DE1052453B - Anordnung zur Speicherung und Wiedergabe von codierten digitalen Informationen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung· zur Speicherung und Wiedergabe von Informationen, insbesondere auf eine photographische Speicheranordnung für Informationen, die in Form, eines digitalen Code vorliegen.

In zahlreichen Gebieten der Technik, wie z. B. denjenigen der automatischen Rechenmaschinen, ist es nötig, Mittel zur Speicherung von Informationen vorzusehen. Eine Information kann auf verschiedene Arten gespeichert werden, beispielsweise durch die Verwendung von bistabilen Kreisen; durch Verwendung von Speicherröhren, bei denen Sekundäremissionsphänomene zur Anwendung gelangen; durch die Verwendung von magnetischen Aufnahmeverfahren, welche Bänder, Platten oder Drähte verwenden; oder schließlich durch photographische Verfahren. Obschon jedes der bekannten Speicherverfahren sich für einen besonderen Zweck als geeignet erweist, hat es sich gezeigt, daß für die dauernde Speicherung einer groß en Informationsmenge in leicht zugänglicher Form und auf gedrängtem Raum die photographische Speichertechnik besonders günstig ist. Bisher ist man bei der Belichtung von Filmen zwecks Aufzeichnung von Daten mit der Kapazität von solchen Filmen recht verschwenderisch umgegangen. Übliche Filmemulsionen sind imstande, in allen Richtungen bis zu 2500 schwarze und weiße Linien pro Zoll (25,4 mm) zu reproduzieren, itnd wenn daher jeder Schnittpunkt der Linien dazu verwendet wird, das Vorhandensein oder das Fehlen einer binären Ziffer anzuzeigen, erkennt man,, daß 6 250 000 binäre Ziffern in einem einzigen Ouadratzoll (etwa 645 mm²) des Films aufgezeichnet werden können, wenn die Gesamtkapazität der Filmemulsion ausgenutzt wird.

Die zur Zeit bekannten Systeme der photograph!- sehen Speicherung sind in der Lage, ungefähr 100 binäre Ziffern in jedem Ouadratzoll des Films zu speichern. Die Einspeicherung der Ziffern in dem Speicherfilm erfolgt dabei gewöhnlich durch Photographieren manuell hergestellter Vorlagen. Damit sind einem derartigen Speicher sofort seine Grenzen gezogen, da er nicht als Ausgabeeinrichtung für bei maschinellen Vorgängen anfallende Informationen verwendet werden kann. Das Zwischenschalten einer manuellen Aufzeichnung wäre hierbei nicht sinnvoll.

Es hat sich andererseits gezeigt, daß zur wesentlichen Erhöhung der Speicherkapazität genauere Registriermittel sowohl für die Aufzeichnung als auch Ablesung der photographierten binären Informationen nötig sind. Bei der Abtastung photographisch gespeicherter Binärinformationen hat man sich auch sehen der Kathodenstrahltechnik bedient. Der Kathodenstrahl wird hiernach bei der Abtastung über den Film bewegt und dient als Lichtquelle für die hinter dem Anordnung zur Speicherung

und Wiedergabe von codierten

digitalen Informationen

Anmelder:

International Standard Electric
Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. November 1955

Paul R. Adams, Mountain Lakes, N.J.,

und Mortimer Rogoff, Nutley, N. J. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

Film vorgesehenen Photozellen. Ein exaktes Einstellen auf jede einzelne der Bitpositionen, die nach kartesischen Koordinaten angeordnet sind, ist dabei normalerweise nicht möglich. Andererseits kann man jedoch eine bestimmte Bitposition aufsuchen, wenn man z. B. sogenannte Koordinatenmarkierungen anbringt, mittels denen der Kathodenstrahl auf die gewünschte Position eingestellt werden kann.

Nachteilig bei dieser bekannten Anordnung ist die Tatsache, daß die Einstellung des Kathodenstrahls auf die einzelnen Speicherpositionen nur relativ grob vorgenommen werden kann, so· daß die volle Speicherkapazität des Films nicht ausgenutzt werden kann.

Zweck der Erfindung ist es nun, die Nachteile der bekannten Speicheranordnungen zu vermeiden und eine neue photographische Speicheranordnung anzugeben, in welcher die Speicherkapazität der Filmfläche optimal ausgenutzt ist, ohne dabei das Ablesen der gespeicherten Informationen nachteilig zu beeinflussen. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, auch zur Eintragung der Informationen auf dem Film als Lichtquelle einen Kathodenstrahl zu verwenden. Die Erfindung betrifft also eine Anordnung zur Speicherung und Wiedergabe von codierten digitalen Informationen, bei der zur Speicherung auf einem lichtempfindlichen, insbesondere photographischen Aufzeichnungsträger derselbe durch einen Kathodenstrahl

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einer Kathodenstrahlröhre, der durch die Informationen moduliert und entsprechend dem Auf zeichnungsschema der codierten Informationsmenge bewegt wird, belichtet wird.

Erfindungsgemäß sind zur Speicherung erste optische Mittel vorgesehen, um die auf dem Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre gebildete Lichtquelle in einer ersten Bildebene, in deren unmittelbarer Nähe zur Bestimmung einer Anzahl von Speicherpositionen ein aus lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Stellen bestehendes regelmäßiges Gitter angeordnet ist, abzubilden. Ferner sind zweite, auf das Gitter fokussierte optische Mittel vorgesehen, um das durch das Gitter hindurchtretende Licht auf eine zweite Bildebene abzubilden, in der sich der lichtempfindliche Aufzeichnungsträger befindet. Schließlich sind lichtempfindliche Einrichtungen angeordnet, auf die ein Teil des durch das Gitter hindurchtretenden. Lichts abgebildet wird und die in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage des Lichtstrahls hinsichtlich einer Speicherposition Steuersignale zur genauen Einstellung des Kathodenstrahls auf die betreffende Speicherposition erzeugen.

Der Bildschirm der Kathodenstrahlröhre dient also als Energiequelle für die Aufzeichnung der Informationen auf dem Film. Jedem Informationselement ist durch das Gitter ein definierter Ort auf dem Film zugeordnet, durch das gleichzeitig auch schwierige Justierungen des Strahls überflüssig sind.

Der Lichtstrahl überstreicht das Gitter und gelangt so nach und nach auf alle Speidherpositionen. Je nach dem Informationsinhalt ist er bei den einzelnen Speicherpositionen entweder vorhanden und kann durch das Gitter hindurchtreten, oder aber er ist nicht vorhanden, weil der Kathodenstrahl zu diesem Zeitpunkt entsprechend der zu speichernden Information dunkel getastet ist.

Die Erfindung bringt nun weiterhin den großen Vorteil, daß die Justierung des Kathodenstrahls auf die einzelnen Speicherpositionen durch den Kathodenstrahl selbst erfolgt. Bei einer Abweichung von dem vorgeschriebenen Muster korrigiert der Kathodenstrahl selbst seine Lage so·, daß er immer genau auf die entsprechende Position eingestellt ist. Durch Verwendung eines orthogonalen Musters läßt sich eine Speicherdichte von 90 000 Ziffernelementen pro Quadratzoll erzielen.

Hinter dem Gitter ist zweckmäßig ein teilweise durchlässiger Spiegel vorgesehen, durch den das von der Schablone ausgehende Licht in zwei Teile zerlegt wird, deren erster Teil auf den zu belichtenden Film und deren zweiter Teil auf besonders in einer Ebene angeordnete Photozellen, durch die die Steuerspannungen erzeugt werden, projiziert wird. Wenn das Muster des Gitters aus orthogonalen Linien besteht, genügen vier zu zwei Paaren angeordnete Photozellen. Das Linsensystem zur Abbildung des Musters auf den Photozellen ist so ausgelegt, daß die Photozellen in die Bildebene eines Linsensystems fallen, dessen Objektebene den Bereich einer Speicherposition umfaßt.

Zur Wiedergabe der gespeicherten Informationen kann eine ähnliche Anordnung wie zur Speicherung verwendet werden. Dann ist jedoch eine Strahlenverzweigung nicht mehr nötig, da die Aufzeichnungen auf dem Film selbst zur Festlegung der Speicherpositionen dienen können. Der Aufzeichnungsträger befindet sich also im Strahlengang des von der Kathodenstrahlröhre erzeugten Lichtstrahls. Das durch ihn hindurchtretende Licht fällt auf vier in einer Ebene angeordnete Photozellen, die gleichzeitig zur Erzeugung der Ausgangs- und der Steuersignale dienen.

Die Erfindung sowie deren weitere Vorteile werden an Hand der Fig. 1 bis 8 beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Aufzeichnungsträgers, der in dem Speichersystem gemäß der Erfindung verwendet wird,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Films

ίο nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel (teilweise im Blockschema) des Aufzeichnungssystems,

Fig. 4 in Blockform die Photozellenschaltung, welche im System nach Fig. 3 verwendet wird,

Fig. 5 ein schematisches Bild der Gitter- oder Rasterplatte, welche in der Anlage nach Fig. 3 verwendet wird,

Fig. 6 den Wiedergabe- oder Ableseteil im Blockschema in dem Speichersystem gemäß der Erfindung, Fig. 7 in. Blockform die Photozellenschaltung, welche in der Anlage der Fig. 6 verwendet wird,

Fig. 8 a und 8 b schematische Diagramme der durch die Photozellen aufgenommenen Lichtenergie.

Der in der Fig. 1 dargestellte Aufzeichnungsträger besteht aus einem üblichen lichtempfindlichen oder photographischen Film 1 unbestimmter Länge, welcher auf einer oder beiden Seiten mit Mitnahmeöffnungen 2 für den Filmantrieb versehen ist. Ein typischer Längenabschnitt des 35 mm breiten Speicherfilms, wie ihn die Fig. 1 zeigt, weist eine Anzahl Speiicherflächen 3 auf, deren Abmessungen je ungefähr 25 · 25 mm betragen. Zwischen diesen Speidherflächen ist ein Filmteil 4 vorhanden, welcher zur Aufnahme von Adressen oder Indices dient. Selbstverständlich sind die erwähnten Abmessungen und die Anordnung der Speicherflächen und die der Aufnahme von Adressen und Indices dienenden Teile lediglich als Beispiele aufzufassen, und es sind andere Anordnungen denkbar, bei denen beispielsweise eine Anzahl Adressen- oder Indexteile am Beginn jeder vorgegebenen eine Anzahl von Speicherflächen aufweisenden Filmlänge vorhanden sind. Andererseits können sich die genannten Adressenteile auch auf den Längsseiten des Films befinden. Selbstverständlich ist auch die Unterteilung des Films in Speicherflächen lediglich eine Sache der Zweckmäß igkeit.

Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer typischen Speicherfläche des im Aufzeichnungsteil der Speicheranlage verwendeten Films. Diese Speicherflädie besteht aus einer Anzahl durchsichtiger und undurchsichtiger Flächenteile des Films. Der Zifferncode und die Synchronisierimpulse sind auf dem Film als durchsichtige Flächenteile gespeichert, während der übrige Teil des Films undurchsichtig ist. Die photographische Oberfläche wird an den Stellen belichtet, an denen die den Impulsen entsprechenden Flächenteile liegen sollen, und wie später noch eingehender ausgeführt wird, gelangt eine Umkehrfilmemulsion zur Verwendung, welche bewirkt, daß die Codeimpulse auf dem Film als durchsichtige Flächenteile erscheinen, während die übrige Filmfläche undurchsichtig ist. Jedes Codesignal, welches einen oder mehrere Impulse in einer gegebenen Anzahl von Impulslagen, wie z. B. fünf Impulslagen, aufweist, kann je nach Wunsch in Querrichtung oder Längsrichtung auf dem Film aufgezeichnet werden. In der Fig. 2 ist die Aufzeichnung Zeile um Zeile in der Längsrichtung vorgenommen, und nach je fünf Codeimpulslagen 5 ist ein. Indeximpuls 6 vorgesehen. Diese in regelmäßigen Intervallen wiederkehrenden Impulse 6 werden bei der

Synchronisation und bei der Registrierung in den Aufzeichnungs- und Wiedergabeteilen der Anlage verwendet. Die übrigen Impulslagen in der Speicherfläche werden zur Speicherung der Zifferninfocrmation verwendet. Es ist bekannt, daß die üblichen Filmemulsionen in der Lage sind, 2500 schwarze und weiße Linien pro· Zoll in allen Richtungen zu reproduzieren. Die Fähigkeit der Auflösung dieser hohen Liniendichte gestattet die Anordnung einer äußerst kompakten Form von ziffernmäßiger Speicherung. Durch Verwendung einer Liniendichte von ungefähr 300 pro·Zoll sind auf einem einzigen Quadrateoll eines photographischen Films 90000 Impulslagen verfügbar, von denen jede dem Schnitt einer vertikalen und einer horizontalen Linie entspricht. Somit liefern die Schnittpunkte der Linien eine Speicherkapazität von 90 000 Bit auf einem einzigen Quadratzoll des Films. Der in der Fig. 2 gezeigte Ausschnitt zeigt einen sogenannten 5-Bit-Code, wobei jede Gruppe von fünf Lagen in einer Kolonne den Code für eine Einheit der Eingangsinformation darstellt. Selbstverständlich kann irgendein geeigneter Zifferncode verwendet werden.

In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung zur Verwendung in dem Speichersystem gemäß der Erfindung dargestellt. Die aufzuzeichnende, d. h. zu speichernde Information gelangt aus einer nicht gezeigten Informationsquelle in eine Codierungsschaltung 7, wo· sie in eine Anzahl von Codeimpulsen umgewandelt wird, die für die Aufzeichnung geeignet sind. Das Ausgangssignal der Schaltung 7 gelangt an einen Intensitätsmodulator 7 a und ferner an eine Kippschaltung 8, deren Ausgangssignal die Generatoren 9 a und 9 b für die horizontale und die vertikale Ablenkung steuert. Somit bewirkt z. B. jede Codeimpulslage, daß d.er vertikale Ablenkgenerator 9& den Strahl der Kathodenstrahlröhre 10 um einen Schritt in die nächste Aufzeichnungslage der nächsten Reihe verschiebt, und am Ende jeder Kolonne aufgezeichneter Daten schaltet der horizontale Ablenkgenerator 9 a den Strahl um einen Schritt in die nächste Kolonnenlage, und der vertikale Ablenkgenerator 9 b führt den Strahl zum Beginn der Kolonne zurück.

Die Erfindung verwendet eine neue optische Einrichtung, um die richtige Einstellung der den photographischen Film belichtenden Lichtquelle zu gewährleisten. Selbstverständlich ist die richtige Einstellung der Lichtquelle außerordentlich kritisch, wenn, 90' 000 Informationsbit oder mit anderen. Worten 90000 Lichtquellenlagen in einem einzigen Quadratzoll des Films erhalten werden sollen. Vor der Kathodenstrahlröhre 10 ist eine Linse 11 angeordnet, welche ein Bild des Kathodenstrahlpunktes erzeugt. Zu Erläutenjng"szwecken und zum leichteren Verständnis der Arbeitsweise des vorliegenden photographischen Aufzeichnungssystems wird nun angenommen, daß die Linsell durch eine besondere Platte 12 mit öffnungen abgedeckt ist. Diese besondere Platte 12 weist eine Maske auf, in welcher vier Löcher von gleichem Durchmesser vorhanden sind. Infolge dieser vier Löcher in der maskierten Platte 12 besteht das durch die Linse 11 erzeugte Bild des Kathodenstrahles unmittelbar vor oder hinter der Bildebene der Linse 11 aus der Überlagerung von vier Lichtstrahlen, die von der mit Öffnungen versehenen Platte 12 ausgehen. Das erzeugte Bild besteht also aus vier Lichtstrahlen, von denen jeder durch das entsprechende Loch der auf der Platte 12 vorhandenen Maske hindurchgetreten ist.

Gerade außerhalb der Bildebene der Linse 11 ist ein Gitter 13 angeordnet. Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, besteht das Gitter 13 aus einem Linienmuster senkrecht zueinander verlaufender Linien mit je 300 Linien in vertikaler und horizontaler Richtung, wobei die Linien unter sich gleiche Abstände aufweisen.
In der Fig. 5 sind die relativen Lagen der vier durch die Platte 12 hindurchgetretenen Lichtstrahlen dargestellt, wie sie durch eine öffnung 13 α im Gitter 13 hindurchtreten. Da gemäß Fig. 3 das Gitter 13 nicht in der Bildebene der Linse 11 liegt, sind die vier

ίο Strahlen beim Durchtritt durch die Ebene des Gitters 13 räumlich voneinander getrennt. Die Lage des Gitters 13 ist so· gewählt, daß, wenn der Strahl für die Aufzeichnung einer einzelnen Informationsziffer die richtige Lage einnimmt, d. h., wenn der Strahl eine solche Lage einnimmt, daß das Licht des Punktes der Kathodenstrahlröhre 10 auf eine der 90000¹ Schnittstellen, der imaginären auf dem Film gezeichneten Linien auffällt, jeder Lichtstrahl beim Durchgang durch das Gitter durch den undurchsichtigen Teil der Gitterlinien halb verdunkelt wird. Eine derartige richtige Lage der vier Strahlen ist in der Fig. 5 dargestellt. Das Aufzeichnungssystem der Erfindung hat zwei Funktionen zu erfüllen. Die erste Funktion verlangt die Belichtung des photographischen Films in Abhängigkeit der Codeimpulse, und die zweite verlangt die richtige Steuerung der Lage oder Stellung das Lichtstrahls, um zu gewährleisten, daß die belichteten Stellen auf der Filmoberfläche die richtige Lage in einem absolut regelmäßigen Bildmuster einnehmen.

Zur Durchführung dieser beiden Funktionen weist der optische Weg des Aufzeichnungssystems zwei Teile auf. Das von der Quelle 10 durch das Gitter tretende Licht gehört beiden optischen Wegen gemeinsam an und dient beiden Funktionen, aber ein teilweise reflektierender Spiegel 14 trennt den übrigen Lichtweg in zwei Teile auf. Ein gewünschter Anteil des durch das Gitter 13 hindurchtretenden Lichtes wird durch den Spiegel 14 auf die Kameraobjektivlinse 15 und auf den Film 16 reflektiert, welcher gemäß dem Lichtstrahlbild belichtet wird. Der verbleibende Teil des durch das Gitter 13 hindurchgetretenen Lichtes wird vom Spiegel 14 durchgelassen und in einer Reihe von Photozellen 17, 18, 19 und 20 für Ablenk- und Steuerzwecke ausgenutzt.

Die Linse 15 ist auf die Oberfläche des Gitters 13 fokussiert und bewirkt, daß ein scharf definiertes, durch die hellen Flächen der Gitteröffnungen hindurchtretendes Leuchtbild auf die Filmoberfläche fokussiert wird. Selbst dann, wenn der Kathodenstrahlbildpunkt ein schlecht definierter Leuchtkreis ist, besteht das belichtete Bild aus einer scharf definierten Kante der Linien des Gitters 13. Die Linse 21, welche unmittelbar vor der Bildebene der Linse 11 liegt, wirkt als Feldlinse für die genannte Kamera und gestattet, daß das gesamte durch die Linse 11 gesammelte und durch den Spiegel 14 abgelenkte Licht auf die Ebene des Films 16 in der Kamera fällt, und zwar selbst dann, wenn der durch die Kathodenstrahlröhr 10 erzeugte Lichtstrahl eine extreme Winkellage einnimmt.

Das optische System des Ablenksteuerteils verwendet gemeinsam mit dem Aufzeichnungsteil die Linse 21, das Gitter 13 und den teilweise reflektierenden Spiegel 14. Außer den gemeinsamen Teilen verwendet der Ablenksteuerteil die in der Fig. 4 dargestellten Photozellen 17 bis 20. Im Ablenksteuerteil wirkt die Linse 21 als Objektlinse für die Photozellen. 17 bis 20. Die Objektebene der Linse 21 ist die mit Öffnungen versehene Platte 12, d. h. die Ausgangsseite der Linse 11. Die Bildebene der Linse 21 fällt in diejenige Ebene, welche die empfindliche Oberfläche der Photo-

zellen 17 bis 20 enthält. Im üblichen Falle einer Bilderzeugung, wenn die öffnungen in der Platte 12 diffus beleuchtet werden, wird ein reelles Bild dieser Öffnungen auf der Oberfläche der Photozellen erzeugt. Bei der vorliegenden Aufzeichnungsvorrichtung ist jedoch die einzige Beleuchtungsquelle das vom Leuchtfleck der Kathodenstrahlröhre 10 erhaltene Licht, und das Licht dieses Leuchtfleckes gelangt auf die Oberfläche der PhotO'zellen, nachdem es durch die öffnungen der Platte 12 und das Gitter 13 hindurchgetreten ist. Es spielt keine Rolle, in welcher Richtung der Lichtstrahl den Leuchtfleck der Kathodenstrahlröhre verläßt, da das die Linsen 11 und 21 aufweisende Linsensystem bewirkt, daß der Lichtstrahl durch die Bildebene der Linse 21 tritt, und somit wird die Beleuchtung in der Ebene der Photozellen 17 bis 20 auf feststehende Bereiche beschränkt, welche eine Ausdehnung haben, die gleich der Bildgröße der Öffnungen in der Platte 12 in dieser Ebene sind. Wenn der Leuchtfleck der Kathodenstrahlröhre sich über den Schirm der Röhre 10 bewegt, ändert sich die Lage der genannten beleuchteten Fläche nicht, und somit können die, Photozellen 17 bis 20 eine feste Lage einnehmen und als Steuerelemente in der Aufzeichnungsvorrichtung verwendet werden.

Das durch die Photozellen 17 bis 20 festgestellte Licht ist auf vier Flächenbereiche in der Bildebene der Linse 21 begrenzt, und diese vier Flächenbereiche enthalten je das Licht, das je einem der durch die vier Öffnungen in der Platte 12 hindurchtretenden Strahlen entspricht. Somit entspricht jeder der Photozellen 17 bis 20 das Licht eines der vier Strahlen, die von der Platte 12 ausgehen und durch das Gitter 13 hindurchtreten. Wenn die vier Strahlen bezüglich der Oberfläche des Gitters richtig orientiert sind, wie das die Fig. 5 zeigt, dann werden alle vier Photozellen. 17 bis 20 gleich beleuchtet. Wenn jedoch der Strahl nicht richtig orientiert ist, dann fällt auf die Photozellenpaare 17-18 und 19-20 eine unterschiedliche Beleuchtung, welche von der Fehleinstellung des Strahles abhängig ist. Der Unterschied der Ausgangssignale jedes Paares von Photozellen 17-18 und 19-20 wird in einem horizontalen und einem vertikalen Differenzstromkreis 22 bzw. 23 ermittelt, d. h., es werden einerseits die Ausgangssignale des horizontalen Paares voneinander subtrahiert und andererseits die Ausgangssignale des vertikalen Paares ebenfalls voneinander subtrahiert. Diese Differenzsignale zeigen das Ausmaß der Fehleinstellung in der horizontalen und vertikalen Ebene an und werden als Korrekturspannungen verwendet, welche an die horizontalen und vertikalen Ablenkkreise 9 α und 9 b der Kathodenstrahlröhre zurückgeführt weiden, um die Lage des Strahles innerhalb äußerst enger Grenzen festzulegen.

Es ist zweckmäßig, daß Synchronisierimpulse in regelmäßigen Abständen nach jeder Gruppe von fünf Codeimpulsen auf dem Film erscheinen, damit die Steuerspannungen der Strahlablenkung unabhängig von der aufgezeichneten Information in kurzen Zeitabständen zur Verfügung stehen. Daher erzeugt die Impulscodierungsschaltung 7 nach jeder fünften Impulscodelage eine Spannung, welche bewirkt, daß der Kathodenstrahl den Schirm beleuchtet, so daß die Photozellen 17 bis 20 die Lage des Kathodenstrahls bezüglich der Linien des Gitters 13 mindestens einmal für je sechs Codeimpulslagen beobachten können. Dank der Verwendung der Synchronisierimpulse können sich große Ablenkfehler nicht anhäufen, wenn auch der Wert der aufzeichnenden Information derart ist, daß die den Codeimpulsen entsprechenden Stellen nicht längere Zeitperioden beleuchtet werden. Das Bildmuster der Synchronisierimpulse wird auf den Film aufgezeichnet und später bei der Wiedergabe des gespeicherten Bildes und außerdem als Quelle von Korrekturspannungen der Ablenkkreise für die Auf-Zeichnungsvorrichtung verwendet. Die Ausgangssignale der Photozellen 17 bis 20 können in. der Additionsschaltung 20 a kombiniert werden, und das kombinierte Atisgangssignal kann einer Überwachungsvorrichtung 20 b zwecks Überwachung der gespeicher ten Information zugeführt werden.

Ein wichtiger Vorteil der beschriebenen. Anlage besteht darin, daß sie nicht eine genaue Einstellung des Films bezüglich des belichteten Bildes erfordert, da das aus den Codeimpulsen und Synchronisierimpulsen bestehende Bildmuster durch das Gitter 13 belichtet wird und die genannten gespeicherten Codedaten an sich genau ausgerichtet sind. Bei der Wiedergabe wird lediglich der Ablesestrahl mit dem Feld der Codeimpulse auf den Film ausgerichtet, und zwar ohne Rücksicht auf die Lage des Feldes bezüglich der Ränder des Films, und somit besteht die einzige physikalische Forderung darin, daß der Film genau in der Bildebene der Linse 15 liegt, um dauernd eine scharfe Fokussierung des Bildes zu erhalten.

Der belichtete Film wird auf normale Art entwikkelt, wobei jedoch eine erwünschte Abweichung von der üblichen Kinofilmtechnik zu beachten ist. Bei der Wiedergabevorrichtung ist es erwünscht, daß das ursprüngliche Lichtbild auf dem photographischen Film umgekehrt wird, und daher sollten Umkehremulsionen verwendet werden, was allerdings einen zusätzlichen Arbeitsgang bei der Entwicklung mit sich bringen kann, aber gegenüber der Herstellung eines positiven Films vom negativen Original durch Kontaktabzug zu bevorzugen ist. Das Umkehrverfahren erfordert eine zusätzliche Gesamtbelichtung mit nachfolgender Entwicklung zwecks Umkehr des Filmbildes, so daß ein entwickelter Film entsteht, welcher an den Stellen durchsichtige Flächen aufweist, wo· die ursprüngliche Filmoberfläche belichtet worden ist, und undurchsichtige Flächen, wo keine Belichtung stattgefunden hat. Durch Erzeugung durchsichtiger Flächen für die belichteten Codeimpulslagen wird die Arbeitsweise der Filmwiedergabevorrichtung vereinfacht, so daß der zusätzliche durch die Umkehrung bedingte Arbeitsgang zu einer beträchtlichen Vereinfachung der Filmwiedergabevorrichtung führt.

Die Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Ablese- oder Wiedergabevorrichtung, welche einen gleichartigen Aufbau wie die Aufzeichnungsvorrichtung und zum Teil gleiche Elemente aufweist. Als Lichtquelle wird eine Kathodenstrahlröhre 24 verwendet, deren. Leuchtfleck durch einen horizontalen und einen vertikalen Ablenkgenerator 9 c bzw. 9 d eingestellt wird. Die genannten Generatoren werden ihrerseits durch den Kippgenerator 8 a gesteuert. Der Leuchtpunkt wird' durch die Linse 26 in der Brennpunktebene des belichteten Films 25 abgebildet. Wiederum wird nur zu Erläuterungszwecken angenommen, daß die Linse 26 durch eine Platte 27 abgedeckt ist, welche vier große Öffnungen mit gleichem Durchmesser aufweist. Somit besteht das Bild des durch die Kathodenstrahlröhre 24 erzeugten Leuchtpunktes aus der Überlagerung von vier Strahlen, welche von der genannten mit Öffnungen versehenen Platte ausgehen. Indem man den belichteten Film in eine Lage verschiebt, die sich gerade jenseits der Bildebene der Linse 26 befindet, bestehen die Synchronisierimpulse und Codeimpulse, die auf dem belichteten Film abgebildet

sind, aus dem Gegenstück des Gitters 13, welches in

der Aufzeichnungsvorrichtung zur Verwendung gelangt. Eine zweite Linse 28 liegt unmittelbar vor dem belichteten Film 25 und dient zur Beleuchtung von vier Photozellen 29 bis 32, welche auf der Rückseite des Films 25 liegen. Die infolge des vom Leuchtpunkt gelieferten Lichtes durch jede dieser vier Photozellen 29 bis 32- aufgenommene Lidhtmenge ist von. der räumlichen Lage der vier Lichtstrahlen bezüglich des durchsichtigen Flächenteils oder bezüglich des abgebildeten Codeimpulses auf dem Film 25 abhängig. Bei richtiger Orientierung erhalten alle vier Zellen 29 bis 32 Licht von gleicher Intensität. Falls der Strahl in horizontaler oder vertikaler Richtung nicht richtig eingestellt ist, wird die Differenzspannung der paarweise betrachteten Ausgangsspannungen der Photo- *5 zellen dazu verwendet, die Lage des Strahls zu korrigieren, wobei die Korrektursignale an die Ablenkkreise 9 c und 9 d der Kathodenstrahlröhre gelangen.

Die Summe der elektrischen Ausgangssignale aller vier Photozellen 29 bis 32 ergibt den gewünschten Codeimpuls und wird durch eine Additionsschaltung 35 erhalten, deren Ausgangssignal an eine Ablesevorrichtung 36 angelegt ist. Wenn daher auf dem Film 25 ein Codeimpuls abgebildet ist, der in der dargestellten Weise zu einer durchsichtigen Fläche führt, wird das gesamte durch die Kathodenstrahlröhre 24 ausgesandte Licht als Summe der Ausgangssignale aller vier Photozellen 29 bis 32 empfangen, und, das gesamte durch den Film 25 hindurchtretende Licht wird verwendet, um die Amplitude des wiedergewonnenen Codeimpulses zit erzeugen, während die in den. Differenzschaltungen 33 und 34 erhaltenen Differenzen der Ausgangssignale der Photozellen zur Korrektur der Lage des Strahls verwendet werden.

Bisher wurde angenommen, daß in Verbindung mit der ersten Linse 11 bzw. 26 der Aufzeichnungs- bzw. Wiedergabevorrichtung eine Platte oder Maske mit vier öffnungen verwendet wurde. Diese Annahme erfolgt lediglich mit der Absicht, die Erläuterung zu vereinfachen; jedoch ist das Vorhandensein einer Maske praktisch nicht notwendig. Die Entfernung der Platte oder Maske ändert am Arbeiten der ganzen Anlage nichts. Die vier Öffnungen in der Maske wurden verwendet, um die optischen Wege des für die vier Photozellen verwendeten Lichtes zu trennen. Es wurde dargelegt, daß die Photozellen stationäre Bilder empfangen, deren Lichtintensität sich ändert, wenn der Strahl seine Lage bezüglich der Gitterlinien ändert. Wenn die genannte mit Öffnungen versehene Platte oder Maske weggelassen wird., tritt ein genau gleicher Effekt auf. Die Photozellen empfangen auch in diesem Fall Lichtenergie, welche von der relativen Lage des Kathodenstrahls abhängig ist, und die Kamera photographiert einen stärkeren durch das Gitter aufgenommenen Leuchtpunkt, da die zentralen von der Linse 11 ausgehenden Strahlen, zusammen mit den Strahlen verwendet werden, die gemäß der bisherigen Angabe durch die Öffnungen der Platte 12 bzw. 27 hindurchtraten. Selbstverständlich vereinfacht der Wegfall der mit öffnungen versehenen Platte die Konstruktion der Linse und ermöglicht die Verwendung von mehr Licht. Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 a erkennt man, daß der von der Kathodenstrahlröhre emittierte Lichtstrahl 40 schlecht definiert ist, solange er nicht durch eine Gitteröffnung 41 hindurchtritt, durch welche die Ränder schärfer werden. Wenn der Strahl 40 nicht richtig ausgerichtet ist, wie dies die Fig. 8 a zeigt, erzeugen die Photozellen 17-18 und 19-20 ein Differenzausgangssignal. Wenn jedoch der Strahl 40 richtig ausgerichtet ist, wie dies die Fig. 8b zeigt, dann empfängt jede der Photozellen 17 bis 20 die gleiche Lichtmenge.

Der hier für die Aufzeichnung auf Filmen dargestellte Code ist ein typischer 5-Elementen-Code, welcher durch einen Synchronisierimpuls getrennt ist. Dies entspricht im wesentlichen dem üblichen Fernschreibcode, so daß die gespeicherte Information abgelesen und in Klartext auf einer üblichen Fernschreibmaschine zum Ausdruck gebracht werden kann.

Andererseits kann es erwünscht sein, das hier beschriebene Steuersystem zu verwenden, um ein beleuchtetes Bild dauernd in einer stationären Beziehung bezüglich einer willkürlichen Lage der Bildebene zu halten. Dies läßt sich dadurch bewerkstelligen, daß man die gleichen Gitterlinien für das Bild und die Photozellen verwendet, auf welche das durch das Gitter hindurchgetretene Bild fokussiert ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Speicherung und Wiedergabe von codierten digitalen Informationen, bei der zur Speicherung auf einem lichtempfindlichen, insbesondere photographischen Aufzeichnungsträger derselbe durch einen Kathodenstrahl einer Kathodenstrahlröhre, der durch die Informationen moduliert und entsprechend dem. Aufzeichnungsschema gemäß der codierten Info'rmationsmenge bewegt wird, belichtet wird, gekennzeichnet durch erste optische Mittel, um die auf dem Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre gebildete Lichtquelle in einer ersten Bildebene, in deren unmittelbarer Nähe zur Bestimmung einer Anzahl von Speicherpositionen ein aus lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Stellen bestehendes regelmäßiges Gitter angeordnet ist, abzubilden, und zweite auf das Gitter fokussierte optische Mittel, um. das durch das Gitter hindurchtretende Licht auf eine zweite Bildebene abzubilden, in der sich der lichtempfindliche Aufzeichnungsträger befindet, sowie schließlich lichtempfindliche Einrichtungen, auf die ein Teil des durch das Gitter hindurchtretenden Lichtes abgebildet wird und die in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage des Lichtstrahls hinsichtlich einer Speicherposition Steuersignale zur genauen Einstellung des Kathodenstrahl auf die betreffende Speicherposition erzeugen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Gitter ein teilweise durchlässiger Spiegel vorgesehen ist, durch den das von dem Gitter ausgehende Licht in zwei Teile zerlegt wird, deren erster Teil auf den zu belichtenden Aufzeichnungsträger und deren zweiter Teil auf besonders in einer Ebene angeordnete Photozellen, durch die die Steuersignale erzeugt werden, projiziert wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster des Gitters aus orthogonalen Linien besteht und vier zu zwei Paaren in einer Ebene angeordnete Photozellen und ein derartiges optisches System in dem Strahlengang des Lichtes vorgesehen sind, daß die vier Photozellen in der Bildebene eines Linsensystems liegen, dessen Objektebene den Bereich einer Speicherpositionsfläche umfaßt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wiedergabe der gespeicherten Informationen der Film außerhalb einer Ka-

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thodenstrahlröhre von dem durch den Kathodenstrahl erzeugten Lichtstrahl abgetastet wird und daß das durch den Film, hindurchtretende Licht auf paarweise in einer Ebene angeordnete Photozellen fällt, die gleichzeitig zur Erzeugung der Ausgangs- und der Steuersignale dienen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungen auf dem

Film, selbst zur Definierung der Speicherpoeitioaen und zur Steuerung des Kathodenstrahls dienen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Transactions of the I. R. E., Prof. Groap on Electronic Computers, Sept. 1954, S. 2 bis 5;

Proceedings of the I. R. E., Okt. 1953, S. 1421 bis 1428.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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