Fernseheinriehtnng. Die bisherigen Vorschläge und Versuche für das Fernsehen lassen immer deutlicher erkennen, dass bei denselben physikalische und konstruktive Grenzen bestehen, die nicht oder nur unter Aufwendung grosser wirtschaftlicher Mittel, überwunden werden können.
Immer mehr bricht sich die Über zeugung Bahn, dass die Übertragung von mindestens 8-10 000 Bildpunkten ermög licht werden muss, ehe das Fernsehen lebens fähig wird und an eine Einführung gedacht werden kann. Bei den mechanischen Sy stemen mag die eben genannte Zahl, 15 bis 25 Bilder pro Sekunde vorausgesetzt, etwa die konstruktive Grenze darstellen, die bei den heute bekannten Mitteln nur unter ausser ordentlichem Aufwande erreichbar ist.
Die Lagerung und Justierung der benutzten Zer- leger muss ungemein präzise sein, damit keine Verschiebungen im Bilde eintreten, die mit der Grösse des Bildpunktes vergleichbar sind. Zu den aufgezählten Schwierigkeiten gesellt sich noch die Tatsache, dass bei hohen Bild- punktzahlen mit den üblichen mechanischen Systemen keine genügende Bildhelligkeit bei wirtschaftlicher Betriebsleistung bezw. Steuerleistung für die Lichtquelle zu errei chen ist.
Immer deutlicher ist in neuester Zeit erkannt worden, dass der nächstliegende Weg zur Überwindung der geschilderten physikalischen und konstruktiven Grenzen über die Braunsche Röhre führt.
Die Erfindung befasst sich daher mit einer Einrichtung zur Übertragung von Gegenständen, das heisst sowohl von Dia positiven als auch von sichtbaren Vorgängen, bei der Braunsche Röhren sowohl auf der Sender- als auch Empfängerseite Anwen dung finden. Dabei wird der Kathodenstrahl der Braunsehen Röhre über den Leucht schirm geführt; der vom Leuchtschirm aus gehende Lichtstrahl tastet die zu übertragen den Gegenstände ab.
Bei der Übertragung von sichtbaren Vorgängen wird der Licht strahl auf eine photoelektrische Einrichtung reflektiert, während bei Diapositiven der Abtaststrahl durch das Diapositiv hindurch geht.
Der auf diese Weise in seiner Licht- intensität geänderte Strahl erregt dann, ge gebenenfalls über eine Optik, beispielsweise eine Mattscheibe, eine photoelektrische Zel lenanordnung. Stimmt bei der Übertragung von Diapositiven deren Grösse ungefähr mit der Grösse des rechteckigen Leuchtschirmes überein, so kann der Abtaststrahl das Dia positiv direkt, das heisst unter Fortlassung einer Optik, abtasten.
Es werden vorteilhafterweise an die Ab lenkorgane, vorzugsweise also an die beiden Ablenkplattenpaare einer Braunsehen Röhre, zwei Schwingungen gelegt, welche den Ka thodenstrahl über den Leuchtschirm führen. Zweckmässig verwendet man hierfür zwei Kippschwingungen mit konstanter Ampli tude, so dass auf dem Schirm eine recht eckige Fläche entsteht.
Die rechteckige Leuchtfläche kann nun durch eine Linse oder ein Linsensystem auf dem beispielsweise zu übertragenden Dia positiv, beispielsweise einem Bild eines Film streifens, abgebildet werden, zweckmässig so, dass die abgebildete Fläche gerade das zu übertragende Bild bedeckt oder etwas über deckt.
Dieses Diapositiv kann also durch den abtastenden Strahl punktweise beleuch tet werden und je nach seiner Durchlässig keit gelangt ein mehr oder weniger heller Lichtstrahl auf die hinter dem Diapositiv befindliche Photozellenanordnung, deren Strom durch einen empfindlichen Verstärker verstärkt und direkt über Leitungen oder drahtlos dem Empfänger zugeführt werden kann.
Um nun die Photozellenanordnung über ihre ganze Photoschicht möglichst auszunut zen und um durch die verschiedene Emp findlichkeit der einzelnen Schichtteile der Photozellenanordnung keinen störenden Ein fluss auf die Übertragungsgüte ausüben zu lassen, kann der durch das Diapositiv hin durchtretende, schwach diffuse Strahl stär ker diffundiert werden,
indem zwischen Dia positiv und Photozellenanordnung eine Matt scheibe angeordnet wird. Soll die Aufnahmeeinrichtung für die Aufnahme sichtbarer Vorgänge Verwendung finden, so wird vorzugsweise die auf der Fluoreszenzschicht der Röhre erzeugte leuch tende Fläche durch eine Linse oder ein Lin sensystem auf die zu übertragenden Vor gänge gerichtet und diese durch den sich bewegenden Lichtstrahl abgetastet.
Es hat sich gezeigt, dass die Vereinigung von geringster Trägheit mit grossem elektro optischem Wirkungsgrad für den Bau von Abtastsendern mit Braunsehen Röhren von grundlegender Bedeutung ist. Um eine mög lichst gleichmässige Empfindlichkeit der Oberflächenteile des Schirmes zu erzielen, kann dieser dadurch hergestellt sein, dass in den Kolben Kaliwasserglas gepinselt,
dieses gleichmässig verteilt und hierauf durch eine Düse Cadmium-Wolframat möglichst gleich mässig eingestäubt wird.
Ein ausserordentlicher Fortschritt kann durch Einführung eines neuen, dünnen, sehr gleichmässigen und sehr empfindlichen Schir mes erzielt werden. Bei Verwendung dieses Schirmes konnte auf der Aussenseite der Röhre bei 2800 Volt Anodenspannung und einem Strom von 0,87 Milliampere eine Punkthelligkeit von etwa 1,2 Kerzen erhal ten werden. Die Wirksamkeit des Schirmes übertrifft die bekannten visuell etwa um das Achtfache, photographisch etwa um das Zwei- bis Dreifache.
Gegenüber andern Ma terialien hat dieser Schirm den Vorteil sehr grosser Belastbarkeit. Bei Übergang zu noch höheren Anodenspannungen (4000 Volt steigt die erreichbare Fleckhelligkeit auf zwei bis drei Kerzen bei guten Kathoden. Gegenüber dem Zinksilikat-Phosphor hat das neue Schirmmaterial die Eigenschaft, eine ausserordentlich geringe Trägheit zu besitzen.
Für den Bau eines Braunsehen Röhren senders und auch für Messzwecke ist die Ver einigung geringster Trägheit mit grossem elektrooptischem Wirkungsgrad von fun damentaler Bedeutung. Auch auf der Emp fangsseite bewährten sich die neuen Schirme ausgezeichnet, trotzdem mit ihrer Verwen dung auf die Möglichkeit der Verringerung des Flimmerns durch Nachleuchten verzich tet wird.
Gegenüber den Zinksilikatphospho- ren, die leicht mit den für Empfang günstig sten Nachleuchtezeiten von '/2o bis ih" Se kunde herstellbar sind, scheint die "Grada- tionskurve" sowohl bei dem neuen Schirm, wie bei den früher angewendeten Calcium- Wolframaten günstiger zu liegen. Die Frage der günstigsten Gradationskurve des Schir mes hängt von den Eigenschaften und Ge setzen der angewendeten Lichtsteuerung ab.
Zweckmässig werden mehrere Photozellen oder eine Photoringzelle um das Linsen system angeordnet.
In den Fig. 1 bis 11 der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes und zugehörige graphische Erläuterungen dargestellt.
Die Gesamtanordnung zeigt Fig. 1. Hier ist mit 1 die Braunsche Röhre, mit 2 deren Glühkathode, mit 3 der Wehneltzylinder, mit 4 die Anode, mit 5 und 6 die beiden Ablenkplattenpaare, mit 7 der Fluoreszenz schirm und mit 8 das Linsensystem bezeich net. Des weiteren bezeichnet 15 den Photo- zellenverstärker und 16 ein Netzanschluss. gerät, welches die zum Betrieb der Sende röhre erforderlichen Heiz-, Anoden- und Zy linderspannungen liefert.
Mit 17 ist ein Bild- kippgerät bezeichnet, während mit 18 das Zeilenkippgerät bezeichnet ist. Diese beiden Kippgeräte liegen sowohl an den Ablenk- plattenpaaren 5 und 6 der Senderöhre 1, als auch an den Ablenkplattenpaaren 19 und 20 der Empfangsröhre 21.
Als Sender dient eine Kathodenstrahl röhre mit neuem Schirm. Der Vorteil, auch den Sender mit Braunsehen Röhren arbeiten zu lassen, liegt nicht nur in dem Fortfall mechanisch. bewegter Teile und in der ge ringen, nur durch An- und Ausleuchtzeiten des Fluoreszenzschirmes gegebenen Trägheit des Senders, sondern auch darin, dass in der Versuchsanordnung durch Parallelschaltung der Ablenkplatten, an denen Zeilen- und Bildspannung liegen, es ohne weiteres ge lingt,
den erforderlichen Synchronismus zwi- sehen der Punktlage beim Sender und der jenigen beim Empfänger herzustellen. Beim Sender und Empfänger tastet der Punkt syn chron eine Fläche ab, die bei richtig ge wählten Zeilen- und Bildspannungen als gleichmässig leuchtendes Rechteck auf dem Fluoreszenzschirm sichtbar wird. Das leuch tende Rechteck bei der in Fig. 1 abgebilde ten Senderöhre wird über eine lichtstarke Optik 8 scharf auf dem zu übertragenden Diapositiv oder Filmstreifen 12 abgebildet.
Hinter dem Diapositiv ist eine zweite Optik, beispielsweise eine Mattscheibe 13 und die Photozelle 14 angeordnet. Jeder Augen blicksstellung des Fluoreszenzpunktes ent spricht ein Lichtstrom, der die Photozelle trifft. Die Grösse der entfallenden Licht menge hängt nur ab von der Durchlässigkeit des zu übertragenden Diapositives an der Stelle, wo der Fluoreszenzpunkt momentan über die Optik abgebildet ist.
Nach genügen der, trägheitsloser Verstärkung der Photo ströme steht eine Spannung von einigen zehn Volt zur Verfügung, die zur Licht steuerung der Empfängerröhre dient. Diese Anordnung ermöglicht trotz ihrer grossen Einfachheit unter Anwendung normaler Messröhren, Netzgeräte und Kippgeräte, un ter Verwendung normaler Photozellen, unter Verwendung guter Niederfrequenzverstärker mit einem Verstärkungsgrad von 10 000 bis 100 000 gute Resultate.
Bei der Wahl der Abtastspannung liegt die Entscheidung hauptsächlich zwischen Sinusspannungen oder Kippspannungen. Die Abtastung mit Sinusspannungen hat den Vorteil, dass sie besonders geringe Anforde rungen an Empfänger und Verstärker stellt, und dass die Selektion der Bild- und Zeilen spannung besonders einfach gelingt. Die Er zeugung der Bild- und Zeilenspannung kann leicht in geeigneten Tongeneratoren gesche hen.
So vorteilhaft die Sinusabtastung aus elektrischen Gründen zu sein scheint, so kommt sie trotzdem jedenfalls zur Zeit noch nicht in Frage. Durch die veränderliche Strahlgeschwindigkeit sind bei der Sinus abtastung erhebliche Helligkeitsunterschiede gegeben. Der durch die Umkehrpunkte be grenzte Rand der leuchtenden Fläche er scheint ausserordentlich hell, die Mitte da gegen verhältnismässig dunkel. Man könnte sich hier dadurch helfen, dass man den Bild rand etwas abblendet, eine Massnahme, die auf der Empfängerseite auf jeden Fall emp fehlenswert ist, um ein scharf umrandetes Bildformat zu erhalten.
Ein weiterer Nach teil ist die dann resultierende, gegenüber der Kippabtastung geringere Bildhelligkeit. Die ungleichmässige Geschwindigkeit der Ab ta.stung hat Verschiedenheiten des möglichen Detailreichtums auf der Bildfläche zur Folge. Gerade die . Mitte des Bildes, die zwangs läufig die höchste Aufmerksamkeit auf sich zieht, wird am schnellsten abgetastet und verfügt daher, solange kritische Trägheiten die Wahl der Zeilenfrequenz beeinflussen, über die schlechteste Zeichnung.
Sind in der Übertragungseinrichtung, wie dies jedenfalls in absehbarer Zeit noch der Fall sein wird, kritische Trägheiten gegeben, so verschlech tern dieselben bei Sinusabtastung die Kon turen in der Zeile sehr viel mehr als bei Ab tastung in nur einer Richtung.
Die Träg- heiten bewirken bekanntlich nicht nur eine Konturenverwaschung, sondern eine Ver schiebung der Bildelemente in Richtung spä terer Zeitmomente. Diese Verschiebung fällt bei dem zwangsläufigen Synchronismus der Anordnung (Fig. 1) sofort auf, wenn die Zeilenfrequenz im Vergleich zu - den Träg heiten der Anordnung zu gross gewählt wird.
Bei nicht präziser Lichtsteuerung ist die Verschiebung bereits wesentlich eher zu be obachten als die gleichzeitig einsetzende Konturenverwaschung. Die Verschiebung durch bestehende Trägheiten ist bei Ab tastung in. nur einer Richtung nicht weiter kritisch.
Bei Abtastung in zwei Richtungen, wie es bei Sinusabtastung zwangsläufig der Fall ist, tritt jedoch eine Aufspaltung des Bildes ein, die das Bild ungemein schädigt und die dazu zwingt, . mit unnötig tiefen Zeilenfrequenzen und entsprechend niedrigen Bildpunktzahlen zu arbeiten.
Die Anwen dung von Sinusspannungen für die Ab- tastung, wie überhaupt die Anwendung schwingender Zerleger scheint erst dann in Frage zu kommen, wenn es gelungen ist, alle Übertragungsträgheiten so zu reduzieren, dass die resultierende Trägheit und damit die resultierende Aufspaltung mindestens klei ner ist als die Breite eines Bildpunktes. Es ist nicht undenkbar, dass im Laufe der Ent wicklung bei Anwendung ultrakurzer Wel len, Hochvakuum-Photozellen usw.
die Träg- heiten einmal so reduziert werden können, dass sie gegenüber der aus Bildhelligkeits- gründen begrenzten Bildpunktkleinheit nicht mehr in Frage kommen. Heute ist man noch weit hiervon entfernt. Man könnte daran denken, durch besondere Schaltungen die Strahlr ückführung verdeckt vor sich gehen zu lassen, man würde dann jedoch die Ein- richtung verwickelter gestalten und auf<B>50%</B> der Bildeinzelheiten und Bildhelligkeiten von vornherein verzichten.
Aus den geschil derten Gründen scheint die Abtastung mit konstant bleibender Geschwindigkeit, das heisst die Anwendung von Kippschwingun gen zur Abtastung, vorteilhafter.
Die Erzeugung von Kippspannungen er folgt in bekannter Weise durch Aufladung von Kondensatoren über den Sättigungs- strom einer Elektronenröhre und Entladung über geeignete Glimmlampen. Um die Zeit für den Rücklauf klein zu halten, kommt es darauf an, dass die Glimmlampe eine mög lichst schnelle Entladung des Kondensators bewirkt.
Während bei der Zeilenspannung die für den Rücklauf benötigte Zeit im we sentlichen nur die Zeichnungsmöglichkeiten beschränkt und auch dies nur unwesentlich, da die Zeit für den Rücklauf höchstens 10 der Zeit für den Durchlauf der Zeile be trägt, wird der Rücklauf bei der Bildspan nung sehr unangenehm empfunden. Zur Ver meidung leuchtender Striche, die quer durch das Bildfeld gehen und besonders in dunk len Partien des Bildes störend empfunden werden, kann man Zeilen- und Bildspannung so miteinander verkoppeln, dass der Rücklauf in einer Ecke des Bildes erfolgt.
Unter der Kopplung wird hierbei eine entsprechende Abgleichung der Zeitkonstanten der Ent- ladekreise für Bild- und Zeilenspannung ver standen. Zweckmässig wird, um den oben genannten Nachteil zu vermeiden, die Zeit konstante für den Rücklauf in der Bildrich tung sehr klein gehalten im Gegensatz zu der Zeitkonstante für den Rücklauf in der Zeilenrichtung.
Auf diese Art und Weise gelingt es, den Kathodenstrahllichtpunkt an nähernd der Begrenzungslinie des Bildes folgen zu lassen, da zunächst bei der Ent ladung der beiden Kreise der Kathoden strahl in Richtung zu der ersten Zeile sehr schnell zurückgelenkt wird und der Rück lauf für die Zeile langsamer erfolgt. Selbst verständlich kann man zweckmässig auch die Rücklaufzeit in Bildrichtung grösser machen als die in Zeilenrichtung, so dass zunächst bei Entladung der Kathodenstrahl annähernd längs der letzten Zeile zurückgeführt und dann am Rande des Bildes zum Anfangs punkt zurückgeführt wird.
Mit der unten angegebenen mechanischen Entladung des Kippkondensators bei dem Filmsender ist die Rücklaufzeit so verkürzt, dass Störungen nicht mehr zu beobachten sind. Zur Erzeu gung beliebiger Bildformate wurden mehrere Sätze Glimmlampen hergestellt, die inner halb der gewünschten Grenzen verschiedene Zünd-Lösch-Spannungsbereiche aufweisen und nach Einsetzung in die Kippgeräte ent sprechende Kippspannungen liefern. Die Kippspannungen werden so gewählt, dass auf dem Fluoreszenzschirm Rechtecke entstehen, deren Ecken sich bis an die Krümmung des Schirmes erstrecken.
Da die Grösse des ge steuerten Lichtpunktes heute noch im we sentlichen die Bildschärfe beeinträchtigt, wird man auf die volle Ausnutzung des For mates nur ungern verzichten.
Zur Wahl der Zeilen- und Bildfrequenz ist folgendes zu bemerken: Die erforderliche Bildfrequenz hängt davon ab, ob der Schirm der Empfängerröhre nachleuchtet oder nicht. Mit geeignet nachleuchtenden Schirmen kann die Bildfrequenz bis auf fünf bis acht Bilder pro Sekunde ermässigt werden, ohne dass das Flimmern unerträglich wird. Um ein gleich- mässiges, ruhiges Bild zu erhalten, erschei nen höhere Bildfrequenzen speziell bei den grossen Helligkeiten der Braunschen Röhren bilder jedoch günstiger.
Denkt man daran, normale Filme oder Tonfilme zu übertragen, so wird man Bildfrequenzen von 20 bis 25 pro Sekunde in Verbindung mit weniger nachleuchtenden Röhren anwenden, die auch die Wiedergabe schnellerer Bewegungen er lauben. Die Zeilenfrequenz wird so zu wäh len sein, dass die Zeichnung in Zeilen- und Bildspannungsrichtung gleich gut wird. Ist man in der Wahl der Bildfrequenz frei, so empfiehlt es sich, dieselbe so zu bestimmen, dass die Netzfrequenz kein ganzzahliges Viel faches von ihr ist.
Dann besteht der Vorteil, dass Störerscheinungen mit Netzfrequenz, die bei ungenügender Beruhigung gegeben sein können, keine konstant bleibenden Konturen- oder Tönungsveränderungen des Bildes her vorrufen können. Ist gleichzeitig auch die Zeilenfrequenz kein ganzzahliges Vielfaches der Bildfrequenz, so kann ein Wandern der Zeilen über das Bild hervorgerufen werden, das den Bildeindruck verbessert.
Von prak tischer Bedeutung wird die Tatsache einer Zeilenwanderung von Bild zu Bild dann, wenn 'zur Verringerung der Verstärker schwierigkeiten höhere Bildfrequenzen be nutzt werden. Auf den Kunstgriff der Zei lenwanderung kann allerdings verzichtet werden, wenn die Anordnung hohe Zeilen frequenzen auszunutzen gestattet und die Grösse des Fluoreszenzfleckes so eingestellt wird, dass Zeile an Zeile ohne Zwischenraum aneinander anschliesst.
Im Beispiel der Fig. 11 sind die sender und empfangsseitig vorhandenen Ablenk- organe, im vorliegenden Fall also die Ab lenkplattenpaare, parallel geschaltet, so dass ein vollkommener Synchronismus gewähr leistet ist.
Diese Parallelschaltung von Sen der- und Empfängerröhre ist natürlich auch bei drahtloser Übertragung möglich, indem beispielsweise durch Anwendung der Mehr fachmodulation Bild- und Zeilenspannung miteinander und mit der Bildsteuerung ver koppelt sind und mit einer gemeinsamen Trä- gerwelle übertragen werden. Der Vorteil die ser Parallelschaltung liegt darin, dass die Übertragungsgüte unabhängig von irgend welchen Änderungen auf der Sendeseite, bei spielsweise der Zeilenfrequenz, bleibt.
Die "drahtlose Parallelschaltung" hat des weite ren, insbesondere bei grösseren Entfernungen, den Vorteil, dass die Kabelverzerrungen fort fallen. Bei Mehrfachmodulation werden des weiteren störende Fadingerscheinungen ver mieden, die sich bei Verwendung verschie dener Übertragungswellen verschieden aus wirken würden.
Die Anwendung der Zwischenmodulatio nen, die die Bedienung der Empfangsanlagen somit ideal einfach gestaltet, erfordert im übrigen nicht sehr viel grösseren apparativen Aufwand als die örtliche Synchronisierung.
Die Erzeugung einer synchronen Zeilen kippspannung kann grundsätzlich aus der Lichtsteuerspannung über Resonanzmittel und automatische Synchronisierung erfol gen. Wenn man im Laufe der Entwicklung zu höheren Zeilenfrequenzen (2-5000 Hertz) übergehen wird, erscheint es auch möglich, die Kippschwingung durch Frequenzteilung im Verhältnis 1 : 2 oder 1 : 3 aus einer.Sinus- spannung zu erzeugen, die oberhalb des Hör bereiches liegt und die dem Tonsender mit aufmoduliert wird.
Die automatische Syn chronisierung gelingt bei Frequenzteilungen von 1 : 5 bis 1 : 10 sehr betriebssicher. Die Bildfrequenzen mit Hilfe einer Kippanord nung aus der Zeilenfrequenz herzustellen, stösst bei hohen Zeilenzahlen auf erhebliche Schwierigkeiten.
Die Verkopplung von Bild- und Zeilenfrequenz erfordert daher die Se rienschaltung von mehreren Kippeinrichtun- gen. Die Synchronisierung der Zeilenfre quenz und Bildfrequenz ist auch im Labora torium bereits von besonderer Bedeutung; wenn es sich darum handelt, einen mechani schen Sender und einen Braunscheu Röhren sender zu kombinieren. Auch dies ist ver- hältnismässig leicht möglich.
Grundsätzlich ist darauf zu sehen, dass speziell die Zeilen frequenz sehr gleichmässig einsetzt. Glimm lampen erschienen auch, wenn Wasserstoff- füllungen verwendet werden, zur Erzeugung höherer Zeilenfrequenz nicht immer ge eignet. Zur Erzeugung der Zeilenspannung wird man bei getrennter Synchronisierung Röhrenkippschaltungen verwenden, die die für hohe Bildpunktzahlen erforderliche Re gelmässigkeit unbedingt besitzen.
In Fig. 1 ist mit 22 ein gleichartiges Netzgerät dargestellt, wie es auf der Sende seite Anwendung findet und welches die not wendigen Spannungen für die Empfangs röhre 21 hergibt. Bei dieser Röhre ist die Kathode mit 23, der Wehneltzylinder mit 24, die Anode mit 25 und die Fluoreszenz schicht mit 26 bezeichnet. Diese Fluoreszenz schicht wird zweckmässig in gleicher Weise hergestellt wie bei der Senderöhre 1.
Bei der hier dargestellten Empfängerröhre wird die Helligkeitsamplitude des Photozellenverstär- kers über die Leitung 27 dem Wehneltzylin- der 24 der Empfangsröhre zugeführt. Dieser steuert, wechselstrommässig vorzugsweise durch einen Widerstand 34 (von zum Bei spiel 10' S2) von Anode und Kathode ge trennt, die Intensität des Kathodenstrahls. Für bessere Bildqualitäten ist es jedoch vor teilhafter, Spezialröhren zu verwenden, bei denen eine besondere Elektrode vorgesehen ist, welche den Strahl transversal ablenkt, so dass ein Teil desselben durch die Anode aus geblendet wird.
Bei dieser Helligkeitssteue rung, die mit Ausblendsteuerung bezeichnet wird, wird der Strahl ausgesprochen trans- versal gesteuert, so dass keine Geschwindig keitsänderungen eintreten. Zweckmässig wird der bei der Ausblendung übrig bleibende Strahl durch einen sogenannten Nachkonzen- trationszylinder wieder in die Achse der Röhren konzentriert und erst nach dieser Kon zentration durch die Ablenkplattenpaare 19 und 20 über die Fläche geführt. Eine der artige Röhre ist in der Fig. 2 dargestellt.
Es sind hier die gleichen Bezeichnungen angewendet wie in der Fig. 1. Des weiteren bedeuten 32 die Ablenkelektrode und 33 den Nachkonzentrationszylinder.
Um eine Verbrennung des empfindlichen Schirmmaterials zu verhindern, ist es sowohl auf der Sender- als auch Empfängerseite unbedingt erforderlich, Mittel vorzusehen, welche verhindern, dass der Strahl zeitweilig auf dem Auffangschirm ruht. Es genügt im allgemeinen, wenn eine der Ablenkspannun- gen wirksam ist.
Auch kann beispielsweise in einfacher Weise erreicht werden, dass durch die Abschaltung beider Ablenkspan- >ingen automatisch, beispielsweise durch ein Relais oder dergleichen, die Anodenspan nung abgeschaltet wird, oder der Wehnelt- zylinder eine derartige Vorspannung erhält, (lass keine Emission mehr durch die Anode liindurchdringen kann.
Um Diapositive zu übertragen, deren Grösse vergleichbar ist mit dem Format des Rechteckes auf dem Fluoreszenzschirm, kann von der Anwendung irgend welcher Optiken zwischen Schirm und Photozelle abgesehen werden, indem das Diapositiv unmittelbar an den Fluoreszenzschirin gehalten und die durch das Diapositiv fallenden Lichtintensi- täten veränderlicher Stärke zur Beeinflus sung der Photozelle verwendet werden. Die durch den Abstand von Schirm und Diaposi tiv gegebenen Unschärfen bleiben genügend klein, wenn eine Photozelle von vielleicht cm" Fläche ir) einem Abstand von etwa.
30 cm angeordnet wird, und gleichzeitig die hberstrahlung von schwankendem Licht auf anderem Wege als über das Diapositiv ver mieden wird. Die andere Anordnung, die für kleine Formate (Filmformate) zweckmässig ist, besteht darin, dass über eine möglichst lichtstarke Optik das leuchtende Rechteck in gewünschter Grösse auf dem Diapositiv ab gebildet wird. Um den Einfluss der Emp findlichkeitsunterschiede bei der photoakti ven Schicht der Photozelle zu vermeiden, wird zwischen Diapositiv und Zelle eine ge eignete Mattscheibe bezw. eine entsprechende optische Anordnung geschaltet.
Um die Bil der in ihrer ganzen Fläche gleichmässig zu übertragen und um unnötige Lichtverluste zu vermeiden, soll die Fläche der photo aktiven Schicht der Zelle grösser sein als die Mattscheibe und höchstens 11/2 cm von die ser entfernt sein. Die Mattscheibe selbst ist möglichst dicht hinter dem Diapositiv anzu bringen.
Die optische Anordnung zur Übertragung von Filmen entspricht vollkommen der be reits besprochenen Anordnung. Während bei der Übermittlung von Diapositiven es grund sätzlich gleichgültig ist, an welchem Zeit Punkt die Kippentladung stattfindet, muss bei der Übertragung von Filmen die Ent ladung dann stattfinden, wenn der Film transport erfolgt. Nur wenn dies der Fall ist, wird ein lästiger Querstrich vermieden, der bei nicht bestehendem Synchronismus über das Bild wandert. Die richtige Steue rung der Bildfrequenz wird dadurch bewirkt, dass bei der Filmtransporteinheit unmittelbar auf die Achse, die sonst bei der Verwendung für Projektionszwecke die in den Strahlen gang geschaltete Blende trägt, ein rotieren der Kontakt aufgesetzt wird.
Der Kontakt bewirkt an Stelle der Glimmlampe die Ent ladung des Kippkondensators. Auf den Vor teil der schnellen Entladung wurde bereits oben hingewiesen. Bei dieser Kippanord- nung, wo die Kippfrequenz gegeben ist. kann durch Veränderung des Heizstromes der im Sättigungsgebiet arbeitenden Röhre die Kippspannung und mit ihr das Format stetig geregelt werden.
Bei Anwendung be sonderer nichtmikrophonischer Röhren in den ersten Stufen des Verstärkers gelingt die Übertragung des bewegten Bildes ebenso gut wie die Übertragung des ruhenden Bildes.
Infolge der grossen Helligkeit des Flu- oreszenzfleckes und .der günstigen optischen Verhältnisse bei der Braunschen Röhre kann die Anordnung auch zum Abtastverfahren für sichtbare Vorgänge verwendet werden. Eine solche Anordnung ist schematisch in Fig. 3 angegeben.
Hier ist mit 1 die Braunsche Röhre, mit deren Glühkathode, mit 3 der Wehnelt- zylinder, mit 4 die Anode, mit 5 und 6 die beiden Ablenkplattenpaare, mit 7 der Flu- oreszenzschirm, mit 8 das Linsensystem., mit 9 die zu übertragenden, sichtbaren Vorgänge und mit 10 und 11 die Photozellen bezeich net, die, wie bereits bemerkt, zur möglichst vollkommenen Ausnutzung des reflektierten Lichtes in einer grossen Anzahl, z. B. ring förmig, angeordnet sind.
Bei ausreichender Flächenhelligkeit kann zwischen die abzutastenden Vorgänge und die Photozellenanordnung zweckmässig eine zweite Optik, beispielsweise eine Matt scheibe, angeordnet werden, wenngleich eine solche in der Fig. 3 nicht dargestellt ist.
Beim Abtastsender sind die optischen Verhältnisse ähnlich günstig für die Braun sehe Röhre wie auf der Empfangsseite, wo sie auch noch bei hohen Bildpunktzahlen Projektionen in mässigen Grenzen zulässt. Bei der Abtastung wird man sich zunächst mit der Abtastung kleinerer Flächen begnügen müssen. Doch erscheint hier noch eine er hebliche Steigerung der Möglichkeiten denk bar durch Einführung höherer Anodenspan nung und höherer Anodenströme bei der Braunschen Röhre, ein Aufwand, der auf der Senderseite ohne weiteres erlaubt ist.
Um auch die dunklen Stellen eines Bil des störungsfrei übertragen zu können, kommt es darauf an, dass auch noch der Lichtstrom, der über die dunklen Partien des Bildes an die Zelle gelangt, an dem An kopplungswiderstand eine Spannung erzeugt, die noch etwas grösser ist als die Schrotspan nung. Bei der Übertragung von Diapositiven und Filmen kann dieser Bedingung auch bei Anwendung der erforderlichen kleinen Kopplungswiderstände 30-50 000 Ohm) ge nügt werden. Es zeigt sich sogar in der Regel noch eine erhebliche Reserve, so dass Abstände vergrössert, Mattscheiben zwischen geschaltet und relativ niedrige Photospan nungen angewendet werden können.
Ausser ordentlich vorteilhaft für das Schirmmaterial sind infolge ihrer spektralen Empfindlich keitsverteilung Zellen mit photoaktiven Cä- siumschichten. Aber auch die üblichen Ka- liumzellen ergeben ausreichende Empfind- lichkeiten. Neben grosser Empfindlichkeit ist auch von der Photozelleneinheit zu ver langen, dass ihre Trägheit 10-5 Sekunden nicht wesentlich übersteigt. Ausserordentlich bewährt haben sich Photozellen mit Argon- füllang.
Bei dem angewendeten kapazitäts armen Aufbau erweist sich. ein Kopplungs widerstand der oben genannten Grösse als ausreichend klein. Sehr bewährt hat sich. dass Photozelle und erste Verstärkerstufe in einem getrennten kleinen gasten eingebaut wurden, der seitlich an den eigentlichen Ver stärker ansetzbar angeordnet war.
Die beispielsweise Ausführungsform des Photozellenverstärkers, wie er in der Anord nung der Fig. 1 mit 15 bezeichnet ist, ist in Fig. 4 dargestellt. Es ist ein normaler, wider standsgekoppelter Verstärker, bei dem je doch zu beachten ist, dass die Kopplungskon densatoren verhältnismässig gross gewählt werden müssen, und dass des weiteren die Durchgriffe der Röhren gross und demzufolge die Anodenwiderstände der Röhren gegen über den zur Zeit für Tonübertragungen üblichen verhältnismässig klein zu wählen sind.
Es ist des weiteren zu beachten, dass die Überbrückungskondensatoren zwischen der Zuführungsleitung der Anodenspannung und dem Anodenwiderstand, insbesondere bei den ersten Stufen, aber auch bei den letz ten Stufen, sehr gross gewählt sind (20 bis 30 Mikrofarad). Schliesslich ist es erforder lich gewesen, sämtliche Anodenspannungen, obwohl Batterien zum Betrieb des Verstär kers verwendet wurden, durch besondere Widerstände zu beruhigen und gleichzeitig hierdurch unerwünschte Kopplungen zwi schen den verschiedenen Systemen zu ver meiden.
Aus diesem Grunde ist es auch er forderlich gewesen, die Heizleitung für den mittleren Verstärkerteil durch einen Konden sator 28 zu überbrücken und die ersten Stu fen gegen die letzten Stufen durch eine Dros sel 29 zu entkoppeln. Die hohe Empfindlich keit, die dieser Verstärker aufweisen mass, um die kleinen Photozellenströme zu verstär ken und die erforderliche niedrige Zeitkon stante des Photozellenkreises, schliesslich die erforderliche Rückwirkungsfreiheit, machte einen engen Zusammenbau zwischen Photo zelle und erster Verstärkerstufe notwendig.
Aus diesem Grunde wurde die erste Verstär- kerstufe mit der Photozelle in einem gemein- Samen, von den übrigen Verstärkern getrenn ten Metallgehäuse angeordnet. Des weiteren wurde für die erste Stufe eine Röhre mit einem sehr geringen Verstärkungsfaktor an gewendet, um die notwendige Rückwirkungs- freiheit zu gewährleisten. In den Anoden kreis dieser Röhre ist ein Widerstand von zweckmässig nur<B>10000</B> Ohm oder darunter geschaltet.
Die Anschlüsse 30 sind vor- ,o;esehen, um eine weitere Batterie anschalten zu können. welche es ermöglicht, der Photo zelle eine V orspannung zu erteilen, die grö sser ist als die Anodenspannung. Der Um Schalter 31 ist vorgesehen, um die letzte Stufe abschalten zu können und so eine Phasenumkehr für die zu übertragende Hel ligkeitsspannung, das heisst die Umwandlung von Positiv in Negativ und umgekehrt zu urmöglichen. Die letzte Stufe ist demzufolge ebenfalls mit einem sehr geringen Verstär kungsfaktor ausgerüstet.
Die in der Figur angegebenen Widerstandsgrössen sind in Ohm, die Kondensatoren, sofern nichts an deres angedeutet ist, in cm angegeben.
Es hat sich herausgestellt, dass auch bei konstanter Dunkelheit, insbesondere absolu ter Dunkelheit des zu übertragenden Bildes, das Wiedergabebild nicht absolut dunkel war, sondern sehr stark flimmerte. Unter suchungen haben ergeben, dass dies durch eine zu niedrige Spannung der Photozelle hervorgerufen wurde, welche so klein war, dass der Schroteffekt einen wesentlichen Einfluss auf die Helligkeitsspannung nehmen konnte.
Es wird daher, wie bereits bemerkt, die Verstärkung und Dimensionierung des Verstärkers in Verbindung mit der verwen deten Photozelle so bemessen, dass der über die dunkleren Partien des Bildes gelangende Lichtstrom an dem Anodenwiderstand eine Spannung erzeugt, die noch etwas grösser ist als die Schrotspannung.
In Fig. 5 ist die Schaltung eines Kipp- gerätes dargestellt, wie es sowohl zur Erzeu gung der Bild-, als auch der Zeilenkippspan- nung Verwendung finden kann und wie es in der Fig. 1. mit 17 bezw. 18 bezeichnet ist. Dieses Kippgerät besteht aus einem Konden- sator 35, der zur Veränderung der Kipp- frequenz durch einen Umschalter gegen Kon densatoren anderer Grössen 35a und 35b aus gewechselt werden kann.
Dieser Kondensa tor wird über eine gesättigte Elektronenröhre 37, deren Emission durch einen Grobwider stand 38 und einen Feinwiderstand 39, von beispielsweise 6 bezw. 1 Ohm, genau ein gestellt werden kann, von einer beispiels weise von einem Hochspannungsgleichrich ter gebildeten Gleichstromquelle aufgeladen.
Die genaue Einregulierung des Emissions stromes der Röhre 3 7 gestattet innerhalb des gewählten Kondensatorbereiches eine stetig veränderliche Einstellung .der Kippfrequenz. Der Hochspannungsgleichrichter besteht aus dem Netztransformator 40, welcher über den Glühkathodengleichrichter 41 und den Be ruhigungswiderstand 42 von beispielsweise 3 X 104 Ohm einen Kondensator 43 von vier Mikrofarad auflädt, der wieder über ein wei teres Siebglied, bestehend aus dem Wider stand 44,
von ebenfalls beispielsweise 3 X 104 Ohm und dem Kondensator 45 von ebenfalls beispielsweise vier Mikrofarad, an die eigentliche Kippeinrichtung gelegt ist. Parallel zu dem Kippkondensator 35 liegt eine Glimmlampe 46, über welche sich der Kondensator, sobald er auf die Zündspan nung dieser Röhre aufgeladen ist, schnell entlädt.
Diese Lade- und Entladungs schwingung liegt nun an den Ablenkplatten 47 einer Braunschen Röhre, denen in der angegebenen Schaltung ' gleichzeitig durch ein Potentiometer 48, 49 eine so bemessene Gleichspannung aufgedrückt wird, dass eine Geschwindigkeitsänderung der zwischen die sen Platten hindurchgehenden Elektronen verhindert wird und welche es gestattet, das Kurvenbild genau in die Mitte des Schirmes zu verlegen.
Um geringe Ungleichmässigkeit auszugleichen, liegt in dem Entladungskreis des Kondensators ein. Übertrager 50, welcher in den Entladungskreis eine Synchronisie- rungsspannung einführen kann, welche den Kippmoment genau festlegt.
Der rücklaufende Strahl verursacht leuch tende Striche, die meistenteils quer durch das Bildfeld gehen und insbesondere in dunklen Teilen des zu übertragenden Bildes sehr stö rende Leuchterscheinungen ergeben. Um dies zu vermeiden, wird der Entladungskreis des Kondensators so dimensioniert, dass seine Zeitkonstante so klein wird, dass der bei der Entladung zurücklaufende Strahl keine stö renden Leuchterscheinungen mehr ergibt.
Dies lässt sich insbesondere bei Einrich- tungen erreichen, die zur Übertragung von Filmen geeignet sind. Bei derartigen An ordnungen wird der Kippkondensator des Bildkippgerätes zweckmässig durch einen mit dem Filmtransport zwangsläufig verbun denen Kurzschliesser entladen, dem man mit Leichtigkeit einen derart niedrigen Olim- sehen Widerstand zuerteilen kann, dass die erforderliche Entladungsgeschwindigkeit mit Sicherheit gewährleistet ist.
Ein weiterer Vorteil, der sieh hierbei ergibt, besteht darin, dass durch die zwangsläufige Steuerung Ver zerrungen, welche sich sonst sehr leicht ein stellen können, absolut vermieden sind.
Es ist natürlich auch möglich, die leuch tenden Striche, welche bei dem Zurückgehen der Bildspannung quer durch das Bildfeld gehen, dadurch zu vermeiden, dass Zeilen und Bildspannung so miteinander verkop pelt sind, dass der Rücklauf in einer Ecke des Bildes erfolgt, beispielsweise so, dass Bild- und Zeilenspannung nicht gleichzeitig auf ihren Anfangswert zurückgehen.
Ebenso wie für die Bildspannung ist auch für die Zeilenspannung ein möglichst schnellerRück- lauf erforderlich, wenn. schon eine zu lange Rücklaufzeit sich nicht in dem Masse hier störend auswirken kann, da die ganze Fläche gleichmässig durch den zurücklaufenden Strahl erhellt wird. Es ist aber auch hier zweckmässig, dafür zu sorgen, dass die Rück laufzeit höchstens<I>10 ,wo</I> der Zeit für den Durchlauf der Zeile beträgt.
Wie Versuche ergeben haben, ist es er forderlich, dass insbesondere die Zeilenfre quenz sehr gleichmässig einsetzt. Sogar Glimmlampen, welche mit Wasserstoffüllun gen versehen waren, genügten nicht immer den Anforderungen, insbesondere, wenn höhere Zeilenfrequenzen erforderlich waren. Bei getrennter Synchronisierung ist es des halb erforderlich, Röhrenkippschaltungen zu verwenden, welche die für die hohe Bild punktzahl erforderliche Regelmässigkeit be sitzen.
Wie aus der obigen Ausführung hervor geht, ist es zur Erzielung eines guten elek trooptischen Wirkungsgrades der Anord nung erforderlich, dass möglichst die ganze Lichtmenge zur Abtastung des zu übertra genden Bildes verwendet wird. Es wird des halb häufig nötig sein, das Format der ab tastenden Fläche, vorzugsweise also des ab tastenden Rechteckes, zu verändern. Dies lässt sich in einfacher Weise dadurch erzie len, dass eine bezw. zwei der Bestimmungs grössen der Bewegung des Abtaststrahls ver änderlich gemacht werden.
Um jedoch zu verhindern, dass insbesondere auf der Emp fängerseite bei örtlicher Synchronisierung eine schwierige Nachstellung erforderlich wird, ist es zweckmässig, die Strahlgeschwin- digkeit nicht zu verändern, das heisst also, dass man praktisch entweder die Ablenk- platten mehr oder weniger aneinander nähert oder aber, was das vorteilhafteste ist, meh rere Sätze von Glimmlampen verwendet,
die innerhalb der erforderlichen Grenzen ver schiedene Zünd-Löschspannungsbereiche auf weisen und somit eine Änderung -der Kipp- spannungen ermöglichen. In Fig. 6 ist ein Netzanschlussgerät in Verbindung mit einer Braunsehen Röhre dar gestellt, wie es in der Fig. 1 mit 16 und 22 bezeichnet ist.
Hierin stellt 51 den Netz anschlusstransformator dar, der die Heiz- spannungen für die Braunsche Röhre und das Gleichrichterrohr 52 hergibt, des weite ren die Anodenspannung, welche durch das Gleichrichterrohr 52 gleichgerichtet und über den Kondensator 53 beruhigt wird. Der Anodenspannungsabfall am Widerstand 54 ergibt die notwendige Vorspannung für den Wehneltzylinder, welche durch den Konden sator 55 hinreichend beruhigt wird.
Die Kondensatoren 53 und 55 können beispiels- weise eine Grösse von 0,25 Mikrofarad auf weisen.
Die Anforderungen, die an die Licht steuerung zu stellen sind, wurden bereits formuliert. Bei der Wehneltzylindersteue- rung, bei der die Strahlintensität durch Wechselspannungen an einem die Kathode umgebenden Zylinder geändert wird und deren zweckmässige Schaltung in Fig. 6 an gegeben ist, kann die Strahlintensität ohne wesentliche Geschwindigkeitsbeeinflussungen bis auf recht kleine Beträge reduziert wer den.
Bei dieser Steuerung, wo das Steuer feld des Zylinders transversal zu dem Be schleunigungsfeld der Anode steht, wird die Form der Raumladungswolke, die die Ka thode umgibt, und damit die Emission, ge ändert. Ein gewisser, wenn auch nur gerin ger Einfluss auf die Elektronengeschwindig keit bleibt jedoch bestehen. Die Grösse der Geschwindigkeitsänderung bei Steuerung zwischen hell und dunkel liegt zwischen und<B>10%.</B> Ihre Richtung liegt, wie auch theoretisch zu erwarten ist, so, dass bei star ker negativer Vorspannung, also bei Annähe rung an den Grenzzustand "dunkel", die Elektronengeschwindigkeit abnimmt.
Durch Einschaltung eines rein Ohmsehen Wider standes in den Anodenkreis lässt sich eine gewisse Kompensation erreichen. Infolge des Spannungsabfalles an diesem Widerstand, der in der Grössenordnung<B>100000</B> Ohm zu wählen ist, wird bewirkt, dass in den Augen blicken grösserer Strahlströme, das heisst gro sser Helligkeit, infolge des Spannungsabfal les eine geringere Anodenspannung besteht,
als in Augenblicken schwacher Strahlströme. Da die Aufrechterhaltung eines rein Ohm- sehen Widerstandes dynamisch Schwierig keiten bereitet und da durch den Wider stand die Erdungsverhältnisse kompliziert werden, ist in Fig. 1 derselbe nicht vor gesehen. Die Wehneltzylindersteuerung, die sich durch grosse Einfachheit auszeichnet, führt trotzdem zu recht brauchbaren Resul taten.
Während sich die bisher beschriebene Fernseheinrichtung zunächst nur mit der Übertragung von Bildern bezw. Bildpunkten befasst, welche entweder schwarz oder weiss oder eine mehr oder weniger grosse Weiss helligkeit aufweisen, befasst sich eine wei tere, noch zu beschreibende Anordnung mit der Übertragung farbiger Bilder.
Während man bei den bisher bekannt gewordenen Farbfernsehverfahren das zu übertragende Gesamtbild nacheinander in den verschiedenen Grundfarben übertrug, wird bei der vorliegenden Einrichtung die Übertragung eines Bildpunktes in den drei Grundfarben jeweils innerhalb der Ablauf zeit eines Bildes vorgenommen. Ein der artiges Verfahren weist den wesentlichen Vorteil auf, dass das Entstehen von farbigen Säumen, welche insbesondere durch zeitliche Parallaxe hervorgerufen werden, vermieden sind..
Bei dieser neuen Einrichtung wird die fluoreszierende Fläche zweckmässig in der Richtung der Zeilenabtastung zeilenweise aus nebeneinander liegenden Streifen ver schiedener Fluoreszenzmaterialien herge stellt. Als Fluoreszenzmaterialien finden zweckmässig drei verschiedene Materialien Anwendung, welche je beim Auftreffen von Elektronen in einer der drei Grundfarben rot, blau und grün aufleuchten.
Beispiels weise eignet sich zur Erzeugung einer roten Fluoreszenzfarbe galiumbichromat, zur Her stellung einer blauen Calciumwolframat und zur Herstellung einer grünen Farbe Zink silikat, Cadmium-Wolframat oder Zinksul fid. Entsprechend der gewünschten Bild- punktbreite muss nun jeder Bildstreifen in drei Farbstreifen, die nacheinander abgeta stet und übertragen werden, aufgeteilt sein.
Diese Streifen müssen, je nach .der Fluores- zenzempfindliehkeit des verwendeten Flu- oreszenzmaterials eine verschiedene Dichte bezw. eine mehr oder weniger dichte Ver- teilung der .Kristalle aufweisen, um eine gleichmässige Zeilenbreite zu ermöglichen. Sender- und Empfängerröhre müssen gleich artige Fluoreszenzschirme aufweisen.
Der Kathodenstrahl der Senderröhre wird, wie bei der einfarbigen Übertragung, über die Fluoreszenzfläche geführt und tastet nun die aus den verschiedenen Fluores- zenzmaterialien bestehenden Streifen nach einander ab. Wenn man beispielsweise die Reihenfolge rot, blau, grün anwendet, so wird der abtastende Strahl, dessen Breite dementsprechend etwa ein Drittel der ge wünschten Bildpunktbreite beträgt, in der gleichen Reihenfolge:
rot, blau, grün, rot, blau, grün usw. nacheinander die aus den verschiedenen Materialien streifenweise zu sammengesetzte Fläche streifenweise über streichen. Um die gleiche effektive Zeilen zahl v.-ie beim nichtfarbigen Fernsehen züi erreichen, muss also der Strahl drei Mal so oft über die Fläche laufen. Durch genügend feine Unterteilung wird dementsprechend die Fläche der Senderröhre weiss aufleuchten.
Diese Fläche wird, wie bereits erwähnt, über eine Optik auf dem zu übertragenden Bild abgebildet, und zwar wird nun je nach der Farbe des zu übertragenden Bildes eine mehr oder weniger grosse Menge des jeweils auf der Senderröhre erzeugten Grundfarben lichtpunktes beispielsweise durch das Dia positiv hindurchtreten. Zur gleichen Zeit: befindet sich der Kathodenstrahl der Emp fängerröhre auf dem entsprechenden Punkt, wobei natürlich der Kathodenstrahl des Empfängers über einen fluoreszierenden Flächenstreifen verlaufen muss, der in der gleichen Farbe fluoresziert.
U m dem Auge die Erscheinung einer ein heitlichen Farbe bei der Übertragung eines Bildpunktes zu gewährleisten, ist es erfor derlich, dass die Fluoreszenzmaterialien so fein verteilt sind, dass ihre Struktur nicht in Erscheinung tritt.
Es ist also erforderlich, dass die Empfangsanordnung so aufgebaut wird, dass ein sehr kleiner Sichtwinkel ent steht, welcher eine subjektive Vermischung der in den drei Grundfarben aufleuchtenden, zu einem Bildelement zusammengehörigen Streifenteile der Fluoreszenzfläche ergibt.
Infolge der verschiedenen Fluoreszenzemp- findlichkeit der verschiedenen, für die ein zelnen -Grundfarben in Frage kommenden Materialien ist es notwendig, zur Erzielung eines farbengetreuen Bildes die Dosierung der einzelnen Fluoreszenzmaterialien so vor zunehmen, dass durch das gleich lang an dauernde Auftreffen eines konstant starken Kathodenstrahls auf übereinander liegende. gleich grosse Flächenteilchen eines Bildele mentes die Erscheinung eines gewissen Bildpunktes auftritt.
Es ist möglich, diese aus den verschie denen Fluoreszenzmaterialien zusammen gesetzte Fläche auch bei der Übertragung von Schwarzweiss-Bildern bezw. gewöhn lichen Diapositiven zur Erzielung eines wei ssen Bildes zu benutzen.
Wenn lediglich die Aufgabe gestellt ist, eine weisse Fluoreszenzfläche herzustellen, ist es selbstverständlich nicht erforderlich, die verschiedenen Fluoreszenzmaterialien streifenweise anzuordnen. Vielmehr genügt es, sie in beliebiger Anordnung auf die Glas wand anzubringen, wobei lediglich darauf zu achten ist., dass die Verteilung genügend fein ist und die Dosierung der verschiedenen Materialien ein weisses Bild bei gleichartiger Erregung, das heisst gleicher elektrischer Leistung, also Intensität und Geschwindig keit des Kathodenstrahls, ergibt.
Zur Erzielung eines weissen Bildes ist es möglich, die verschiedenen Fluoreszenzmate- rialien schichtweise aufeinander anzuordnen. wobei zweckmässig die fluoreszenzempfind- lichste Schicht die der Kathode abgewand- teste Fläche bildet, während die fluoreszenz- unempfindlichste Fläche die der Kathode nächste ist. Durch geeignete Dosierung, sowie Stärke ist es auch hier ohne weiteres mög lich, eine hervorragend weisse Leuchtfläche zu erzielen.
Die angegebenen Vorkehrungen lassen sich naturgemäss auch bei andern Fernseh verfahren anwenden, insbesondere bei sol chen, bei denen die Bildpunktabtastung nicht zeitlinear erfolgt, sondern in Ab hängigkeit von den Eigenschaften des je weils zu übertragenden Bildpunktes die Ab tastgeschwindigkeit geändert wird. Wie bereits erläutert wurde, werden Ver besserungen der Bildqualität bei Fernseh- empfangsanordnungen mit Braunsehen Röh ren, welche mit Auslenksteuerung arbeiteten, durch die Anwendung von Nachkonzentra- tionszylindern erzielt.
Wie eingehende Versuche ergeben haben, wird aber auch durch diese verbesserten Braunsehen Röhren noch eine gewisse Ver zerrung des Bildes hervorgerufen.
Im folgenden wird nun eine Anordnung beschrieben, bei der alle Verzerrungen rest los behoben sind. Durch die Auslenkplatte bezw. Auslenkplattenpaare erhält der Ka thodenstrahl eine von der Zentrale abwei chende Richtung, welche auch durch den Nachkonzentrationszylinder nicht vollkom men ausgeglichen werden konnte;
vielmehr gelang es zwar durch den Nachkonzentra- tionszylinder, eine wesentliche Verbesserung des Bildes zu erzielen, jedoch beruhte diese lediglich, wie spätere Versuche bewiesen haben, darauf, dass der insbesondere durch die Auslenkung streuende Strahl wieder schärfer konzentriert wurde, wobei aller dings auch eine gewisse Rücklenkung in. die Zentrale erreicht wurde.
Es wird nun zur Rücklenkung des Strahls in die Röhrenachse eine zweite Auslenkplatte bezw. zweites Auslenkplattenpaar angewen det, welches zweckmässig in Gegentakt zu der helligkeitssteuernden Ablenkplatte arbei tet. Durch dieses Gegenplattenprinzip wird es erreicht, dass der Strahl nach Verlassen der Umgebung der zweiten Platte, der Rück lenkplatte, koaxial zur Röhre verläuft, so dass ein Nachkonzentrationszylinder nicht mehr unbedingt erforderlich ist.
Diese An ordnung soll an einer beispielsweisen Aus führungsform, wie sie in der Fig. 7 dar gestellt ist, näher erläutert werden.
Hierin ist mit 56 die Kathode, mit 57 der Wehneltzylinder, mit 58 die helligkeits steuernde Auslenkplatte und mit 59 die Anode bezeichnet. Die Ablenkplatte 60 führt den Strahl wieder in die Mittelachse der Röhre zurück, wo er erforderlichenfalls durch einen Nachkonzentrationszylinder 61 wieder stärker konzentriert und durch die Ablenkplattenpaare 62 und 68 über die Bild fläche geführt wird.
Mit 64 ist der Fluores- zenzschirm bezeichnet, auf welchem das zu übertragende Bild erscheint.
Der Abstand der Auslenkplatte 58 und ebenso der der Rücklenkplatte 60 von der Röhrenachse wird so gewählt, dass dieser gross gegen den Strahldurchmesser an der gesteuerten Stelle ist, um Verzerrungen zu vermeiden. Diese Verzerrungen rühren zum grossen Teil von der Raumladungswolke her, w=elche sich zwischen dieser Platte und dem Strahl ausbildet und welche eine lineare Steuercharakteristik verhindert.
Da der Einfluss der Aus- bezw. Rück lenkplatte bezw. -plattenpaare infolge der durch die dazwischen liegende Anode ver änderten Elektronengeschwindigkeit auf den Kathodenstrahl verschieden ist, wird die Gleichspannungsvorspannung der Rücklenk- platte 60 getrennt von der der Platte 58 ein gestellt. Für die dynamische Steuerung kann man in einfacher Weise die beiden Platten 58 und 60 durch einen Kondensator verbin den.
Die geeignete Vorspannung für die Rücklenkplatte 60 kann in einfacher Weise durch Verbinden derselben mit der Anode 59 über einen regelbaren Widerstand bewirkt werden.
Wenn es schon, wie oben erwähnt, nicht unbedingt erforderlich ist, den Nachkonzen- trationszylinder 61 bei Anwendung des Ge- genplattenprinzips anzuwenden, so ergibt eine Kombination von Nachkonzentrations- zylinder und Gegenplattenprinzip doch noch eine sehr wesentliche Verbesserung der Bild qualität, weil es so gelingt, nicht nur die Bildpunktverschiebung durch die Platte 60,
sondern auch die Unschärfe durch den Nach konzentrationszylinder 61 zu beheben.
Um eine besonders feine Einstellung der Koaxialität des Strahls auch dynamisch zu erzielen, wird ausserhalb der Röhre eine pa rallel zur Rücklenkplatte 60 angeordnete und mit ihr verbundene, verschiebbare Platte 66 angeordnet. Die Verschiebung dieser Platte kann in beliebiger Richtung erfolgen und gestattet eine ausserordentlich feine Nachregelung der Rücklenkung des Strahl. Diese Platte wird mit der Rücklenkplatte verbunden.
In. der Fig. 7 sind sowohl für die Aus lenkung, als auch für die Rücklenkung und deren Feineinstellung Einzelplatten darge stellt. Es bringt jedoch gewisse Vorteile mit sich, an Stelle dieser Einzelplatten Platten paare anzuwenden, wobei jeweils die zweite Platte symmetrisch zu der ersten angeordnet ist, wie es in der Figur durch die gestrichel ten Systeme 67, 68 und 69 wiedergegeben ist.
Durch die Anwendung von Platten paaren wird eine weitgehende Homogenisie rung des Auslenkungsfeldes erzielt, welches sich insbesondere bei der Gegenplatte zur Platte 66 vorteilhaft auswirkt. Diese Gegen platte 69 wird zweckmässig wechselstrom- mässig auf Erdpotential gelegt. Es wird ihr jedoch eine Gleichspannung zugeführt, um eine Änderung der Strahlgeschwindigkeit zu verhindern.
Dabei wird die Auslenkplatte bezw. das Auslenkplattenpaar mit der Rück- lenkplatte bezw. Rücklenkplattenpaar durch einen bezw. zwei Kondensatoren verbunden, wobei die Anwendung von Plattenpaaren je weils die überkreuzliegenden Platten wech- selstrommässig das gleiche Potential erhalten.
Um einen schädlichen Einfluss der Platten 58 und 60 auf die Wirkungen der Konzen trationszylinder 57 und 61 zu verhindern, werden die Abstände zwischen diesen Plat ten bezw. Plattenpaaren und den Konzen trationszylindern hinreichend gross gewählt. Die Gesamtsteuerung der beschriebenen Fernsehanordnung erfolgt in bekannter Weise dadurch, dass der Auslenkplatte 58 die Helligkeitsspannung, den Plattenpaaren 62 und 68 die Bild- bezw. Zeilenspannung zugeführt wird.
Es ist verständlich, dass es für den Bau von Abtastsendern mit Braunsehen Röhren von grundlegender Bedeutung ist, dass alle Organe die geringste Arbeitsträgheit aufwei sen. Bei den bisher verwendeten Fernseh- sendereinrichtungen mit Kathodenstrahlröh ren. wurde die Phosphoreszenzerscheinung, welche allein erhebliche Lichtenergien- lie fert, benutzt.
Unter der Phosphoreszenz erscheinung, bei den fälschlicherweise' Flu- oreszenzschirm genannten Schirmen wird be kanntlich ein Leuchten verstanden. welches nicht momentan der Kathodenstrahlerregung folgt und auch eine gewisse Zeit zum Ab klingen benötigt. Bei einigen Silikaten, bei spielsweise Zinksilikat, liegen diese Abkling- zeiten, die sogenannten Ausleuehtzeiten, in der Grössenordnung einer Zehntelsekunde und sind teilweise sogar von noch höherer Grö ssenordnung.
Wie schon oben erwähnt, ist es erforder lich, zur verzerrungsfreien Wiedergabe nur verzögerungsfrei arbeitende Organe auf der Senderseite zu verwenden. Die oben erwähn ten Materialien kommen demzufolge als Schirmmaterial für Fernsehsender nicht in Frage. Wesentlich günstigere Eigenschaften für den vorliegenden Zweck zeigen, wie Un tersuchungen ergeben haben, Calcium und Cadmium-Wolframat. Die Ein- und Aus- leuchtzeiten dieser Materialien liegen in der Grössenordnung von 10-5 Sekunden. Für detailreiches Fernsehen ist jedoch auch die Trägheit dieser Materialien noch zu gross.
Ideal für den Schirm eines Kathodenstrahl fernsehsenders wäre ein Schirmmaterial, wel ches lediglich die Fluoreszenzerscheinung ausnutzt, wobei unter Fluoreszenz im übli chen Sinne eine Leuchterscheinung verstan den ist, die momentan mit der Erregung ein setzt und momentan bei der Beendigung der Erregung aussetzt.
Nach dem heutigen Stande der wissen schaftlichen Erkenntnis wird angenommen, dass eine Kathodenstrahlfluoreszenz über haupt nicht existiert. Mit Hilfe besonderer Messeinrichtungen, welche die quantitative Erfassung hochfrequenter Lichtschwankun gen erfassen, ist es nun gelungen, festzustel len, dass entgegen der bisherigen Annahme eine Kathodenstrahlfluoreszenz doch besteht.
Allerdings liefert die Fluoreszenz etwa ein bis zwei Zehnerpotenzen weniger Licht als die Phosphoreszenz. Dies dürfte auch der Grund sein, weshalb sie bisher der Beobach- tung entgangen ist. Die helle Phosphor eszenz überdeckt die schwache Fluoreszenz. wie anhand der Fig. 8 und 9 näher erörtert sein soll.
In Fig. 8 ist die stossartige Kathoden- strahlerregung gE eines Schirmflächenele- mentes in Abhängigkeit von der Zeit t dar gestellt. Beispielsweise möge dieser Er regungsstoss eine Milliontelsekunde betra gen.
Dann erfolgt eine momentane Erregung des Schirmflächenelementes zur Fluoreszenz und eine langsam anklingende, jedoch we sentlich stärker verlaufende und sehr lang sam abklingende Phosphoreszenzerscheinung. Dies ist in. Fig. 9 näher dargestellt, wo die Lichtmenge<I>L</I> in -Abhängigkeit der Zeit t einerseits für die Fluoreszenzerscheinung (kleine Fläche), anderseits für die Phosphor eszenzerscheinung (grosse Fläche) dargestellt ist.
Es soll nun zur verzerrungsfreien Bild wiedergabe die Schirmfluoreszenz im Fern sehsender allein oder vorwiegend zumindest für die sehr schnell erfolgenden Erregungs änderungen des Schirmes benutzt werden. In Frequenzgebieten unterhalb von<B>10000</B> Hertz ist die starke Phosphoreszenzerschei- nung nicht schädlich, da es gelingt, mit Hilfe der modernen Entzerrungsmethoden im Verstärker diesem eine Frequenzcharak- teristik zu geben,
dass die starke Phosphor eszenzerscheinung bei tiefen Frequenzen die gleichen Ausgangsspannungen wie die schwache Fluoreszenzerscheinung bei höhe ren Frequenzen ergibt. Die Trennung von Phosphoreszenz- und Fluoreszenzerscheinung bei niedrigen Frequenzen ist schwierig und aus dem oben angeführten Grunde auch nicht erforderlich, während sie bei hohen Frequenzen sich automatisch ergibt, da. die Phosphoreszenzerscheinung derart träge ist, dass sie gegenüber den schnell erfolgenden Erregungsänderungen eine konstante Hellig keitsamplitude liefert.
Man verwendet demzufolge zweckmässig einen Verstärker für die Photozellenspan- nung. der etwa eine Frequenzcharakteristik aufweist. wie sie in der Fig. 10 dargestellt ist. Hier ist der Verstärkungsgrad Y in<B>Ab-</B> hängigkeit von f (in Hertz) angegeben.
Um zu bewirken, dass auch die schwä chere Fluoreszenzerscheinung in dem Photo- zellenverstärker des Senders noch Spannun gen hervorruft, welche oberhalb des Schrot pegels liegen, sind gegebenenfalls in der Ka thodenstrahlröhre des Senders besonders grosse Strahlenergien umzusetzen, beispiels weise Strahlströme von 1/1o bis 1 Milliampere bei 3 bis 10 kV Geschwindigkeit.
Damit nicht allzu grosse Unterschiede der Frequenzcharakteristik des Sendeverstär kers erforderlich werden, verwendet man zweckmässig Materialien, bei denen die Phosphoreszenzerscheinung im Vergleich zur Fluoreszenzerscheinung möglichst klein bleibt. Unter Umständen erübrigt sich über haupt die Anwendung einer besonderen Ent- zerrungseinrichtung innerhalb des Verstär kers. Die hierfür in Frage kommenden Ma terialien wurden bisher wegen ihrer absolut genommen geringeren Lichtmenge als Schirm material vernachlässigt.
Sie gewinnen erst durch die in der vorliegenden Beschreibung niedergelegten Erkenntnisse an Bedeutung. Ein. Material, welches fast keine Phosphor eszenz aufweist, ist beispielsweise Gips, -wel ches sich somit vorzugsweise als Schirm material für Braunsche Röhren im Fernseh sender eignet.
Bei der Verwendung von Kathodenstrahl oszillographen wird im allgemeinen eine Spannung in der Grössenordnung von 1000 Volt verwendet. Wird ein solcher Kathoden strahloszillograph mit einem Empfänger bezw. miteinem;Verstärkerzusammengeschal- tet, so ist bei Verwendung der üblichen Emp fänger oder Verstärker die am Kathoden strahloszillographen liegende hohe Spannung nicht ohne weiteres auch für den Verstärker bezw. Empfänger zu verwenden, vielmehr muss dann eine besondere Anodenspannung verwendet werden.
Im folgenden wird ge zeigt, wie eine besondere Anodenspannung vermieden und die hohe Spannung gleich zeitig für den Verstärker benutzt werden kann. Dies wird durch Verwendung von Widerstandsverstärkern mit Röhren eim8g- licht, die einen extrem kleinen Durchgriff besitzen,
zum Beispiel 1 @aa. Ein weiteres Merkmal dieses Verstärkers ist die indirekte Heizung der Verstärkerröhren, wobei für gute Isolation der in Frage kommenden Heiztransformatoren Sorge zu tragen ist. Das Eingangsgitter des Verstärkers wird durch einen Blockkondensator von hoher Durchschlagsfähigkeit gesichert, so dass der erste Abstimmkreis unbesorgt geerdet wer den kann.
Die Isolation des Beruhigungs- kondensators muss eine derartig gute sein, dass eine Spannung von 1000 Volt mit Si cherheit an die Röhre gelegt werden kann. In der schematischen Schaltzeichnung nach Fig. 11 ist eine solche Zusammenschaltung von Braunseher Röhre und Verstärker dar gestellt.
Es bezeichnet 70 einen Kathodenstrahl- oszillographen, bei dem 71 die für die Steue- rung erforderliche Schaltung andeutet. 72 ist ein Netzanschlussgerät, 73 ein Verstär ker, der mit dem Kathodenstrahloszillogra- phen gekoppelt ist. 74 und 75 sind Selbst induktion und veränderliche Kapazität eines Eingangskreises, dessen vom Gitter abge kehrtes Ende bei 76 geerdet ist.
77 ist nun der Kondensator, der mit vorzüglicher Iso lation die ungefährliche Verwendung der ebenfalls an Erde liegenden hohen Spannung des gathodenstrahloszillographen erlaubt. Der Verstärker 73 enthält Verstärkerröhren mit sehr kleinem Durchgriff in der Grössen ordnung von 1 /0o und. sehr hohe Anoden widerstände, so dass eine Anodenspannung von der Grössenordnung von 1000 Volt be sonders zweckmässig ist.
Die vorliegende Einrichtung gestattet also, die hohe Spannung eines Kathoden strahloszillographen, wenn ein solcher zusam men mit dem Empfänger oder Verstärker verwendet werden soll, bei entsprechender Wahl der Röhren des Verstärkers für diesen nutzbar zu machen.
Wie bereits bemerkt, muss zur Durchfüh rung eines brauchbaren Fernsehverfahrens mit Braunsehen Röhren der elektrooptische Wirkungsgrad wesentlich grösser sein, als es bei den bisher bekannt gewordenen Röhren der Fall war.
Bei den bisher verwendeten Fluoreszenz schirmen für Braunsche Röhren haben sich verschiedene Nachteile gezeigt, welche ver mieden werden sollen. Zunächst litten die bisher verwendeten Schirme, welche in ihren besten Ausführungen aus Calcium-Wolframat bestanden, an einer für viele Zwecke zu ge ringen Empfindlichkeit, das heisst einem zu geringen elektrooptischen Wirkungsgrad.
Diese mangelhafte Empfindlichkeit war ins besondere bei Braunsehen Röhren, die für Fernsehzwecke Verwendung finden sollten, ausserordentlich störend.
In der vorliegenden Anordnung wird da her für die Schicht vorzugsweise Cadmium- Wolframat verwendet. Dieses Cadmium- Wolframat kann in bei andern Substanzen bisher bekannter Weise mit Wasserglas ver mischt und auf die betreffende Glaswand aufgepinselt werden.
Eine gleiche bezw. weitere Verbesserung des elektrooptischen Wirkungsgrades lässt sieh dadurch erzielen, dass man nicht das fluoreszierende Material mit der Befesti gungsmasse vermischt, sondern zunächst die Befestigungsmasse, vorzugsweise also Was serglas, auf die mit fluoreszierendem Mate rial zu versehende Fläche .gleichmässig ver teilt, beispielsweise in die Röhre einpinselt, sodann etwas verlaufen lässt, bis die Schicht gleichmässig geworden ist und jetzt das fluor eszierende Material, vorzugsweise also Kad- mium-Wolframat,
vorzugsweise durch eine Düse einstäubt. Hierdurch wird einerseits erreicht, dass die Kristallstruktur des fluores zierenden Materials erhalten bleibt, ander seits, dass die zur Fluoreszenz anregenden Strahlen direkt auf das empfindliche Mate rial auftreffen, und dass schliesslich die Schicht wesentlich gleichmässiger und homo gener wird. Diese Massnahmen bringen es mit sich, dass die Empfindlichkeit der Schicht auf das höchstmögliche Mass getrieben ist, dass sodann die Empfindlichkeit an allen Stellen gleich gross ist, was für einwandfreie Fernsehbilder ein unbedingtes Erfordernis ist, und dass sich schliesslich bei der Fabri kation ein geringer Ausschuss ergibt.
Ein derartiges Verfahren zur Herstellung des Fluoreszenzschirmes ist natürlich nicht nur bei einem Schirmmaterial aus Cadmium Wolframat, sondern auch bei allen andern Materialien von Vorteil, insbesondere, da die verwendeten Schirmmaterialien sich verarbei tungstechnisch im allgemeinen ziemlich gleichmässig verhalten und das bisher all gemein zur Bindung verwendete Natron- Wasserglas in allen Fällen eine ziemliche Be einträchtigung der Leuchtkraft ergibt.
Natron-Wasserglas hat nun jedoch den Nachteil, dass es eine Schwärzung der Leucht- fläche ergibt. Dies kann jedoch dadurch ver mieden werden, dass an Stelle des Natron- Wasserglases Kali-Wasserglas als Bindemit tel Anwendung findet.
Dieses eignet sich na türlich nicht nur als Bindemittel für Cad- mium-Wolframat, sondern auch für die mei sten bisher verwendeten Fluoreszenzmateria- lien, beispielsweise Zinksilikatphosphor.
Durch die hohe Isolationsfähigkeit des Glases sammeln sich häufig bei derartigen Röhren Ladungen auf dem .Schirm an, welche zu störenden Erscheinungen Anlass geben. Diese Ladungen bewirken eine Änderung der Strahlengeschwindigkeit und damit eine Hel ligkeitsverzerrung, gleichzeitig aber auch eine, wenn auch geringe, Punktverlagerung je nach der Grösse der Ladung und ihrer Ver teilung auf der Fläche. Um diese Ladungen hinreichend schnell ableiten zu können, ist es erforderlich, falls der Schirm nicht an und für sich eine Ableitung zulässt, eine beson dere ableitende Schicht vorzusehen, welche beispielsweise gleichzeitig das Bindemittel für die fluoreszierende Masse bildet.
Es ist jedoch auch beispielsweise möglich, eine sehr dünne Schicht durch Kathodenzerstäubung, Graphit- oder Kohlenstoffbespritzung herzu stellen, welche eine hinreichende Ableitung der Ladungen gewährleistet. Diese ableitende Schicht bezw., falls dies ausreicht, der Schirm wird vorzugsweise mit der Anode der Braunsehen Röhre verbunden. Es lässt sich im allgemeinen nicht ver meiden, dass gewisse, insbesondere langsame Strahlen aus dem an und für sich konzen trierten Bündel streuen und so zu lästigen Mitleuchterscheinungen anderer Flächenteile der Fluoreszenzschicht führen.
Um dies zu vermeiden, 'wird auf der nach obigem Ver fahren hergestellten Schicht eine dünne, vor zugsweise durchsichtige Schutzschicht ange bracht, welche die streuenden Strahlen, welche in ihrer Intensität natürlich wesentlich unter der des Hauptstrahls liegen, einflusslos macht. Diese vorzugsweise durchsichtige Schutz schicht. welche beispielsweise aus Kali-Was- serglas bestehen kann, kann insbesondere hier Anwendung finden, weil es durch das obige Verfahren möglich ist, an und für sich die Empfindlichkeit so hoch zu treiben, dass mit einer gewissen Reduktion dieser Emp findlichkeit die praktische Brauchbarkeit der Anordnung nicht in Frage gestellt wird.
Durch eine derartige Schutzschicht wird also die Gradationskurve der Fluoreszenzschieht geändert, so dass die langsamen Elektronen der Raumladung keine Fluoreszenz bewirken. da sie die Schutzschicht nicht durchdringen können. Diese Schutzschicht kann natürlich auch beispielsweise aus einem leitenden, bei- spielsweis@ ausserordentlich dünnen Alumi niumschirm bestehen, der dann gleichzeitig die Ableitung der störenden Ladungen über nehmen kann.
TV equipment. The previous proposals and attempts for television show more and more clearly that there are physical and constructive limits which cannot be overcome or which can only be overcome with the use of large economic resources.
The conviction that the transmission of at least 8-10,000 pixels must be made possible before television becomes viable and an introduction can be thought of is emerging more and more. In the case of mechanical systems, the number just mentioned, assuming 15 to 25 frames per second, may represent the design limit that can only be achieved with the means known today with extraordinary effort.
The positioning and adjustment of the splitters used must be extremely precise so that there are no shifts in the image that are comparable to the size of the image point. In addition to the difficulties listed, there is also the fact that, with high numbers of pixels with the usual mechanical systems, there is no sufficient image brightness with economical operating performance, respectively. Control power for the light source is to be achieved.
It has recently been recognized more and more clearly that the most obvious way to overcome the physical and constructive limits described is via the Braun tube.
The invention is therefore concerned with a device for the transmission of objects, that is, of both slide positive and visible processes, in which Braun tubes are used on both the transmitter and receiver side. The cathode ray of the Braunsehen tube is guided over the fluorescent screen; the light beam emanating from the fluorescent screen scans the objects to be transferred.
In the transmission of visible processes, the light beam is reflected on a photoelectric device, while in the case of slides, the scanning beam passes through the slide.
The beam, whose light intensity is changed in this way, then excites a photoelectric cell arrangement, possibly via optics, for example a ground glass. If, during the transfer of slides, their size roughly corresponds to the size of the rectangular luminescent screen, the scanning beam can positively scan the slide directly, that is to say without optics.
There are advantageously applied to the deflecting organs, so preferably to the two pairs of deflector plates of a Braun tube, two vibrations, which lead the cathode beam over the screen. It is advisable to use two tilting oscillations with constant amplitude for this purpose, so that a rectangular surface is created on the screen.
The rectangular luminous area can now be imaged positively by a lens or a lens system on the slide to be transferred, for example, an image of a film strip, for example, in such a way that the imaged area just covers the image to be transferred or slightly covers it.
This slide can therefore be illuminated point by point by the scanning beam and, depending on its permeability, a more or less bright light beam reaches the photocell arrangement behind the slide, the current of which is amplified by a sensitive amplifier and fed directly to the receiver via lines or wirelessly can.
In order to make the most of the photocell arrangement over its entire photographic layer and in order not to have any disruptive influence on the transmission quality due to the different sensitivity of the individual layer parts of the photocell arrangement, the weakly diffuse beam passing through the slide can be diffused more intensely.
by placing a matt disc between the positive slide and the photocell arrangement. If the recording device is to be used for recording visible events, the luminous surface generated on the fluorescent layer of the tube is preferably directed to the transitions to be transmitted by a lens or a lens system and these are scanned by the moving light beam.
It has been shown that the combination of minimal inertia with high electro-optical efficiency is of fundamental importance for the construction of scanning transmitters with Braunsehen tubes. In order to achieve the most uniform possible sensitivity of the surface parts of the screen, this can be made by brushing potassium water glass into the flask,
this is evenly distributed and then cadmium tungstate is dusted as evenly as possible through a nozzle.
Extraordinary progress can be achieved by introducing a new, thin, very uniform and very sensitive screen. When using this screen, a point brightness of about 1.2 candles could be obtained on the outside of the tube at 2800 volts anode voltage and a current of 0.87 milliamps. The effectiveness of the screen surpasses the known ones visually by about eight times, photographically by about two to three times.
Compared to other materials, this umbrella has the advantage of being very resilient. When switching to even higher anode voltages (4000 volts, the achievable spot brightness increases to two to three candles with good cathodes. Compared to zinc silicate phosphorus, the new screen material has the property of having an extremely low inertia.
The combination of minimal inertia and high electro-optical efficiency is of fundamental importance for the construction of a Braunsehen tube transmitter and also for measurement purposes. The new screens also proved their worth on the reception side, despite the fact that their use eliminates the possibility of reducing flicker through afterglow.
Compared to the zinc silicate phosphors, which can easily be produced with the most favorable afterglow times for reception of 1/2 to 1 second, the "gradation curve" appears to be more favorable with the new screen and with the calcium tungstates used earlier The question of the most favorable gradation curve for the screen depends on the properties and laws of the lighting control used.
It is useful to arrange several photo cells or a photo ring cell around the lens system.
In Figs. 1 to 11 of the drawing, an embodiment of the subject invention and associated graphic explanations are shown.
The overall arrangement is shown in Fig. 1. Here with 1 the Braun tube, with 2 its hot cathode, with 3 the Wehnelt cylinder, with 4 the anode, with 5 and 6 the two pairs of baffles, with 7 the fluorescence screen and with 8 the lens system designated net . Furthermore, 15 designates the photocell amplifier and 16 a network connection. device that supplies the heating, anode and cylinder voltages required to operate the transmitter tube.
An image tilting device is designated by 17, while the line tilting device is designated by 18. These two tilting devices are located both on the deflection plate pairs 5 and 6 of the transmitter tube 1 and on the deflector plate pairs 19 and 20 of the receiver tube 21.
A cathode ray tube with a new screen serves as the transmitter. The advantage of having the transmitter also work with Braunsehen tubes is not only due to the mechanical elimination. moving parts and in the low inertia of the transmitter, given only by the illumination and illumination times of the fluorescent screen, but also in the fact that in the experimental setup by connecting the deflection plates in parallel, on which the line and image voltage are applied, it succeeds without further ado,
to establish the necessary synchronism between the point position at the transmitter and the one at the receiver. At the transmitter and receiver, the point scans an area synchronously which, if the line and image voltages are correctly selected, becomes visible as a uniformly luminous rectangle on the fluorescent screen. The luminescent rectangle in the shown in Fig. 1 th transmission tube is sharply mapped onto the slide or film strip 12 to be transmitted via a bright optics 8.
A second optic, for example a focusing screen 13 and the photocell 14, is arranged behind the slide. Every instant of the fluorescence point corresponds to a luminous flux that hits the photocell. The size of the amount of light that is lost depends only on the permeability of the slide to be transmitted at the point where the fluorescence point is currently displayed via the optics.
After sufficient, inertia-free amplification of the photo currents, a voltage of a few tens of volts is available, which is used to control the light of the receiver tube. In spite of its great simplicity, this arrangement enables good results using normal measuring tubes, power supply units and tilting devices, using normal photocells, using good low-frequency amplifiers with a gain of 10,000 to 100,000.
When choosing the scanning voltage, the main decision is between sinusoidal voltages or breakover voltages. Scanning with sinusoidal voltages has the advantage that it places particularly low demands on the receiver and amplifier, and that the selection of the image and line voltage is particularly easy. The generation of the image and line voltage can easily be done in suitable tone generators.
As advantageous as sinusoidal scanning appears to be for electrical reasons, it is still out of the question at the moment. Due to the variable speed of the beam, there are considerable differences in brightness with the sinusoidal scanning. The edge of the luminous surface, bounded by the turning points, appears extremely bright, while the center is comparatively dark. You could help yourself here by dimming the edge of the image a little, a measure that is definitely recommended on the recipient side in order to obtain a sharply framed image format.
Another disadvantage is the resulting lower image brightness compared to tilt scanning. The uneven speed of scanning results in differences in the possible richness of detail on the picture surface. Just that. The center of the image, which inevitably attracts the greatest attention, is scanned the fastest and therefore has the worst drawing as long as critical inertia influence the choice of line frequency.
If there are critical inertia in the transmission device, as will be the case in the foreseeable future, the same worsen the contours in the line with sinusoidal scanning than when scanning in only one direction.
As is well known, the inertia not only causes the contours to be blurred, but also a shift of the picture elements in the direction of later moments in time. This shift is immediately noticeable in the inevitable synchronism of the arrangement (FIG. 1) if the line frequency is too large compared to the inertia of the arrangement.
If the light control is not precise, the shift can be observed much sooner than the simultaneous blurring of the contours. The shift due to existing inertia is not critical when scanning in. Only one direction.
However, when scanning in two directions, as is inevitably the case with sinusoidal scanning, the image is split up, which is extremely damaging to the image and which forces it to. to work with unnecessarily low line frequencies and correspondingly low pixel numbers.
The use of sinusoidal voltages for scanning, like the use of oscillating splitters in general, only seems to come into question if it has been possible to reduce all transfer inertia in such a way that the resulting inertia and thus the resulting splitting is at least smaller than the width of a pixel. It is not inconceivable that in the course of development when using ultra-short waves, high-vacuum photocells, etc.
the inertia can once be reduced in such a way that they are no longer an option in relation to the image point smallness, which is limited for reasons of image brightness. Today we are still a long way from that. One could think of using special circuits to hide the beam return, but would then make the device more complex and do without <B> 50% </B> of the image details and image brightness from the outset.
For the reasons outlined, scanning at a constant speed, that is to say the use of breakover oscillations for scanning, appears to be more advantageous.
Breakover voltages are generated in a known manner by charging capacitors using the saturation current of an electron tube and discharging using suitable glow lamps. In order to keep the time for the return small, it is important that the glow lamp causes the capacitor to discharge as quickly as possible.
While with the line voltage the time required for the rewind we sentlichen only limits the drawing options and this is only insignificant, since the time for the rewind is at most 10 of the time for the line to run through, the rewind with the Bildspan voltage is very uncomfortable felt. To avoid glowing lines that go across the image field and are particularly annoying in dark areas of the image, line and image tension can be linked so that the return takes place in a corner of the image.
Coupling is understood to mean a corresponding adjustment of the time constants of the discharge circuits for image and line voltage. In order to avoid the above-mentioned disadvantage, the time constant for the return in the image direction is expediently kept very small in contrast to the time constant for the return in the line direction.
In this way, it is possible to make the cathode ray light point to follow the boundary line of the image, because initially when the two circles are discharged, the cathode ray is deflected back very quickly towards the first line and the return for the line is slower he follows. Of course, you can also expediently make the return time in the direction of the image greater than that in the direction of the lines, so that when the cathode ray is discharged, it is returned approximately along the last line and then returned to the starting point at the edge of the image.
With the mechanical discharge of the tilting capacitor on the film transmitter, specified below, the return time is shortened so that interference can no longer be observed. Several sets of glow lamps were produced to generate any desired image formats, which have different ignition / extinguishing voltage ranges within the desired limits and, after being inserted into the tilting devices, deliver corresponding breakover voltages. The breakover voltages are chosen so that rectangles are created on the fluorescent screen, the corners of which extend to the curve of the screen.
Since the size of the controlled point of light still largely affects the sharpness of the image today, full use of the format will be reluctant to do without.
The following should be noted with regard to the selection of the line and image frequency: The required image frequency depends on whether or not the screen of the receiver tube is glowing. With suitable luminescent screens, the image frequency can be reduced to five to eight images per second without the flickering becoming unbearable. In order to obtain a uniform, calm image, however, higher image frequencies appear more favorable, especially with the high brightness of the Braun tube images.
If you are thinking of transmitting normal films or sound films, you will use frame rates of 20 to 25 per second in conjunction with less photoluminescent tubes, which also allow the playback of faster movements. The line frequency must be chosen so that the drawing is equally good in the line and image voltage directions. If you are free to choose the image frequency, it is advisable to determine the same so that the network frequency is not an integral multiple of it.
Then there is the advantage that disturbance phenomena with mains frequency, which can occur in the case of insufficient calming, cannot cause constant changes in the contour or tint of the image. If, at the same time, the line frequency is also not an integral multiple of the image frequency, the lines can wander across the image, which improves the image impression.
The fact of a line wandering from picture to picture is of practical importance when higher picture frequencies are used to reduce the amplifier difficulties. The trick of line wandering can, however, be dispensed with if the arrangement allows high line frequencies to be used and the size of the fluorescent spot is set so that line after line adjoins one another without a gap.
In the example of FIG. 11, the deflecting members present on the transmitter and receiving side, in the present case the pairs of deflecting plates, are connected in parallel so that perfect synchronism is ensured.
This parallel connection of the transmitter and receiver tubes is of course also possible with wireless transmission, for example by using multiple modulation to couple image and line voltages to one another and to the image control and to transmit them with a common carrier wave. The advantage of this parallel connection is that the transmission quality remains independent of any changes on the transmission side, for example the line frequency.
The "wireless parallel connection" also has the advantage, especially over long distances, that there is no cable distortion. In the case of multiple modulation, disturbing fading phenomena are also avoided, which would have different effects if different transmission waves were used.
The application of the Zwischenmodatio NEN, which thus makes the operation of the receiving systems ideally simple, does not require much more equipment than the local synchronization.
The generation of a synchronous line breakover voltage can basically take place from the light control voltage via resonance means and automatic synchronization. If one moves to higher line frequencies (2-5000 Hertz) in the course of development, it also appears possible to reduce the breakover oscillation by frequency division in a ratio of 1: 2 or 1: 3 from a sinusoidal voltage that is above the audible range and that is modulated onto the sound transmitter.
The automatic synchronization is very reliable with frequency divisions from 1: 5 to 1: 10. To produce the image frequencies from the line frequency with the help of a Kippanord voltage encountered considerable difficulties with high numbers of lines.
The coupling of image and line frequency therefore requires the series connection of several flip-flops. The synchronization of the line frequency and image frequency is already of particular importance in the laboratory; when it comes to combining a mechanical transmitter and a Braunscheu tube transmitter. This is also possible with relative ease.
Basically it can be seen that especially the line frequency starts very evenly. Even if hydrogen fillings are used, glow lamps did not always appear suitable for generating higher line frequencies. To generate the line voltage, with separate synchronization, tube flip-flops will be used that have the regularity required for high pixel counts.
In Fig. 1, a similar power supply unit is shown with 22, as it is used on the transmitting side and which the necessary voltages for the receiving tube 21 her there. In this tube, the cathode is indicated by 23, the Wehnelt cylinder by 24, the anode by 25 and the fluorescent layer by 26. This fluorescent layer is expediently produced in the same way as for the transmitter tube 1.
In the receiver tube shown here, the brightness amplitude of the photocell amplifier is fed via the line 27 to the Wehnelt cylinder 24 of the receiver tube. This controls, in terms of alternating current, preferably through a resistor 34 (from, for example, 10 'S2) of the anode and cathode separated, the intensity of the cathode beam. For better image quality, however, it is more advantageous to use special tubes in which a special electrode is provided which deflects the beam transversely so that part of it is masked out by the anode.
With this brightness control, which is referred to as fade-out control, the beam is controlled transversely so that no changes in speed occur. The beam remaining after the blanking is expediently concentrated again into the axis of the tubes by a so-called post-concentration cylinder and only after this concentration is guided over the surface by the pairs of deflector plates 19 and 20. One such tube is shown in FIG.
The same designations are used here as in FIG. 1. Furthermore, 32 denotes the deflection electrode and 33 denotes the post-concentration cylinder.
In order to prevent the sensitive screen material from being burned, it is absolutely necessary to provide means on both the transmitter and receiver side which prevent the beam from temporarily resting on the collecting screen. It is generally sufficient if one of the deflection voltages is effective.
It can also be achieved in a simple manner that by switching off both deflection voltages, the anode voltage is switched off automatically, for example by a relay or the like, or the Wehnelt cylinder receives such a bias voltage (do not allow any more emissions through the Can penetrate the anode.
In order to transfer slides, the size of which is comparable to the format of the rectangle on the fluorescent screen, the use of any optics between the screen and the photocell can be dispensed with by holding the slide directly on the fluorescent screen and changing the light intensities falling through the slide Strength can be used to influence the photocell. The blurring given by the distance between the screen and the slide remains sufficiently small if a photocell with an area of perhaps cm ”is at a distance of about.
30 cm is arranged, and at the same time the overexposure of fluctuating light is avoided in a way other than via the slide. The other arrangement, which is useful for small formats (film formats), is that the luminous rectangle is formed in the desired size on the slide using an optics that are as bright as possible. In order to avoid the influence of the sensitivity differences in the photoactive layer of the photocell, a suitable ground glass or screen is placed between the slide and the cell. switched a corresponding optical arrangement.
In order to transfer the images evenly over their entire area and to avoid unnecessary loss of light, the area of the photoactive layer of the cell should be larger than the ground glass and no more than 11/2 cm away from it. The focusing screen itself should be placed as close as possible behind the slide.
The optical arrangement for the transmission of films corresponds completely to the arrangement already discussed. While when transmitting slides it is basically irrelevant at what point the tilting discharge takes place, when transferring films the discharge must take place when the film is being transported. Only if this is the case is an annoying horizontal line avoided, which wanders across the image if there is no synchronicity. The correct control of the image frequency is achieved by placing the contact on the film transport unit directly on the axis that otherwise carries the diaphragm placed in the beam path when used for projection purposes.
The contact causes the discharge of the tilt capacitor instead of the glow lamp. The advantage of the rapid discharge has already been pointed out above. With this tilting arrangement, where the tilting frequency is given. By changing the heating current of the tube working in the saturation area, the breakover voltage and with it the format can be continuously regulated.
When using special non-microphone tubes in the first stages of the amplifier, the transmission of the moving image succeeds just as well as the transmission of the still image.
As a result of the great brightness of the fluorescent spot and the favorable optical conditions in the case of the Braun tube, the arrangement can also be used for scanning visible processes. Such an arrangement is shown schematically in FIG.
Here with 1 the Braun tube, with its hot cathode, with 3 the Wehnelt cylinder, with 4 the anode, with 5 and 6 the two pairs of deflector plates, with 7 the fluorescent screen, with 8 the lens system, with 9 the to be transmitted , visible processes and with 10 and 11 the photocells denotes net, which, as already noted, for the fullest possible utilization of the reflected light in a large number, z. B. ring-shaped, are arranged.
If the surface brightness is sufficient, a second lens, for example a matt disk, can expediently be arranged between the processes to be scanned and the photocell arrangement, although this is not shown in FIG.
With the scanning transmitter, the optical conditions are just as favorable for the Braun tube as on the receiving side, where it allows projections within moderate limits even with a high number of pixels. When scanning, you will initially have to be content with scanning smaller areas. However, a considerable increase in the possibilities seems conceivable here by introducing higher anode voltage and higher anode currents in the Braun tube, an effort that is readily permitted on the transmitter side.
In order to be able to transmit the dark areas of an image without interference, it is important that the luminous flux that reaches the cell via the dark areas of the image also generates a voltage at the coupling resistor that is slightly greater than the shot tension. When transferring slides and films, this condition can be met even if the required low coupling resistances (30-50,000 ohms) are used. As a rule, there is still a considerable reserve, so that distances can be increased, focusing screens can be switched between and relatively low photo voltages can be used.
Due to their spectral sensitivity distribution, cells with photoactive cesium layers are extremely advantageous for the screen material. But the usual potassium cells also give sufficient sensitivity. In addition to great sensitivity, the photocell unit must also be required not to be slow to significantly exceed 10-5 seconds. Photocells filled with argon have proven to be extremely effective.
In the low-capacitance structure used, it turns out. a coupling resistance of the size mentioned above to be sufficiently small. Has proven itself very well. that the photocell and first amplifier stage were installed in a separate small gas, which was arranged to be attached to the side of the actual amplifier.
The example embodiment of the photocell amplifier, as denoted by 15 in the arrangement of FIG. 1, is shown in FIG. It is a normal, resistance-coupled amplifier, in which, however, it should be noted that the coupling capacitors must be chosen to be relatively large, and that the penetrations of the tubes are also large and consequently the anode resistances of the tubes compared to those currently used for sound transmissions should be chosen to be relatively small.
It should also be noted that the bridging capacitors between the supply line for the anode voltage and the anode resistance, especially in the first stages, but also in the last stages, are very large (20 to 30 microfarads). Finally, it was necessary to calm down all anode voltages, even though batteries were used to operate the amplifier, by using special resistors and at the same time avoiding undesirable couplings between the various systems.
For this reason, it has also been necessary to bridge the heating line for the middle amplifier part by a capacitor 28 and to decouple the first stages from the last stages through a throttle 29. The high sensitivity that these amplifiers have in order to amplify the small photocell currents and the required low time constant of the photocell circuit, and finally the required freedom from feedback, made a close assembly between the photocell and the first amplifier stage necessary.
For this reason, the first amplifier stage with the photocell was arranged in a common metal housing that was separate from the other amplifiers. In addition, a tube with a very low gain factor was used for the first stage in order to ensure the necessary freedom from feedback. In the anode circuit of this tube, a resistance of only <B> 10000 </B> ohms or less is expediently connected.
The connections 30 are provided so that another battery can be switched on. which enables the photocell to be given a bias voltage that is greater than the anode voltage. The switch 31 is provided in order to be able to switch off the last stage and thus to make a phase reversal for the brightness voltage to be transmitted, that is to say the conversion from positive to negative and vice versa, possible. The last stage is therefore also equipped with a very low gain factor.
The resistance values given in the figure are in ohms, the capacitors, unless otherwise indicated, in cm.
It has been found that even with constant darkness, in particular absolute darkness of the image to be transmitted, the reproduced image was not absolutely dark, but rather flickered very strongly. Investigations have shown that this was caused by too low a voltage in the photocell, which was so small that the shot effect could have a significant influence on the brightness voltage.
As already noted, the amplification and dimensioning of the amplifier in connection with the photocell used is dimensioned in such a way that the luminous flux passing through the darker parts of the image generates a voltage on the anode resistor that is slightly higher than the shot voltage.
In FIG. 5, the circuit of a tilting device is shown how it can be used to generate the image voltage as well as the line tilting voltage and as shown in FIG. 18 is designated. This tilting device consists of a capacitor 35 which, in order to change the tilting frequency, can be replaced with capacitors of other sizes 35a and 35b by means of a switch.
This capaci tor is via a saturated electron tube 37, the emission of which was through a coarse resistor 38 and a fine resistor 39, for example 6 respectively. 1 ohm, exactly one can be charged by an example, formed by a high voltage rectifier direct current source.
The precise regulation of the emission current of the tube 3 7 allows a continuously variable setting of the sweep frequency within the selected capacitor range. The high-voltage rectifier consists of the mains transformer 40, which charges a capacitor 43 of four microfarads via the hot cathode rectifier 41 and the quiescent resistor 42 of, for example, 3 X 104 ohms, which again was via a further filter element, consisting of the resistance 44,
of likewise, for example, 3 X 104 ohms and the capacitor 45 of likewise, for example, four microfarads, is placed on the actual tilting device. Parallel to the breakover capacitor 35 is a glow lamp 46 via which the capacitor, as soon as it is charged to the ignition voltage of this tube, quickly discharges.
This charge and discharge oscillation is now due to the deflection plates 47 of a Braun tube, which in the specified circuit 'is simultaneously impressed by a potentiometer 48, 49 with a DC voltage such that a change in speed of the electrons passing between these plates is prevented and which it allows the curve to be placed exactly in the center of the screen.
In order to compensate for small irregularities, there is a capacitor in the discharge circuit. Transmitter 50, which can introduce a synchronization voltage into the discharge circuit which precisely defines the breakdown torque.
The returning beam causes luminous lines that mostly cross the image field and result in very annoying luminous phenomena, especially in dark parts of the image to be transmitted. In order to avoid this, the discharge circuit of the capacitor is dimensioned in such a way that its time constant is so small that the beam returning during discharge no longer produces any annoying luminous phenomena.
This can be achieved particularly with devices that are suitable for the transmission of films. In such arrangements, the tilt capacitor of the image tilting device is expediently discharged by a short-circuiter which is inevitably connected to the film transport and which can easily be given such a low oil resistance that the required discharge speed is guaranteed with certainty.
Another advantage that can be seen here is that the inevitable control means that distortions that can otherwise easily arise are absolutely avoided.
It is of course also possible to avoid the luminous lines that go across the image field when the image voltage decreases by coupling lines and image voltage to one another in such a way that the return occurs in a corner of the image, for example, that image and line voltage do not return to their initial value at the same time.
Just as for the image voltage, the fastest possible return is required for the line voltage if. Even a return time that is too long cannot have the same disruptive effect here, since the entire area is evenly illuminated by the returning beam. However, it is also useful here to ensure that the return time is at most <I> 10, where </I> is the time for the line to run through.
As tests have shown, it is necessary that the line frequency in particular begins very evenly. Even glow lamps, which were provided with hydrogen fillings, did not always meet the requirements, especially when higher line frequencies were required. With separate synchronization, it is therefore necessary to use tube flip-flops that have the regularity required for the high image number.
As can be seen from the above, it is necessary to achieve a good electro-optical efficiency of the arrangement that as much as possible the entire amount of light is used to scan the image to be transmitted low. It will therefore often be necessary to change the format of the scanning area, preferably the scanning rectangle. This can be achieved in a simple manner that a BEZW. two of the determinants of the movement of the scanning beam can be made variable.
However, in order to prevent difficult readjustment, especially on the receiver side, from being necessary in the case of local synchronization, it is advisable not to change the beam speed, that is to say that one practically either approaches the deflection plates more or less to one another or but, what is most beneficial, use several sets of glow lamps,
which have different ignition / extinction voltage ranges within the required limits and thus enable a change in the breakover voltages. In Fig. 6, a power supply device is provided in connection with a Braunsehen tube is, as it is denoted by 16 and 22 in FIG.
Here 51 represents the mains connection transformer, which produces the heating voltages for the Braun tube and the rectifier tube 52, and also the anode voltage, which is rectified by the rectifier tube 52 and calmed down via the capacitor 53. The anode voltage drop across the resistor 54 results in the necessary bias voltage for the Wehnelt cylinder, which is sufficiently calmed by the capacitor 55.
The capacitors 53 and 55 can, for example, have a size of 0.25 microfarads.
The requirements for lighting control have already been formulated. With the Wehnelt cylinder control, in which the beam intensity is changed by alternating voltages on a cylinder surrounding the cathode and whose appropriate circuit is given in FIG. 6, the beam intensity can be reduced to very small amounts without significant speed influences.
With this control, where the control field of the cylinder is transverse to the acceleration field of the anode, the shape of the space charge cloud surrounding the cathode, and thus the emission, changes. A certain, if only minor, influence on the electron speed remains, however. The size of the speed change when controlling between light and dark is between and <B> 10%. </B> Its direction is, as is also to be expected theoretically, so that with a strong negative bias, i.e. when approaching the limit state "dark", the electron speed decreases.
A certain compensation can be achieved by inserting a purely ohmic resistance in the anode circuit. As a result of the voltage drop across this resistor, which is to be selected in the order of magnitude <B> 100000 </B> ohms, the result is that larger beam currents, i.e. greater brightness, result in a lower anode voltage as a result of the voltage drop,
than in moments of weak streams. Since maintaining a purely ohmic resistance dynamically prepares difficulties and since the grounding conditions were complicated by the resistance, the same is not seen in Fig. 1. The Wehnelt cylinder control, which is characterized by its great simplicity, nevertheless leads to quite useful results.
While the television equipment described so far is initially only BEZW with the transmission of images. When it comes to image points that are either black or white or have a greater or lesser degree of white brightness, another arrangement, which is yet to be described, deals with the transmission of colored images.
While in the previously known color television process the overall image to be transmitted was transmitted successively in the various basic colors, in the present device the transmission of a pixel in the three basic colors is carried out within the expiry time of an image. Such a method has the essential advantage that the creation of colored seams, which are particularly caused by temporal parallax, is avoided.
In this new device, the fluorescent surface is expediently Herge in the direction of the line scan line by line from adjacent strips of different fluorescent materials. Three different materials are expediently used as fluorescent materials, which light up in one of the three primary colors red, blue and green when electrons strike.
For example, galium dichromate is suitable for producing a red fluorescent color, for producing a blue calcium tungstate and for producing a green color, zinc silicate, cadmium tungstate or zinc sulphide. According to the desired pixel width, each image strip must now be divided into three color strips that are scanned and transferred one after the other.
Depending on the fluorescence sensitivity of the fluorescent material used, these strips must have a different density or a different density. have a more or less dense distribution of the .Kristalle in order to enable a uniform line width. The transmitter and receiver tubes must have fluorescent screens of the same type.
The cathode ray of the transmitter tube is guided over the fluorescent surface, as in the case of single-color transmission, and then scans the strips consisting of the various fluorescent materials one after the other. If, for example, the sequence red, blue, green is used, the scanning beam, the width of which is accordingly about a third of the desired pixel width, is in the same order:
red, blue, green, red, blue, green, etc. one after the other over the area composed of the different materials in stripes. In order to achieve the same effective number of lines in non-colored television, the beam has to run three times as often over the surface. If the subdivision is sufficiently fine, the surface of the transmitter tube will light up white accordingly.
As already mentioned, this area is mapped onto the image to be transmitted via optics, and depending on the color of the image to be transmitted, a more or less large amount of the basic color light point generated on the transmitter tube will pass positively through the slide, for example . At the same time: the cathode ray of the receiver tube is on the corresponding point, whereby the cathode ray of the receiver must of course run over a fluorescent strip of surface that fluoresces in the same color.
In order to ensure the appearance of a uniform color when transferring an image point, it is necessary that the fluorescent materials are so finely distributed that their structure does not appear.
It is therefore necessary that the receiving arrangement is set up in such a way that a very small viewing angle is created, which results in a subjective mixing of the strip parts of the fluorescent surface that light up in the three basic colors and belong together to form a picture element.
As a result of the different fluorescence sensitivity of the different materials in question for the individual primary colors, it is necessary to dose the individual fluorescent materials in order to achieve a true-to-color image so that the constant impact of a constant strong cathode ray occurs superimposed. equal area particles of a picture element the appearance of a certain picture point occurs.
It is possible to use this area composed of the various fluorescent materials that are also used when transferring black and white images. Use ordinary slides to get a white picture.
If the task is merely to produce a white fluorescent surface, it is of course not necessary to arrange the various fluorescent materials in strips. Rather, it is sufficient to attach them to the glass wall in any arrangement, whereby you only have to ensure that the distribution is sufficiently fine and the dosage of the various materials produces a white image with the same type of excitation, i.e. the same electrical power, i.e. intensity and Speed of the cathode ray results.
To achieve a white image, it is possible to arrange the various fluorescent materials in layers on top of one another. the most fluorescence-sensitive layer expediently forming the surface most remote from the cathode, while the most fluorescence-insensitive surface is the surface closest to the cathode. By means of suitable dosage and strength, it is also easily possible here to achieve an excellent white luminous surface.
The specified precautions can of course also be applied to other television methods, especially in those in which the pixel sampling is not linear in time, but depending on the properties of the pixel to be transmitted, the sampling speed is changed. As has already been explained, improvements in the picture quality in television reception arrangements with Braunsehen tubes, which work with deflection control, are achieved through the use of post-concentration cylinders.
As detailed tests have shown, however, these improved Braun vision tubes also cause a certain distortion of the image.
In the following an arrangement will now be described in which all distortions are completely eliminated. By the deflection plate respectively. Pairs of deflection plates, the cathode beam receives a direction deviating from the control center, which could not be fully compensated by the post-concentration cylinder;
On the contrary, the post-concentration cylinder succeeded in achieving a substantial improvement in the image, however, as later experiments have shown, this was only based on the fact that the beam, which scattered in particular due to the deflection, was more sharply concentrated again, although a certain amount Return to the headquarters has been reached.
There is now a second deflection plate BEZW to redirect the beam in the tube axis. second pair of deflecting plates used, which suitably works in push-pull to the brightness-controlling deflecting plate. This counter-plate principle ensures that the jet runs coaxially to the tube after it leaves the surroundings of the second plate, the back deflection plate, so that a post-concentration cylinder is no longer absolutely necessary.
This arrangement is to be explained in more detail using an exemplary embodiment, as shown in FIG. 7 is.
Here, the cathode is denoted by 56, the Wehnelt cylinder with 57, the deflection plate controlling the brightness with 58 and the anode with 59. The deflection plate 60 leads the beam back into the center axis of the tube, where it is concentrated again if necessary by a post-concentration cylinder 61 and guided through the deflection plate pairs 62 and 68 over the image area.
The fluorescent screen on which the image to be transmitted appears is designated by 64.
The distance of the deflection plate 58 and also that of the return plate 60 from the tube axis is selected so that it is large compared to the beam diameter at the controlled point in order to avoid distortions. These distortions are largely due to the space charge cloud, which forms between this plate and the beam and which prevents a linear control characteristic.
Since the influence of the output or Rear steering plate respectively. -plate pairs is different due to the changed electron speed on the cathode ray due to the anode lying in between, the direct voltage bias of the return plate 60 is set separately from that of the plate 58. For dynamic control, the two plates 58 and 60 can easily be connected by a capacitor.
The appropriate bias for the return plate 60 can be brought about in a simple manner by connecting the same to the anode 59 via a controllable resistor.
Even if, as mentioned above, it is not absolutely necessary to use the post-concentration cylinder 61 when using the counter-plate principle, a combination of post-concentration cylinder and counter-plate principle still results in a very significant improvement in image quality because it succeeds in this way , not just the pixel shift by plate 60,
but also to correct the blurring caused by the post concentration cylinder 61.
In order to achieve a particularly fine adjustment of the coaxiality of the beam also dynamically, a movable plate 66 arranged parallel to the return plate 60 and connected to it is arranged outside the tube. This plate can be moved in any direction and allows extremely fine readjustment of the deflection of the beam. This plate is connected to the back plate.
In. 7 are both for the steering from, as well as for the back steering and their fine adjustment individual plates Darge provides. However, it has certain advantages to use pairs of plates instead of these individual plates, the second plate in each case being arranged symmetrically to the first, as shown in the figure by the dashed systems 67, 68 and 69.
By using pairs of plates, an extensive homogenization of the deflection field is achieved, which has an advantageous effect in the counterplate for plate 66 in particular. This counterplate 69 is expediently connected to earth potential in terms of alternating current. However, it is supplied with a DC voltage to prevent the jet speed from changing.
The deflection plate is BEZW. the pair of deflection plates with the back plate respectively. Rücklenkplattenpaar by a respectively. two capacitors are connected, whereby the use of plate pairs in each case the crossed plates receive the same potential in terms of alternating current.
In order to prevent a harmful influence of the plates 58 and 60 on the effects of the concentration cylinder 57 and 61, the distances between these plates are th respectively. Plate pairs and the concentration cylinders chosen to be sufficiently large. The overall control of the television arrangement described is carried out in a known manner in that the deflection plate 58 controls the brightness voltage, the plate pairs 62 and 68 the picture respectively. Line voltage is supplied.
It is understandable that for the construction of scanning transmitters with Braunsehen tubes it is of fundamental importance that all organs have the least amount of work inertia. In the case of the television transmitter devices with cathode ray tubes that have been used up to now, the phosphorescence phenomenon, which alone supplies considerable light energy, was used.
The phosphorescence appearance, in the case of the screens erroneously referred to as 'fluorescent screens', is understood to be a glow. which does not momentarily follow the cathode ray excitation and also needs a certain time to fade away. With some silicates, for example zinc silicate, these decay times, the so-called leaching times, are in the order of magnitude of a tenth of a second and in some cases are even of an even higher order of magnitude.
As mentioned above, it is necessary to use only organs that work without delay on the transmitter side for distortion-free reproduction. The materials mentioned above are therefore out of the question as screen material for television stations. Significantly more favorable properties for the present purpose show, as investigations have shown, calcium and cadmium tungstate. The illumination and illumination times of these materials are in the order of magnitude of 10-5 seconds. However, the inertia of these materials is still too great for detailed television.
A screen material that only uses the fluorescence phenomenon would be ideal for the screen of a cathode ray television transmitter, whereby fluorescence in the usual sense is understood as a luminous phenomenon that starts at the moment with excitation and momentarily stops when the excitation ceases.
According to the current state of scientific knowledge, it is assumed that cathode ray fluorescence does not exist at all. With the help of special measuring devices that record the quantitative detection of high-frequency light fluctuations, it has now been possible to establish that, contrary to previous assumptions, cathode ray fluorescence does exist.
However, fluorescence provides about one to two powers of ten less light than phosphorescence. This is probably also the reason why it has so far escaped observation. The bright phosphor escence covers the weak fluorescence. as should be discussed in more detail with reference to FIGS. 8 and 9.
In FIG. 8, the sudden cathode ray excitation gE of a screen surface element is shown as a function of the time t. For example, let this excitation surge amount to a millionth of a second.
Then there is a momentary excitation of the screen surface element to fluorescence and a slowly sounding, but we much stronger and very slowly decaying phosphorescence phenomenon. This is shown in more detail in FIG. 9, where the amount of light <I> L </I> as a function of time t is shown on the one hand for the fluorescence phenomenon (small area) and on the other hand for the phosphor phenomenon (large area).
For distortion-free image reproduction, the screen fluorescence in the television transmitter should now be used alone or primarily at least for the very rapid changes in excitation of the screen. In frequency ranges below <B> 10000 </B> Hertz, the strong phosphorescence phenomenon is not harmful, as modern equalization methods can be used to give the amplifier a frequency characteristic,
that the strong phosphorescence phenomenon at low frequencies results in the same output voltages as the weak fluorescence phenomenon at higher frequencies. The separation of phosphorescence and fluorescence phenomena at low frequencies is difficult and, for the reason given above, also not necessary, while at high frequencies it results automatically because. the phosphorescence phenomenon is so sluggish that it provides a constant brightness amplitude compared to the rapid changes in excitation.
It is therefore advisable to use an amplifier for the photocell voltage. which has approximately a frequency characteristic. as shown in FIG. Here the gain Y is given as a function of f (in Hertz).
In order to ensure that the weaker fluorescence in the photocell amplifier of the transmitter also causes voltages that are above the shot level, particularly high beam energies may have to be implemented in the cathode ray tube of the transmitter, for example beam currents from 1/10 to 1 milliampere at 3 to 10 kV speed.
So that not too large differences in the frequency characteristics of the transmitter amplifier are required, it is expedient to use materials in which the phosphorescence appearance remains as small as possible compared to the fluorescence appearance. Under certain circumstances, the use of a special equalization device within the amplifier is not necessary at all. The materials in question for this have hitherto been neglected as a screen material because of their absolute lower amount of light.
They only gain importance through the knowledge set out in the present description. One. Material that has almost no phosphor escence is, for example, plaster of paris, -wel Ches is therefore preferably suitable as a screen material for Braun tubes in television broadcasters.
When using cathode ray oscilloscopes, a voltage of the order of magnitude of 1000 volts is generally used. If such a cathode beam oscillograph with a receiver BEZW. With an amplifier interconnected, the high voltage at the cathode ray oscilloscope is not readily available for the amplifier or when using the usual receivers or amplifiers. To use the receiver, a special anode voltage must then be used.
The following shows how a special anode voltage is avoided and the high voltage can be used for the amplifier at the same time. This is made possible by using resistance amplifiers with tubes that have an extremely small opening.
for example 1 @aa. Another feature of this amplifier is the indirect heating of the amplifier tubes, whereby good insulation of the heating transformers in question must be ensured. The input grid of the amplifier is protected by a blocking capacitor with high dielectric strength, so that the first tuning circuit can be earthed without any worries.
The isolation of the calming capacitor must be so good that a voltage of 1000 volts can be applied to the tube with certainty. In the schematic circuit diagram of FIG. 11, such an interconnection of Braunseher tube and amplifier is provided.
It designates 70 a cathode ray oscilloscope, in which 71 indicates the circuit required for the control. 72 is a power supply unit, 73 an amplifier, which is coupled to the cathode ray oscilloscope. 74 and 75 are self-induction and variable capacitance of an input circuit whose end facing away from the grid is grounded at 76.
77 is now the capacitor, which with excellent insulation allows the safe use of the high voltage of the cathode ray oscilloscope, which is also connected to earth. The amplifier 73 contains amplifier tubes with very small penetration in the order of 1 / 0o and. very high anode resistances, so that an anode voltage of the order of magnitude of 1000 volts is particularly useful.
The present device thus allows the high voltage of a cathode ray oscilloscope, if such a device is to be used together with the receiver or amplifier, to make it usable for the amplifier with an appropriate choice of tubes.
As already noted, in order to carry out a usable television process with Braunsehen tubes, the electro-optical efficiency must be significantly greater than was the case with the tubes known up to now.
In the previously used fluorescent screens for Braun tubes, various disadvantages have been shown which should be avoided ver. First of all, the screens used up to now, which in their best versions consisted of calcium tungstate, suffered from sensitivity that was too low for many purposes, that is, too low an electro-optical efficiency.
This inadequate sensitivity was particularly disturbing in the case of Braunsehen tubes which were supposed to be used for television purposes.
In the present arrangement, cadmium tungstate is therefore preferably used for the layer. This cadmium tungstate can be mixed with water glass in a manner previously known for other substances and brushed onto the relevant glass wall.
A same respectively. Further improvement of the electro-optical efficiency can be achieved by not mixing the fluorescent material with the fastening compound, but first distributing the fastening compound, preferably water glass, evenly over the surface to be provided with fluorescent material, for example in the tube brush on, then let it run a little until the layer has become even and now the fluorescent material, preferably cadmium tungstate,
preferably dusted through a nozzle. On the one hand, this ensures that the crystal structure of the fluorescent material is retained and, on the other hand, that the rays that stimulate fluorescence impinge directly on the sensitive material and, finally, the layer becomes much more uniform and homogeneous. These measures mean that the sensitivity of the layer is driven to the highest possible level, that the sensitivity is then the same at all points, which is an absolute requirement for flawless television images, and that ultimately there is a low level of rejects at the factory results.
Such a method for producing the fluorescent screen is of course not only advantageous for a screen material made of cadmium tungstate, but also for all other materials, especially since the screen materials used generally behave fairly uniformly in terms of processing technology and the sodium bicarbonate used previously for bonding - Water glass in all cases results in quite a decrease in luminosity.
However, soda water glass now has the disadvantage that it blackens the luminous surface. However, this can be avoided by using potash water glass as a binding agent instead of soda water glass.
This is of course not only suitable as a binding agent for cadmium tungstate, but also for most of the fluorescent materials used to date, for example zinc silicate phosphor.
Due to the high insulation capacity of the glass, charges of such tubes often accumulate on the screen, which give rise to disruptive phenomena. These charges cause a change in the beam speed and thus a brightness distortion, but at the same time also an, albeit small, point displacement depending on the size of the charge and its distribution on the surface. In order to be able to dissipate these charges sufficiently quickly, it is necessary, if the screen does not in and of itself permit dissipation, to provide a special dissipative layer which, for example, simultaneously forms the binding agent for the fluorescent mass.
However, it is also possible, for example, to produce a very thin layer by cathode sputtering, graphite or carbon spraying, which ensures sufficient discharge of the charges. This dissipative layer or, if this is sufficient, the screen is preferably connected to the anode of the Braunsehen tube. In general, it cannot be avoided that certain, especially slow rays scatter from the bundle, which is concentrated in and of itself, and thus lead to annoying co-luminosity of other surface parts of the fluorescent layer.
To avoid this, a thin, preferably transparent protective layer is applied to the layer produced according to the above process, which makes the scattering rays, which are of course significantly below that of the main ray in their intensity, ineffective. This preferably transparent protective layer. which can consist of potash water glass, for example, can be used here in particular because the above method makes it possible to drive the sensitivity so high in and of itself that with a certain reduction of this sensitivity the practical usability of the arrangement is not questioned.
The gradation curve of the fluorescence is changed by such a protective layer so that the slow electrons of the space charge do not cause any fluorescence. because they cannot penetrate the protective layer. This protective layer can of course also consist, for example, of a conductive, for example, extremely thin aluminum screen, which can then simultaneously discharge the interfering charges.