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Elektronenstrahlrühre für Zweeke des Fernsehens, der Bildtelegraphie usw.
Die Erfindung bezieht sich auf Elektronenstrahlröhren für Zwecke des Fernsehens, der Bildtele- graphie usw. Die Elektronenstrahlröhren können sowohl zur Sendung als auch zum Empfang benutzt werden. Im Sender und im Empfänger werden die Elektronenstrahlen synchron so gesteuert, dass die
Bildebenen in übereinstimmender Weise abgetastet werden.
Es ist nun sowohl im Sender wie im Empfänger eine mögliehst grosse Bildfläehe erwünscht. Im
Sender ist sie erwünscht, um das zu übertragende Bild möglichst genau abtasten zu können, im Empfänger, um gleichzeitig von sämtlichen im Zimmer oder gar von sämtlichen in einem Kinotheater anwesenden
Personen deutlich gesehen zu werden.
Der Vergrösserung der Bildfläche stehen aber bei den jetzigen Kathodenstrahlröhren sehr erheb- liche Hindernisse im Wege. Zunächst müssten die Kathodenstrahlröhren eine ausserordentliche Länge erhalten. Hiedurch würden nicht nur die Kosten der Röhren ausserordentlich erhöht, was namentlich für die Empfangsapparate von grossem Nachteil wäre, sondern es würde auch die Bildübertragung wegen der Länge der Entladungsbahn ungenau werden. Eine für ein Kinotheater ausreichende Bildgrösse von z. B. 3 x 3 m würde mit den jetzigen Kathodenstrahlröhren praktisch überhaupt nicht erzielbar sein, da die Röhren eine Länge von etwa 15 m und darüber erhalten müssten.
Es ist auch praktisch kaum möglich, etwa ein kleineres Fernsehbild auf optischem Wege durch Projektion zu vergrössern, da bekannt- lich auf diesem Wege etwa 98-99% der Lichtstärke des Fernsehbildes verloren gehen würden.
Durch eine grosse Länge der Röhren wird aber auch die Genauigkeit der Bddübertragung gestört, da die einzelnen Elektronen auf ihrem langen Wege sich gegenseitig abstossen und ausserdem entsprechend öfter die Möglichkeit haben, mit Gasmolekülen zusammen zu stossen, wodurch eine Zerstreuung des Elektronen- strahlenbündels bewirkt wird. Ausserdem ist bei einem langen Weg der Elektronenstrahlen der Einfluss des erdmagnetischen Feldes und anderer störender Fremdfelder entsprechend gross.
Gemäss der Erfindung wird bei einer verhältnismässig kurzen Elektronenröhre für Zwecke des
Fernsehens, der Bildtelegraphie usw. ermöglicht, eine grosse Bildfläche geschaffen, die oben genannten Übelstände vermieden und neue, im folgenden angeführte, technische Fortschritte dadurch erzielt, dass ein im Innern der Elektronenröhre in einer Ebene, der ersten Bildebene, erzeugtes Elektronenbild,
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Es ist bekannt, dass die Elektronenstrahlen in analoger Weise wie die Lichtstrahlen durch Linsen - durch elektromagnetische Spulen oder druch elektrostatische Elektroden - gesammelt werden können.
Diese Beeinflussung der Elektronenstrahlen durch die sogenannte ,,Elektronenoptik" wurde insbesondere beim Bau von ,,Elektronenmikroskopen" zur Erzielung einer ein-oder mehrstufigen Vergrösserung eines reellen Elektronenbildes benutzt. Das Wesen des Elektronenmikroskops ist also bekannt. Beim Elektronenmikroskop handelt es sich aber immer um die Vergrösserung ruhender Bilder. Beim Fernsehen oder bei der Bildtelegraphie wird aber das Bild punktweise übertragen bzw. punktweise abgetastet. Ein ruhendes reelles Elektronenbild, das in einer oder mehreren Stufen vergrössert werden soll, ist z.
B. bei den Empfangs- apparaten für Fernsehzwecke oder Bildtelegraphie überhaupt nicht vorhanden, sondern es werden in der Ebene des reellen Bildes nur nacheinander punktweise die helleren oder dunkleren Elektronenbildelemente entsprechend der Abtastung erzeugt.
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Gerade für die Zwecke des Fernsehens und der Bildtelegraphie können nun durch die Vergrösserung der in der Abtastperiode entstehenden Elektronenbilder ganz besondere technische Vorteile erzielt werden, welche bisher noch nicht erkannt und verwirklicht worden sind.
Die Vergrösserung des Elektronenbildes innerhalb der Elektronenstrahlröhre durch Projektion der ersten Bildebene auf die zweite Bildebene erfordert eine viel geringere Baulänge der Röhre als sie die unmittelbare Erzeugung eines gleich grossen Elektronenbildes in einer gewöhnlichen Röhre erfordern würde. Umgekehrt wird durch diese Vergrösserung ermöglicht, das erste Elektronenbild beliebig klein zu halten, wodurch die genaue Steuerung erleichtert, die erforderlichen Steuerspannungen verringert, die Grösse und die Kapazität der Ablenkplatten verkleinert, die Herstellungskosten der Röhre herabgesetzt und der Betrieb der Röhre erleichtert und vereinfacht werden.
In gleicher Weise, wie durch Hintereinanderschaltung von optischen Linsen die Vergrösserung eines sichtbaren Objektes, innerhalb weiter Grenzen gesteigert werden kann, ist es möglich, das unmittelbar nicht sichtbare Elektronenbild z. B. mit Hilfe von einem oder mehreren-gleichfalls nicht sichtbarenZwischenbilder innerhalb sehr weiter Grenzen zu vergrössern, u. zw. bei verhältnismässig geringer Baulänge der Elektronenröhre.
Die Erfindung ist für Elektronenröhren verschiedenster Bauart verwendbar.
In den Fig. 1-3 sind schematisch einige solcher Röhren dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Elektronenstrahlröhre, welche als Sender für Fernsehbilder verwendbar ist.
10 ist die Vakuumröhre, welche an ihrem unteren Ende 11 trichterförmig erweitert ist. Die Elektronen werden durch die Glühkathode 12 erzeugt und zur Anode 13 hin durch die Spannung der zwischen der Anode und der Kathode liegenden Batterie 14 beschleunigt. Das aus der Anode 13 austretende Elektronenstrahlbündel wird nun durch die Sammelspule 15 nicht in die die Röhre abschliessende Ebene 16, sondern in eine im Innern der Röhre liegende Ebene 17, die "erste Bildebene" konzentriert.
Das Strahlbündel wird nun in an sich bekannter Weise durch die Elektrodenpaare 18, 19 so gesteuert, dass der Brennpunkt in der ersten Bildebene 17 eine Sinuslinie oder Zickzacklinie beschreibt. Das Bild dieser Linie wird nun mittels der genau einstellbaren Sammelspule 20 in der Ebene 16 vergrössert abgebildet. In der Ebene 16 befindet sich ein System von Photozellen 21, auf welche in bekannter Weise das zu übertragende Bild 22 durch eine Glaslinse 23 abgebildet wird. Die der verschiedenen Helligkeit der einzelnen Bildpunkte entsprechend starken Stromstösse werden über die gemeinsame Anode 24 in bekannter Weise dem Gitter einer Verstärkerröhre 25 zugeführt und z. B. zur Modulation eines Hochfrequenzsenders verwendet.
Hier beruht der Vorteil der Erfindung darin, dass bei gleicher Röhrenlänge eine grössere Zahl von Photozellen, also eine feinere Rasterung des zu übertragenden Bildes erzielt werden kann.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung einer Fernsehsenderröhre.
Von dem zu übertragenden Gegenstand 22 wird durch die Linse 23 durch das Röhrenfenster 26 hindurch auf der lichtelektrischen Schicht (Kathode) 27 ein verhältnismässig kleines Bild entworfen.
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grösserer oder geringerer Zahl austretenden Elektronen-welche ein dem optischen Bild entsprechendes Elektronenbild darstellen-werden von der Gitteranode 28 durch die Spannung der Batterie 14 beschleunigt. Die lichtelektrische Schicht 27 stellt hier die erste Bildebene dar. Das Elektronenbild der ersten Bildebene wird-im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Anordnung-gleichzeitig als Ganzes mittels der Sammelspule 20 auf der zweiten Bildebene 16 abgebildet und als Ganzes durch Steuerung mittels der Ablenkplattenpaare 18, 19 im Zickzackwege verschoben und durch die Spitze der feststehenden Elektrode 29 abgetastet.
Die Stromschwankungen werden in bekannter Weise der Verstärkerröhre 25 zugeführt.
Die starke Vergrösserung durch die sehr nahe an die Kathode 27 herangerückte Sammelspule 20 gestattet, die Bildfläche 27 und damit den Querschnitt des von ihr ausgehenden Strahlenbündels sehr klein zu halten, was kleine Abmessungen und geringe Kapazität der Ablenkplatten ermöglicht. Trotz der starken Vergrösserung hat die Senderöhre nur eine verhältnismässig kurze Baulänge.
Fig. 3 zeigt eine Empfängerröhre 30, welche im unteren Teile 31 trichterförmig erweitert ist. Die Elektronen werden durch die Glühkathode 12 mittels der Batterie 14 und der Anode 13 erzeugt. Die Intensität des Elektronenstrahlenbündels in der Öffnung der Blende 32 wird durch die Steuerelektrode. 35 im Rhythmus der vom Sender ankommenden Stromschwankungen geändert. Die Öffnung der Blende'32 wird gemäss der Erfindung durch die Sammelspule 15 in der im Innern der Röhre liegenden ersten Bildebene 1'1 abgebildet. Durch die seitliche Steuerung dieses Bildpunkte mittels der Ablenkplatten 18, 19 und durch die gleichzeitige Intensitätssteuerung mittels der Elektrode 33 entsteht in der Ebene 17 ein Elektronenbild.
Dieses Bild wird durch die nahe an die Ebene 17 herangerückte Sammelspule 20 in starker Vergrösserung in der Bildebene 16 abgebildet und in bekannter Weise durch eine in dieser Ebene sich befindende fluoreszierende Schicht sichtbar gemacht. Es wird so bei kurzer Baulänge der Röhre ein sehr grosses Bild in der Ebene 16 erzeugt. Zur Erzielung besonders grosser Bilder ist es ohne weiteres möglich, nicht nur ein Zwischenbild, sondern mehrere Zwischenbilder zu verwenden.
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Erfindungsgemäss können auch statt der dargestellten magnetischen Sammelvorrichtungen elektrische Sammelvorrichtungen oder Kombinationen beider zur Vergrösserung der Elektronenbilder verwendet werden.