DE2529327A1 - Videoplatte und verfahren zum lesen derselben - Google Patents

Description

75008 PARIS / Frankreich

Unser Zeichen: T 1813

Videoplatte und Verfahren zum Lesen derselben

In einem optischen Leser tastet ein Lesebündel eine zu einem Videoaufzeichnungsträger, beispielsweise eine Platte, gehörende spiralförmige Spur ab, um die darin enthaltene Information zu entnehmen. Am häufigsten wird die Information in einer Platte mittels einer Trägerschwingung gespeichert, die mit einer Leuchtdichteinformation winkelmoduliert (frequenzmoduliert) ist, und mit einem Hilfsträger signal, das seinerseits durch eine Farbartinformation amplituden- und phasenmoduliert ist. Die Tonbegleitinformation des Fernsehprogramms wird mittels eines oder mehrerer

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niederfrequenzmodulierter Hilfsträger übertragen, die auch bei der Herstellung der Aufzeichnungsplatte benutzt werden. Die Position dieser verschiedenen Signale im Innern des Frequenzspektrums kann gewählt werden. Diese Wahl wird gewöhnlich so getroffen, dass die optimalen Aufzeichnungsund Lesebedingungen erzielt werden. Beispielsweise kann man die Signale derart umsetzen, dass die FrequenzZuordnungen in Beziehung zu denen der NTSC-Farbsignalspezifikation stehen, aber von diesen spezifisch verschieden sind.

Im gegenwärtigen Stand der Technik ist es möglich geworden, das Fernsehprogramm gemäß der NTSC-Norm aufzuzeichnen. Das ist besonders vorteilhaft, wenn das Lesegerät derart ausgelegt ist, dass die durch die Programminformation modulierte Trägerschwingung durch Ablesen der . Platte mit einer solchen Genauigkeit entnommen werden kann, dass sie direkt ausgenutzt werden kann, wodurch die Notwendigkeit einer weiteren Verarbeitung oder Umwandlung von Signalen vermieden wird.

Um das Ausgangssignal des Lesegeräts ohne weitere Verarbeitung oder Umwandlung benutzen zu können, ist es erforderlich, dass Synchronismusfehler, die beispielsweise auf Exzentrizitäten der Platte zurückzuführen sind, kompensiert und in einem Bereich zulässiger Toleranzen gehalten werden. Synchronismusfehler üben eine Störwirkung sowohl auf die Leuchtdichteinformation als auch auf die Farbartinformation aus, man lässt aber einen grösseren Spielraum für die erstgenannte Information als für die letztgenannte Information zu. Es zeigen sich nämlich Farbtonfehler in dem wiedergegebenen Bild, wenn die Synchronismusabweichung des Farb-Hilfsträgers grosser als ungefähr 10 Nanosekunden ist. Eine Kompensation der Synchronismusfehler erfolgt durch ein

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Korrektursystem, durch welches das Lesebündel in bezug auf den Lesepunkt tangential mit der für die Kompensation erforderlichen Richtung und dem für die Kompensation erforderlichen Wert verschoben wird. Offenbar sind die an das Synchronismuskorrektursystem gestellten Forderungen erfüllt, wenn die Kompensation mit der Genauigkeit ausgeführt wird, die erforderlich ist, um die Phasenkohärenz des Farb-Hilfsträgersignals aufrechtzuerhalten.

Es ist ein Synchronismuskorrektursystem, welches mit Folgeregelung und Phasenklammerung arbeitet, geschaffen worden, das die Genauigkeitsanforderungen erfüllt und ein Ausgangssignal liefert, in welchem die Leuchtdichteinformation bezüglich der Synchronismusfehler korrigiert ist und in welchem die Farbinformation eine zur Verwendung in einem Farbfernsehempfänger ausreichende Phasenkohärenz hat. Eine solche Folgeregeleinrichtung ermöglicht, eine Videoplatte ohne Schwierigkeit zu lesen, wenn die Aufzeichnung von einem Anfangspunkt bis zum Ende ununterbrochen ist. Es ergeben sich jedoch gewisse Schwierigkeiten in Perioden einer Einzelbildwiedergabe, die unter praktischen Gesichtspunkten einen neuen und besonders attraktiven Aspekt der optischen Videoplatte und des entsprechenden Lesesystems darstellt. Diese Schwierigkeiten ergeben sich insbesondere aus den NTSC-Signal-Spezifikationen, die vorschreiben, daß das Farb-Hilfsträgersignal einem ungeraden halben Vielfachen der Horizontalfrequenz entspricht. Aufgrund dieser Frequenzbeziehung ändert sich die Phase des Farb-Hilfsträgersignals um 180° von einer Zeile zur anderen sowie von einem Einzelbild zum anderen. Daraus folgt, daß während einer Einzelbildbetriebsphase, wenn das Lesebündel von dem Ende eines abgetasteten Einzelbildes zum Anfang desselben zurückkehrt, die Phase des

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durch das phasenstarre Folgeregelsystem kontrollierten Farbsignals einen plötzlichen Sprung um 180° erfährt. Dadurch wird die Folgeregelung instabil gemacht und der Betrieb des Lesegeräts wird unvollkommen.

Folglich ist es Hauptziel der Erfindung, die Videolesesysteme den Kenndaten der Fernsehnormen, wie beispielsweise denen der NTSC-Norm, anzupassen, die sonst die Leistungsfähigkeit derLeseeinrichtung ungünstig beeinflussen könnten, insbesondere während Einzelbildwiedergabeperioden.

Ein besonderes Ziel der Erfindung ist es, eine solche Anpassung Vorzunehmen, wenn das Lesegerät ein mit phasenstarrer Folgeregelung arbeitendes System zur Korrektur der Synchronismusabweichung aufweist.

Die praktische Ausführung der Erfindung erfordert, sich von den üblichen Praktiken hinsichtlich sowohl der Videoplatte als auch des Verfahrens zum Lesen derselben zu trennen.

Gemäss der Erfindung speichert eine Videoplatte eine winkelmodulierte Hauptträgerschwingung,'beispielsweise ein durch eine Leuchtdichteinformation,durch eine Farbinformation und durch eine Synchroninformation moduliertes Signal, welches dabei hinsichtlich der Amplitude, der Phase und der Frequenz mit den Spezifikationen der Farbsignale der gewählten Norm übereinstimmt. Die beiden im Zeilensprungverfahren verschachtelten Halbbilder, die ein vollständiges Einzelbild darstellen, nehmen, angenähert aber nicht genau,einen Umlauf der Speicherspur der Platte ein. Die Platte ist ausserdem dadurch gekennzeichnet, dass die Phase des Färb - Hilfsträgers am Anfang einer Windung

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der Spur im wesentlichen die gleiche ist wie die an dem Ende derselben Windung vorhandene Phase, d.h. am Ende einer Drehung um 360° nach dem Anfang des Umlaufes. Bei dem Leseverfahren wird die Drehgeschwindigkeit der Platte derart gewählt, dass die Frequenz des Farb-Hilfsträgers in Beziehung zu der Drehfrequenz der Platte steht. Das bedeutet, dass die Drehgeschwindigkeit der Platte etwas von der Drehgeschwindigkeit verschieden ist, die sonst normalerweise verwendet würde. Vorteilhafterweise wird sie leicht erhöht, um die im Hinblick auf die Ermöglichung einer Einzelbildwiedergabe gewünschten Phasenbeziehungen zu erzielen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines

Videolesegeräts, bei welchem die Platte und das Leseverfahren nach der Erfindung benutzt werden können,

die Fig. 2a und 2b Videoplatten bekannter Art bzw.nach

der Erfindung, die aber zur übersichtlicheren Darstellung der Phasenbeziehungen des Hilfsträgers übertrieben gross dargestellt sind, und

die Fig. 3a und 3b in vergrössertem Masstab Abschnitte

der spiralförmigen Spuren der in den Fig. 2a bzw.2b dargestellten Platten.

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Das in Fig. 1 dargestellte Lesegerät dient zum Lesen einer Information, die auf einer Videoplatte 10 aus geeignetem Material, beispielsweise aus Polyvinylchlorid, gespeichert ist, welches die Fähigkeit hat, eine Programminformation zu speichern. Die Information ist in einer Spur in Form einer Spirale mit mehreren Windungen enthalten, die in der Oberfläche der Platte mechanisch hergestellt oder unter dem Einfluß eines Laserbündels, welches durch ein oder mehrere Signale gesteuert wird, die die Programminformation übertragen, chemisch eingetragen werden kann. In dem bevorzugten Fall zeichnet ein Laserbündel das Programm gemäß einer Fernsehnorm auf, damit durch das Lesen der Platte direkt ein Trägersignal erzeugt werden kann, welches durch ein Programm gemäß der Norm moduliert ist und benutzt werden kann, ohne daß es einer weiteren Signalverarbeitung oder -umwandlung bedarf. Dementsprechend wird das Laserbündel in einem Aufzeichnungsverfahren durch eine Trägerschwingung gesteuert, die mit Hilfe eines Videoprogramms gemäß der gewählten Norm winkelmoduliert (frequenzmoduliert) ist und Leuchtdichtekomponenten und einen Zwischenträger enthält, der mit Farbinformation, Synchronisierungs- und Niederfrequenzkomponenten amplituden- und/oder phasenmoduliert ist.

Die Signalspezifikationen gemäß der gewählten Norm, NTSC- oder PAL-Norm, enthalten außerdem ein Farbsynchronisiersignal (Burst) während RücklaufIntervallen, das zur Wiedergewinnung eines Farbdemodulationssignals in Farbfernsehempfängern benutzt wird. Dieses Farbsynchronisiersignal, das eine feste Phase in bezug auf den Farb-Hilfsträger aufweist, kann ebenso als ein Pilotsignal in der phasenstarren Synchronismuskorrektureinrichtung des Lesesystems verwendet werden, das

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im folgenden ausführlicher beschrieben wird. Als Alternative wird der Laser in dem Aufzeichnungsverfahren weiter durch ein ungedämpftes (CW-) Pilotsignal gesteuert, nämlich entweder eine Modulationskomponente des frequenzmodulierten Trägers oder ein gesondertes Modulationssignal vorgewählter Frequenz, das auf das Laserbündel einwirkt. Letzteres erleichtert die Isolierung des Pilotsignals von den anderen gespeicherten Informationen und aus demselben Grund kann seine Frequenz vorteilhafterweise so gewählt werden, daß sie gleich der Hälfte des Farbhilfsträgers ist.

Es sind zwar bereits mechanische und chemische Plattenherstellungsverfahren bekannt, keines von ihnen bildet jedoch irgend einen Teil der Erfindung und es genügt daher die Angabe, dass die aufgezeichnete Information eine räumliche Darstellung der frequenzmodulierten Trägerschwingung und weiterer Signale ist, die zum Speichern des Programms auf der Platte benutzt werden.

Zur Veranschaulichung sei angegeben, dass in dem Fall des NTSC-Systems der freguenzmodulierte Träger einen Frequenzhubbereich von 6,6 bis 8,6 MHz haben kann, dass die Frequenz des Färb - Hilfsträgers 3,58 MHz betragen kann und dass das ungedämpfte Pilotsignal eine Frequenz von 1,79 MHz haben .kann. Eine weitere Reihe von Frequenzen, die mit Erfolg verwendet werden können, hat einen Bereich des frequenzmodulxerten Trägers zwischen 7,8 und 9,8 MHz und ein Pilotsignal von 3,06 MHz. Gegebenenfalls kann der Pilotträger eine Frequenz haben, die gleich dem Doppelten der Frequenz des Färb - Hilfsträgers ist. In allen Fällen liegt die Amplitude des Pilotsignals zwischen 5 % und 10 % des frequenzmodulierten Trägers. So entspricht die Platte

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zwar den bekannten Praktiken, gemäß der Erfindung
trennt man sich jedoch von den bekannten Praktiken, um die Phasenkontinuität sicherzustellen, insbesondere die Phasenkontinuität des Farb-Hilfsträgers während Einzelbildwiedergabeperioden. Insbesondere wird

die Geschwindigkeit, mit der die Hauptplatte während der
Aufzeichnung der Information in Drehung versetzt wird,
derart verändert, dass die Phase des Farb-Hilfsträgers am
Anfang einer Windung der Aufzeichnungsspur im wesentlichen gleich der am Ende des Umlaufes erreichten Phase ist.
Dieses Problem kann gelöst werden, wie in bezug auf
die Plattenantriebsvorrichtung des Lesegeräts beschrieben, indem eine derartige Drehgeschwindigkeit gewählt wird,
dass die Frequenz des Farb-Hilfsträgers gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Drehfrequenz der Platte ist.
Durch diese Änderung bei dem Aufzeichnungsverfahren
nehmen die beiden im Zeilensprungverfahren verschachtelten Halbbilder, welche ein einzelnes Fernsehbild bilden, angenähert aber nicht genau einen Umlauf, d.h. eine Windung
der spiralförmigen Speicherspur der Platte ein. In dem
bevorzugten Fall, in welchem die Aufzeichnungsgeschwindigkeit leicht erhöht wird, um die beschriebenen Phasenbeziehungen für den Färb - Hilfsträger am Anfang und am Ende einer Umdrehung zu erzielen, ist ein wenig
mehr als eine Umdrehung der Platte zum Aufzeichnen eines Einzelbildes erforderlich. Genauer gesagt, die Zeit zum Aufzeichnen des Einzelbildes ist gleich der Zeit einer einzelnen Umdrehung der Platte plus einem Inkrement, das einem ungeraden halben Vielfachen der Periode des Farb-Hilfsträgers
entspricht. Wenn das Pilotsignal gleich dem Parb-Hilfsträger ist oder gleich einem ganzen Vielfachen desselben ist, entspricht das zusätzliche Inkrement einer Halbperiode des Färb - Hilfsträgers. Andererseits, wenn die
Frequenz des Pilotsignals gleich der Hälfte der Frequenz
des Färb - Hilfsträgers ist, entspricht das Inkrement drei

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Halbperioden des Färb - Hilfsträgers. Anders ausgedrückt heisst das, wenn die Pilotfrequenz kleiner als der Hilfsträger ist, zum Beispiel gleich der Hälfte desselben, ist es erforderlich, dass die Drehfrequenz der Haupt platte während der Aufzeichnung gleich einem ganzzahligen Vielfachen sowohl des Farb-Hilfsträgers als auch der Pilotfrequenz ist.

Die Platte kann eine ausreichende Dicke haben, so dass sie mechanisch starr ist, in welchem Fall sie in dem Lesegerät durch einen Plattenteller abgestützt wird, und die Platte ist mit einem Überzug versehen, gewöhnlich mit einem metallischen Überzug, damit sie im Auflicht gelesen werden kann. In einer Abwandlung und wie in Figur 1 dargestellt, kann die Platte so dünn sein, dass sie flexibel ist, in welchem Fall sie durch eine Welle 11 abgestützt, dabei in ihrer Lage durch eine abnehmbare Kappe 12 gehalten und durch einen Motor 13 mit in Abhängigkeit von einem angelegten Signal regulierbarer Drehzahl angetrieben wird. Der Motor treibt die Welle 11 und die Platte 10 mit verhältnismässig grosser Drehzahl an, im Fall des NTSC-Systems mit einer Drehzahl in der Grössenordnung von 1800 u/min., damit die Platte aerodynamisch positioniert wird. Der Motor hat ein Schwungrad 14 und ausserdem einen Tachometer 15. Der Tachometer 15 dient zum Erzeugen eines Signals, welches die augenblickliche Winkellage des Motors angibt und zum Betätigen einer Phasenregelschleife erforderlich ist, die im folgenden beschrieben wird und eine genaue Steuerung der Motordrehzahl vornimmt. Da die Spur der Platte eine vollständige räumliche Darstellung des gespeicherten Signals ist, gestattet ein Ablesen dieser Spur mit Hilfe eines Laser- oder Lichtbündels Photoempfängern, bei dem Lesevarfahren auf das Bündel anzusprechen und ein entsprechendes Komplement von benutzbaren elektrischen Signalen zu erzeugen.

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Das Lesen der Platte 10 zum Erzeugen der die gespeicherte Information übertragenden elektrischen Signale erfordert ausserdem ein Lesebündel 18, welches durch eine Laserquelle 19 erzeugt wird, die ein Bündel monochromatischen kohärenten Lichtes auf einem Weg projiziert, der bis zu einer Fokussierungslinse 20 reicht, die das Lesebündel auf die Speicherspur der Platte 10 fokussiert. Die räumliche Beziehung zwischen der Quelle 19 und der Linse 20 hat keine besondere Bedeutung, da der Lichtweg durch Spiegel leicht festgelegt werden kann, wie beispielsweise durch feststehende Spiegel 21 und 22 und einen beweglichen Spiegel 23, der korrekt: so eingestellt ist, dass das Lesebündel zu der Fokussierungslinse 20 gelangt. Der Spiegel 23 kann in bezug auf orthogonale Achsen selektiv gerichtet werden, und zwar mittels einer Antriebseinrichtung, die durch Nachführungskorrektursignale erregt wird, um das Lesebündel in einer optimalen Nachführbeziehung bezüglich der Platte zu halten.

Eine Art der Verstellung des Spiegels 23 ergibt eine Verschiebung des Lesebündels in einer gewählten Richtung und um einen kontrollierten Wert radial zu der Speicherspur. Das dient dazu, das Bündel in der Mitte der Spur und in einer korrekten Lage zu halten, um häufig auftretende Badialnachführungsfehler zu eliminieren. Die andere Art der Verschiebung erfolgt gleichfalls in einer gewählten Richtung und um einen kontrollierten Wert tangential zu der Speicherspur, um Synchronismusfehler zu kompensieren/ die häufig gleichfalls auftreten. Sie entsprechen zum grössten Teil Exzentrizitäten der Platte, und sie treten bei Frequenzen zwischen 30 Hz und 120 Hz auf, welche im Fall des NTSC-Systems Vielfache der Drehfrequenz der Platte sind. Der Spiegel 23, seine mechanische Abstützung und die Einrichtung, die auf die Fehlerkorrektursignale anspricht, um die Position des Bündels in bezug

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auf die Spur der Platte einzustellen, können zweckmäßig von einer bekannten Bauart sein, die, zumindest in bezug auf das Richten des Spiegels 23, im wesentlichen einen elektromagnetischen Motor enthält, der zwei Wicklungen 24a, welche durch ein Radlalnachführungskorrektursignal erregt werden, und zwei weitere Wicklungen 24b hat, die durch ein Synchronismuskorrektursignal erregt werden, um die Orientierung des Spiegels 23 zu steuern. Da diese Anordnung vorteilhafterweise in Form einer einzigen Baugruppe hergestellt werden kann, ist sie durch das gestrichelte Rechteck 25 dargestellt worden. Die beschriebene Anordnung bildet eine Einrichtung mit einem Lesebündel, welches einstellbar ist, so dass es eine Tangentialbewegung und eine Radialbewegung in bezug auf die Speicherspur der Platte ausführen kann, um während der Abtastung der Platte das Pilotsignal und den durch das Fernsehprogramm modulierten Träger zu gewinnen.

Zum Verfolgen der Spur und zum Lesen aller ihrer Windungen ist es erforderlich, dass das Lesebündel in kontinuierlicher Weise in einer radialen Richtung über der Platte mit der richtigen Geschwindigkeit verschoben wird, unter der Annahme, dass die Platte ohne Unterbrechung vom Anfang bis zum Ende der Spur gelesen werden soll. Das wird mit Hilfe eines Wagens oder Schlittens erreicht, der die Linse 20, die Spiegel baugruppe 2 5 und eine Gruppe von Photoempfängern trägt, welche im folgenden beschrieben werden. Da es sich um eine bekannte Vorrichtung handelt und da diese nicht Teil der Erfindung ist, ist sie zur Vereinfachung der Fig. 1 nicht dargestellt worden.

Obgleich man eine biegsame Platte verwenden kann, die im Auflicht gelesen wird, beruht das in Fig. 1 dargestellte System auf der Verwendung einer lichtdurchlässigen Platte

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und es ist folglich ein Photoempfänger vorgesehen, der durch das gestrichelte Rechteck 26 auf derjenigen Seite der Platte 10 dargestellt ist, die von der Seite abgewandt ist, auf der sich das Lesebündel der Platte nähert. Der Photoempfänger enthält gewöhnlich eine Gruppe von photoelektrischen Zellen, die mit Bezug auf eine zu der Ebene der Platte normale und die Speicherspur in dem Punkt des Leseflecks berührende Ebene symmetrisch angeordnet sind. Vorzugsweise sind drei photoelektrische Zellen vorgesehen, von denen die mittlere Zelle mit dem HF-Ausgang des Lesesystems verbunden ist, während die beiden anderen, die symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten der mittleren Zelle angeordnet sind, die Funktion von Detektoren zur Erfassung der Radialnachführungsabweichung erfüllen. Das HF-Ausgangssignal wird über einen Verstärker 27 einer Ausgangsklemme 28 zugeführt und es stellt einen Träger dar, der durch ein Programmsignal, beispielsweise gemäss der NTSC-Norm, moduliert ist und direkt benutzt werden kann. Selbstverständlich kann es auch das kontinuierliche Pilotsignal enthalten, das vor der Ausgangsklemme 28 gefiltert werden kann, wenn sich das als wünschenswert erweist.

Man kann sagen,dass bis hierher das System dem gegenwärtigen Stand der Technik entspricht und dass seine Arbeitsweise vollkommen bekannt ist. Das Lesen der Platte 10 durch das Bündel 18, wenn diese Platte durch den Motor 13 in Drehung versetzt wird,veranlaßt den Photoempfänger 26, ein durch ein NTSC-Signal moduliertes Trägersignal zu erzeugen und der Ausgangsklemme 28 für eine eventuelle Verwendung zuzuführen. Gleichzeitig werden die Ausgangssignale der photoelektrischen Radialnachführungszellen des Photoempfängers 26 über einen Differenzverstärker 30, eine Phaseneinstellschaltung 31 sowie einen Stromverstärker 32

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übertragen, so dass zwei Spulen 24a erregt werden. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 30 ist ein Radialfehlerkorrektursignal, welches die Richtung und den Wert des Radialkoinzidenzfehlers des Bündels 18 in bezug auf die Speicherungsspur der Platte 10 angibt. Das Anlegen dieses Signals an das Spulenpaar 24a bewirkt, dass der Spiegel 23 um die geeignete Achse in der richtigen Richtung mit dem richtigen Wert verstellt wird, damit eine optimale Übereinstimmung der Radialnachführung aufrechterhalten wird. Das ist offenbar ebenfalls bekannt.

Wie oben bereits erläutert, ist es erforderlich, S^nchroriismusfehler, die beispielsweise auf Exzentrizitäten der Platte zurückzuführen sind, zu kompensieren, wenn das Ausgangssignal direkt benutzt werden soll. Insbesondere muss dieses Signal die Phasenkohärenz des Farb-Hilfsträgers aufweisen, wodurch dem Synchronismusfehlerkorrektursystem genaue Spezifikationen auferlegt werden, da Phasenfehler, ausgedrückt in Zeitdauerabweichungen von mehr als ungefähr 10 Nanosekunden, kaum toleriert werden können, ohne dass sich in dem wiedergegebenen Bild Farbtonfehler ergeben. Das dargestellte System ist ein phasenstarres Synchronismuskorrektursystem, das in der Lage ist, die Phasenkohärenz des Färb - Hilfsträgers aufrechtzuerhalten, und das dabei gleichzeitig jegliche erforderliche Synchronismuskorrektur der Leuchtdichteinformation vornimmt. Das Synchronismusfehlerkompensationssystem enthält einen Quarzoszillator 40, der zur Erzeugung eines Phasenreferenzsignals dient. Ein Ausgangssignal des Quarzoszillators 40 wird an einen ersten Phasendetektor 41 angelegt, der ausserdem das Ausgangssignal des Tachometers 15 empfängt und der in Abhängigkeit von den angelegten Signalen ein Phasenkorrektur signal erzeugt, das über einen Verstärker 42 der Drehzahlregelschaltung des Motors 13 zur

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Phasensynchronisierung des Motors mit der aus dem Quarzoszillator 40 stammenden Referenzphase zugeführt wird. Es ist klar, dass die an den Detektor 41 angelegten Eingangssignale eine konstante Amplitude haben sollen und dass sie deshalb über Begrenzungsschaltungen zugeführt werden können. Ausserdem müssen die in der Phase zu vergleichenden Signale eine gleiche Frequenz haben und folglich wird das aus dem Quarzoszillator 40 stammende Eingangssignal über einen Frequenzteiler 43 übertragen. Im folgenden werden die besonderen Kenndaten des Frequenzteilers und die Drehfrequenz der Platte 10 noch ausführlicher angegeben. Der Tachometer 15 erzeugt ein Signal, dessen Frequenz zu der Winkelgeschwindigkeit des Motors proportional ist. In Abhängigkeit von den Kenndaten des Motors 13 kann es ausserdem vorteilhaft sein, in der Regelschaltung des Motors eine Phasenkorrekturschaltung vorzusehen. Da diese Regelschaltung den Motor 13 in Phasensynchronismus mit der von dem Quarzoszillator 40 übertragenen Referenzphase hält, reduziert sie die möglichen Synchronismusfehlerquellen in bezug auf die der eigentlichen Aufzeichnung zugeordneten.

Nachdem die Phasensynchronisierung des Antriebsmotors ausgeführt worden ist, wird anschliessend eine Synchronismuskorrektur mit Hilfe eines zweiten phasenstarren Folgeregelungssystems ausgeführt, welches einen zweiten Phasendetektor 50 enthält, der auf das der Aufzeichnung entnommene Pilotsignal und auf das Referenzphasensignal anspricht, um ein Phasensynchronismuskorrektursignal zur Phasensynchronisierung des entnommenen Pilotsignals mit der Referenzphase zu erzeugen und an das Spulenpaar 24b der Baugruppe 25 anzulegen. Das dem Detektor 50 zugeführte Phasenreferenzsignal wird dem Quarzoszillator 40

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mit oder ohne Frequenzteilung entnommen, je nach den besonderen Frequenzbedingungen des Systems. Das der Aufzeichnung entnommene ungedämpfte Pilotsignal wird durch den Verstärker 51 hindurchgeleitet, der hinsichtlich der Frequenz des Pilotsignals selektiv ist. Außer der Frequenzselektion des Pilotsignals kann der Verstärker 51 auch eine Begrenzungswirkung ausüben, so daß das Pilotsignal dem Detektor mit konstanter Amplitude zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Detektors 50 ist ein Synchronismuskorrektursignal, welches über eine Phaseneinstellschaltung 52 und einen Verstärker 53 an das Spulenpaar 24b angelegt wird. Die Phaseneinstellschaltung ist aufgrund der Frequenzgangeigenschaften des elektromagnetischen Motors, der eine kontrollierte Verstellung des Spiegels 23 vornimmt, selbstverständlich erforderlich. Da das Synchronismuskorrektursystem eine phasenstarre Schleife mit einem verhältnismäßig schmalen Durchlaßband und einem viel besseren Signal/Rausch-Verhältnis ist, als mit herkömmlichen Frequenzmodulationssystemen erzielt werden könnte, kann man eine ausreichend große Schleifenverstärkung verwenden, um eine Synchronismuskorrektur in der erforderlichen Größenordnung vorzunehmen/ damit an der Klemme 28 ein der NTSC-Norm entsprechendes Ausgangssignal erzeugt wird, welches nach einer Demodulation zur direkten Verwendung geeignet ist. Solange das Lesen der Platte kontinuierlich und ununterbrochen erfolgt, hält die den Detektor 50 enthaltende phasenstarre Schleife nicht nur eine Synchronismuskorrektur der Leuchtdichteinformation aufrecht, sondern nimmt auch eine ausreichende Synchronismuskorrektur des Farb-Hilfsträgers vor, damit die Farbkomponenten des Ausgangssignals den erforderlichen Grad an Phasenstabilität haben.

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Das phasenstarre Folgeregelungssystem hält zwar die Phasenstabilität wirksam aufrecht, wie oben beschrieben, es erleidet jedoch einen Verlust seiner Steuerfunktion insbesondere bei einer Unterbrechung des Betriebes der Leseeinrichtung. Man kann dieses Resultat offenbar erwarten, weil eines der Merkmale des optischen Systems darin besteht, daß der Benutzer sehr schnell die Einzelbilder des gespeicherten Programms, die er beobachten möchte, auswählen und auf dieselben zugreifen kann, was man als sprungweise Einzelbildbetrachtung bezeichnen kann. Dasselbe schmale Durchlaßband, welches dem phasenstarren Servosystem, wenn es erst einmal eingerastet ist, das so wirksame Korrigieren von Synchronismusfehlern erlaubt, erschwert das Erzielen einer Phasenklammerung, wenn der Frequenzfehler zu groß ist. Gemäß einem bereits vorgeschlagenen System erzeugt ein Frequenzmodulationsdetektor 55, der auf Frequenzänderungen in dem entnommenen kontinuierlichen Pilotsignal oder Farbburstsignal anspricht, ein Geschwindigkeitskorrektursignal, welches an das Spulenpaar 24b angelegt wird, um die Frequenz des entnommenen Pilotsignals innerhalb des Betriebsbereiches des phasenstarren Servosystems zu halten. Der Detektor 55 empfängt das entnommene Pilotsignal aus dem frequenzselektiven Verstärker 51 und erzeugt in Abhängigkeit von Änderungen seiner Frequenz in bezug auf seinen Referenzwert ein Signal mit geeigneter Polarität und Amplitude, welches über den Verstärker 53 an das Spulenpaar 24b angelegt wird. Die Wirkung dieses Geschwindigkeitskorrektursignals führt zur Wiederherstellung des gewünschten Nennwertes der Frequenz des Pilotsignals und, wenn diese Operation ausgeführt worden ist, rastet die phasenstarre Folgeregelschleife, welche den Phasendetektor 50 enthält, ein und hält die Synchronismuskontrolle aufrecht, um Synchronismusfehler zu kompensieren, wie oben beschrieben. Während Betriebs-

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Intervallen, in welchen die phasenstarre Schleife wirksam ist, ist das Ausgangssignal des Frequenzmodulationsdetektors 55 im wesentlichen Null und folglich hat, während dieser Detektor den gewünschten Zweck erfüllt, das System in dem Synchronisierungsberexch der phasenstarren Schleife zu halten, d.h., wenn diese Schleife die Steuerfunktion übernommen hat, dieser Detektor keinen Einfluß auf die Synchronismuskompensation.

Wenn dem Benutzer nicht die Möglichkeit einer Einzelbildwiedergabe gegeben werden soll, ist die oben beschriebene Leseeinrichtung von Figur 1 absolut wirksam zum Lesen von Videoaufzeichnungen verwendbar.

Die Nützlichkeit des Lesens wird durch die Anwendung der Erfindung verbessert,, und zwar sowohl aufgrund der neuen Merkmale der Videoplatte als auch aufgrund des neuen Lesesystems, insbesondere in bezug auf die Drehfrequenz der Platte, um während einer Periode der Einzelbildwiedergabe Phasenstörungen zu vermeiden, die sonst eine Unstabi-' lität der phasenstarren Regelschleife hervorrufen könnten. Es ist, genauer gesagt, erforderlich, dass die Drehfrequenz der Platte während des Lesens die gleiche ist wie die während der Aufzeichnung, um vorteilhafterweise die Phasenkohärenz des Farb-Hilfsträgers selbst während einer Einzelbildwiedergabe-. periode ausnützen zu können, was durch die neuen Eigenschaften der Platte ermöglicht wird. Dementsprechend wird das von dem Oszillator 40 an den Phasendetektor 41 abgegebene Referenzsignal derart gewählt, dass die Bedingung erfüllt ist, dass die Frequenz des Farb-Hilfsträgers (dargestellt durch den Quarzoszillator 40)in ganzzahliger Beziehung zu der Drehfrequenz der Platte steht. Beispielsweise, wenn das Farb-Hilfsträgersignal einen Wert von 3,57954 MHz hat

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und wenn der Pilotträger gleich der Hälfte der Frequenz des Färb - Hilfsträgers ist, so beträgt die bevorzugte Drehfrequenz der Platte

_{= 3Q/168942 Hz}.

525 χ 226

Beim Antreiben der Platte 10 mit einer solchen Geschwindigkeit ergeben sich am Anfang und am Ende einer einzelnen Umdrehung der Platte oder am Anfang und am Ende einer einzelnen Windung der Aufzeichnungsspur Phasenbeziehungen, die mit einer Einzelbild-..-wiedergabeoperation kompatibel sind, weil die Phase des Hilfsträgers an den vorgenannten Extrempunkten einer Umdrehung der Platte oder einer Windung der Spur im wesentlichen gleich ist. Folglich vermeidet man die Phasenverschiebung um 180 , die sich bei Einzelbildwiedergabe mit herkömmlichen Videoplatten und herkömmlichen Videolesegeschwindigkeiten ergeben würde.

Zum besseren Verständnis einer besonderen Gruppe von Phasenbeziehungen wird auf die Fig. 2a, 2b und 3a, 3b Bezug genommen. Fig. 2a zeigt eine Platte 10 bekannter Art, in der die Information in Form einer Spirale mit mehreren Windungen gespeichert ist. Es ist aber nur eine Windung 60 der Spirale dargestellt. Unter der Annahme, dass die Drehung in der Pfeilrichtung erfolgt, beginnt ein Einzelbild an dem Punkt A und endigt an dem Punkt B, wobei diese Punkte auf einem Radius C der Platte liegen. Sie geben den Ort der Synchronsignale an, die bekanntlich bei einer Videoplatte herkömmlichen Formats radial in einer Linie angeordnet sind. Fig. 3a zeigt in vergrössertem Masstab eine Ansicht des Abschnittes der Platte, der die Punkte A und B enthält. Ein einziger Zyklus des Farb-Hilfsträgers ist den enthaltenen Abschnitten der einzelnen Windung der Aufzeichnungsspur überlagert und die Ansicht zeigt

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klar, dass die Phase des Farb-Hilfsträgers in dem Punkt A um 180° von der entsprechenden in dem Punkt B abweicht. Das ist der Grund, warum eine Einzelbildwiedergabe in dem bekannten System, bei der das Lesebündel einen plötzlichen Sprung von dem Punkt B zu dem Punkt A ausführt, die phasenstarre Schleife mit einer abrupten Phasenänderung von konfrontiert, die zur Instabilität des Folgeregelungssystems führt.

Im Gegensatz dazu liegen die Punkte A und B, welche die gemäß der Erfindung geschaffenen neuen Eigenschaften aufweisen, nicht auf demselben Radius der Platte, weil die Dauer eines einzelnen Bildes einer Umdrehung der Platte, oder einer Windung der Aufzeichnungsspur, plus ,einem Inkrement entspricht, welches einer ungeraden Anzahl von Halbzyklen des Farb-Hilfsträgers entspricht. Die Konsequenzen für die Phase, die in der in vergrößertem Maßstab dargestellten Ansicht von Fig. 3b angegeben sind, entsprechen Fällen, in welchen die Frequenzen des Farb-Hilfsträgers und des Pilotsignals ganzzahlig verknüpft sind; dem besonderen Fall entsprechend sind sie gleich. Wie in Fig.-3b angegeben, ist der Farb-Hilfsträger in dem Punkt A und am Ende von so viel des Einzelbildes , wie in der einen vollständigen Umdrehung oder Windung der Aufzeichnungsspur enthalten ist, in Phase. Unter diesen Phasenbedingungen hat die Verschiebung des Lesekopfes in dem Fall der Einzelbildwiedergabe im wesentlichen die gleiche Phase und sicherlich eine angenäherte Phasenfortsetzung, weil die Phasenänderung, wenn überhaupt eine auftritt, deutlich innerhalb des Phasensynchronisierungsbereiches der phasenstarren Schleife liegt. Demgemäß erfolgt eine Einzelbildwiedergabe ohne Instabilitäten in dem Synchronismuskorrektursystem.

Es ist zu erkennen, dass, während die Synchronisierungskomponen-

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ten bei Platten bekannter Art radial in einer Linie angeordnet sind, im Gegensatz dazu gemäss der Erfindung vorgesehen ist, dass sich die Synchronesierungskomponenten längs einer Spirale befinden, die voreilt oder nacheilt, je nach dem, ob die Drehgeschwindigkeit der Platte erhöht (bevorzugte Betriebsart) oder vermindert worden ist, um die gewünschten Phasenbeziehungen in bezug auf den Anfang und das Ende eines einzelnen Bildes zu erzielen.

Es ist offenbar nicht möglich, die Phase des Farb-Hilfsträgers in der Aufzeichnung zu modifizieren, ohne gleichzeitig eine Phasenänderung in der Leuchtdichteinformation her-, vorzurufen. Die Phasenänderung in der Leuchtdichteinformation liegt jedoch innerhalb des Toleranzbereichs eines Farbfernsehempfängers und Korrekturen oder eine Kompensation erfolgen automatisch, so dass keine Beeinträchtigung der Leuchtdichteinformation des Bildes erzeugt wird, wenn die Aufzeichnung die oben beschriebenen und der Erfindung entsprechenden Eigenschaften hat, die eine Einzelbildoperation gestatten.

Es ist zu erkennen, dass bei der Ausübung der Erfindung die Drehfrequenz der Platte beim Aufzeichnen und beim kontinuierlichen Lesen grosser ist als axe Vertika!frequenz, dass aber die Drehfrequenz und die Vertikalfrequenz während einer Einzelbildoperation gleich sind.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Beispiel beschränkt, das sich auf das NTSC-System bezieht. Die Er » findung ist ebenfalls bei sequentiellen Farbfernsehsystemen, bei welchen ein Farbart - Hilf s träger benutzt wird, und insbesondere bei dem PAL-System anwendbar.

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Claims (6)

1. ₂₁ 252932?

   Patentansprüche :

   1 J Videoplatte mit einer spiralförmigen Spur mit mehreren Windungen, in der ein Trägersignal gespeichert ist/ welches durch eine Leuchtdichte-, Farbart- und Synchroninformation winkelmoduliert ist, mit einer Anordnung der Amplitude, der Phase und der Frequenz gemäß den Spezifikationen eines Fernsehsystems, in dem die Farbartsignale einen Hilfsträger modulieren, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden im Zeilensprungverfahren verschachtelten Halbbilder, die ein Einzelbild darstellen, angenähert einen Umlauf der Spur einnehmen, und daß die Phase des Hilfsträgers am Anfang einer Windung der Spur im wesentlichen gleich der Phase ist, die dem Ende dieser Windung entspricht.
2. 2. Videoplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase des Hilfsträgers am Anfang der Windung gleich der Phase des Hilfsträgers am Ende der Windung ist.
3. 3. Verfahren zum Lesen einer Videoplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte mit einer derartigen Geschwindigkeit in Drehung versetzt wird, daß die Frequenz des Hilfsträgers ganzzahlig mit der Drehfrequenz der Platte verknüpft ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Drehgeschwindigkeit der Platte einen derartigen Wert wählt, daß das Lesen eines vollständigen Einzelbildes des Programms eine Umdrehung der Platte plus oder minus einem Inkrement erfordert, welches einer ungeraden Anzahl von Halbzyklen des Farb-Hilfsträgers entspricht.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

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   daß das Lesen eines Einzelbildes des Programms die Zeit einer Umdrehung der Platte plus ein Inkrement erfordert, welches einem Halbzyklus des Hilfsträgers entspricht.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehfrequenz der Platte ein ganzzahliges Vielfaches sowohl der Frequenz des Hilfsträgers als auch der Frequenz eines in der auf der Platte aufgezeichneten Information enthaltenen Pilotsignals ist.

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