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Verfahren zum Zwecke der Bildübertragung und des Fernsehens.
Die Erfindung betrifft die Umsetzung von Schwankungen der Lichtintensität in Stromimpulse verschiedener Dauer, und sie ist-obzwar nicht darauf beschränkt-im besonderen wertvoll zur Fern- Übertragung von Halbtonbildern, um direkt von ihnen, durch Abtastung mit einer lichtelektrischen Zelle, auf der Empfangsseite auch mit einfachen, z. B. elektrochemischen, Sehreibmethoden vollständig tongetreue und richtig graduierte Bildwiedergaben zu erhalten.
Bis jetzt ist bekannt, dass bei allen Bildübertragungssystemen, die auf der Empfangsseite eine Registriermethode verwenden, die nicht auf Intensitätsmodulation anspricht, d. h. die nur imstande ist, Schwarz-Weiss wiederzugeben, die Übertragung von Halbtonbildern nur auf dem Umwege über eine Rasterzerlegung möglich ist. Die bekannten elektrochemischen Reaktionen, die in der Bildtelegraphie verwendetwerden, besitzen nicht die Eigenschaft, auf Stromschwankungen im richtigen Masse anzusprechen, weil die Intensität ihrer Färbung nicht proportional der Intensität der ankommenden Stromimpulse verläuft. Auf diese Intensitätsschwankungen reagieren nur die verschiedenen Empfangsmethoden mit photographischer Registrierung. Wird eine Rasterzerlegung, wie z.
B. ein in Sehwarz-Weiss-Impulse zerlegtes Halbtonbild, abgestastet, sei es mechanisch nach der telautographisehen Methode oder mit einer lichtelektrischen Zelle, so resultieren Stromimpulse gleicher Intensität, aber-je nach der Helligkeit der betreffenden Bildstelle-verschiedener zeitlicher Dauer.
Es ist auch eine Anordnung bekannt, mittels welcher die veränderlichen Ströme in sekundäre Stromimpulse von untereinander gleicher oder annähernd gleicher Intensität, aber von veränderlichem zeitlichen Charakter derart umgewandelt werden sollen, dass der zeitliche Charakter ein Mass für die Intensität der veränderlichen Ströme ist. Zu dem Zwecke werden nach der bekannten Anordnung gesteuerte Lichtstrahlen in Verbindung mit mechanischen und optischen Zwisehengliedern, wie rotierenden Blendenseheiben oder Zylinder und durch Saitengalvanometer bewegte Spiegel usw., verwendet.
Ausgehend von der Überlegung, dass eine Kapazität in regelmässigen konstanten Zeitintervallen von einer geeigneten Vorrichtung auf eine bestimmte Spannung aufgeladen und die Entladung z. B. durch einen von der Helligkeit der Bildpunkte beeinflussten Widerstand gesteuert wird, erfolgt gemäss der Erfindung die Umwandlung der entsprechend den Helligkeitswerten der abgetasteten Bildelemente erzeugten Widerstands- bzw. Stromstärkeschwankungen in Stromstösse verschiedener Dauer dadurch, dass man eine periodisch wirkende Spannungsquelle in Verbindung mit solchen elektrischen Mitteln bringt, durch die das Anschwellen und Abfallen von Stromverläufen verzögert werden kann, wie Kapazitäten, Widerstände, Vorrichtungen mit nichtlinearer Stromspannungscharakteristik usw.
Die Vorteile der Erfindung gegenüber dem bekannten Verfahren, das eine Umwandlung der ver- änderlichen Ströme in Stromimpulse verschiedener Dauer durch gesteuerte Lichtstrahlen bewerkstelligt, liegen vor allem darin, dass gemäss der Erfindung die Heranziehung kostspieliger mechanischer und optischer Zwischenglieder vermieden und dadurch in erster Linie absolute Betriebssicherheit erzielt wird. So ist z. B. eine lichtelektrische Zelle ein durch die verwendeten Komponenten eindeutig bestimmter und nicht von aussen beeinflussbarer Vorgang, der absolute Betriebssicherheit gewährleistet.
Ausserdem ist es durch
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die Anordnung gemäss der Erfindung nicht jnehr nötig, mit den durch die Abtastung gelieferten Strömen wieder ein Lichtrelais zu steuern und dann diese schon sekundär gesteuerten Lichtstrahlen neuerdings auf ein lichtempfindliches Organ wirken zu lassen, um den gewünschten Effekt zu erreichen. Demnach ist die Anordnung gemäss der Erfindung sowohl schaltungstechnisch als auch hinsichtlich der verwendeten
Mittel gänzlich verschieden von den bekannten Einrichtungen und-weil wesentlich einfacher-auch betriebssicherer.
Man hat es beim Arbeiten nach dem Verfahren gemäss der Erfindung durch entsprechende
Auswahl der elektrischen Vorrichtungen völlig in der Hand, sowohl die absolute zeitliche Dauer der ein- zelnen Impulse als auch die relative Länge dieser Impulse zueinander beliebig zu variieren.
An Hand der Fig. 1 sei schematisch eine beispielsweise Ausführungsform in ihrer Wirkungsweise erläutert. Eine lichtelektrische Zelle Z ist in der gezeichneten Weise mit dem Gitter G eines Verstärker- rohres V verbunden. Ausserdem liegt am Gitter des Rohres auch noch die Bürste B, die auf einer Kontakt- scheibe K schleift. Rotiert diese, so wird das Gitter G und der Belag der lichtelektrischen Zelle Z aus der
Batterie negativ aufgeladen, u. zw. immer dann, wenn ein Kontakt der Scheibe K über die Bürste B hinwegstreicht. Ist die lichtelektrische Zelle nicht beleuchtet, so wird infolge der negativen Spannung des Gitters im Anodenkreis des Verstärkerrohres V kein Strom fliessen.
Das ändert sich sofort, wenn die lichtelektrische Zelle Z beleuchtet wird, und es können nun verschiedene Fälle eintreten : Bei richtiger
Wahl der Spannung der Batterie Bl und der gemeinsamen Kapazität von Gitter G und lichtelektrischer
Zelle Z lässt sich eine solche Einstellung treffen, dass im Ruhezustand bei dunkler Zelle die Spannung des
Gitters nie so weit sinkt, dass innerhalb der Zeit zwischen zwei Kontaktgebungen durch Bürste und Kontakt ein Strom im Anodenkreis des Verstärkerrohres V auftreten kann. Wird aber die Zelle beleuchtet, so sinkt ihr Widerstand proportional der Beleuchtung, und die Entladung des Gitterkomplexes wird in einer kürzeren
Zeit erfolgen als die durch die Geschwindigkeit der Kontaktscheibe K festgelegte Zeit zwischen zwei
Aufladungen.
Entsprechend der Beleuchtung der Zelle Z wird sich also die Spannung des Gitters G und damit der Strom im Anodenkreis des Verstärkerrohres V ändern, u. zw. in einer Form, die an Hand von Fig. 3 näher erläutert sei. Auf der Abszissenachseistdie Zeit aufgetragen, und die Ordinaten stellen die Spannungen wie sie auf dem Gitter auftreten, dar. T sind die immer gleichen Zeiträume zwischen den Aufladungen, die der Einfachheit halber als momentan erfolgend angenommen sind. Unmittelbar nach einer Aufladung sei die Spannung-Bi erreicht, und es beginnt nun die Entladung, die nach der allgemein bekannten
Exponentialfunktion verläuft, die durch die ausgezogene Kurve dargestellt wird. Nach der Zeit T erfolgt die nächste Aufladung, das Spiel wiederholt sich vom neuen usw.
Die Form der Kurve ist bei im übrigen unverändert belassenen Konstanten dann nur von der Helligkeit, d. h. dem Widerstande der lichtelek- trischen Zelle, abhängig, wodurch die Steilheit des Anstieges der Spannung festgelegt wird. In Fig. 3 sind mehrere Kurven für verschiedene Entladungswiderstände, d. h. für verschieden starke Beleuchtungen der Zelle Zeingezeichnet. Die Linie - Bl bis P 1 entspricht einer starken, die-Linie - Bl bis P 2 einer schwachen
Beleuchtung, während bei Dunkelheit die Spannung überhaupt nur so weit steigt, dass ein Strom im
Anodenkreis nicht auftreten kann. Angenommen, dass bei der GitterspannungO ein Anodenstrom zu fliessen beginnt, so werden also Impulse entstehen, die die Form der schraffierten Flächenteile besitzen.
Abge- sehen von dem im übrigen nur erwünschten runden Verlauf bekommt man also Zeichen verschiedener zeitlicher Dauer, je nach der Helligkeit der abgetasteten Bildstelle, die in immer gleichen Zeiträumen aufeinanderfolgen.
Fig. 2 zeigt die bei einer praktischen Ausführungsform zur Einstellung des richtigen Arbeitszustandes nötigen Schaltzusätze : den Kondensator C zur Variation der aufzuladenden Kapazität ; ausserdem die
Batterie Bs ; die eigentlich nur dazu dient, die Empfindlichkeit der Photozelle zu steigern, d. h. mit der
Spannung in ein günstigeres Arbeitsgebiet zu rücken, sowie den Widerstand R in geeigneter Grösse, der bewirkt, dass die Aufladung nicht momentan erfolgt, sondern in einer Weise, wie sie etwa durch die strich- punktierte Linie L in Fig. 3 angedeutet ist. Durch diese Massnahme wird ein wesentlich glatteres, gefälli- geres Aussehen der Bilder erzielt.
Die in konstanten Zeitabschnitten sich wiederholende Aufladung kann durch eine rotierende Vor- richtung mit entsprechender Touren-und Kontaktsegmentzahl, wie angedeutet, vorgenommen werden oder z. B. durch eine geeignete selbst erregte schwingende Vorrichtung. Die Zeit T zwischen den Auf- ladungen wird vorteilhafterweise so gewählt, dass man, bezogen auf die Umfangsgeschwindigkeit der
Sende-bzw. Empfangswalze, in die Grössenordnung der Rasterlinienabstände gelangt, wie sie normaler- weise etwa in der Drucktechnik verwendet werden.
Durch die Frequenz dieser Aufladungen und die dadurch bedingte entsprechende Wahl von Kapazität, Spannung usw. lässt sich jede beliebige Feinheit erzielen, ausserdem auch durch geeignete Einstellung die Gradation der Bilder beeinflussen, d. h. es lassen sich die Bilder willkürlich weicher oder härter machen, was im Interesse der Verwendung von auch schlecht geeigneten Sendevorlagen erwünscht ist.
Es ist klar, dass die bekannten Vorrichtungen ihrem bisherigen Aufbau nach zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens an sich nicht taugen, dass aber jede zur Durchführung dieses
Verfahrens abgestimmte Vorrichtung, u. zw. nicht hinsichtlich ihrer einzelnen an sich bekannten Elemente, jedoch ihrer Gesamtanordnung nach, in den Bereich der vorliegenden Erfindung fällt,