DE576538C - Verfahren zur Lichtstrahlabtastung bei Schallplatte, Phonographenwalze u. dgl. zur Erzeugung von optischen Bild- und Ton-Darstellungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezweckt, Bilder mit Hilfe von Schallplatten nach Art des Fernsehens zeilenweise aufzubauen, wobei die Modulation der Zeilen, d.h. die Tönung, entsprechend dem Bildcharakter in der Lichtquelle des abtastenden Lichtstrahls oder als Tönungsunterschiede auf der Schallplatte enthalten ist. Die herkömmliche Bezeichnungsweise »Schallplatte« möge für die folgende Beschreibung beibehalten

to werden, auch dann, wenn es sich nur um Aufzeichnung von Bildern handelt, da diese Platten vornehmlich dazu bestimmt sind, auf Sprechapparaten abgespielt zu werden
Es sind bereits Verfahren beschrieben-worden, um die auf Schallplatten aufgenommene Musik und Sprache durch Lichtstrahlabtastung wiederzugeben. Es ist ferner ein Verfahren bekannt, wonach die Erhöhungen und Vertiefungen in den Rillen von Schallplatten zur HeUigkeitssteue-

ao rung des abtastenden Lichtstrahls bei der Bildzusammensetzung benutzt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine mechanische Aufzeichnimg in die Rillen von Schallplatten vermieden, vielmehr werden Schallplatten aus Papier, Film ο. dgl. benutzt, die die Bildelemente des aufgenommenen Bildes als Helligkeitsunterschiede aufgezeichnet enthalten, dergestalt, daß der abtastende Lichtstrahl an den getönten Stellen der Platte mehr oder weniger reflektiert wird und daher in der Photozelle ein entsprechender Stromstoß durch das einfallende Licht ausgelöst wird. Die Stromstöße werden über Verstärker zu einer Bildzusammensetzvorrichtung nach Art eines Fernsehers geleitet.

Auf diese Weise ist die Helligkeitssteuerung des Bildes unabhängig von Erhebungen und Vertiefungen der Platte, so daß man nunmehr diese Erhebungen und Vertiefungen zur Bildzusammensetzung benutzen kann, indem nämlieh der Lichtstrahl an den Unebenheiten der Platte in verschiedenem Winkel reflektiert wird und eine darüber gehaltene Mattscheibe in Linien abtastet. Des weiteren bleiben auch hier die Vorteile bestehen, die bei optisch aufgenommenen Schallplatten für Musik und Sprache bekannt sind und die darin bestehen, daß die Platten nicht abgenutzt werden und kein "Nadelgeräusch verursachen. Außerdem können solche Platten sehr einfach im Druckverfahren vervielfältigt werden.

Die Fig. 1 bis 8 erläutern die geschilderten Möglichkeiten. Fig. 1 zeigt die prinzipielle Anordnung der Lichtstrahlabtastung für Bild- ■ Wiedergabe, Fig. 2 eine besondere Ausbildung der Schalldose oder des Abtastorgans; Fig. 3 stellt eine Aufnahmeanlage mit modulierter Lichtsteuerung dar; Fig. 4 erläutert die Lichtstrahlabtastung bei Verwendung durchsichtiger Platten; Fig. 5 erklärt das Prinzip der Bild-

auflösung mit Krümmungsflächen, die entlang des Abtastweges angeordnet sind; Fig. 6 gibt eine zweckmäßige Ausbildung der Schallplatte mit Krümmungsflächen wieder; Fig. 7 zeigt eine Abänderung der Bildzusammensetzmethode mit einzelnen quadratischen Spiegern; Fig. 8 vermittelt eine Vorstellung der zeilenweisen Abtastung der Bildfläche.

Das Schema in Fig. 1 zeigt eine Schallplatte i, die aus Papier oder Film bestehen möge und auf deren Spiralweg 2 der Lichtstrahl der Lichtquelle 3 gerichtet ist. Derselbe wird auf ein lichtempfindliches Organ, die Photozelle 4, reflektiert, die zweckmäßig ringförmig wie beim Bildfunk ausgeführt ist. Sie enthält auf der Unterseite die lichtempfindliche Schicht. Der Spiralweg ist abwechselnd hell und dunkel getönt, so daß mehr oder weniger Licht auf die Photozelle gelangt. Die von der Zelle aufgenommenen Lichtstrahlen lösen Stromstöße aus, die über die Leitung 5, den Radioverstärker 6 zur Helligkeitssteuerung des Bildwiedergabegerätes 7 gelangen, das im Prinzip wie ein Fernsehempfänger gebaut ist. Die charakteristischen Merkmale der Schallplattenmodulation, nämlich die Frequenz der Schwingungen, die Größe der Amplitude, gibt der photoelektrische Strom wieder. Beide Teile, die Photozelle und die Lichtquelle, werden in ein kleines Gehäuse 8 '30 (s. Fig.2) eingebaut, das anstatt der sonst üblichen Schalldose am Tonarm 9 befestigt wird. In der Abbildung ist eine Ausführung gezeigt, in der Photozelle und Lichtquelle nebeneinander angeordnet sind und durch eine Wand 10 getrennt sind. In dem Gehäuse 8 kann auch die Ausführung mit ringförmiger Zelle nach Fig. 1 eingebaut werden. Da jetzt die Führung für den Tonarm, die bisher durch die Nadel in den Rillen gegeben war, fehlt, ist eine Spindelführung 11, wie sie bei der Aufnahme von Platten üblich ist, notwendig.

Die Aufnahme der Platte kann beispielsweise in der Weise erfolgen (s. Fig. 3), daß eine durch das aufzunehmende Bild oder Bildfolge gesteuerte Lichtquelle die Platte, die als Träger photographisch lichtempfindlicher Schichten ausgebildet ist, belichtet. Für die Wiedergabe mittels gesteuerter Lichtquellen kann entweder eine Kerrzelle oder eine Glimmlampe o. dgl. benutzt werden. Nach dem Entwickeln der Platte zeigt sich der Spiralweg als mehr oder weniger geschwärzte Spur. Die Platte kann kopiert oder direkt auf den mit weißer Unterlage versehenen Schallplattenteller aufgelegt werden und dann mittels Photozelle, wie oben beschrieben, abgespielt werden. Bei Verwendung eines durchsichtigen Films kann nach Fig. 4 die Schallplatte 1 mit der Lichtquelle 3 durchleuchtet werden und das durchfallende 6q Licht unterhalb des Tellers 12 von einer Photozelle 4 aufgefangen werden. Der Tonarm ist gabelförmig ausgeführt und enthält an einem Gabelende 13 die Lichtquelle 3, im anderen die Photozelle 4. Wie üblich geschieht die Fortbewegung des Tonarms mittels Spindelführung 11.

Es ist nun noch eine Sonderkonstruktion zum Abtasten von Bildern zu beschreiben, wobei der Spiralweg der Schallplatte gleichzeitig zur Zusammensetzung des Bildes dient. Der Spiralweg sei als gewelltes Band ausgebildet. Fig. 5 zeigt ein Stück des abgewickelten Spiralweges 2. Wenn das gewellte Band sich unter einer punktförmigen Lichtquelle 3 hinweg bewegt, dann beschreibt der reflektierte Lichtstrahl infolge der verschiedenen Reflexionswinkel auf der Krümmungsfläche 14 eine Linie oder Zeile, die man auf einer Mattscheibe sichtbar machen kann. Da der Abtastweg spiralförmig nach innen verläuft, so ist auf der Mattscheibe die zweite Zeile, die durch die zweite Krümmung gebildet wird, unterhalb der ersten zu sehen. Die Lichtquelle, die durch eine Blende 15 punktförmig ausgeblendet wird, bewegt sich mittels Spindelführung des Tonarms ebenfalls nach dem Innern der Platte. So werden aufeinanderfolgend lauter Zeilen untereinander gebildet, die die Bildfläche darstellen, wobei jede Zeile einer Krümmung entspricht. Die Ausbildung der Krümmungsform hat so zu erfolgen, daß der reflek- go tierte Lichtstrahl in jedem Zeitabschnitt um die gleiche Weglänge auf der Mattscheibe fortschreitet. Um nun ein Bild wiederzugeben, wird der Abtastweg an den Stellen geschwärzt, an denen sie in der Bildfläche eine schwarze Kontur zeigen sollen. Auf diese Weise kann ein Bild durch Abspielen einer Schallplatte sichtbar gemacht werden ohne Zuhilfenahme sonstiger Apparaturen. Um den ganzen Bildvorgang beim Abspielen zu verfolgen, müßte die Mattscheibe in einer Länge ausgeführt werden, die sich vom Rande bis zur Mitte der Platte erstreckt. Dann bewegt sich der Bildablauf in der Längsrichtung der Mattscheibe von außen nach innen. Die Breite der Scheibe entspricht der Bildbreite. Da sich auf dem Spiralweg während einer Umdrehung mehrere Kriimmungsflächen, also mehrere Zeilen unterbringen lassen, so würden sich diese auf der Mattscheibe sehr eng aneinanderlagern. Es ist also vorteilhaft, das Bild durch eine Vergrößerungslinse zu vergrößern oder die Zeilen schon bei der Reflexion weiter auseinanderzulegen. Das geschieht, wie Fig. 6 im Querschnitt der Platte zeigt, dadurch, daß man die äußersten und innersten Spiralengänge nach außen hin neigt, und zwar langsam von der Mitte beginnend, so daß sich auf der Platte eine Krümmungsfläche bildet. Je stärker die Krümmung ist, desto mehr wird der Lichtstrahl seitlich abgelenkt und beleuchtet daher ein um so größeres Feld der Mattscheibe 16. Die Länge der Scheibe ist

dann also von der Krümmung der Plättenoberfläche in der Richtung vom Rande bis zur Mitte abhängig. Damit das Bild während des Abspielens der Platte immer an derselben Stelle erscheint, können auch die Spiralwege so geneigt sein, daß sie immer auf dasselbe Bildfeld gerichtet sind. Will man hingegen diese Methode nicht anwenden, so kann man das Bild auf der Mattscheibe durch ein Bildfenster abblenden,

ίο das gleichzeitig mit der Lichtquelle nach innen bewegt wird. Im übrigen gibt es eine Menge bekannter optischer Korrektionseinrichtungen, die mittels Sekundärspiegel u. dgl. das Bild in einem bestimmten Bildfeld halten.

Anstatt den Abtastweg zu modulieren, kann man auch die Lichtquelle modulieren, was denselben Erfolg hat. Wenn diese Methode verwendet wird, genügen zur Bildzusammensetzung so viele Krümmungen, wie Zeilen zu einem Bilde notwendig sind. Diese lassen sich bereits auf einem schmalen Ring unterbringen. Um Bild und Ton gleichzeitig wiederzugeben, kann ein solcher Ring um eine andere Schallplatte, die mit Ton besprochen ist, herumgelegt werden und alsdann Bild und Ton gleichzeitig abgetastet werden.

Bei Verwendung der modulierten Lichtquelle besteht eine weitere Möglichkeit der Bildzusammensetzung darin, daß man in bestimmten Abständen des Spiralweges der Schallplatte kleine quadratische Spiegel anbringt. Fig. 7 zeigt ein Stück des Spiralweges 2 und die darüber angebrachte Lichtquelle 3, die durch eine schlitzförmige Blende 15 so ausgeblendet wird, daß sie ein ebenes Strahlenbündel in der Breite des Spiralenweges, d. h. in Zeilenbreite und in der Länge des Abstandes zweier Spiegel, entsprechend der Zeilenlänge ausstrahlt. Innerhalb des Strahlenbereiches befindet sich jeweils ein Spiegel 17; wenn derselbe den Bereich der Lichtquelle verlassen hat, tritt der nächste Spiegel ein. Durch die Spirale liegt jeder folgende Spiegel etwas mehr nach der Mitte. Je nach der augenblicklichen Stellung des Spiegels zur Lichtquelle ist der Einfallwinkel, folglich auch der Reflexionswinkel verschieden. Wenn ein Spiegel unter der Lichtquelle dahingleitet, so beschreibt der reflektierte Lichtstrahl infolge des verschiedenen Einfallwinkels eine Zeile auf der Mattscheibe, die ebenso wie in Fig. 6 über der Platte angebracht ist. Der Übersichtlichkeit wegen ist die Mattscheibe in Fig. 7 ebenso wie in Fig. 5 fortgelassen.· Der zweite Spiegel beschreibt die zweite Zeile, der dritte die dritte Zeile usw. Der Transport des Bildfeldes nach dem Platteninnern und die optischen Korrektionseinrichtungen sind ähnlich gestaltet wie bei der vorigen Methode mit den Krümmungsflächen. Da die Spiegel einzeln auf der Schallplatte verstreut sind, kann die übrige Fläche zur Modulation dienen. Fig. 8 zeigt, daß die Zeilen 18 bei Schallplattenabtastung etwas schräg liegen, was seinen Grund darin hat, daß die Spiegel infolge des Spiralenweges sich während einer Zeilenabtastung langsam nach innen bewegen. Auch die Platte mit den Einzelspiegeln kann als Ring ausgebildet werden und um eine mit Ton oder Bild besprochene Platte herumgelegt werden. Beispielweise kann die Lichtquelle,' die den Ring⁵ abtastet, durch die Modulation der inneren Platte gesteuert werden. Damit ist das Abspielen von Platten, die durch Bild besprochen sind, nicht nur frei von weiteren zusätzlichen Wiedergabegeräten, sondern auch von Apparaturen, die die Lichtquelle steuern. _}

Um die Spindelführung des Tonarms zu vermeiden, kann neben dem Modulationsweg auf der Platte ein besonderer Rillenweg laufen, der lediglich zur zwangsläufigen Führung des Tonarms von außen nach innen durch die Schallplattennadel dient. Es ist gleichgültig, ob der Modulationsweg und die Rillenführung direkt nebeneinanderlaufen oder der eine Weg auf dem inneren Teil der Platte und der andere auf dem äußeren. Im ersteren Falle befinden sich die beiden Abtastorgane in einem Gehäuse, im zweiten Falle sind sie nur mechanisch miteinander gekoppelt. Natürlich können auch mehrere Spiralwege nebeneinanderlaufen, z. B. einer für Ton, der andere für Bild, der drittfe zur Wegführung usw.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Lichtstrahlabtastung bei Schallplatte, Phonographenwalze u. dgl. zur Erzeugung von! optischen Bild- und Ton-Darstellungen, dadurch gekennzeichnet, daß der bildzusammensetzende Lichtstrahl sowohl direkt als auch unter Verwendung eines besonderen Zusammensetzorgans entweder durch'die Lichtquelle selbst oder durch die in Spirallinien optisch aufgezeichneten Tönungsunterschiede auf der Schallplatte bzw. Phonographenwalze moduliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeitsschwankungen des Lichtstrahls, die von der Modulation der Schallplatte bzw. Phonographenwalze herrühren, auf eine Photozelle o. dgl. reflektiert werden, die die trägheitslose Lichtquelle eines Bildzusammensetzorgans steuert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Film oder Papier ausgeführte Schallplatte oder Phonographenwalze mit den Helligkeitswerten des wiederzugebenden Bildes versehen ist. lao

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schall-

platte oder Phonographenwalze durchsichtig ist und ebenso die Auflage, während die Photozelle unter der Auflage angebracht ist, so daß die Abtastung im durchfallenden Licht erfolgt.

5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallplatte oder Phonographenwalze als lichtempfindliches photographisches Material ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der die Bild- und Tonaufzeichnung enthaltenden Schallplatte oder Phonographenwalze Führungsrillen zur Wiedergabe ohne Benutzung einer sonst erforderlichen Spindelführung vorgesehen sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zusammensetzung des Bildes der einfallende Lichtstrahl in jedem Punkt unter einem anderen Winkel reflektiert wird, so daß der in einer Projektionsfläche aufgefangene Lichtstrahl aneinanderliegende Zeilen beschreibt.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastweg in bestimmten Abständen mit kleinen spiegelnden Flächen versehen ist, welche mit zunehmender Näherung an die Lichtquelle den von ihr ausgehenden Lichtstrahl unter verschiedenen Winkeln reflektieren, so daß die zur Bildzusammensetzung nicht benutzte Fläche zu einer weiteren Modulation (beispielsweise mit Ton) ausgenutzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bildzusammensetzung dienende Platte als Ring ausgeführt wird, so daß sie um eine mit Ton oder Bild modulierte Platte herumgelegt werden kann.

10. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die am Tonarm befestigte Abtastdose aus mehreren Kammern besteht, die lichtregistrierende Organe oder Lichtquellen oder Nadeln, die nach Art der Schalldosen befestigt sind, enthalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen