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Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung des Radio-Fernsehens sowohl als auch der Fern-Iiinematographie.
Man hat bereits ein Verfahren zur Erzielung des Fernsehens beschrieben, bei welchem in der Sendestation ein reelles optisches Bild des zu sendenden Gegenstandes oder Panoramas durch Verwendung zweier mit zueinander senkrecht stehenden Schwingungsachsen schwingender Spiegel abgetastet und auf ein lichtempfindliches Element (Photozelle) geworfen wird, auf welches alle Punkte des reellen optischen Bildes nach aufeinanderfolgenden Linien gelangen und welches Intensitätsänderungen in einem Übertragungsstromkreis mit oder ohne Draht hervorruft. Dabei ist einer der beiden Spiegel sehr klein und schwingt mit grosser Geschwindigkeit, der andere ist grösser und schwingt langsamer. Diese Anordnung
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Bild liegt nicht in einer Ebene, wenn ein Objekt (Panorama) mit beträchtlicher räumlicher Tiefe aufgenommen werden soll.
Nach der Erfindung wird nun in der Sendestation die in Fig. 1 dargestellte optische Anordnung verwendet.
Das Objektiv 01 von sehr kleiner Brennweite und möglichst grosser Öffnung erzeugt ganz nahe seiner rückwärtigen Fläche A'B'ein winziges und sehr scharfes Bild des Gegenstandes A B. In der
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Das reflektierte Strahlenbündel wird unmittelbar von einem zweiten Objektiv O2 aufgenommen, dessen Brennweite etwas grösser als jene von 01, jedoch noch immer klein ist ; O2 kann auch ein Mikroskopobjektiv sein.
Alle vom Spiegel M1 reflektierten Strahlen werden infolge der Schwingungen dieses Spiegels während eines Momentes durch eine Ebene gehen, die durch die Sehwingungsachse y und die optische Achse des Objektives O2 gebildet ist und senkrecht zur optischen Achse x-x des Systems 01 stent.
Ordnet man an einer passenden Stelle dieser Ebene den mit kleiner Geschwindigkeit schwingenden Spiegel M mit einer zur eben erwähnten Ebene senkrechten Schwingungsaehse z-z an, so hat der Spiegel M2 die richtige Lage und Orientierung und ist, obwohl er nur kleine Abmessungen hat, imstande, alle von M1 reflektierten Strahlen auf ein lichtempfindliches Element (Photozelle) zu werfen, das in der durch die Achse y und das System O2 bestimmten Ebene liegt. Dieses lichtempfindliche Element wird daher jede Stelle des reellen optischen Bildes in ganz gleicher Weise abtasten.
Wird das System O2 aus einem entsprechend zusammengesetzten Mikroskopobjektiv gebildet, so wird der Konvergenzpunkt des austretenden Strahlenbündels sehr nahe sein und der Spiegel M2 kann dann gleichfalls sehr kleine Dimensionen erhalten.
Die Spiegel M und M, können selbstverständlich in der Anordnung vertauscht werden ; es wird also der langsamer schwingende Spiegel im Strahlengang vor dem rasch schwingenden Spiegel liegen.
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grössere der beiden Spiegel, den man nur mit verhältnismässig kleiner Geschwindigkeit schwingen lassen kann und schneidet daselbst das ganze aus dem Aufnahmeobjektiv tretende Strahlenbündel, was bei Verwendung eines sehr kleinen an der gleichen Stelle angeordneten Spiegels, dem man grosse Geschwindig- keit erteilen könnte, nicht möglich wäre.
Fig. 2 zeigt diese Anordnung der beiden Spiegel M1, M, deren Sehwingungsachsen y, z aufeinander senkrecht stehen und in parallelen Ebenen liegen. Der Spiegel M1 befindet sich hinter dem Objektiv 01 schneidet nahe diesem das austretende Strahlenbiindel, welches das Bild in o. erzeugen würde und bestreicht, während er um die Achse y schwingt, den Spiegel A mit dem Strahlenbündel, u. zw. mit
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geringer Geschwindigkeit, z. B. 10-16mal in der Sekunde. Während jeder Bestreichung wird der um seine Achse z schwingende Spiegel M2 jenen.
Teil des Strahlenbündels reflektieren, der augenblicklich auf ihn fällt, so dass dieser Teil während einer Schwingung von M2 die Öffnung der Blende D bestreichen wird, hinter der sich das lichtempfindliche Element S befindet. (Zweckmässigerweise wird der Abstand
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das Bild in S die Schärfe erhält, die es in ro hätte. ) Erfolgt die Bewegung des Spiegels Mi ruckweise nach jeder halben Schwingung des Spiegels M2 und entspricht der Winkel dieser ruckweisen Bewegung der Breite des Spiegels M2 (welche gleich der Breite jenes Teiles des reflektierten Strahlenbündels sein muss, der als zur Bildzerlegung ausreichend festgestellt wurde), so wird das ganze Bild abgetastet werden.
Ist, wie gewöhnlich, die Bewegung des Spiegels M kontinuierlich, so geschieht die Abtastung in Schlagenlinien und nicht, wie bei ruckweiser Bewegung, in äquidistanten Geraden.
Jedenfalls wird aber eine der Dimensionen des Spiegels M2, u. zw. seine Breite sehr klein sein und infolgedessen auch seine Masse ; dadurch ist man in der Lage, obgleich die Geschwindigkeit des Spiegels M2 beträchtlich ist, den Spiegel M2 ebenso wie der Spiegel M mechanisch anzutreiben, was eine Vereinfachung bedeutet, da man statt des Antriebes des einen Spiegels durch einen Oszillographen einen mechanischen Antrieb wählen kann.
Die Empfangsstation, welche das Bild dem Beobachter vorführt, besteht aus :
1. der Einrichtung zum Empfang der von der Sendestation mit oder ohne Draht übermittelten Sendung ;
2. einer Einrichtung, welche die Schwankungen des Empfangsstromes in Schwankungen der Lichtstärke überträgt, u. zw. in Übereinstimmung mit den Liehtstärkeschwankungen in der Sendestation ;
3. einer Verteilereinrichtung zum Zusammensetzen des Bildes, die der Abtasteinrichtung der Sendestation entspricht ;
4. einer Projektionseinrichtung, die das Bild auf einem Schirm für einen oder mehrere Beobachter sichtbar macht.
Zur Verwandlung der Schwankungen des Empfangsstromes in Lichtstärkeschwankung können verschiedene Methoden gebraucht werden, wie das Zwischenschalten einer Farbtonskala, die Verwendung der Neon-Lampe, das Kerrphänomen. Hier soll als Anwendungsbeispiel der Erfindung das Kerrphänomen verwendet werden ; bei diesem Phänomen rufen Spannungsschwankungen, die den Belegungen eines Kondensators mit flüssigem Dielektrikum mitgeteilt werden, drehende elektrische Polarisationswirkungen
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hervor. In der Einrichtung zum Empfang der übermittelten Sendung werden nun die Schwankungen des Empfangsstromes in genügender Weise verstärkt und als Spannungsschwankungen dem Anodenkreis der letzten Verstärkerstufe entnommen.
Diese Spannungsschwankungen werden an die Klemmen des Kerrkondensators gelegt durch den ein sehr starkes und konstantes Lichtstrahlenbündel nach Durchgang durch den Analysator hindurchgeschickt wird ; nach dem Wiederaufrichten wird daher das Licht mehr oder minder geschwächt sein. Die Schwankungen der Lichtstärke des Strahlenbündels werden somit den Schwankungen des Widerstandes des lichtempfindlichen Elementes der Sendestation und daher auch der Lichtstärkeverteilung des in der Sendestation aufgenommenen Gegenstandes entsprechen ; durch eine geeignete Gestalt des Kondensators kann so das Lichtstrahlenbündel in der Empfangsstation einen unbeweglichen kreisförmigen Fleck wechselnder Helligkeit erzeugen.
Dieses Strahlenbündel wird nun zwecks Zusammensetzung des Bildes räumlich verteilt, u. zw. durch einen-Vorgang und Einrichtungen (Verteilereinrichtung), die analog jenen der Bildabtastung in der Sendestation sind.
Man fasst dabei den Fleck T als Vertreter des aufgenommenen Gegenstandes A, B der Sendestation auf und verwendet erfindungsgemäss die gleiche optische Anordnung (Fig. 3) wie in der Sendestation, also ein Objektiv 01, welches ein reelles optisches Bild entwirft, das von den Spiegel und'in2'die um aufeinander senkrechte Achsen schwingen, reflektiert wird ; m, schwingt rasch, m, langsamer. Fig. 4 zeigt eine infolge Anwendung eines divergierenden Objektivs räumlich mehr auseinanderliegende Anordnung.
Bei genügend schnellen Bewegungen der Spiegel m1, ergibt sich schliesslich auf einem Schirm ein Bild, welches aus aufeinanderfolgenden von dem vom Fleck T ausgehenden Strahlenbündel projizierten Linien gebildet wird und dessen Helligkeitsverteilung in einander entsprechenden Punkten mit jener
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kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden : a) indem man ein Objektiv 01-mit genügend grosser Brennweite und kein Objektiv O2 verwendet, b) indem man den Abstand Oi, O2 passend einstellt, e) indem man ein Bild erzeugt, das von einem Objektiv kurzer Brennweite und grosser Öffnung auf den Schirm geworfen wird.
Die Wiederzusammensetzung des Bildes bietet keine Schwierigkeit, wenn sich die Spiegel MI und M2' sowie und'in2 streng synchron bewegen. Um letzteres bei den hier in Betracht kommenden schnellen Bewegungen zu erreichen, eignet sich jedoch keine Anordnung, die mechanische Organe enthält.
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Dieser Synchronismus wird dagegen durch folgende, hier vorgeschlagene Einrichtung erzielt ; die beiden sich schnell bewegenden Spiegel M und m sind als Vibrationsgalvanometer-oder Oszillographenspiegel ausgebildet. In der Sendestation wird eine elektrische Schwingung erzeugt, deren Wellenlänge von der Wellenlänge der Schwingungen, die durch das lichtempfindliche Element moduliert werden, verschieden ist. Diese Schwingung wird durch geeignete Vorrichtungen sowohl im Sender als im Empfänger aufgenommen und steuert gleichzeitig, in strengem Synchronismus, die Spiegel M und ml. Auf diese Weise wird der maximale Ausschlag der beiden Spiegel synchron eingeregelt, während der übrige Ablauf der Bewegung in geeigneter Weise identisch und gleichzeitig gemacht wird.
Die Bewegungen der Spiegel M2, m2 (Fig. 1, 3,4) sind verhältnismässig langsam. Um den Syn- chronismus dieser Spiegel zu regeln, werden daher Einrichtungen mechanischer Natur, die möglichst gleichmässig wirken sollen, wie Synchronmotoren, Uhrwerke, Zählwerke, Guiller-Chronometer usw., genügen. Da man in der Empfangsstation eine stets sichtbare Projektion vor sich hat, wird es leicht sein, die richtige Geschwindigkeit des Spiegels unmittelbar so einzuregeln, dass ein korrektes Bild projiziert wird, ohne dass hiefür eine Verbindung zwischen Sende-und Empfangsstation notwendig wäre.
Bei der Einrichtung nach Fig. 2, bei der in der Sendestation kein Oszillograph vorgesehen ist, kann der schnell schwingende Spiegel der Empfangsstation mittels elektrischer Wellen gesteuert werden, welche in der Sendestation erzeugt, ausgesendet und reguliert werden, wobei unter "Regulierung" intermittierende Antriebe (Impulse), wie bei telegraphischer Übertragung, Kontaktseheiben, Unterbrechen usw. zu verstehen sind.
Da in der Empfangsstation ein reelles optisches Bild erzeugt wird, kann dieses Bild von einem zur Projektion bestimmten Film aufgenommen werden ; dazu genügt, dass die Versehiebungsbewegungen des aufnehmenden Films den Bewegungen der Spiegel in der Empfänger und Senderstation entsprechend zugeordnet sind, damit sich die Aufeinanderfolge der Bilder ohne Verwirrung vollzieht. Diese Zuordnung ist mit Rücksicht auf das Vorhandensein einer Steuerung der langsam und rasch schwingenden Spiegel leicht zu treffen. Auf diese Weise wird eine drahtlose Fernkinematographie möglich. Eine andere Aus- führungsmoglichkeit letzterer ist die bewegte Projektion der in der Empfangsstation erzeugten Bilder durch direkte Kinematographie.
Beide Verfahren geben augenblicklich und in beliebiger Entfernung kinematographisch die in der Sendestation aufgenommenen Bewegungen wieder.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Fernsenden eines Bildes auf elektrischem Wege, bei welchem ein reelles optisches Bild des zu sendenden Gegenstandes mit Hilfe zweier mit senkrecht aufeinanderstehenden Sehwingungsachsen schwingende Spiegel abgetastet und auf ein lichtempfindliches Element geworfen wird, welches Intensitätsänderungen in einem Übertragungsstromkreis mit oder ohne Draht hervorbringt, dadurch gekennzeichnet, dass die vom aufzunehmenden räumlichen Gegenstand ausgehenden Lichtstrahlen hinter einem Aufnahmeobjektiv ein scharfes reelles Bild erzeugen, welches von dem einen, knapp hinter dem Aufnahmeobjektiv angeordneten, schwingenden Spiegel so reflektiert wird, dass alle reflektierten Strahlen aufeinanderfolgend durch eine Ebene gehen, die durch die Schwingungsachse dieses Spiegels senkrecht zur optischen Achse des Aufnahmeobjektivs gelegt ist,
so dass jeder Teil des Strahlenbündels während eines bestimmten Augenblickes in dieser Ebene liegt.