DE3203824A1

DE3203824A1 - Spiralabtastungs-bandformat und abtastvorrichtung hierfuer in aufnahme- und/oder wiedergabesystemen

Info

Publication number: DE3203824A1
Application number: DE19823203824
Authority: DE
Inventors: Charles Robert 08057 Burlington County N.J. Thompson
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1981-02-04
Filing date: 1982-02-04
Publication date: 1982-08-26
Also published as: GB2092358A; FR2499342A1; JPS57147384A; GB2092358B

Description

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RCA 74938A/Dr.v.B/Ro.

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Spiralabtastungs-Bandformat und Abtastvorrichtung hierfür in Aufnahme- und/oder Wiedergabesystemen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spiralabtastungs-Bandformat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und stellt eine weitere Ausgestaltung des Gegenstandes des Patentes 31 02 604 (derzeit noch Patentanmeldung P 31 02 604.4) dar.

Es sind Videoband-Aufnahme- und/oder Wiedergabesysteme bekannt, die mit Wendel- bzw. Spiralabtastung des Videobandes arbeiten und bei denen jede abgetastete Bandspur einem Abschnitt eines vollständigen Fernseh-Halbbildes oder -Vollbildes zugeordnet ist. Solche Abtastsysteme mit Segmentunterteilung eignen sich für ein automatisches Bandeinlegen, wenn man einen effektiven Abtastwinkel von weniger als 360° (beispielsweise 180° oder. 240°) zusammen mit einem Abtaster (Kopfrad) verwendet, dessen umfang gleich oder kleiner als die Länge der Spur für ein Halbbild oder Vollbild ist. Bei derartigen Systemen sind jedoch komplizierte Signalverarbeitungsschaltungen zur Organisation und Synchronisation der Videoinformation erforderlich, wenn diese mit einer Bandlängsgeschwindigkeit wiedergegeben wird, die sich von der Aufnahmegeschwindigkeit unterscheidet. Bei diesen Systemen ist daher in jeder Spur zusammen mit der Videoinformation eine Adresseninformation enthalten, und die Signalverarbeitungsschaltung enthält einen Speicher, um genügend Videoinformation zu

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organisieren und zu synchronisieren, damit man ein erkennbares Bild erhält. Die Komplexität der Signalverarbeitungsschaltung ist bei Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabesystemen, die mit einer Abtastung ohne Segment- oder Ab-Schnittsunterteilung arbeiten, geringer, weil man dort einen effektiven Abtastwinkel von praktisch 360° verwendet. Jedoch ist ein automatisches Bandeinlegen bei einem aktiven Abtastwinkel von im wesentlichen 360° noch nicht möglich, und daher haben sich solche Anordnungen noch nicht sehr durchgesetzt.

Ein automatisches Bandeinlegen ist möglich bei nicht mit Abschnittsunterteilung arbeitenden Abtastsystemen, bei denen der aktive Abtastwinkel 180° beträgt, um jedoch eine gegebene Abtastlänge pro Halbbild oder Vollbild zu erhalten, muß man den Durchmesser der Abtastvorrichtung im Vergleich zu einem System mit einem aktiven Abtastwinkel von 360° verdoppeln. Eine solche Vergrößerung der Abmessungen der Abtastvorrichtung erhöht natürlich die Größe des Aufnahme- und/oder Wiedergabesystems erheblich und stellt ein spezielles Problem bei tragbaren Geräten dar.

Es ist aus der dem Hauptpatent entsprechenden DE-OS 31 02 604 bekannt, die Videoinformation, die einzelnen Vertikalabschnitten eines Fernsehrasters zugeordnet ist, auf getrennten Spuren in Längsabschnitten des Bandes aufzuzeichnen, um benachbarte Voll- oder Halbbildinformation ohne Verwendung einer komplexen Signalverarbeitungseinrichtung synchronisieren zu können, wenn das Band mit einer von der Aufnahmegeschwindigkeit verschiedenen Bandgeschwindigkeit abgespielt wird. Bei dem dort beschriebenen Aufnahme- und/oder Wiedergabegerät ist eine Mehrzahl von Wandlern, deren Anzahl gleich der .gewünschten Menge der Vertikalrasterabschnitte ist, in gleichmäßigen Abständen um den Umfang eines drehbaren Kc pf- oder Abtast-

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-δι rades ("Abtaster") angeordnet, wobei jeder Wandler eine andere Lage längs der Dreh- oder Zylinderachse des Abtastrades hat.

Auch beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind getrennte Spuren in einer Mehrzahl von longitudinalen Bandabschnitten oder -Segmenten vorhanden, jede dieser Spuren enthält jedoch eine Mehrzahl-diskreter Spurteile, welche jeweils in Kombination mit mindestens einem anderen solchen diskreten Spurteil von einem anderen longitudinalen Spursegment einem individuellen vertikalen Abschnitt oder Segment des Fernsehrasters zugeordnet ist. Die verschiedenen Kombinationen von Spurteilen sind verschiedenen vertikalen Rasterabschnitten zugeordnet, die zusammen ein vollständiges Raster bilden. Durch dieses modifizierte Format werden die Grenzen hinsichtlich der Datenrate oder -frequenz hinausgeschoben, wie noch näher erläutert werden wird.

Im folgenden werden, ausgehend vom Gegenstand des Hauptpatentes, Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Wendel- oder Spiral-Bandabtastformat für eine Ausfuhrungsform des Hauptpatentes, für welche getrennte Spuren in mehreren Längsabschnitten des Bandes untergebracht sind,

Fig. 2 die Beziehung der Spuren in jedem Längsbandabschnitt gemäß Fig. 1 zu einzelnen Vertikalabschnitten des Fernsehrasters und die Beziehung benachbarter Abtastpunkte entlang Spuren in jedem Längsbandabschnitt zu derselben Stelle auf dem Raster,

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Fig. 3 eine Wandler-Abtastanordnung, die sich zur Abtastung des Bandformates gemäß Fig. 1 eignet,

Fig. 4 ein Spiral-Bandabtastformat gemäß einer anderen Ausführungsform des Hauptpatentes,

Fig. 5 die Beziehung der Längsbandabschnitte gemäß Fig. 4 zu einzelnen Vertikalrasterabschnitten und die Beziehung der .benachbarten Abtastpunkte entlang Spuren in jedem Längsbandabschnitt zu derselben Rasterlage,

Fig. 6 eine Wandler-Abtastanordnung, die sich zur Abtastung des Bandformates gemäß Fig. 4 eignet,

Fig. 7 eine spezielle Aktivierungsfolge für die Wandler in der Anordnung gemäß Fig. 6.

Fig. 8 ein Spiral- oder Wendelabtastungsformat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 20

Fig. 9 die Relation zwischen Spurteilen in den Bandlänqsabschnitten des Formats gemäß Fig. 8 und individuellen vertikalen Rasterabschnitten und

Fig. 10 eine spezielle Einschaltfolge für die Abtastung des Bandformats gemäß Fig. 8 mit Wandlern, die gemäß Fig. 6 angeordnet sind.

In Fig. 1 ist ein Bandteil mit einem Wendel- oder Spiral-Abtastspurformat gemäß einer Ausführungsform des Hauptpatentes dargestellt. Bei diesem Format sind getrennte Videoinformationsspuren in jedem von zwei Längsabschnitten X und Y über das Band angeordnet. Wie Fig. 2 zclqL, bezieht, sich die Videoinformation in den Spuren der Längsbandabschnitte X und Y auf einzelne Vertikalabschnitte X¹ und Y¹

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Ι eines Fernsehrasters, wobei benachbarte Abtastpunkte längs der Spuren in jedem solchen Bandabschnitt sich auf dieselbe Rasterstelle beziehen, wie die Fig. 1 und 2 veranschaulichen. In Abhängigkeit von der Datenrate der aufzuzeichnenden Information können sich mehr als nur eine Spur in jedem Bandabschnitt auf die einzelnen Vertikalrasterabschnitte beziehen. Aus Gründen der Einfachheit bezieht sich jedoch jede Spur in einem Bandabschhitt auf einen vollständigen Rasterabschnitt, so daß sich die Videoinformation, die durch zentralisierte Punkte auf den Spuren in den Bandabschnitten X und Y der Fig. 1 dargestellt wird, direkt auf die zentralisierten Punkte in den Vertikalrasterabschnitten X' bzw. Υ' der Fig. ,2 beziehen.

Eine Wandler-Abtasteranordnung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe des Bandformates gemäß Fig. 1 zeigt Fig. 3, wo Wandler 10 und 12 in gleichmäßigen gegenseitigen Abständen um den Umfang eines Kopfrades oder Abtasters 14 angeordnet sind, der zur Abtastung des Bandes 16 rotiert, welches durch zwei Stäbe 18 und 20 um den Abtaster herumgeführt ist. Jeder Wandler 10, 12 hat auch eine spezielle einzigartige Lage, in Richtung der Zylinderachse des Abtasters gesehen, und die Stäbe 18 und 20 führen das Band 16 um etwa 180° des Umfanges des Abtasters 14 herum. Wenn sich mehr als eine Spur in jedem Bandabschnitt auf den Vertikalrasterabschnitt bezieht, dann wird eine Mehrzahl von Wandlern in einem Satz an jeder Umfangsstelle des Abtasters angeordnet, wobei die Wandler in jedem Satz in Längsrichtung der Zylinderachse des Abtasters gesehen geeignet aufgereiht sind, um im wesentlichen benachbarte Spuren gleichzeitig in dem betreffenden Bandabschnitt abzutasten.

Weil die Spuren in den Längsbandabschnitten X und Y Videoinformation enthalten, die sich nur auf die Vertikalrasterabschnitte X' bzw. Y¹ beziehen, wird beim Abspielen des

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Bandes mit einer höheren als der Aufnahmegeschwindigkeit eine größere Menge kohärenter Rasterinformationen bei dem Bandformat gemäß Fig. 1 abgetastet als bei üblichen Spiralabtastformaten mit Abschnittsaufteilung. Dies wird besser verständlich, wenn man einen Fall betrachtet, wo eine große Anzahl (gegen unendlich gehend) von Wandlern auf dem Abtaster angeordnet sind, um Spuren in einer gleich großen Anzahl von Längsabschnitten des Bandes abzutasten, wobei jeder solcher Längsabschnitt sich auf individuelle Vertikalrasterabschnitte bezieht. Wenn dann das Band 16 mit einer höheren als der Aufnahmegeschwindigkeit wieder abgespielt wird, dann wird etwas von der Videoinformation, die sich auf jeden Vertikalabschnitt des Rasters bezieht, während aufeinanderfolgender Umdrehungen des Abtasters abgenommen, und damit erhält man ein besser erkennbares Bild unmittelbar aus der abgetasteten Videoinformation. Wenn also die Bildqualität nicht von größter Bedeutung ist, dann wird die Adresseninformation auf dem Band und im Speicher einer Signalverarbeitungsschaltung, die man üblicherweise benutzt, um erkennbare Bilder beim schnellen Abspielen zu erhalten, unnötig. Fig. 1 ist nicht maßstabsgerecht, und daher kann es schwer verständlich sein, daß die Spuren in den Bandabschnitten, die sich auf kohärente Raster beziehen, vertikal über die Bandbreite ausgerichtet sind. Bei einer typischen Anwendung ist jede Spur 406,4 mm (16 Zoll) lang und 0,127 mm (0,005 Zoll) breit, so daß durch Regelung der Drehzahl des Abtasters 14, der Längsgeschwindigkeit des Bandes 16 und der Spiralumwicklung des Bandes 16 um den Abtaster 14 die Vertikalausrichtung der Spuren für kohärente Raster erreichbar ist.

Wie aus den vorstehenden Erläuterungen vermutet werden kann, ist für das Konzept des Hauptpatentes nur eine Mehrzahl von Längsbandabschnitten notwendig, deren jeder Videoinformationsspuren enthält, welche sich auf einzelne Vertikalrasterabschnitte beziehen. Weiterhin kann für eine

-ΙΟΙ vorgegebene Spurlänge pro Fernseh-Halb- oder -Vollbild der Durchmesser des Abtasters 14 verringert werden, und dennoch bleibt die Bildqualität des erkennbaren Bildes beim schnellen Abspielen erhalten, weil die Anzahl der Bandlängsabschnitte, die sich einzeln auf eine gleiche Anzahl von Vertikalrasterabschnitten beziehen, vergrößert wird. Ein Teil des Bandes mit dem Wendel- oder Spiral-Abtastspurformat für eine solche Ausführung ist in Fig. 4 gezeigt. Hierbei sind getrennte Videoinformationsspuren in jedem der drei Längsbandabschnitte U, V und W angeordnet. Fig. zeigt, daß die Videoinformation in jeder Spur der Band- . abschnitte U, V und W sich auf einzelne Vertikalabschnitte U¹, V bzw. W des Fernsehrasters bezieht, wobei benachbarte Abtastpunkte längs der Spuren in jedem solchen Band-

1!) abschnitt sich auf die gleiche Rasterlage beziehen, wie dies die Fig. 4 und 5 veranschaulichen. In diesen Figuren bezieht sich die durch zentrierte Punkte auf den Spuren in den Bandabschnitten U, V und W dargestellte Videoinformation unmittelbar auf die zentrierten Punkte in den Vertikalrasterabschnitten U¹, V¹ bzw. Vi".

Eine Wandler-Abtastanordnung zur Aufnahme und/oder Wiedergabe des Bandformates gemäß Fig. 4 zeigt Fig. 6, wo Wandler 30, 32 und 34 in gleichen gegenseitigen Abständen um den Umfang eines Abtasters 36 verteilt sind, der sich in einem Aufnahme- und/oder Wiedergabegerät dreht, um das Band 38 abzutasten, das durch Stäbe 40 und 42 um den Abtaster herumgeführt ist. Jeder Wandler 30, 32 und 34 hat auch eine besondere Lage in Richtung der Zylinderachse des Abtasters, und die Stäbe 40 und 42 führen das Band 38 um den Abtaster 36 über 240° seines Umfangs. Bei dieser Ausführungsform könnte die sich auf ein vollständiges Fernseh-Halbbild beziehende Information auf dem Band 38 für jede Umdrehung des Abtasters 36 abgetastet werden, indem die Wandler 30, 32 und 34 aufeinanderfolgend über

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120° der Abtasterdrehung aktiviert werden. Jedoch lassen sich mit dieser Ausfuhrungsform kleinere Durchmesser des Abtasters erreichen, indem die Wandler 30, 32 und 34 aufeinanderfolgend über 240" der Drehung des Abtasters aktiviert werden, so daß ein vollständiges Fernsehbild für jeweils zwei Umdrehungen des Abtasters 36 abgetastet wird, wie dies Fig. 7 veranschaulicht.

Für den Fachmann ist es ohne weiteres einleuchtend, daß man bei zunehmender Datenrate oder -frequenz die Drehzahl des Abtasters oder Kopfrades und/oder die Längsgeschwindigkeit des Bandes etwas erhöhen kann, um den Verhältnissen Rechnung zu tragen. Hinsichtlich der Datenfrequenzanspräche bestehen jedoch Grenzen durch Kernverluste im Wandler und/oder Bandabstandsverluste, und diese Grenzen lassen sich durch eine Erhöhung der Kopfdrehzahl oder Bandgeschwindigkeit nicht hinausschieben. Im Hauptpatent wurde bereits kurz angedeutet, daß die Frequenzgrenze mit dem im Hauptpatent angegebenen Bandformat hinausgeschoben werden kann, indem man eine Mehrzahl von Wandlern verwendet, um mehr als eine, einem individuellen vertikalen Rastersegment zugeordnete Spur in jedem Bandlängsabschnitt aufzuzeichnen. Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält jede in einem Bandlängsabschnitt aufgezeichnete Spur zur Überwindung dieser Grenze diskrete Teile, die jeweils verschiedenen vertikalen Rasterabschnitten oder -Segmenten zugeordnet sind. Durch Kombinieren von Spurteilen von verschiedenen Bandlängsabschnitten zur Gewinnung der verschiedenen vertikalen Rasterabschnitte kann dann eine Mehrzahl von Wandlern bei der Abtastung des Bandes gleichzeitig eingeschaltet werden. Ein Teil des Bandes mit einem Ausführungsbeispiel des wendeiförmigen Abtastspurformates gemäß der Erfindung ist in Fig. 8 dargestellt; dieses Format ähnelt dem Spurformat gemäß Fig. 4 darin, daß in jedem der drei Bandlängsabschnitte U, V und W getrennte

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Spuren mit Video-information angeordnet sind. Bei dem Format gemäß Fig. 8 enthält jede Spur jedoch mehr als einen Teil der Videoinformation. Jede Spur wird gleichzeitig mit einem anderen Spurteil von einem anderen Bandlängsabschnitt abgetastet, um ein bestimmtes vertikales Rastersegment zu gewinnen, wie in Fig. 9 dargestellt ist. Die Abtastwandleranordnung gemäß Fig. 6 eignet sich für die Aufzeichnung und/oder Wiedergabe des Bandformats gemäß Fig. 8 wenn man die Wandler 30, 32 und 34 paarweise gleichzeitig einschaltet, so daß Kombinationen von Spurteilen aus verschiedenen Bandlängsabschnitten abgetastet werden, wie es in Fig. 10 dargestellt ist.

Durch die Erfindung wird also ein neues Bandformat angegeben, bei dem getrennte Aufzeichnungsspuren (U1/U2, V1/V2) in einer Mehrzahl von Längsabschnitten (U, V, W) des Bandes angeordnet sind und jede Spur mehrere diskrete Teile (U1, U2) enthält, die jeweils in Kombination mit mindestens einem anderen solchen diskreten Spurteil (V1, W1) von einem anderen Bandlängsabschnitt sich auf einen speziellen Vertikalabschnitt eines Fernsehrasters beziehen. Die verschiedenen Kombinationen von Spurteilen sind jeweils verschiedenen Rasterabschnitten zugeordnet, die zusammen ein vollständiges Raster bilden. Das neue Bandformat erleichtert die Wiedergabe von gut erkennbaren Bildern mit Abspielgeschwindigkeiten, die sich von der Aufzeichnungsgeschwindigkeit unterscheidet, wobei die Grenzen hinsichtlich der Datenfrequenzen hinausgeschoben werden können.

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Leerseite

Claims

"patentXNiaVä'lte"* "** DR. DIETER V. BEZOLD DIPL. ING. PETER SCHÜTZ DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER MARIA-THERESIA-STRASSE 22 POSTFACH 86 02 60 D-βΟΟΟ MUENCHEN 86 10 15 RCA 74938A/Dr.v.B/Ro. US^Ser.No. 231,289 AT: 4. Februar 1981 320382A ZUGELASSEN BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MANDATAIRES EN BREVETS EUROPEENS TELEFON 069/4706006 TELEX 522 638 TELEGRAMM SOMBCZ RCA Corporation, New York, N.Y. (v.St.A.) 20 Spiralabtastungs-Bandformat und Abtastvorrichtung hierfür in Aufnahme- und/oder Wiedergabesystemen. Pa t e η ' t a η s ρ r ü c he 25

1.) Bandformat für ein mit spiral- oder wendeiförmiger Abtastung arbeitendes Videoaufzeichnungs- und/oder Wiedergabesystem, nach Patent (-Anmeldung P) 31 02 604, d a d u r c h ' g e fc e η η ζ e i e h η e t , daß getrennte Aufzeichnungsspuren (UT/U2, VT/V2, Fig. 8) in einer Mehrzahl von longitudinalen Abschnitten (U, V, W) auf dem Band angeordnet sind, wobei jede Spur eine Mehrzahl von diskreten Teilen (UI, U2) enthält, von denen jeder in Kombination mit mindestens einem anderen solchen

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BANKKONTO HYPOBANK MÖNCHEN !BLZ 700 200 40) KTO. 60 60 257 378 SWIFT HYPO DE MM

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diskreten Spurteil (V1, W1) von einem anderen logitudinalen Bandabschnitt einem individuellen Vertikalabschnitt (U1+V1, U2+W1, Fig. 9 eines Fernsehrasters zugeordnet ist und Wobei mehrere solcher Kombinationen von Spurteilen, die jeweils verschiedenen vertikalen Rasterabschnitten zugeordnet sind, zusammen ein vollständiges Raster bilden.

2.) Bandformat nach Anspruch" 1 , dadurch gekennzeichnet , daß drei der longitudinalen Bandabschnitte vorgesehen sind und daß jede Spur zwei der diskreten Spurteile aufweist, von denen jeder zu einem Sechstel Vertikalabschnitt des Rasters beiträgt.

3.) Mit wendeiförmiger Abtastung arbeitendes Videoband-Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät, dadurch gekennzeichnet , daß an einem Abtaster (Kopfrad 36), um den das Band im Betrieb für eine aktive Abtastung von weniger als 360° geführt ist, mehrere Wandler (30, 32, 34 in Fig. 6) an in ümfangsrichtung des Abtasters gleichmäßig beabstandeten Stellen und an in Richtung der Drehachse des Wandlers gesehen individuellen, verschiedenen Stellen angeordnet sind, so daß sie mit getrennten Längsabschnitten (U, V, W in Fig. 8) des Bandes (38) zusammenarbeiten, und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, um die verschiedenen Wandler während der Drehung des Abtasters für verschiedene, jedoch sich bezüglich mindestens eines anderen Wandlers überlappender Perioden (Fig. 10) zu aktivieren, so daß im Effekt diskrete Teile von getrennten Spuren in dem Längsabschnitt des Bandes abgetastet werden, wobei die Spurteile (U1, V1; U2, W1), die gleichzeitig in verschiedenen Längsabschnitten während der überlappenden Perioden abgetastet werden, zusammen einem entsprechenden einer Mehrzahl von vertikalen Abschnitten (U1+V1, U2+W1, Fig. 9) eines Fernsehrasters zugeordnet sind.

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4.) Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß drei der Wandler jeweils für sukzessive Perioden von im wesentlichen 240° mit dazwischenliegenden inaktiven Perioden von im wesentlichen 120° aktiviert werden (Fig. 10), wobei die Anfänge der 240°- Periöden der verschiedenen Wandler um im wesentlichen 120° versetzt sind, so daß jede Spur in jedem logitudinalen Bandabschnitt in zwei aufeinanderfolgenden Teilen abgetastet wird, von denen jeder gleichzeitig mit einem Spur-'10 teil in einem anderen Längsabschnitt des Bandes abgetastet wird und mit diesem zusammen einem Vertikalabschnitt von einem Sechstel des Fernsehrasters zugeordnet ist.