DE2202238A1 - Vorrichtung und verfahren zur aufzeichnung und wiedergabe von videosignalen - Google Patents

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufzeichnen und Reproduzieren von Fernsehsignalen auf magnetischen oder photographischen Scheiben (oder ganz allgemein auf zylindrischen Oberflächen einschließlich Ringbändern). Die Vorrichtung und das Verfahren sind einfach, gestatten die Berücksichtigung von Farbe und Ton, sind mit den heutigen Fernsehnormen korn«

«*» patibel, einfach herzustellen bzw. durchzuführen und erlauben

co eine äußerst wirtschaftliche Speicherung auf dem Aufzeiohnungs-

medium, weil die gemeinhin in den Standardfernsehsignalen oder in Filmen enthaltenen Redundanzen weitgehend reduziert

ο worden sind. σ»

~* Die Video- oder Fernsehsignale werden in mehrere Elemente

aufgelöst, welche räumlich getrennte Teile des Wiedergabe-Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

schirme längs der Zeilenablenkung darstellen. Einträge (elektrisch oder optisch) werden für jedes Element in einer Spur auf einem rotierenden Medium gemacht, das eine Scheibe, eine Trommel oder ein Ringband sein kann. Die lineare Länge jedes Eintrags in der Spur wird durch die Lichteigenschaften des aufzuzeichnenden Videosignals bestimmt.» Taktmarken werden permanent in einer eigenen Spur auf dem rotierenden Medium aufgezeichnet, und zwar jeweils eine für jeden Zwischenraum zwischen Zeilenelementen. Dadurch können die Elemente auf dem rotierenden Medium genau lokalisiert werden, was eine genaue Lokalisierung der Elemente auf dem Schirm bei der Dekodierung der Informationen ermöglicht. Im Fernseh—Betriebsmodus der U.S.A. rotiert das Medium beispielsweise einmal in I/30 Sekunde, wobei ein vollständiges Bild einschließlich Versohaohtelung entsteht.

Eine höchstmögliche Diohte der Einträge wird durch eine sehr geringe Spurbreite von etwa 0,0025 - 0,025 nun Breite erreicht. Ferner dürfen sich benachbarte Spuren nioht nur berühren sondern sogar überlappen. Dieses Ziel wird mit Hilfe eines sehr wirksamen Wandlers und in Verbindung mit dem Aufzeichnungsmedium erreicht. Um zu vermeiden, daß die messer— soharfen Kanten des Wandlers in das Aufzeichnungsmedium eindringen, umgibt den Wandler eine zusätzliche Konstruktion, die für eine nioht einschneidende Druckkraft pro Flächeneinheit sorgt. Eine solche dichte Paokung der Spuren bedingt eine extrem genaue Konzentrizität der Spindeln, mit denen das Aufzeichnungsmedium gedreht wird, und eine sehr exakte Befestigung des Mediums auf den Spindeln. Die vorliegende Erfindung sieht unter anderem eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Spindeln vor, welche diese extreme Genauigkeit in der Konzentrizität besitzen.

Der Ton kann duroh Verwendung eines freien Teils des Videosignals berücksichtigt werden. Die hinteren Flanken der Zeilenanfangsimpulse eignen sich dafür. Durch die mögliohe

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Überlappung der Spuren oder aufgrund kleiner Fehler in der Konzentrizität könnten Toninformationen nebeneinanderliegender Spuren durcheinandergemischt werden. Aus diesem Grund werden nur bestimmte, nach einem Nummernsohema getrennte Teile der einen Spur und naoh einem anderen Nummernschema getrennte Teile einer anderen Spur für die Toninformation benutzt. Beispielsweise kann jeder vierte Zeilananfangsimpuls der einen Spur verwendet werden, wobei die für die folgende Spur benutzten Impulse zu der einen Spur versetzt sind, usw. Das Verfahren und die Vorrichtung, die dieser Erfindung zugrundeliegen, gestatten die Aufzeichnung gesendeter Fe^isehsignale oder die Aufzeichnung direkt von einer Fernseheinrichtung her. Ferner gestatten sie die RiickUbertragung direkt in .ne Fernseheinrichtung oder, aufgrund einer Modulation mit sehr hohen oder ultrahohen Frequenzen, das Aussenden als herkömmliche Fernsehsignal. Schließlich kann auch eine Übertragung direkt in einen Fernsehempfänger vorgenommen werden, wenn man eine Verbindung mit dem Antenneneingang herstellt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält grundsätzlich eine Scheibe von etwa 36 cm Durchmesser und einen beweglichen Servowandler, der die Information aufzeichnet oder liest. Die Scheibe rotiert mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit und der Wandler bewegt sich radial entweder in diskreten, sehr kleinen Schritten oder mit einer bestimmten, kleinen, mehr oder weniger gleichförmigen Geschwindigkeit. Die Aufzeichnung vollzieht sich also in etwa kreisförmigen Spuren. Die Spuren grenzen mit Absicht aneinander oder überlappen sich um einen bestimmten Prozentsatz. Die aufzuzeichnende Information wird zum Aufzeichnungsteil der Vorrichtung mit Hilfe einer einzelnen Leitung und in der Standardvideoform übertragen, in der die Bildsynchronisationsund Abtastsynohronisationssignale mit den Bildsignalen zusammengemischt sind. Jedes Fernsehbild (das aus zwei ineinandergeschachtelten Abtastzeilenfeldern besteht) wird unmittelbar

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vor dem Aufzeichnen gleichmäßig in mehrere kleine Bildelemente aufgelöst, von dentn jedes eine bestimmte, feste Bildschirmposition besitzt, und zwar in einer der Abtastfolge entsprechenden Anordnung. Die Auflösung geschieht durch Abtasten der Amplitude des Eingangsvideosignals in gleichförmig voneinander getrennten Intervallen. Jeder dabei gemessene Wert ist ein Maß für die Helligkeit eines Bildelementes. Das Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen wird als Länge jedes Elementes betrachtet. Jedes Fernsehbild wird während einer Umdrehung der Scheibe aufgezeichnet. Da die Scheibe mit einer Geschwindigkeit rotiert, die einer Umdrehung pro Bild entspricht, belegt jedes aufgezeichnete Bild eine volle Spur ohne Zwischenräume oder Überlappungen. Zusätzlich ist vorgesehen, die Aufzeichnungsposition dieser Elemente so zu bestimmen, daß jedes in eine bestimmte ItTinkelposition längs seiner Spur gelangt. Der dafttr gewählte Code wird als Pulslängencode (PLC) bezeichnet, wobei jedes Bildelement durch einen bestimmten Zustand, etwa eine gesättigte Magnetisierung in der einen oder in der anderen Stromrichtung im Aufzeichnungswandler im Falle von magnetischen Scheiben oder durch volle Belichtung oder nicht im Falle von photographischen Scheiben, festgehalten wird. Die Winkelausdehnung jedes Elementes entspricht der Amplitude des ursprünglichen Videosignals. Da es eine statistische Zeitabhängigkeit zwischen den Bildelementen zweier aufeinanderfolgender Bilder gibt, tendiert die Elementbreite auf fast den gleichen Wert. Daher bilden die aufgezeichneten Signale ein radiales Muster, obwohl die Aufzeichnung auf kreisförmigen Spuren geschieht. Die Absicht, die hinter dieser Anordnung steckt, zielt darauf ab, während der Wiedergabe den Lesewandler den Spuren nicht exakt folgen lassen zu müssen, was in den meisten früher geschaffenen Vorrichtungen dieser Art notwendig ist oder vorgeschlagen worden ist. Einfach ausgedrückt, der Lesewandler bewegt sich in radialer Richtung mit einer bestimmten Geschwindigkeit, wobei er eine radiale Anordnung von Zustandsänderungen, die aufgrund der Aufzeichnung der Signale

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in verschiedenen Spuren entstanden sind., erfaßt. Es sei jedooh darauf hingewiesen, daß in Sinne der Austauschbarkeit, d.h. der Möglichkeit, die Scheiben in verschiedenen Vorrichtungen mit Aufzeichnungen zu versehen oder für die Wiedergabe zu verwenden, diese Scheiben auf Drehtellern in der Weise zum Rotieren gebracht werden müssen, daß das Rotationszentrum während der Wiedergabe das gleiche ist wie bei der Aufzeichnung. Ansonsten bewirkt jede Extentrizität, daß der Wandler sich periodisch über Teilen von nicht zutreffenden Spuren bewegt, wobei eine Bildverzerrung entsteht. Diese Verzerrung äußert sich in der folgenden Weise: Die zeitlich stationären Bildelemente erscheinen korrekt. Die zeitlich sich ändernden Elemente erscheinen so, daß sie frühere oder spätere Positionen einnehmen. Die vorliegende Erfindung sieht daher nicht mehr einen Servomechanismus für die Positionierung des Lesewandlers auf die gewünschte Spur vor, sondern eine Maßnahme zum Aufrechterhalten eines genauen Rotationszentrums.

Der Ton wird in Form von Signalen dargestellt, die sich an einigen nicht benutzten Stellen des Bildsignals befinden, etwa an der hinteren Flanke der Synchronisationssignale. Da jedoch ein bestimmter Grad unvermeidbarer Exzentrizität während der Wiedergabe zu erwarten ist, was seine Ursache darin hat, daß der Wandler über mehrere Spuren wandert, und auch weil sich die Spuren selbst Überlappen, wird der Ton in jedem vierten Horizontal-Synohronisationssignal verschlüsselt (oder in irgendeiner anderen Zahl entsprechend den gegebenen Notwendigkeiten), was bei der U_eS_#A_o~Fernsehn*rm von beispielsweise 525 Zeilen pro Bild zu einer automatischen Präzession von eins führt. Das bedeutet, daß die den Ton enthaltenden Synchronisationssignale in aufeinanderfolgenden Spuren Anordnungen von I3I solcher Signale bilden, die jeweils um einen Winkel von 360/525 Grad gegen* einander versetzt sind. Während der Wiedergabe stellt der Lesewandler den in jedem vierten Synohronisationssignal enthaltenen Ton fest und ignoriert die drei dazwischen liegenden Synchroni eationssignale.

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Ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß jeder den USA—Fernsehnormen entsprechende Fernsehempfänger sowohl Bild- als auch Toninformation wiedergeben kann, die von dem beschriebenen Aufzeichnungssystem geliefert wird. Am Fernsehempfänger ist dafür keine Modifikation notwendig. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, Farbe berücksichtigen zu können, was beispielsweise aufgrund der allgemein kompatiblen N*rmen in den USA ohne weiteres möglich ist, weil weder die Bandbreite noch das Kodierungsverfahren für die Farbwiedergabe sioh von denen der Schwarz-Weiß-Wiedergabe unterscheiden.

Aufgrund der fundamentalen Einfachheit der Vorrichtung, die sioh durch nur eine von einem Synchronmotor angetriebene rotierende Scheibe und in einem einzigen Servowandler äußert, der in der radialen Richtung mit Hilfe einer einfachen Antriebseinrichtung, etwa einer Schraubenspindel, bewegt wird, ist die Herstellung überraschend billig. Die Reproduktion der Scheiben für eine weite Verbreitung an Konsumenten ist ebenfalls sehr einfach. Bei photographischen Scheiben erweisen sich die kleinen Abmessungen als günstig für eine Reproduktion im Kontaktbelichtungsverfahren, das sich von den üblichen Reproduktionsverfahren für photograph!sehe Filme daduroh unterscheidet, daß keine serielle Belichtung notwendig ist. Ein besonderes Wesensmerkmal der vorliegenden Erfindung ist eine neuartige Einrichtung, mit der eine einfache Austauschbarkeit der Scheiben durch Verwendung eines Anpassungsringes erreicht werden kann. Ein solcher Ring kann ständig in der Scheibenmitte angebracht sein und sieht nur zwei Ansohlagpunkte an der rotierenden Motorspindel vor. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Scheibe in allen Maschinen um den gleichen Mittelpunkt herum rotiert.

Ein weiteres wiohtiges Wesensmerkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein erheblicher Teil der üblicherweise in Fernsehsignalen und auch in Filmen vorhandenen Redundanzen verringert werden kann. Die Redundanzen sind darauf

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zurückzuführen, daß sowohl Fernsehsysteme als auch Filme eine viel größere Anzahl von Bildern pro Sekunde vorsehen' als das menschliche Auge im einzelnen wahrnehmen kann. Diese große Zahl von Bildern wird hauptsächlich benutzt, um ein Gefühl der Diskontinuität beim Betrachter zu vermeiden. Das Auge kann Änderungen der Lichtintensität beim Beobachten großer Flächen als Flackern feststellen, wenn diese Änderungen weniger als 40 oder 50 mal pro Sekunde auftreten. Da mit dem angegebenen Verfahren die Scheiben immer die Bilder und Bildfelder in der Standardrate (in den USA 30 Bilder oder 60 Halbbilder pro Sekunde) wiedergeben, ist ein Flackern unabhängig von der radialen Geschwindigkeit des Wandlers nicht feststellbar. Eine korrekte Einstellung des radialen Vorschubs des Wandlers in der Vorrichtung bewirkt eine beträchtliche Kompression der ungenutzten Zeiten und damit eine wesentliche Verbesserung der Speicherkapazität der Scheibe ohne nennenswerten Verlust räum— - Hoher Einzelheiten. Genauer gesagt, eine stationäre Szene, die ein bewegliches Objekt, etwa ein schnell laufendes Pferd, emthält, wird bei sinngetreuer Übertragung und Empfamg mit einem standardmäßigen Fernsehsystem von einem Beobachter als stationäre Szene mit einem verwischten Objekt wahrgenommen. Die gleiche Szene, aufgezeichnet mit der hier beschriebenen zeitlichen Kompression von Einzelheiten, erscheint auch als stationär mit einer etwas stärkeren Verwischung. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die überlappten Spuren noch die zeitunabhängigen Bildelemente unversehrt enthalten, weil die Überlappung weder ihre Verteilung noch ihre Abmessungen verändert hat. Die Abmessungen entsprechen bekanntlich dem Pulslängencode. Die zeitveränderlichen Elemente werden jedoch verzerrt. Während des AufZeichnens kann daher beispielsweise der Wandler in radialer Richtung während des Ablaufs von Szenen, die schnell bewegte Einzelheiten enthalten, rascher bewegt werden, wodurch Spuren mit geringerer Überlappung entstehen. Bei sich nur langsam ändernden Szenen kann der Wandler langsamer bewegt werden, wobei stärker Überlappte Spuren erzeugt

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werden. Während der Wiedergabe wird der Wandler natürlich auch entsprechend rascher oder langsamer aufgrund von Steuerinformationen bewegt, die sich in anderen unbenutzten Teilen des Signals befinden.

Die folgende Beschreibung und die Zeichnungen dienen zur weiteren Erläuterung dieser Erfindung.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm einer rotierenden magnetischen Scheibe, die in der vorliegenden Erfindung enthalten ist;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit A

von Fig. 1, wobei eine abgewandelte AusfUhrungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, in der die einzelnen Elemente in diskreten und einander nicht berührenden Spuren aufgezeichnet sind;

Fig. 3 ein Diagramm eines Fernsehschirms, der in horizontale Zeilen aufgeteilt ist, wobei jede Zeile aus einzelnen Elementen besteht;

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit B von Fig. 3 mit der für die Markierung der einzelnen Elemente verwendeten Benennung;

Flg. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Teils einer rotierenden Scheibe, die derjenigen von Fig. 1 ähnlioh ist, wobei die magnetischen Aufzeichnungen aufeinanderfolgender Bilder einander berühren;

Fig. 6 ein der Fig. 5 ähnliches Diagramm, wobei aber

der Anfangsteil jedes Eintrags weggelassen worden ist, weil diese Information von der Taktspur getragen wird, die ebenfalls dargestellt ist;

Fig. 7 ein Diagramm ähnlich Fig. 6, wobei dargestellt ist, wie die Endemarken jedes Elementareintrags im Falle der Überlappung mit benachbarten Spuren eine kontinuierliche Kurve und nicht mehr eine Folge von

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rechteckförmigen Stufen wie in Fig. 6 bilden, was der Fall ist, wenn die Spuren schmal sind und der radiale Vorschub des Wandlers gering ist; Fig. 8 die Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Scheibe ähnlich Fig. 1, wobei aber die kreisförmige Öffnung für die Spindel mit Ausnahme von zwei Stellen, welche die Spindel berühren, frei bleibt;

Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht der Spindelöffnung von Fig. 8 mit der zusätzlichen Darstellung einer Federklammer, welche die vorstehenden Abschnitte mit der in Fig. 9 ebenfalls gezeigten Spindel in Kontakt hält;

Fig. 10 eine Schnittansicht längs der Linie 10-10 von

Fig. 9, wobei die Berührung mit der Spindel und die Wirkungsweise der Feder gezeigt wird;

Fig. 11 die Draufsicht auf eine abgewandelte Konstruktion, welche die gleiche Wirkung wie die in Fig. 8 mit 10 gezeigte Konstruktion hat, wobei für die Scheibe eine Einsetzbüchse benutzt wird und die Feder mit einem maschinell hergestellten Ring eine Einheit bildet;

Fig. 12 eine abgewandelte AusfUhrungsform der Konstruktion von Fig. 11, wobei eine gesondert befestigte Feder mit der Einsetzbüohse verbunden ist;

Fig. 13 die Seitenansicht der Büchse von Fig. 11 in

Verbindung mit einer dünnen Scheibe, etwa einer photographisehen Scheibe, für das Aufzeichnen und Wiedergeben entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 ein Dbgramm mit verschiedenen Signalformen, die an verschiedenen Stellen der in Fig. 15 gezeigten Sohaltung existieren, wobei die Signalformen durch einen in einem Dreieck befindlichen Buchstaben in beiden Figuren identifiziert sind;

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Fig. 15 eine bevorzugte Ausführungsform einer Kodiereinrichtung, welche die Videosignale in den Bildelementen analysiert und sie in Pulslängencode, der in früheren Figuren dargestellt ist, kodiert,

Fig. 16 ein schematisches Schaltbild einer bevorzugten AusfUhrungsform der Dekodiereinrichtung, welche Informationen von einem Verstärker aufnimmt und sie in übliche Fernseh- oder Videobilder umsetzt;

Fig. 17 ein Diagramm mit Signalformen, mit Ausnahme der Signalform B, die an verschiedenen Stellen der Schaltung von Fig. 16 existieren und duroh ein Dreiecksymbol dargestellt sind, wobei diese Signal« formen auch in Fig. 16 und in Fig. 17 durch Buchstaben in den Dreiecken gekennzeichnet sind;

Fig. 18 ein Diagramm der Zeilenanfangsimpulse eines Videosignals, in welchem die hinteren Flanken jedes vierten Zeilenimpulssignals in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung so modifiziert sind, daß sie Tonsignale beinhalten, und wobejaieben der Impulskette eine Vergrößerung als Einzelheit A dargestellt ist, in der keine Modifikation des Impulses erscheint, und wobei ein weiterer Impuls als Einzelheit B dargestellt ist, in der mit unterbrochenen Linien die Länge eines Impulses, die zur Markierung mit einer geeigneten Toninformation zur Verfügung steht, dargestellt ist, und wobei in einer Einzelheit B-I, die eine Modifikation der Einzelheit B ist, die Aufteilung eines Impulses in zwei Teile für eine doppelte Tonsignalmarkierung gezeigt wird;

Fig. 19 ein Diagramm eines Teils der Scheibe, wobei die Spuren benachbarter Bilder im Sinne einer deutlicheren Darstellung voneinander getrennt und nur die Zeilenstartimpulse dargestellt sind, und

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wobei diejenigen Zeilenimpulse, welche Toninfor~ nation tragen, als schwarze Rechtecke wiedergegeben sind, un zu zeigen, in welcher Weise eine Unterscheidung zwischen benachbarten Spuren durchgeführt wird, und auch wenn sich die beiden Spuren berühren oder überlappen;

Fig. 19-A ein Diagram des aufgezeichneten Musters auf der Scheibe in stark vergrößerter Form in Bereich der hinteren Flanken der Synchronisationsinpulse, so wie in der Einzelheit B von Fig. 18 gezeigt;

Fig. 20 die räumliche Ansicht der Arbeitsfläche eines

Wandlers, der speziell für die vorliegende Erfindung gedacht ist und eine Spur erzeugen kann, die nur so breit wie eine Messerschneide ist, wobei eine nichtmagnetisch^ Konstruktion den Wandler umgibt, un die Berührungsfläche nit der für die Aufzeichnung verwendeten Scheibe zu vergrößern und den Druck pro Flächeneinheit zu verringern; Fig. 21 eine räumliche Ansicht der Befestigung des Wandlers von Fig. 20, wobei der Wandler gegenüber Fig. 20 nach unten gerichtet ist und die Befestigung aus flexiblen Material besteht, un die verschiedenen unvermeidbaren Bewegungen des Wandlers in Betrieb abzufangen;

Fig. 22 eine Schnittansioht längs der Linie 22-22 von Fig.21;

FIg₀ 23 ein Diagramm, in welchen durch einen zentralen Block die der vorliegenden Erfindung entsprechende Vorrichtung angedeutet ist und in welchen die verschiedenen Arten der Eingabe links von diesen Kasten und die verschiedenen Arten der Ausgabe rechts von diesen Kasten gezeigt sind; Fig. 2k ein Diagrann, in welchen die der vorliegenden Erfindung entsprechende Vorrichtung als zentraler Block dargestellt ist und die Anwendung in Ver~ bindung mit einer photograph!sehen Scheibe gezeigt

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wird, wobei zu sehen ist, daß die erzeugte photographisohe Scheibe aus der Vorrichtung entnommen werden kann und von ihr zahlreiche Kopien hergestellt werden können; und

Fig. 25 ein Diagramm, in welchem die Anwendung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einer photo» graphischen Soheibe gezeigt ist, wobei die Ausgabe zu einer Fernseh-Wiedergabeeinrichtung oder zu einer Übertragungsleitung erfolgt.

Fig. 1 zeigt eine Soheibe 100, die innere Aufzeichnungsgrenze 101, die in der Mitte liegende Öffnung 102 der Scheibe, welche der später zu beschreibenden Motorspindel angepaßt ist, die Servoeinrichtung, d.h. den Schreib- oder Lesewandler 103, und den ruhenden Taktwandler 104, der ebenfalls später beschrieben wird und eine Taktspur I05 liest. Bei der Rotation der Scheibe arbeitet der Servowandler eine Folge von Bildfeldern, voraus gehende und nachfolgende, während seines radialen Vorwärts— schreitens in Richtung auf das Zentrum ab. Die Drehrichtung der Scheibe ist mit einem Pfeil angedeutet. Ein Teil der Fig. 1, die Einzelheit A, ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Der Servowandler IO3 ist hier beim Verarbeiten der Spur IO6 für das Bild 0 dargestellt. Er liest gerade die zum Element 0 gehörenden Signale 111. Bei der weiteren Drehung der Soheibe liest der Wandler anschließend die zum Element 1 gehörenden Signale 112, dann die zum Element 2 gehörenden Signale 113, usw. Bei der nächsten Umdrehung der Scheibe ist der Wandler radial nach innen gerückt und verarbeitet die Spur 107 für das nun folgende Bild 1. Während der nächsten Umdrehung der Scheibe verarbeitet er die Spur 108 für das Bild 2, usw_o

Fig. 3 zeigt einen standardmäßigen Fernsehbildschirm in Gestalt eines Diagramms. Er ist in eine feste Zahl von Elementen aufgelöst, die alle eine bestimmte Position einnehmen.

Die Einzelheit B ist vergrößert in Fig. k dargestellt. Das Element O, das Element 1, das Element 2 usw. entsprechen der ersten Abtastzeile im üblichen Sinn. Die Elemente O¹, I¹, 2¹ usw. gehören zur zweiten Abtastzeile. Die erwartete Anzahl von Elementen pro Zeile beträgt etwa 200. Dies bedeutet, daß die dritte Abtastzeile mit dem Element 200 und damit die vierte Abtastzeile mit dem Element200* beginnt. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß trotz der beschriebenen Ordnung der Bildschirmelemente die Fernsehnormen bezüglich der Bildfeld— verechachtelung verlangen, daß die ungeradzahligen und zum vorausgehenden Halbbild gehörenden Zeilen zuerst abgetastet werden. Die geradzahligen und zum nachfolgenden Halbbild gehörenden Zeilen werden anschließend abgetastet. Alle diese Elemente werden durch einfaches Abtasten des Videosignals mit einer gleichförmigen Rate vor dem Aufzeichnen erzeugt. Dieser Prozeß geschieht mit Hilfe der Kodiereinrichtung von Fig. 15 und wird später beschrieben. In Fig. 2 ist jedes Element durch zwei dicke, radial verlaufende Linien gekennzeichnet. Im Falle von magnetischen Scheiben wird der zwischen den beiden Linien befindliche Bereich magnetisiert, und zwar entsprechend einem Strom in der einen Richtung im Aufzeichnungswandler, der als positiver Strom bezeichnet werden soll. Der zwischen den Elementen befindliche Bereich entspricht der entgegengesetzten Magnetisierung, die als negativ bezeichnet werden soll.

Im Falle photographisoher Scheiben entsprechen die Elementbereiche entweder einer durchsichtigen Fläche, wobei man dann von einer Scheibe mit positiver Durchsichtigkeit spricht, oder die zwischen den Elementen liegenden Flächen sind transparent, wobei man von einer Scheibe negativer Transparenz spricht. Der Abstand zwisohen den Grenzen der Elemente, d.h_o die in Richtung des Umfange betrachtete Breite jedes Elementes, entspricht der Amplitude des ursprünglichen Videosignals.

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Fig. 2 zeigt der Deutlichkeit halber einen bestimmten Abstand zwischen den Spuren. Ferner sind die Spuren ohne Überlappung dargestellt. I_n Fig. 5 weisen die Spuren einen bestimmten Überlappungsgrad auf, wodurch sie sich alle berühren. Im Falle einer magnetischen Aufzeichnung kann dies leicht erreicht werden, weil beim AufzeichnungsprozeO automatisch die früheren Informationen direkt unter dem Wandler gelöscht werden. Die Überlappung beeinträchtigt die Qualität der Spuren im Überlappungsbereich daher nicht. Eine größere Sorgfalt ist aber bei photographischen Scheiben notwendig. Hier kann es notwendig sein, die Breite jeder Spur proportional zum Grad der beabsichtigten Überlappung zu reduzieren. Fig. 5 zeigt auch die Taktspur 105, welche permanent aufgezeichnete und gleichmäßig voneinander entfernte Taktmarken enthält. Diest Taktsignale liest der Taktwandler 104 und verarbeitet sie beim Abtasten des aufzuzeichnenden Videosignals, woduroh automatisch die oben beschriebenen Bildelemente entstehen. Genauer gesagt, während des Aufzeichnens wird bei jeder Taktmarke das Fernsehsignal abgetastet und entsprechend seiner Amplitude ein Bildelement proportionaler Umfangsbreite auf der Scheibe an der richtigen Stelle und in der richtigen Spur aufgezeichnet. Daher rührt der Ausdruck Pulslängencode. Es sei darauf hingewiesen, daß die vordere Grenze der Bildelernente genau der Taktmarke entspricht. Der hintere Rand ist ein Maß für die Amplitude des Fernsehsignals, das in diesem Augenblick aufgezeichnet wird. Da die vorderen Ränder der Elemente genau den Taktmarken entsprechen, die permanent aufgezeichnet werden, können sie als redundant weggelassen werden, weil sie jederzeit mit Hilf· der Taktspur rekonstruiert werden können. Diese Anordnung führt zu einer Verbesserung des Speicherwirkungsgrades um den Faktor zwei. Die mit diesem Verfahren aufgezeichneten Signale sind in Fig. 6 dargestellt. Hier sei darauf hingewiesen, daß auch eine Überlappung möglich ist und daß die Elemente sich wiederum zu einem radialen Muster mischen. Wird ein Aufzeichnungswandler benutzt, der sehr schmale Spuren

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erzeugen kann, und ist sein radialer Vorschub gering, so vie erwartet, dann misohen sich die Elemente zu einem glätten radialen Muster. Fig. 7 zeigt ein solches Huster.

Fig. 8 zeigt die im Zentrum liegende Öffnung einer starren magnetischen oder photographischen Scheibe» Die Öffnung ist so angefertigt, daß die VorsprUnge 144 und 145 den eigentlichen kreisförmigen Umfang der Öffnung bilden. Dazwischen liegen die Abschnitte 146 und 147. Mit dieser Konstruktion kann die Scheibe auf die Spindel 148, so/wie in Fig. 9 und 10 gezeigt, gelegt werden. Dabei schließen sich die VorsprUnge 144 und 145 fest an die Spindel an, weil die Feder 149 eine radiale Kraft ausübt. Die Feder ist an der Scheibe durch eine geeignete Einrichtung, etwa die Stifte 150, befestigt. Das Ergebnis dieser Kombination besteht darin, daß eine Scheibe mit einer fest sitzenden, zentralen Öffnung ohne die Schwierigkeit einer exakten Fertigung, Anpassung und Abnahme zur Verfugung steht. Die beiden VorsprUnge können als zwei Berührungspunkte betrachtet werden. Sie können so nahe zusammengerückt werden, wie gewünscht. Aus der Geometrie ist bekannt, daß sie immer den Mittelpunkt eines Kreises mit konstantem Durchmesser bilden. Natürlich ist es notwendig, daß die zylindrische Oberfläche 151 der Motorspindel 148 genau konzentrisch zur effektiven D_rehachse des Motors 153 ist. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, die letzte Bearbeitung der Oberfläche 151 unter Verwendung des Motors 153 als eine Art D_rehbank vorzunehmen, wobei die Spindel mit der Motorwelle verbunden sein muß. Die Fertigungsgenauigkeit hängt dabei von der Genauigkeit der Motorlager ab, die gewöhnlich mit sehr exakter Konzentrizität hergestellt werden. Die Scheibe kann mit einer Klammer auf die Fläche der Spindel geklammert werden. Eine andere Möglichkeit zur Erzielunp dos gleichen Effektes bei flexiblen Scheiben bestehl in einem starren Einsatz, wie in Fig. Ii dargestellt.

3 (I H H Λ Il / U b 8 I

Der Einsatz ist dort als von der Scheibe getrennte Einheit vorhanden. Er kann die Feder entweder als eingearbeitetes Teil oder als zusätzliche Einheit enthalten. Die Befestigung einer eigenen Feder ist in Fig. 12 dargestellt.

Fig. 13 zeigt eine Möglichkeit zur Befestigung einer dünnen und daher flexiblen Scheibe Magnetischen oder photographischen Typs auf einen Einsatz, der eine eingearbeitete Feder 180 enthält.

Fig. 15 zeigt eine bevorzugte Kodierschaltung, welche das Videosignal in die Bildelemente auflöst, sie im PLC-Modus kodiert und die Zahl der Bildelemente dem gewünschten Grad in Aufzeichnungsauflösung anpaßt. Das Videoeingangssignal wird mit einer lokal erzeugten, periodischen Sägezahnspannung (d.h.

mit einer konstant ansteigenden Spannung), Signalform E, in der Vergleichsschaltung OA. verglichen. Das Ausgangssignal der Vergleichssohaltung ist digitaler Art, d.h. es hat eine feste positive Spannung, wenn die Sägezahnspannung kleiner als die Amplitude des Videosignals ist, und es liegt auf Erdpotential, wenn die Sägezahnspannung größer ist als die Amplitude des Videosignals. Jeder negative Übergang im Ausgangssignal der Vergleichsspannung bewirkt eine Änderung der Zustände der Ausgänge der Flip-Flop-Schaltung FF.. Diese negativen Übergänge treten in dem Augenblick auf, in welchem die Sägezahnspannung die Amplitude des Videosignals übertrifft. Die Sägezahnspannung wird durch das Aufladen der Kapazität C_ aus einer Quelle konstanten Stroms, etwa der Schaltung aus dem Transistor Q„, der als Emitterfolger arbeitet und von einem Treibertransistor Q₁ und den zugehörigen Widerständen betrieben wird, erzeugt. Die Aufladungsrate oder die Steigung der Sägezahnspannung wird vom Widerstand R- bestimmt. Die Sägezahnspannung wird vom Takteingangssignal, Signalform A, angestoßen, welche den Pulsformungsmült!vibrator PMV₁ triggert. Die Periode dieses Multivibrators (siehe Signalform B) bestimmt die Dauer der Sägezahnspannung. Am Ende der

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Periode des Multivibrators FMV₁ wird der Transistor Q, durch das komplementäre Ausgangssignal (Signalton C) des Multivibrators leitend, wodurch die Kapazität C- auf Erdpotential entladen und der Sägezahnspannungsgenerator rUokgesetzt wird. Die sich ergebende sägezahnförmige Spannung ist als Signal— fön E in Fig. 14 dargestellt.

Fig. 16 zeigt ein schema ti scb.es Schaltbild der bevor— zugten Dekodlersohaltung. Im ¥iedergabebetrieb wandelt die Defcodlersohaltung die von der Scheibe gelesenen Signale in analoge Signale um, die direkt zu eine« Fernsehmonitor oder zu einem Frequenzmodulator Übertragen werden, welcher die Signale für einen Üblichen Fernsehempfänger umwandelt und sie zu dessen Antenneneingängen schickt.

Die von der Scheibe gelesenen Informationen enthalten keine TaktsignaIe. Es ist daher notwendig, diese Informationen wieder zu rekonstruieren, um ein geeignetes Videoausgangssignal zu erhalten. Die benötigte Taktinformation, die von der permanent aufgezeichneten Taktspur geholt werden kann, wird als zweitee Eingangssignal zur Dekodierschaltung geliefert.

Wie vorher in Verbindung mit der Kodierschaltung erläutert, ist bei jedem Takttibergang eine Sägezahnsignal ausgelöst und bei jedem Schnittpunkt zwisohen Sägezahnsignal und Eingangsvideosignal ein Übergang auf der Scheibe aufgezeichnet worden. In der Dekodier schaltung wird bei jedem Taktlibergang ein sägezahnfttrmlges Signal ausgelöst und der Amplitudenwert beim nächsten übergang im Lesewandler und vom Leseverstärker geeignet verstärkt in Form eines Spannungspegelsegmentes zum Ausgang übertragen. Dies geschieht in einer aus zwei Zweigen bestehenden Schaltung, welohe für eine bessere Qualität bei geringerer Filterung verbürgt, als dies normalerweise zur Unterdrückung von Schalt» oder AbtastStörungen notwendig 1st.

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Aufgrund möglicherweise vorhandener kleiner Fehler in den relativen Winkelpositionen des Servowandlers und des Taktwandlers 1st eine variable Verzögerung für die Taktsignale duroh die Schaltungen DMV₁ und PMV₁ und ihre zugeordneten Taktkomponenten vorgesehen. Di* Schaltung DMV , die von den vorderen Flanken des Eingang*taktsignaIs (Signa7form in Fig. 17) angesteuert wird, besitzt eine einstellbare Periode, damit die oben erwähnte Verzögerung bewirkt werden kann. Die Schaltung PMV₁ wird von den hinteren Flanken der Ausgangeimpulse (Signal— form E) der Schaltung DMV₁ angesteuert und liefert Taktimpulse fester Breite (Signalform F) entsprechend den Eingangstaktsignalen P, aber verzögert um die Periode von DMV₁. Die Eingangs« taktsignale für die Flip-Flop-Sohaltungen FF₁ und FF₂ werden von den komplementären Ausgängen der Schaltung PMV₁ geliefert, so daß die Schaltung FF₁ von den vorderen Flanken und die Schaltung FF„ von den hinteren Flanken der Ausgangsimpulse der Schaltung PMV₁ getriggert wird. Die Ausgangssignale der Schaltungen FF₁ und FF₂ sind Rechteck—Impulse (Signalformen G und H), wobei das Signal H gegenüber dem Signal G um die Breite de* Ausgangsimpulses der Schaltung PMV₁ verzögert ist. Für die Schaltung FF₁ entsprechen die Signale an den Eingängen J und K der Signalform A und der komplementären Signalform B, um eine geeignete Synchronisation der Signale G und H mit den von dar Scheibe gelesenen Signalen zu erreichen. Das von der Scheibe gelesene Signal wird zum Sohalttransistor Q₁ Über ein Vorspannungsnetzwerk, bestehend aus den Widerständen R., R- und R^, geleitet, um symmetrische Einstellungen zu ermöglichen. Die Signalform A (Kollektor von Q₁) entspricht nun dem Ausgangssignal des Kodierers bei der Aufzeichnung. Die Signalform B(Kollektor von Q„) ist als Komplement der Signalform A anzusehen. DIa Signalform A gelangt zum Transistor Q- und versatzt diesen in den leitenden Zustand (gesättigt), wenn das Signal A auf einem hohan Pegel ist. Das Signal C befindet sich dann auf Erdpotential. Das Signal H gelangt zum Transistor Q. und versetzt ihn in den leitenden

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Zustand, wenn das Signal H sich auf eine» hohen Pegel befindet. Das Signal C befindet sich dann ebenfalls auf Erdpotential. Die resultierende Signalform am Punkt C ist daher inner dann auf Erdpotential, wenn die Signale A oder H auf hohe» Pegel sind. Die Signalform am Punkt C ist auf hohem Pegel, wenn die Signale A oder H beide auf Erdpotential liegen. In ähnlicher Weise ist das Signal D auf Erdpotential, wenn das Signal B (Komplement von A) oder das Komplement von H (FF₂' ^) ^{aui ηοηθΜ} Pegel liegt. Das Signal D ist auf hohem Pegel, wenn das Signa). B und das Komplement des Signals H beide auf Erdpotential sind. Das Signal C wird vom Kondensator Cg zum Transistor Q- gekoppelt, wodurch die Transistoren Q- und Qr leitend werden, wenn das Signal C auf hohem Pegel liegt. Die Transistoren Q. und Q,- und ihre zugeordneten Widerstände bilden eine Quelle konstanten Stroms, welche den Kondensator C- lädt. Dabei entsteht eine Sägezahnspannung, deren Endpotential proportional zur Zeit zwischen dem Beginn des "Sägezahns" (hintere Flanke des Signals H) und dem nächsten Übergang im Eingangssignal des Leseverstärkers ist. Wenn das Signal C auf Erdpotential zurückgeht, werden die Transistoren Q- und Qg nichtleitend und die Ladung auf der Kapazität C₇ bleibt konstant, bis sie vom Transistor Q- abgeleitet wird. Die Entladung der Kapazität C_ beginnt mit der vorderen Planke des Signals C, die von den Schaltungselementen ^5, L^ und GR. differenziert wird, um einen schmalen Impuls (Signal J) an der Basis des Transistors Q- zu erhalten. Durch diesen Impuls wird der Transistor Q- leitend und er entlädt die Kapazität C-. Es sei darauf hingewiesen, daß die Transistoren Q- und Qg vom Signal C in den leitenden Zustand gebracht werden, vom gleichen Signal also, dessen vordere Flanke den Transistor Q-für die Entladung der Kapazität C- leitend macht. Die Sägezahnspannung am Kondensator C- beginnt nicht mit dem Augenblick, in welchem die Quelle konstanten Stroms aktiviert wird, sondern nach dem vollständigen Entladen und nach dem Übergang des Transistors Q- in den nichtleitenden Zustand., Das sich

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ergebende Signal L ist in Fig. 17 dargestellt. In ähnlicher Weise wird im unteren Schaltungszweig eine Sägezahnspannung ausgehend vom Signal D erzeugt. Das daraus resultierende Signal M ist ebenfalls dargestellt. Die Amplituden der Sägezahnspannung L werden durch die Positionen der positiven Übergänge des Signals A relativ zum Taktsignal bestimmt. Die Amplituden der Sägezahnspannung M werden durch die Positionen der negativen Übergänge des Signals A bestimmt. Folglich dekodieren die Signale L und M abwechselnde Übergänge des Signale A, so daß währemd des Erzeugens der Sägezahnspannung L die Amplitude M konstant bleibt und umgekehrt. Während des Zeitintervalles, in dem jedes Signal konstant ist, werden ihre Amplituden nur komplementären Ausgangsemitterfolgerstufe, zusammengesetzt aus den Transistoren Q~ und Q₁^, Übertragen. Das Signal L wird vom Transistor Q₈ weitergekoppelt, wenn das Signal G auf hohem Pegel ist. Das Signal M wird vom Transistor Q₁- weitergekoppelt, wenn das Signal 6 auf niedrigem Pegel ist. In den Signalformen L und M zeigen die verstärkt dargestellten Teile die Intervalle, in denen sie zum Ausgang gekoppelt werden. Das Signal N ist das resultierende Ausgangssignal.

Die Amplitude des Tonsignals wird an gleichmäßig vonein— ander entfernten Intervallen abgetastet und mit Hilfe eines anderen PLC-Modus zu den Synchronisationssignalen des Videosignals geleitet, bevor dieses vom Kodierer verarbeitet wird. Die vordere Flanke eines Synchronlsationsimpulses ist daher in ihrer ursprünglichen Position in der Videosignalfolge fixiert. Die Dauer ist daher ein Maß für die Amplitude des Tonsignals zum Abtastzeitpunkt. Die Standard-Synchronisationssignale sind Impulse mit einer Breite von 5,08 pe und einem Anhang von 3·81 ps, der nicht benutzt wird. Die bevorzugte Stelle zum Einführen dieser zusätzlichen Modulation ist die hintere Flanke des Synchronisationsimpulses. Es sei darauf hingewiesen, daß nur die vordere Flanke des Synchronisations-

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!■pulses für die Synchronisation benötigt wird«, Die totale Breite von 5.08 ps -4- 3.81 ps wird nur für die gleichmäßige Austastung während des Abtastriicklaufs benötigt, welche von der vorderen FiAnke ausgelöst wird. Damit wird ein genauer linker Rand auf dem Ferneehsohirm sichergestellt. Da diese Breiten bekannt sind, kann das gesamte Signal durch eine gewöhnliche Schaltung rekonstruiert werden. Das sich ergebende Signal, das aus zusammengesetzten Ton» und Videosignalen besteht, wird als normales Videosignal behandelt, welches analysiert, abgetastet und auf der Soheibe in der bereits beschriebenen Weise aufgezeichnet werden kann. Aufgrund der Überlappung von Spuren und auoh wegen einer unvermeidbaren Exzentrizität der Soheibe während der Wiedergabe kann der Lesewandler möglicherweise über Teile von niohtzutreffenden Spuren wandern.

Ferner kann der Lesewandler dabei Teile von mehr als einer Spur pro Zeiteinheit lesen. Wie bereits eingangs erwähnt, kann dies zu einer gewissen Bildverzerrung führen. Aufgrund der statistischen Zeitabhängigkeit zwischen Bildelementen aufeinanderfolgender Bilder ist die Wirkung dieser Bildverzerrung jedooh gering. Ein Tonsignal jedoch besitzt keine statistische Zeitabhängigkeit und ein rekonstruiertes Tonsignal aus einem Lesewandler, der über mehr als eine Spur gleitet, erfährt eine unerwünschte Verzerrung, weil es simultane Signale enthält, die zeitlioh getrennt sein sollten. Aus diesem Grund wird nur jeder vierte (oder irgendeine andere geeignete Zahl) Synohronlsationsimpuls mit dem Pulslängencode moduliert. Fig. 18 zeigt das zusammengesetzte Video- und Tonsignal, in welchem jeder vierte Synchronisationsimpuls in der beschriebenen Weise moduliert ist.

Die Einzelheit A von Fig. 18 zeigt in vergrößerter Form einen unmodulierten Synchronisationsimpuls und die Einzelheit B einen modulierten Impuls, wobei die Impulsdauer und damit die Position der hinteren Flanke irgendwo zwischen den ge—

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zeigten Grenzen liegen kann, die von der Tonsignalamplitude im Augenblick der Abtastung entsprechen· einem speziellen Synchronisationsimpuls bestimmt werden. Fig. 19 zeigt in Form eines Diagramms den Synchronisationssignalanteil der aufgezeichneten Bildinformation auf der Scheibe, wobei die eine Toninformation enthaltenden Impulse schwarz dargestellt sind. Im gezeigten Fall ist dafür jeder vierte Synchronisationsimpuls gewählt worden· Diese modulierten Impulse in benachbarten Spuren (der Deutlichkeit getrennt dargestellt) sind gegeneinander in der gezeigten Weise versetzt.

Während der Wiedergabe kann das reproduzierte Signal nach der Dekodierung so verarbeitet werden, daß die Tonsignale von den richtigen Impulsen in der richtigen Reihenfolge erhalten werden. Liegen etwa 525 Synchronisationsimpulse pro Bildfeld vor und enthält nur ein Viertel von ihnen, d.h. 131, Toninformation, dann ist bei 30 Umdrehungen der Scheibe pro Sekunde Toninformation in 3930 Abtastungen pro Sekunde gegeben. Aus dem bekannten Abtasttheorem folgt, daß die höchste dabei repioduzierbare Frequenz der halben Abtastfrequenz oder 1965 Schwingungen pro Sekunde entspricht. Zur Erzielung höherer Tonsignalqualität kann eine höhere Abtastfrequenz, etwa 7860 Abtastungen pro Sekunde, gewählt werden. Die Ergebnisse von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen können auf den hinteren Teil des nächsten Synchronisationsimpulses gelegt werden. Das ist notwendig, weil aufgrund der gleichbleibenden Folge von Synchronisationsimpulsen die obige Ii1-Zuordnung nicht mehr möglich ist. Für Fachleute ist einzusehen, daß dieser als Zeitkompression bezeichnete Prozeß durchaus möglich ist. Beispielsweise können beide Tonabtastungen, so wie sie auftreten, in ein zweistelliges Register gebracht werden, das zum geeigneten Zeitpunkt, wenn der Synchronisationsimpuls auftritt, rasch geleert wird. Die Einzelheit B₁ zeigt einen möglichen Kodierungsprozeß, bei dem ein zusätzlicher HiIfsimpuls im Bereich des Synchronisationsimpulses vorgesehen ist. Während der Wiedergabe wird der umgekehrte

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Prozeß, bekannt als Zeitdehnung, benutzt, wobei eine Folge von Abtastungen in der ursprünglichen Folgefrequenz und damit ein Ton höherer Wiedergabegüte erzeugt wird.

Fig. 19A ist eine vergrößerte Diagrammdarstellung des auf der Scheibe aufgezeichneten Musters im Bereich der hinteren Flanken des Synchronisationsimpulses, so wie in Fig. 18 in der Einzelheit B für,eine Abtastzeile wiedergegeben. In Fig. 19A sind die Spuren aneinanderliegend aufgezeichnet. Da in diesem Beispiel nur jeder vierte Synchronisationsimpuls moduliert ist, und aufgrund der Skale und der oben beschriebenen Präzession ist jede vierte Spur mit einem modulierten Synchronisationsimpuls gezeigt. In diesem Bild entspricht im Videosignal des aufgezeichneten Musters der Schwarzwert den Taktübergängen und damit in Übereinstimmung etwa mit dem USA-System der sogenannten vorderen und hinteren Schwarzschulter des Synchronisationssignals, d.h. dem vorausgehenden Abschnitt des folgenden Bereiches, in welchem der Fernsehschirm dunkelgetastet ist. Der Synchronisationsimpuls selbst befindet sich auf einem Pegel, der "schwärzer als schwarz" ist. Der Impuls wird folglich dargestellt durch einen Übergang vor seinem Taktübergang. Aufgrund des verwendeten PLC-Modus wird das Tonmaß durch das Auftreten der hinteren Schwarzschulter angezeigt. D.h. eine hohe Tonintensität äußert sich in einer verlängerten Dauer des Synchronisationsimpulses in Vorwärtsrichtung und umgekehrt. In Fig. 19A enthält die erste Spur für Bild O (siehe Pfeil) einen Tonpegel etwas geringerer Intensität, verglichen mit der nominellen hinteren Flanke des Synchronisationsimpulses. Die vierte Spur für Bild 3 enthält einen Tonpegel mit einer immer noch geringeren Intensität. Die achte Spur für Bild 7 enthält einen Tonpegel höherer Intensität als der Durchschnitt (letzterer entspricht der nominellen hinteren Flanke des Synchronisationsimpulses), usw. Hier sei darauf hingewiesen, daß der Variierung der Durchquerungsgeschwiiidigkeit des Wandlers entsprechend dem Bewegungsinhalt der Bilder eine untere Grenze durch die Notwendigkeit der Bewahrung des Tonsignals gesetzt ist.

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Sind die Spuren zu dicht aneinandergesetzt, dann geht das modulierte Synchronisationssignal verloren.

Fig. 20 zeigt den nach oben gerichteten Wandler mit seiner Arbeitsfläche, d.h. derjenigen Fläche, die sich in Kontakt mit der Scheibe befindet. Der Ferritkern mit seinem schmalen Spalt, der etwa mit Glas oder in anderer Weise überbrückt sein kann, mit seiner Wicklung und seinem Aufbau ist so dargestellt, wie derartige Einrichtungen üblicherweise konstruiert sind. Die Polschuhe 302 und 303 sind jedoch von Elementen 300 und 301 umgeben, die die Form von Pillenhälften besitzen und zusammen gegenüber der Scheibe eine kreisförmige Fläche bilden. Der Zweckeiner solchen Konstruktion ist ein vierfacher:

1. Die Kontaktfläche des Wandlerkopfes ist groß genug, um geringe Kontaktdrücke und damit einen geringen Verschleiß zu gewährleisten, ohne daß die magnetische Fläche des Wandlers selbst unnötig vergrößert wird. Die pillenförmigen Elemente 300 und 301 bestehen aus einem Material mit identischen Eigenschaften bezüglich Härte, Elastizitätsmodul, Ausdehnungstemperaturkoeffizient und Zugfestigkeit wie die magnetischen Polschuhe 302 und 303· Die Elemente 300 und 301 sind aber nichtmagnetisch.

2. Die kreisförmige Kontaktfläche bietet ein wesentliches Rückholmoment bei Kräften in jeder Richtung. Wird der Wandler beispielsweise ans irgendeinem Grund gekippt, so daß nur noch seine Kante 304 mit der Scheibe in Berührung ist, dann ist das Ruckstellmoment, welches wieder einen vollen Kontakt anstrebt, immer gleich dem Produkt aus der vertikalen Kraft, die von der Halterung des Wandlers ausgeübt wird, und dem Radius der kreisförmigen Fläche. Dieses Rückholmoment ist nicht nur sehr wichtig, wenn der Wandler die Scheibe langsam in radialer Richtung überläuft, sondern auch bei rascher Bewegung, etwa wenn andere Bereiche der Scheibe in schneller Folge erreicht werden sollen. Der Wandler gräbt sich dabei nicht in die Oberfläche der Scheibe

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ein. Eine solche Bewegung des Wandlers kann durch einen Hechanismus bewirkt werden, wie er etwa in der USA-Patentschrift Nr. 3 47^ 687 von George E. Zenzefilis beschrieben ist. Obgleich in dieser Patentschrift Scheiben beschrieben sind, auf denen Informationen digital aufgezeichnet sind, kann der gleiche Mechanismus auch fUr den raschen Vorschub des hier beschriebenen Wandlers bei Anwendungen in der Fernsehtechnik benutzt werden.

3. Die Breite der Pole 302 und 303 kann im Bereich des Spaltes reduziert werden, so wie in Fig. 20 gezeigt, indem eine geeignete Bearbeitung (Abschleifen, Abmeißeln, Abraspeln) vorgenommen wird. Dadurch lassen sich sehr schmale Spuren ohne Beeinträchtigung der mechanischen Arbeitsweise des Wandlers oder seiner Kontaktfläche erzielen.

4. Es sei in Verbindung mit Fig. 20 darauf hingewiesen, daß die pillenförmigen Elemente im Verbindungsbereich 307 und 308 mit den Ferritkernen Vertiefungen 305 und 306 aufweisen. Zweck dieser Vertiefungen ist es, eine Berührung zwischen dem Bindemittel (etwa Epoxydmaterial) und der Scheibe zu verhindern. Ein solcher Kontakt wäre nicht erwünscht, weil die im allgemeinen benutzten Bindemittel weich sind und daher Staubteilchen oder anderes Abriebmaterial aufsammeln können, welches sich dann in die Scheibe eindrücken oder diese in anderer Weise beschädigen kann.

5. Typische, erfolgreich erprobte Spaltabmessungen belaufen sich auf Breiten von etwa 0,0025-0,025 mm, die durch Verjüngung einer magnetischen Konstruktion von etwa 0,6 mm Breite gewonnen werden* Der Körperdurchmesser kann etwa 2,5 mm und die Höhe etwa 0,8 Bm bis 1,6 mm betragen.

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Es sei darauf hingewiesen, daß die Umrisse >304 der Kontaktoberfläche scharf sind, um das Eindringen von Staubteilchen zwischen die Flächen 300, 301, 302 und 303 zu verhindern. Trägt etwa die Scheibenoverflache Staubteilchen, dann werden sie einfach herausgestoßen, wenn sich die Scheibe dreht oder wenn der Wandler die Scheibe überquert. Fig. 21 zeigt eine bevorzugte Halterung für den Wandler, mit der er am Vorschubmechanismus befestigt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die Arme 350 und 351, die lang und flexibel sind, eine senkrechte Kraft gewünschter Größe ausüben und gleichzeitig einen vernachlässigbaren Widerstand gegen die translatorische Auf- und Abwärtsbewegung, gegen die Rotationsbewegung in der Drehachse und gegen die Rotationsbewegung in der Kippachse bieten. Sie schließen jedoch eine Drehbewegung in der Gierungsachse und eine translatorische Bewegung in den anderen beiden Richtungen, vor allem nach rechts und links und nach vorne und hinten aus. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Form des Wandlers eine gleichmäßige Massenverteilung oberhalb und unterhalb der Halterung bietet, um ein Kippen während der Beschleunigung zu vermeiden. Eine solche Halterung kann sehr bequem duroh Ätzbehandlung einer dünnen Platte 352 aus geeignetem Metall hergestellt werden.

Fig. 23 zeigt in Form eines Diagramms die Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung als Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung für Magnetscheiben. Links sind in Fig. 23 die verschiedenen Eingabemöglichkeiten dargestellt:

1. eine Eingangsleitung, welche Videoinformationen etwa von einer der unter Punkt 2., 3· oder 4. genannten Einrichtungen erhält;

2. ein Fernsehempfänger;

3. eine Kamera;

h. eine irgendwo mit Aufzeichnungen versehene Scheibe.

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Rechts in Fig. 23 sind die AusgabemöglLchkeiten gezeigt, und zwar eine andere Leitung, welche die von irgendeiner der anderen vier beschriebenen Eingabeeinrichtungen gelieferten und aufgezeichneten Informationen zu irgendeinem anderen ähnlichen System oder etwa zu einer Telephonleitung usw. überträgt. Werden Informationen über Telephonleitungen empfangen oder übertragen, dann sei darauf hingewiesen, daß die der vorliegenden Erfindung entsprechende Vorrichtung in der Lage ist, die Übertragungsrate zu ändern. Die Scheibe kann beispielsweise genügend verlangsamt werden, wenn Videosignale empfangen oder gesendet werden sollen, weil die Übertragungsrate von Telephonleitungen wesentlich geringer ist als die Übertragungskapazität der Seheiben.

Fig. 2h zeigt ein ähnliches System für photographische Scheiben. Da ein solches System nur einmal belichtet werden kann, arbeitet es auch nur als Aufzeichnungseinrichtung. Es ist in Fig. 2h dargestellt, wie etwa die erste mit Aufzeichnungen versehene Scheibe als Stammscheibe für eine umfangreiche Vervielfältigung benutzt werden kann.

Fig. 25 zeigt ein System in Verbindung mit photographischen Scheiben im Reproduktionsbetrieb. Eine der oben erwähnten Scheiben wird benutzt und die Ausgangssignale werden in einem herkömmlichen Fernsehempfänger wiedergegeben, oder sie stehen auf einer Übertragungsleitung zur Verfugung. Es sei darauf hingewiesen, daß in dieser Konfiguration das System keine zusätzlichen Scheiben erzeugen kann.

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Claims (26)

1. PATENTANSPRÜCHE

   iJ Vorrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignale^ gekennzeichnet durch eine rotierende Fläche (lOO) ,auf der ein Videobild aus Teilbildern hergestellt wird, wobei die einzelnen Teilbilder aus Zeilen aufgebaut sind; eine Einrichtung (103) zum Aufzeichnen der Videosignale in konzentrischen Spuren auf der rotierenden Fläche, so daß entsprechende Teile aufeinanderfolgender Teilbilder eines Bildes in die gleiche Winkelposition auf der rotierenden Oberfläche kommen; und eine Einrichtung zum Abtasten des Videosignals an einer bestimmten Anzahl diskreter Stellen in regulär verteilten Intervallen längs jeder Zeile, wobei die Aufzeichnungseinrichtung so angeordnet ist, daß sie diskrete Einträge, entsprechend den einzelnen Bildelementen, aufzeichnet.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung die aufeinanderfolgenden und einem bestimmten Bildelement entsprechenden Einträge praktisch in die gleiche Winkelpoeition relativ zum Rotationszentrum setzt.
3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung einen magnetischen Wandler (103) und eine Einrichtung enthält, welche den Wandler bis zur magnetischen Sättigung während entsprechend langer PulsIntervalle erregt, wobei die Längs des Intervalls der Amplitude des entsprechenden Zeilenelementsignals entspricht.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung eine Einrichtung (104) zum Aufzeichnen von Taktmarken gleichzeitig mit dem Beginn der Pulsintervalle besitzt.

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5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet) daß die Aufzeichnungseinrichtung eine Einrichtung zum Ändern des Abstands aufeinanderfolgender konzentrischer Spuren auf dem Aufzeichnungsmedium in Übereinstimmung mit dem Grad der Bewegung in dem aufzuzeichnenden Bild besitzt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anpassen der Anzahl der Elemente, die in Übereinstimmung mit dem zu erzielenden Grad der Aufzeichnungsauflösung aufgezeichnet werden sollen.
7. 7* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Information mit Hilfe eines Wandlers, der die Oberfläche einer Einrichtung durchquert, wiedergegeben werden kann; ein Medium vorgesehen ist, das die Information in verhältnismäßig beständiger Form trägt, wobei Teile der Einrichtung entsprechenden Bildteilen zugeordnet sind,, die in einer Wiedergabeeinrichtung, die mit dem Wandler zusammenwirkt, zu einem Bild entwickelt werden sollen; und mehrere diskrete Elemente auf der Oberfläche der Einrichtung vorhanden sind, wobei jedes Element den Zustand des entsprechenden Elementes des Bildes, das von der Viedergabeeinrichtung entwickelt wird, wiedergibt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die diskreten Elemente für die Überquerung mit einem Wandler in einer auf einem Kreisbogen befindlichen Folge angeordnet sind, während der Wandler in einer praktisch senkrechten Richtung zur Kreisbogenrichtung für aufeinanderfolgende Kreisbogenüberquerungen voranschreitet.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch diskrete Elemente, die allgemein gradlinig in senkrechter Richtung angeordnet sind.

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10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung eine Scheibe (lOO) ist, die in der Nähe des Wandlers (l03) in ihrer Ebene gedreht werden kann, wobei die entsprechenden Linien diskreter Elemente radial zum Rotationszentrum der Scheibe ausgerichtet sind.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedium aus remanentem, magnetischem Material besteht.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Scheibe belichtetes photographisches Material als Speichermedium benutzt wird.
13. 13· Vorrichtung nach Anspruch 7 mit einem elektromagnetischen Kontaktwandler zum Aufzeichnen und Lesen magnetischer Einträge in der Größenordnung von 4000 pro Zentimeter in einer Spur bestimmter Breite, gekennzeichnet durch eine geschlossene magnetische Konstruktion (300-308) mit einem Lese-Schreib-Bpalt in einer ^anglichen, flachen, an der Außenseite befindlichen Fläche, wobei der Spalt eine Breite von etwa derjenigen der magnetischen Spur besitzt, mit Lese-Schreibspulen und mit einem unmagnetischen Körper, der mit der magnetischen Konstruktion verbunden ist, dessen Härte und Verschleißfestigkeit der magnetischen Konstruktion sehr ähnlich sind und der eine praktisch ebene, an der Oberfläche der magnetischen Konstruktion liegende Fläche besitzt.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen unmagnetischen Körper (300, 301), der etwa rund ist und dessen Durchmesser nicht kleiner als 10 Spurbreiten ist,
15. 15· Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper auf jeder Seite der magnetischen Oberfläche mit einer

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    Nut (305, 306) versehen ist, um eine Vertiefung für das Bindemittel zu schaffen und zu verhindern, daß das Bindemittel in die Kontaktebene reicht.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die längliche, außen liegende Fläche am Spalt in ihrer Breite reduziert ist, um eine geringe Spaltbreite und eine relativ weite magnetische Konstruktion zu erreichen.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch eine flexible Halterung (350,-352), die mit dem Wandler in einer etwa in dessen Massenschwerpunkt liegenden Ebene verbunden ist.
18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger eine rotierende Platte ist, die mit einer genauen Zentrierungseinrichtung ausgestattet ist, die Zentrierungseinrichtung auf eine Spindel mit einem bestimmten Durchmesser paßt, die Aufzeichnungsspuren extrem schmal sind und eine bestmögliche Konzentrizität bei der Übertragung aufgezeichneter Platten verlangt wird; und eine Nabe mit einer kreisförmigen Öffnung für die Spindel auf der Platte vorgesehen ist, wobei die kreisförmige Öffnung an ihrem Umfang (146, 147) mit Ausnahme von zwei Stellen (144, 145), die weniger als 180° auseinanderliegen, frei ist und eine vorgespannte Feder (149) an der Nabe gegenüber den beiden nicht freien Stellen vorgesehen ist, um diese beiden Stellen mit der Spindel in Berührung zu halten, wenn sich die Platte darauf befindet.
19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Federschuh ein federnder, außen liegender Finger ist, der die Spindel weich berührt.
20. 20. Verfahren zum Aufzeichnen von Videosignalen auf einer rotierenden Fläche, wobei ein Bild aus Teilbildern gebildet und

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    Jedes Teilbild aus Zeilen zusammengesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale in konzentrischen Spuren auf der rotierenden Fläche aufgezeichnet und für die gleichen Teile aufeinanderfolgender Teilbilder etwa in die gleiche Winkelposition relativ zum Rotationszentrum gesetzt werden; und jede Zeile in eine bestimmte Anzahl von diskreten Elementen in gleichförmig verteilten Intervallen längs der Zeile zerlegt und ein diskreter Eintrag für jedes Element in jeder Zelle vorgenommen wird.
21. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Oberfläche Teil einer magnetischen Scheibe ist, die auf eine drehbare Spindel gesetzt werden kann; und ein Magnetisierungszustand für jeden Eintrag bewirkt werden kann, dessen Länge der Amplitude des entsprechenden Zeilenelementsignals entspricht.
22. 22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß Taktmarken auf einer zu den Eintragungsspuren konzentrischen Spur der rotierenden Fläche aufgezeichnet werden.
23. 23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn jedes diskreten Eintrags eine Taktmarke aufgezeichnet wird.
24. 24. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinanderfolgende konzentrische Spuren mit einem Überlappungsgrad voneinander getrennt sind, der sich mit dem Bewegungsgrad in dem aufzuzeichnenden Bild ändert.
25. 25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton in bestimmten digitalen Teilen einer Spur und in anderen bestimmten digitalen Teilen der folgenden Spur aufgezeichnet wird;

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    und der maximale Überlappungsgrad von Spuren so kontrolliert wird, daß die Toninformation gerade noch erkennbar ist.
26. 26. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufzeichneneier*Wandler verwendet wird, der aus sprödem, magnetischen Material besteht und so dünn hergestellt ist, wie dies wirtschaftlich möglich ist, und das spröde magnetische Material im Bereich des Spalts entfernt wird, um die Spaltbreite zu reduzieren.

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