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Einrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von
Informationen
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schematische Darstellung einer Einrichtung zum Aufzeichnen von Informationen auf einer Scheibe und einer Vorrichtung zum Antreiben der Scheibe, Fig. 2 ein vergrössert gezeichneter Schnitt durch ein Speichermittel, z.
B. durch die in der Fig. 1 dargestellte Scheibe, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Spur der auf der Scheibe aufgezeichneten Signale, Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Wiedergabe der zuvor auf der Scheibe aufgezeichneten Signale sowie eine schematische Darstellung der Vorrichtung, die die Spurverfolgung der Wiedergabeeinrichtung steuert, Fig. 5 eine schematische Darstellung von Einzelheiten der Wiedergabeeinrichtung in ihrer Anordnung in bezug auf die Scheibe und Fig. 6 ein Ausschnitt aus einer schaubildlichen Darstellung der Vorrichtung zum Steuern der Spurverfolgung der Wiedergabeeinrichtung.
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die Scheibe --10-- konvergieren.
Die Elektronenkanone --16-- weist ferner ein Gitter --22-- auf, das zwischen dem Heizfaden --18-- und der Scheibe --10-- angeordnet ist und sich in der Nähe des Heizfadens befindet. An das Gitter --22-- wird über den Schleifkontakt eines einen grossen Widerstand aufweisenden Potentiometers --24-- eine Vorspannung angelegt, die von einer Spannungsquelle z. B. einer Batterie --26-- erzeugt wird. Eine Anschlussklemme des Potentiometers --24-- und der positive Pol der Batterie können an ein geeignetes Bezugspotential z. B. Erde angeschlossen werden. Das Gitter --22-- ist in der Nähe des spitz zulaufenden Endes des Heizfadens-18-mit einer Öffnung --28-- versehen, die dem Strahl --14-- geladener Partikel eine bestimmte Form verleiht.
Die Elektronenkanone weist ferner eine Anode--30--auf, die mit einer den Strahl--14-- geladener Partikel weiter beeinflussenden Öffnung --32-- versehen ist. Die Anode --30-- ist an
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Grössenordnung von +10000 Volt angelegt wird.
Ausser der den Elektronenstrahl bündelnden Öffnungen-28 und 32-- am Gitter --22-- und an der Anode --30-- kann eine weitere Bündelung durch magnetische Linsen-40 und 42-erfolgen. Die beiden magnetischen Linsen können aus je einem Permanentmagneten bestehen, der die Form eines hohlen Ringes aufweist. Die Achsen der Magnete-40 und 42-liegen auf der sich durch die Mitte der öffnungen --28 und 32-- erstreckenden Achsen.
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und 32-- und mit den Achsen der magnetischen Linsen--40 und 42--zusammen.
Während die Scheibe --10-- sich dreht, wird sie von der Antriebsvorrichtung --56-- in radialer Richtung bewegt. Die Antriebsvorrichtung kann aus einer Leitspindel oder aus einer Anordnung mit Zahnstange und Ritzel bestehen, die dem Motor--12--eine radiale Bewegung erteilt. Der Motor --12-- steht mit der Scheibe --10-- in Verbindung und erteilt dieser eine Drehbewegung. Bei der Drehung der Scheibe --10-- zusammen mit deren radialer Bewegung wird auf der Scheibe--10-
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Der Elektronenstrahl --14-- fällt auf die Scheibe --10-- und verändert deren Oberfläche.
Wie in der Fig. 2 dargestellt, weist die Scheibe --10-- eine Unterlage --100-auf, die üblicherweise aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff besteht. Die Unterlage --100-- trägt eine photographische
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Emulsion--102--. Diese Emulsion ist für die Energie des Elektronenstrahls --14-- empfindlich und wird an der Stelle belichtet, an der der Elektronenstrahl auftrifft. Die Stärke der Belichtung der photographischen Emulsion --102-- in jedem Zeitpunkt hängt von der Intensität ab, die der Elektronenstrahl in diesem Zeitpunkt aufweist.
Die Fig. 1 zeigt eine Schaltung, die eine Exzentrizität bei der Drehung der Scheibe-10sofort korrigiert. Die Scheibe --10-- ist am Umfangsrand mit einem Metallbelag-60-versehen, der für zwei Kondensatoren als ein gemeinsamer Belag dient. Die andern Kondensatorbeläge werden von zwei Elementen-62 und 64-gebildet, die in bezug aufeinander um die Scheibe --10-- herum um 900 versetzt sind.
Bei jeder Exzentrizität der Drehung der Scheibe --10-- wird die Kapazität der von dem Belag --60-- und den Elementen-62 und 64-gebildeten Kondensatoren verändert. Der aus dem Belag --60-- und dem Element --62-- bestehende Kondensator ist an einen Frequenzmodulator - angeschlossen und verändert die Frequenz des Ausgangssignals des Modulators in Übereinstimmung mit dem veränderlichen Wert der Kapazität. Da der Wert der Kapazität sich mit einer zur Drehzahl der Scheibe --10-- in Beziehung stehenden Frequenz ändert, werden die vom Modulator --66-- erzeugten Signale mit einer Frequenz moduliert, die der Drehzahl der Scheibe - -10-- entspricht.
Der Frequenzmodulator-66-steht mit einem Frequenzdemodulator-68-in Verbindung, der das frequenzmodulierte Signal demoduliert. Daher weist das Steuersignal aus dem Frequenzdemodulator --68-- in jedem Zeitpunkt eine Amplitude auf, die den Exzentrizitäten der Scheibe --10-- entspricht, sowie in jedem Zeitpunkt längs der von der Mitte der Scheibe-10zum Element --62-- verlaufenden radialen Linie, und eine Frequenz, die zur Drehzahl der Scheibe
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anfangs so eingestellt wird, dass der Elektronenstrahl ordnungsgemäss ausgerichtet wird und dass unveränderliche Fehler kompensiert werden, welche die Einrichtung an sich aufweisen kann.
Das Steuersignal wird den Ablenkspulen-44 und 46zugeführt. Dieses Signal zeigt alle Exzentrizitäten bei der Drehung der Scheibe --10-- in deren radialer Richtung an. Die Spulen-44 und 46-bewirken eine sofortige Ablenkung des Elektronenstrahls in der radialen Richtung, wobei alle
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Ferner wird eine Exzentrizität der Scheibe --10-- in einer Richtung korrigiert, die im wesentlichen senkrecht zu der radialen Linie verläuft, auf die der Elektronenstrahl --14-- gerichtet wird. Diese letztgenannte Korrektur wird von dem Element --64-- bewirkt, das gegen das Element - -62-- im wesentlichen um 900 versetzt angeordnet ist,
so dass die Kapazität zwischen dem Element --64-- und dem Element --60-- sich mit der Exzentrizität der Scheibe in Richtung von der Mitte der Scheibe --10-- zu dem Element --64-- ändert. Da der von dem Element --64-- und dem Element --60-- gebildete Kondensator mit dem Frequenzmodulator-72-in Verbindung steht, bewirken Änderungen des Kapazitätswertes entsprechende Änderungen der Frequenz eines von dem Modulator --72-- erzeugten Signals. Dieses Signal wird von einem Frequenzdemodulator-74-- demoduliert und ein Steuersignal erzeugt, dessen Stärke dem Grad der Exzentrizität entspricht. Die
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--74-- gleichtElektroncnstrahls --14-- in bezug auf die Scheibe--10--bewirken.
Diese Korrektur erfolgt in Richtung der Spiralbahn auf der Scheibe-10--, so dass die Information trotz einiger Exzentrizitäten bei der Drehung der Scheibe--10--mit im wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit in der Spur auf der Scheibe --10-- aufgezeichnet wird.
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auch durch andere Mittel bewirkt werden. Zum Beispiel kann die Ablenkung elektrostatisch durch Kondensatorplatten erfolgen.
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Die Fig. 3 zeigt einen Teil des Oberflächenmusters auf der Scheibe --10--, das die aufgezeichnete Information darstellt. Der Elektronenstrahl wird so fokussiert, dass er auf die Scheibe --10-- innerhalb eines Bezirks mit einem Durchmesser von ungefähr 0,5 fällt, wobei die Intensität des Strahls bestimmt, ob der bestrahlte Bezirk hell oder dunkel ist. Die Fig. 3 zeigt die Wirkung einer verschieden starken Bestrahlung der photographischen Emulsion--102--. In den Bezirken, in denen der Strahl --14-- eine verhältnismässig starke Intensität aufweist, wird die photographische Emulsion --102-- am stärksten bestrahlt, und die Spur wird nach der Behandlung lichtdurchlässig, wie in Fig. 3 bei --110-- dargestellt.
In andern Bezirken, in denen der Strahl eine verhältnismässig geringe Intensität aufweist, ist die Bestrahlung schwach, und die Spur wird an diesen Stellen verhältnismässig dunkel, wie in Fig.3 bei --112-- dargestellt.
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Bezirke eine verhältnismässig kleine Lichtmenge. Hiebei wird der Lichtstrahl so moduliert, dass ein die Information auf der Scheibe darstellendes Lichtsignal erzeugt wird. Die Scheibe --10-- stellt selbstverständlich nur ein Beispiel für das Speichermittel dar, und es können auch statt dessen Zylinder oder Bänder verwendet werden.
Die Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung den mechanischen Aufbau einer Einrichtung zum Wiedergeben der auf der Scheibe aufgezeichneten Information. Die Scheibe --10-- wird auf einen
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benutzt und enthält die Wiedergabeeinrichtung. Das U-förmige Glied wird von einer Anordnung mit Zahnstange und Ritzel parallel zur ebenen Seite der Scheibe bewegt, wie es in Fig. 5 durch die Pfeile
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Mit dieser Bewegung soll die Wiedergabe der in der Spiralspur auf der Scheibe aufgezeichnete Information durchgeführt werden.
Am U-förmigen Glied --204-- ist eine Lichtquelle--208--angebracht, die aus einer Glühlampe --208a-- und einem Reflektor-208b-besteht, der einen Lichtstrahl durch eine Linse --210-- wirft. Die Linse --210-- fokussiert das Licht aus der Lichtquelle auf einen Bezirk mit einem Radius von ungefähr l ju an der Oberfläche der Scheibe-10-. Der Lichtstrahl
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--10-- anPhotozellen-218 und 220-- reflektiert. Die Photozellen erzeugen elektrische Signale, die der auf der Scheibe --10-- aufgezeichneten Information entsprechen.
Die aus den Photozellen--218 und 220-empfangenen Signale werden miteinander verglichen und zum Steuern einer Antriebseinrichtung - benutzt. Die Antriebseinrichtung --222-- bestimmt die Einstellung des Spiegels --216-- und steuert ferner eine Anordnung --206-- mit Ritzel und Zahnstange, wodurch die Informationsspur auf der Scheibe --10-- verfolgt wird.
Die Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung die elektrischen Einrichtungen zum Steuern der Verfolgung der Informationsspur auf der Scheibe-10-. Die Wiedergabeeinrichtung gleicht der in der Fig. 5 dargestellten Einrichtung und ist mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Signale aus den Photozellen-218 und 220-werden durch die Gleichstrom-Bildverstärker --300 bzw. 302-geleitet und hienach einem Differentialverstärker --304-- zugeführt, der ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Amplitude einer Differenz der Amplituden der Signale aus den Photozellen --218 und 220-entspricht.
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Lichtstrahls zu den Photozellen-218 und 220--, dann steht der Spiegel genau in der Mitte des Lichtstrahls.
Unter diesen Umständen erzeugt der Differentialverstärker --304-- kein Ausgangssignal, das anzeigen würde, dass die Wiedergabeeinrichtung in bezug auf die Spiralspur auf der Scheibe - eingestellt werden müsste. Da jedoch die Spur auf der Scheibe --10-- die Form einer
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Spirale hat, ändert sich der radiale Ort der Spur ständig, wenn die Scheibe sich dreht. Hiebei erzeugt der Differentialverstärker--304--beständig ein Ausgangssignal, das dem Spurverfolgungsmotor --207-- zugeführt wird, der die eine Zahnstange und ein Ritzel umfassende Anordnung--206steuert.
Die Anordnung --206-- bewegt daher die Wiedergabeeinrichtung mit der Lichtquelle - -208--, den Linsen-210, 212- und dem Spiegel --214-- in einer im wesentlichen parallel zur ebenen Seite der Scheibe --10-- verlaufenden Richtung. Diese Bewegung erfolgt in einem Sinne, bei
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zwei Trioden-306 und 308-vorgesehen, denen die beiden Signale aus den Gleichstrom-Bildverstärkern --300 und 302-- zugeführt werden. Diese beiden Röhren werden aus einer Spannungsquelle-B+-über die Widerstände-310, 312- mit Anodenspannung versorgt.
Die an den Anoden der Röhren auftretenden Ausgangsspannungen werden einer Antriebsvorrichtung - -222-- zugeführt, die die Bewegung des Spiegels --216-- steuert. Dieser Vorgang ist in der Fig. 6 dargestellt.
Die Antriebsvorrichtung --222-- weist zwei mechanische Steuerantriebe --400,402-- auf, die mit dem Spiegel --216-- und mit den Steuerantrieben --404,406--in Verbindung stehen. Die Steuerantriebe-404, 406- empfangen Signale von den Anoden der Röhren --306, 308--, wie in der Fig. 4 dargestellt. Die Steuerantriebe--400, 402-- bilden mit dem vom Spiegel --214-- zum Spicgcl --216-- verlaufenden Lichtstrahl einen spitzen Winkel und erstrecken sich ferner praktisch parallel zur ebenen Fläche der Scheibe--10--und praktisch senkrecht zu der durch die Pfeile - -209-- angezeigten Richtung. Die Steuerantriebe können auch aus elektrischen Mitteln bestehen, die auf Grund eines elektrischen Signals eine mechanische Bewegung erzeugen. Die Steuerantriebe können z.
B. aus elektrostatischen, elektromagnetischen und aus andern geeigneten Mitteln bestehen. Die von den Anoden der Röhren--306 und 308-abgeleiteten Signale bewirken eine Bewegung der Steuersignale-400 und 402-und damit eine Bewegung des Spiegels-216-.
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Richtung gegenseitig auf, so dass auf den Spiegel--216--in der"Spurverfolgungsrichtung"keine Kraft ausgeübt wird. Sind jedoch die Amplituden der den Steuerantrieben-404 und 406-zugeführten Signale nicht gleich, dann sind auch die von diesen auf den Spiegel-216-ausgeübten Kräfte nicht gleich, so dass der Spiegel --216-- in der Spurverfolgungsrichtung (Fig. 6) bewegt wird, wobei die Menge des von beiden Hälften des Spiegels --216-- nach den Fig. 5 und 6 empfangenen Lichtes beeinflusst wird. Daher empfangen die beiden Hälften des Spiegels die gleiche Lichtmenge, und der Strahl --14-- wird in bezug auf die Spiralspur auf der Scheibe--10-eingemittet, wenn die Scheibe sich dreht.
Die Einmittung des Strahls wird von den als Feinsteuerung wirkenden Steuerantrieben-404 und 406-bewirkt.
Das den Steuerantrieben --404 und 406--zugeführte Signal bewirkt ferner, dass auf den Spiegel--216--eine Kraft in Richtung der mit "Zeit" bezeichneten Pfeile (Fig. 6) ausgeübt wird. Diese Richtung entspricht einer Kreisbahn auf der ebenen Seite der Schcibe --10-- und weiterhin einer Richtung, die senkrecht zu der mit "Spurverfolgung" bezeichneten Richtung und senkrecht zur Richtung der Bewegung der Anordnung --206-- mit Zahnstange und Ritzel verläuft. Diese Kraft wird auf den Spiegel --216-- in der Richtung "Zeit" durch die sich addierenden Kräfte der Steuerantriebe--404 und 406--in dieser Richtung und durch die gegenseitige Auslöschung der Kräfte in der Spurverfolgungsrichtung ausgeübt.
Durch die in der Richtung "Zeit" ausgeübte Kraft soll mit Sicherheit erreicht werden, dass die Information in der Spiralspur auf der Scheibe --26-- mit im wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit wiedergegeben wird, ungeachtet kurzzeitiger Abweichungen der Drehzahl des Motors--202--.
Die Fig. 4 zeigt die Schaltung, mit der die auf den Spiegel --206-- in der "Zeit"-Richtung einwirkende Kraft erzeugt wird. Die Schaltung enthält einen Addierkreis--314--, welcher die beiden Signale aus den Gleichstrom-Bildverstärkern--300 und 302--empfängt und ein Ausgangssignal erzeugt, das die Summe der beiden Eingangssignale darstellt. Das Ausgangssignal des Addierkreises --314-- stellt daher in der Auswirkung den Durchschnitt der beiden zugeführten Signale dar. Da das Ausgangssignal aus dem Addierkreis als Bildsignal bei der Wiedergabe der auf der Scheibe aufgezeichneten Information benutzt wird, so ist die Benutzung des Durchschnittswertes der beiden
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Wiederholungsfrequenz der Synchronisierungsimpulse im Bildsignal aus dem Addierkreis --314-- ist.
Der Ausgang aus dem phasendetektor --318-- wird zu einem Integrierkreis --321-- geleitet, der
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--321Torschaltung--316--zugeführt.
Der Torschaltung --316-- wird das gesamte Bildsignal zugeführt. Die Torschaltung sperrt Signale aus, deren Amplituden unterhalb eines bestimmten Wertes liegen, wie bei dem Bildsignal durch die unterbrochene Linie --362-- dargestellt. Auf Grund dieser Tatsache leitet die Torschaltung nur die Synchronisierungsimpulse --360-- weiter und dies nur dann, wenn der Torschaltung ein Leitimpuls aus dem Impulsformungskreis-323-zugeführt wird.
Der von der Torschaltung
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Phasendifferenz zwischen dem Synchronisierungsimpuls aus der Torschaltung--316--und der Sinuswelle aus dem Oszillator --320-- entspricht, Der Ausgang aus dem Phasendetektor-318weist eine Polarität auf, die die Richtung der Phasendifferenz aus dem Zusammenhang zwischen dem Synchronisierungsimpuls aus der Torschaltung --316-- und der Sinuswelle aus dem Oszillator - darstellt. Das Signal aus dem Phasendetektor --318-- durchläuft den Integrierkreis - -321-- und beeinflusst die Vorspannung, die der Steuerröhre--322--von dem Kreis --321-her zugeführt wird. Wegen der grossen Zeitkonstante des Integrierkreises --321-- kann sich die der Steuerröhrc --322-- zugeführtc Vorspannung nur langsam ändern.
Dies hat zur Folge, dass die Frequenz des Oszillators --320-- sich langsam ändert und mit der durchschnittlichen Wiederholungsfrequenz der Synchronisierungsimpulse --316-- aus dem Addierkreis --314-aufrechterhalten wird.
Das Signal aus dem phasen detektor --318-- wird ferner als Abweichungssignal dem Gitter einer Röhre --324-- zugeführt, die von einer Spannungsquelle-B+--aus über einen Widerstand - -326-- mit Anodenspannung versorgt wird. Die Stärke des durch die Röhre-324-fliessenden Stromes hängt von der Grösse der Amplitude des dem Gitter der Röhre zugeführten Abweichungssignals ab. Die Stärke des durh die Röhre-324-fliessenden Stromes bestimmt die Speisespannungen für die Röhren --306 und 308--, da die drei Widerstände --310, 312 und 326-an einem gemeinsamen Punkt miteinander verbunden sind.
Daher werden die Amplituden der Signale in dem gleichen Ausmass verändert, die den Steuerantrieben --404 und 406--in der X-Y-Antriebsvorrichtung - 222-zugeführt werden.
Es sei nochmals auf die Fig. 6 verwiesen, aus der zu ersehen ist, dass der Einfluss, den die Röhre --324-- auf die Amplituden der Signale ausübt, die zu den Steuerantrieben-404 und 406-geleitet werden, nur eine Einstellung des Spiegels--216--in der"Zeit"-Richtung, nicht jedoch in der "Spurverfolgungs"-Richtung bewirkt, u. zw. aus dem Grunde, weil Änderungen bei den Signalen sich
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eine Folge des Umstandes, dass Schwankungen der Drehzahl des Motors --202-- entsprechende Veränderungen der Geschwindigkeit der Wiedergabe der Information in der Spiralspur der Scheibe bewirken.
Die Änderungen der Einstellung des Spiegels-216-in der"Zeit"-Richtung beeinflussen
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"Zeit"-Richtung beeinflussen die Wiedergabegeschwindigkeit, da die Breite des Spiegels in der --Zeit"-Richtung kleiner ist als die Breite des Strahlquerschnittes, der vom Spiegel --214-- zum Spiegel --216-- reflektiert wird.
Der Spiegel --216-- kann von einer Feder --440-- in der "Zeit" Richtung beeinflusst
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Wie leicht einzusehen ist, kann an Stelle einer lichtdurchlässigen Scheibe auch eine lichtreflektierende Scheibe verwendet werden. In diesem Falle kann die Unterlage --100-- der Scheibe --10-- reflektierend ausgebildet werden, während die Lichtquelle --208-- und die Abtasteinrichtung mit den Spiegeln--214 und 216--auf derselben Seite der Scheibe--10angeordnet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Aufzeichnung von Informationen, die mit Hilfe eines Elektronenstrahls auf ein
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empfangenen Informationen dem Steuergitter (22) einer Elektronenkanone (16) zugeführt werden, deren Elektronenstrahl (14) nach Modulation durch die Videosignale auf eine lichtempfindliche Schicht (102) einer rotierenden Scheibe (10) gerichtet wird, die zwecks Aufzeichnung der Videosignale in einer Spiralspur in radialer Richtung verschoben wird.
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