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Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Lichttonaufzeichnungen Es
ist bereits bekannt, bandförmige Aufzeichnungsträger mit außerhalb der Tonaufzeichnung
liegenden Steueraufzeichnungen zur Betätigung von Regelkreisen für die Tonwiedergabe
zu verwenden, wobei die Steueraufzeichnungen verschiedene Perioden darstellen. Bekannt
ist auch, Lichttonaufzeichnungsträger mit innerhalb der Tonaufzeichnungsbahn angebrachten
Steueraufzeichnungen zu benutzen, deren Schwärzung von der mittleren Schwärzung
der Tonaufzeichnung abweicht und wobei ein allmählicher Übergang von den Tonaufzeichnungen
zu den Steueraufzeichnungen vorhanden ist. Bekannt ist ferner ein Verfahren zur
Wiedergabe von Schallaufzeichnungen, bei dem die den Ton darstellende Tonaufzeichnungsspur
ausschließlich zur Korrektur der Stellung zwischen Tonabnehmer und Tonaufzeichnungsspur
benutzt wird. Die gleichmäßige Fortbewegung zwischen Tonaufzeichnung und Tonabtasteinrichtung
erfolgt durch eine mechanische Kopplung. Während der Sprech- und Tonpausen fehlen
die die Korrektureinrichtung betätigenden Lichtimpulse. Die durch die Korrektureinrichtung
erzielte richtige Lage zwischen Tonabnehrner und Tonaufzeichnungsbahn geht deshalb
während jeder Sprech- oder Tonpause verloren. Die richtige Lage muß nach jeder Sprech-
oder Tonpause neu hergestellt werden, was bei der Trägheit der zu bewegenden Masse
-mindestens so viel Zeit in Anspruch nimmt, daß eine. unzulässig hohe Anzahl von
Sprech- oderTonimpulse zum mindesten stark verzerrt werden, wenn nicht ganz verlorengehen.
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Die Erfindung geht aus von einem Verfah-' ren zur Aufnahme und Wiedergabe
von Lichttonaufzeichnungen,
bei dein Ton- und Steuerfrequenzen innerhalb
der gleichen oder parallel zueinander verlaufenden Aufzeichnungsspuren auf einem
blattförmigen, durchsichtigen oder undurchsichtigen Träger aufgezeichnet sind.
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Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Bewegung
des Aufzeichnungsträgers gegenüber dem abtastenden Lichtstrahl sowohl in der Ouerrichtung
als auch in der Längsrichtung der Tonaufzeichnungsspur photoelektrisch gesteuert
wird.
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Diese photoelektrische Steuerung ist, unabhängig von Sprech- oder
Tonpausen, dauernd vorhanden. Sie wird bewirkt durch ununterbrochen vorhandene,
stets gleich besondere Führungsimpulse. Hierbei ist die Anordnung der die Sprache,
Musik u. dgl. enthaltenden Tonaufzeichnungsspur, ob geradlinig, kreisförmig usw.,
gleichgültig.
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Um jedoch die nach diesem Grundsatz arbeitenden Lichttonwiedergabegeräte
(Lichtgrammophone usw.) so bauen zu können, daß sie von jedem Laien leicht zu bedienen
sind, empfiehlt es sich, dem den Lichtton tragenden Material, z. B. durchsichtiges
oder undurchsichtiges photographisches Papier oder Drukkereipapier, eine kreisrunde
Form zu geben und die Tonspur, einschließlich der in der Tonspur enthaltenen oder
neben der Tonspur verlaufenden Führungsspur, in Spiralform festzuhalten.
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Jedes Lichttonaufzeichnungssystem, ob Sprossen- oder Zackenschrift
o, dgl., ist hierbei verwendbar. Es empfiehlt sich jedoch, diejenigen Aufzeichnungssysteme
zu bevorzugen, die eine symmetrische Lichttonaufze-ichnungsspur besitzen, d. 1i.
eine solche Spur, die durch eine (gedachte) Linie in zwei (elektrisch) symmetrische
Hälften zerlegt werden kann.
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Abb. i zeigt eine derartige Lichttonaufzeichnung, bei der die Führungsspur
in der Tonspur enthalten ist. Die Trennung erfolgt hierbei zweckmäßig durch elektrische
Siebe bzw. Frequenzweichen.
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Abb. 2 zeigt dagegen eine Lichttonaufzeichnung, bei der die Führungsspur
und die Tonspur nebeneinander (parallel) angeordnet sind.
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Die Lichtton- und Führungsspuraufzeichnungen können durch photographische
Vervielfältigungsverfahren oder durch Druck jeder Art hergestellt werden.
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Abb. 3 zeigt als Beispiel ein Lichtgrammophon (oder Lichttonwiedergabeeinrichtung
oder Lichttongerät), das nach den vorstehenden Grundsätzen arbeitet. Es ließen sich
jedoch viele andere Ausführungsformen angeben.
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Teil i ist ein durchsichtiger Teller, auf den der kreisrunde Lichttonträger
aufgelegt wird. Der Teller muß durchsichtig sein, wenn die Apparatur so gebaut ist,
daß der Lichtstrahl die Tonspur durchleuchtet. Bei episkopischer Abtastung der Tonspur
usw. (bei undurchsichtigem Lichttonträger) kann der Teller aus undurchsichtigem
Baustoff hergestellt werden. Der Teller besitzt in der Mitte einige zentrische Ringe,
die das zentrische Auflegen des Lichttonträgers erleichtern. Über dem Teller i ist
eine runde Deckplatte 2 aus durchsichtigem Material angebracht, die sich um eine
oberhalb angeordnete Achse dreht und die durch einen geeigneten Abh.ebemechanismus
nach oben gehoben werden kann zwecks Unterschiebens eines Lichttonträgerblattes.
Bei der Abtastung eines solchen Blattes liegt die Deckplatte 2 auf dem Teller und
sorgt für die Glättung und Festhaltung des Blattes. Teil 3 zeigt die Führung für
den Schlitten, .auf welchem über der Deckplatte 2 die Lichtquelle d. und unter dein
Teller i auf einem besonderen Arm 5 die Photozellen 6 angeordnet sind. Der untere
gabelförmige Teil von 5 besitzt innen ein halbes Gewinde, welches zum Gewinde der
Zugspindel 7 paßt. Die Zugspindel ? wird über einen Schneckenantrieb 8 vom elektrischen
Seitenmotor 9 angetrieben. Der elektrische Tellermotor io dreht mittels eines Schneckengetriebes
i i den Teller i.
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Die Abspielung eines runden Lichttonträgerblattes geschieht wie folgt:
Die Deckplatte 2 wird durch den Abhebinechanismus nach oben (von Teller i weg) bewegt.
Sodann wird ein Lichttonträgerblatt zwischen i und 2 geschoben und die Deckplatte
2 wieder auf den Teller i zurückgebracht. jetzt wird der elektrische Strom eingeschaltet.
Der Tellermotor io beginnt sich zu drehen. Die in der Lichttonspur enthaltene oder
parallel zur Lichttonspur aufgezeichnete Führungsspur (Abb. i und 2) wird nun durch
den Führungslichtstrahl und die dazugehörigen Photozellen abgetastet, wie in Abb.
5 gezeigt wird. Li ist hierbei der Lichtstrahl, der nach Durchleuchten des Tonaufzeichnungsträgers
Sp den Winkelspiegel Wi trifft und dadurch geteilt wird. Ein Teil belichtet die
Photozelle Pl und der andere Teil die Photozelle Pr. Diese beiden Photozellen steuern
die ihnen zugeordneten Verstärker hl bzw. Vr. Anzapfungen dieser Verstärker sind
über einen Vereinigungsüberträger Il an ein elektrisches Sieb Si angeschlossen.
Die durch die Führungsimpulse entstehende Frequenz steigt mit zuiieliinender Umdrehungsgeschwindigkeit
des Tellers i. Das Sieb Si hat eine steile Dämpfungskurve in der Form der Abb. q..
Wie ersichtlich, nimmt die Dämpfung b des Siebes Si mit zunehmender Frequenz f ab.
Mit größer werdender Umdrehungszahl des Tellermotors erhält der Gleichlaufverstärker
Vg somit eine
höhere Eingangsspannung. Dadurch wird die Wicklung
des Wirbelstrombre.msmagnetes W von einem größeren Strom durchflossen. Der Strom
kann hierbei Wechselstrom oder Gleichstrom (gleichgerichteter Wechselstrom) sein.
Die Wirbelstrombremse W bremst jetzt durch die auf der Welle des Elektromotors M
sitzende Bremsscheibe den Motor M (in Abb. 3 mit io bezeichnet) mit größerer Bremswirkung
ab. Bei der vorgeschriebenen Abtastgeschwindigkeit ist die Bremskraft von W so groß,
daß eine ,weitere frequenz:mäßige Geschwindigkeitszunahme zwischen dem abtastenden
Lichtstrahl und der Lichttonspur bzw. Führungsspur nicht mehr möglich ist. Der Lichttonaufzeichnungsträger
wird so mit derjenigen Geschwindigkeit abgetastet, die eine konstante Gleichlauffrequenz
ergibt. Dadurch wird die stets naturgetreue Wiedergabe des Tonfrequenzbandes gewährleistet.
In Abb.4 bedeutet B die Solldämpfung des Siebes Si bei der Sollfrequenz F.
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Eine spiralförmig auf einem kreisrunden Trägerstoff festgehaltene
Tonaufzeichnungsspur kann entweder mit gleicher Winkelgeschwindigkeit oder mit gleicher
Abtastgeschwindigkeit abgetastet werden. Bei der spiralförmigen Anordnung der Lichttonaufzeichnungsspur
zwecks Abtastung mit gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit muß eine fortlaufende
Änderung der Wiedergabegüte während des Abtastens in Kauf genommen werden. Aus der
in i Sekunde zurückgelegten Abtaststrecke L und der durch die Spaltbreite des abtastenden
Lichtstrahls bedingten kleinstmöglichen noch verzerrungsfrei wiedergegebenen Wellenlänge
A. min errechnet sich die höchste, noch verzerrungsfreie Übertragungsfrequenz und
somit.dieÜbertragungsgüte zu:
DieSpaltbreite des abtastendenLichtstrahls ist ausschließlich bedingt durch die
Konstruktion der Abtastoptik. Die Übertragungsgüte ist demnach bei einer bestimmten
Konstruktion des Lichttonwiedergabegeräts nur abhängig von der in i Sekunde zurückgelegten
Abtaststrecke, d. h. von der Abtastgeschwindigkeit. Wird de spiralförmige Lichttonaufzeichnungss:pur
mit gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit abgetastet, dann ändert sich die Übertragungsgüte
im selben Verhältnis wie der Radius .der Aufzeichnungsspirale. Legt man für 'die
kleinste Aufzeichnungsspirale eine genügend hohe, der Übertragungsgüte des Lautsprechers
und der Übertragungsgüte der Verstärkereinrichtung angepaßte Übertragungsgüte zugrunde,
dann erhält man für die größeren Aufzeichnungsspiralen eine unnötig hohe, nicht
ausnutzbare Übertragungsgüte. Dies wäre an und für sich belanglos, wenn diese unnötig
hohe, praktisch nicht verwertbare Übertragungsgüte nicht gleichbedeutend mit schlechter
Ausnutzung einer in Spiralform angeordneten Lichttonaufzeichnungsspur wäre.
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Bei der spiralförmigen Lichttonaufzeichnungsspur, bei der auf ein
und demselben Blatt gleiche Frequenzen in gleicher Länge, unabhängig vom sich stetig
ändernden Radius der Spirale aufgezeichnet sind, wird die Tonaufzeichnungsspur stets
mit gleichbleibender Abtastgeschwindigkeit abgetastet. Bei gleichbleibender Übertragungsgüte
wird nach diesein Abtastverfahren gegenüber derAbtastung mit gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit
bei Zugrundelegung gleicher Längen der Aufzeichnungsspiralen, also gleicher Größe
der Aufzeichnungsträger, eine zwei- bis .dreifache Abspieldauer erreicht.
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Da sich der Radius der aufgezeichneten Spirale dauernd ändert, muß
sich der Schlitten mit der Lichtquelle 4 und den Photozellen 6 :stets dieser Änderung
anpassen. Dies wird ebenfalls durch die besonderen Führungsimpulse erreicht. Die
Schaltung in Abb. 5 ist für den Fall dargestellt, daß sich auf dein Lichttonaufzeichnungsträger
eine Tonspur und eine Führungsspur befinden (Abb. z). Sind das Tonfrequenzband und
die Führungsfrequenz als eineLichtfrequenzbandspur aufgezeichnet (Abb. i), dann
ist noch eine Frequenzweiche einzubauen, die die Führungsfrequenz vom Tonfrequenzband
trennt. Befindet sich die Führungsspur genau über dem Winkelspiegel Wi (Abb. 5),
dann werden die Photozellen PL und Pr gleich stark belichtet. Die Eingangsspannung
an den Verstärkern TIL und Vr ist .dadurch gleich. Die Ausgänge von TAL und Vr liegen
an je einer differentialgeschalteten Wicklung eines Hauptstrommotors H (in Abb.
3 mit 9 bezeichnet). Im vorliegenden Fall, bei dem beide Wicklungen von gleich starken,
in Vl und Vr gleichgerichteten Strömen durchflossen werden, bleibt der Motor
H stehen, da infolge der Differentialschaltung die beiden Wicklungen kein Drehmoment
erzeugen können. Sobald jedoch eine Photozelle mehr Licht erhält, und dieser Fall
tritt ein, wenn die Führungsspur nicht genau über Wi steht, dann überwiegt die Wirkung
der einen Differentialwickhing. Der Hauptstrommotor H (in Abb. 3 mit 9 bezeichnet)
beginnt sich zu drehen und gleicht über die Schnecke S und die Zugspindel 7 diese
Ungleichheit aus, dadurch, daß sich der Schlitten mit der Lichtquelle und den Photozellen
entsprechend verschiebt. Das hohe Anzugsmoment des Hauptstrommotors wirkt sich hierbei
sehr günstig aus.
Es ist grundsätzlich auch möglich, die Ausgänge
von Vl und Vr an je einem Arm und die einfache Wicklung eines gewöhnlichen Hauptstrommotors
in die Diagonale einer elektrischen Brücke zu legen, um dieselbeWirkung wie durch
die beiden Differentialwicklungen zu erhalten.
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Durch die photoelektrische Führung werden auch Ungleichheiten, die
sich durch nichtzentrisches Aufliegen des Lichttonträgers auf dem Teller ergeben,
ausgeglichen.
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Die photoelektrische Abtastung des Tonstreifens wird durch die Photozelle
Pt bewirkt. L ist der Lautsprecher und Vt ist die Verstärkereinrichtung für
die von Pt kommenden Schwingungen.
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Sobald ein Lichttonträger abgetastet ist und der Schlitten sich dem
rechten Anschlag nähert, wird durch einen Ansatz am Schlitten ein Schalter betätigt,
der den Strom für die ganze Lichttonwiedergabeeinrichtung abschaltet. Der Hebelarm
12 (Abb. 3) wird nun bei 13 hochgehoben. Dadurch wird der gabelförmige untere Teil
des besonderen Armes von der Zugspindel 7 abgehoben. Der Schlitten läßt sich jetzt
von Hand nach links in die Ausgangsstellung zurückbringen. Nach Auf-
lieben
der Deckplatte 2 kann der Tonaufzeichnungsträger wieder vom Teller I weggenommen
werden. Das Lichttongerät ist jetzt wieder bereit zum Abspielen weiterer Lichttonträger.
Soll nun ein kleineres Lichttonaufzeichnungsblatt abgespielt werden, so ist das
Blatt und somit die Führungsspirale zu Ende, bevor der Schlitten den Ausschalter
betätigen kann. Da dann die bremsende Führungsfrequenz fehlt, nimmt die Umdrehungszahl
des Antriebsmotors schnell zu. Die an einer Zentrifugaleinrichtung auftretende erhöhte
Zentrifugalwirkung betätigt nun einen Mechanismus so, daß ebenfalls der Ausschalter
die Stromzuführung für das ganze Gerät unterbricht.