DE2353073A1

DE2353073A1 - Verfahren und einrichtung zur aufnahme und wiedergabe von fernsehbild und -ton mittels rotierender platten

Info

Publication number: DE2353073A1
Application number: DE19732353073
Authority: DE
Inventors: Kent Dastrup Broadbent
Original assignee: MCA Discovision Inc
Current assignee: Discovision Associates
Priority date: 1972-10-24
Filing date: 1973-10-23
Publication date: 1974-05-16
Also published as: US3924062A; NL7314635A; DE2353073B2; JPS5935237B2; JPS56107677A; FR2204007A1; JPS6278728A; FR2204007B1; JPS56107336A; IT994434B; GB1453444A; NL177726B; JPS5591273A; DE2353073C3; JPH0341900B2; JPS5591274A; CA1022677A; JPS5935238B2

Description

MCA Disco-Vision Inc., Universal City, Kalif./USA

Verfahren und Einrichtung zur Aufnahm© und Wiedergabe von Fernsehbild und -ton mittels rotierender Plattan

Dia Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Vergrößerung dar auf eine? Platte gegebener Groß® speicherbaren hochfrequenten Information

Es sind bereits Systeise bekannt« die die Aufnahme und Wiedergabe von Signalen raife Fernsefrequenz bsw_o Videofrequens

409820/0744

auf Platten, Bändern und anderen Medien gestatten. Derartige Systeme arbeiten unter anderem mit optischer Aufzeichnung auf lichtempfindlichen Medien, Elektronenstrahlaufzeichnung auf thermoplastischen Flachen und so weiter, oder bewirken auf andere Weise ®t.n® reproduzierbare Aufzeichnung der Ferneehinformation.

Ganz allgemein kann man die bekanntes* Systeme einteilen in solche mit photogräphischen Flächen, mit Flächen, die auf einen Elektronenstrahl ansprechen _g mit magnetischer Aufzeichnung und in solche, b®i danen wie bei vorliegender Erfindung die Energie eines Strahles ©ine irreversible Veränderung der Oberfläche bewirkt und dadurch die Information aufzeichnet.

Bei des: Aufnahme von Vide©!nf©«nation auf Platten fcjmn man die hochfrequente Information entweder spiralförmig auf "rotierenden Platten awfseichnen, wofo@i der Aufnahmekopf'oder der AufseiehnuijgswaneiiisK' (bzw· der Wiedergabekopf |»ei der Wiedergabe} In radial®!" Rieätwag i*©ischob©n wird Oi|or *fobei, allerdings nicht nur Speicherung von "¥ideoinformation, die '. Aufzeichnung in konzentrischen Kreisapusrsn auf der Platte erfolgt«

Damit ein solch©© Speicherelement beispielsweise für die Unterhaltungselaktronik geeignet ist, tanB dia "Videoschaibe" in reproduzierbarer Woxrn ®in® ausr©ieh<3nd große Programmmenge speichern können. Sie bei gegebener Plattengröße speicherbare GoaaitsfeinforEinafeioin ist begrenzt durch den Plattendurchinossers, die Breite der Äufzeichnungsapur und durch die lineare Datendichte, die das System aufnehmen bzw. wiedergeben kann.

A09820/07A4

ORIGINAL INSPECTED

Ss ist deshalb Aufgab© der Erfindung„ ©ine derartige Informationeform zu schaffen, die auf -Videoplatte» äksept.abler GrföBe 'die Unterbringung einer erheblich größeren

Geroäß dar Erfindung wirö die ¥id©©toforwation nacheinander* in konzeafesfIsshan _f kreisförmigen Spisr©n ©der kontinuierlich in eines* gpiralförraigen Spur auf genommen. Dabei wlrä jedoch nicht die gesamte in-einer Fernsehüber-. tragung enthaltene Information aufgenommen, sondern lediglich ein Bild von mehreren aufeinanderfolgenden Fernsehbildern.

S© kannten bsi eines¹ erstssa Ausführungsform^ sowohl bei kreinförrftigor als aach b©i spiralförmiger Aufzeichnung_r nur jedes aweite Bild aufzeichnen ^* wodurch sich der zur

erforderlich© Speicherraum auf öle Hälfte der- Programminhalt einer bestimmten Speicherplatte .verdoppelt wird. Dabei wird jedes Bild vorzugsweise bei einer 'ganaon Umdrehung der Platte bzw. Scheibe aufge- ■ geichifit«/Jedes aufgezeichnete Bild wird dann zweimal wiedergegeben,, wobei m&n ein Signal erhält, das sich von dem aufgenommenen Signal praktisch nicht unterscheidet und das auf einem normalen Fernsehempfänger gegeben werden kann.

Damit der zu den-nicht aufgenommenen Bildern gehörige Ton nicht verlorengeht, wird dieser gleichzeitig mit dem Ton d<ar ausgewählten und aufgenoromenen Bilder aufgezeichnet» Es wird also die gesamte Toninformation und ein bestimmter Teil der Videoinformation aufgenommene Bei der Wiedergabe werden die.simultan.aufgezeichneten Tonspuren so voneinander getrennt* daß jedem Bild di<s richtig© Tonspur zugeteilt wird.

4 0 9820/0744

ORIGäNAL INSPECTED

Die orfindungsgemSBe Einrichtung arbeitet mit einer Prazisionsdrohmaschine, die den Aufzeichnungskopf radial über die rotierende Videoplatte verschiebt. Ein geeignetes optisches System richtet einen Aufzeichnungsstrahl auf die Plattenoberfleiche, der entsprechend der Videoinformation moduliert ist. Der Aufzeichnungskopf bewegt sich bei konstanter Plattendrehzahl vorzugsweise kontinuierlich über die Platte von außen nach innen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Information spiralförmig aufgezeichnet. Hierzu wird ein Gelenk oder Vibrationsspiegel in der Bahn des Schreibstrahles bzw. Aufzeichnungsstrahles angeordnet. Während der ersten Umdrehung der Platte wird die Wirkung von Kopf und Spiegel kumuliert und ein Bild aufgenommen. Bei der nächsten Umdrehung der Platte wirken Kopf und Spiegel entgegengesetzt, so daß die Bewegung des Kopfes durch die Bewegung des Spiegels verschoben wird.

Bei Beginn des nächsten Bildes befindet sich der Aufzeichnungsstrahl im gleichen radialen Abstand wie das Ende des zuvor aufgenommenen Bildes, so daß das nächste Bild kontinuierlich nach der bereits aufgezeichneten Spur gespeichert werden kann.

Damit man konzentrische, kreisförmige Aufzeichnungsspuren erhält, wird der Gelenkspiegel zunächst entgegengesetzt der radialen Bewegung des Kopfes gerichtet und der Aufzeichnungsstrahl auf einem konstanten Radius solange von der Plattenmitte gehalten, bis eine Kreisspur beendet ist, d.h. über eine vollständige Plattenumdrehung. Bei der nächsten Umdrehung dor Platte wird keine Information aufgenommen und die Wirkung von Spiegolbewegung und Kopfbewegung kumuliert sich,

4Q9820/0744

so daß der Aufzeichnungsstrahl zur nächsten radialen Stellung weitergeschaltet wird, die von dor vorherigen Spur um einen bestimmten Abstand getrennt ist.

Auf diese Weise ergibt sich eine Aufzeichnung mit einer Reihe konzentrischer Datenringe, wobei joder Ring vorzugsweise ein ganzes Fernsehbild und außerdem die Toninformation des aufgenommenen Bildes und auch der weggelassenen Bilder enthält.

Bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Information wird ein Lesestrahl auf die Plattenoberfläche gerichtet, und zwar über einen Gelenkespiegel, der mittels einer Servosteuerung der aufgezeichneten Spur nach einem bestimmten Programm folgt. Bei Aufzeichnung eines Bildes während einer Umdrehung wird jede Spur so oft gelesen, daß man einen kontinuierlichen VideoinforFiationsfluß erhält, unabhängig von der ursprünglich existenten Informationsrate und wobei die vollständige Toninformation wiedergegeben"wird.

Bei der Aufnahme nur jedes zweiten Bildes wird somit jedes Bild zweimal wiedergegeben« Entsprechend wird bei Aufzeichnung nur jedes dritten Bildes dieses dritte ,Bild dreinal wiedergegeben. Das Abstoppen erreicht man dadurch, daß der Losestrahl auf das gewählte Bild "einrastet" und dienes Bild kontinuierlich liest, während die radiale Bewegung des Lesekopfes? gestoppt ist.

Bei spiralförmiger Aufzeichnung der Information während aufeinanderfolgenden Plattonumdrehungen addiert bzw« subtrahiert sich die Spicqelbcwegung zn der radialen-Bewegung des Kopfes. Wenn der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spuren beispicsleweise 2 μ beträgt«, bewegt sich der Kopf mit einer

40 98 20/07 4 4

Geschwindigkeit von 1 μ/ΡlattenUmdrehung und außerdem bewirkt der Spiegel eine radiale Bewegung von mindestens 1 μ de3 Lesestrahles in jeder Richtung.

Die Wiedergabe beginnt, wann der Kopf mit dem Beg-inn eines Bildes ausgerichtet ist. Dan Bild wird einmal abgelesen, wobei sich die Spiegelbewegung zu der Kopfbewegung addiert. Nach Beendigung des ersten Bildes befindet sich der Kopf in der Mitte zwischen zwei neboneinanderliegenden Spuren und der Spiegel wird entgegengesetzt zur Kopfbewegung abgelenkt. Auf den Anfang des bereits wiedergegebenen Bildes eingerastet, erfolgt ein nochmaliges Ablesen dieses Bildes, wobei der Spiegel in der gleichen Richtung abgelenkt wird, in der sich auch der Kopf bewegt« Nach Abschluß dieser Bildwiederholunq wird der Kopf mit dem Anfang des nächsten Bildes ausgerichtet und liest dieses Bild, w'ihrend der Spiegel weiter in der Richtung der Kopfbewegung abgesenkt wird.

Für die kreisförmig aufgenommen© Information wird der Spiegel in die Richtung der Kopfbewegung abgelenkt;, bevor der Kopf die Spur erreicht. Die Spur wird bei 'der Kopfbewegung einmal abgelesen. Die Spur wird nochmals abgelesen, während der Kopf von der Spur zurückkehrt„ Der Spiegel wird bei dieser Umdrehung entgegengesetzt zur Kopfbewegung abgelenkt und kompensiert dadurch die Kopfbewegung, so daß der Lesepunkt während swei Umdrehungen auf dem gleichen Radlvsn bleibt.

Daraus folgt, daß das Vorfahren und die Einrichtung nacu der Erfindung die Aufnahme und Wiedergabe von Fernsehinformation mit größerer Flexibilität und Wirtschaftlichkeit auf Platten erlauben, als dies bei bekannten Systemen mög-

409820/0744

lieh ist» Die detaillierte Erläuterung der Erfindung erfolgt unter Bosuqnahme auf die Zeichnung. Darin seigts

Fig. 1 eine schematicche Draufsicht auf eine Scheibe, auf der die Videoinformation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgezeichnet ist,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgeraäOen Aufzeichnungseinrichtung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßan Wiedergabe© inr ich tung ,

Fig. 4 den Verlauf des dem Gelenk-Aufzeichnungssplsgel zugeführten Steuersignales, damit diasei? in der Einrichtung nach Fig. 2 kreisförmige Spuren beschreibt,

Fig. 5 den Verlauf des Signales, der der Einrichtung nach Fig. 3 zur Steuerung des Gelenk-Wiedergabespiegels zugeführt wird,

Fig. 6 eine alternative Plattenform mit spiraliger Aufzeichnung,

Fig. 7 den Signalverlauf zur Steuerung des Spiegels bei der spiralförmigen Aufzeichnung und

Fig. 8 den Signalverlauf zur Spiegelsteuerung bei der Wiedergabe der Spiralen.

Gemäß Fig. 1 wird die Videoinforrcation auf einer Platte oder Scheibe 10 in konzentrischen, kreisförmigen Ringen oder Spuren

.- 8 -■ 409820/0744

12 aufgezeichnet, die durch einen gleichmttfiicjen Abstand voneinander getrennt sind. Bei dieser bevorzugten Ausführ ungs form enthält jede Spur die Videosignalinforroation eines vollständigen Viäeobildes und auch den gleichzeitig aufgezeichneten Ton von 2 Bildern, das aufgenommene Videobild und den Ton des unmittelbar vorhergehenden Bildes, dessen Videosignal nicht aufgezeichnet ist. Die erste InformationssDur wird vorzugsweise in der Nähe des äußeren Randes der Platte aufgenommene Man kann jedoch auch von innen beginnen, was auch für άί® Wiedergabe gilt.

Als aweckmäSig hat sich elas Spurbreite von ca«, 1 μ erwiesen mit .einera Sicherheitssband 14 zwischen den Spuren, das ebenfalls In der Größenordnung von 1 y lieqt. Dor Mlttanabsfeamd sw©i©r benachbarten- Spuren betragt somit 2 μ."

Dl© bevorzugte Ausfühxungsform betrifft ein Informationsforatat» bei den; jedes zweite Videobild weggelassen wird. Man kann jedoch ©weh ander© lafoEsnatlonsformate verarbeiten«, lf®na man fool dar Aufsahase % Bilder von %<*1 aufeinanderfolgan-= den. Bildern ®ln©s koatlnial@rl,ieh©n Programmes wealäßt, so wird bei der Wiedergab© jedes aufgenommene Bild x+l - fach wiedergegeben ρ damit d©r Fernsehempfänger dem orfordorliaheBi konstanter» Informationsfluß erhält und damit dem Betrsvphtcarff bzw. Hörer Bild und Ton In akzeptabler Form geboten werden*. Jedes aufgenommene Videobild esithlil-b den Ton von x+l Bildern, die n®ch dem Multiplexverfahren so aufgenommen sind, daS bei jeder 'Wiedergabe des Videobildes dies s ugehör ige "Tonspur" wiedergegeben wird«

beim Ausführungsbeispiel imfragekommenden Werte χ hängen von den Anforderungen an das System und den angewandten Industrienormen ab. Die Größe des aksoptlerbaren

409820/0744

Bildflimmerns hangt vor allem von der Toleranz des Systems und dem Geschir.ack do3 Betrachters ab. Bei 15 Bildern/Sekunde wird die Fernsehinformation noch nicht sichtbar beeinträchtigt, und auch IO Bildor/Sekunde sind noch akzeptabel. Abhängig vom wiedersugebenden Bildinhalt kann man auch noch

geringere Bildgoschwiddigkelten'tolerieren.

Bei anderen Anwendungen kann man das Teilbild als elementaren Informationsschritt betrachten„ Wenn zwei Teilbiider zu einem" Bild gehören, kann man y Teilbilder von den y+1 aufeinanderfolgenden Teilbildern weglassen, wobei y eine ganze Sahl isst. Bei der Wiedergabe wird jedes Teilbild y+l-mal wiederholt. Wie oben bereits erwiihnt, enthält das aufgenommene Teilbild auch den Ton der woggelassenen Teilbilder wobei beim demultiplexiercn bei jeder Einzelbild-Wiederholung ein anderer Tonabschnitt wiedergegeben wird.

Die Aufzeichnungseinrichtung 20 nach Fig. 2 enthält einen Aufnahmekopf 22₃in der bevorzugten Ausfuhrungsform ein auf eine Flüssigkeitsdämpfung 26 montiertes Mikroskop-. objektiv 24ο Eine Platte 28 besitzt eine Oberfläche, die auf dlQ augeführte Energie anspricht und nach dom bekannten Stand der Technik ausgeführt ist. Die Platte 23 kann z.B. einen sehr dünnen Film 30 einen Metalles mit niedrigem Schmelzpunkt und hoher Oberflächenspannung aufweisen. Der Aufnahme- oder Schreib3trahl schmilzt den Film und die Oberflächenspannung IMEt das Metall au kleinen Tröpfchen verschmelzen, eo daS ein nicht beschichteter Bereich zurückbleibt. Die Platte 24"wird von einem Rotationselement 32 gedreht, beispielsweise von einem Synchronmotor, der mit einem Antriebselement 34 für die translatorische Bewegung des Aufnahmekopf es, etwa einer Pr-Üzisionsdrohmaschine, zus ammanwirk t„

- IO

409820/07 44

Ein vom Antriebaelenant 34 bewegter (nicht gezeigter) TranslationGschlitten bewegt die Aufnahmeeinrichtung 22 gegenüber der rotierenden Platte 28 in radialer Richtung.

Ein Aufnahmestrahl 36 ist über ftufnahxneschaltungen 38 mit dein aufzunehmenden Videosignal moduliert.» Der modulierte Strahl 36 geht auf eine Gelenk3spiegelanordnung 4O₄, die den Strahl auf den Aufnahmekopf 23 richtet. Der Clelenkspiegel wird von einer Steuerschaltung 42 gesteuert, die Eingangssignale vom Rotationsantrieb 32 erhält und Ausgangssignale auf die Translationssteuerung 34 gibt.

Zur Aufnahme gemäß der Erfindung und der NTSC-Norm werden somit nur bestimmte Tei'lbilder der genormten 60 Tci!bilder/ Sekunde (30/Sekundo) aufgenommen. Die Ausführungsform nach Fig. 2 zeichnet die Videoinformation jedes zweiten Videobildes auf.* Ξπ werden somit, das zweite/, vierte usw. Bild aufgenommen und die Videoinformation dos ersten„ dritten usw, Teilbildes weggelassen.

Die Einrichtung nach Fig« 2 spaltet das Eingangssignal ir. einem Videoteil, der zu einem ersten Videogatter 50 geht, das von einem 3'!hler 52 gesteuert wird, der in seiner einfachsten Realisierung zwei in Roihe gescioLtote Fljpflops umfaßt. Ein getrennter Toneingang geht zu einem ersten Tongatter 54, das ebenfalls vor. ZUhler 52 gesteuert wird. Die Weiterschaltung der Fiißflops erfolgt durch einen Präziaion3O3zillatar 56. Dieser Oszillator schwingt mit der vertikalen Synchronisationsfrequenz und wird über die Videoeingangsinforrration durch eine Takt- und Synchronisierschaltung 58 synchronisiert, die vertikale Syiichronisationsimpulne vorn Vidooeingnngosignal erhält.

11 -

0* 9820/0744

Der Ausgang des Z«ihl©rs 58 schaltet das- Videogatter 50 und das erste Tongatter 54 abwechselnd ein und aus? während ein sweites Tongatter 60 von ©Inem komplementären Ausgang geschaltet wird» Bai zv/ei ersten Impulsen des Oszillators 52 des ersten Bildes ist äer Ausgang des Zählers 52 fclesin (Null) ο Die Video=- und Äudiosignal© -sind durch Gattes 50 ? 54 gesperrte Das zweite Tongatter- .60 ist jedoch durehgesteuert und ^dIe Toninformation geht zn einem Verzögerung^= element 62_o Beim dritten trad vierten Impuls ist der Ausgang des Zählers 52 hochgeschaltet und die Gatter 50_ρ 54 lassen das Video- und das Tonsignal s-u einem MuItIplexer 64 * während das awalte Tongatt©r 60 blockiert Ist«

Das Verzögerungsolexnent 62 verzögert das Eingarsgstonsignai für eine Bildperiode. ma 1/30 Sekunden? doh» während einer Umdrehung der Platte 28=

Eingang des - Multiplexers 64.sind das komplett© Vidaobild und sein Tonsignal und des¹ verzögerte Tonteil dos vorher= gehenden Bildes vorhanden DI© Toninformation sowohl für das gesperrte als auch für das übertragene Bild geh.t dadurch gleichseitig zum Multiplexer 64^ der dem einsigen Bild bzv/o der Struktur der VIäeoinfom»ation swei Strukturen Tgev=- informatIonon hinzufügt_o Die Tonsignale werden in Multiplexer 64 auf bekannte Weise korablnlarto Das susaramengesetst© Signal moduliert dem Schreib- oder "Aufseichnungsstrahl In den &ufnahmesefoaltungen 38_o

Zur Verschiebung oder Translation des Aufnahmegerätes 22 in radialer Richtung gegenüber der rotierenden Platte 28 kommen bekannte Verfahren In Betracht„ In FIg„ 2 sind die Rotations- und Translationsgcrlite 32,34 so miteinander ver<bunden? daß das Schreibgerät 22 bei jeder Plattenumdrehung

- 12 -

409820/0744

um einen bestimmten Schritt in radialer Richtung über die Platte 28 vorrückt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bewegt sich das Schreibgerät bei jeder Ur.idrehung um 1 μ weiter, so daß zwei Umdrehungen zum Verschieben von Spur zu Spur bei kreisförmiger oder spiraliger Aufnahme erforderlich sind.

Wenn raan den Celenkspiegel 40 anhalten würde, würde der Schreibstrahl 36 a\if dein Plattenüberzug 3O eine kontinuierliehe, spiraiige Spur nach bekanntem Stand der Technik und gomüß der Darstellung aufzeichnen, ohne 7vbstand zwischen den aufeinanderfolgenden Spuren. Wie bereits erwähnt, ist jedoch der Spiegel 40 um eine zur Plattenoberfläche parallele Drehachse schwenkbar, senkrecht zum Strahl-Platten-Schnittradius, zur radialen Verstellung des Strahles 36 über die Platte.

Beim Ausführungsbeispiel ist ein Spiegelantrieb 80 mit einom Ende des Spiegels 80 verbunden und bewirkt eine Winkelbewegung um den zentralen Drehzapfen 82. Wenn beispielsweise der AntrJäo 82 den Spiegel 80 in Fig. 2 im Uhrzeigersinn dreht, wird der Schnittpunkt von Schreibstrahl 36 und Plattenoberfläche 30 nach der äußeren Peripherie der Platte 28 verschoben.

Wie bereits erwähnt, wird die Videoinformation auf der Platte entweder in konzentrischen, kreisförmigen Ringen oder Spuren oder in einer kontinuierlichen, spiraligen Spur aufgenommen, wobei ein vorgegebener Abstand zwischen den Spuren vorhanden ist. Bei jeder Plattonumdrehung erh'ilt die Spur Video- und Tonsignalinformation einer kompletten Videostruktur bzw. eines Videobildes und den

- 13 -

409820/0744

gleichzeitig aufgenommenen Ton den unmittelbar vorher
aufgenommenen, weggelassenen Bildes (Struktur).

Wie bereits erwähnt, hat sich eine Spurbreite von etwa
1 y und ein Sicher hei tsband zwischen den Spuren von
ebenfalls etwa einem y als zweckmäßig erwiesen. Die
kreisförmige Spur ist in Fig. 1 dargestellt. Dar Mittonabstand benachbarter Spuren beträgt dabei 2 μ.

Bei der Aus führumjs form nach Fig. 2 dreht sich die Platte 28 mit 1800 Umdrehungen/Minute, go daß 1/30 Sekunden für die Aufnahme einer Struktur bzw. eines Bildes verfügbar
ist, das ist die Zeit, die nach der NTSC-Norm einem Bild bzw. einer Struktur zugeteilt ist. Da eine qanzaahlige
Anzahl von Tollbildern erwünscht ist, kann nan mit einer Rotationsgeschwindigkeit der Platte 28 entsprechend 1 Bild/ Drehung arbeiten.

Bei jeder Umdrehung der Platte 28 verschiebt der 'i'ranslationsantrieb 34 den Schreibkopf 22 in radialer Richtung urn 1 Schritt gegen die Rotationsachse. In der Ausführungsforn» nach Fig. 2 wird der Schreibkopf 22 bei jeder Plattenumdrehung um 1 μ weiter zur Plattenmitte verschoben.

Zur Aufnahme kreisförmiger Spuren WiIt der Gölcnkspiogel 40 den Schreibßtrahl 36 bei einer bestimmten Umdrehung der Platte 28 auf einem konstanten Plattenradius. Der Winkel des Spiegels 40 wird vom Winkelantrieb 42 gesteuert, der über den Oszillator 56 synchronisiert ist.

ilino geeignete Steuorfunktion für den Spiegalantricb zur konstanten Einhaltung einer radialen Stellung des Schreibstrahles bei dor Aufnahme von Information ist in Fig. 4

40982 0/07

dargestellt. Die Spiegelsteuerung 42 kann eine geeignete Sägezahnfunktion liefern, wobei der Golenksplegel 40 gegenüber der Zeit und der Winkelstellung der Platte linear gedreht.wird, zur präzisen Kompensation der Translation des Schreibkopfes 22*

Bei den oben beschriebenen Informationsformat wird nur jedes zweite Videobild bzw. jede zweite Videostruktur aufgenoEimen. Die exakte Stellung des Spiegels 40 ist nur in jenen Zeitsegreenten wesentlich, wenn auf der Platte 28 tatsächlich Information aufgezeichnet wird. Diese Zeitaegmente sind in Fig. 4 durch Pfeile und die Worte "Struktur Γ "Struktur 2", usw. (Bild 1, Bild 2 usw.) angegeben. Außerdem sind die Strukturen, in denen Information aufgenommen wird, durch das Wort "Schreiben" (Aufnahme) gekennzeichnet. Wenn keine Information aufgenommen wird, beispielsweise während des vertikalen Rücklauf Intervalls,, dreht sich der Spiegel 40 in eine Nullstellung zurück und wartet die Beendigung der Umdrehung ab. 2u Beginn des Schreibvorganges wird der Schreibstrahl entgegen der,Kopfbewegungsrlchtung beim Schreiben abgelenkt, so daß die Bewegung aufgehoben wird. Bei der nächsten Urndrehung wird der Kopf zum Ausgangspunkt für die nächste kreisförmige Informationsspur verschoben (d.h. auf einen gegenüber der vorhergehenden Spur um 2 μ kleineren Plattenradius) und dor Spiegel 40 kompensiert wieder bei dor Aufnahme der nächsten kreisförmigen Spur die Kopfbewegung.

Das System nach Fig. 2 arbeitet ohne Rückführung. Die Schließung dor kreisförmigen Spuren hängt ab vom richtigen Zusammenwirken der Rotations-, Translations- und Cpiegßlantriebe. Man kann iiuch ein System mit Rückführung mit der Eigenschaft zuri Ablesen bzw. zur Wiodergabe verwenden.

409820/0744

Beispielsweise kann man zunächst auf der Platte einen "perfekten" Kreis ziehen, wobei der Translationsantrieb stillsteht. Jede nachfolgende kreisförmige Spur mit Information wird dann dadurch erzeugt, daß man einen bestimmten Abstand von der unmittelbar vorher aufgenommenen Spur einhält.

Bei einer weiteren Ausf(ihrungsform ist eine Fehlererfassungsschaltung vorgesehen, wobei eine Schaltung zum Lesen nach dem Schreiben am Ende jeder kreisförmigen Spur eine DIskontlnuitMt im Spurradius am Anfang und am Ende einer bestimmten "Spur signalisiert. Ein geeignetes Korrektursignal für die Spiege!steuerung kann 2urn Verändern der Spiegelantriobsfunktion und zur Beseitigung der Diskontinuität abgeleitet werden.

Zum Schreiben einer spiralfömigen Spur nach Flg. 6 wird die Spiegelantriebsfunktion gemäB Fig. 7 modifiziert. Da der Mittenabstand zwischen den Spuren 2 μ beträgt und da der Kopf bei jeder Umdrehung um 1 ρ verschoben wird, muß man während eines Schreibintervalles des Spiegels den Strahl in der gleichen Richtung, in der sich auch der Kopf bewegt, ablenken. Am Ende der Umdrehung wird der Spiegel dann wieder in die Nullposition zurückgedreht, solange bis die Kopfbewegung den Kopf in die richtige radiale Stellung zur Aufzeichnung des nächsten Bildes bringt.

Mit einer alternativen Antriebsfunktion kann man Diskontinuitäten im Spiegelantrieb vermeiden und den Spiegel während einer Umdrehung, in der nicht geschrieben wird, auf Null zurückführen. Dies ist in Fig. 4 und 7 in jedem zweiten Intervall qestrichelt angedeutet.

Fig. 3 zeirTt eine Ausfuhrungsform einer Wiedergabeeinrichtung

- 16 409820/074 4

12O für die auf die beschriebene Weise aufgenommene Information. Die itfiedergabeeinrichtung stitnmt in der Funktion mit dem Stand der Technik Überein und wird deshalb nicht detailliert beschrieben.

Eine Videoplatte 128 wird von einem Rotationsantriob 132 gedreht. Ein Wiedergabe oder Loaekopf 122 wird durch einen Translationsantrieb 134 auf dem Plattenradiua verschoben. Rotations- und Translationsantrieb ähneln denjenigen beim Schreibvorgangο Ein in den Leseschaltungen 138 erzeugter Lesastrahl 136 wird Über ein optisches System mit einen Gelenkapiegel 140 auf den Lesekopf 122 gerichtet. Der Spiegel trifft dann auf die Platte 128 und auf die auf der Plattenoberfläche 130 aufgenommenen Information. Der modulierte Strahl 136· wird von der Platfcenoberflache 130 reflektiert und geht über den gleichen Weer zu den Lese- oder Wiedergabeschaltungen- 138.

Der Lesekopf 122 enthält eine Linse 124 und eine Flüssigkeitsdämpfung 126, die derjenigen des Schreibsystems 20 nach Fig. 2 gleicht. Ebenso wie im Schreibsystem nach Fig.2 wird der Golenkspiegel 140 von einem Strahlstellungaantrieb 142 angetrieben und richtet den unmodulierten bzw. den modulierten und reflektierten Lenestrahl 136 bzw. 136' auf den richtigen Radius, der Videoplatte 128, damit er den Datenspuren genau folgt, bzw. in umgekehrter Richtung.

Ein geeignetes Antriebssignal für dio Spiegolsteuerung wird vom reflektierten und modulierten Strahl 136' abgeleitet. Der Spiegel 140 kann über geeignete Rückführungsund Servoverfahren beim Lesen auf die Spur "einrasten". FIr kreisförmige Snuren ist ein geeignetes Antriebssignal in Fig. 5 und für spiralförmige Spuren in Fig. 8 darge-

- 17 -

£09820/0744

stellt.

Wie bereits erwMhnt, ist die Vidoolnformation entweder in einer Reihe konzentrischer und kreisförmiger Spuren enthalten, wobei jede Spur vorzugsweise ein vollständiges, aufgenommenes Bild (Struktur) umfaßt, oder auf einer kontinuierlichen Spirale, wobei jede Umdrehung ein aufgenommenes Bild enthalt. Da jedes aufgenommene Bild den Videoteil eines Bildes und den Tonteil diesen Bildes und des benachbarten, nicht aufgenommenen Bildes enthält, zur Versorgung'eines geeigneten Gerätes (beispielsweise eines normalen Fernsehempfängern) mit einer geeigneten Echtzeitinformation, nuß jedes Bild zweimal abgelesen werden, bevor das Wiedergabegerät zum nächsten Bild verschoben wird.

Eine Spurschrittschaltung 144 liefert der Strahl3tellungs- und Spiegelsteuerschaltung 142 ein geeignetes Schrittsrcha.ltsignal, beispielsweise einen Schrittimpuls * der den Spiegel 140 un einen Winkel weiterstößt, der zur Leitung des Lesestrahles vom einen aufaenominenen Bild zum nächsten aufgenommenen Bild weiterleitet. Die Spurschrittschaltung 144 liefert auch ein Steuersignal für die Tondeinultiplexschal-· tungen, so daß das gewählte Bild vom rlchtiaen Ton begleitet wird.

Das nächste Bild wird dann genügend oft wiedergegeben, bevor der Strahl zum nachfolgenden Bild weitergeleitet wird. Die Spurrjchritts-chaltung 144 ist vorzugsweise mit dem vertikalen Rücklaufsignal synchronisiert. Hierzu ctd ent ein Tnktnynchronisierer 158, der das aufgenommene Videonignal erhält und die entsprechenden Synchronisiersignale herauszieht. -

- 18 4 0 \i 8 ■/ U / 0 7 4 4 ·

BAD ORIGINAL

Der Ausgang dor Loseschaltung 120 wird auf ein geeignetes Verarbeltungsqer'it gegeben, beispielsweise einen normalen Fernsehempfänger. Dar Ausgang geht außerdem zu einer Geschwindigkeitßkorrekturachaltung 166, dia mit dem Plattenantrieb 132 (Plattenumdrehung) verbunden ist. Durch Erfassung geeigneter Synchronisiersignale und Deeinfluasung des Rotationsantriebes 132 kann man das Wiedergabesignal mit dem abgefragten Synchronisiersignal synchronisieren und gegen Frequenzvorschiebungen infolge Drehzahlabweichungen der Platte 128 sichern.

Das Antriebssignal für den Spiegel 140 nach Fig. 5 bei kreisförmiger Spur gibt an, daß beim ersten Bild der Spiegel zunächst in Richtung der Kopfbewegung um einen bestimmten Schritt verschoben wird. Dann wird der Spiegel 140 in die entgegengesetzte Richtung der Kopfbewegung abgelenkt/ während ein Bild gelesen und dann wiederholt wird. »Jach Beendigung der Wiederholung wird der Spiegel wieder in die Richtung der Kopfbewegung weitergentoßen und wShlt die nächste, konzentrische Spur, so daß sich der Vorgang wiederholt»

Bei der Arbeitsweise nach Fig. 5 befindet sich der Kopf beim ersten Lesen eines? Bildes in der Mitte zwischen zwei Spuren und die Spiegelbewegung kompensiert die Kopfbewegung exakt, so daß die kreisförmig«? Spur gelesen wird. Mach den ersten Lesen des Bildes wird der Lesokopf wieder auf die soeben gelesene Spur zentriert. Der Kopf wird weiter verschoben (translatorisch}und die Kopfbewegung wird wieder durch den Spiegel exakt kompensiert, bis die Bildwiederholung beendet ist. Zu diesen Zeitpunkt befindet sich dar Kopf wieder zwischen den Spuren und der Spiegel richtet den Strahl zur Aufnahme der n-üchnton Spur in die "Richtung dor Kopfbewegung.

- 19 -

L 0 9 ti ι 0 / 0 7 4 4

BAD ORJGiNAL

■ - 19 -

Bei spiralförmiger Spur beginnt gemäß Fig. 8 eier Lasevorganct, wenn der Kopf mit der Spur ausgerichtet ist. Der Spioqel wird surn Lonen eines ganzen Bildes in Ri.chtung der Kopfbewegung ausgelenkt. Der Kopf bofindet sich su diesen» Zeitpunkt in der Mitte zwischen zwei benachbarten Spuren und der Spiegel wird zum Anfang dor Spur "gestoßen". Der Spiegel richtet den Strahl wieder in die Richtung der Kopfbewegung» während das Bild wiederholt wird und richtet den Strahl bei dor zweiten Umdrehung weiter, wodurch das nächste Bild cralG^en wird» Bsi Beginn j«dos neuen Bildes ißt sonit der Kopf mit der Spur ausgerichtet. Bei der Wiederholung «ines Bildes befindet sich <kir Konf in der Mitte zwischen zwei benachbarten Spuren« ^v

Dei alternativen Ausführungsformen kann man mit Verschiebungen des Spiegels 140 in dor Größenordnung von hundertstel oder sehnte! inra arbeiten» D&ösg Flexibilität wird siura "einrasten" auf di« Spur bei Vibrations- und Stoßainv/irkungen auf das System benötigt, die sonst zur radialen Eeiativbewegungen"dieser Größe zwischen Kopf und Platte führein könnten.

Die zur Verarbeitung jedes zweiten Videobildes bzw, jeder zweiten Videostruktur beschriebenen Ausführungsbeispiele kommen auch SrUr andere Informations formate in Betracht. Wenn beispielsweise beim Aufzeichnen κ Bilder von x+1 Bildern eines kontinuierlichen Programmes woggelassen werden, liefert bei der Wiedergabe jedes aufgenommene Bild, wenn es x+1— mal wiedergegeben wird, den erforderlichen, konstanten Informations flußf, den beispielsweise ein normaler Fernsehempfänger benötigt, Dair.it ist Bild und Ton akzeptabel wiedergegeben und din- Ioninformation der v?eggelasnerien Bilder wird so aufgenonmon, daß eine Videostruktur bzw. ein Bild bei der

- 20 -

409820/0744

BAD ORIGINAL

- 2Ö -

VJiedergabe von don verschiedenen Tonstrukturen begleitet wird. Eine gewisse Wiederholung der Tonstrukturen lSßt «3ich noch tolerieren.

Beim Verfahren und der Einrichtung gemäß der Erfindung kann man somit auf einer Videoplatte gegebener Größe/ die mit einer bestimmten Geschwindigkeit läuft, eine größere Prograinmenge aufnehmen und auch wiedergeben. Vorteilhaft ist ©ine Ausführungsform, bei der jedes zweite Fernsehbild bzw. jede' zweite Videostruktur und der Ton sowohl der aufgezeichneten als auch der weggelassenen Bilder aufgezeichnet werden.

409820/0744

Claims

t e η t a η g ρ ν ü c h e

j Verfahren zur Aufnahme von Fernsehbildern auf rotierenden Platten, dadurch gekennzeichnet,

a) daß mindestens, zwoi komplette-, aufeinanderfolgende Videoprogrammteile aufgenommen werdon,

b) daß -von jedem Videoprogrammteil äer Tonabschnitt abgenommen wird,

c) daß mindestens einer der abgenommenen Tonabschnitte gespeichert vlrd,

' d) daß der orsto Tonabachnit't mit nachfolgenden Tonabachnitten kombiniert v/ird und

ti) daß der Videoabs.chnitt lediglich eines der aufqenomnenen Videoprogranunteile zusaromen nit den kombinierten Tonabschnitten sämtlicher empfanTener Videoprogrammteile aufgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

q) daß κ vollständige Videoprogramniteile empfangen worden,

b) daß von diesen κ Videoprogrnnpteilen die Toninformationsnbschnitte abgenoitimen werden,

c) daß die abgenommenen Toninformationsteile gespeichert worden,

d) daß der nachfolgende Videoprogrammteil empfang on v/ird,

e) daß von'dieser.! nachfolgenden Videopronrairantei 1 die Toninformationsab3chnltte abgenommen werden,

f) daß der gespeicherte Toninformationnnbachnitt der χ

- 22 -

4098^0/0744

ORfQIHAL INSPECTED

Videoprogrammteile mit dom Tonlnformation3abschnitt des nächsten Videoprogrammteiles kombiniert wird,

g) daß der nachfolgende Videoprograiamteil gleichzeitig mit den kombinierten Toninformationaabschnitten und dem nächsten Videoprogrammteil aufgenommen, wird, wobei χ eine ganze 2ahl ist und

h) daß χ vortugsweise gleich 1 oder 2 ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

a) daß bei der Wiedergabe der Fernsehaufnahmen von der Platte ein aufgezeichneter Videoteil abgelesen wird,

b) daß von dem aufgenommenen Videoteil ein erster Tonteil abgenommen wird,

c) daß der Videoteil mit dera ersten Tonteil kombiniert und auf ein Wiedergabegerät geqeben wird,

d) daß die aufgenommenen Videoteile wiederholt werden,

e) daß ein zweiter Tonteil aus dem aufgenommenen Videoteil abgenommen wird und

f) daß dieser zweite Tontail nit den wiederholten Videoteil kombiniert und auf das Wiedergabeciercifc gegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

g) daß auf dor Platte die Tonteile von einem weggelassenen Videoteil kombiniert v/erden mit einem ausgewählten Video- und Tonteil, während der nächste, aufgenommene Videoprogrammteil gelasen wird, und

h) daß die Schritte b) bis f) wiederholt werden.

- 23 -

AO9820/0744

Einrichtung sur Durchführung des Verfahrens nach den ■ vorhergehenden Ansprüchen, gekennseiehnet durch eine Plätte mit variablen« charakteristischen Abschnitten, die einen Teil einer darauf aufgezeichneten Videoinformation repräsentieren und mehr als einen damit gleichzeitig aufgenommenen Toainformationsteil einschließen, wobei die· variablen _t charakteristischen Abschnitte eine Vielzahl voneinander getrennter Informationsspuren bilden,, die am Umkreis'bzw. kreisförmig auf der Platt© verlaufen und wobei jeder Videoinformationsteil mehr als einmal gelesen wird* jedesmal mit einem anderen Tonin formations teil.

Einrichtung nach Anspruch S₉ dadurch, gekennzeichnet, daß die Informationsspuren in radialer Richtung um einen vorgegebenen Abstand getrennt sind«

7β Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einem Winkel von 360 der Informationsspur mindestens ©in Videoinformationsteil und mindestens zwei Toninformationsteile angeordnet werden*'

Einrichtung nach Anspruch 7_r dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Winkel von .360° der ■ Informations spur ein nachfolgender Videoprogramminforrnationsteii und mindestens zwei Toninfo'rmationsteile aufgenommen sind_f wobei den aufeinanderfolgenden Spuren ein aufgenommener Videoprogrammabachnitt zugeordnet ist, unter Einschließung lediglich jedes zvreiten Videoteilea zusammen mit den Tonteilen ρ die zu den weggelassenen Videotoilen des Programmabschnitten gehören.

- 24 -

409 8 2 0/0744

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, da0 auf einem Winkel von 360° der Spur einer der aufeinanderfolgenden Videosignallnforiuationstöile aufgenommen ist und daß auf der nächsten Spur einer der nächsten χ Videoaignalinforrnationsteile aufgenommen ist, wobei lediglich einer der χ aufeinanderfolgenden Videosignalinformationsteile aufgenommen wird und χ eine ganze Zahl größer ale I ist.

10· Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Aufnahme jedes Videosignalinformationsteiles auf der Platte die Tonfnformationsteile aufgenommen worden, die den χ Videosignalteilen zugeordnet sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Videoprogrammteil eine Struktur (Bild) ist und daß in jeder Informationsspur die Videoinformation jeder zweiten Struktur aufgenommen ist und daß gleichzeitig damit die Toninformation der aufgenommenen Struktur und die Toninformation der benachbarten, weggelassenen Struktur aufgenommen ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekonneeichnet, daß die Informationsspuren als konzentrische Kreiee ausgeführt sind, die jeweils einen kompletten Videoinformationateil enthalten.

13. Einrichtung nnch Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsapuren in einer kontinuierlichen Spirale angeordnet sind, wobei jede Windung der Spirale einen kompletten Videoinformationsteil enthält.

- 25 -

409820/074A

ORiGiMAL INSPECTED

14. Einrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei ein Plattenteller eine Platte trägt, eine Schreibeinrichtung einen Arn enthält, der gegenüber dem Plattenteller in radialer Richtung bewegbar ist und einen modulierten Energiestrahl zur Informationsaufzeichnung auf der Platte 'liefert und wobei eine Steuerungseinrichtung in Schreibarjn den Energiestrahl in radialer Richtung ablenkt, gekennzeichnet

a) durch Enpfangsmittel zuns Empfang einer vollständigen VideoprocrraiTiinsignaliibertragung zur Aufzeichnung auf der Videoplatte,

b) durch an-die Empfangsraittel angeschlossene Tonmittel, die den Toninforinationsabschnitt vom Videoinformationsabschnitt des empfangenen Videoprogrammsignales abtrennen,

c) durch an die Empfangsmittel angeschlossene Zeitsteuerungsinittel, die auf bestimmte Synchronisationssignale in der Videosignalübertragung ansprechen und Gattersignale erzeugen,

d) durch Tonspeichermittel für einen Tonabschnitt bestimmter Dauer, entsprechend einem Videoprogranunteil,

e) durch an die Mittel zur Abnahme des Tonqs und die Tonspeichermittel angeschlossene Mittel zur Kiambination des Tonsignales einschließlich der Tonabschnitte von mindestens zwei Programmteilen und

f) durch an die Zeitsteuerungsrtiittel angeschlossene sehreibateüermittel, die den Schreibjnitteln ein Modulationssjgnal zuführen, einschließlich dos Videoabschnittes eines gewählten ProqraKsniteiles, und das Kombination!*tonsignal, entsprechend den· Tonabschnitt des gewühlten Programrateiles und mindestens den

- 26 4 09820i/07 A U

letzten vorhergehenden Prograimntei 1.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Mittel zur Spurwahl, an die Zeitsteuerung, die Schreibmittel und die Strahlsteuerung, die abhängig von Gattersignalen arbeiten, und den Energiestrahl auf einem vorgegebenen Radius gegenüber der Platte zur Aufzeichnung eines ersten ausgewählten Programtelles auf einer Kreisspur ablenken und zur Rückführung des Strahles zu einein bestimmten Punkt gegenüber dem vorher aufgenommenen Toil, zur Wiederaufzeichnung des nächsten, aufgewühlten Frogrammteiles, v/obei trotz der Armbewegung während Zeitintervallen, in denen nicht aufgezeichnet wird, darauf ein vorgeschriebenes Aufzeichnungsformat folgen kann.

16.Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzelehnet, daß das vorgeschriebene* Aufaeichnungsformat einer Reihe dinkreter, kreisförmiger Spuren ist, die jeweils den Vidooabschnitt eines gewählten Programmteiles und den Tonabschnitt des gewählten und des weggelassenen Progranunteiles enthalten.

17. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgeschriebene Programmformat eine kontinuierliche Spirale ist, in der jede Windung dem Videoabschnitt eines gewählten Prograrranteilos und den Tonabschnitt des gewählten und des weggelassenen Prograr.unteiles enthält.

18. Einrichtung nach Anspruch 15, geJcennzeichnet durch an die Mittel zun Empfang, zur Kombination und zur Schreibsteuerung angeschlossene Gatter, die abhängig von Gattersignalen zur Aufzeichnung bestimmter Programmteile aus der ProgranunsignalübertracTung auswählen, wobei jeder ausgewählte Pro-

- 27 -

4098 20/0744

gratnmteil einen ausgewählten Videoabschnitt und die Tonabschnitte der nicht gewählten Programmteil© enthält, und durch die Aufzeichnung diskreter, vorübergehend getrennter Programrainformationsteile, die mit den Tonabschnitten der weggelassenen Teile kombiniert sind, durch die Schreibmittel.

19. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dafr jeder zweite Programmteil aufgezeichnet ist und daß der Ton abschnitt jede*» weggelassenen Teiles kombiniert ist mit dein Tonabschnitt des nachfolgenden, ausgewählten Teiles»

20. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß fliner von χ aufeinanderfolgenden Vldeoprogrammteilen zur Aufzeichnung ausgewählt ist und das die Tonabschnittö von χ aufeinanderfolgenden Programmteilen mit dem ausgewählten Videoprogrammtell kombiniert und aufgezeichnet werden*

21. Einrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet

a) durch erste Kittel zur Aufzeichnung eines aufgenommenen Vlöeoteilos

b) durch zweite Mittel, die an die ersten Mittel angeschlossen sind und aus dem aufgezeichneten Videoteil einen ersten Tonteil selektiv abnehmen,

c) durch an die ersten und zweiten Mittel angeschlossene dritte Mittel zur Kombination des Videoteile3 mit dem ersten Tontoil und zur Versorgung eines Wiodergabegerätes, und

- 28 -

409820/07A4

ORlGiNAL INSPECTED

d) durch an die ersten Mittal angeschlossene vierte Mittel zur Wiederholung des aufgezeichneten Videotoiles bei der Wiederholung, wobei ein zweiter Tonteil aus dem aufgezeichneten Videoteil entnommen, mit dem wiederholten Videoteil kombiniert und auf da3 Wiedergabegerät gegeben wird.

22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die vierten Mittel Mittel enthalten, die auf Synchronisationssignale im Videoteil ansprechen und Gattersignale erzeugen, wobei die zweiten. Mittel ab~ hängig von zugeführten Gattersignalen ansprechen und selektiv erste und Tonteile abnehmen.

409820/0744

Le e rs e ι te