Johan van Leer: Philips pick-up pionier

“Aanstaande 2 oktober is het 60 jaar geleden dat ik, als PHILIPS employee, de MM-pick-up uitvond.” Zo luidt de eerste zin van een e-mail die ik onlangs heb mogen ontvangen uit het zonnige Santa Monica, Californië. In de hierop volgende e-mail correspondentie maakte ik kennis met de 85-jarige Johan van Leer. Een man die een wel zeer opmerkelijk verhaal te vertellen heeft. Lees hieronder het verbluffende verhaal van een man wiens uitvinding tot tweemaal toe uit handen werd genomen.

johan van leerJohan van Leer is in 1927 geboren op Java in het voormalige Nederlands Indië. Hij bracht daar het grootste deel van zijn jeugd door. Na de lagere school ging hij naar het Lyceum in Soerabaja maar moest zijn studie stopzetten toen de Tweede Wereldoorlog uitbrak en Indonesië door de Japanners bezet werd. Drie jaar heeft Johan doorgebracht in een gevangenenkamp en na de oorlog vertrok de familie van Leer naar Nederland. Daar kon Johan zijn studie voortzetten aan de HBS in Delft. Hij volgde onder andere de vakken wiskunde, natuurkunde, scheikunde, mechanica, biologie en diverse buitenlandse talen. “Mijn grootste fout was om niet door te studeren en zonder verdere opleiding naar Philips te gaan,” aldus van Leer. “Het minst zou in die tijd de MTS geweest zijn. Behalve dan 2 Delftenaren waren de anderen op mijn afdeling allemaal MTS’ers.”

Nadat hij de HBS succesvol heeft afgerond, komt de 22-jarige Johan van Leer in september 1949 terecht bij Philips in Eindhoven, dat op dat moment een sterke groei doormaakt. Als elektro-akoestisch medewerker komt de jonge van Leer terecht bij de Hoofd Industrie Groep (H.I.G.) “Apparaten”, waar de ontwikkeling en productie van Philips radiotoestellen en grammofoons plaatsvindt. Hij werkt in eerste instantie aan de ontwikkeling van piëzoelektrische en magnetische ontvangers en microfoons voor gehoorapparaten en telefoons. Al snel zal hij zich specialiseren in het ontwerpen en ontwikkelen van pick-up elementen. In eerste instantie zijn dat de conventionele piëzoelektrische kristalelementen maar van Leer blijkt al snel verder te kunnen denken dan zijn neus lang is. Reeds in 1953 ontwikkelt hij een magnetodynamisch (MM) element dat zijn tijd ver vooruit is. Fantastisch, weer zo’n revolutionaire Philips uitvinding! Maar de weg loopt niet altijd waar je ‘m verwacht…

Op de plank

Als van Leer met zijn uitvinding bij zijn afdelingshoofd aanklopt, is de belangstelling minimaal. Philips is op dat moment druk bezig met het ontwikkelen van een nieuw type piëzoelektrisch pick-up element op basis van Bariumtitanaat (BaTiO3). Dit type element moet de tot dan toe gangbare maar relatief kwetsbare Kaliumnatriumttartraat (seignettezout) elementen vervangen. Van Leers MM element wordt dus in eerste instantie op de plank gelegd. Wel schrijft hij een Octrooi-mededeling namens de H.I.G. “Apparaten” die bekend is onder nummer R58. Hierin zet hij het principe van zijn magneto-dynamische pick-up element uiteen, geeft uitleg over de werking en voorziet zijn theorie van diverse technische tekeningen. Dit document wordt op 2 oktober 1953 ingediend en is ondertekend door zijn afdelingshoofd, de heer Alons. “Wel kreeg ik voor de moeite een jaarlijkse salarisverhoging van zegge 250 gulden,” aldus van Leer. Maar daarmee was de kous echt af. Van Leer gaat nog enige tijd door met de ontwikkeling van zijn magneto-dynamische element en weet enkele proefexemplaren te produceren. Uiteindelijk besluit hij in augustus 1954 ontslag te nemen bij Philips. Als Eindhoven de waarde niet inziet van zijn vinding, dan is er vast wel iemand anders die dat doet.

octrooi mededeling R58– Octrooi mededeling R58 Philips (PDF)

octrooi mededeling R58– Ontslagbrief Johan van Leer Philips (PDF)

Het bijzondere is dat Philips na het vertrek van van Leer ineens toch belangstelling kreeg in zijn vinding en het element uiteindelijk zelfs in productie heeft genomen. In 1955 verschijnt het boekje “Van microfoon tot Oor” van G. Slot in de Philips Technische Bibliotheek. In dit boek wordt de werking van van Leers magneto-dynamische pick-up element gedetailleerd toegelicht. Ook in het Philips Technisch Tijdschrift van april 1956 is een artikel gepubliceerd over het magnetodynamische opneemelement dat inmiddels het typenummer AG3021 heeft gekregen. Hierin wordt de constructie en werkwijze van het element uitgelegd. “De afbeelding op bladzijde 116 van dat artikel is een foto van het door mij ontwikkelde en gebouwde element.” In het mei/juni nummer van datzelfde jaar wordt een vervolgartikel gepubliceerd, waarin de frequentiekarakteristiek van het AG3021 element wordt besproken. “Het artikel van N. Wittenberg, mijn afdelingschef bij Philips, werd geschreven en gepubliceerd nadat ik in augustus 1954 bij de onderneming was weggegaan.” Een jaar later, in 1957, worden de artikelen van Wittenberg ook in het Engels in “Philips Technical Review” gepubliceerd.

octrooi mededeling R58– Fragment: van Microfoon tot Oor (PDF)

octrooi mededeling R58– Fragment: Philips Technisch Tijdschrift 4 en 5-6 uit 1956 (PDF)

Shure Brothers Inc. – Microphones and Acoustic Devices

van leer shureVan Leer besluit te emigreren naar de Verenigde Staten en komt terecht in Holyoke, Massachusetts waar hij voor enige tijd bij familie kan blijven wonen. “Ik kwam voor de eerste keer met Shure in contact via een vriend van mijn oom. Een zekere John A. Kessler die werkte bij het M.I.T. (Massachusetts Institute of Technology) schreef een brief aan Benjamin “Ben” B. Bauer.” Bauer was destijds technisch ingenieur bij Shure; de toonaangevende fabrikant op het gebied van microfoons, pick-up elementen en hoofdtelefoons. Opgericht in 1925 begon Shure oorspronkelijk als leverancier van radio onderdelen. Binnen enkele jaren zou het bedrijf zich ontwikkelen tot een fabrikant van kwalitatief hoogstaande microfoons, pick-up elementen, luidsprekers en hoofdtelefoons. Halverwege de jaren veertig was Shure de grootste elementen-fabrikant van de Verenigde Staten en leverde elementen aan veel platenspeler-fabrikanten waaronder Philco, RCA, Emerson, Magnavox, Admiral en Motorola. Van Leer solliciteert naar een functie bij Shure en vertelt over zijn werkzaamheden bij Philips en over zijn vinding, het magneto-dynamische pick-up element AG3021. “Tijdens het gesprek op 20 januari 1955 werd het element getest en onderworpen aan luistertests. Pas nadat ik in dienst ben getreden verklaarde ik de werking ervan tot in de kleinste details.” In februari 1955 komt Johan van Leer in dienst bij Shure Brothers Inc.

briefwisseling shure– Sollicitatie en briefwisseling met Shure (PDF)

Nadat van Leer is aangenomen als werknemer bij Shure, onthult hij alle details over de werking van het magneto-dynamische systeem, dat in Amerika overigens beter bekend staat als MM (Moving Magnet). Het lijkt er echter op dat Shure daar weinig interesse in heeft. “Bauer deed eerst alsof hij niet veel belangstelling had in het maken van een magnetisch element. Hij liet me aan andere projecten werken. Pas ongeveer vier maanden nadat ik bij Shure was begonnen, werd ik betrokken bij een project op het gebied van pick-up elementen. Het doel was om een model te ontwikkelen net als dat van Philips. De eerste twee modellen die ik voor Shure maakte, hadden ferriet magneten met een ronde doorsnede; materiaal dat ik bij Philips had verkregen.” Er was dus wel degelijk belangstelling voor het magnetodynamische element van Van Leer. Wel wilde Shure een ander magnetisch materiaal gebruiken, namelijk Alnico-2 ondanks dat dit aanzienlijke nadelen heeft ten opzichte van het materiaal dat van Leer bij Philips gebruikte; permanent magnetisch ferriet (Ferroxdur).

tekening prototype shure element– Tekening van Leer prototype MM element Shure (PDF)

Verrassing

Terwijl van Leer nietsvermoedend werkte aan het nieuwe Shure element, presenteerden Benjamin B. Bauer en Lee Gunther van Shure een opmerkelijk verslag tijdens de voorjaarsconventie van de International Radio Engineers in maart 1957. In dit verslag presenteerde Bauer het nieuwe element, zonder dat van Leer daar weet van heeft. “Omdat het verslag in eerste instantie betrekking had op de armconstructie en het Dynetic Element genoegen moest nemen met een gedeelte van pagina 6 en 7 was ik nogal verbaasd dat het verslag mijn naam niet vermeldde en dat er slechts heel weinig over het element werd gerept. Evenmin had men mij verteld dat Bauer in 1957 een dossier erover had samengesteld met als doel patent aan te vragen. Toen ik Bauer hierop aansprak, verklaarde hij dat mijn naam niet was genoemd om te voorkomen dat Philips het element met mij in verband zou brengen. In feite wist iedereen met wie ik bij Philips had samengewerkt en met wie ik briefwisseling onderhield van mijn baan bij Shure. Dat was slechts één van de vele smoesjes van Bauer om zich mijn uitvinding toe te eigenen.”

verslag Shure IRE– Verslag Shure Dynetic arm en element voor IRE (PDF)

“De schematische tekening van het Shure element, zoals die in figuur 3 op bladzijde 116 van het IRE verslag te zien is, was met opzet onvolledig. Er ontbreken onderdelen aan, om de gelijkenis met mijn element niet te duidelijk te doen uitkomen. Zo werd het apparaatje op de tekening in werkelijk gebouwd met een U-vormig poolstuk, dat niet in de schematische tekening is opgenomen.” Dat het zo lang heeft geduurd voordat het Shure element tot ontwikkeling kwam, was het gevolg van een verschil in inzicht tussen Bauer en van Leer over het type element. “Ik wilde het element aanpassen aan een vaste norm, zodat het gebruikt kon worden in elke willekeurige arm die toen op de markt was. Bauer hield echter vast aan het idee van een element dat met een arm was geïntegreerd. Er werd veel tijd besteed aan het ontwerp van zo’n arm.” Uiteindelijk heeft Benjamin B. Bauer op 8 april 1957 patent aangevraagd voor “zijn” magnetodynamische MM (moving magnet) element. Dit patent is op 25 september 1962 toegekend, maar het is duidelijk dat het toch echt om de vinding van van Leer gaat.“Onder de proefexemplaren die ik Bauer in 1955 had laten zien, bevond zich ook een element dat men met twee naalden kon gebruiken; een voor 33 toeren en een voor 78 toeren. Zie de figuren 8 en 9 in de octrooi-mededeling uit 1953. Deze tekeningen zijn identiek aan de figuren 5, 6 en 7 van het Bauer-patent 3,005,988.”

patent shure– Patent 3,055,988 Magnetic Phonograph Cartridge – B.B. Bauer (PDF)

Behalve door vast te houden aan een vierkante Alnico-2 magneet in plaats van een ronde ferriet-magneet, probeerde Bauer de overeenkomst met het van Leer-element nog verder te verdoezelen. “Hij deed dit door de magneten verder dan de poolstukken te laten uitsteken. In mijn ontwerp werden de magneten door de poolstukken omsloten. Wat betreft werking was er feitelijk geen verschil, behalve dat Bauers concept een lagere signaalspanning afgaf. In de eerste Shure-elementen die ik maakte en waarin de Ferroxdur-magneten zijn gebruikt, waren deze tussen de poolstukken geplaatst.” Uit al deze kleine details blijkt dus dat Bauer veel moeite deed om het nieuwe element niet teveel op van Leers concept te laten lijken.

Rechtsgang

Toen Shure eenmaal het patent voor een magnetodynamisch MM element op zak had, werden er korte metten gemaakt met de concurrentie. Het eveneens Amerikaanse Pickering was één van de weinige fabrikanten die zich durfden te verzetten tegen het machtige Shure en werd om die reden voor de rechter gedaagd. Van Leer zag zijn kans en zocht contact met Pickering in de hoop dat hij bewijs zou kunnen leveren waarmee niet Shure maar hijzelf als uitvinder van het MM element kon worden betiteld. Tijdens een hoorzitting waarin B.B. Bauer ondervraagd werd over de gang van zaken, ontkende deze ook maar iets te weten van een Philips magnetodynamisch element op het moment dat hij zijn patent indiende. De zaak werd uiteindelijk buiten de rechtszaal afgehandeld zonder dat de informatie van van Leer enig gewicht in de schaal had gelegd.

shure pickering rechtszaak– Verslag gesprek van Leer met advocaat Pickering (PDF)

shure pickering rechtszaak– Verslag hoorzitting B.B. Bauer (PDF)

shure pickering rechtszaak– Uitspraak Shure vs. Pickering (PDF)

Ironisch genoeg heeft ook Philips nog last gehad van het Shure patent op het magnetodynamische element. Omdat Shure wereldwijd alle rechten bezat op het produceren van elementen volgens het magnetodynamische principe, moest Philips plotseling licentierechten gaan betalen voor de productie van zijn eigen opneemelementen. Deze eis heeft Philips echter kunnen afkopen met de belofte geen MD-elementen in de Verenigde Staten te verkopen.

Nasleep

van leer hammondHet behoeft geen nadere toelichting dat Johan van Leer en Shure elkaar na deze geschiedenis de rug toe keerden. Shure, machtig en invloedrijk in de gehele Verenigde Staten, verzekerde zich ervan dat van Leer binnen het electro-akoestische vak nauwelijks meer voet aan de grond zou krijgen en van Leer werd geblacklist. Gelukkig was een fabrikant van elektronische orgels, HAMMOND ORGAN COMPANY genaamd, die wel degelijk belangstelling had in de kennis van deze Nederlander. Bij Hammond heeft van Leer zich wederom een innovatief persoon getoond. Niet alleen heeft hij een aantal belangrijke onderdelen voor het meest exclusieve Hammond-orgel X-66 ontwikkeld, tevens bouwde en demonstreerde hij zijn eigen Clavichord; de “vergeten” voorloper van de piano aan de Chicago Acoustical & Audio Group. Uiteindelijk heeft van Leer zeven jaar bij Hammond gewerkt. Hammond Organ Company maakt tegenwoordig deel uit van de Hammond Suzuki Music Corporation. De gebeurtenissen bij Philips en Shure hebben Johan van Leer nooit los gelaten. Toen in 1979 zijn voormalige Shure collega Benjamin B. Bauer overleed, was dit voor van Leer aanleiding om opnieuw een poging te ondernemen de geschiedenis te herschrijven. Hij schreef diverse belanghebbende partijen aan en voorzag hen van de informatie die hij in de loop der jaren had verzameld. Onder de geadresseerden bevonden zich diverse toonaangevende fabrikanten van Hi-Fi apparatuur zoals Fisher en Pickering en de redacteuren van diverse vooraanstaande tijdschriften op Hi-Fi gebied. Ook schreef van Leer de Audio Engineering Society aan. De Audio Engineering Society is een in de Verenigde Staten gevestigde vereniging van circa 15.000 leden, die zich op professionele wijze bezighouden met audiotechniek en verwante vakgebieden. De kern van deze binding wordt gevormd door het verzamelen en uitwisselen van theoretische en praktische kennis van en over audio en aanverwante vakgebieden. De AES kent in vele landen en lokale sectie van AES-leden. De AES is uitgever van vakliteratuur en van de Journal of the Audio Engineering Society (JAES), die tien maal per jaar verschijnt. In de JAES worden wetenschappelijke artikelen gepubliceerd uit praktisch alle landen van de wereld.

antwoorden op whitepaper johan van leer– Antwoorden op Whitepaper Johan van Leer (PDF)

Helaas bleken alle partijen stuk voor stuk slechts minimaal geïnteresseerd in van Leers documentatie. De reactie van Norman Pickering was – logisch – de meest sympathieke. Pickering had zelf een behoorlijk bittere nasmaak van de geschiedenis met Shure. De overige partijen reageerden vriendelijk en begripvol, maar konden verder, begrijpelijk, weinig voor van Leer betekenen. Ook de vakbladen toonden weinig enthousiasme om van Leers verhaal te publiceren – niet geheel onlogisch omdat ze de grote fabrikant Shure ook graag te vriend wilden houden.

En Philips?

Ook met diverse oud Philips collega’s zocht van Leer contact. Hij schreef brieven aan ir. J. Rodriguez de Miranda, met wie hij destijds had samengewerkt. In het antwoord dat de Miranda hierop schreef, is duidelijk te lezen dat hij zeer gecharmeerd was van het element dat van Leer bij Philips had ontwikkeld. Ook Wybo Semmelink, topman van Philips in de Verenigde Staten, reageert op van Leers verhaal. Hij kan niet begrijpen dat Philips destijds het nut niet inzag van het element dat van Leer had ontwikkeld. Sterker nog; hij heeft geen goed woord over voor “Eindhoven”.

brief rodrigues de miranda– Brief ir Rodrigues de Miranda (PDF)

brief wybo semmelink – Brief Wybo Semmelink (PDF)

Toch gepubliceerd

Slechts één tijdschrift heeft destijds van Leers schrijven gepubliceerd; dit was het Nederlandse blad Stereo Beeld Test van uitgeverij Kluwer. Redacteur André Weigand onderzocht van Leers documentatie en schreef hierover in het augustusnummer van 1980 een uitgebreid artikel.

artikel stereo beeld test andre weigand– Artikel Stereo Beeld Test André Weigand (PDF)

Ondanks dat Weigand zijn artikel zo objectief mogelijk schreef en de waarheid tactisch in het midden heeft gelaten, werd zijn artikel sterk bekritiseerd door de Britse audiojournalist Adrian Hope (pseudoniem voor Barry Fox) die schreef voor het vooraanstaande blad Wireless World. De boze brief die hij schreef aan Hein ten Bos, hoofdredacteur van Stereo Beeld Test, werd door laatstgenoemde kort en bondig beantwoord.

artikel stereo beeld test brief hein ten bos– Brief Hein ten Bos aan Adrian Hope (PDF)

Opvallend is dat bijna 25 jaar na dato, dit onderwerp bij bepaalde partijen blijkbaar nog steeds erg gevoelig lag. Philips medewerkers werd zelfs verboden over dit onderwerp uit te wijden en Stereo Beeld Test ontving dreigementen om het artikel niet te publiceren!

Ongekroonde koning

We hebben hier ongetwijfeld te maken met een zwarte bladzijde uit de audiohistorie. Het herschrijven van de geschiedenis zal echt niet meer lukken na ruim 55 jaar. Het verhaal van Johan van Leer is echter zeer fascinerend en om die reden beslist het publiceren waard. Mijn persoonlijke standpunt is dat van Leer met zijn kennis en inzicht een pionier was op het gebied van hoogwaardige grammofoonreproductie. Bij Philips was hij zijn tijd al ver vooruit en omdat zijn overtuiging niet gedeeld werd, besloot hij te vertrekken. Hij heeft een gedurfde stap gezet met zijn vertrek naar Amerika en dacht zijn geluk te hebben gevonden bij het machtige Shure. Helaas werd hij daar het slachtoffer van slimme patentenpolitiek en ontving hij geen enkele credit of bevestiging voor zijn eigen vinding. Had van Leer dit zelf kunnen voorkomen? Had hij bepaalde dingen anders moeten aanpakken, beter kunnen doen? Was hij wellicht te naïef of te onvoorzichtig? Die vragen zijn achteraf onmogelijk te beantwoorden. Van Leer is een technicus; geen commerciële man. Zijn technische prestaties zijn het fundament voor de hedendaagse pick-up elementen en daarvoor kunnen we hem alleen maar dankbaar zijn.