DE1045116B

DE1045116B - Einrichtung zur Tonaufzeichnung unter Verwendung einer strahlungs-empfindlichen Schicht auf dem Aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE1045116B
Application number: DED25016A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Peter Niemann; Dipl-Phys Liesel Scheuermann; Alexander Schaaf
Original assignee: GRAMMOPHON GES MIT Beschrankter; Deutsche Grammophon GmbH
Current assignee: GRAMMOPHON GES MIT Beschrankter; Deutsche Grammophon GmbH
Priority date: 1957-02-25
Filing date: 1957-02-25
Publication date: 1958-11-27

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Tonautzeichnung unter Verwendung einer strahlungsempfindlichen Schicht auf dem Aufzeichnungsträger, der zur Herstellung von mittels des Nadeltonverfahrens abspielbaren Aufzeichnungsträgern dient und dessen Schicht durch einen Elektronenstrahl exponiert wird.

In der Tonfilmtechnik ist es an sich bekannt, die Lichttonaufzeichnung auf einem fotografischen Film dadurch vorzunehmen, daß die lichtempfindliche Filmschicht durch ein Elektronenstrahlenbündel exponiert wird. Mit derartigen Einrichtungen kann man Lichttonspuren sowohl in Intensitätsschrift als auch in Zackenschrift herstellen. Es sind auch Lichttonfilme bekanntgeworden, bei denen die Tonspur mit Hilfe eines Kathodenstrahloszillographen als Oszillographenschrift aufgezeichnet ist. Aus Veröffentlichungen von Vogt, Engl und Massolle ist es bekannt, zur Herstellung von Schallplatten einen mit einer lichtempfindlichen Schicht versehenen Träger zu benutzen, auf dem ein feiner Lichtpunkt, dessen Intensität im Rhythmus der aufzuzeichnenden Schallschwingungen geändert wird, eine spiralförmige Aufzeichnung, die etwa der Edisonschrift bzw. Tiefenschrift entspricht, herstellt. Bei der bekannten Anordnung wird der Aufzeichnungslichtstrahl durch eine intensitätsgesteuerte Glimmlampe erzeugt. Mit Hilfe eines bekannten fotochemischen Verfahrens wird dann eine reliefartige Matrize hergestellt, von der auf dem üblichen galvanischen Wege Schallplatten erzeugt werden. Auf die gleichen Erfinder geht auch zurück, daß eine amplitudenabhängige Verschiebung einer Lichtquelle konstanter Intensität, die durch eine Glimmlampe erzeugt wird, bei der die Glimmlichterscheinung durch eine Steuerspannung ortsverschieblich ist, eine der Berliner Schrift bzw. Seitenschrift entsprechende Aufzeichnung auf einer lichtempfindlichen Schicht hergestellt werden kann, die in der oben angedeuteten Weise zur Schallplattenherstellung verwendet wird. Die bekannten Verfahren haben sich jedoch in der Praxis nicht eingeführt, da die Lichtsteuergeräte Mängel zeigten und die verbesserten mechanischen Verfahren den Bedarf befriedigten.

Die bekannten Schallplatten mit Seitenschrift haben den Nachteil, daß keine reine Horizontalauslenkung der Abtastnadel hervorgerufen wird. Es entsteht vielmehr gleichzeitig auch eine leichte Vertikalauslenkung des Abtaststiftes. Durch diesen sogenannten Pinching-Effekt entstehen Verzerrungen. Man verwendet zum Schneiden und Abtasten Saphire verschiedenen Querschnitts, nämlich dreieckige zum Schneiden und kreisrunde zum Abtasten. Der dreieckige Querschnitt des Schneidsaphirs bedingt eine von der Rillensteigung abhängige Rillenbreite. Der kreisförmige Abtastsaphir wird an den Stellen kleinerer Rillenbreite, d. h. großer Steigung, angehoben und führt so eine Vertikalbewegung aus. Nähert man die Querschnitte der beiden Saphire aneinander an, so kann

Einrichtung zur Tonaufzeichnung
unter Verwendung einer strahlungsempfindlichen Schicht
auf dem Aufzeichnungsträger

Anmelder:
Deutsche Grammophon Gesellschaft

mit beschränkter Haftung, _r,
Hamburg 13, Harvestehuder Weg 1-4

Dipl.-Phys. Peter Niemann,

Dipl.-Phys. Liesel Scheuermann, Hannover,

und Alexander Schaaf, Gauting bei München,

sind als Erfinder genannt worden

man das Pinching vermeiden, aber der Schneidsaphir schneidet dann nicht mehr hinreichend glatt, und der Abtastsaphir beginnt seinerseits zu schneiden. Es handelt sich also um ein prinzipielles Dilemma aller mechanischen Verfahren: Die unterschiedlichen Aufgaben der beiden Saphire bedingen unterschiedliche Querschnitte und damit Pinching. Dieser Effekt wirkt sich insbesondere störend aus, wenn zwei Schallaufzeichnungen in einer gemeinsamen Rille vereinigt und gleichzeitig oder nacheinander abgetastet werden sollen. Die Vereinigung von zwei Schallaufzeichnungen in einer Tonrille ist bereits bekannt; an anderer Stelle wurden auch bereits verschiedene Durchführungsmöglichkeiten zur Vereinigung mehrerer Schallaufzeichnungen in einer Rille etwa zum Zwecke stereofonischer Tonwiedergabe vorgeschlagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine von störenden Effekten freie Schallschrift zu erzeugen. Dies wird gemäß der Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Gattung dadurch erreicht, daß der Durchmesser des Elektronenstrahlenbündels in der Aufzeichnungsebene gleich der zu erzeugenden Schallrillenbreite ist. Die Aufzeichnung kann hierbei durch seitliche Auslenkung eines Elektronenstrahlenbündesl konstanter Intensität erfolgen oder durch Intensitätsvariation des Elektronenstrahlenbündels vorgenommen werden.
Ein Vorzug der Erfindung besteht in der Kleinheit der Wellenlänge des Aufzeichnungsstrahles. Eine punktförmige Abbildung im Sinne der geometrischen Optik ist nur möglich für »Punkte«, deren Durchmesser groß gegen die Wellenlänge ist, z. B. in Größenordnung von zehn Wellenlängen. Bei Langspielplatten mit Mikrorillen produzieren

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Unregelmäßigkeiten in der Rille von der Größenordnung 0,1 μ bereits deutlich hörbare Störgeräusche, so daß für die Aufzeichnung die Wellenlänge kleiner als 0,01 μ sein muß. Das von Vogt, Engl und Massolle vorgeschlagene Verfahren ist somit für Langspielplatten völlig unbrauchbar. Ein weiterer Vorteil der Erfindung gegenüber dem erwähnten Verfahren ist die Möglichkeit, gleichzeitig Tiefen- und Seitenschrift mit einem Strahl aufzuzeichnen.

Gemäß Weiterbildung der Erfindung nimmt die Intensität des Elektronenstrahlenbündels zur Erzeugung des gewünschten Schallrillenquerschnitts von der Mittelachse nach den Randstrahlen hin ab. Das Elektronenstrahlenbündel kann in der erfindungsgemäßen Einrichtung als Parallelstrahlenbündel erzeugt werden. Um störende Nebeneffekte zu vermeiden, wird die Anordnung gemäß der Erfindung derart getroffen, daß die Tonrille bei reiner Seitenschrift stets eine gleiche Breite besitzt. Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung können in an sich bekannter Weise Seiten- und Tiefenschrift in einer einzigen Tonrille vereinigt und gleichzeitig durch ein einziges Elektronenstrahlenbündel aufgezeichnet werden. Gemäß Weiterbildung der Erfindung wird der Steuerelektrode der Elektronenquelle eine Kompensationsspannung zugeführt, die das Produkt aus Belichtungszeit und mittlerer Strahlintensität konstant hält und von der Relativgeschwindigkeit des Strahlenbündels und gegebenenfalls bei Seitenschrift von der Auslenkung abhängig ist. Hierdurch lassen sich die Änderungen der Relativgeschwindigkeit ausgleichen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Elektronenquelle in einem evakuierten Gefäß angeordnet, das mit einem Austrittsfenster für die Elektronen versehen ist. Es ist möglich, die Aufzeichnungsfolie im Hellen oder zumindest bei Rotlicht zu handhaben, sofern man nur die Schicht so sensibilisiert, daß ihre Empfindlichkeit im wesentlichen im kurzwelligen Gebiet liegt.

An Hand der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Aufzeichnungseinrichtung schematisch dargestellt. Mit 1 ist ein evakuiertes Gefäß bezeichnet, das eine Glühkathode 2 od. dgl. als Elektronenquelle enthält. Zur Steuerung der Intensität des Elektronenstrahlenbündels 3 dient im dargestellten Ausführungsbeispiel der Wehneltzylinder 4. Es ist ferner eine Beschleunigungselektrode 6 sowie ein elektronenoptisches System 7 und 7« vorgesehen. Der Austritt des Elektronenstrahlenbündels 3 aus dem evakuierten Gefäß 1 erfolgt durch ein in die Gefäßwand eingesetztes Aluminiumblättchen, ein sogenanntes Lenardfenster 8, das sich dicht über dem Aufzeichnungsträger 9 befindet. Der Aufzeichnungsträger 9 wird durch eine entsprechend bewegte Unterlage 10, beispielsweise im Falle der Aufzeichnung auf Platten durch den Plattenteller, bewegt. Die strahlungsempfindliche Schicht ist mit 11 bezeichnet. Das die Elektronenquelle enthaltende Entladungsgefäß ist im Falle der Schallplattenaufzeichnung mit einer üblichen Rillenvorschubeinrichtung verbunden. Mit der beschriebenen Einrichtung ist es jedoch auch möglich, band- oder walzenförmige Nadeltonaufzeichnungen herzustellen.

In Fig. 2 ist eine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung herstellbare Schallrille S dargestellt, die für Seitenschrift an jeder Stelle die gleiche Breite B aufweist.

In Fig. 3 ist ein zweckmäßig mit der erfindungsgemäßen Einrichtung herstellbares Schallrillenprofil dargestellt. Die Kanten des Profils stehen in rechtem Winkel aufeinander. Der Abrundungsradius R am Grund der Rille wird zweckmäßig kleiner als 10 μ gewählt.

Die für eine derartige Aufzeichnung erforderliche Intensitätsverteilung J des Elektronenstrahlenbündels ist in Fig. 4 dargestellt. Die gewünschte Struktur läßt sich leicht erreichen, da unter Voraussetzung einer Anodenspannung von 10 kV auf einen Bereich von 50 μ etwa 4 · 10⁶ Wellenlängen fallen. Die gewünschte Intensitätsverteilung des Elektronenstrahles läßt sich durch geeignete Ausbildung der Elektronenoptik bewirken.

In Fig. 5 ist schematisch eine Einrichtung gemäß der Erfindung zur Aufnahme von stereofonischen Schallplatten dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden zwei Übertragungskanäle mit den Mikrofonen M₁ und M₂ benutzt, deren Spannungen in den Verstärkern V₁ und V₂ verstärkt werden. Der strahlungsempfindliche Aufzeichnungsträger ist mit A bezeichnet und befindet sich auf einem Plattenteller P, der von einem Motor E über ein entsprechendes Getriebe G angetrieben wird. Die Schallaufzeichnung auf dem Aufzeichnungsträger A erfolgt durch die Einrichtung F, die das im Zusammenhang mit Fig. 1 näher beschriebene Elektronenstrahlsystem enthält. Die Schreibeinrichtung F ist mit einer Rillenvorschubeinrichtung R verbunden, deren Antrieb vom Motor E über Getriebe X und Y erfolgt. Es ist ferner ein Speisegerät T zur Erzeugung der erforderlichen Betriebsspannungen des Elektronenstrahlsystems vorgesehen. Die Ausgangsspannung des Verstärkers F₁ wird dem Anpassungsverstärker Z₁ zugeleitet, der dann die Steuerspannung zur Steuerung der Intensität des Elektronenstrahlenbündels liefert. Vom Schaltungsteil K her wird ferner dem Anpassungsverstärker Z₁ eine Kompensationsspannung zugeführt, die von der jeweiligen Schreibgeschwindigkeit abhängig ist. Der Schaltungsteil K steht demzufolge einerseits mit dem Rillenvorschubgetriebe Y und andererseits mit dem Anpassungsverstärker Z₂ des zweiten in Seitenschrift geschriebenen Stereofoniekanals in Verbindung. Der Anpassungsverstärker Z₂ gibt seine Spannung an das Ablenksystem C ab, das eine seitliche Auslenkung des Elektronenstrahles bezüglich der Aufzeichnungsrichtung bewirkt. Für den Aufzeichnungsträger empfiehlt sich eine Korngröße von 0,1 μ, die im Falle des Auftretens einer Lichthofbildung noch weiter herabzusetzen ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Tonaufzeichnung unter Verwendung einer strahlungsempfindlichen Schicht auf dem Aufzeichnungsträger, der zur Herstellung von mittels des Nadeltonverfahrens abspielbaren Aufzeichnungsträgern dient und dessen Schicht durch einen Elektronenstrahl exponiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Elektronenstrahlenbündels in der Aufzeichnungsebene gleich der zu erzeugenden Schallrillenbreite ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung durch seitliche Auslenkung eines Elektronenstrahlenbündels konstanter Intensität erfolgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung durch Intensitätsvariation des Elektronenstrahlenbündels erfolgt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des gewünschten Schallrillenquerschnitts die Intensität des Elektronenstrahlenbündels von seiner Mitte nach den Randstrahlen hin abnimmt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Parallelstrahlenbündel erzeugt wird.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise Seiten- und Tiefenschrift in einer einzigen Tonrille vereinigt sind und gleichzeitig durch ein einziges Elektronenstrahlenbündel aufgezeichnet werden.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerelektrode der Elektronenquelle eine Kompensationsspannung zugeführt wird, die das Produkt aus Belichtungszeit und mittlerer Strahlintensität konstant hält und von der Relativgeschwindigkeit des Strahlenbündels zum Aufzeichnungsträger sowie gegebenenfalls bei Seitenschrift von der Auslenkung abhängig ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenquelle in einem evakuierten Gefäß angeordnet ist, das mit einem Austrittsfenster für die Elektronen versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 1 864 363, 2 644 857.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen