DE19735740A1 - Tonwiedergabevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Vorrichtung zur manuellen Wiedergabe von Toninformation, mit einer auf einer Unterlage angeordneten streifenförmigen Tonspur mit konturierter Oberfläche, der mit einem eine quer zum Akustikträger verlaufende Kante aufweisenden Abtastgegenstand abtastbar ist. Die Tonwiedergabevorrichtung ist vornehmlich für die Verwendung in Printmedien geeignet. Sie ist preiswert herzustellen und einfach handhabbar. Insbesondere ist sie zweckmäßig zur Wiedergabe von Wörtern, Sätzen und Slogans für den Einsatz in der Werbung und als Spielzeug.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Tonwiedergabevorrichtung.

Eine mechanische Tonwiedergabevorrichtung ist aus US-2,164,663 bekannt. Als Tonträger dient hier ein sogenannter "Sound-strip", ein langer, schmaler und flexibler Kunststoffstreifen, der mit senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Kerben versehen ist. Ein solcher Soundstrip ist auch aus US-695,159 bekannt. Mit dem Soundstrip wird eine Tonwiedergabevorrichtung geschaffen, indem der Sound-strip an einem Ende mit einer Membran und einem Verstärker aus Karton verbunden wird. Beim Überstreichen des Sound-strips mit dem Fingernagel werden der Sound-strip und die damit verbundene Membran in hörbare Schwingungen versetzt.

Der Sound-strip selbst wird, wie US-695,159 offenbart, durch ein Gravur- oder Prägeverfahren hergestellt (vgl. auch US-4,121,835).

Es ist in vielen Fällen wünschenswert, Toninformation in Massen­ printprodukte wie Zeitschriften, Verpackungen, Bücher, Grußkarten und dergleichen zu integrieren. Das bedeutet, daß das Printprodukt vermittels der Anbringung eines Tonträgers die zusätzliche Funktion einer Tonwiedergabevorrichtung erhält. Dadurch kann die optische durch akustische Information ergänzt werden. Die preiswerte Massenherstellung eines solchen Printprodukts durch anbringen des bekannten Sound-strips bereitet jedoch Schwierigkeiten, weil sie zusätzliche, aufwendige Arbeitsgänge erfordern, wie das Aufkleben der Sound-strips auf das Printprodukt. Sound-strips, die nur an einen Ende mit einem als Membran dienenden Gegenstand verbunden sind, sind außerdem in der Handhabung unbefriedigend.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Tonwiedergabevorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, kurze Tonbotschaften, ins besondere Sprache, aber auch Geräusche, durch einfache manuelle Handhabung wiederzugeben. Ihr liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Tonwiedergabevorrichtung zu schaffen, die universell einsetzbar sowie einfach und preiswert herstellbar ist, insbesondere als Massenprintprodukt.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale in Anspruch 1 gelöst. Die Tonwiedergabevorrichtung besteht aus einem Träger, bevorzugt aus Karton oder Kunststoff, der mit einer Tonspur versehen ist. Die Tonspur ist mit einem Oberflächenrelief ("Tonrelief") versehen, das einen Abtastgegenstand beim Überstreichen der Tonspur so in Schwingungen versetzt, daß die auf der Tonspur gespeicherten Information hörbar wird. Alternativ kann auch der Träger, beziehungsweise Träger und Abtastgegenstand, in Schwingungen versetzt werden. Träger und Abtastgegenstand können auch ein Teil sein, wie später anhand einer speziellen Ausführung erläutert wird.

Als Träger kommen zum Beispiel Buch- oder Zeitschriftenseiten in Frage, die mit Aufdrucken versehen sind, die in inhaltlichem Zusammenhang mit der Tonspur oder der Toninformation darauf stehen. Auch Faltschachtel und andere Hohlkörper aus Karton oder Kunststoff sind geeignete Träger. Als Abtastgegenstand kommen solche Gegenstände in Frage, die eine scharfe rechtwinklige Kante ("Abtastkante") besitzen, die in das Tonrelief der Tonspur greifen kann. Beispiele sind Scheck- oder Kreditkarten aus Kunststoff sowie Visitenkarten und Postkarten aus Karton, die mit einer ihrer Außenkanten über das Relief geführt werden.

Die Tonspur besteht bevorzugt aus einem ca. 150 bis 300 mm langen Streifen, der an seiner Oberfläche das Tonrelief trägt. Die genannte Länge reicht insbesondere aus, um mehrsilbige Wörter und kurze Slogans zu codieren. Das Tonrelief ist bevorzugt als Berg- und Talkontur aus senkrecht zur Längsrichtung der Tonspur verlaufenden Kerben ausgeführt.

Verfahrensmäßig wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Tonspur durch Prägen in den Träger eingebracht wird. Träger aus Karton sind dazu bevorzugt mit einer Beschichtung versehen, die Abbildungsgenauigkeit und die Haltbarkeit erhöht. Der Prägestempel wird bevorzugt durch Fräsen hergestellt.

Nachfolgend werden die Erfindung sowie Ausführungsbeispiele anhand Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Längsschnitt durch die Tonspur und den Abtastgegenstand mit den Schwingungsrichtungen von Abtastgegenstand und Träger, der Bewegungsrichtung des Abtastgegenstandes und der Blickrichtung des Anwenders;

Fig. 2 eine Detailansicht der Tonspur und der in die Tonspur greifenden rechtwinkligen Abtastkante des Abtastgegenstandes im Längsschnitt;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht durch eine stegförmige Tonspur mit flacher Oberseite;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht durch eine stegförmige Tonspur mit konvex gewölbter Oberseite;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer stegförmigen Tonspur, die mit der in ihrer Längsrichtung konvex gekrümmten Abtastkante eines Abtastgegenstandes abgetastet wird;

Fig. 6 eine Ansicht des Tonsteges und des Verlaufes der Abtastkante von oben;

Fig. 7 ein Querschnitt durch die Prägematrize mit dem Negativ des Tonprofils;

Fig. 8a eine perspektivische Darstellung einer Ausführung der Tonwiedergabevorrichtung als Falt-Grußkarte, mit abtrennbarem Abtastgegenstand und Markierungen, welche die Handhabung erleichtern;

Fig. 8b eine weitere perspektivische Darstellung der Falt­ grußkarte;

Fig. 8c Bedienungsanleitung auf der Falt-Grußkarte, die zusammen mit den Markierungen die Handhabung erleichtert;

Fig. 8d Faltkarte mit zwei Tonspuren, die in einem Zug nacheinander abgespielt werden können;

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Ausführung der Tonwiedergabevorrichtung als Faltschachtel;

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung einer Ausführung der Tonwiedergabevorrichtung als Klebestreifen;

Fig. 11 eine Darstellung einer Ausführung der Tonwiedergabevorrichtung als Seite mit eingeklebter Telefonkarte als Abtastgegenstand;

Fig. 12 eine Darstellung einer Ausführung der Tonwiedergabevorrichtung als Streifen mit integrierter Abtastkante;

Fig. 13 Querschnitt durch den bevorzugten Schichtaufbau des Trägers mit Karton, Klebe- und Kunststoffschicht;

Fig. 14 Querschnitt durch einen anderen möglichen Schichtaufbau des Trägers;

Fig. 15 Detailansicht eines Querschnittes durch die Tonkontur mit Stützpunkten sowie korrespondierender Amplitudenverlauf der Toninformation;

Fig. 16 perspektivische Ansicht der Komponenten einer mehrteiligen Prägematrize.

Fig. 1 zeigt, wie die Membranflächen von Träger (1) und Abtastgegenstand (2) einen Winkel von ca. 45° einschließen. Im allgemeinen werden beim Überstreichen der Tonspur (3) Abtastgegenstand (2) und Träger (1) verschieden stark zu Schwingungen angeregt. Der Abtastgegenstand schwingt dabei senkrecht zu seiner Fläche um den Punkt (4), an dem er vom Anwender festgehalten wird (normalerweise zwischen Daumen und Zeigefinger). Dieser Punkt liegt bevorzugt nahe an der Abtastkante, um die Hebelwirkung zu nutzen. Grundsätzlich kann er aber natürlich an jeder Beliebigen Stelle auf dem Abtastgegenstand liegen. Die Schwingungsrichtung des Abtastgegenstandes (2) entspricht ungefähr der Blickrichtung (5) des Anwenders. Das Tonrelief auf der Oberseite der Tonspur (3) ist bevorzugt so ausgeführt, daß es an die Schwingungscharakteristik sowie die Schwingungsrichtungen von Abtastgegenstand und Träger angepaßt ist.

Wie aus Fig. 2 erkennbar, bestimmen die Eigenschaften der Abtastkante (6) die maximale Steigung und Krümmung der Kontur (9) der Tonspur (3), die durch die Abtastkante (6) abgetastet werden soll. Bei der Wiedergabe wird der Abtastgegenstand (2) so geführt, daß die beiden rechtwinklig aufeinanderstehenden Flächen (7, 8), welche die Abtastkante (6) bilden, einen Winkel von jeweils ca. 45° mit der Längsrichtung der Tonspur (3) einschließen. Die bevorzugten Abtastgegenstände (2) weisen außerdem Radien R des Kantenquerschnitts von weniger als ca. 50 µm auf. Die Anteile der Kontur (9), die von der Abtastkante (6) abgetastet werden sollen, haben entsprechend einen Steigungswinkel δ zwischen -45° und +45° sowie einen Krümmungsradius, der größer als ca. 50 µm ist.

Bevorzugt wird die Amplitude der Kontur (9) so groß gewählt, daß die obigen Grenzbedingungen gerade noch erfüllt sind. In der Praxis werden Amplituden von ca. 100 µm erreicht, die genügt, um die Toninformation deutlich wahrnehmbar wiederzugeben.

Die meisten Klänge, z. B. natürliche Sprache, bestehen aus einem harmonischen Anteil und einem Rauschanteil. Ersterer ist durch eine klar definierte, abschnittsweise annähernd periodische Wellenform gekennzeichnet, die sich hervorragend in der oben genannten Berg- und Talkontur (9) darstellen läßt. Rauschen hingegen läßt sich auch durch rauhe Oberflächen erzeugen, wobei die Klangfärbung durch den Rauhigkeitsexponenten gesteuert wird. In einer speziellen Ausführung der Erfindung wird der harmonische Anteil des Klangs durch eine Berg- und Talkontur (9) codiert. Der Rauschanteil wird hingegen ganz oder teilweise durch die Rauhigkeit der Oberfläche dieser Kontur (9) codiert.

Zur leichteren Orientierung für den Anwender ist die Tonspur (3) zweckmäßigerweise durch eine optische Markierung (10) gekennzeichnet. Beispiele sind in Fig. 8b und Fig. 9 zu sehen. Im einfachsten Fall hat die Tonspur (3) eine andere Farbe als seine Umgebung auf dem Träger (1). Das kann zum Beispiel dadurch geschehen, daß vor dem Prägen der Träger (1) dort, wo später die Tonspur eingeprägt wird mit einer anderen Farbe bedruckt wird. Oder beim Prägen wird gleichzeitig eine Heißfolienprägung appliziert. Darüber hinaus kann die vorgeschriebene Bewegungsrichtung durch einen Pfeil (11) angedeutet werden. Alternativ oder ergänzend dazu kann die Tonspur (3) breiter und höher als zur einwandfreien Funktion nötig und dadurch optisch auffälliger sowie leichter ertastbar gestaltet werden.

Dem Anwender fällt es im allgemeinen schwer, die Tonspur (3) mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zu überstreichen, auch wenn er subjektiv glaubt, dieses zu tun. Die Abtastgeschwindigkeit nimmt Anfang im allgemeinen zu, während die am Ende des Streifens abfällt. Dies führt zu unerwünschten Verzerrungen der Wiedergabe. Um solche Verzerrungen zu minimieren ist es zweckmäßig, die Tonspur (3) mit deinem Vorlauf und einem Nachlauf zu versehen, die keine Information tragen. Vorlauf und Nachlauf sind jeweils mindestens 10 mm lang, bevorzugt 20 mm. Hat der An- bzw. Ausklang der Toninformation keinen oder nur einen geringen harmonischen Anteil (z. B. ein Zischlaut), genügt häufig ein kürzerer Vor- bzw. Nachlauf, wenn gleichzeitig An- bzw. Ausklang verkürzt auf der Tonspur abgebildet werden.

Im folgenden werden weitere Merkmale der Erfindung anhand zweier allgemeiner geometrischer Ausführungen der Tonspur zusammen mit speziellen Ausführungsformen genauer beschrieben:

In der ersten allgemeinen Ausführung besteht die Tonspur aus einem ca. 150 bis 300 mm langen Steg (12) ("Tonsteg"), wie in Fig. 3, 4 und 5 zu sehen. Der Tonsteg ist in Längsrichtung bevorzugt gerade ausgeführt, kann aber auch leichte Krümmungen, z. B. in Form einer Schlangenlinie oder eines Bogens, aufweisen. An seiner Oberseite trägt er die Kontur (9).

Die Wiedergabe erfolgt dadurch, daß der Anwender die Kontur (9) mit einer senkrecht zum Tonsteg verlaufenden, scharfen und in ihrer Längsrichtung geraden oder konvexen Kante (6) eines Abtastgegenstandes (2) überstreicht.

Eine Vielzahl von gewöhnlichen Alltagsgegenständen eignen sich als Abtastgegenstand (2), z. B. Zuschnitte aus Karton (z. B. Visitenkarten und Postkarten), Zuschnitte aus Kunststoff (Scheck- und Ausweiskarten). Zuschnitte wie Post- und Scheckkarten besitzen neben einer ausreichend scharfen Kante auch eine genügend große Fläche um als Membran dienen zu können. Außerdem haben sie eine ausreichend geringe Masse, um leicht in Schwingungen der relevanten Frequenzen versetzt zu werden. Dies sind wesentliche Merkmale eines Abtastgegenstandes, der als Membran dienen soll. Aber auch Münzen oder der Fingernagel kann zur Abtastung benutzt werden. Dann dient vor allem der Träger als Membran.

Der Anwender wird die Abtastkante (6) beim Abtasten im allgemeinen nicht genau senkrecht zum Verlauf der Tonstegs (12) halten. In zwei verschiedenen speziellen Ausführungsformen des Tonsteges (12) wird auf unterschiedliche Weise sichergestellt, daß die Kontur (9) auch dann präzise abgetastet werden kann, wenn die Kante ca. 5° bis 10° verkippt gehalten wird. In Fig. 6 ist der Verkippungswinkel mit β bezeichnet.

In der ersten, in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform hat der Steg (12) eine im Querschnitt flache Oberseite (9), deren Breite b nicht größer als ca. 2 bis 4 mm ist. Die Höhe beträgt bevorzugt ca. 400 µm.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform. Hier ist die Oberseite (9) des Steges (12) konvex gewölbt, wobei der Radius R der Wölbung weniger als 15 mm, bevorzugt ca. 6 mm beträgt. Der Steg (12) ist zwischen ca. 1 mm und 1 cm breit, bevorzugt ca. 4 mm. Ein gewölbter Steg (12) hat den Vorteil, daß sich eine entsprechende Prägematrize (14) einfach durch Einfräsen der Negativkontur (15) in einen flachen Grundkörper herstellen läßt, wie in Fig. 7 zu sehen ist und später genauer erläutert wird. Natürlich sind auch Ausführungen denkbar, bei denen nur ein Teil des Steges gewölbt ist. So könnte z. B. der mittlere Teil wie in Fig. 4 gewölbt sein, während die Flanken wie in Fig. 3 steil abfallen.

Des weiteren wird der Anwender im allgemeinen nicht in der Lage sein, die Abtastkante genau parallel zur Oberfläche des Trägers zu halten. Ein daraus resultierendes Schleifen der Kante auf dem Träger kann zu unangenehmen Störgeräuschen führen, welche die Wiedergabequalität stark vermindern. In verschiedenen denkbaren Ausführungsformen der Tonwiedergabevorrichtung wird dies durch unterschiedliche Vorkehrungen verhindert.

In einer in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist die Kante (6) des bevorzugt verwendeten Abtastgegenstandes (2) in Längsrichtung konvex ausgeführt, mit einem Radius von ca. 5 bis 500 mm. Der bevorzugte Radius beträgt ca. 60 mm. Kleinere Radien begünstigen ein seitliches Abrutschen vom Tonsteg (12), größere Radien verhindern weniger effektiv ein Schleifen auf dem Träger (1). Eine andere Ausführungsform nutzt einen senkrecht zur Abtastrichtung von der Abtastkante (6) aus gesehen konvex geformten Träger (1). Der Radius beträgt auch hier weniger als ca. 500 mm. Bevorzugt sind Radien kleiner oder gleich ca. 60 mm.

In einer anderen denkbaren Ausführungsform ist der ebene Träger mit einem Tonsteg (12) versehen, der so hoch ist, daß die Kante (6) bei normaler Handhabung nicht schleift. Die Höhe der Tonsteges (12) beträgt hierbei mindestens 2% der Länge, der bevorzugt verwendeten, geraden Abtastkante (6). Eine weitere spezielle Ausführungsform nutzt einen weitern auf dem ebenen Träger (1) neben dem Tonsteg (12) angebrachten, parallel zu diesem verlaufenden schmalen Stützsteg. Der Stützsteg hat bevorzugt die gleiche Höhe wie der Tonsteg (12). In einer anderen Ausführungsform ist die Oberfläche des ebenen Trägers (1) z. B. durch Beschichtung mit einer Kunststoffolie glatt ausgeführt, so daß die Kante (6) des Abtastgegenstandes (2) auf der Trägeroberfläche schleifen kann, ohne daß nennenswerte Störgeräusche entstehen.

Natürlich sind auch Kombinationen der genannten Ausführungsformen Teil dieser Erfindung.

Eine zweite allgemeinen Ausführung unterscheidet sich von der oben beschriebenen dadurch, daß der Tonwiedergabevorrichtung besteht die Tonspur nicht aus einem Steg, sondern aus einem flachen, ca. 150 bis 300 mm langen und mindestens ca. 8 mm breiten Streifen. Er relativ zum Träger beliebig erhöht oder vertieft verlaufen, befindet sich bevorzugt jedoch in der Ebene mit dem Träger. An seiner Oberfläche trägt er das Tonrelief.

Die Wiedergabe erfolgt dadurch, daß der Anwender das Relief mit einer in ihrer Längsrichtung stark konvex verlaufenden Kante eines scharfkantigen Abtastgegenstandes überstreicht. Anders als in der vorgenannten Ausführung ist die Tonspur nicht schmal und im allgemeinen auch nicht gewölbt. Um dennoch eine einwandfreie Abtastung zu gewährleisten, auch wenn die Kante nicht genau parallel zum Verlauf der Stege gehalten wird, ist der Kantenverlauf stark konvex, mit einen Radius von weniger als 15 mm. Neben einer konvex verlaufenden Kante, kann die Tonspur natürlich auch mit einer Ecke abgetastet werden. Als Abtastgegenstände eignen sich neben Zuschnitte aus Karton oder Kunststoff (Ecken von Scheckkarten weisen z. B. geeignete Radien auf) auch Münzen. Die erfindungsgemäße Tonspur kann auch mit dem Fingernagel abgetastet werden.

Wie in Fig. 1 und 5 angedeutet, überstreicht der Anwender zur Tonwiedergabe die Tonspur (3) mit der Abtastkante (6) des Abtastgegenstandes (2), wobei er die Abtastkante leicht gegen die Tonspur drückt. Die Tonspur (3) ist so angebracht, daß der Anwender zur optimalen Klangwiedergabe den Abtastgegenstand von sich weg, von vorne nach hinten über die Tonspur zieht. Der Abtastgegenstand (2) wird dabei in einem Winkel von ca. 45° geneigt gehalten, wobei die Abtastkante (9) zum Anwender hin weist.

Um dem Anwender das leichte Einnehmen der oben beschriebenen 45°- Stellung des Abtastgegenstandes (2) zu ermöglichen ist es zweckmäßig, diesen, wie in Fig. 8a, 8b, 8c und 9 dargestellt, mit einer entsprechenden Markierung (13) zu versehen, die gegebenenfalls durch einen kurzen zugehörigen Text (15) auf dem Abtastgegenstand (2) und/oder auf dem Träger (1) ergänzt wird. In Fig. 6a ist die Abtastkante z. B. mit der Darstellung eines Gesichtes als Markierung (13) versehen, während der zugehörige Text (15) die Anleitung beinhaltet, den Abtastgegenstand (2) so zu halten, daß das abgebildete Gesicht (13) den Anwender direkt ansieht. Weiterhin wird der Anwender angeleitet den Träger mit der Tonspur (3) soll flach auf den Tisch zu legen. Wenn der Anwender dieser Handhabungsanleitung (15) der Tonwiedergabevorrichtung folgt, hält er die Karte automatisch annähernd im gewünschten 45° Winkel zur Tonspur (3), wie auch aus Fig. 1 erkennbar ist.

Im folgenden werden zwei spezielle Ausführungen der Tonwiedergabevorrichtung näher erläutert:

Fig. 8a, 8b und 8c zeigen eine spezielle Ausführung der Tonwiedergabevorrichtung als Glückwunschkarte. Die Ausführung besteht aus einem länglichen Streifen, bevorzugt aus Karton, als Träger (1). Der Bedruck mit Text und Graphiken (16) steht in inhaltlichem Zusammenhang mit der Tonspur (3) oder der darauf gespeicherten Toninformation. Ein z. B. durch eine Perforation (17) leicht abtrennbarer Abschnitt (2) dient als Abtastgegenstand. Eine Markierung auf dem Abtastgegenstand (13), ein Pfeil (11) neben der Tonspur (3) der die Bewegungsrichtung angibt, eine farbliche Hervorhebung (10) der Tonspur (3) und eine kurze Bedienungsanleitung (15) in der Innenseite der Karte (1) erleichtern die Handhabung.

Bevorzugt ist die Abtastkante (6) leicht konvex ausgeführt (nicht dargestellt), wobei der Krümmungsradius ca. 60 mm beträgt. Dadurch wird verhindert, daß die Kante zu stark neben der Tonspur (3) auf dem Träger schleift und dadurch störendes Rauschen erzeugt. Die Ausführung eignet sich besonders für Werbe- und Grußkarten, Einladungen und ähnliches. Um längere Botschaften unterzubringen ist es, wie in Fig. 8d dargestellt, auch denkbar, Tonspuren (3) so auf beiden Innenseiten einer Faltkarte (1) unterzubringen, daß sie in einer Bewegung nacheinander abgespielt werden können.

Fig. 9 zeigt eine andere spezielle Ausführung, bei der der Träger (1) ein Hohlkörper, bevorzugt eine Faltschachtel ist. Das hat den besonderen Vorteil, daß der Hohlkörper als Resonanzkörper wirkt. Eine Außenfläche (18) des Hohlkörpers ist mit der Tonspur (3) versehen. Wird der Abtastgegenstand über die Tonspur (3) geführt, wird diese Fläche (18) in Schwingungen versetzt, die durch den Hohlkörper (1) weiter verstärkt werden. Die Tonspur (3) ist durch die graphische Gestaltung der Schachtelaußenseite (10) optisch hervorgehoben. Eine Markierung, welche die Bewegungsrichtung andeutet (11), erleichtert die Benutzung. Der Karton ist außerdem mit einer Beschriftung (16) versehen, die in inhaltlichem Zusammenhang mit der Tonspur (3) oder deren Inhalt steht und bevorzugt auch eine Bedienungsanleitung enthält. Der Abtastgegenstand (2) kann zum Beispiel aus einer abreißbaren Klappe des Faltschachtel bestehen. Diese ist mit einer Markierung (13) versehen, die dem Anwender die richtige Handhabung erleichtert. Diese Ausführung ist besonders geeignet für Faltschachteln, die einen Beutel umhüllen, der die eigentliche Ware enthält (z. B. Corn-Flakes-Schachteln). Der Beutel kann vor der Benutzung herausgenommen werden, was die Wiedergabequalität deutlich verbessert. Natürlich kommen neben Faltschachteln auch andere Hohlkörper in Frage, wie z. B. Becher, Verpackungsrollen und Trinkhalme.

In Fig. 10 ist eine weiter mögliche Ausführung zu sehen, die eines sprechenden Klebestreifens. Der Streifen besteht bevorzugt aus einer Kunststoffolie (z. B. PVC) als Träger (1), die bevorzugt an ihrer Unterseite mit einer Klebebeschichtung (19) und einem abziehbaren Schutzfilm (20) versehen ist. Der Streifen kann mit geringem Aufwand auf beliebige Gegenstände appliziert werden, die dann den eigentlichen Träger darstellen.

Fig. 11 zeigt eine Ausführung des Trägers (1) als Seite, an der der Abtastgegenstand (2) so angebracht ist, daß er sich leicht lösen läßt. Eine solche Seite eignet sich z. B. als Werbebrief, Zeitschriften- oder Katalogseite. Beim Abtastgegenstand (2) handelt es sich bevorzugt um eine Kunststoff- oder Plastikkarte im Scheckkartenformat, z. B. wie hier eine Telefon-, oder Mitgliedskarte. Aber auch z. B. eine Diskette oder eine Compact- Disk kämen in Frage. Es kann z. B. durch Schnitte in der Seite eine Tasche geschaffen worden, in welche die Karte hineingesteckt wird. Alternativ könnte der Abtastgegenstand auch leicht ablösbar aufgeklebt werden.

Fig. 12 schließlich zeigt, daß der Träger auch so ausgeführt werden kann, daß der Abtastgegenstand (2) zur Benutzung nicht vom Träger (1) abgetrennt werden muß. In der dargestellten speziellen Ausführung ist ein langer Streifen (1) auf einer Seite mit einer Tonspur (3) versehen, ähnlich wie in Fig. 8a und 8b. Die der Tonspur gegenüberliegende Kante wird nun vom Anwender dadurch,als Abtastkante (6) nutzbar gemacht, daß er sie durch Krümmen des Streifens zur Tonspur führt. Dadurch, daß Träger und Abtastgegenstand verbunden bleiben, sinkt die Gefahr, daß der Anwender den Abtastgegenstand versehentlich verliert. Außerdem wird die Herstellung vereinfacht.

Das Herstellungsverfahren ist allgemein dadurch gekennzeichnet, daß eine Modifikation des in der Buchbinderei verbreiteten Heiß(bzw. Kalt-)prägeverfahrens eingesetzt wird. Das eingesetzte Verfahren verwendet Maschinen zur Reliefprägung, bei der eine Matrize und eine Patrize vorliegen. Wie in Fig. 7 angedeutet, wird als Matrize (14) eine spezielle Prägeform verwendet, die mit einem Relief (15) versehen ist, das dem Negativ des Tonreliefs entspricht, welches die Toninformation auf dem Endprodukt repräsentiert. In der bevorzugten Ausführung befindet sich auf der Matrize (14) eine in Länge und Querschnitt der Tonspur entsprechende Kerbe, die das Relief trägt. Die Patrize trägt eine gleichlange Wulst, die etwas schmaler als die Kerbe breit und bevorzugt etwas höher ist, als die Kerbe tief ist.

Je nach Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Tonwiedergabevorrichtung wird entweder ein Kalt- oder ein Heißprägeverfahren gewählt.

Bei Anwendungen, bei denen keine allzu großen Anforderungen an die Abbildungsqualität, Haltbarkeit und Stapelbarkeit des Endproduktes gerichtet werden, reicht es in vielen Fällen aus, die Tonspur durch eine einfache Blindprägung auf den Träger zu übertragen. Handelt es sich bei dem Trägermaterial um Papier, Pappe oder Karton (etwa für Faltschachteln oder Karten), wird bevorzugt ein solches Material eingesetzt, der sich gut verdichten läßt. Durch Einsatz eines beschichteten Trägers verbessern sich Konturtreue, Abriebfestigkeit und optisches Erscheinungsbild. Gestrichene lackierte oder folienkaschierte Kartons kommen hier in Frage, gegebenenfalls alternativ oder zusätzlich dazu auch vor der Blindprägung aufgebrachte Heißfolienprägungen. Für die Beschichtung werden besonders Polypropylen-, PVC-, aber auch Polyethylen- und Polyesterfolien mit Stärken von einigen 10 µm eingesetzt. Die Beschichtung liegt auf der Seite, die die Kontur trägt. Sie ist also der Matrize zugewandt.

Fig. 13 zeigt den Schichtaufbau der bevorzugten Ausführung. Ein Träger aus Karton (21) ist mit einer Kunststoffolie (22) kaschiert. Karton und Kunststoffolie sind durch eine Klebeschicht (23) fest miteinander verbunden. Während die Oberflächenkontur des Kartonträgers (21) nur die groben Merkmale des Konturverlaufs wiedergibt, sind die Details in die Kaschierfolie (22) eingeprägt.

Ein weiteres geeignetes Prägeverfahren ist Heißprägen. Dieses Verfahren wird genutzt, wenn die Anforderungen an die Abbildungsqualität, Haltbarkeit und Stapelbarkeit der Tonwiedergabevorrichtung durch Kaltprägen nicht erfüllt werden können. Die Matrize ist beheizt und hat je nach Träger eine Temperatur zwischen ca. 80 und 360°C, bei bestimmten Kunststoffen auch höher. Bei Trägern aus Kunststoff wird eine Prägetemperatur gewählt, bei der dieser leicht plastifiziert wird. In Kunststoff- und Metallfolien lassen sich deutlich detaillierte Strukturen prägen als in Karton. Dies gilt besonders für solche Kunststoffe, die beim Heißprägen plastifiziert werden. Ein Papier, Pappe- oder Kartonträger wird daher, genau wie beim Kaltprägen, bevorzugt mit einer Beschichtung aus Lack oder -folie versehen. Die bevorzugte Ausführung hat den gleichen Schichtaufbau wie beim Kaltprägen und ist in Fig. 13 dargestellt. Bei Kunststoffbeschichtungen ist es von Vorteil, aus den zur Verfügung stehenden Materialien eines zu wählen, das bei der zur anschließenden Heißprägung eingesetzten Temperatur leicht plastifiziert wird. Insbesondere kommen einige 10 µm starke Folien aus PVC in Frage, aber auch andere Stärken und Materialien, z. B. Polypropylen, Polyethylen und Polyester, können eingesetzt werden. Der Träger ist bevorzugt auf seiner ganzen Fläche beschichtet, es reicht jedoch prinzipiell aus, wenn diese Beschichtung nur im Bereich des Tonträgers aufgebracht ist, z. B. in Form eines einfachen schmalen Klebestreifens. Das gilt natürlich genauso für die Kaltprägung. Wie im Falle der Kaltprägung kann man optisches Erscheinungsbild, gegebenenfalls auch Abriebfestigkeit und Konturtreue durch eine Heißfolienprägung verbessern (z. B. durch Anwendung einer metallisierten oder einer Farb-Prägefolie). Die Heißfolienprägung wird entweder vor dem Prägen der Kontur oder in einem Arbeitsgang mit dieser ausgeführt.

Fig. 14 zeigt einen möglichen Schichtaufbau der Tonspur aus Karton (21), Folie bzw. Lack (22) und Heißprägefolie (24). Klebstofflagen zwischen den einzelnen Schicht sind nicht gesondert dargestellt. Jede Schicht kann auch aus mehreren Komponenten bestehen, die in der Abbildung ebenfalls nicht einzeln dargestellt sind. So kann die Kaschierfolie zusätzlich lackiert sein oder aus mehreren Folienschichten möglicherweise unterschiedlichen Materials bestehen. Heißprägefolien bestehen oft aus einer Lackschicht und einer Metallfolie.

Viele Printprodukte des Alltags sind aus vielfältigen Gründen bereits mit geeigneten Beschichtungen ausgestattet. So sind Buch- und Katalogumschläge oft zum Zwecke einer verbesserten Optik kaschiert. Lebensmittelverpackungen aus Karton sind häufig zum Schutz des Inhaltes mit Lagen aus Metall- und Kunststoffolien versehen.

Zur Erzeugung der Kontur wird die zu codierende Toninformation zunächst aufgezeichnet, bevorzugt durch einen entsprechend ausgerüsteten Personal Computer. Durch Filterung werden eventuelle Störgeräusche entfernt. Gegebenenfalls können durch Frequenzfilterung hohe Frequenzanteile, die zum Verständnis bzw. zur Wiedererkennung der Toninformation nicht wesentlich sind, herausgefiltert werden. Handelt es sich um Sprache, so sind dies bei Vokalen Frequenzen oberhalb ca. 3000 Hz, bei Konsonanten Frequenzen oberhalb ca. 6000 Hz. Die Filterung erzeugt eine glattere Kontur und erlaubt so eine Kontur mit größerer Amplitude bei gleichzeitiger Einhaltung der oben genannten Winkel- und Steigungsbedingungen. Genauso können auch hochfrequente Rauschanteile (bei Sprache zwischen 3000 und 6000 Hz) herausgefiltert werden, wenn sie später durch Aufrauhen der Kontur repräsentiert werden sollen. Auch unwesentliche niedrige Frequenzen können, wenn nötig, durch Filterung entfernt werden. Niedrige Frequenzen hoher Amplitude könnten sonst zu einer Kontur mit einer unnötig hohen Amplitude, das sich im Prägeverfahren schwerer abbilden läßt. Des weiteren ist es sinnvoll, die Toninformation durch Filterung der Wiedergabecharakteristik des Wiedergabesystems aus Träger und Abtastvorrichtung anzupassen, d. h. z. B. hohe Frequenzen zu dämpfen, wenn sie beim Abtasten der Kontur überproportional stark wiedergegeben werden. Wie auch bei der Herstellung von Radiowerbespots, wird außerdem eine Kompression im Lautstärkenbereich vorgenommen, um die subjektiv wahrgenommene Lautstärke zu erhöhen. Je größer die Dauer der zu codierenden Toninformation, desto enger liegen die Berge und Täler der Kontur bei festgelegter Konturlänge und desto niedriger muß die Konturamplitude sein um die Winkel- und Krümmungsbedingungen einzuhalten. Durch Kompression auf der Zeitachse von typischerweise 120 bis 150% bei gleichzeitigem Festhalten der Tonhöhen kann die Dauer der Toninformation verkürzt werden. Dem Fachmann sind Geräte und Verfahren bekannt, mit denen man die genannten Manipulationen durchführen kann.

Es ist von Vorteil, das Relief so zu wählen, daß es den Schwingungseigenschaften des Trägers und Abtastgegenstandes angepaßt ist. Im allgemeinen werden bei der Abtastung Träger und Abtastgegenstand unterschiedlich stark zu Schwingungen angeregt. Darüber hinaus schwingen sie in unterschiedliche Richtungen, die einen Winkel von 45° einschließen (vgl. Fig. 1).

Wie in Fig. 15 dargestellt, ist die Kontur ist durch Stützpunkte (25) definiert, deren Lage festgelegt ist durch Aufpunkte (26) und Vektoren (27), welche vom Aufpunkt auf den zugehörigen Stützpunkt oder Kontur zeigen. Die Aufpunkte sind bevorzugt äquidistant entlang der Längsachse der Tonspur (28) verteilt, wobei der Abstand benachbarter Stützpunkte (25) kleiner oder gleich der Hälfte der kleinsten darzustellenden Wellenlänge auf diesem Abschnitt entspricht. Die Position der Aufpunkte (26) senkrecht zur Längsachse der Tonspur ist durch die mittlere Höhe der Tonspur in der jeweiligen speziellen Ausführung definiert und für alle Punkte gleich.

Jedem Aufpunkt (26) ist eine Vektor (27) zugeordnet, der vom Aufpunkt (26) zum Stützpunkt (25) weist. Seine Länge ist gleich der Amplitude (29), die der Position seines Aufpunktes (26) zugeordnet ist, multipliziert mit einem Skalierungsfaktor. Die dem Aufpunkt (26) zugeordnete Amplitude (29) ist die Amplitude der Toninformation zu dem Zeitpunkt, der sich zur Gesamtdauer der Toninformation wie die Position des Aufpunktes (26) zur Gesamtlänge der Tonspur verhält. Der Skalierungsfaktor über die gesamte Länge der Kontur konstant und so gewählt, daß er einerseits möglichst groß ist, andererseits das durch die Stützpunkte (25) definierte Profil die oben erwähnten Steigungs- und Krümmungsbedingungen erfüllt.

Die Richtung des Vektors ist durch die Anteile von Träger (1) und Abtastgegenstand (2) (vgl. Fig. 1) an der angeregten Schwingung bestimmt. Wird nur der Träger (1) zu Schwingungen angeregt, stehen die Vektoren in Schwingungsrichtung des Trägers (1), also senkrecht auf der Längsachse der Tonspur (3). Wird nur der Abtastgegenstand (2) angeregt, stehen sie in Schwingungsrichtung der Abtastkante. Im allgemeinen Fall ist der Winkel α aus Fig. 15, der die Verkippung des Vektors (27) aus der Schwingungsrichtung des Träger (1) in Schwingungsrichtung des Abtastgegenstandes (2) angibt, durch die Beziehung

festgelegt. b ist dabei der Quotient aus Schwingungsanteil des Abtastgegenstandes (2) und Schwingungsanteil des Trägers (1). Die Schwingungsanteile eines bestimmten Systems aus Träger (1) und Abtastgegenstand (2) können durch Versuche mit Testprofilen ermittelt werden. Als grobe Näherung kann man annehmen, daß Träger (1) und Abtastgegenstand (2) gleich stark schwingen. Es ergibt sich dann ein Winkel von ca. 27°.

In Fällen, in denen Abtastgegenstand (2) und Träger (1) bezüglich Dimensionen oder Material stark unterschiedlich sind, kann es vorkommen, daß die Schwingungsanteile stark von der Frequenz der Toninformation abhängen. Hier ist es von Vorteil, die Toninformation in Frequenzbänder aufzuteilen, für die jeweils Konturen nach dem obigen Verfahren berechnet werden. Die Konturen werden anschließend zu einem Summenkontur addiert.

Die Prägematrize (14) wird mit Hilfe einer numerisch gesteuerten Fräsmaschine mit der so berechneten Kontur versehen. Dazu wird der Fräser in eine um 45° zum Grundkörper verkippte Position gebracht. In dieser Position fährt er die Stützpunkte (25) der Kontur nacheinander ab. In einem möglichen Verfahren werden die einzelnen Stützpunkte (25) einfach in Form eines Polygonzuges mit Geradenstücken verbunden. In einem verbesserten Verfahren, werden die einzelnen Stützpunkte (25) mit Kreisabschnitten verbunden, deren Anfangs- und Endpunkt auf den jeweiligen Stützpunkt liegen, und deren Anfangs- bzw. Endsteigung der End- bzw. Anfangssteigung der vorherigen bzw. folgenden Punktes entsprechen. Dadurch werden Unstetigkeiten an der Stützpunkten (25) vermieden, die bei der Wiedergabe zu hochfrequenten Störgeräuschen führen können. Natürlich kämen prinzipiell auch andere Kurvenformen, z. B. Splines in gleicher Weise aneinandergestückelt werden. Im Grundkörper bleibt nach dem Fräsen das Negativ der gewünschten Kontur (15) zurück.

Wie in Fig. 15 dargestellt, wird ein Einsatz (30), bevorzugt aus Messing oder Stahl, mit Negativkontur (15) gefertigt, der anschließend in eine Matrize (31, 32) eingebaut wird. Wenn ein ellipsenabschnittförmiger Querschnitt der Tonspur gewählt wird, läßt sich die Negativkontur (15) durch einen Fräser mit entsprechend geringem Radius auch direkt in die Matrize einfräsen. Die so entstandene Form kann anschließend noch durch Oberflächenbehandlung, z. B. Nitrieren, gehärtet werden. Bei Matrizen für die Rollenprägung wird, um eine exaktes Abprägen in Richtung der Tonspur sicherzustellen, die Negativkontur bevorzugt parallel zur Rollenachse eingebracht.

Ein Aufrauhen der Negativkontur (15) zur Darstellung eventueller Rauschanteile kann z. B. durch Sandstrahlen oder Ätzen geschehen.

Es sei angemerkt, daß als Alternativen zum Fräsen auch Drehen oder die Laserbearbeitung der Matrize mit neuen hochauflösenden Laserwerkzeugen denkbar ist.

Claims (18)

1. Tonwiedergabevorrichtung mit einer streifenförmigen Tonspur (3), die aus einem Träger (1) besteht, der zur Erzeugung mechanischer Schwingungen an ihrer Oberseite mit einem Höhenrelief versehen ist, das mit einer quer zur Tonspur (3) verlaufenden Abtastkante (6) abtastbar ist.

2. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonträger aus einem Karton-, Papp- oder Papiermaterial besteht, das zumindest im Bereich der Tonspur (3) auf seiner profilierten Seite mit einer oder mehreren Kunststoffbeschichtungen (22) versehen ist.

3. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) aus einem Karton-, Papp- oder Papiermaterial besteht, das zumindest im Bereich der Tonspur auf seiner profilierten Seite mit einer oder mehreren Beschichtungen aus Metallfolie versehen ist.

4. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonspur (3) am Anfang mit einem mindestens 10 mm langen Vorlauf versehen ist, der keine Toninformation enthält.

5. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonspur (3) am Ende mit einem mindestens 10 mm langen Nachlauf versehen ist, der keine Toninformation enthält.

6. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonspur (3) als Steg (12) ausgeführt ist.

7. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonspur (3) als an seiner Oberseite flacher und nicht mehr als 4 mm breiter Steg (12) ausgeführt ist.

8. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonspur (3) als Steg (12) ausgeführt ist, der im Querschnitt von der konturierten Seite aus gesehen konvex gewölbt ist.

9. Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seite des Tonstegs (3) ein Stützsteg verläuft, auf dem die Abtastkante (6) beim Abtasten abstützbar ist.

10. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonspur (3) durch eine optische Markierung (10) hervorgehoben ist.

11. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) mit einem leicht zu lösenden Abtastgegenstand (2) versehen ist.

12. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastgegenstand (2) zur Abtastung nicht vom Träger (1) getrennt werden muß.

13. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastkante (6) des Abtastgegenstandes (2) in Längsrichtung konvex gekrümmt ist.

14. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastkante (6) im Querschnitt rechtwinklig ist.

15. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (9) der Tonspur (3) den Schwingungsanteilen und -richtungen von Träger (1) und Abtastgegenstand (2) angepaßt ist.

16. Tonwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 11, 12, 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastgegenstand (2) mit einer optischen Markierung (13) versehen ist, die es dem Anwender erleichtert, den Abtastgegenstand (2) annähernd in 45°-Stellung zu halten.

17. Verfahren zur Herstellung der Tonwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonwiedergabevorrichtung in einem Prägeverfahren vermittels eines Prägestempels (14) mit der Tonspur (3) versehen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Inverse der Kontur (9) der Tonspur (3) mit einer Fräsvorrichtung in den Prägestempel (14) eingebracht wird, deren Fräskopf um 45° gegenüber den Grundkörper verkippt ist.