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Vorrichtung zum Fernsehen u. dgl.
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die Grundschwingung bewegen. Ausnahmen von der angegebenen Regel stellen die Frequenzen P. A. V dar, d. h. die A'ten Harmonischen und ganzen Vielfachen davon, dar, welche ein feststehendes Feld wechselnder Stärke hervorrufen. Derartige umlaufende Felder sind das magnetische (oder elektrische) Äquivalent des ursprünglichen Bildes.
Nach der Erfindung wird an Stelle solcher umlaufender magnetischer oder elektrischer Felder ein sich bewegendes Lichtintensitätsfeld verwendet, das eine Anzahl von Feldkomponenten mit einer verschiedenen Zahl von Feldstärkehöchstwerten enthält und mit verschiedenen Geschwindigkeiten in genau der gleichen Weise umläuft, wie die oben behandelten magnetischen und elektrischen Felder.
Ein Vorteil der Anwendung eines solehen beweglichen Lichtintensitätsfeldes besteht darin, dass die Zahl der erforderlichen lichtempfindlichen Vorrichtungen kleiner ist als die Zahl der Öffnungen und gleich der Zahl der Übertragungswege sein kann.
Zweckmässig werden drei lichtempfindliche Oberflächen so angeordnet, dass eine jede Licht von einem Drittel des Feldes empfängt. Die entstehenden drei Phasenströme werden über drei Übertragungs- wege zwecks Steuerung von drei Liehtsteuervorriehtungen des Empfängers übertragen.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, u. zw. zeigen : Fig. 1 schematisch einen Fernsehsender nach der Erfindung, Fig. 2 und -3 Erläuterungsskizzen, Fig. 4 und a schematisch das zweckmässig zu verwendende zusammengesetzte optische System, Fig. 6 und 7 eine bevorzugte
Ausführungsform des optischen Systemes, Fig. 8 schematisch eine Form der unterteilten photoelek- trischen Kathode.
Fig. 1 veranschaulicht eine Form einer Sendevorrichtung zur Erzielung des gewünschten
Ergebnisses. Ein Objekt 1 wird durch eine schematisch bei 2 dargestellte Vorrichtung betrachtet, die ein-eindimensionales Bild des Objektes 1 in der Ebene des Schirmes 4 erzeugt. Diese Vorrichtung ist in bekannter Weise ausgestaltet.
Dies eindimensionale Bild wird mittels des Schwingspiegels -3 über einen Schirm 4 bewegt, der mit elf Öffnungen 5 veisehen ist. Wenn man das eindimensionale Bild als feststehend betrachtet, so leuchtet es ein, dass von jeder Öffnung Licht divergiert und diese diveigenten Lichtbündel einander in der Ebene 6 treffen und in dieser Ebene ein fortlaufendes Lichtband erzeugen. Da das durch jede Öffnung hindurchgehende Licht von dem Teil des durch die Öffnung betrachteten Bildes abhängt, verteilt sich die Intensität des Lichtbandes ungleichförmig über dessen Länge.
Wenn das eindimensionale Bild zum Zwecke der Abtastung in Bewegung gesetzt wird, bleibt das Band selbst stillstehen, jedoch wird ein bewegliches komplexes Muster in dem Band auf Grund der ungleichförmigen Intensitätsverteilung über die Länge des Bandes vorhanden sein und die Bewegungsrichtung dieses Musters wird in der Abtastriehtung liegen. Dieses sich bewegende Bandmuster enthält das oben beschriebene bewegliche Lichtintensitätsfeld und besitzt Kennzeichen, welche die gleichen sind, wie diejenigen der in dem Stammpatent beschriebenen umlaufenden Magnetfelder. Das Muster besteht also aus einer Anzahl von Musterkomponenten oder Feldern, deren jede eine sinusförmige Intensitätsänderung über die Bandlänge ist, eine ganze Zahl von Maxima besitzt und eine bestimmte Geschwindigkeit aufweist.
Jede dieser Muster-oder Feldkomponenten wird durch eine der an den Öffnungen vorhandenpn Frequenzkomponenten erzeugt Die Grundfrequenz von P Schwingungen je Sekunde wird also ein Muster erzeugen, das aus einem Höchstwert der Lichtintensität besteht und die Länge des Bandes mit einer Geschwindigkeit P abläuft. Die zweite Harmonische dieser Grundfrequenz erzeugt ein Muster, das aus zwei Maxima besteht, die sich in der gleichen Richtung, wie das durch die Grundschwingung erzeugte Muster bewegen und die gleiche Geschwindigkeit wie jenes besitzen. In ähnlicher Weise werden die dritte, vierte und fünfte Harmonische Felder mit drei, vier und fünf Maxima hervorrufen, die sich mit der Geschwindigkeit P in Richtung der Grundschwingung bewegen.
Die sechste Har-
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Die elfte Harmonische erzeugt zwei Felder, deren jedes elf Maxima besitzt und die sich in entgegengesetzter Richtung bewegen, so dass das resultierende Feld feststeht, obgleich es seine Intensität ändert.
Darauf wiederholt sich der Vorgang, was die Zahl der Maxima anbetrifft, so dass die zwölfte Harmonische ein Muster erzeugt, welches das gleiche ist, wie das der Grundschwingung usw. Es ist zu beachten, dass diese Darlegungen nnr bei elf Abtastöffnungen zutreffen. Bei einer andern Zahl von Abtastöffnungen
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leiten sich aus den oben angegebenen allgemeinen Formeln ab. Das Muster, das durch die Grundschwingung (und die zehnte und zwölfte Harmonische) erzeugt würde, ist in Fig. 2 dargestellt, die
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Kurve unterhalb des Musters zeigt die Helligkeitsverteilung längs des Bandes an. In ähnlicher Weise ist das Muster, das durch die dritte Harmonische (und die achte Harmonische usw. ) erzeugt würde, in Fig. 3 dargestellt.
Es sei nun wieder auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein System von Feldlinsen, das aus einer geriffelten Glasplatte besteht, sammelt das Licht, so dass es auf eine photoelektrische Zelle fällt. Diese Zelle enthält eine Anode 9 und eine in drei gleiche Teile geteilte Kathode 10, die voneinander isoliert sind. Die Photozelle ist also ein Äquivalent von drei einander parallel geschalteten Photozellen. Die Ströme eines jeden Teiles der Photozelle werden einem Dreiphasenverstärker 11 zugeführt und dann über einen von drei voneinander getrennten Übertragungswegen 12 übertragen. Das sich bewegende Helligkeitsfeld wird also auf die unterteilte Kathode 10 projiziert, wobei die Länge des Feldes mit der Gesamtlänge der Kathode zusammenfällt, so dass jeder Teil der Kathode Licht von einem Drittel des Feldes empfängt.
Es sei nun untersucht, was mit der Grundschwingung von P-Schwingungen je Sekunde geschieht.
Die resultierende Musterkomponente besteht, wie Fig. 2 zeigt, aus einer ganzen Welle, deren Wellenlänge gleich der Länge des Bandes ist. Zu jedem Zeitpunkte empfängt daher jeder Teil der Kathode 10 ein Drittel der ganzen Welle und infolgedessen wird in den drei Übertragungswegen ein dreiphasiger Strom von P-Sehwingungen je Sekunde erzeugt. Dieser Strom wird zu dem in der Zeichnung nicht dargestellten Empfänger übertragen. Im Empfänger steuert jede Phase dieses Stromes das von einer gesonderten Lichtquelle ausgesendete Licht, wobei die drei Lichtquellen einander benachbart sind. Mittels eines geeigneten optischen Systemes kann das veränderte Licht der drei Lichtquellen zur Wiederherstellung des Lichtbandes verwendet werden, dessen bewegliches Muster das bewegliche Helligkeitsfeld darstellt.
Dies bewegliche Muster wird naturgemäss aus einem Helligkeitshöchstwert bestehen, der sich mit der Geschwindigkeit P bewegt. Dies trifft auch für alle Harmonischen zu, welche Musterkomponenten mit einem Maximum erzeugen, d. h. die zehnte, zwölfte usw. Alle Harmonischen, welche Musterkomponenten mit zwei, vier und fünf Höchstwerten hervorrufen, erzeugen gleichfalls drei-
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gemäss in gewissem Ausmasse die Güte des wiedergegebenen Bildes beeinträchtigen. Harmonische, welche'Muster mit drei Maxima hervorrufen, erzeugen keine Ströme in den Übertragungswegen, da, wie Fig. 3 erkennen lässt, jeder Teil der Kathode 10 zu allen Zeitpunkten eine ganze Welle erhält (denn es sind drei ganze Wellen über die Länge des Bandes vorhanden). Die Ströme in jedem Ausgangskreis summieren sich also zu null.
Harmonische, welche Muster mit elf Höchstwerten hervorrufen, ergeben wie oben beschrieben, ein feststehendes Muster, infolgedessen erzeugen sie in den drei Übertragungswegen in gleicher Phase pulsierende Ströme. Auf diese Weise ist es möglich, im Empfänger ein sich bewegendes Lichtintensitätsfeld zu erzeugen, das im wesentlichen demjenigen entspricht, das in der Ebene 6 im Sender vorhanden ist und sich von jenem nur darin unterscheidet, dass eine gewisse Amplitudenverzerrung vorhanden ist und einige wenige Musterkomponenten fehlen. Aus diesem Feld wird das ursprüngliche Bild durch eine Vorrichtung wiederhergestellt, welche umgekehrt der in Fig. 1 links von der Ebene 6 dargestellten Vorrichtung ist.
Mit andern Worten, das sich bewegende Feld wird durch elf Öffnungen betrachtet, welche durch einen dem Spiegel 3 entsprechenden Schwingspiegel abgetastet werden, und das resultierende eindimensionale Bild wird in ein zweidimensionales Bild durch eine der Vorrichtung 2 entsprechende Einrichtung umgewandelt.
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vermieden wird und die fehlenden Musterkomponenten wiedergegeben werden. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen besteht darin, dass ein zusammengesetztes optisches System zwischen die Ebene 6
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dargestellt.
Das optische System besteht aus fünf Linsenreihen, die zweckmässig durch Zylinderlinsen gebildet werden. Die Grundreihe 13, welche der Kathode 10 am nächsten liegt, besteht aus einer Linse, welche ein Bild des Bandes 6 auf die Kathode 10 projiziert, so dass die Länge des Bildes mit der Länge der Kathode in der Ebene der Fig. 4 zusammenfällt.
Die nächste Reihe besteht aus zwei Linsen, deren jede ein vergrössertes Bild einer Hälfte des Bandes auf der Kathode 10 in der Ebene der Fig. 4 hervorrufen kann. Die Länge eines jeden Bildes ist so vergrössert, dass sie mit der Länge der Kathode zusammenfällt, die beiden Bilder also einander vollständig überlappen. Die dritte Reihe 15 besteht aus drei Linsen, welche drei einander überlappende Bilder auf der Kathode 10 hervorrufen, ein jedes dieser Bilder ist ein vergrössertes Bild eines Drittels des Bandes 6 und die Länge eines jeden Bildes fällt mit der Länge der Kathode zusammen. In ähnlicher Weise erzeugen die vierten und fünften Reihen 16, 17 vergrösserte, einander überlappende Bilder eines Viertels bzw. eines Fünftels des Bandes 6 auf der Kathode 10.
Die Wirkung der zweiten Reihe 14 ist derart, dass alle Musterkomponenten, welche in der Ebene 6 zwei Maxima besitzen (d. h. zwei ganze Wellen über die Länge des Bandes) auf der Kathode 10 Muster erzeugen, die ein Maximum besitzen
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(d. h. eine ganze Welle über die Länge der Kathode 10). In ähnlicher Weise bewirkt die dritte Reihe 15, dass alle Muster mit drei Maxima in der Ebene 6 Muster auf der Kathode 10 erzeugen, welche ein Maximum besitzen. Die vierten und fünften Reihen 16 und 17 behandeln in ähnlicher Weise Muster mit vier und fünf Maxima in der Ebene 6, während die Grundreihe 13 alle Muster verarbeitet, die ein Maximum in der Ebene 6 aufweisen.
Auf diese Weise erzeugen alle Musterkomponenten der Ebene 6 entsprechende Musterkomponenten auf der Kathode 10, welche eine Wellenlänge über die Kathode aufweisen. Obgleich alle diese Muster die gleiche Wellenlänge besitzen, bewahren sie ihre Eigenart, da die Umwandlung von einer entsprechenden Geschwindigkeitsänderung begleitet ist. Ein Muster mit drei Wellenlängen über die Länge des Bandes 6, das so umgewandelt ist, dass eine Wellenlänge auf die Länge der Kathode 10 entfällt, wird also eine verdreifachte Geschwindigkeit aufweisen. Infolgedessen erzeugen alle Muster, die in der Ebene 6 unterschiedlich waren, noch in den Ausgangskreisen der Photozelle individuelle Frequenzen. Die Wirkung der Umwandlung besteht darin, dass alle Muster im Empfänger nunmehr mit ihren richtigen gegenseitigen Stärken wiedergegeben werden können.
Selbstverständlich wird ein entsprechendes optisches System im Empfänger zwischen den Lichtquellen und dem mit Öffnungen versehenem Schirm angewendet.
Das optische System muss gewisse Bedingungen erfüllen, welche die folgenden sind :
In der Ebene der Fig. 5 muss jede Reihe einen gleichen Betrag an Licht von der Ebene 6 empfangen und der optische Mittelpunkt einer jeden Linse muss den richtigen Abstand von der Ebene 6 und der Kathode 10 besitzen, um das richtige Ausmass der Vergrösserung zu erzeugen. In der Ebene der Fig. 4 muss jede Linse so angeordnet sein, dass der Mittelpunkt des durch sie erzeugten Bildes mit dem Mittelpunkt der Kathode 10 zusammenfällt, so dass die Bilder einander völlig überlappen. Ein diese Bedingungen erfüllendes optisches System ist in Fig. 6 und 7 dargestellt, jedoch sind zur Vereinfachung der Zeichnung nur drei Reihen veranschaulicht. Fig. 6 ist eine Draufsicht und Fig. 7 eine Seitenansicht der Vorrichtung.
Drei Glasplatten 20 sind zwecks Bildung eines Blockes aufeinandergeschichtet und jede Platte besteht aus zwei voneinander getrennten Teilen. Bei der Kopfplatte sind die beiden einander nach innen gegenüberliegenden Kanten 21 der Teile in der Ebene der Fig. 6 linsenförmig ausgebildet, um drei parallele Kondensorlinsensysteme zu bilden. Bei der zweiten Platte sind die beiden Kanten 22 der Teile derart linsenförmig ausgestaltet, dass sie zwei parallele Kondensorlinsensysteme bilden. Bei der Grundplatte erzeugen die beiden Kanten 23 ein einziges Kondensorlinsensystem. Die Fläche 24, welche der Ebene 6 in Fig. 1 gegenüberliegt, ist genau plan, während die Fläche 25, welche der Kathode 10 gegenüberliegt, mit einer Feldlinse 26 verkittet ist.
Die Fläche 24 wird durch das sich bewegende Lichtintensitätsfeld beleuchtet, jede Platte empfängt hiebei ein Drittel der gesamten Lichtmenge. Die Wirkung der Kondensorlinsensysteme im Zusammenwirken mit den Feldlinsen sichert das Zusammenfallen des Mittelpunktes eines jeden Bildes mit dem Mittelpunkt der Kathode 10.
Anstatt ein komplettes optisches System zwischen dem sich bewegenden Lichtintensitätsfeld bei 6 und der Kathode 10 zu verwenden, ist es möglich, die gleiche Wirkung durch Anwendung einer unterteilten Kathode herbeizuführen. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung ist in Fig. 8 gegeben, es ergibt sich dort die gleiche Wirkung wie bei dem in Fig. 4 und 5 veranschaulichten optischen System. Diese Kathode enthält eine Anzahl voneinander getrennter und voneinander isolierter Teile, die in drei Gruppen zusammengefasst sind. Alle die eine Gruppe umfassenden Teile sind mit dem Bezugszeichen 1 versehen und stehen miteinander in elektrischer Verbindung, beispielsweise mittels nicht in der Zeichnung dargestellter Drähte. In ähnlicher Weise umfassen die in der Zeichnung mit 2 und 3 bezeichneten Teile die beiden andern Gruppen.
Diese drei Gruppen entsprechen den drei Teilen
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Die getrennten Teile der Kathode sind in fünf Reihen angeordnet. Die erste Reihe besteht aus einem Satz von drei Teilen, deren jeder zu einer der drei Gruppen gehört. Die zweite Reihe besteht aus zwei ähnlichen Sätzen von je drei Teilen, die dritte Reihe aus drei ähnlichen Sätzen von je drei Teilen usw.
Das sich bewegende Lichtintensitätsfeld wird, wie in Fig. 1 dargestellt, auf die Kathode projiziert, so dass die Länge des Feldes mit der Länge der Kathode zusammenfällt. Der erste Streifen der Kathode erzeugt Ströme, welche Feldkomponenten mit einem Maximum entsprechen, der zweite Streifen erzeugt Ströme, welche Feldkomponenten mit zwei Maxima entsprechen usw. Wenn man den zweiten Streifen betrachtet, so ist es ersichtlich, dass eine Feldkomponente mit zwei Maxima eine ganze Welle aufweisen wird, die mit jedem Satz von drei Teilen zusammenfällt, da das Feld zwei ganze Wellen über die Länge des Streifens besitzt. Da die zwei Sätze von drei Teilen des Streifens einander parallel geschaltet sind, so ist die resultierende Wirkung genau entsprechend der durch die zweite Linsenreihe des optischen Systemes nach Fig. 4 und 5 hervorgerufenen.
Für die Kathodenanordnung sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Beispielsweise kann ein Teil eines Streifens gegen denjenigen Teil eines andern Streifens ausgetauscht werden, welcher die gleiche Länge und ferner die gleiche Stellung in dem Streifen in waagrechter Richtung besitzt. So könnte der Teil 1 in dem obersten Streifen gegen die ersten fünf Teile des untersten Streifens ausgetauscht werden, ohne dass hiedureh das Ergebnis beeinflusst würde. Dies ergibt sich aus der Tatsache,
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über die Breite jedoch konstant bleibt. Auch brauchen alle die getrennten Teile sicht rie in der Zeichnung dargestellt, voneinander isoliert xu sein.
Diejenige besondere Gruppe von mit der Ziffer 1 bezeichneten Teilen, welche am linken Rande in der Abbildung liegen, können eine ununterbrochene Bekleidung von photoelektrischem Material besitzen. da sie miteinander elektrisch xu verbinden sind.
An den beschriebenen Anordnungen sind zahlreiche Abänderungen möglich. So kann eine
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auch das Objekt selbst oder ein gewöhnlielhes zweidimensionales Bild desselben abgetastet werden, es ist aber wesentlich, dass das durch die verschiedenen Abtastöffnungen hindurchgehende Licht ein fortlaufendes Band bildet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sender für Vorrichtungen zum Fernsehen od. dgl. nach Patent Nr. 149149, dadurch gekenn- zeichnet, dass das durch die Öffnungen übertragene Licht zur Erzeugung eines beweglichen Licht- intensitätsfeldes verwendet wird und das Feld auf eine Mehrzahl nebeneinander liegender lichtempfindlicher Vorrichtungen projiziert wird, deren jede an einen der Übertragungswege angeschlossen ist.