das Bild des Punktes K, und das Loch liegt höher als das Bild des Punktes I, so daß nur das Loch 62 in der Lage ist, das vom Punkt J stammende Lichtmaxinium zu übertragen. Die Wandler 64, 65, 66 sind jeweils mit einem Videoverstärker 67, 68 bzw. 69 verbunden, der mit geeigneten Filtereinrichtungen ausgestattet ist. Diese Verstärker liefern Spannungen, die den von den Synchronisierimpulsen definierten Bezugapegeln proportional sind. Diese Spannungen werden Subtrahierschaltungen 70 und 71 zugeführt, damit zwei Zwischenspannungen erhalten werden, die mit Hilfe einer Spannungsvergleichsschaltung 72 verglichen werden. Die Spannungsvergleichsschaltung 72 liefert ein Fehlersignal, dessen algebraischer Wert nach Amplitude und Vorzeichen von der Höhenlage der Blende 52 a bhängtJDies· Fehler spannung wirkt auf die Stäbe 60 so ein, daß das Loch 62 auf der Höhe des Bildes der Spur HK gehalten wird. Dank dieser Höhenregelung ergibt das von dem Wandler gelieferte elektrische Signal ein klares und stabiles Bild auf dem Bildschirm des Fernsehempfängers; dieses Signal kann dem Empfänger über einer Videoverstärker 73 zugeführt werden, der den Videoverstärker des Empfängers steuert.Ein auf die Tonträgerfrequenz abgestimmter Verstärker 74, der mit einem Demodulator ausgestattet ist, ermöglicht die Aussteuerung des Niederfrequenzverstärkers des Empfängers.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, einen von dem Videoverstärker 73 gesteuerten Modulator and eine

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das .tonträgerfrequents Tonsignal empfangende Mischstufe zu verwenden, damit durch Mischen ein Fernsehsignal erhalten wird, das direkt den Antennen klemmeη des Fernsehempfängers zugeführt werden kann.Andererseits ist das beschriebene System natürlich in keiner Weise auf das Aufzeichnen und Abtasten eines Schwarz-Weiß-Fernsehprogramms beschränkt. Im Fall eines Farbfernsehprogramma wird das Farbsignal von einem Farbträger getragen, der zugleich mit dem Leuchtdichtesignal und dem Tonsignal aufgezeichnet und abgetastet werden kann.

Pateηta nsprüche

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Claims (21)

1. eooo Mönch«» 6o. 29.März 1971

   Erisbtrgerstraist 19

   Ä ■

   x 20 62 772.9
   ThOBiso n-C SF...

   Unser Zeichen: T 961

   Patentansprüche

   /i Δ Holographisches System zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Fernsehsignalen, die aufeinanderfolgenden Fernselirastern entsprechen, mit Einrichtungen zum Erzeligen und Abtasten eines Informationsträgers, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger wenigstens eine bedruckte oder geprägte Fläche aufweist, die mehrere Reihen von Hologrammen trägt, die unter der Wirkung einer von dieser Fläche empfangenen monochromatischen Beleuchtung ein über der Fläche liegendes festes Bild erzeugen, das ein Gitter aus in gleichen Abständen liegenden Leuchtspuren aufweist, von denen jede eine eindimensionale Verteilung von Lichtamplituden bildet, die eines der Fernsehraster darstellt.
2. 2. Holographisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung des Informationsträgers durch ein paralleles Licbtbündel erzeugt wird.
3. 3. Holographisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Spuren dee Informationsträger aus fortlaufend aneinandergefügten Abschnitten besteht, von denen jeder die einer Abtastzeile des Fernsehrasters entsprechende Information enthält.

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4. 4. Holographisches System nach Anspruch 3_t dadurch gekennzeichnet, daß= jedes der Hologramme in der Lage ist, ein Teilbild zu projizieren, das mehrere Reihen vom aneinandergefügten Abschnitten enthält, die zu mehreren aufeinanderfolgenden Spuren gehören.
5. 5. Holographisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, iaäinorch gekennzeichnet, daß. der Informationsträger aus eräeüi lichtdurchlässigen thermoplastischen Material gebildet ist, und daß die Fläche eine reliefartige Prägung trägt, welche die Hologramme bildet·
6. 6. Holographisches System nach einem der Ansprüche. 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger.; durch eine lichtdurchlässige Platte gebildet ist, die mit einer die Hologramme enthaltenden, photographischenLEnulsion überzogen ist.
7. 7. Holographisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadiurch gekennzeichnet, daß die Leucbtspuren des Informationsträgers über der Fläche ie wesentlichen Kreisbögen mit gleichem Radius beschreiben.
8. 8. Holographisches System nach Anspruch 7, dadurch, ■ gekennzeichnet, daß die Kreisbögen eine Länge haben, die einem Bruchteil der Länge des Kreisamf angs entspricht·

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9. 9. Holographisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem Informationsträger gespeicherte Fernsehsignal ein vollständiges Videosignal euthält, dem eine Unterträgerschwingung überlagert ist, flie mit einem Niederfrequenz-Tonsignal moduliert ist.
10. 10. Holographisches System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gespeicherte Fernsehsignal ferner ein Farbsignal enthält.
11. 11. Holographisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeuguug des Informationsträgers eine elektro-optische Einrichtung vorgesehen ist, die optisch auf einer Anzahl von photographisches gwisehenträgern ein Gitter von Spuren aufzeichnet, die Ende an Ende aneinandergefügt einen vergrößerten Abschnitt des Bildes bilden, wobei jede Spur des Bildabschnitts eine Lichtdurchlässigfceitsverteilung aufweist, die der in einen der Fernsehraster enthaltenen Information entspricht, daß eine holographische Aufzeichnungsvorrichtung vorgesehen ist, mit welcher Hologramme, welche die auf den Zwischenträgern aufgezeichneten Sparcngittcr darstellen, auf einsr als Matrize dienenden photographischen Emulsion aufzeichnen, und daß eine holographische Eeproduktions einrichtung vorgesehen ist, welche die auf der Matrize gespeicherte holographische Information auf einen den optischen Informationsträger bildenden Träger überträgt.
12. 12. Holographisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektro-optische Aufζeichnungseinrichtung eine Anordnung zum Rultiplexieren der von dem Magaetaufzeichnungsgerät gelieferten Ton- und Bildsignale enthält, cowie eine Trennaαorönung zur Auswahl eines Abschnitts des von der Multiplexieranordnung gelieferten Signals im Takt der Vcrnsehtei!raster, eine

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    elektro-optische Modulationsanordnung, welche auf einen der Zwischenträger eine Lichtspur projizieren kann, derenHelligkeit sich in Abhängigkeit von dem Abschnitt des multiplexierten Signals ändert, und eine mechanische Vorrichtung zum Verschieben des Zwischenträgers senkrecht zu der Spur synchron mit dem Takt des Fernsehrasters.
13. 13. Holographisches System nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die holographische Aufzeichnungenrichtung Verschiebe-und Dreheinrichtungen zum Bewegen der Matrize in ihrer Ebene enthält, sowie eine erste optische Einrichtung, die das Bild der Zwischenträger über der Matrize erzeugt, eine zweite optische Einrichtung zur Bildung eines parallelen Lichtbündels, das auf der Matrize in der von der ersten optischen Einrichtung beleuchteten Zone auftrifft, und eine Quelle kohärenten monochromatischen Lichts zum Beleuchten der Zwischenträger und zur Lieferung der Lichtenergie des parallelen Bündels.
14. 14. Holographisches System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Reproüuktions einrichtung eine Anordnung enthält, die das in der photographischen Emulsion gebildete latente Bild in ein Relief umwandelt, welches eino holographische Prägung bildet, und daß eine Preßvorrichtung vorgesehen ist, welche die Prägung zum Drucken der Phasenhologramme auf den Träger überträgt.
15. 15. Holographisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß. zum Abtasten des Informationsträgers eine Einrichtung zum Aussenden einer monochromatischen Lichtstrahlung vorgesehen iat, die wenigstens auf einen Abschnitt der bedruckten oder geprägten Fläche dos Trägers gerichtet iat, sowie photoeloktrische Einrichtungen,

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    die so angeordnet sind, daß sie über Lochblenden einen Teil der von dem beleuchteten Abschnitt der Fläche gebeugten Lichtenergie empfangen, ein mechanischer Drehantrieb, welcher die Blende auf einer teilweise über der Fläche liegenden Kreisbahn mit konstanter Drehzahl bewegt, und eine mechanische Verschiebevorrichtung, welche den Träger synchron mit der Bewegung der Blende mit konstanter Geschwindigkeit verschiebt.
16. 16. Holographisches System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Drehantrieb ein über dem Träger liegendes rotierendes Drehkreuz enthält, das mehrere Arme aufweist, deren Enden auf einem Kreis in gleichen Abständen voneinander und in gleichem Abstand von dem Träger liegen, daß die mechanische Verschiebeeinrichtung einen beweglichen Schlitten enthält, der den Träger trägt und parallel zu der Ebene das Kreises verschoben wird, daß die das monochromatische Licht aussendende Einrichtung und die photoelektrischen Einrichtungen optisch mit den Enden der Drehkreuzarme derart gekoppelt sind, daß der beleuchtete Flächenabschnitt jeweils vertikal unter dem Ende des über dem Träger befindlichen Arms liegt, utid daß die Blenden derart an den Enden der Drehkreuzarme angebracht sind, daß sie nacheinander den von dem Träger projizierten Lichtspuren folgen.
17. 17. Holographisches System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehkreuz
    zueinander stehende Arme aufweist.

    gekennzeichnet, daß das Drehkreuz vier im Winkel von
18. 18. Holographisches System nach einem der Ansprüche 15 bis 17» dadurch gekennzeichnet ,daß eine elektro-optische Hb'henregelanordnung vorgesehen ist, die bewirkt, daß die Löcher der Blenden in der Ebene gehalten werden, in der sich das von dem .beleuchteten Abschnitt der Fläche projiziert'-BiId bildet.

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19. 19. Holographisches System nach einem der Ansprüche 15

    bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlung beim Auftreffen auf die Fläche ein paralleles Lichtbündel ist.
20. 20. Holographisches System nach einem der Ansprüche 15

    bis 19,- dadurch gekennzeichnet, daß die das monochromatische Licht aussendende Einrichtung eine Infrarotlichtquelle enthält, und daß die photoelektrischen Einrichtungen aus Photozellen bestehen, die für das von der Quelle abgegebene Infrarotlicht empfindlich sind.
21. 21. Holographisches System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle eine elektrolumineszinrende Diode ist, und daß die Photozelle eine photo leitende Diode ist.

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