Verfahren und Vorrichtung zum Fernübertragen von stillstehenden und sieh bewegenden Bildern auf elekti-Ischem Wege. Die Erfindung bezieht sieh auf ein Ver fahren zum Fernübertragen von stillstehen den und sich bewegenden Bildern auf elek trischem Wege und auf eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
Es wurde bereits ein System vorgeschla gen, bei dem sich ein Film mit einer konstan ten Geschwindigkeit vor einer photoelek trischen Zelle bewegt und während seiner Be wegung der Wirkung eines abtastenden Lichtbündels ausgesetzt ist, das sich in Quer richtung über den Film hin- und herbewegt.
Die Zeitdauer, während der bei diesem System die Photozelle einem durch ein be stimmtes Bildelement fallenden Lielttbündel ausgesetzt wird, ist sehr klein, so dass die Änderung des Ausgangsstromes der Photo zelle äusserst gering ist.
Zwecks VerUngerung dieser Zeitdauer wurde auch schon vorgeschlagen, eine Katho denstrahlröhre zu benutzen, innerhalb deren eine ADza.lil von lichtempfindlichen gegen- einander isolierten Zellen in einer Ebene an geordnet sind, wobei diese Zellen der Reihe nach von einem Katliodenstrahl abgetastet werden.
Die Wirkung dieser Vorrichtung kommt darauf heraus, dass, das Bild -anz oder teilweise auf die lichtempfindlichen Zellen projiziert wird; unter dem Einfluss des Lichtes erhalten die verschiedenen Zellen in folge ihrer Kapazität in bezug auf die Erde positive Ladungen, die der Stärke des Lichtes und der Dauer der Belichtung proportional sind. Jedesmal wenn der Kathodenstrahl beim Abtasten eine der positiven Zellen trifft, gibt er in genügendem Masse Elektro nen ab, um die Ladung auszugleichen. Es wird dadurch also der Elektronenstrom mit Beträgen moduliert, die proportional zu den Ladungen der Zellen sind, über die er sieh bewegt.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass mit dieser Einrichtung bauliche Schwierigkeiten verbunden sind; insbesondere der Bau der pliotoelektrischen Kathode bietet verschie dene Schwierigkeiten.
Nach dem Verfahren gemäss der Erfin dung wird das Bild ganz oder teilweise auf eine lichtempfindliche Kathode projiziert, die unter dem Einflu3 des Lichtes Elektronen auf eine derart ausgebildete Anode wirft, dass auf dieser Anode ein aus Reihen von elektro statischen Ladungen zusammengesetztes elek- triselies Bild gebildet wird, das von einem Kathodenstrahl derart abgetastet wird, dass ein Strom erhalten wird, der sich entspre chend der Helligkeit der projizierten Bild punkte ändert.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in denen Fig. <B>1</B> einige Teile eines Ausführungsbei- in spiels der Fernsehvorrichtung gemäss der Er findung darstellt; Fig. 2 stellt schematisch die vollständige Fernsehvorrichtung dar; Fig. <B>3</B> und 4 sind graphische Darstel lungen; Fig. <B>5</B> ist ein Querschnitt nach der Linie <B>5-5</B> in Fig. 2;
Fig. <B>6</B> ist in vergrössertem Massstab ein Schnitt nach der Linie,6-6 in Fig. <B>5;</B> Fig. <B>7</B> stellt in vergrössertem Massstab eine andere Ausführungsform einer Anode dar; Fig. <B>8</B> ist ein Schnitt nach der Linie<B>8-8</B> in Fig. <B>7,</B> und Fig. <B>9</B> stellt eine verbesserte Ausführung der in Fig. <B>1</B> dargestellten Vorrichtung dar.
Eine Entladungsröhre <B>10</B> enthält eine photoelektrische Kathode<B>11,</B> welche die Form eines Schirmes mit feinen Maschen hat und aus licht-empfindlichem Stoff hergestellt ist. Ein Paar dünne Platten 12 und<B>13</B> sind in geringem Abstand voneinander in Ebenen parallel zu der Ebene der Kathode<B>11</B> ange ordnet. Diese Elektroden weisen Öffnungen auf, in denen Rohre 14 aus Isolierstoff an geordnet sind; in jedem dieser Rohre 14:, be findet sich ein metallenes Element<B>15</B> mit einem kugelförmigen Teil<B>16.</B> In der Nähe der Teile<B>16</B> der Elemente<B>15</B> ist eine Elek- trode 17 in Form eines Schirmes mit feinen Maschen angeordnet.
Uin ein Bild zu übertragen, das 121/-9 ein lang und breit ist, werden 6400 Elemente<B>15</B> angebracht und in<B>80</B> Reihen gleichmä-ssig über die Oberfläche der Platten 12 und<B>13</B> verteilt. Die Röhre<B>10</B> enthält ferner eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Kathoden strahles, der alle Elemente<B>15</B> der Reihe nach mit einer Geschwindigkeit von<B>19-</B> bis<B>15</B> Bil dern in der Sekunde abtastet, wobei jeder Teil<B>16</B> eines Elpmenips <B>15</B> und ein Teil der Platte<B>13</B> vom Kathodenstrahl getroffen wird.
Zum Abtasten wird dem Kathodenstrahl eine wagrechte Bewegung mittelst einer Spule <B>19</B> erteilt, die von einem Generator 20 mit einer Frequenz von 480 Perioden in der Sekunde erregt wird; die senkrechte Bjewe- gung wird durch die Platten<B>'21</B> bewirkt, denen die Spannung eines Generators 2,2 zu geführt wird, der eine Frequenz von<B>10</B> Perioden in der Sekunde besitzt.
Die Elektroden<B>12</B> und<B>11</B> werden mit der positiven bezw. negativen Klemme einer Bat terie<B>23</B> verbunden; es wird dadurch zwischen diesen Elektroden ein elektrostatisches Feld erzeugt, dessen Kraftlinien infolge des gerin gen Abstandes zwischen diesen Elektroden parallel verlaufen und senkrecht zur Ebene der Elektroden 12 und<B>11</B> stehen. Die Elek trode<B>13</B> ist mit dem einen Ende 24 eines Widerstandes 25 verbunden, dessen anderes Ende mit der positiven Klemme der Batterie 23 verbunden ist. Die negative Klemme der Batterie<B>23</B> ist über eine Leitung<B>26</B> mit Erde verbunden.
Die Elektrode<B>17</B> hat ein positives Poten tial, da sie über eine Leitung<B>27</B> mit der posi tiven Klemme der Batterie<B>2,3</B> verbunden ist. In diese Leitung<B>27</B> kann gewünschtenfalls eine Batterie<B>28</B> eingeschaltet sein, welche die positive Spannung der Elektrode<B>1-7</B> erhöht.
Der Widerstand 25 in Reihe mit der Bat terie<B>23</B> ist in den Eingangskreis einer Ver- stärkerröhre <B>31</B> eingeschaltet. Die Ausgangs- euergie dieser Röhre kann einem Radiosende,- system 34 und von dort einer Antenne zuge führt werden.
Das Bild 3;5t eines Gegenstandes<B>316</B> wird mitteist einer Linse 37 auf der lielitempfind- lielien Oberfläche der Kathode<B>11</B> projiziert.
Die in den Fig. <B>1</B> und 2 dargestellte Vor- rielltung wirkt wie folgt.
Wird die Kathode<B>11</B> von Licht getrof fen, das -von einem Gegenstand 3,6# herkommt, so sendet sie Elektronen aus. Die Menge der ausgesandten Elektronen ist von der Stärke des. die Kathode<B>11</B> treffenden Lichtes ab hängig, das in jedem Punkt der Kathode von der Hedligkeit des Gegenstandes'3#6% ab hängig -ist. Die von der Kathode<B>11</B> aus gesandten Elektronen bewegen sieh zur Anode<B>19,</B> unter dem Einfluss, des elektrosta tischen Feldes, dessen Kraftlinien durch die Pfeile 43 angedeutet werden.
Die von den Stellen 42! der lichtempfindlichen Oberfläche aus'gesendeten Elektronen bewegen sich durch die Maschen der Kathode<B>11</B> hindurch zur Elektrode 12 gemäss den Kraftlinien des clek- trostatischen Feldes zwischen der Kathode<B>11</B> und der Elektrode 12, worauf diese Elek tronen über die Batterie 2,31 und die Leitung <B>26</B> zur Erde abgeleitet werden. Die von den Stellen 40 der lichtempfindlichen Oberfläche ausgesandten Elektronen bewegen sich ge mäss der Richtung der Pfeile 41 unter dem Einfluss des elektrostatischen Feldes ebenfalls durch die Maschen der Kathode hindurch -und erreichen die Anode gemäss den durch die Pfeile<B>3,9</B> angegebenen parallelen Kraftlinien.
Diese Elektronen, die also die Elemente<B>1,5,</B> treffen, laden sie zu einemWert auf, der durch die Belichtung der entsprechenden Stellen 40 der Kathode<B>11</B> bedingt wird, denn jedes Ele ment<B>15</B> bildet mit dem umringenden Teil der Elektroden 12 und<B>13</B> einen Kondensator, der von den von der Kathode<B>11</B> ausgesandten Elektronen aufgeladen wird.
Die Ladungskurve jedes Kondensators ist in Fig. <B>3</B> dargestellt, in der<B>E,</B> die Höchst spannung angibt, zu der der Kondensator aufgeladen werden kann, während<B>E...</B> die ITbehstspannung ist, zu welcher der Konden sator tatsächlich aufgeladen wird, selbst wenn die zugehörige Stelle 40 der Kathode<B>11</B> sehr hell beleuchtet wird.
Die Elektronen des Kathodenstrahles 4-4 erreichen die positive Elektrode<B>17</B> mit einer Geschwindigkeit, die durch den Potential unterschied zwischen der Elektrode<B>17</B> und der Kathode 46 bedingt wird. Ein Teil dieser Elektronen trifft den Schirm<B>17</B> und wird von letzterem absorbiert und über die Bat terien 28 und<B>23</B> und die Leitung<B>26</B> zur Erde abgeleitet. Die Elektronen, die sich durch die Öffnungen des Schirmes hindurch bewegen, treffen den Teil<B>16,</B> eines Elementes <B>15</B> und die, -um dieses Element herumlieo-en- den Teile der Elektrode<B>13,</B> die mit<B>38</B> be zeichnet sind.
Wenn, alle Elemente<B>15</B> in ungeladenem Zustand sind, oder bis auf die gleiche Span nung aufgeladen sind, werden beim Abtasten alle Teile der Elektrode<B>13</B> von derselben An zahl von Elektronen des Kathodenstrahles 44 getroffen. In jenen Fällen, in denen kein Bild auf die Kathode<B>11</B> projiziert wird, oder die Belichtung über die ganze Bildoberfläche gleichmässig ist, erzeugen die Elektronen des Kathodenstrahles 44, welche die Elektrode<B>13</B> gemäss den Pfeilen 44a treffen, einen konstan ten Gleichstrom in dem Kreis, der durch den Widerstand<B>25,</B> die Batterie<B>23</B> und die Erde und die Kathode 4-6, gebildet wird, von der die Elektronen ausgesendet -werden.
Die Grösse dieses Gleichstromes wird durch die Anzahl von Elektronen bestimmt, welche die Elek trode<B>13!</B> in jedem Augenblick einer Abiast- periode trifft. Sind jedoch einige der Ele mente<B>15</B> geladen, oder weicht die Ladung von einem Anfangswert ab, weil ein Bild auf die Kathode<B>11</B> projiziert wird, so ändert sich die Anzahl der Elektronen, die in der Umgebung eines Elementes<B>15</B> die Elektrode<B>13</B> trifft, unter dem Einfluss der Grösse der Ladung<B>E,</B> die sieh auf diesem Element<B>15</B> befindet. Diese Änderung der Anzahl von Elektronen ist umgekehrt proportional zu der Grösse der Ladung<B>E</B> des Elementes<B>15,</B> das in diesem Augenblick vom Kathodenstrahl 44 getroffen wird.
Eine Änderung in der Anzahl von Elektronen, welche die Elektrode<B>13</B> in jedem Augenblick einer Abtastperiode trifft, führt eine Änderung oder eine Modulation der Gleichspannung herbei, die sieh zwischen den Enden des Widerstandes 25 befindet. Die Spannung an dem Gitter 47 des Verstärkers <B>31</B> ändert sich proportion9,1 zu dem Span nungsabfall über den Widerstand<B>25.</B>
Die beschriebene Wirkung ist dem Ein- fluss des in der Nähe der Teile<B>16</B> der Ele mente<B>15</B> entstehenden neolativen Feldes<B>zu-</B> zuschreiben. Die Stärke dieses Feldes wird durch die Grösse der Ladung<B>E</B> bedingt und ändert sich proportional zu dieser Ladung. Dieses Feld hat einen verzögernden Einfluss auf die gesamte Elektronenmenge, die sieh durch den Schirm<B>17</B> hindurch bewegt. Ist die Ladung<B>E</B> verhältnismässig klein, so ist auch dieser verzögernde Einfluss klein und ist die Anzahl der die Elektrode<B>13</B> treffen den Elektronen entsprechend gross, und um gekehrt.
Da die Elektronen des Kathodenstrahles 44 mit Kraft auf die Teile<B>16</B> der Elemente <B>15</B> auftreffen, senden diese Elemente Elek tronen aus, die sich gemäss den Pfeilen 49 zu dem Schirm<B>17</B> bewegen, wodurch die Ele mente<B>15</B> in einem Zeitraum Td entladen wer den. Diese Elektronenemission ist sekundär im Vergleich zu der Elektronenenlission ge- mä,ss den Pfeilen<B>39,</B> 41 und 43. Die Elek tronen, die sieh gemäss den Pfeilen 49 zu dem Schirm<B>17</B> bewegen, werden über die Batte rien<B>28</B> und<B>23</B> zur Erde abceleitet.
<B>en</B> Es ist einleuchtend, dass die Kondensa toren, von denen die Elemente<B>15</B> eine Bele gung bilden, von den von der Kathode<B>11</B> ausgesandten Elektronen fortwährend gela- den werden. Die für jedes Element<B>15</B> für die Aufladung zur Verfügung stehende Zeit dauer ist die Zeit, die zwischen zwei aufein ander folgenden Augenblicken verläuft, in denen der Katliodenstrahl 44 dieses be stimmte Element<B>15</B> trifft.
Die Abtast- gesehwindigkeit des Kathodenstrahles 44 wird so gross gewählt, dass die Ladezeit Te niemals dazu ausreicht, eine Kondensator- spannung zu erhalten, die den Wert E."" übersteigt, selbst für die hellste Stelle des zu übertragenden Bildes.<B>In</B> Fig. 4 ist eine Kurve dargestellt, bei der vorausgesetzt ist, dass Td etwa dem zwölften Teil von Te eut- spricht,.
Wie in den Fig. <B>5</B> und<B>6</B> dargestellt ist, können die Platten 12 und<B>13</B> von Ringen<B>50</B> aus Isolierstoff abgestützt werden. Die Ringe<B>50</B> sind mittelst Lippen<B>51</B> innerhalb der Röhre<B>10</B> angeordnet. Ein Ring<B>52:</B> aus Isolierstoff bestimmt den Abstand zwischen den Platten<B>19-</B> und<B>13.</B> Die Ringe<B>50</B> werden mittelst Schrauben<B>53</B> aufeinandergeklemmt.
Die Kathode<B>11</B> kann aus einem licht empfindlichen halbdurchscheinenden Film bestehen, der innerhalb der Röhre<B>10</B> ange ordnet ist und auf den der Gegenstand<B>16</B> projiziert -wird.
Die Anode<B>12-13</B> kann auf verschiedene Weise gebaut. werden. In den Fig. <B>7</B> und<B>8</B> ist eine Bauart beispielsweise dargestellt, bei der die Anode zwei Platten i 2a und<B>1311</B> besitzt, die den Platten 12 und<B>13</B> in Fig. <B>1</B> entsprechen. Jede dieser Elektroden 12a und 1,3a bestellt aus einer Anzahl von Streifen 54 aus Nickel oder anderem Material.
Wie in Fig. <B>8</B> angegeben ist, sind diese Streifen gewellt; die Ecken<B>55</B> können auf beliebige Weise zusammengeschweisst werden. Rohr- fürmige Isolatoren 14a. befinden sich in den Öffnungen zwischen den Streifen 54 und innerhalb dieser Rohre sind metallene Ele mente 15a angeordnet.
Die Elektroden 12 und<B>13</B> der Fig. <B>1</B> können, wie in Fig. <B>9</B> dargestellt ist, zu einer Elektrode<B>57</B> vereinigt werden. Die Wirkung der Vorrichtung bleibt in diesem Fall die selbe wie in Fig. <B>1;</B> die linke Oberfläche<B>58</B> der Elektrode<B>57</B> entspricht der Elektrode 12 in Fig. <B>1</B> und funktioniert auf dieselbe Weise wie diese, die rechte Oberfläche<B>59</B> entspricht der Elektrode<B>13</B> in Fig. <B>1</B> und wirkt auf dieselbe Weise und zu demselben Zweck wie diese Elektrode.
Die Elektrode<B>57</B> kann auf dieselbe Weise hergestellt werden, wie in den Fig. <B>7</B> und<B>8</B> angegeben ist; es muss dann jedoch einer der Teile 12a und 13a fortgelassen werden. Der durch die Linien,61 und <B>62</B> begrenzte Teil der Röhre<B>10</B> wird zweckmässig auf der innern Seite mit einer dünnen Schicht aus Silber oder einem andern Stoff überzogen. Dieser Überzug<B>60</B> ist durch eine Leitung<B>63</B> mit der Elektrode<B>13</B> elektrisch verbunden und wird dadurcli auf einer positiven Span nung gehalten. Ist diese Spannung hoch ge nug, so werden die Elektronen des Kathoden strahles 4,4 in einem einzigen Punkt auf der Anode<B>13-15</B> konzentriert.
Die Röhre<B>10</B> ist möglichst hoch entlüftet.