DE2318871A1 - Wiedergabeeinrichtung fuer scheibenfoermige aufzeichnungstraeger - Google Patents

Description

TED Bildplatten Aktiengesellschaft AEG-Telefunken-Teldec

CH-6301 Zug/Schweiz
Hänibühl 8, Poetfach 126

Berlin, den 11. April 1973 PT/TFR-B - Chn/scha B II 73/7

Wiedergabeeinrichtung für scheibenförmige Aufzeichnungsträger

Die Erfindung betrifft eine Wiedergabeeinrichtung für scheibenförmige Aufzeichnungsträger mit in Rillen gespeicherten Signalen, wie im Oberbegriff des ersten Patentanspruches angegeben.

Im Zusammenhang mit dem als "Bildplattentechnik" bekanntgewordenen Verfahren zur Aufzeichnung von Signalen in Dichtspeichertechnik auf einem scheibenförmigen Aufzeichnungsträger und einer Wiedergabe mit Druckabtastung ist eine Abspieleinrichtung bekannt, die eine den Abtaster für die Bildsignale während des Abspielens radial über die Platte bewegende und mit der Plattendrehung koordinierte Zwangsführung mit elastischer Halterung des Abtasters aufweist, wobei der Vorschub des Abtasters abschaltbar ist oder die Vorschubeinrichtung über ein stetig oder stufenweise veränderbares Getriebe mit der Plattentellerantriebswelle des Plattentellers verbunden ist, so daß eine Zeitraffung oder Zeitdehnung möglich ist. Die Abtasterhalterung ist dabei so beschaffen, daß der Abtaster bei abgeschaltetem Vorschub durch die Rillenführung einige Rillen mitgenommen wird, bevor er infolge der Elastizität der Halterung zurückspringt (DAS Nr. 2 029 909).

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Nachteilig bei einer derartigen Anordnung ist die Tatsache, daß das Springen des Abtasters von einer Eeihe von Zufälligkeiten abhängig ist, die vom Bedienenden nicht beeinflußt werden können und ein Springen des Abtasters an exakt vorherbestimmbaren Stellen um definierte Beträge verhindern. Diese Zufälligkeiten bestehen u.a. in den Fertigungsstreuungen des Abtasters und seiner Halterung sowie den unvermeidlichen Toleranzen bei der Herstellung des Aufzeichnungsträgers. Es sind Versuche unternommen worden, das Springen des Abtasters an vorbestimmten Stellen der Aufzeichnungsrille durch Verformungen derselben zu begünstigen} die erzielten Ergebnisse waren jedoch nicht zufriedenstellend, da auch auf diese Weise das überwechseln des Abtasters in eine benachbarte Rille nicht genügend genau vorher bestimmt werden konnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung anzugeben, die es ermöglicht, das Springen des Abtasters bei der Wiedergabe von in Rillen eines Aufzeichnungsträgers gespeicherten Informationen gezielt zu beeinflussen, so daß ks beispielsweise bei der Wiedergabe von Fernsehsignalen möglich ist, eine Standbild-, eine Zeitlup^en-, eine zeitlich gedehnte und sogar eine zeitlich rückwärts verlaufende Wiedergabe zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.

Durch die Erfindung ist es ermöglicht, mittels der Wahl der Zeitpunkte und der Stärke von einzelnen Impulsen die Sprungfrequenz und die Sprungweite des Abtasters unabhängig voneinander in weiten Grenzen zu beeinflussen. Die besonderen Vorteile der Erfindung entfalten sich dabei vorzugsweise im Zusammenhang mit ihren in den Unteransprüchen angegebenen Weiterbildungen.

Insbesondere bei der Wiedergabe von Fernsehsignalen ist es notwendig, daß die Sprungzeitpunkte des Abtasters mit dem Bildinhalt korreliert sind. Man wird den Abtaster vorzugsweise während der im genormten

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Fernsehsignal enthaltenden Austastzeiten zum Springen anregen, da dann ein zeitweiliger Ausfall des Signales für den Betrachter nicht störend in Erscheinung tritt. Eine derartige Korrelation kann entweder durch Steuerung der Kraftimpulse durch die Stellung der Antriebsmittel für den Aufzeichnungsträger oder, wenn die Lage des Aufzeichnungsträgers auf dem Antriebsmittel nicht definiert ist, durch auf dem Aufzeichnungsträger vorhandene Signale selbst hervorgerufen werden. Die Beeinflussung des Abtasters erfolgt zweckmäßigerweise möglichst nahe an seinem in die Rille eingreifenden Teil, dem Führungskörper, der üblicherweise durch einen Diamanten gebildet wird.

Die Impulse lassen sich jedoch auch von einer entfernten Halterungjher durch eine Schockwelle innerhalb der Materie über die Halterung des Abtasters zum Führungskörper hin übertragen.

Zur Auslösung der Impulse kommen zweckmäßigerweise elektrische oder magnetische Mittel, wie beispielsweise Elektromagnete oder piezokeramische Elemente, in Betracht.

IJm eine Schonung des Aufzeichnungsträgers zu erreichen, ist es außerdem vorteilhaft, wenn der aufgebrachte Kraftimpuls nicht nur eine Komponente quer zur Rillenrichtung, sondern eine weitere, dem Auflagedruck entgegengerichtete, enthält, da auf diese Weise das Verlassen der Rille durch den Führungskörper erleichtert und ein Einschneiden des Führungskörpers in die Rillenflanken verhindert wird.

Werden Einrichtungen vorgesehen, die es ermöglichen, Impulse in zwei voneinander verschiedenen Kraftrichtungen senkrecht zur Rillenrichtung .aufzubringen, so kann die Sprungrichtung des Abtasters in weiten Grenzen beeinflußt werden* Um die Bewegungen des Abtasters gut beherrschen zu können, ist es günstig, wenn die beiden Kraftrichtungen jeweils einen Winkel von 135° mit der Richtung der Andruckkraft des Abtasters auf die Aufzeichnungsträgeroberfläche bilden. Außerdem besteht durch entsprechende Impulsformung die Möglichkeit, mittels einer steilen

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Anstiegsflanke und einer flach auslaufenden Rückflanke im zeitlichen Verlauf der Kraftimpulse ein schnelles Abheben des Abtasters und ein verlangsamtes Wiederaufsetzen zu bewirken, wodurch zum einen ein rückfederndes Springen des Abtasters verhindert und zum anderen eine zusätzliche Schonung des Aufzeichnungsträgers bewirkt wird.

Da der Abtaster im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung nicht mehr durch die Elastizität seiner Aufhängung, sondern durch aktive Beeinflussung versetzt wird und beim Versetzen von der Aufzeichnungsträgeroberfläche abgehoben ist, kann seine Compliance sehr groß gewählt werden, so daß die Abnutzung des Aufzeichnungsträgers klein ist und die zum Versetzen durch die erfindungsgemäße Einrichtung aufzubringenden Kräfte gering sind.

Bei einem Aufzeichnungsträger mit spiraliger Rille, der auf jedem Rillenumfang jeweils ein Fernsehbild gespeichert enthält, ergibt sich für die Vorschubgeschwindigkeit des Abtasters ν , die ein Maß für die scheinbare Wiedergabegeschwindigkeit darstellt, aus der Impulszahl pro Sekunde i und der Sprungweite s nach der Formel

+ 1

wobei die Sprungweite s von der Intensität der auf den Abtaster aufgebrachten Impulse abhängt und je nach Richtung der Impulse in bezug auf die Rillensteigung positive oder negative Werte annimmt, ν stellt die NormalVorschubgeschwindigkeit dar, b ist die Rillenbreite und f die Bildwiedergabefrequenz.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 eine Wiedergabeeinrichtung für scheibenförmige Aufzeichnungsträger mit in Rillen gespeicherten Fernsehsignalen,

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Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines Abtasters für die Wiedergabeeinrichtung in Seitenansicht mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Versetzen des Abtasters quer zur Rillenrichtung,

Figur 3 eine Frontansicht desselben Abtasters,

Figur h ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung für die Abtasterbewegung der Wiedergäbeeinrichtung,

Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wiedergabeeinrichtung mit piezokeramischem Element in Seitenansicht

und
Figur 6 eine Draufsicht desselben Abtasters.

In der in Figur 1 gegebenen schematischen Darstellung wird ein Aufzeichnungsträger 1 über einer feststehenden Unterstützungsfläche 2 durch einen Antriebsmotor mittels eines Mitnehmers k in Umdrehung versetzt. Der Aufzeichnungsträger 1 rotiert dabei über einem durch eine Luftströmung 5 hervorgerufenen Luftpolster. Ein auf einem Schlitten 6 befestigter Abtaster wird zur Wiedergabe der auf dem Aufzeichnungsträger 1 befindlichen Signale mittels eines Seilzugs 7 durch einen zweiten Antriebsmotor 8 über ein Getriebe 9 den auf dem Aufzeichnungsträger 1 befindlichen Rillen nachgeführt.

Ein in Figur 2 in Seitenansicht mit seiner Halterung dargestellter Abtaster 10 kontaktiert den Aufzeichnungsträger 1, der in Rillen gespeicherte Fernseheignale enthält, also eine sogenannte Bildplatte darstellt. Der Abtaster 10 ist zusammen mit einem mechanisch-elektrischen Wandler 11 mittels eines Halters 12 an dem Schlitten 6 elastisch gelagert. Durch die elastische Lagerung ist der Abtaster 10 in der Lage, den durch Höhen- und Seitenschlag des Aufzeichnungsträgers 1 hervorgerufenen Bewegungen der Rillen zu folgen.

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Um einzelne Teile der Aufzeichnung in den einzelnen Killen gezielt aufsuchen zu können oder bei spiralförmig verlaufender fiille auch einzelne Aufzeichnungsteile zu wiederholen, ist der Abtaster mit einer Einrichtung versehen, die es ermöglicht, den die Aufzeichnungsträgeroberfläche kontaktierenden Abtaster 10 durch das Aufbringen von Kraftimpulsen quer zur Rillenrichtung zu versetzen. Durch eine entsprechende Wahl der Komponente der Kraftimpulse quer zur Rillenrichtung kann dabei ein rillengenaues Springen erreicht werden.

Steht der Abtaster durch seine seitliche Auslenkung unter Vorspannung, kann ein Springen des Abtasters auch schon durch ein einfaches Anheben mittels einer entgegengesetzt zum Auflagedruck wirkenden Kraftkomponente erreicht werden. _f

Diese Einrichtung besteht aus einem mit dem Abtaster 10 verbundenen Weicheiseplättchen 13» zwei mit der Halterung verbundenen und einen Winkel von jeweils 135 mit der Richtung der Auflagekraft bildenden Eisenkernen ik und 15 j sowie auf diese Eisenkerne aufgesteckten Spulenpaaren 16,17 und 18,19· Der Eisenkern 15 mit dem Spulenpaar l8 und 19 befindet sich in der Darstellung von Figur 2 hinter dem Eisenkern 1*f.

Aus Figur 3 ist die v-förmige Anordnung der Eisenkerne 1*f und 15 ersichtlich. Obgleich prinzipiell die Kraftimpulse auf den Abtaster in beliebiger Weise aufgebracht werden können, hat sich die dargestellte Anordnung zur magnetischen Steuerung des Abtasterspringens als besonders geeignet herausgestellt. Durch die v-förmige Anordnung ist es nämlich möglich, den Abtaster auf der Platte in zwei verschiedene Richtungen, also in vorangehendeund folgende Rillen, zu versetzen. Außerdem wird beim Betätigen der Einrichtung gleichzeitig ein Kraftimpuls aufgebracht, der der auf den Abtaster 10 wirkenden Auflagekraft entgegengerichtet ist. Dadurch ist es zum einen möglich, den Abtaster beim Versetzen quer zur Rillenrichtung anzuheben, so daß die Rillenflanken weitgehend geschont werden, und zum andern ist es auch möglich, eine in der Darstellungsebene von Figur 3 liegende Kraft beliebiger Richtung einzustellen. Dazu gehört beispielsweise auch ein Abheben des Abtasters 10 vom

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Aufzeichnungsträger 1 nach Beendigung der Wiedergabe. Die beiden Spulenpaare 16,17 und 1o,i9 werden dazu über separate Zuführungen 39*31Kgleicnzeitig angesteuert.

TJm auch beim Wiederaufsetzen des Abtasters 10 auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 1 eine möglichst weitgehende Schonung des Plattenmaterials zu gewährleisten, werden die auf den Abtaster 10 einwirkenden Kraftimpulse so geformt, daß der Abtaster zwar möglichst schnell sich von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 1 abhebt, sich anschließend aber möglichst langsam und prellfrei auf diese absenkt.

In Figur k sind die Steuerungsmittel zum Versetzen des Abtasters 10 quer zur Billenrichtung in einem Blockschaltbild dargestellt. Ein Impulsgenerator 22, der Impulse mit einer Frequenz abgibt, deren Vielfache durch eine mit der Aufzeichnungsträgerrotationsfrequenz, beispielsweise über das Lichtnetz, zusammenhängende Frequenz synchronisiert werden, werden zwei Impulsfolgewählern 2k und 25 zugeleitet. Durch diese Impulsfolgewähler 2k und 25 lassen sich die zum Versetzen des Abtasters 10 notwendigen Impulsfolgen auswählen, welche ebenfalls mit der Umdrehungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers zusammenhängen. Die Impulsfolge am Ausgang des Impulsfolgewählers 25 wird einem Verstärker 26 zugeführt, an dessen Ausgangsklemmen 33 der Antriebsmotor 8 für den Abtasterschlitten 6 in Figur 1 angeschlossen ist. Der Antriebsmotor 8 ist ein Synchronmotor, der den Schlitten 6 mit dem Halter 12 des Abtasters 10 mit einer am Impulsfolgewähler 25 eingestellten Geschwindigkeit quer zur Billenrichtung bewegt. Mit dem Impulsfolgenwähler 2k wird die Häufigkeit der auf den Abtaster 10 wirkenden Kraftimpulse, die ein Versetzen des Abtasters quer zur Billenrichtung bewirken, festgelegt. Ein Phasenregler 27 verschiebt die Zeiten der Impulse, bezogen auf den abgetasteten Rillenumfang in der Weise, daß ein seitliches Versetzen des Abtasters bei der Wiedergabe von Fernsehbildern nur während der Vertikalaustastzeiten des genormten Fernsehsignals vorgenommen wird, so daß der durch das Springen des Abtasters hervorgerufene Signalausfall

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für den Betrachter nicht störend in Erscheinung tritt. Als Referenzsignal wird dazu auf einen Eingang 28 des Phasenreglers 27 ein Anteil des abgetasteten Fernsehsignals gegeben. Es eignen sich dazu insbesondere solche Signalanteile, die mit Fernsehbild oder -halbbild korreliert sind wie beispielsweise die Vertikalsynchronimpulse.

Ein Impulsformer 29 ermöglicht es, die Intensität und die Form des auf den Abtaster wirkenden Kraftimpulses zu variieren. Außerdem ist das Verhältnis der an den beiden flpulenpaaren 16,17 und 18,19 anliegenden Spannungen und damit die Bewegungsrichtung des Abtasters veränderbar. Ein Verstärkerteil 30 dient zur Ansteuerung der beiden Spulenpaare 16,17 und 18,19 über die Anschlüsse 31 und 32.

Obgleich die Erfindung sich gleichermaßen für den Zugriff zu beliebigen in Rillen eines scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers in Form von zusammenhängenden Informationsblöcken gespeicherten Signalen verwenden läßt, ist sie besonders für die Wiedergabe von Fernsehsignalen geeignet. Ein störungsfreies, normgerechtes Fernsehsignal läßt sich trotz eines Rillenwechsels des Abtasters dann erhalten, wenn die Fernsehsignale in der Weise aufgezeichnet sind, daß gleichartige Informationsteile, beispielsweise Bild- oder Zeilenwechselimpulse, in aneinandergrenzenden Rillen einander benachbart gespeichert sind. Das ist bei der Wiedergabe von normgerechten Fernsehsignalen dann der Fall, wenn in einem Rillenumfang" eine konstante, ganze Anzahl von Bildern oder ein Halbbild gespeichert ist.

Der Bildwechsel erfolgt störungsfrei, wenn die Zeiten des Springens des Abtasters jeweils in solche Zeiträume gelegt werden, in denen für den Fernsehzuschauer nicht sichtbare Signalanteile, beispielsweise Austastimpulse, übertragen werden. Durch eine geeignete Zuordnung der Abtastervorschubgeschwindigkeit und der Sprungimpulse für den Abtaster lassen sich die von der Kinofilmwiedergabe bekannten Effekte, wie Zeitlupe, Zeitraffung, Standbild und Rückwärtsprojektion, erreichen. Bei der Standbildwiedergabe beispielsweise wird der Vorschub stillgesetzt, während der Abtaster bei jeder Aufzeichnungsträgerumdrehung

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jeweils einen Impuls zum Springen um eine Rillenbreite quer zur Rillenrich tung, entgegengesetzt zur Richtung der Rillensteigung, erhält.

Bei der Zeitrafferwiedergabe wird die Vorschubgeschwindigkeit erhöht, während dem Abtaster gleichzeitig Sprungimpulse in Richtung der Rillensteigung erteilt werden. Durch Vergrößerung der Impulsintensität ist es möglich, den Abtaster bei jedem Sprung jeweils mehrere Rillen gleichzeitig überspringen zu lassen, so daß eine Zeitraffung um einen großen Faktor erzielt werden kann.

Eine Zeitlupendarstellung ergibt sich dadurch, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens 6 herabgesetzt wird und der Abtaster zwischenzeitlich zur Wiederholung einzelner Bilder zurückspringt.

Um einzelne Rillen des Aufzeichnungsträgers vor übermäßiger Abnutzung zu schützen, ist es zweckmäßig, auch bei der Wiedergabe eines stehenden Bildes nach einiger Zeit den bei jeder Umdrehung des Aufzeichnungsträgers notwendigen Rücksprungimpuls für den Abtaster zu unterdrücken, um auf diese Weise den Abtaster in eine benachbarte Rille gelangen zu lassen, die sich bei üblichen Aufzeichnungen nur geringfügig in ihrem Informationsinhalt von der Nachbarrille unterscheidet.

In den Figuren 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das einfach herzustellen ist, wenn eine Kraftkomponente nur in einer Richtung aufgebracht werden soll. Das Trägerteil J>K ist fest mit dem Schlitten 6 der in Figur 1 dargestellten Wiedergabeeinrichtung verbunden. Mittels der Schraube 35 ist das piezokeramische Element 36 mit dem Trägerteil ~$h verbunden, welches seinerseits als Halterung für den Abtaster 37 mit dem Halteröhrchen 38 dient. Der Dämpfungsring 39 bildet eine zusätzliche Unterstützung für das Halteröhrchen 38· Die Impulse zum Versetzen des Abtaster werden durch das piezokeramische Element 36 erzeugt, welches sich infolge einer an den Anschlüssen ho anliegenden elektrischen Spannung verformt

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und in Abhängigkeit von deren Polarität ein Verschieben des Abtasters in einer der Pfeilrichtungen bewirkt.

Bei einer Rückwärtswiedergabe müssen der Abtaster und die Kraftimpulse so bemessen sein, daß der Abtaster bei jedem Sprung, entgegengesetzt zur Rillensteigung, jeweils mindestens zwei Rillen überspringt.

Die Erfindung läßt sich auch besonders vorteilhaft für Lehrgeräte einsetzen, da di,e didaktische Wirkung der Wiedergabe von stehenden Bildern oft die der Wiedergabe von bewegten Szenen übertrifft. Durch die Ausnutzung jeder einzelnen Rille für jeweils ein stehendes Bild läßt sich eine sehr große Zahl sogenannter Lerneinheiten auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers unterbringen..

Durch die Erfindung ist es weiterhin möglich, auf die Verwendung spiralförmiger Rillen zu verzichten, insbesondere zur Datenspeicherung oder zur Speicherung von Einzelbildern kann es vorteilhafter sein, Informationen in konzentrischen Rillen zu speichern, die durch das Versetzen des Abtasters quer zur Rillenrichtung jeweils gezielt angewählt werden. Die zum erfindungsgemäßen Versetzen des Abtasters erforderlichen Einrichtungen lassen sich ohne Schwierigkeiten in bestehende Gerätekonzepte einfügen, auch ist es möglich, fertige Geräte entsprechend nachzurüsten, da in diesen Fällen neben einer Ergänzung der elektrischen Steuerschaltungen lediglich die Halterung des Abtasters ausgetauscht werden muß.

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Claims (9)

1. Pat entansp rüche

   ( 1)/Wiedergabeeinrichtung für scheibenförmige Aufzeichnungsträger mit in Rillen gespeicherten Signalen, die vorzugsweise Signale eines fernsehmäßig wiederzugebenden Halbbildes oder eines ganzen Vielfachen davon sind, welche

   vorzugsweise

   jeweils in einem Kreisumfang einer/spiralförmigen Aufzeichnungsspur gespeichert sind, gekennzeichnet durch Mittel zum Versetzen des die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers (1) kontaktierenden Abtasters (io) um eine Anzahl von Rillenbreiten quer zur Rillenrichtung mittels auf den Abtaster einwirkender Kraftimpulse.
2. 2) Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiten der Kraftimpulse mit der Drehung des Aufzeichnungsträgers (1) korreliert sind.
3. 3) Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftimpulse durch im aufgezeichneten Signal enthaltene, mit dem Rillenumfang korrelierte Signale ausgelöst werden.
4. 4) Wiedergabeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Veränderung der Intensität der Kraftimpulse vorgesehen sind.
5. 5) Wiedergabeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen der Kraftimpulse auf den Abtaster Elektromagnete (Eisenkerne 14 und 15 mit Spulen 16 bis 19) vorgesehen sind, die auf ein mit dem elastisch befestigten Abtaster (1o) verbundenes Weicheisenplättchen (13) einwirken.

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6. 6) Wiedergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum. Aufbringen der Kraftim-

   . pulse ein piezokeramisch.es Element einerseits mit dem Abtaster (io) und andererseits mit einem Trägerteil (34-) verbunden ist.
7. 7) Wiedergabe einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unabhängig voneinander ansteuerhare Impulsgeber für unterschiedliche Kraftrichtungen senkrecht zur Rillenrichtung vorgesehen sind.
8. 8) Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch ?» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Impulsgeber jeweils einen Winkel von 135° mit der Richtung der von Abtaster (1ο) auf den Aufzeichnungsträger (11) wirkenden Andruckkraft bilden.
9. 9) Wiedergabeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsformer (29) vorgesehen ist, der die Kraftimpulse mit einer stellen Anstiegsflanke und einer flach verlaufenden Rückflanke versieht. . ■-

   1o) Wiedergabeeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Veränderung der IFofe der auf den Abtaster (io) aufgebrachten Impulse vorgesehen sind.

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