DE2116333A1 - System zur Wiedergabe von Signalen - Google Patents

System zur Wiedergabe von Signalen

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DE2116333A1
DE2116333A1 DE19712116333 DE2116333A DE2116333A1 DE 2116333 A1 DE2116333 A1 DE 2116333A1 DE 19712116333 DE19712116333 DE 19712116333 DE 2116333 A DE2116333 A DE 2116333A DE 2116333 A1 DE2116333 A1 DE 2116333A1
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carrier
scanner
scanning
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DE19712116333
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English (en)
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Manfred Dipl.-Ing. 1000 Berlin Wiechmann
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • GPHYSICS
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • GPHYSICS
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B9/00Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
    • G11B9/06Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using record carriers having variable electrical capacitance; Record carriers therefor

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

  • System zur Wiedergabe von Signalen Die Erfindung betrifft ein System zur Wiedergabe von Signalen, mit einem Träger, auf dem die Signale reliefartig als Struktur von Oberflächenteilen gespeichert sind, mit einem Abtaster, der mit einem Wiedergabewandler ausgerüstes it und der aufgrund seiner Gestaltung bei der Abtastung mit seiner Abtastfläche nur über Strecken in Längsrichtung der Aufzeichnungsspur den Kontakt mit der Trägeroberfläche verliert, die kleiner sind als die Wellenlänge der höchsten aufgezeichneten Frequenz, wobei die Abtastfläche in Richtung der von den Strukturelementen auf die Abtastfläche ausgeübten Ieaktionskräfte im wesentlichen lagenstarr bleibt.
  • Ein nicht System ist unter dem Stichwort Dichtspeichertechnik" bekannt geworden. Es ist zur Speicherung breitbandiger Signale, beispielsweise von Videosignalen oder von Signalgemischen, welche die Signale mehrerer Nachrichtenkanäle enthalten, geeignet. Bei dem bekannten System wird eine sogenannte Druckabtastung angewendet: Der abtastende Diamant wird nicht - wie bisher üblich - durch die Rillenauslenkung bewegt, sondern empfängt in starrer Lage von den sich elastisch verformengen Strukturelementen in der Spur des Aufzeichnungsträgers Druckimpulse im Rhytmus der gespeicherten Signale. Der Druckwandler setzt die Druckimpulse in elektrische Signale uo Wesentlich fiir die Wirkungsweise ist, daß die Abtastkufe unsymmetrisch ausgebildet ist. Auf der einen Seite (auflaufende Kufe) besitzt sie eine sanfte Verrundung und auf der anderen eine scharfe Kante. Dadurch kann der Abtaster mit seiner kufenförmigen Abtastfläche über die Rillenmodulation hinweggleiten, ohne sie zu zerstören. Während der Abtastung ist der Abtaster mit einer zeitlich konstanten Kraft belastet, der eine Wechselkomponente überlagert ist. Diese entspricht dem aufgezeichneten Signal.
  • Sie kommt durch die scharfe Kante auf der Rückseite der Abtasterkufe zustande. Die zusammengedrückten Strukturelemente in der Spur werden jeweils schlagartig entlastet, wenn sie unter der scharfen Abtasterkante hinweggleiten.
  • Die plötzliche Entlastung wird vom Abtaster registriert und vom Druckwandler in ein elektrisches Signal umgewandelt. Von der Abtastfläche zum eigentlichen Druckwandler breitet sich eine Ultraschallwelle, moduliert im Rhytmus der abgetasteten Signale, aus. Um eine einwandfreie Signalumwandlung zu bekommen, dürfen bei der Ausbreitung der Ultraschallwelle in dem Körper zwischen Abtastfläche und Druckwandler keine stehenden Wellen entstehen. Die Vermeidung solcher stehender Wellen erfordert die einhaltung bestimmter mechanischer Abmessungen und usserste Präzision bei der Herstellung des Abtasters. Dies zu vermeiden ist Aufgabe der Erfindung.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem anfangs genannten System erfindungsgemäß darin, daß sich bei der Bewegung des Abtasters längs der Aufzeichnungspur die Summe der Flächen derjenigen Flächenelemente der Abtastfläche, die in Berührung mit Strukturelementen des Trägers stehen, entsprechend dem zeitlichen Verlauf der gespeicherten Signale ändert, und der Wiedergabewandler zur Messung und Umwandlung der sich ändernden Summe der genannten Flächenelemente oder zumindest eines sich ändernden Anteils dieser Summe in elektrische Signale geeignet ist.
  • Bei einem solchen System treten mechanische Resonanzen nicht mehr in Erscheinung. Die genannte Messung und Umwandlung kann entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung mittels eines bzw. einer die Träger- oder Abtasteroberfläche durchsetzenden und die Abtastfläche des Abtasters bevorzugt an den genannten Flächenelementen durchquerenden oder dort endenden, beginnenden oder reflektieren elekttrischen oder magnitischen Feldes, elektrischen Strömungsieldes bzw. einer elektro-magnetischen Nelle erfolgen. Dazu könen Triger und/oder Abdster zunindest an ihrer Gberfliche eine größere relative Dielektrizitstkonstante, relative Permeabilität bzw. elekttrische Leitfähligkeit aufweisen als luft. Bei der Messung der Summe der Berahrungsfl chenelemente mittels eines elektrischen Feldes kann die Oberflächenschicht des Abstasters oder des Trägers elektrisch nichtleitend sein und an eine elektrisch leitende Schicht angrenzen.
  • In jedem Falle ist die Stärke des Feldes oder Strömungsfeldes oder der elektiromagnetischen Welle abhängig von der jeweils vorhandenen Größe der Summe der Berährungsflächenelemente, die sich beim Gleiten der Abstastfläche über die Strukturelemente in der Aufzeichungsspur ergeben.
  • Bei Verwendung einer elektro-magnetischen Welle, z.fl. von licht, können nur die Anteile, die an den genannten Ki-';chenelernenten gerichtet reflektriert werden, zur Messung und Umwandlung herangezogen werden, während bei einer anderen Audfürungsform diejenigen Anteile einer elektro-magnetischen Welle zur Messung und Umwandlung benutzt werden, die an der Abstastfläche zwischen den genannten Flächenelementen gerichtet reflekt@iert werden. Ebenso wie bei Verwendung eines elektrischen oder tnagnetischen Feldes oder eines elektrischen Strömungsfeldes können aber auch bei Verwendung einer elektro-magnetischen Welle diejenigen Anteile derselben zur Messung und Umwandlung herangezogen werden, die durch die genannten Flächenelemente und den Träger hindurchtreten.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Trager f;ir das erfindungsgemäße System. Dabei geht sie aus von einem Träger mit derartigem Trägermaterial und derartiger Struktur, daß bei der Abtastung durch einen gleichzeitig auf mehreren, innerhalb der Aufzeichnungsspur benachbarten, gleichartigen Strukturelementen aufliegenden Abaster, solche Flächenteile der Strukturelemente mit der Abtastfläche des Abtasters in Berührung gelangen, deren Größe oder Abstand voneinander mit den gespeicherten Signalen in einem Zusammenhang stehen, wobei die bei der Abtastung bewirkte Fornänderung der verformbaren Strukturteile wesentlich größer ist als die korrespondierende, auf der Reaktionskraft der verformten Strukturteile beruheide. Tagenänderung der Abtastfläche des Abtasters. Gekennzeichnet ist der erfindungsgemiße Abtaster durch die Kombination folgender Merkmale: a) das Trägermaterial ist derart gewhlt, und die Struktur derart gestaltet, daß bei der Abtastung keine völlige Einebnung der Strukturelemente unter der Abtastf];iche erfolgt; b) wenigstens die Oberflichenschicht des Trägers weist gegeniber Luft eine erhebliche größere relative Dielektrizitätskonstante, Permeabilität, elektrische Leitfähigkeit oder einen erheblich größeren Brechungsindex oder gute Reflexionseigenschaften auf oder der Träger ist fiir elektro-magnetische Wellen durchlässig.
  • Ein derart ausgebildeter Träger gestattet die Messung der Beriihrungsflächenelemente bei der Abtastung mit Hilfe eines elektrischen, magnetischen oder Ströinungs-Feldes oder mittels elektromagnetischer Wellen.
  • Weiterhin kann das Trägermaterial in an sich bekannter Weise so gewählt und die Struktur so gestaltet sein, daß die Formänderungen bei der vorgesehenen Abtastgeschwindigkeit im wesentlichen innerhalb des elastischen Bereiches des Trägermaterials stattfinden.
  • Die Struktur kann aus voneinander durch Zwischenräume getrennten Erhebungen der Trägeroberfläche bestehen, deren in Richtung senkrecht zur Trägeroberfläche gemessene Höhen oder in Richtung der Aufzeichnungsspur gemessene längen oder Abstände voneinander oder quer zu dieser Richtung gemessene Breiten längs der Aufzeichnungsspur entsprechend den gespeicherten Signalen verändert sind. Die Struktur kann aber auch in an sich bekannter Weise in einer längs der Aufzeichnungsspur entsprechend den gespeicherten Signalen veränderten Breite eines durchgehend in Richtung der Aufzeichnungsspur verlaufenden Steges bestehen.
  • .Schließlich kann die Struktur auch aus durch Zwischenräume voneinander getrennten oder durch Stege miteinander verbundenen, im weg-entlichen parallel zur Trägeroberfläche abgeflachten Erhebungen bestehen mit entsprechend den gespeicherten Signalen veränderter Breite, länge oder Abständen voneinander, wobei das Trägermaterial so gewählt und die Struktur so gestaltet ist, daß bei der Abtastung mit einem gewählten Abtaster keine völlige Einebnung der,Strukturelemente unter der Abtastfläche erfolgt.
  • Bei allen bisher erwähnten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Trägers können die Signale in an sich bekannter Weise die Form einer modulierten, z.B. frequenzmodulierten Trägerschwingung haben.
  • Für die Abtastung mit einem elektrischen oder magnetischen Feld oder mit einem elektrischen Strömungsfeld ist ein Träger geeignet, der oder dessen Oberflächenschicht eine größere relative Dielektrizitätskonstante bzw. relative Permeabilität bzw. elektrische I.eitfähigkeit als Luft aufweist.
  • Für die Abtastung mit einer elektro-magnetischen Welle, z.B. mit Licht ist ein Träger geeignet, der je nachdem ob die elektro-magnetische Welle durch ihn hindurchtreten soll oder an seiner Oberfläche reflektiert werden soll, für die elektro-magnetische Welle durchlässig ist bzw. dessen Oberfläche gut reflektiert.
  • Nicht zuletzt bezieht sich die Erfindung auch auf einen Abtaster, der insofern Ähnlichkeiten mit einem Abtaster zur Signalwiedergabe nach dem Prinzip der Dichtspeichertechnik aufweist, als er keine senkrecht zur Richtung der Aufzeichhungsspur verlaufende Symmetrieebene oder -achse aufweist und derart aufgebaut und gehalten ist, daß seine Abtastfläche bei der Abtastung im wesentlichen lagenstarr ist, und als seine Abtastfläche an einem Abtastelement aus verschleißfestem Material so ausgebildet ist, daß sie in Richtung der Aufzeichnungsspur über eine Strecke, die größer ist als der größte Abstand zwischen gleichartigen, benachbarten Strukturelementen, auf dem Träger aufliegt.
  • Gemäß der Erfindung ist ein solcher Abtaster durch derartige Ausbildung gekennzeichnet, daß er bei der Abtastung nicht in der Lage ist, die Strukturelemente des Trägers an der Auflagestelle auch nur vorübergehend völlig einzuebnen.
  • In an sich bekannter Weise kann die Abtastfläche des Abtasters in einem in Richtung der Aufzeichnungsspur und senkrecht zur Trägeroberfläche geführten ebenen Schnitt einte Begrenzungskurve bilden, die an der auflaufenden und der ablaufenden Flanke verschieden steil verläuft. Vorzugsweise soll die Begrenzungskurve an der ablaufenden Flanke steiler als an der auflaufenden Flanke verlaufen. Es kann sich auch die Breite der Abtastfläche - senkrecht zur Aufzeichnungsspur und parallel zur Trägeroberfläche gemessen - an der auflaufenden und der ablaufenden Flanke mit verschieden starkem Änderungsmaß verringern.
  • Zur Abtastung mit Hilfe eines elektrischen Feldes kann das Abtastelement des Abtasters eine Elektrode eines Kondensators sein, dessen Feldlinien die Träger- und/oder Abtasteroberfläche durchsetzen. Zur Abtastung mit Hilfe eines magnetischen Feldes kann das Abtastelement Magnetpol in einem Magnetkreis sein, deesen Feldlinien den Träger durchsetzen. Zur Abstastung des Träger mit Hilfe einer elektro-magnetischen Welle, die in den Träger eintritt und reflektiert wird, noch bevor sie in den Abtaster gelangen kann, kann dieser undurchsie fiir diese elektro-magnetische Welle sein. Zur Abtastung mit Hilfe einer elektro-magnetischen Welle, die sich im Abtastelement ausbreitet und entweder an der Abtastfläche reflektiert wird oder durch diese hindurchtritt, kann der Abtaster durchlässig für die elektro-magneitsche Welle sein.
  • Anhand der Zeichnungen werden Ausfiihrungsbeispiele beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt das Grundprinzip der Erfindung und gleichzeitig ein geeignetes AUsführungsbeispiel für die Abtastung mit hilfe eines elektrischen oder magnetischen Feldes oder eines elektrischen Strömungsfeldes.
  • Die Fig. la bis lc dienen zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen mit Abtastungunter Zuhilfenahme eines elektrischen Feldes oder Strömungsfeldes.
  • Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine elektro-magnetische Welle durch den Träger hindurchtritt und teilweise in den Abtaster gelangt.
  • Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel mit einer teilweise an der Abtastfläche reflektfierten elektro-magnetischen Welle dar.
  • Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch Fig. 3 entlang der linie 4-4.
  • In Fig. 5 ist ein Ausfiihrungsbeispiel dargestellt, bei dem die Abtastung mit einem Abtaster nach Fig. 4 erfolgt und eine etromagnetische Welle an den Berührungselementen zwischen Abtaster und Träger reflektiert wird.
  • In Fig. 6 ist ein Ausftihrungsbeispiel gezeigt, bei dem eine elektroiantische Welle im Abtaster auf dessen Abtastfliche zuluft, und teilweise an dieser reflekttert wird bzw. durch diese hindurchtritt.
  • Fig. 7 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Trägers, während andere Ausfiihrungsbeispiele hierfür bereits in den anderen Figuren, beispielsweise Fig. 1 und 3 enthalten sind.
  • In Fig. 1 gleitet auf den Erhebungen in der Aufzeichnungsspur eines Trägers 1 ein gegenüber diesem leicht geneigter Abtaster 2. Durch die Auflagekräfte werden die als Erhebungen ausgebildeten Strukturelemente mehr oder weniger elastisch verformt, ohne jedoch völlig eingeebnet zu werden. Es entstehen auf diese Weise Flächenelemente Fl, F2, F3 der Abtastfläche, die in Berührung mit Strukturelementen des Trägers stehen und daher auch als Beríihrungsflächenelemente bezeichnet werden können. Während sich der Träger l nach links in Pfeilrichtung unter dem stillstehenden Abtaster 2 hindurchbewegt, vergrößern sich die Flachenelemente F2 und F3 und es entstehen rechts daneben weitere derartige Flichenelemente; die Summe der Flächen dieser Flächenelemente wird stetig zunehmen, wenn nicht an der linken, scharfen, ablau,fenden Kante es Abtasters 2 von Zeit zu Zeit schlagartig die eriihrung zwischen einem Strukturelement und dem Abtaster 2 aufhören w'rde.
  • Durch dieses sich ständig wiederholende Aufhören der Berührung zwischen einem Strukturelement und der Abtastfläche 20 entsteht ein Pulsieren der Flächensumme der Flächenelemente mit einer Frequenz, die derjenigen der gespeicherten Signale entspricht, wenn die Anordnung, Größe oder Form der Strukturelemente in einem Zusammenhang nit den gespeicherten Signalen steht.
  • Die den Signalinhalt enthaltende Fl ichenswnme der Flächenelemente F1 bis F3 la"ßt sich mit Hilfe eines Wiidergabewandlers messen und in elektrische Signale e ulnwandeln.
  • beispielsweise Dies kann/dadurch geschehen, daß ein elektrischer Strom vom Trager 1 über die Flächenelemente F1 bis F3 in den abtaster 9 fließt.
  • Dieser Strom wird entsprechend der Flächen summe der Flächenelemente moduliert und steht als elektrisches Signal zur Verfügung.
  • Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Abtaster 2 und die Unterlage 3 elektrisch leiten und Elektroden eines Kondensators bilden, dessen elektrische Feldlinien den Trigger 1 durchqueren.
  • Wenn dieser eine wesentlich größere relative Dielektrizitätskonstante als luft aufweist, tritt entsprechend der Fl ichensumine der Flächenelemente eine Modulation des elektrischen Feldes ein, woraus das erwjjnschte elektrische Signal abgeleitet werden kann.
  • Der Abtaster 2 und die Unterlage 3 können auch Magnetpole in einem magnetischen Kreis darstellen, wobei sich zwischen den Magnetpolen ein magnetisches Feld ausbildet, welches den Träger i durchsetzt.
  • Auch dieses magnetische Feld wird entsprechend den änderungen der Flächensumme der Fljchenelemente F1 bis F3 moduliert, wenn der Träger 1 eine gegenüber Luft erheblich größere relative Permeabilität aufweist. Die Änderungen dieses Magnetfeldes können wiederum zur Ableitung eines elektrischen Signales benutzt werden.
  • In den Fig. ia bis 1c sind Ausfi,hrungsbeispiele dargestellt, bei denen mit einem elektrischen Feld oder Strönungsfeld gearbeitet werden kann.
  • Bei Benutzung eines elektrischen Feldes zur fJmwandlung der nderungen der Flächensumme der Berührungsflächenelemente in elektrische Signale können die Kerne der Abtaster 15 und 211 elektrisch leitende Elektroden jeweils eines Kondensators sei 1 dessen andere Elektrode vom elektrisch leitenden Teil des Trägers ol, 22 bzw.
  • 2"' gebildet wird. Zwischen den Elektroden liegt eine nicht leitende Oberfl-'chenschicbt 16, 23 bzw. 23' mit großer relativer Dielek-trizit-it.skon.etante. Diese Oberflächenschicht gehört in Fig. 1a zum Abstaster 15 und in den Fig. 1b und 1c zum Träger 22 bzw. 22'. Die vom Träger 21 oder einem Teil desselben (22; 22') gebildete Elektrode kann kapazitiv von der elektrisch leitenden Tnterlage 3 gespeist werden.
  • Bei Benutzung eines elektrischen Strömungsfeldes muß zwar sowohl die Oberfläche des Abtasters als auch die des Trägers elektrisch leitend sein, danit über die Berührungsflächenelemente ein Strom fließen kann; aber es braucht nicht dFr ganze Träger elektrisch leitend zu sein. In Fig. la braucht für diesen Fall daher nur die Oberfl'chenschicht 16 des Abtasters und in den Fig. ib und 1c nur die Oberflächenschicht 23 bzw. 23' des Triggers 22 bzw. 22' elektrisch leitend zu sein.
  • Seibstverständlich ist eine Benutzung des Abtasters i5 in Verbindung mit den Träger 22 bzw. 22' möglich.
  • +) Von unten strahl licht durch den Träger 5 und gelangt bevorzugt an den Berührungsflächenelementen in den Abtaster 6. Um Reflektion und Brechungsverluste an den Berührungsflächenelementen weitgehend zu vermeiden, sollten die Brechungsindizes von Träger und Abstaster ungefähr gleich sein. Damit an den Begrenzungsflächen der Täler zwischen den Erhebungen auf dem Trager 5 möglichst viele der dort auftreffenden Lichtstrahlen totalreflektiert werden, sollte der Brechungsindex des Trägers 5 gegenüber demjenigen von Luft möglichst groß sein. Es ist ersichtlich, daß die in den taster 6 gelangende Lichtmenge üI'! @ngi g ist von der Fi ächensunne aller Berijhrungsfi ächen-+) In Fig. 2 erfolgt die Abtastung des durchsichtigen Trägers 5 mit Hilfe son Licht al elektromagnetischen Wellen. Der Abtaster 6 weist hier eine kufenförmige Abtastfläche 6c auf und ist durchsichtig.
  • elemente zwischen Abtaster und Träger, so daß aus dieser Lichtmenge mit bekannten Mitteln ein elektrisches Signal abgeleitet werden kann. In Fig. 3 und Fig. 4, die einen Schnitt entlang der Schnittlinie 4-4 in Fig. 3 darstellt, haben die Strukturelemente eine andere Form-als in den Figuren 1 und 2. Die Strukturelemente sind hier nämlich parallel zur Trägeroberfläche abgeflächte Erhebungen, wobei der Signalinhalt im Abstand der Erhebungen voneinander oder in deren Länge in Richtung der Aufzeichnungsspur liegen kann. Der Träger 7 bewegt sich wieder unter dem feststehenden Abtaster 8 hindurch. Die Breite der Abtastfläche, deren Form mit der Abtasterschnittfläche in Fig. 4 nahezu übereinstimmt, ist senkrecht zur Aufzeichnungsspur und parallel zur Trägeroberfläche gemessen an der auflaufenden und der ablaufenden Flanke mit verschieden starkem Anderungsmaß verringert. Während die Breite der Abtaster fläche links abrupt auf 0 abfällt, verringert sie sich rechts langsam und stetig. Die Abtastfläche weist also Schiffchenforin auf.
  • Sie ist im wesentlichen eben und hebt sich nur rechts an der auflaufenden Seite kufenformig vom Träger 7 ab. Auf diese Weise ist erreicht, daß die Flächensumme der Berfihrungsflchenelemente zwischen Abtaster und Träger durch stetiges Hinzukommen und Vergrößern der rechts unter den Abtaster laufenden Berührungsflächen elemente stetig zunehmen würde, wenn nicht durch das plötzliche Aufhören der Berührung zwischen jeweils einem Strukturelement und der Abtastfläche an der linken ablaufenden Kante ein Pulsieren der Flächensumme der Beriihrungsflächenelemente im Rhytmus der Signalfrequenz entstehen würde.
  • Die Strukturelemente des Trägers 7 brauchen nicht so weich zu sein wie diejenigen der Träger 1 bzw. 5 der Fig. 1 bzw. 2, weil zur Erzeugung meßbarer Beriihrungflächenelemente nicht so große Formänderungen der Strukturelemente des Trägers erforderlich sind; denn diese sind bereits in geeigneter Weise vorgeformt.
  • Zur Messung der gerade mit dem Abtaster in Berührung stehenden Flächenelemente des Trägers dient in Fig. 3 im Abtaster 8 verlaufendes Licht, welches an der Abtastfläche dort reflektiert wird, wo diese Strukturelemente berührt. Die reflektierte Lichtmenge ist also abhängig von der Flächensumme der Berührungsflächen elemente und kann durch bekannte Mittel in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Der Träger 7 sollte undurchsichtig sein, die abgeflachten Erhebungen sollten gut reflektieren und der Brechungs index des durchsichtigen Abtasters 8 sollte nicht zu groß sein, damit das Licht zwischen den Erhebungen in der Aufzeichnungsspur des Trägers 7 ohne Reflexion aus dem Abtaster 8 austreten kann.
  • Es wird dann vom Aufzeichnungsträger teils diffus reflektiert und teils absorbiert.
  • In Fig. 5 ist der Abtaster 8' von ähnlicher Form wie in den Fig. 3 und 4 aber undurchsichtig. Dafür ist der Träger 9 durchsichtig.
  • Licht wird an den Berührungsflächenelementen gerichtet (Strahlenbündel A) refleiktier während es jeweils zwischen den Berührungsflächenelernenten ungerichtet, d.h. in alle möglichen Richtungen ref: +) diese Weise ist das gerichtet reflektierte Licht ein Maß für die Summe der Berührungsflächenelemente und kann in ein elektrisches Signal umgewandelt werden.
  • Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Fig. 6, wo der Abtaster lo und der Träger 11 durchsichtig sind. Bei da haben vorzugsweise gleiche Brechungsindices, so daß Licht vom Abtaster durch die Berührung flächenelemente fast ungebrochen in den Träger 11 gelangt.
  • Die aus dem Träger austretende Lichtmenge ist ein Maß fiir die Flächensumme der Berührungsflächenelemente und kann in ein Signal umgewandelt werden.
  • +) (Dt. StrahlenbUndei A und B sind Teile eines ganzen, nicht sollgtindig dargestellten BtrehlenbUndels).
  • Auch das zwischen den Berührungsflächenelementen gerichtet reflektierte Licht ist implizit ein Maß für die Flächensumme der Berührungselemente und kann ebenfalls in ein elektrisches Signal umgewandelt werden.
  • Fig. 7 schließlich zeigt einen Abtaster 12 und einen Ausschnitt aus einem Träger 13 in perspektivischer Darstellung. Der Träger -13 weist einen Steg 14 auf, dessen Breite sich entsprechend einem gespeicherten Signal ändert. Der Träger bewegt sich unter dem feststehenden Abtaster in Pfeilrichtung. Der Abtaster 12 hat im wesentlichen die Form eines halbierten Abtasters 8 nach Fig. 4, so daß die Flächensumme der sich unter der punktiert dargestellten Abtastfläche befindlichen Bérührungsflächenelernente kennzeichnend ist fiir das an der ablaufenden Kante des Abtasters 12 vorhandene und im Steg 14 gespeicherte Signal.

Claims (21)

  1. Patentansprüche
  2. System zur Wiedergabe von Signalen, mit einem Träger, auf dem die Signale reliefartig als Struktur von Oberflächenteilen gespeichert sind, mit einem Abtaster, der mit einem Wiedergabe wandler ausgeriistet ist und der aufgrund seiner Gestaltung bei der Abtastung mit seiner Abtastfläche nur über Strecken in längs richtung der Aufzeichnungsspur den Kontakt mit der Trägeroberfläche verliert, die kleiner sind als die Wellenlänge der höchsten aufgezeichneten Frequenz, wobei die Abtastfläche in Richtung der von den Strukturelementen auf die Abtastfläche ausgeübten Reaktionskräfte im wesentlichen lagenstarr bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei der Bewegung des .Abtasters (2 6; 8; 8; 10; 12; 15; 24) längs der Aufzeichnungsspur die Summe der Flächen derjenigen Flächenelemente (Fi, F2, F3),der Abtastfläche (20; 60), die in Berührung mit Strukturelementen des Trägers (1; 5; 7; 9; 11; 13; 21; 22; 22') stehen, entsprechend dem zeitlichen Verlauf der gespeicherten Signale ändert, und der Wiedergabewandler zur Messung und Umwandlung der sich ändernden Summe der genannten Flächenelemente (Fl, F2, F3) oder zumindest eines sich ändernden Anteils dieser Summe in elektrische Signale geeignet ist 2) System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Messung und Umwandlung mittels eines bzw. einer die Träger- oder Abtastoberfläche durchsetzenden und die Abtastfläche (20; 60) des Abtasters bevorzugt an den genannten Flächenelementen (Fl, F2, F3) durchquerenden oder dort endenden, beginnenden oder reflektierten elektrischen oder magnetischen Feldes, elektrischen Strämungsfeldes bzw. elektro-magnetischen Welle erfolgt.
  3. 3) System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Trizer (1) und/oder Abstaster (2) zumindest an ihrer nberfliche eine größere relative Dielektrizitü'tskonstante, relative Permeabilität bzw.
    elektrische Leitfähigkeit aufweisen als Luft.
  4. 4) System nach Anspruch 2 mit Messung der Summe der Berührungs flächenelemente (F1, F2, F3) mittels eines elektrischen Feldes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberflächenschicht (16; 23; 23') des Abtasters (15) oder des Trägers (22; 22') elektrisch nicht leitend ist und an eine elektrisch leitende Schicht angrenzt.
  5. 5) System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Anteile einer elektro-magnetischen Welle, die an den genannten Flächenelementen gerichtet reflektriert werden, zur Messung und Umwandlung herangezogen werden (Fig. 3; Fig. 5; Fig. G).
  6. 6) System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Anteile einer elektro-magnetischen Welle zur Messung und Umwand lung herangezogen werden, die an der Abtastfläche zwischen den genannten Flichenelementen gerichtet reflektriert werden (Fig. 6).
  7. 7) System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Anteile einer elektro-magnetischen We]le zur Messung und Umwandlung herangezogen werden die durch die genannten Flächenelemente und den Träger hindurchtreten (Fig. o; Fig. S).
  8. 3) Träger fir ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit derartige Trgermaterial und derartiger Struktur, daß bei der Abtastung durch einen gleichzeitig auf inellreren, innerhalb der Xufzeichnungsspur benachbarten, gleichartigen Strukturelementen aufliegenden Abtaster solche Flichenteile tier Strukturelemente mit der Abtastfliche des Abtasters in Berührung gelangen, deren Größe oder Abstand voninander mit den gespeicherten Signalen in einem Zusammenhang stehen und daß die bei der Abtastung bewirkte Foreånderung der verformbaren Strukturteile wesentlich größer ist als die korrespondierende, auf der Reaktionskraft der verformten Strukturteile beruhende Lagenänderung der Abtastfläche des Abtasters, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) das Trägermaterial ist derart gewillt und die Struktur derart gestaltet, daß bei der Abtastung keine völlige Einebnung der Strukturelemente unter der Abtastfläche erfolgt; b) wenigstens die Oberflächenschicht des Trägers weist gegenüber Luft eine erheblich größere relative Dielektrizitätskonstante (Fig. 1; Fig. la; Fig. lb, Fig lc), Permeabilitit (Fig. 1), elektrische Leitfägkeit (Fig. 1; Fig. la; Fig. Ib; Fig. lc) oder einen erheblich gröberen Brechungsindex (Fig. 2; Fig. 6) oder gute Reflexionseigenschaften (Fig. 3) auf oder der Träger ist fiir elektromagnetische Wellen durchlässig (Fig. 2; Fig. 5; Fig. 6).
  9. 9) Träger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragermaterial in an sich bekannter Weise so gewählt und die Struktur so gestaltet istt daß die Formänderungen bei der vorgesehenen Abtaster geschwindigkeit im wesentlichen innerhalb des ealstischen Bereiches des Trägermateriales stattfinden.
  10. lo) Träger nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur aus voneinander durch Zwischenräume getrennten Zrhel bungen der Trägeriberfläche besteht, deren in Richtung senkrecht zur Trägeroberfläche gemessene Höhen oder in Richtung der Aufseich nungsspur gemessene Längen oder Abstände voneinander oder quer zu dieser Richtung gemessene Breiten längs der Aufzeichnungsspur entsprechend den gespeicherten Signalen verändert sind.
  11. 11) Träger nach Anspruch 9 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Struktur in einer längs der Aufzeich nungsspur entsprechend den gespeicherten Signalen verönderten Breite eines durchgehend in Richtung der Aufzeichnungsspur verlaufenden Steges besteht.
  12. 12) Träger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur aus durch Zwischenraume voneinander getrennten oder durch Stege -miteinander verbundenen, im wesentlichen parallel zur Trageroberfläche abgeflachten Erhebungen besteht, mit entsnrechend den gespeicherten Signalen veränderlicher Breite, Ringe oder Abständen voneinander, wobei das Trägermaterial so gelfqhlt und die Struktur so gestaltet ist, daß bei der Abtastung mit einem gewnhlten -btaster keine völlige Einebnung der Strukturelemente unter der Ab tastfläche erfolgt (Fig. 3; Fig. 4; Fig. 5; Fig. 7).
  13. 13) Träger nach einem der Anspriiche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Signale die Form einer modulierten, z.B. frequenzmodulierten Trägerschwingung haben.
  14. 14) Abtaster ohne senkrecht zur Längsrichtung der Aufzeichnungsspur verlaufende Symmetrieebene oder -ächse, welcher derart aufgebaut oder gehalten ist, daß seine Abtastfläche bei der Abtastung im wesentlichen lagenstarr ist, und dessen Abtastfläche an einem Abtastelehent aus verschleißfestem Material so ausgebildet ist, daß sie in Längsrichtung der Aufzeichnungsspur iiber eine Strecke, die größer ist als der größte Abstand zwischen gleichartigen, benachbarten Strukturelementen, auf dem Triger aufliegt, fiir ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch derartige Ausbildung, daß der Abtaster (2; 6; 8; 8'; 10; 12; 15; 24) bei der Abtastung nicht in der Lage ist, die Struktur elemente des Trägers (j; 5; 7; 9; 11; 13; 21; 22; 22') an der Auflagestelle auch nur vorübergehend völlig einzuebnen.
  15. 15) Abtaster nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Abtastfläche (2o; 6o) in einem in Richtung der Aufzeichnungsspur und senkrecht zur Trägerober flache geführten, ebenen Schnitt eine Fiegrenzungslcurve bildet, die an der auflaufenden und der ablaufenden Flanke verschieden steil verl?juft.
  16. 16) Abtaster nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungskurve an der ablaufenden Flanke steiler als an der auflaufenden Flanke verläuft (Fig. 1; Fig. 2; Fig. 6).
  17. 17) Abtaster nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite der Abtastfläche - senkrecht zur Aufzeichnungsspur und parallel zur Trgeroberfläche gemessen - an der auflaufenden und der ablaufenden Flanke mit verschieden starkem änderungsrnaß verringert (Fig. 4; Fig. 7).
  18. 18) Abtaster nach einem der Anspricht 14 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß sein Abtastelement Elektrode eines Kondensators ist, dessen Feldlinien die Träger~ undjoder Abtasteroberfläche durchsetzen.
  19. 19) abtaster nach einem der Ansprjiche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sein Abtastelement Magnetppol in einem Magnetkreis ist, dessen Feldlinien die Träger- und/oder Abtastteroberfläche durchsetzen.
  20. 2o) Abtaster nach einen der 4nvspriiche 14 bis 17 fiir ein System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er undurchlässig fr eine elektro-magnetische Welle ist (Fig. 5).
  21. 21) Abtaster nach einem der Anspriiche 14 bis 17 fiir ein System nach einem der Ansprjiche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er durchlässig fiir eine elektro-magnetische Welle ist (Fig. L; Fig. 3; Fig. 6).
    L e e r s e i t e
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