DE2353073C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufzeichnung von Videoinformationssignalen auf eVive Videoplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufzeichnung von Videoinformationssignalen auf eine Videoplatte, bei welchem aufeinanderfolgende Videobilder aufgenommen werden und wenigstens jedes zweite Videobild nicht aufgezeichnet wird, auf eine derart hergestellte Videoplattenaufzeichnung und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei ein Plattenteller eine Videoplatte trägt, eine Schreibeinrichtung einen Arm enthält, der gegenüber dem Plattenteller in radialer Richtung bewegbar ist und einen modulierten Energiestrahl zur Informationsaufzeichnung auf der Platte liefert und wobei eine Steuerungseinrichtung im Schreibarm den Energiestrahl in radialer Richtung ablenkt.

Ein derartiges Verfan/en ist z. B. durch die DT-AS 1285 5U8 bekanntgeworden. Dort wird beim Aufzeichnen jedes zweite Videobild unterdrückt und bei der Wiedergabe jedes aufgezeichnete Videobild zweimal gelesen. Die Toninformation der unterdrückten Videobilder geht verloren.

Weiter ist durch die DT-AS 1 214719 ein Verfahren bekannt, bei welchem nur jedes zweite Videobild auf ein Magnetband aufgezeichnet und bei der Wiedergabe zweimal gelesen wird.

ίο Schließlich ist durch die US-PS 3 371 156 eine Anordnung bekanntgeworden, bei welcher die Toninformation jeder Zeile eines Fernsehbildes aus der Gesamtinformation herausgezogen, zusammengefaßt und in einem informationsfreien Teil des Videosignalzuges, wie dem Austastintervall, gespeichert wird.

Es sind Systeme bekannt, die die Aufnahme und Wiedergabe von Signalen mit Videofrequenz auf Platten, Bändern und anderen Medien gestatten. Derartige Systeme arbeiten unter anderem mit optischer Aufzeichnung auf lichtempfindlichen Medien, Elektronenstrahlaufzeichnung auf theiiiioplastischen Flächen und so weiter, oder bewirken aui andere Weise eine reproduzierbare Aufzeichnung der Videoinformation.

Ganz allgemein kann man die bekannten Systeme einteilen in solche mit photographischen Flächen und mit Flächen, die auf einen Elektronenstrahl ansprechen, in solche mit magnetischer Aufzeichnung und in solche, bei denen wie bei der vorliegenden Erfindung die Energie eines Strahles eine irreversible Veränderung der Oberfläche bewirkt und dadurch die Information aufzeichnet.

Bei der Aufnahme von Videoinformation auf Platten kann man die hochfrequente Information entweder spiralförmig auf rotierenden Platten aufzeichnen, wobei der Aufnahmekopf bzw. der Wiedergabekopf bei der Wiedergabe in radialer Richtung verschoben wird. Auch kann, bisher allerdings nicht zur Speicherung von Videoinformation, die Datenaufzeichnung in konzentrischen Kreisspuren auf der Platte erfolgen. Damit ein solches Speicherelement beispielsweise füi die Unterhaltungselektronik geeignet ist, muß die Videoplatte eine ausreichend große Programm-Menge in reproduzierbarer Form speichern können.

Die bei gegebener Plattengröße speicherbare Gesamtinformation ist begrenzt durch den Plattendurchmesser, die Breite der Aufzeichnungsspur und durch die lineare Datendichte, die das System aufnehmen bzw. wiedergeben kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Informationsform zu schaffen, welche nicht nur eine erhebliche Vergrößerung der Länge von Videoprogramm auf einer Videoplatte akzeptabler Größe ergib., sondern auch das Speichern der vollständigen Toninformation des Videoprogrammes innerhalb der Informationsform ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,

a) daß χ Videobilder aufgenommen werden,

b) daß aus diesen χ Videobildern die Toninformationsteile herausgezogen werden,

c) daß die herausgezogenen Toninformationsteile gespeichert werden,

d) daß das nachfolgende Videobild aufgenommen wird,

e) daß aus diesem nachfolgenden Videobild der Toninformationsteil herausgezogen wird.

f) daß die gespeicherten Tomniormationsteilc der ν Videobilder mit dem Toninformationsteil des nachfolgenden Videobildes gemischt werden, und

g) daß der Videoinformationsteil des nachfolgenden Videobildes gleichzeitig mit den gemischten Toninformationsteilen der χ Videobilder und des nachfolgenden Videobildes aufgezeichnet wird, wobei χ eine ganze Zahl, vorzugsweise I oder 2. ist.

Weiterbildungen der Erfindung, insbesondere zweckmäßige VViedergabcverfahren. Videoplattenaufzeichnungen und Vorrichtungen zur Aufzeichnung ersehen sich aus ilen Ansprüchen 2 bis 15.

Die Videoinformation wird entweder nacheinander in konzentrischen, kreisförmigen Spuren oder kontinuierlich in einer spiralförmigen Spur aufgenommen. Dabei wird jedoch nicht die gesamte in einer Fernseh-

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sondern lediglich ein Bild von mehreren aufeinanderfolgenden Fernsehbildern.

So kann man sowohl bei kreisförmiger als auch bei spiralförmiger Aufzeichnung nur jedes zweite Videobild aufzeichnen, wodurch sich der zur Datenspeicherung erforderliche Speicherraum auf die Hälfte reduziert bzw. der Programminhalt einer bestimmten Speicherplatte verdoppelt wird. Dabei wird vorzugsweise je Umdrehung der Videoplatte jeweils ein Videobild mit Videoinformationsteil und zugehörigen Toninformationsteilen aufgezeichnet. Jedes aufgezeichnete Videobild wird dann zweimal wiedergegeben, wobei man ein Signal erhält, das sich von dem aufgenommenen Signal praktisch nicht unterscheidet und das auf einen normalen Fernsehempfänger gegeben werden kann.

Damit der zu den nicht aufgezeichneten Videobildern gehörige Ton nicht verlorengeht, wird dieser gleichzeitig mit dem Ton der ausgewählten und aufgezeichneten Videobilder aufgezeichnet. Es wird also die gesamte Toninformation und ein bestimmter Teil der Videoinformation aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe werden die simultan aufgezeichneten Tonspuren so voneinander getrennt, daß jedem Bild die richtige Tonspur zugeteilt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet mit einem Präzisionsantrieb, der den Aufzeichnungskopf radial über die rotierende Videoplatte verschiebt. Ein geeignetes optisches System richtet einen Aufzeichnungsstrahl auf die Plattenoberfläche, 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 Lenk- oder Vibrationsspiegel in der Bahn des 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 ausgeglichen 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 tier Lenkspiegel zunächst entgegengesetzt der radialen Bewegung des Kopfes gerichtet und der Aufzeichnungsstrahl auf einen konstauten Radius so lange von der Plattenmitte gehalten, bis eine Kreisspur beendet ist, d. h. über eine vollständige Plattenumdrehung. Beider nächsten Umdrehung der Platte wird keine Information aufgenommen unil die Wirkung von Spiegelbewegung und Kopfbewegung kumuliert sich, so daß der Aufzeichnungsstrahl zur nächsten radialen Stellung weitergeschaltet wird, die von der vorherigen Spur einen bestimmten Abstand hat.

Auf diese Weise ergibt sieh eine Aufzeichnung mit

■5 einer Reihe konzentrischer Dateuiinge. wobei jeder Ring vorzugsweise ein ganzes Videobild und außerdem dieToninformation des aufgenommenen Videobildes und auch der weggelassenen Videobilder ent-J₁JjJi₁

Bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Information wird ein Lesestrahl auf die Plattenoberfläclie gerichtet, und zwar über einen Lenkspiegel, 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 Videoiniormationsfluß 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 Bilde? dieses dritte Bild dreimal wiedergegeben. Das Abstoppen en eicht man dadurch, daß der Lesestrahl aul das gewählte Bild »einrastet« und dieses Bild kontinuierlich liest, während die radiale Bewegung des Lesekopfes gestoppt ist.

Bei spiralförmiger Aufzeichnung der Informatior während aufeinanderfolgenden Plattenumdrchunger addiert bzw. subtrahiert sich die Spiegelbewegung zi der radialen Bewegung des Kopfes. Wenn der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spurer beispielsweise 2 μ beträgt, bewegt sich der Kopf mil einer Geschwindigkeit von 1 μ Plattenumdrehung und außerdem bewirkt der Spiegel eine radiale Bewegung von mindestens 1 μ des Lesestrahls in jedei Richtung.

Die Wiedergabe beginnt, wenn der Kopf mit derr Beginn eines Bildes ausgerichtet ist. Das Bild wire einmal abgelesen, wobei sich die Spiegelbewegung zi der Kopfbewegung addiert. Nach Beendigung der ersten Bildes befindet sich der Kopf in der Mitte zwi sehen zwei nebeneinanderliegenden Spuren und dei Spiegel wird entgegengesetzt zur Kopfbewegung ab gelenkt. Auf den Anfang des bereits wiedergegebenei Bildes eingerastet, erfolgt ein nochmaliges Ableset dieses Bildes, wobei der Spiegel in der gleichen Rieh tung abgelenkt wird, in der sich auch der Kopf bewegt Nach Abschluß dieser Bildwiederholung wird de Kopf mit dem Anfang des nächsten Bildes ausgerich tet und liest dieses Bild, während der Spiegel weite in der Richtung der Kopfbewegung abgesenkt wird Für die kreisförmig aufgenommene Informatioi

wird der Spiegel in die Richtung der Kopfbewegunj abgelenkt, bevor der Kopf die Spur erreicht. Die Spu wird bei der Kopfbewegung einmal abgelesen. Dii Spur wird nochmals abgelesen, während der Kopf voi der Spur zurückkehrt. Der Spiegel wird bei diese

Umdrehung entgegengesetzt zur Kopfbewegung abgelenkt und kompensiert dadurch die Kopfbewegung, so daß der Lesepunkt während zwei Umdrehungen auf dem gleichen Radius bleibt.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Firfindung erlauben die Aufzeichnung und Wiedergabe von Videoinformation auf Platten mit größerer Flexibilität und Wirtschaftlichkeit, als dies bei bekannten Systemen möglich ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher besehrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Videoplatte, auf der die Videoinformation gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgezeichnet ist, '5

Fig. 2 ein Blocksehaltbild einer erfindungsgcmä-IJeη Aufzeichnungseinrichtung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäi.icn Wicueigiiiieeiiiileiiiuiig,

Fig. 4 den Verlauf des dem Lenk-Aufzeichnungs- ^ao spiegel zugeführten Steuersignals, damit dieser in der Vorrichtung nach Fig. 2 kreisförmige Spuren beschreibt,

Fig. 5 den Verlauf des Signals, der der Vorrichtung nach Fig. 3 zur Steuerung des Lenk-Wiedergabespie- ^a5 gels zugeführt wird,

Fig. 6 eine alternative Form von Videoplattcn mit spiralförmiger Aufzeichnung,

Fig. 7 den Signalverlauf zur Steuerung des Spiegels bei spiralförmiger Aufzeichnung, und

Fig. Λ den Signalverlauf des Spiegels bei der Wiedergabe der spiralförmigen Aufzeichnung.

Gemäß Fig. 1 wird die Videoinformation auf einer Videoplatte 10 in konzentrischen, kreisförmigen Informationsspuren 12 aufgezeichnet, die durch einen gleichmäßigen Abstand voneinander getrennt sind. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform enthält jede Spur die Videosignalinformation eines vollständigen Videobildes und auch den gleichzeitig aufgezeichneten Ton von zwei Bildern, das aufgenommene Videobild und den Ton des unmittelbar vorhergehenden Bildes, dessen Videosignal nicht aufgezeichnet ist. Die erste Informationsspur wird vorzugsweise in der Nähe des äußeren Randes der Platte aufgenommen. Man kann jedoch auch von innen beginnen, was auch für die Wiedergabe gilt.

Als zweckmäßig hat sich eine Spurbreite von ca. 1 μ erwiesen mit einem Sicherheitsband oder Abstand 14 zwischen den Spuren, das ebenfalls in der Größenordnung von 1 μ liegt. Der Mittenabstand zweier benachbarter Spuren beträgt somit 2 μ.

Die bevorzugte Ausführungsform betrifft ein Informationsformat, bei dem jedes zweite Videobild weggelassen wird. Man kann jedoch auch andere Informationsformate verarbeiten. Wenn man bei der Aufnahme χ Videobilder von x+1 aufeinanderfolgenden Videobildern eines kontinuierlichen Programmes wegläßt, so wird bei der Wiedergabe jedes aufgenommene Videobild x+ lfach wiedergegeben, damit der Fernsehempfänger den erforderlichen, konstanten Informationsfluß erhält und damit dem Betrachter bzw. Hörer Bild und Ton in akzeptabler Form geboten werden. Jedes aufgenommene Videobild enthält den Ton von x+1 Videobildern, die nach dem Multiplexverfahren so aufgenommen sind, daß bei jeder Wiedergabe des Videobiides die zugehörige »Tonspur« wiedergegeben wird.

Die beim Ausführungsbeispiel in Frage kommenden Werte ν hängen von den Anforderungen an das System und den angewandten Industrienormen ab. Die Größe des akzeptierbaren Bildflimmerns hiingt voi allem von der Toleranz des Systems und dem Geschmack des Betrachters ab. Bei 15 Bildern/Sekunde wird die Fernsehinformation noch nicht sichtbar beeinträchtigt, und .mich Hl Bilder Sekunde sind noch akzeptabel. Abhängig vom wiederzugebenden Bildinhalt kann man auch noch geringere Bildgeschwindigkciten tolerieren.

Bei linderen Anwendungen kann man das Teilbild als elementaren Informationsschritt betrachten. Wenn zwei Teilbilder zu einem Bild gehören, kann man ν Tcilbilder von den y + 1 aufeinanderfolgenden Teilbildern weglassen, wobei y eine ganze Zahl ist. Bei der Wiedergabe wird jedes Teilbild y + lmal wiederholt. Wie oben bereits erwähnt, enthält das aufgenommene Teilbild auch den Ton der weggelassenen Teiiuüuei, wobei beim Demuiiipiexieien bei jeder Einzelbildwiederliolung ein anderer Tonabschnitt wiedergegeben wird.

Die Aufzeichnungseinrichtung 20 nach Fig. 2 enthält einen Aufnahmekopf 22, in der bevorzugten Ausführungsform ein auf eine Flüssigkeitsdämpfung 26 montiertes Mikroskopobjektiv 24. Eine Videoplatte 28 besitzt eine Oberfläche, die auf die zugeführte Energie anspricht und nach dem bekannten Stand der Technik ausgeführt ist. Die Videoplatte 28 kann z. B. einen sehr dünnen Film 30 eines Metalls mit niedrigem Schmelzpunkt und hoher Oberflächenspannung aufweisen. Der Aufzeichnungs- oder Schreibstrahl schmilzt den Film, und die Oberflächenspannung läßt das Metall zu kleinen Tröpfchen verschmelzen, so daß ein nicht beschichteter Bereich zurückbleibt. Die Videoplatte 24 wird von einem Rotationsantrieb 32 gedreht, beispielsweise von einem Synchronmotor, der mit einem Antriebselement 34 für die translatorische Bewegung des Aufnahmekopfes, etwa einem Präzisionsantrieb, zusammenwirkt.

Ein vom Antriebselement 34 bewegter, nicht gezeigter Translationsschlitten bewegt den Aufnahmekopf 22 gegenüber der rotierenden Videoplatte 28 in radialer Richtung.

Ein Aufnahmestrahl 36 ist über Aufnahmeschaltungen 38 mit dem aufzunehmenden Videosignal moduliert. Der modulierte Aufnahmestrahl 36 geht auf eine Lenkspiegelanordnung 40, die den Strahl auf den Aufnahmekopf 22 richtet. Der Lenkspiegel wird von einer Steuerschaltung 42 gesteuert, die Eingangssignale vom Rotationsantrieb 32 erhält und Ausgangssignale auf das Antriebselement 34 für die Translationssteuerung gibt.

Zur Aufnahme gemäß der Erfindung und der NTSC-Norm werden somit nur bestimmte Teilbilder der genormten 60 Teilbilder/Sekunde (30/Sekunde) aufgenommen. Die Ausführungsform nach Fig. 2 zeichnet die Videoinformation jedes zweiten Videobiides auf. Es werden somit das zweite, vierte usw. Bild aufgenommen und die Videoinformation des ersten, dritten usw. Teilbildes weggelassen.

Die Einrichtung nach Fig. 2 spaltet vom Eingangssignal einen Videoinformationsteil ab, der zu einem ersten Videogatter 50 geht, das von einem Zähler 52 gesteuert wird, der in seiner einfachsten Realisierung zwei in Reihe geschaltete Flipflops umfaßt. Ein getrennter Toneingang geht zu einem ersten Tongatter 54, das ebenfalls vom Zähler 52 gesteuert wird. Die

Weiterschaltung der Flipflops erfolgt durch einen Präzisionsoszillator56. Dieser Oszillator schwingt mit tier vertikalen Synchronisationsfrequenz und wird über die Videocingangsinformation durch eine Takt- unil Synchronisicrschaltung 58 synchronisiert, die vertikale Synchronisa''onsimpulse vom Videocingangssignal erhalt.

Die Ausgangsgröße der Schaltung 58 schaltet das Videogatter 50 und das erste Tongatter 54 abwechselnd ein und aus, während ein zweites Tongatter 60 ^u von einer komplementären Ausgangsgröße geschaltet wird. Bei zwei ersten Impulsen des Oszillators 56 des ersten Bildes ist der Ausgang des Zählers 52 niedrig (Null). Die Video- und Audiosignale sind durch die Gatter 50, 54 gesperrt. Das zweite Tongatter 60 ist jedoch durchgesteuert, und die Toninformation geht zu einem Verzögerungselement 62. Beim dritten und vierten Impuls ist der Ausgang des Zählers 52 hochgeschaltet, und '.!ic G?.?''.'^r 50-, 54 lassen il:is Video- und das Tonsignal zu einem Multiplexer 64 durch, während das zweite Tongatter 60 blockiert ist.

Das Verzögerungselement 62 verzögert das Eingangstonsignal für eine Bildperiode um '/,„ Sekunden, d. h. während einer Umdrehung der Videoplatte 28.

Am Eingang des Multiplexers 64 sind das komplette Videobild und sein Tonsignal und der verzögerte Toninformationsteil des vorhergehenden Videobildes vorhanden. Die Toninformation sowohl für das gesperrte als auch für das übertragene Videobild geht dadurch gleichzeitig zum Multiplexer 64, der dem einzigen Videobild bzw. dem Abschnitt der Videoinformation zwei Abschnitte Toninformationen hinzufügt. Die Tonsignale werden im Multiplexer 64 auf bekannte Weise gemischt. Das zusammengesetzte Signal moduliert den Aufzeichnungsstrahl in der Aufnahmeschaltung 38.

Zur Verschiebung oder Translation des Aufnahmekopfes 22 in radialer Richtung gegenüber der rotierenden Videoplatte 28 kommen bekannte Verfahren in Betracht. In Fig. 2 sind die Rotations- und Translationselemente 32, 34 so miteinander verbunden, daß der Aufnahmekopf 22 bei jeder Plattenumdrehung um einen bestimmten Schritt in radialer Richtung über die Videoplatte 28 vorrückt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bewegt sich der Aufnahmekopf bei jeder Umdrehung um 1 μ weiter, so daß zwei Umdrehungen zum Verschieben von Spur zu Spur bei kreisförmiger oder spiraliger Aufnahme erforderlich sind.

Wenn man die Lenkspiegelanordnung 40 anhalten würde, würde der Aufnahmestrahl 36 auf dem Film 30 eine kontinuierliche, spiralige Spur nach bekanntem Stand der Technik und gemäß der Darstellung aufzeichnen, ohne Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Spuren. Wie bereits erwähnt, ist jedoch die Lenkspiegelanordnung 40 um eine zur Plattenoberfläche parallele Drehachse schwenkbar, senkrecht zum Strahl-Platten-Schnittradius, zur radialen Verstellung des Aufnahmestrahles 36 über die Videoplatte.

Beim Ausführungsbeispiel ist ein Spiegelantrieb 80 mit einem Ende des Spiegels verbunden und bewirkt eine Winkelbewegung um den zentralen Drehzapfen 82. Wenn beispielsweise der Spiegelantrieb 80 den Spiegel in Fig. 2 im Uhrzeigersinn dreht, wird der Schnittpunkt von Aufnahmestrah! 36 und Plaxtenoberfläche nach der äußeren Peripherie de; Video-Dlatte 28 verschoben.

Wie bereits erwähnt, wird die Vidcoinformation auf der Videoplatte entweder in konzentrischen, kreisförmigen Ringen oder Spuren oder in einer kontinuierlichen, spiraligcn Spur aufgenommen, wobei ein vorgegebener Abstand zwischen den Spuren vorhanden ist. Bei jeder Plattenumdrehung erhält die Spur Video- und Tonsignalinformation eines kompletten Videoabschnittes bzw. eines Videobildes und den gleichzeitig aufgenommenen Ton des unmittelbar vorher aufgenommenen, weggelassenen Videobildes bzw. -abschnittes.

Wie bereits erwähnt, hat sich eine Spurbreite von etwa 1 μ und ein Sicherheitsband zwischen den Spuren von ebenfalls etwa 1 μ als zweckmäßig erwiesen. Die

'5 kreisförmige Spur ist in Fig. 1 dargestellt. Der Mittenabstand benachbarter Spuren beträgt dabei 2 μ Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 dreht sich die Videoplatte 28 mit 1800 Umdrehungen/Minute, so daß '/,., Sekunden für die Aufnahme eines Videobildes verfügbar ist, das ist die Zeit, die nach der NTSC-Norm einem Videobild zugeteilt ist. Da eine ganzzahlige Anzahl von Teilbildern erwünscht ist, kann man mit einer Rotationsgeschwindigkeit der Videoplatte 28 entsprechend 1 Bild/Drehung arbeiten.

²S Bei jeder Umdrehung der Videoplatte 28 verschiebt das Antriebselement 34 den Aufnahmekopf 22 in radialer Richtung um einen Schritt gegen die Rotationsachse. In der Ausführungsform nach Fig. 2 wird der Aufnahmekopf 22 bei jeder Plattenumdrc-

3« hung um 1 μ weiter zur Plattenmitte verschoben.

Zur Aufnahme kreisförmiger Spuren hält die Lenkspiegelanordnung 40 den Aufnahmestrahl 36 bei einer bestimmten Umdrehung der Videoplatte 28 auf einem konstanten Plattenradius. Der Winkel des Spiegels wird von der Steuerschaltung 42 gesteuert, die über den Oszillator 56 synchronisiert ist.

Eine geeignete Steuerfunktion für den Spiegelantrieb zur konstanten Einhaltung einer radialen Stellung des Aufnahmestrahles bei der Aufzeichnung von Information ist in Fig. 4 dargestellt. Die Steuerschaltung 42 kann eine geeignete Sägezahnfunktion liefern, wobei die Lenkspiegelanordnung 40 gegenüber der Zeit und der Winkelstellung der Videoplatte linear gedreht wird, zur präzisen Kompensation der Translation des Aufnahmekopfes 22.

Bei dem oben beschriebenen Informationsformat wird nur jedes zweite Videobild aufgenommen. Die exakte Stellung der Lenkspiegelanordnung 40 ist nur in jenen Zeitabschnitten wesentlich, wenn auf der Videoplatte 28 tatsächlich Information aufgezeichnet wird. Diese Zeitabschnitte sind in Fig. 4 durch Pfeile und die Worte »Struktur 1«, »Struktur 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 Rücklaufintervalls, dreht sich die Lenkspiegelanordnung 40 in eine Nullstellung zurück und wartet die Beendigung der Umdrehung ab. Zu Beginn des Schreibvorganges wird der Aufnahmestrahl entgegen der Kopfbewegungsrichtung beim Schreiben abgelenkt, so daß die Bewegung aufgehoben wird. Bei der nächsten Umdrehung 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 die Lenkspiegelanordnung 40 kompensiert wieder bei der Aufnahme der nächsten kreisförmigen

Spur clic Kopfbewegung.

Das System nach Fig. 2 arbeitet ohne Rückführung. Die Schließung der kreisförmigen Spuren hiingt ab vom richtigen Zusammenwirken der Rotations-, Translations- und Spiegelantriebe. Man kann ::uch ein System mit Rückführung mit der Eigenschaft zum Ablesen bzw. zur Wiedergabe verwenden.

Beispielsweise kann man zunächst auf der Videoplatte 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 Ausführungsform ist eine Fchlererfassungssjhaltung vorgesehen, wobei eine Schal- ¹S tung zum Lesen nach dem Schreiben am Ende jeder kreisförmigen Spur eine Diskontinuität im Spurradius am Anfang und am Ende einer bestimmten Spur signalisiert. Ein geeignetes Korrektursignal für die Spiegelsteuerung kann zum Verändern der Spiegelan- ^ao triebsfunktir η und zur Beseitigung der Diskontinuität abgeleitet werden.

Zum Schreiben einer spiralförmigen Spur nach Fig. 6 wird die Spiegelantriebsfunktion gemäß Fig. 7 modifiziert. Da der Mittenabstand zwischen den Spuren 2 μ beträgt und der Kopf bei jeder Umdrehung um 1 μ verschoben wird, muß man während eines Schreibintervalls 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, so lange, 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 gestrichelt angedeutet. 4"

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Wiedergabeeinrichtung 120 für die auf die beschriebene Weise aufgenommene Information. Die Wiedergabeeinrichtung stimmt in der Funktion mit dem Stand der Technik überein und wird deshalb nicht detailliert beschrieben.

Eine Videoplatte 128 wird von einem Rotationsantrieb 132 gedreht. Ein Wiedergabe- oder Lesekopf 122 wird durch einen Translationsantrieb 134 auf dem Plattenradius verschoben. Rotations- und Transla- 5<> tionsantrieb ähneln denjenigen beim Schreibvorgang. Ein in einer Leseschaltung 138 erzeugter Lesestrahl 136 wird über ein optisches System mit einer Lenkspiegelanordnung 140 auf den Lesekopf 122 gerichtet. Der Strahl trifft dann auf die Videoplatte 128 und auf die auf der Plattenoberfläche 130 aufgenommene Information. Der modulierte Strahl 136' wird von der Plattenoberfläche 130 .reflektiert und geht über den gleichen Weg zu der Lese- oder Wiedergabeschaltung 138. ,

Der Lesekopf 122 enthält eine Linse 124 und eine Flüssigkeitsdämpfung 126, die derjenigen Aufzeichnungseinrichtung 20 nach Fig. 2 gleicht. Ebenso wie die Aufzeichnungseinrichtung nach Fig. 2 wird die Lenkspiegelanordnung 140 von einer Spiegelsteuerung 142 angetrieben und richtet den unmodulierten bzw. den modulierten und reflektierten Lesestrahl 136 bzw. 136' auf den richtigen Radius der Videoplatte 128, damit er den Datenspuren genau folgt, bzw. in umgekehrter Richtung.

Ein geeignetes Antriebssignal für die Spiegelsteuerung 142 wird vom reflektierten und modulierten Strahl 136 abgeleitet. Die Lenkspiegelanordnung 140 kann über geeignete Rückführung*- und Sorvoverfahrenbeim Lesen aiii die Spur »einrasten«. Für kreisförmige Spuren ist ein geeignetes Antriebssignal in Fig. 5 und für spiralförmige Spuren in Fig. H dargestellt.

Wie bereits erwähnt, ist die Videoinformation entweder in einer Reihe konzentrischer und kreisförmiger Spuren enthalten, wobei jede Spur vorzugsweise ein vollständiges, aufgenommenes Videobild umfaßt, oder auf einer kontinuierlichen Spirale, wobei jede Umdrehung ein aufgenommenes Videobild enthält. Da jedes aufgenommene Videobild den Videoinformationsteil eines Videobildes und den Toninformationsteil dieses Videobildes und des benachbarten, nicht aufgenommenen Videobildes enthält, zur Versorgung eines geeigneten Gerätes, beispielsweise eines normalen Fernsehempfängers mit einer geeigneten Echtzeitinformation, muß jedes Videcbild zweimal abgelesen werden, bevor das Wiedergabegerät zum nächsten Videobild verschoben wird.

Eine Spurschrittschaltung 144 liefert der Spiegelsteuerung 142 ein geeignetes Schrittschaltsignal, beispielsweise einen Schrittimpuls, der den Spiegel um einen Winkel weiterstößt, der zur Leitung des Lesestrahles vom einen aufgenommenen Bild zum nächsten aufgenommenen Bild weiterleitet. Die Spurschrittschaltung 144 liefert auch ein Steuersignal für die Tondemultiplexschaltungcn, so daß das gewählte Bild vom richtigen Ton begleitet wird.

Das nächste Bild wird dann genügend oft wiedergegeben, bevor der Strahl zum nachfolgenden Bild weitergeleitet wird. Die Spurschrittschaltung 144 ist vorzugsweise mit dem vertikalen Rücklaufsignal synchronisiert. Hierzu dient ein Taktsynchronisator 158, der das aufgenommene Videosignal erhält und die entsprechenden Synchronisiersignale herauszieht.

Der Ausgang der Wiedergabeeinrichturig 120 wird auf ein geeignetes Verarbeitungsgerät geschaltet, beispielsweise einen normalen Fernsehempfänger. Der Ausgang geht außerdem zu einer Geschwind ^keitskorrekturschaltung 166, die mit dem Rotationsantrieb 132 verbunden ist. Durch Erfassung geeigneter Synchronisiersignale und Beeinflussung des Rotationsantriebes 132 kann man das Wiedergabesignal mit dem abgefragten Synchronisiersignal synchronisieren und gegen Frequenzverschiebungen infolge Drehzahlabweichungen der Videoplatte 128 sichern.

Das Antriebssignal für die Lenkspiegelanordnung 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 in die entgegengesetzte Richtung der Kopfbewegung abgelenkt, während ein Bild gelesen und dann wiederholt wird. Nach Beendigung der Wiederholung wird der Spiegel wieder in die Richtung der Kopfbewegung weitergestoßen und wählt die nächste, konzentrische Spur, so daß sich der Vorgang wiederholt.

Bei der Arbeitsweise nach Fig. 5 befindet sich der Lesekopf beim ersten Lesen eines Bildes in der Mitte zwischen zwei Spuren, und die Spiegelbewegung kompensiert die Kopfbewegung exakt, so daß die kreisförmige Spur gelesen wird. Nach dem ersten Lesen des Bildes wird der Lesekopf wieder auf die so-

eben gelesene Spur zentriert. Der Lesekopf wird weiter translatorisch verschoben, und die Kopfbewegung wird wieder durch den Spiegel exakt kompensiert, bis die Bildwiederholung beendet ist. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Lese kopf wieder zwischen den Spuren, und der Spiegel richtet den Strahl zur Aufnahme der nächsten Spur in die Richtung der Kopfbewegung.

Bei spiralförmiger Spur beginnt gemäß Fig. 8 der Lesevorgang, wenn der Lesekopf mit der Spur ausgerichtet ist. Der Spiegel wird zum Lesen eines ganzen Bildes in Richtung der Kopfbewegung ausgelenkt. Der Lesekopf befindet sich zu diesem Zeitpunkt in der Mitte zwischen zwei benachbarten Spuren, und der Spiegel wird zum Anfang der Spur »gestoßen«. Der Spiegel richtet den Strahl wieder in die Richtung der Kopfbewegung, während das Bild wiederholt wird und richtet den Strahl bei der zweiten Umdrehung weiter, wodurch das nächste Bild gelesen wird. Bei Beginn jedes neuen Bildes ist somit der Lesekopf mit der Spur ausgerichtet. Bei der Wiederholung eines Bildes befindet sich der Lesekopf in der Mitte zwischen zwei benachbarten Spuren.

Bei alternativen Ausführungsformen kann mit Verschiebungen des Spiegels in der Größenordnung von hunderstel oder zehntel mm arbeiten. Diese Flexibilität wird zum »einrasten« auf die Spur bei Vibrations- und Stoßeinwirkungen auf das System benötigt die sonst zu radialen Relativbewegungen dieser Größe zwischen Lesekopf und Videoplatte führen könnten Die zur Verarbeitung jedes zweiten Videobildes beschriebenen Ausführungsbeispiele kommen auch für andere Informationsformate in Betracht. Wenn beispielsweise beim Aufzeichnen χ Bilder von x + 1 Bildern eines kontinuierlichen Programmes weggelassen werden, liefert bei der Wiedergabt, jedes aufgenommene Bild, wenn es χ + 1 mal wiedergegeben wird den erforderlichen, konstanten Informationsfluß, der beispielsweise ein normaler Fernsehempfänger benötigt. Damit ist Bild und Ton akzeptabel wiedergegeben, und die Toninformation der weggelassenen BiI-

¹S der wird so aufgenommen, daß ein Videobild bei dei Wiedergabe von den verschiedenen Toninformationsabschnitten begleitet wird. Eine gewisse Wiederholung der Toninformationsabschnitte läßt sich noch tolerieren.

*° Beim Verfahren und der Einrichtung gemäß dei Erfindung kann man somit auf einer Videoplatte gegebener Größe, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit läuft, eine größere Programmenge aufnehmer und auch wiedergeben. Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der jedes zweite Videobild und der Tor sowohl der aufgezeichneten als auch der weggelassenen Videobilder aufgezeichnet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnuncen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufzeichnung von Videoinformationssignalen auf eine Videoplatte, bei welchem aufeinanderfolgende Videobilder aufgenommen werden und wenigstens jedes zweite Videobild nicht aufgezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) daß χ Videobilder aufgenommen werden,

b) daß aus diesen χ Videobildern die Toninformationsteile herausgezogen werden,

c) daß die herausgezogenen Toninformationsteile gespeichert werden,

d) daß das nachfolgende Videobild aufgenom- *5 men wird,

e) daß aus diesem nachfolgenden Videobild der Toninformationsteil herausgezogen wird,

f) daß die gespeicherten Toninformationsteile der χ Videobilder mit dem Toninformations- ^ao teil des nachfolgenden Videobildes gemischt werden, und

g) daß der Videoinformationsteil des nachfolgenden Videobilds gleichzeitig mit den gemischten Toninformationsteilen der χ Videobilder und des nachfolgenden Videobilds aufgezeichnet wird, wobei χ eine ganze Zahl, vorzugsweise 1 oder 2, ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Umdrehung der Videoplatte jeweils ein Videobild mit Videoinformationsteil und zugehörigen Toninformationsteilen aufgezeichnet wird.

3. Verfahren zur Wiedergabe von mit einem Verfahren nach Anspruch 1 orer 2 auf eine Videoplatte aufgezeichneter Videoinformation, dadurch gekennzeichnet,

a) daß ein aufgezeichnetes Videobild gelesen wird,

b) daß aus dem aufgezeichneten Videobild ein erster Toninformationsteil herausgezogen wird,

c) daß der Videoinformationsteil des Videobil des zusammen mit dem ersten Toninformationsteil auf ein Wiedergabegerät gegeben wird,

d) daß das aufgezeichnete Videobild wiederholt wird,

e) daß ein zweiter Toninformationsteil aus dem aufgezeichneten Videoteil herausgezogen wird, und

f) daß dieser zweite Toninrormationsteil zusammen mit dem Videoinformationsteil des wiederholten Videobildes auf das Wiedergabegerät gegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nächste aufgezeichnete Videobild gelesen wird und die Schritte b) bis f) wiederholt werden.

5. Videopiattenaufzeichnung, welche mit einem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 hergestellt ist, gekennzeichnet durch eine Videoplatte (10) mit variablen, charakteristischen Abschnitten, die ein aufgezeichnetes Videobild mit einem Videoinformationsteil und mehr als einem damit gleichzeitig aufgezeichneten Toninformationsteil enthalten, wobei die variablen, charakteristischen Abschnitte eine Vielzahl voneinander getrennter Informationsspuren (12,12') bilden, die derart auf der Videoplatte (10) umlaufen, daß jeder Videoinformationsteil mehr als einmal und jedesmal mit einem anderen Toninformationsteil lesbar ist.

6. Videoplattenaufzeichnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsspuren (12, 12') in radialer Richtung um einen vorgegebenen Abstand (14) getrennt sind.

7. Videoplattenaufzeichnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf 360° der Informationsspur (12,12') mindestens ein Videoinformationsteil und mindestens zwei Toninformationsteile aufgezeichnet sind.

8. Videoplattenaufzeichnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf 360° der Informationsspur (12,12') lediglich einer von A" aufeinanderfolgenden Videoinformationsteilen aufgenommen ist und daß auf der nächsten Spur lediglich einer der nächsten χ Videoinformationsteile aufgenommen ist, und daß gleichzeitig mit der Aufnahme jedes Videoinformationsteiles auf der Platte die Toninformationsteile aufgenommen sind, die den χ Videoinformationsteilen zugeordnet sind, wobei χ eine ganze Zahl größer als 1 ist.

9. Videopiattenaufzeichnung nach Anspruch 8, dadurch gekenijzeichnet, daß in jeder Informationsspur (12, 12') der Videoinformationsteil jedes zweiten Videobildes aufgenommen ist und daß gleichzeitig damit der Toninformationsteil des aufgenommenem Videobildes und der Toninformationsteil des benachbarten, weggelassenen Videobildes aufgenommen ist.

10. Videopiattenaufzeichnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsspuren (12) als konzentrische Kreise ausgeführt sind, die jeweils den Videoinformationsteil eines Videobildes enthalten.

11. Videopiattenaufzeichnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsspuren (12') in einer kontinuierlichen Spirale angeordnet sind, wobei jede Windung der Spirale den Videoinformationsteil eines Videobildes enthält.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Plattenteller eine Videoplatte trägt, eine Schreibeinrichtung einen Arm enthält, der gegenüber dem Plattenteller in radialer Richtung bewegbar ist und einen modulierten Energiestrahl zur Informationsaufzeichnung auf der Platte liefert und wobei eine Steuerungseinrichtung im Schreibarm den Energiestrahl in radialer Richtung ablenkt, gekennzeichnet durch

a) eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen des Signals eines Videobildes zur Aufzeichnung auf der Videoplatte (28),

b) eine an die Aufnahmeeinrichtung angeschlossene Einrichtung (50, 54, 60) zum Herausziehen von Toninformation, die den Toninformationstei! des aufgenommenen Videobildes trennt,

c) eine an die Aufnahmeeinrichtung angeschlossene Zeitsteuereinrichtung (58, 56, 52), die auf bestimmte Synchronisationssignale im Signal des Videobildes anspricht und Gattersignale erzeugt,

d) eine Tonspeichereinrichtung (62) zum Spei-

ehern eines Toninformationsteils bestimmter Dauer entsprechend der Dauer des Videobildes,

e) eine an die Einrichtung zum Herausziehen der Toninformation und die Tonspeichereinrichtung (62) angeschlossene Einrichtung (64) zum Mischen der Toninformationsteile wenigstens zweier Videobilder, und

f) eine an die Zeitsteuereinrichtung angeschlossene Schreibsteuereinrichtung (38), die der Schreibeinrichtung (22) ein Modulationssignal zuführt, welches den Videoinformationsteil eines gewählten aufzuzeichnenden Videobildüs und ein Mischtonsignal entsprechend den Toninformationsteilen des gewählten aufzuzeichnenden Videobildes und wenigstens des letzten vorhergehenden Videobildes enthält.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine an die Zeitsteuereinrichtung (56), die Schreibeinrichtung (22) und die Strahlsteuerung (40) angeschlossene Einrichtung (32, 34) zur Spurwahl, die abhängig von Gattersignalen arbeitet, den Energiestrahl auf einem vorgegebenen Radius gegenüber der Videoplatte (28) zur Aufzeichnung eines ersten ausgewählten Videobildes auf einer Kreisspur ablenkt und den Strahl zu einem bestimmten Punkt gegenüber dem vorher aufgenommenen Videobild zur Aufzeichnung des nächsten, ausgewählten Videobildes zurückführt, wobei einem vorgeschriebenen Aufzeichnungsformat trotz der Armbewegung während Zeitintervallen, in denen nicht aufgezeichnet wird, gefolgt werden kann.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgeschriebene Aufzeichnungsformat eine Reihe diskreter, kreisförmiger Spuren ist, die jeweils den Videoinformationsteil eines gewählten Videobildes und den Toninformationsteil des gewählten und des weggelassenen Videobildes enthalten.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgeschriebene Aufzeichnungsformat eine kontinuierliche Spirale ist, in der jede Windung den Videoinformationsteil eines gewählten Videobildes rnd den Toninformationsteil des gewählten und des weggelassenen Videobildes enthält.