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Elektrischer Fernseher.
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Fernseher und beruht auf der Verbindung der bekannten Wirkung der Selenzelle mit der Wirkung eines Elektronenstromes und betrifft ausserdem gewisse Neuerungen an Apparaten, die zu anderm Zweck bekannt sind, aber nur durch diese Neuerungen auch zur Lösung des Problems des Fernsehen verwendbar werden.
Weder mit mechanischen Mitteln arbeitende noch auf dem Prinzip der Steuerung eines Elektronenoder Ionenstromes beruhende Einrichtungen, die zu diesem Zweck bereits herangezogen wurden, wie die Braunsche Röhre, befriedigen ganz.
Die Erfindung beruht darauf, dass die Aussendung von Elektronen mit der Widerstandsänderung kombiniert wird, welche gewisse Körper, wie das kristallinische Selen, bei wechselnder Beliehtungsstärke erfahren.
Im Zusammenhang damit benutzt die Erfindung das bekannte Verfahren der Bildabtastung, das darin besteht, dass kleine Flächenteile des Bildes nacheinander übertragen werden. Diese Abtastung und damit die ganze Übertragung erfolgt durch rein elektrische Mittel, also unter Ausschluss bewegter mechanischer Organe, in der nachstehend beschriebenen Weise.
Es ist bekannt, eine lichtelektrische Bildzerlegungsröhre für Fernseher zu verwenden, bei welcher auf einer lichtelektrischen Schicht das zu übertragende Bild entworfen wird und bei der das von der lichtelektrischen Schicht ausgehende Kathodenstrahlenbündel, welches in seinen Querschnittsintensitäten den Helligkeitswerten der Bildfläche entspricht, durch zwei zueinander senkrecht angeordnete elektrische oder magnetische Wechselfelder geeigneter Periodenzahl periodisch so abgelenkt wird, dass zeitlich nach und nach alle Quersehnittsteile des Bündels die Anode treffen.
Abweichend davon wird erfindungsgemäss eine Elektronenröhre für die Bildzerlegung verwendet, bei der als Anode eine mit Selen oder in gleicher Weise wirkenden Stoff belegte Platte als Bildschirm wirkt, auf den das zu übertragende Bild projiziert wird.
Der Bildschirm liegt also am positiven Pol einer Stromquelle (Generator). Ihm gegenüber liegt eine Glühkathode zur Aussendung von Elektronen, die gemäss der Erfindung in noch zu beschreibender Weise fast sämtlich zu einem sehr dünnen Bündel vereinigt werden, das durch ein (gegebenenfalls verstellbares) Blendenloch auf den Selenbelag geleitet wird.
Jener Teil des Elektronenstromes, welcher sich zwischen der Blende und dem Bildschirm befindet, wird nun durch noch anzugebende elektrische Hilfsmittel in geregeltem Zuge über den Bildschirm hin und her geführt, der Schirm also mit dem Elektronenbündel systematisch überfahren oder abgeleuchtet. Da verschiedene Stellen des Schirmes gemäss dem darauf projizierten Bild verschieden stark beleuchtet bzw. beschattet werden, was verschiedene Leitfähigkeit des Selenbelages an verschiedenen Stellen zur Folge hat, wird der äussere Stromkreis zwischen der Glühkathode und dem als Anode wirkenden Bildschirm über einen kleineren oder grösseren Widerstand geschlossen. Beim Ableuchten oder Überfahren des Schirmes mit dem Elektronenbündel wird sich also der Stromdurchgang im äusseren Stromkreis beständig ändern. Die Beleuchtung bzw.
Projektion erfolgt mit Wechselstrom entsprechend hoher Frequenz, so dass bei Überfahren der hellen Teile des Bildes ein pulsierender Strom entsteht.
Dieser in seiner Stärke wechselnde pulsierende Strom wird nun, sei es durch Drahtleitung, sei es drahtlos, zur Empfangsstelle geschickt, bei Drahtleitung zweckmässig nach Umspannung auf eine höhere Spannung, die dann an der Empfangsstelle wieder herabgesetzt wird. Die Empfangsstelle ist mit einer
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gleichartigen Elektronenröhrenanordnung ausgerüstet. Der auf der Empfangsstelle ankommende Strom dient seinerseits zur Aussendung eines Elektronenstromes, welcher nach der gleichen Regel und synchron zur Führung des Senderelektronenbündels über eine Anodenplatte geführt wird, die aber beim Empfänger mit einem unter der Wirkung der Elektronen aufleuchtenden Stoff bedeckt ist, um die vom Elektronenbündel überlaufenen Stellen aufleuchten zu lassen (Leuchtschirm").
Weil sich nun der Strom in seiner Stärke fortwährend ändert, so ändert sieh auch die Stärke des Elektronenstromes, so dass also die verschiedenen Stellen der phosphoreszierenden Platte verschieden stark aufleuchten. Wenn nun die Bewegung des Elektronenbündels über Bildschirm bzw. Leuchtschirm bei Sender und Empfänger genügend schnell vor sieh geht-so schnell, dass das Nachbild der zuerst aufleuchtenden Stelle im Auge des Beschauers bis zum Aufleuchten der zuletzt aufleuchtenden Stelle vorhält-so wird der Beschauer den Eindruck des vollständigen Bildes gewinnen. Es darf auch wohl mit einer ge\ issen Trägheit des phosphoreszierenden Leuchten gerechnet werden.
Wenden wir uns nun den Mitteln zu, durch welche die Elektronenaussendung von der Kathode in der Senderröhre zu einem ganz dünnen Bündel zusammengedrängt wird, so bestehen sie aus einer jenseits der Glühkathode angeordneten, unter niedriger negativer Spannung stehenden Rückstrahlplatte, aus zwei Blendenscheiben und aus einer dazwischenliegenden gleichstromdurehflossenen Spule. Empfangsseitig finden sich auch zwei blendenähnliche Scheiben (vorzugsweise aus Metall), deren obere einen kleinen Stutzen trägt, der gegen den Leuchtschirm gerichtet ist.
Die elektrische Anordnung zur Steuerung der Elektronenbündel bei Sender und Empfänger, also zur systematischen Hinführung des Elektronenbündels über Bildschirm und Leuehtsehirm, beruht auf der Erscheinung, dass ein Elektronenstrom durch ein magnetisches oder elektrostatisches Feld abgelenkt wird. Die Steuerung geht zweckmässig nach zwei rechtwinkligen Koordinaten vor sich. Der Abszissenachse nach lässt man den Elektronenstrom durch ein sich mit hoher Frequenz änderndes Feld äusserst schnell hin und her schwingen, der Ordinatenachse nach lässt man die Schwingungsebene gleichzeitig durch ein zweites Feld vorrücken, welches sich mit minderer Frequenz ändert, so dass also die Fläche sozusagen zeilenmässig überlaufen wird.
Wichtig ist, dass jeder Punkt des Bildfeldes mit gleicher Geschwindigkeit bestrichen wird. Es werden zur Steuerung zwei oder mehr Polpaare angeordnet. Im einfachsten Falle steht entsprechend dem rechtwinkligen Koordinatensystem das eine Polpaar winkelrecht zum andern und steuern die Polpaare im Sinne je einer Koordinate. Natürlich müssen die Änderungen der magnetischen Felder bei Sender und Empfänger synchron und gleich stark erfolgen und deshalb von denselben Wechselströmen oder wenigstens von Wechselströmen erzeugt werden, welche imstande sind, sowohl senderseitig wie empfangsseitig gleiche Wirkungen hervorzurufen.
Die insoweit umrissene Erfindung hat auch die vorteilhafte Besonderheit, dass Sende-und Empfangsapparat aus einer Röhre bestehen, welche alle empfindlichen Teile der Einrichtung in sieh schliesst und Beschädigungen und unbefugten Eingriffen entzieht ; die Röhre wird mit Ausnahme des die verschiedenen Leitungsanschlüsse tragenden Teiles zweckmässig aus Glas bestehen.
Es ist nicht gut möglich, die optische Achse des Bildwerfers, welcher den Bildschirm von der selenbedeckten Seite her bestrahlen muss, mit der Achse der Elektronenröhre zusammenfallen zu lassen. Man wird das Bild von der Seite her auf den schräggestellten Bildschirm werfen müssen. Daraus ergeben sich aber verschieden lange Wege für den Elektronenstrom zwischen Glühkathode und Schirm und folglich verschiedene Widerstände innerhalb des Elektronenstromes.
Dies weist auf eine Winkelreehtstellung des Bildschirmes zur Mittellage des Elektronenbündels, also auf eine Winkelrechtstellung des Schirmes zur Achse der Elektronenröhre hin, und diese lässt sieh ermöglichen, wenn die vom Bildwerfer ausgesandten Strahlen durch Spiegelung oder Brechung sozusagen um den Bildschirm herum geleitet und mittelbar auf die Selenschicht geworfen werden. In diesem Falle wird man unter Umständen gezwungen sein, die die Elektronenbündel steuernden Elektromagneten ausserhalb der Röhre anzuordnen.
Gleiches gilt sinngemäss für den Empfänger hinsichtlich der Leitung der Lichtstrahlen vom Leuchtschirm nach aussen.
Die erfindungsgemässen Elektronenröhren können in der bei gewöhnlichen Elektronenröhren gewohnten Weise möglichst gasleer oder mit einem neutralen Gas oder Gasgemisch von mehr oder minder grosser Dichte gefüllt sein. Sind sie zum Öffnen eingerichtet, so werden sie beim Betriebe durch eine Luftpumpe in dem gehörigen Unterdruekzustand zu erhalten sein.
Fig. 1 der Zeichnung veranschaulicht in schematischer Darstellungsweise eine Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 gibt ein Schema der Magnetanordnung zur Steuerung des Elektronenbündels im Grundriss, Fig. 3 zeigt eine Elektronenröhre für durch Spiegelung vermittelten Bildwurf, Fig. 4 soll den Lauf des Elektronenbündels über die Bildfläche veranschaulichen.
Es ist zunächst in Fig. 1 mit 1 die Senderöhre bezeichnet, 2 und. 3 bezeichnen den aus Motor und Dynamo bestehenden Maschinensatz zur Erzeugung des Elektronenstromes. Der zugleich als Anode oder Antikathode dienende Bildschirm besteht aus einer Metallplatte 4 mit Selenbelag 5 und ist durch Leitung 6
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in Verbindung. Unterhalb der Glühkathode befindet sieh der Rückstrahlschirm . dem durch die Leitung 14 eine schwache Negativspannung aufgedruckt wird. Durch diesen Rüekstrahlsehirm werden die von der Glühkathode nach unten ausgesandten Elektronen fast vollständig gegen die Mitte des Bildschirmes hin geleitet. Die Sammlerbatterie 15 dient sowohl zur Beheizung der Glühkathode als auch zur Erzeugung des Potentiales für den Rückstrahlschirm.
M vermittels des Potentiometers M. Ausserdem ist an die Sammlerbatterie über den Regelwiderstand 17 die Spule 18 angeschlossen, die zum Verdichten des Elektronenbündels dient. Unterhalb und oberhalb dieser Spule sind die Blendenseheiben 19 bzw.
20 mit je einer mittleren gegebenenfalls verstellbaren Öffnung 19'bzw. 20'angeordnet.
Wegen seiner Zusammenziehung in ein sehr dünnes Bündel wird der durch die Blendenöffnung 20' gehende Elektronenstrom sehr intensiv sein. Oberhalb der Blende 20 ist die magnetische Steuerung zur Hervorbringung der Schwingungen des Elektronenbündels angeordnet. Sie wird gemäss Fig. 2 von zwei Spulenpaaren 21-22 und 23-24 gebildet. Die Spulen 21-22 liegen in Reihe und sind um die Magnetschenkel 21'und 22'gewickelt. Sie werden von einem Wechselstrom niederer Frequenz (z. B. 20 Perioden) durchflossen. Dagegen fliesst durch das winkelrecht zu dem besprochenen angeordnete ebenfalls in Reihenschaltung liegende Spulenpaar 23-24 ein Wechselstrom von hoher Frequenz (z. B. 2000 Perioden).
Die beiden Wechselströme werden von den Wechselstrommasehinen 25, 26, getrieben vom Motor 27, hervorgebracht und den Magnetspulen durch Drähte 28 und 29 zugeführt.
Das zu übertragende Bild wird nach Fig. 1 dem schräg liegenden Bildschirm in geeigneter Weise, etwa durch das Objetikv 30, zugeworfen.
Der in der Primärspule 10'des Umspanners auftretende pulsierende Strom wird zum Zweck der Fernübertragung durch die Sekundärspule 10"in seiner Spannung erhöht und durch die Leitungen 31" der Empfangsstelle zugeführt. Dieser ist wiederum ein Umspanner 32'-32"zur Spannungsherabsetzung vorgesehaltet. Sie enthält die Teile 12'-18', die den mit den gleichen Zahlen ohne Index bezeichneten Teilen der Sendestelle entsprechen. Der in seiner Stärke wechselnde und mit herabgesetzter Spannung von der Sekundärspule 32"aufgenommene Fernstrom wird durch den Leiter 33 einer Blende 34 und durch den Leiter 35 der Glühkathode 72'zugeführt, welche durch die Batterie 15'beheizt wird.
Das von dem Rohransatz 36 der Blende 37 ausgehende Elektronenbündel wird durch eine Gruppe von Elektromagneten 38 gesteuert, u. zw. in ganz der gleichen Weise, wie das Elektronenbündel der Sendestelle laut Fig. 2, also nach zwei Koordinaten synchron und mit gleicher Geschwindigkeit hin und her bewegt. Es wird also wie dort die Selenschicht, so hier die unter der Einwirkung des Elektronenstromes aufleuchtende Schicht 39 systematisch überfahren, welche Schicht auf dem schräg liegenden anodisehen Leuchtschirm 40 angebracht ist.
Unter den Bedingungen des Synchronismus und der sende-und empfangsseitig gleichförmigen Veränderung der Stromstärke wird also jede beim Übergehen des Bildes auf dem selenbedeekten Bildschirm der Sendestelle auftretende Veränderung der Leitfähigkeit nach der Empfangsstelle als Ver- änderung der Stromstärke übertragen und dort wieder in eine Veränderung des Elektronenstromes umgesetzt, die sich durch verschieden starkes Leuehtendwerden der Schicht 39 aussprieht. Unter der weiteren Voraussetzung, dass das sendeseitige Ableuchten"der Bildfläche schnell genug vor sich geht, wird also empfangsseitig auf dem Leuchtschirm eine Wiedergabe des Bildes erscheinen,
die durch das fernrohrartige Instrument 43 oder eine geeignete andere optische Anordnung betrachtet werden kann.
In Fig. 4 ist der Weg des Elektronenbündels über die Selenschieht des Senders bzw. die Leueht- schicht des Empfängers als Zickzacklinie dargestellt.
Um die Schrägstellung des sendeseitigen bzw. empfangsseitigen Schirmes mit ihrem Einfluss auf die Länge des hin und her geführten Elektronenstromes zu vermeiden, kann die Anordnung nach Fig. 3
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werden in der aus der Figur ohne weiteres ersichtlichen Weise der Selenschicht 5 durch ein System von Prismen 42 zugespiegelt. In entsprechender Weise kann man natürlich empfangsseitig die Lichtstrahlen von dem winkelrecht zur Röhrenachse angeordneten Leuchtschirm 39 dem Auge des Beschauers zuleiten.
Von der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung kann in mehrerlei Hinsicht abgewichen werden, z. B. in der Linienführung beim,, Ableuchten" oder Überführen der Selenschicht bzw. Leuehtschicht mit dem Elektronenbündel ; man kann andere Stromquellen benutzen ; man kann die Leitung zwischen Sender und Empfänger ändern und gegebenenfalls auch drahtlos übertragen ; man kann die Elektromagnete des Steuerungsfeldes anders anordnen u. dgl. mehr.
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