Fernsehverfahren. Um einem Lichtbündel die erforderliche Abtastbewegung zu erteilen, ist es bekannt, bewegliche optische Teile, wie Spiegeltrom meln, Nipkowscheiben und dergleichen zu verwenden. Diese Verfahren erfordern die Verwendung von zum mindesten einer Kom ponente, die eine sehr hohe Geschwindigkeit besitzt, um die schnelle Abtastbewegung-der Gesamtabtastung zu erzielen. Weiterhin kann die Bildzeilenfrequenz der Abtastung nicht ohne weiteres geändert werden.
Andere Abtastverfahren vermeiden diese Nachteile durch Verwendung eines beweglichen Elek tronenbündels, jedoch sind hierbei hohe elek trische Spannungen erforderlich, und der ganze Vorgang muss im Vakuum stattfinden. Es ist auch bekannt; den gerreffekt zur Be wegung des sich aus der Doppelbrechung er gebenden ausserordentlichen Strahles zu ver wenden, jedoch ist die sich ergebende Bewe gung nur klein.
Gegenstand der Eifindung ist ein Fern sehverfahren, bei dem die Möglichkeit ge geben ist, die Zeilenwechselfrequenz leicht zu ändern, ohne die Synchronisierungs- schwierigkeiten der bekannten Verfahren aufzuweisen.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass zur Erzeugung der schnellen Ab tastkomponente eine Flüssigkeit beleuchtet wird, in der wandernde hochfrequente Druck wellen erzeugt werden, deren Fortpflan zungsrichtung im Winkel zur Beleuchtungs- richtung liegt, so dass das von der Flüssig keit ausgehende Licht aus einem seine ur sprüngliche Richtung beibehaltenden Teil, sowie aus einem zweiten aus dieser Richtung abgebeugten Teil besteht,
einer dieser Teile zur Erzeugung eines beweglichen Bildes der Wellen auf der abzutastenden Oberfläche ausgewählt wird und elektrische Impulse von Bildzeilenfrequenz zur Steuerung dieses Bil des verwendet werden derart, dass eine Ele mentarfläche einer Linie der abzutastenden Oberfläche für einen Zeitraum beleuchtet wird, der gleich der Zeitdauer einer Zeile geteilt durch die Zahl der Elementarflächen der Zeile ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
In der Zeichnung ist die Erfindung bei spielsweise schematisch veranschaulicht, und zwar zeigen: Fig. 1 und 2 die Wirkung einer bekann ten Form einer Lichtmodulatorzelle, Fig. 3 einen Fernsehempfänger, Fig. 4 das Schaltschema eines Verstär kers und Formgebungskreises für die Im pulse zur Zeilensynchronisierung, Fig. 5 bis 7 Erläuterungsskizzen, Fig. 8 und 9 eine weitere Ausführungs form eines Fernsehempfängers, Fig. 10 eine Erläuterungsskizze,
Fig. 11 und 12 eine abgeänderte Form des in. Fig. 8 dargestellten Empfängers, Fig. 13 ein Verfahren zur Vergrösserung der Zahl der Iuterferenzbilder durch Ver wendung mehrerer Wellenzüge in einer Zelle, Fig: 14 und 15 in Draufsicht und Seiten ansicht eine weitere Ausführungsform eines Fernsehempfängers, Fig. 16 und 17 in Draufsicht und Seiten ansicht einen Filmsender, Fig. 18 die Erzeugung einer langsamen Abtastung.
In Fig. 1 wird ein Bild der Lichtquelle 1 in Form eines beleuchteten Schlitzes mittels Linsen 3 in die Ebene 2 projiziert. Zwischen den Linsen 3 verlaufen die Strahlen parallel zur optischen Achse des Linsensystemes. Zwischen den Linsen ist eine mit einer Flüs sigkeit 5 gefüllte durchsichtige Zelle 4 ange ordnet. In dieser Zelle kann irgend eine durchsichtige Flüssigkeit verwendet werden, welche keine zu grosse Dämpfung auf in ihr erzeugte hochfrequente Wellen ausübt, zum Beispiel Wasser, Heptan, Pentan, Äthyljodid oder Petroleum.
An einem Ende der Zelle befindet sich ein piezoelektrischer Kristall 6, der durch über die Klemmen 7 an die Elektroden 8 gelegte hochfrequente elek trische Schwingungen in Schwingungen ver setzt wird. Auf- diese Weise werden in der Flüssigkeit wandernde Druckwellen erzeugt, durch welche ausser dem normalen oder mitt leren Bilde des Schlitzes 1 in der Ebene 2 infolge Beugung eine Reihe von Seiten bildern oder Interferenzstreifen hervorge rufen wird.
Um die Erzeugung unerwünsch ter reflektierter Wellen zu verhindern, sind geeignete Mittel zur Absorbierung dieser Wellen am andern Ende der Zelle angeord net, zum Beispiel eine Korkschicht, oder ein zusätzliches Rohr oder eine Verlängerung der Zelle, w=elche Flüssigkeit enthält, in welche die Wellen hineingehen und in welcher ihre Energie vernichtet wird. In Fig. 2 ist das Hauptbild 9 dargestellt, die Seitenbilder 10 werden durch optische Interferenz hervorge rufen, denn die durch die Wellen hervorge rufenen Dichteänderungen wirken wie ein Beugungsgitter.
Wenn die Amplitude der Druckwellen in der Flüssigkeit zunimmt, wird das mittlere Bild schwächer und die Seitenbilder werden heller. Wird das mitt lere Bild mittels einer Blende 1.1 abgedunkelt und das Licht der Seitenbilder durch eine Linse 1.2 auf einen Schirm 13 geworfen, so ist die Intensität auf dem Schirm in Über einstimmung mit der Amplitude der Flüssig keitswellen veränderlich. Naturgemäss wird das gleiche Ergebnis durch Abblenden der Seitenbilder und Verwendung des Lichtes des mittleren Bildes erzielt.
Die Linse 12 ist so angeordnet, dass sie ein Bild der Flüssigkeitsoberfläche auf dem Schirm 13 erzeugt, so dass jeder Punkt der Flüssigkeitsoberfläche, beispielsweise die Punkte 14 und 15, getrennt auf dem Schirm, zum Beispiel bei 16 und 17, abgebildet wird, wobei die Helligkeit eines jeden Bildpunktes von der Amplitude der Welle an dem ent sprechenden Punkte der Zelle abhängt. Sind die an den Kristall gelegten Hochfrequenz potentiale mit Fernsehsignalen moduliert, so ist die Amplitude der wandernden Welle von Punkt zu Punkt längs der Zelle in Überein stimmung mit der Amplitude der Fernseh signale, das heisst in Übereinstimmung mit der Helligkeitsänderung einer Bildzeile ver ändert.
Mit andern Worten, die ursprüng liche räumliche Verteilung einer Reihe be nachbarter Bildpunkte, welche im Sender in zeitlich verteilte entsprechende elektrische Werte verwandelt wurde, wird in der Zelle in eine räumliche Verteilung in Form wan dernder Flüssigkeitswellen zurückverwan delt, welche eine zeitlang nach ihrer Erzeu gung durch den Kristall erhalten bleiben, so " dass eine Speicherwirkung eintritt. Auf dem Schirm 13 wird daher eine Reihe beweg licher Bilder dieser Bildpunkte erzeugt;
die zum Wiederaufbau des Bildes verwendet werden kann. Bisher wurde dies dadurch be wirkt, dass man vor dem Schirm 13 einen schnellaufenden Abtastteil, zum Beispiel eine umlaufende Spiegeltrommel setzte, die mit einer der Zeilenzahl entsprechenden Anzahl von einzelnen Spiegeln ausgestattet ist, die einen fortschreitend wachsenden Neigungs winkel zur Trommelachse besitzen.
Die Spiegeltrommel erteilte den Bildern der Bildpunkte eine Bewegung entgegengesetzt zu ihrer eigenen Bewegung, so däss sie auf einem Betrachtungsschirm stillstehend ge macht wurden. Die beschriebene Zelle und ihre Anwendung für Fernsehzwecke-ist nä her in dem Schweizer Patent Nr. 191888 er läutert. Im folgenden soll das erfindungsge mässe Verfahren in einigen Ausführungsbei spielen erläutert werden.
An Hand der Fig. 3 bis 7 sei ein Fern sehempfänger beschrieben.
Ein Lichtbündel einer Lichtquelle 20 geht durch eine schematisch bei 21 darge stellte Kerrzelle hindurch, die in bekannter Weise die Intensität in Übereinstimmung mit den Bildsignalen steuert, und dann durch eine Zelle 22 der in,
Fig. 1 dargestellten Art. Die Zelle 22 erzeugt in einer noch zu beschreiben den Weise die schnelle Abtastkomponente. Die Spiegeltrommel 26 mit zu ihrer Drehachse parallelen Spiegelflächen läuft- mit lang- sanier Geschwindigkeit um und bewegt das Lichtbündel über den Schirm 25 rechtwinklig zur Zeichenebene und erzeugt hierdurch die langsame Abtastkomponente. Die durch den Empfänger 27 empfangenen Fernsehsignale werden dem Filter 28 zugeführt,
welches die Bildsignale von den Zeilensynchronisierungs- impulsen trennt; erstere werden der Kerr- zelle und letztere über einen noch zu be- schreibenden Formgebungskreis und Verstär ker 29 dem-Modulator 30 zugeführt, wo sie hochfrequente Schwingungen einer Schwin- gungsquelle 31 modulieren. Der Modulator ist so eingeregelt,
däss normalerweise die Hochfrequenzschwingungen auf einen sehr niedrigen Wert herabgesetzt sind; die Wir kung eines jeden Synchronisierungsimpulses ermöglicht dann die Erzeugung einer kürzen Gruppe von Schwingungen (Fig. 6).
Der Ausgangskreis des Modulators ist an die Klemmen des Kristalles der Zelle 22 auge= schlossen, so dass kurze, unzusammenhän gende Gruppen von Wellen in der Flüssig keit der Zelle erzeugt werden.
An Hand der Fig. 4 und 5 sind im fol genden der Verstärker und der Formgebungs- kreis 29 beschrieben. Die Einrichtung enthält drei Röhren * Fi, V2, F3, die eine Wider standskapazitätskopplung besitzen.- Die Zei- lensynchronisierungsimpulse, welche dem Gitter der Röhre Yi zugeführt werden,
be sitzen die durch die Kurve I in Fig: 5 ver anschaulichte Form. Ddr Anodenkreis dieser Röhre enthält einen Widerstand 33 und einen Kondensator 32 in Parallelschaltung, Jeder der rechteckig verlaufenden Impulse ladet den Kondensator 32 auf, der sich dann durch den Widerstand 33 hindurch entlädt.
Durch geeignete Auswahl der Zeitkonstanten des greises 32, 33 und auch der gegenseitigen Werte des Kondensators 32 und des Wider standes 33 wird die Ladezeit gleich der Ent ladezeit gemacht, so däss die dem Gitter der Röhre F2 zugeführten Signale die durch die Kurve II in. Fig. 5 veranschaulichte drei eckige Form erhalten.
Das Gitter dieser Röhre erhält eine negative Vorspannung, deren Wert durch den veränderlichen Wider stand 34 geregelt werden kann. Diese Vor- spannung kann so eingestellt werden, dass die Röhre V2 nur den obern Teil -der dreieckig verlaufenden Impulse überträgt, zum Bei spiel den. Teil oberhalb der gestrichelten Linie in Kurve II der Fig. 5.
Infolgedessen werden die dem Gitter der Röhre V3 zuge führten Impulse den durch die Kurve III der Fig. 5 dargestellten Verlauf besitzen, Die Röhre Y3 wirkt als Verstärker, der Verlauf der Impulse in ihrem Ausgangskreis ist aus Kurve IV in Fig. 5 ersichtlich.
Durch Ände rung der Grösse des Widerstandes 34 und die damit bedingte Änderung der Lage der ge strichelten Linie in Kurve 1I der Fig. 5 kann das Verhältnis zwischen dem durch einen Im puls eingenommenen Raum und dem Ab stande zwischen zwei Impulsen geändert wer den; dies Verhältnis wird kleiner, wenn die negative Vorspannung am Gitter der Röhre V2 vergrössert wird.
In Fig. 6 ist die dem Kristall der Zelle 22 zugeführte Hochfrequenzwelle veranschau licht. Wie ersichtlich, ist die normale Ampli tude der Welle so klein, dass sie vernachläs sigt werden kann, die Amplitude wächst je doch sehr stark jedesmal, wenn ein Impuls an den Modulator 30 gelangt.
Jede Gruppe von in der Flüssigkeit der Zelle 22 erzeugten Wellen erzeugt ein Inter- ferenzmuster, dessen mittleres Bild durch die Blende 23 abgeschirmt wird, während das Licht der Seitenbilder durch die Linse 24 gesammelt und auf den Schirm 25 geworfen wird. Auf diese Weise wird auf dem Schirm 25 ein Lichtfleck gebildet, dessen Grösse von der Länge des Wellenzuges in der Flüssig keit abhängt.
Dieser Lichtfleck bewegt sich mit einer Geschwindigkeit über den Schirm, die von der Bewegungsgeschwindigkeit der Wellengrüppe in der Flüssigkeit der Zelle abhängt. Die Zelle 22 wirkt daher in ähn licher Weise wie ein mit einem Schlitz versehener, undurchsächtiger Schirm, dessen Schlitz sich parallel zur Achse der Spiegel trommel 26 bewegt. Eine nach diesem Grund satz arbeitende Zelle ist im folgenden als "Wellenschlitzzelle" bezeichnet.
Die Länge der Zelle 22 ist in bezug auf die Flüssigkeit der Zelle 22 so gewählt, dass eine Wellengruppe den Kristall in dem Augenblick verlässt, in welchem die vorher gehende Gruppe das obere Ende der Zelle 22 erreicht hat. Auch der Wert des Widerstan des 34 ist zweckmässig so eingeregelt, dass das Verhältnis der Länge einer Wellengruppe zur Länge der Zelle gleich. dem. Verhältnis der Länge eines Bildelementes zur Länge der Bildzeile ist. Das erstgenannte Verhältnis bestimmt das Mass der Bildauflösung, deren der Empfänger fähig ist, das letztgenannte Verhältnis stellt die Bildauflösung im Sender dar.
In Fig. 7 stellt das Rechteck 36 die Grenzen der Zelle oder desjenigen Teils dar, der bei der Beeinflussung des hindurchgehen den Lichtes wirksam ist; die Wellen pflan zen sich von einem Ende des Rechteckes zum andern fort. Die Kurve 35 stellt die Ampli tude der Wellen an verschiedenen Punkten längs der Zelle zu einem gegebenen Zeit punkt dar, der Teil 37 lässt die plötzliche Zu nahme der Amplitude auf Grund des Ein- treffens eines Impulses erkennen. Das Ver hältnis der Breite des Teils 37 zur Länge des Rechteckes 36 ist gleich der Bildauflösung.
Wenn in der oben beschriebenen Weise das Licht des mittleren Lichtbündels verwen det werden soll und dem entsprechend die Seitenbilder abgeblendet werden, wird der Modulator 30 so eingeregelt, dass unmodu- lierte Schwingungen an den Klemmen 31 dem Kristall mit voller Amplitude zugeführt werden. Die Impulse werden in einem sol chen Sinne an den Modulator geschaltet, dass sie zeitweise die Schwingung unterdrücken. Der Schwingungsverlauf im Ausgangskreis des Modulators wird daher in diesem Falle durch die Umkehrung der in Fig. 6 darge stellten Kurve veranschaulicht.
Unter diesen Bedingungen arbeiten der Wellenschlitz der Zelle 22 und die Spiegel trommel 26 derart zusammen, dass sie die schnelle und die langsame Abtastkomponente erzeugen, und da das Licht auf dem Schirm 25 durch die Kerrzelle 21 entsprechend den Bildströmen moduliert ist, wird das Bild wieder aufgebaut.
Die in Fig. 3 veranschaulichte Vorrich tung kann auch in anderer Weise zur Erzie lung der gleichen Wirkung betrieben werden, und zwar einfach dadurch, dass die umge formten Zeilensynchronisierungsimpulse des Ausgangskreises der Vorrichtung 29 an Stelle der Bildströme den Klemmen der Kerrzelle zugeführt werden, während die Bildströme an den Eingangskreis des Modu-' lators 30 geschaltet werden.
Die Amplitude der Wellen in der Zelle ändert sich nunmehr längs der Zelle in Übereinstimmung mit der Amplitude aufeinanderfolgender Bildpunkte, und da die Länge der Zelle der Länge der Bildzeile entspricht; wird in der Zelle zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten eine voll ständige Bildzeile wiedergegeben. Eine in dieser Weise arbeitende Zelle ist im folgen den als "Modulatorzelle" bezeichnet.
Die Bildzeile wird auf dem Schirm 25 genau so wie zuvor abgebildet, jedoch werden auf Grund der Tatsache, dass die Wellen durch die Flüssigkeit wandern, auch die entspre chenden Bilder sich über den Schirm be wegen, statt festzustehen, sie können daher nicht beobachtet werden. Diese Erscheinung wird durch die Wirkung der Kerrzelle aus geglichen, welche, wenn keine elektrischen Impulse an ihr liegen, kein Licht durchlässt.
Da diese Impulse lediglich mit - Zeilen frequenz auftreten und ihre Dauer lediglich diejenige eines Bildelementes ist (auf Grund der oben beschriebenen Wirkung des greises 29), wird die Kerrzelle als Verschluss wirken und die Zelle 29 wird intermittierend mit Zeilenfrequenz beleuchtet, so dass jede Bild zeile nur einen kurzen Augenblick auf den Schirm 25 projiziert wird und keine-Bewe- gung der Zeile wahrnehmbar ist,
da die Be leuchtungszeit nur dem Zeitraum eines Bild elementes entspricht. Auf Grund der Wir kung der Spiegeltrommel 26 wird jede Zeile nach einem kurzen Zeitraum unter die vor hergehende Zeile projiziert und so das voll ständige Bild aufgebaut. Naturgemäss wird in diesem Falle das durch die Zelle hindurch gehende Licht im Gegensatz zu der zuerst beschriebenen Betriebsweise zeitlich be grenzt, bei welcher das Licht eine räumliche Begrenzung erfuhr.
Die Grundregel, dass, das Verhältnis zwischen der Dauer eines jeden Lichtblitzesi zur Zeit zwisiehen zwei Licht- blitzen gleich der Bildauflösung ist, muss auch im vorliegenden Falle beachtet werden.
Naturgemäss ist der Wirkungsgrad der Vorrichtung nach Fig. 3. bei,-der zuletzt. be- schriebenen Arbeitsweise sehr gering, da -der grössere Teil des von der Lichtquelle 20 aus gehenden Lichtes verloren geht.
Dies kann durch die Verwendung eines beispielsweise einer Hochdruckqueck- silberdampflampe; welche statt dauernd nur mit der Zeilenfrequenz intermittierend leuch tet, verbessert werden, der Stromverbrauch und jdaher die Helligkeit sind bei jedem Auf leuchten gross.
Die Kerrzelle oder ein ent sprechender, durch die Zeilensynchronisie- rungsimpulse gesteuerter Vergchluss begrenzt dann die Zeitdauer eines jeden Aufleuchtens auf die eines.
Bildelementes. Die Lichtver- geudung kann auch unter Fortlässung der gerrzelle durch Anwendung einer Lampe vermieden werden, die intermittierend mit einer Frequenz in der Nähe der Bildpunkt frequenz anstatt der Zeilenfrequenz aufleuch ten kann und durch die umgeformten Zeilen synchronisierungsimpulse 'gesteuert wird.
Für diesen Zweck sind beispielsweise stro- boskopische Lampen geeignet, wie sie in "Electrical Engineering", Band 55, Nr. 7, Seite 799 u. ff. beschrieben sind.
Ein Empfänger, der eine Wellenschlitz zelle und eine Modulatorze118 verwendet, ist in Fig. 8 dargestellt. Das Licht einer Licht quelle in Form eines beleuchteten Schlitzes 40 wird durch die Mödulatorzelle 41 hin- durchgeführt; an deren Klemmen 42 eine mit' den Bildströmen modulierte Hochfrequenz schwingung liegt. Der mit Schlitzen ver sehene Schirm 43 blendet das mittlere -Bild ab, während die beiden Sehlitze 44 das Licht.
der- beiden Seitenbilder durch die Linse 45 auf eine Wellenschlitzzelle 46 fallen lassen, wobei die Linse 45 ein Bild der Flüssigkeit der Zelle 41 auf der Flüssigkeit der Zelle 46 erzeugt. Den Klemmen 47 dieser Zelle wird eine mit den umgeformten Zeilensynchroni- sierungsimpulsen modulierte llochfrequenz- schwingung zugeführt, wie es bezüglich Fig. ä beschrieben wurde.
Der mit Schlitzen versehene Schirm 48 ist so ausgestaltet, dass er lediglich das Licht der durch den Wellen schlitz in der Wellenschlitzzesle erzeugten Seitenbilder durchlässt. Da die Schlitze* 44 des Schirmes 43 jeder als modulierte Licht quelle wirken, wird die Zelle 46 zwei ein ander überlappende Gruppen von Inter- ferenzbildern erzeugen. Der Schirm 48 ist daher mit zwei Blenden 49 zur Abdunklung der beiden mittleren Bilder versehen, wäh rend drei Schlitze 50 das Licht der Seiten bilder durchlassen. Die beiden Schirme 43 und 48 sind schaubildlich in Fig. 9 veran schaulicht.
Die Linse 51 erzeugt ein Bild der Flüssigkeit der Zelle 46 auf dem Be trachtungsschirm 52, das durch die langsam bewegliche Abtastvorrichtung 53 über den Schirm senkrecht zur Richtung der Zeichen ebene bewegt wird. In. Fig.10 stellt das Rechteck ,die Wellen schlitzzelle 46 dar, während die ausgezogene Kurve 54 das Bild der bildstrommodulierten Wellen der Zelle 41 veranschaulicht.
Dies Bild, also die Kurve 54, bewegt sich durch die Zelle hindurch in Richtung des obern Pfeils, während der durch die an den Klem men 47 liegenden Impulse erzeugte und durch die gestrichelte Kurve 55 veranschau lichte Wellenschlitz sich mit gleicher Ge schwindigkeit in Richtung des untern Pfeils bewegt;
die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Bewegungen erzeugt die erforder liche schnelle Abtastkomponente. Naturge mäss tritt genau die gleiche Wirkung ein, wenn man Modulatorzelle und Wellenschlitz- zelle miteinander vertauscht, also ein Bild der Wellenschlitzzelle auf die Oberfläche der Modulatorzelle projiziert.
Es ist zweckmässig, jedoch nicht wesent lich, dass die beiden Wellengruppen sich parallel zueinander in entgegengesetzten Richtungen bewegen, wie es in Fig. 10 dar gestellt ist. Sie können sich aber auch mit verschiedenen Geschwindigkeiten in der glei chen Richtung bewegen oder eine Wellen gruppe kann sieh unter einem Winkel, zum Beispiel von 45', zur andern Wellengruppe fortpflanzen.
Im letztgenannten Falle würde die resultierende Bildzeile unter einem Win kel zu der normalerweise erzielten verlaufen, jedoch lässt sich dies durch geeignete Ver- drehung der beiden Zellen gegenüber dem übrigen Teil der Vorrichtung berichtigen.
Bei der Anordnung nach Fig. 8 kann er reicht werden, dass der Wellenschlitz 55 sich mit einer grösseren Geschwindigkeit bewegt als die Bildmodulation 54, so dass der Zeit raum, während dessen der Wellenschlitz wirksam ist, klein bleibt im Verhältnis zur Zeitdauer einer Bildzeile. In diesem Falle kann nunmehr für einen gegebenen Grad der Bildauflösung die Breite des Wellenschlitzes und daher die sich ergebende Beleuchtung gesteigert werden. Die Lichtquelle kann der art ausgebildet werden, dass sie intermittie- rend und nur während der Wirksamkeits dauer des Wellenschlitzes leuchtet, wodurch eine Ersparnis an der für die Erzeugung des Lichtes erforderlichen Energie erzielt wird.
Die Zeilensynchronisierungsimpulse dienen der Steuerung sowohl der Wellenschlitzzelle als auch der Lichtquelle. Wahlweise kann auch eine Kerrzelle oder ein entsprechender Verschluss in Verbindung mit einer konstan ten Lichtquelle verwendet werden, wodurch der Einfall unerwünschter Streulichtbündel während der Unwirksamkeit des Wellen schlitzes vermieden wird.
Eine wesentliche und vorteilhafte Eigen schaft der beschriebenen Empfangsanord nung besteht darin, dass ein feststehendes Bild selbst dann erzeugt wird, wenn sich die Zeilenfrequenz im Sender ändert. Wenn sieh zum Beispiel in Fig. 8 die Zeilenfrequenz des Senders plötzlich erhöht, wird die Länge der durch die Bildmodulationen in der Zelle 41 wiedergegebenen Bildzeilen kleiner wer den, jedoch wird dies durch die Tatsache ausgeglichen, dass die Frequenz der an der Zelle 46 liegenden Synchronisierungsimpulse zunimmt; der Abstand zwischen zwei aufein anderfolgenden Wellenschlitzen wird im gleichen Verhältnis abnehmen.
Das auf dem Schirm wiedergegebene Bild wird sich daher einfach in Richtung der Abtastzeilen zu sammenziehen, im übrigen aber feststehend bleiben. Die bei bekannten Anordnungen gegebenen Synchronisierungsschwierigkeiten im Empfänger sind also im vorliegenden Falle nicht vorhanden.
In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungs form eines Empfängers nach Fig. 8 darge stellt, bei welcher die beiden Zellen 41 und 46 durch eine einzige Zelle 63 ersetzt sind. Die Lichtquelle 60 besteht aus einer Glüh lampe, die mit einer Mehrzahl Seite an Seite liegender Leuchtdrähte versehen ist, um eine Lichtquelle mehr oder weniger quadratischer Form zu erzielen.
Die Zylinderlinse 62 er zeugt ein Bild der Lichtquelle in der Flüs sigkeit der Zelle 63 in einer Ebene, während in der rechtwinklig hierzu verlaufenden Ebene das Licht aus dem Schlitz 61 diver giert und die Vorderfläche der Zelle 63 be leuchtet. Die Linsen der Zelle 63 erzeugen ein Bild dieses Schlitzes auf dem mittleren undurchsichtigen Teil des Schirmes 66. Die Zelle 63 enthält zwei übereinander liegende Kristalle 64 und 65; an den Kristall 64 wird eine mit den Bildströmen modulierte Schwin gung geschaltet, so dass der obere Teil der Zelle als Modulatorzelle wirkt und der Zelle 41 nach Fig: 8 entspricht.
Das Licht der Seitenbilder geht durch die Schlitze des Schirmes 66 hindurch, wird durch das Pris ma 67 durch die Linse 68 hindurch in den untern Teil der Zelle reflektiert, die als. Wellenschlitzzelle wirkt und der Zelle 46 nach Fig. 8 entspricht, und die Zeilen synchronisierungsimpulse werden als Modu lationen einer Hochfrequenzschwingung an den Kristall 65 geschaltet.
Die Linse 68 er zeugt ein Bild des obern Teils der Flüssig keitsoberfläche der Zelle 63 auf dem untern Teil der Flüssigkeitsoberfläche und ent spricht der Linse 45 in Fig. B. Die Zylinder linsen der Zelle 63 erzeugen Bilder der Schlitze des Schirmes 66 auf den beiden un durchsichtigen Teilen des Schirmes 70, zu welchem das Licht mittels eines Spiegels 69 reflektiert wird. Auf dem Schirm 70 wird ein zweites Interferenzmuster erzeugt, dessen mittlere Bilder abgeblendet werden, während das Licht der Seitenbilder durch die drei Schlitze über die Zylinderlinsen 71, 73 und die Spiegeltrommel 72 auf den Schirm 74 gelangt.
Die Virkung dieses Empfängers ist im wesentlichen die gleiche wie die desjenigen nach Fig. 8, eine ins einzelne gehende Be- scUreibung erübrigt sich daher. Der Schirm 66, das Prisma 6 7 und die Linse 68 können durch die beiden durch gestrichelte Linien dargestellten Teile aus einem sphärischen Konkavspiegel 75 (Fig. 12) ersetzt werden.
Die beschriebenen Empfänger besitzen einen Nachteil, nämlich dass die verwendbare Lichtmenge verhältnismässig klein ist. So können in Fig. 8 die Linsen 45 und 51 nicht mit ihrer grössten Öffnung arbeiten. Es ist jedoch möglich, die volle (Öffnung dieser Lin sen dadurch zu verwenden, dass mit mehreren Gruppen Seite an Seite liegender Interferenz bilder gearbeitet wird an Stelle nur einer Gruppe "von Interferenzbildern. Eine Mög lichkeit, dies zu verwirklichen, ist in Fig. 13 dargestellt. 76 ist eine Lichtquelle, 78 eine Zelle und 77 und 82 sind zwei mit Schlitzen versehene Schirme.
Diese Teile entsprechen der Lichtquelle der Modulatorzelle und den mit Schlitzen versehenen Schirmen auf der linken Seite der Fig. B. Die Dimension der Lichtquelle ist in der Zeichenebene der Fig. 13 sehr gross. Sie kann durch eine lange Glühlampe gebildet werden. Der Schirm 77 enthält eine Anzahl von Schlitzen, deren je der als gesonderte Lichtquelle wirkt.
Die Linsen 79 der Zelle erzeugen Bilder dieser Schlitze auf dem Schirm 82 derart, dass das Bild eines jeden Schlitzes auf dem undurch sichtigen, zwischen zwei Schlitzen des Schir mes 82 liegenden Teil erzeugt wird. Die Zelle enthält eine Anzahl von Kristallen 80, deren Zahl gleich ist der Zahl der Schlitze in dem Schirm 77.
Die Kristalle sind parallel zueinander an die Klemmen 81 geschaltet, an welchen eine geeignete, mit den Bildströmen modulierte Hochfrequenzschwingung liegt. Die Kristalle sind so angeordnet, dass ein jeder einen Wellenzug in einer andern Richtung erzeugt, die Richtungen der Wellen sind durch die Pfeile 86, 87 und 88 veranschaulicht.
Jeder dieser Wellenzüge beeinflusst lediglich das jenige -Lichtbünde, das senkrecht zu seiner Fortpflanzungsrichtung auf ihn auftrifft: der Wellenzug 86 beeinflusst also das Licht bündel 83 des mittleren Schlitzes, während die Wellenzüge 87 und 88 die Lichtbündel 84 bezw. 85 beeinflussen werden, die aus den äussersten Schlitzen des Schirmes 87 kommen. Auf dem Schirm 82 wird auf diese Weise eine Anzahl von Gruppen von Inter- ferenzbildern entstehen, deren jede einem der von den Schlitzen des Schirmes 77 ausgehen den Lichtbündel entspricht.
Das mittlere Bündel einer jeden dieser Gruppen wird durch den Schirm 82 abgedunkelt, und das Licht der Seitenbilder aller Gruppen geht durch die Schlitze des Schirmes 82 hindurch und wird in ähnlicher Weise wie in Fig. 8 verwendet. Naturgemäss ist der übrige Teil der Vorrichtung ähnlich der Anordnung nach Fig. 8, die Zelle 46 wird durch eine zweite Zelle ersetzt, die ähnlich der Zelle 78 nach Fig. 13 ist, und an Stelle des Schirmes 48 in Fig. 8 tritt ein Schirm mit einer grö sseren Zahl von Öffnungen, der dem Schirm 82 entspricht.
Mit dieser Anordnung können die Linsen 45 und 51 in Fig. 8 mit ihrer vol len Öffnung unter entsprechender Vergrösse rung der verwendbaren Lichtmenge benutzt werden.
In Fig. 14 und 15 ist eine weitere Mög lichkeit zur Vergrösserung der Lichtleistung des Empfängers dargestellt. Diese Zeichnun gen zeigen im Grundriss bezw. in Seitenan sicht einen Fernsehempfänger mit einer als Wellenschlitzzelle wirkenden Zelle 91; das auf diese Zelle fallende Licht wird in irgend einer geeigneten Weise in Übereinstimmung zeit den Bildströmen moduliert. Die Anord nung kann naturgemäss an irgend eines der Empfangsverfahren nach Fig. 3 bis 11 an gepasst werden.
Zur Vereinfachung der Figur 15 sind die Lichtstrahlen als durch die re flektierenden Flächen 93, 95 hindurchgeführt veranschaulicht, statt als reflektiert. Die Lichtquelle 90 besitzt in diesem Falle eine grosse Abmessung in der Ebene rechtwinklig zu der die Fortpflanzungsrichtung der Wel len in der Zelle 91 enthaltenden Richtung, das heisst die grosse Abmessung der Licht- quelle steht rechtwinklig zur grossen Abmes sung der Lichtquelle nach Fig. 13.
Die Zylinderlinse 92 erzeugt von der Lichtquelle 90 in der Flüssigkeit der Zelle 91 ein verzerrtes Bild, das senkrecht zur Ebene der Fig. 15 und parallel zur Ebene der Fig. 14 liegt. Die Linsen der Zelle 91 erzeugen ein Bild der Lichtquelle 90 auf der Oberfläche der drei Spiegel 95, das senkrecht, zur Ebene der Fig. 14 steht. Jeder Spiegel ist mit einem nicht reflektierenden Streifen versehen.
Das von der Zelle 91. ausgehende Licht wird auf die Spiegel 95 durch eine Gruppe von drei Spiegeln 93 reflektiert, die einer über dem andern längs einer Achse 94 angeordnet und zueinander um die Achse 94 in der in Fig. 14 veranschaulichten Weise geneigt sind. Jeder dieser Spiegel reflektiert das Licht von einem Drittel. des Bildes der Lichtquelle in der Flüssigkeit in einer an dern Richtung auf Grund der gegenseitigen Neigung der Spiegel um die Achse 94. Der oberste und der unterste Spiegel der Spiegel 93 ist zusätzlich geneigt, und zwar um die eigene Längsachse, wie es in Fig. 15 darge stellt ist. Die Wirkung hiervon ist, dass die drei Teile des Bildes der Lichtquelle nun Seite an Seite in eine Linie gebracht werden.
Diese drei Teile werden auf die Oberfläche der drei Spiegel 95 abgebildet, die um die Achse 96 gegeneinander geneigt sind, welche rechtwinklig zur Achse 94 verläuft. Das Licht von jedem Drittel des Bildes der Lichtquelle erzeugt sein eigenes Interferenz muster je in einer Spiegelebene 95. Die mitt leren Bilder dieser drei Muster werden durch die nicht reflektierenden Streifen auf den Spiegel 95 absorbiert. Das Licht der Seiten bilder wird durch die Linse 97 gesammelt und das Bild der Flüssigkeitsoberfläche auf den Schirm 99 über die langsam laufende Spiegeltrommel 98 geworfen.
Auf Grund der Tatsache, dass das auf die Spiegel 95 fallende Licht aus verschiedenen Höhen in der Ebene der Fig. 15 kommt, würde es auch in ver schiedenen Höhen reflektiert werden, wenn ein ebener Spiegel an Stelle der Spiegel 95 verwendet würde.
Dies wird durch die Winkelverschiebung der Spiegel 95 um die Achse 96 berichtigt. Die Wirkung der beiden Spiegelgruppen ist die Umwandlung des ein fallenden Bündels, - das seine grosse (Öffnung in der die Bewegungsrichtung der langsam laufenden Abtastung enthaltenen Ebene be sitzt (das. heisst in ider Ebene der Fig. 1,5), 1n ein Lichtbündel, dessen grosse Öffnung in der jenigen Ebene liegt,
welche die Richtung rechtwinklig zur langsamen Abtastung ent hält (das heisst die Ebene der Fig. 14), denn nur in dieser Ebene kann die grosse Öffnung voll ausgenutzt werden. Eine weitere Zu nahme der Helligkeit ist durch Vereinigung des in Fig. 13 veranschaulichten Vorgehens mit dem Verfahren nach Fig. 14 und 15 er reichbar, da dann eine Lichtquelle Anwen dung finden kann, die in beiden Richtungen gross ist.
Wircl!die aptiGche Anordnung nach Fig.14 und 15 mit einer kleinen Lichtquelle vier- wendet, so kann die Grösse der langsam lau fenden Abtastvorrichtung ausserordentlich verringert werden.
Auf diese Weise wird die Anwendung eines Oszillographen mit sehr kleinem Spiegel ermöglicht, der durch Ströme mit sägezahnartigem Verlauf ange trieben wird, die durch irgend ein bekanntes, durch die Zeilenfrequenz-Synchronisierungs- impulse gesteuertes gippspannungsgerät er zeugt werden können.
Ausser den zahlreichen ohne weiteres erkennbaren Vorteilen besitzt ein derartiger Oszillograph den Vorzug, dass seine Amplitude bei zunehmender, durch den Sender ausgestrahlter Abtastfrequenz kleiner wird oder kleiner gemacht werden kann.
Es wurde bereits dargelegt, dass eine solche Zu nahme eine seitliche Zusammenziehung des empfangenen Bildes ergibt,und auf Grund die ser Abnahme der Amplitude des Oszillogra phen wird eine entsprechende senkrechte Zu- sammenziehung selbsttätig erreicht, so dass das ursprüngliche Bildverhältnis erhalten bleibt.
Im folgendensoll nun ein Pernsebsender beschrieben werden.
Fig. 16 und 17 zeigen im Grundriss bezw. in Seitenansicht einen Fernsehsender für Kinofilm. Eine Lichtquelle 100 beleuchtet einen Schlitz 101, und eine Zylinderlinse 102 erzeugt ein verzerrtes Bild der Lichtquelle in der Flüssigkeit einer Wellenschlitzzelle 103, während die Linsen 104 der Zelle ein Bild des Schlitzes 101 auf den Schirm 107 projizieren. Die Zylinderlinse 108 erzeugt ein Bild der. Flüssigkeit der Zelle auf dem Schlitz 110, während die Zylinderlinse 109 ein Bild der Flüssigkeit und des Bildes der Lichtquelle in dieser auf dem Schlitze 110 erzeugt.
Die sphärische Linse 111 erzeugt ein Bild des Schlitzes 110 auf dem abzutastenden Film 112, der sich in Richtung des Pfeils be wegt.
Eine geeignete Quelle hochfrequenter elektrischer Schwingungen wird mit in irgend einer bekannten Weise erzeugten und mittels des in Fig. 4 veranschaulichten Krei ses geformten Impulsen moduliert; die Mo dulation wird derart durchgeführt, dass sich im Ausgangskreis der Spannungsverlauf nach Fig. 6 ergibt.
Diese Ausgangsenergie wird den Klemmen 106 des Kristalles <B>105</B> zuge führt und infolgedessen in der bereits be schriebenen Weise ein Lichtfleck über den Film 112 in dessen Breitenrichtung hinweg bewegt, um auf diese Weise die schnelle Ab- tastkomponente zu erzeugen; die langsame Abtastkomponente ist durch die Bewegung des Filmes in. der Pfeilrichtüng gegeben.
Das durch den Film hindurchtretende Licht fällt auf die Photozelle 113, die an einen geeig neten Sender 114 angeschlossen ist: Die Grösse des Abtastlichtfleckes und daher die Bildauflösung kann innerhalb weiter Grenzen durch Einstellung der Breite des Schlitzes 110 geregelt werden, welcher die Abmessung des Lichtfleckes in einer Richtung. be grenzt, sowie durch Einregelung des Wider standes 34 in Fig. 4, welcher die Grösse des Lichtfleckes in der andern Richtung be grenzt.
Auch die Abtastfrequenz kann leicht durch Veränderung der Frequenz =des Im- pulsgenerators und der Bewegungsgeschwin digkeit des Filmes geändert werden.
Die langsame Abtastktimponente kann auch durch die Kombination zweier Wellen schlitzzellen anstatt durch, die bei den bis- herigen Ausführungsbeispielen angewendeten mechanischen Mittel erzeugt werden. Eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfah rens ist in Fig. 18 veranschaulicht, welche schematisch einen vollständigen Empfänger darstellt.
Im Wege eines Lichtbündels zwischen einer Lichtquelle 130 und einem Empfangs schirm 146 sind aufeinanderfolgend drei Zel len 131, 133 und 135 angeordnet. Die grössere Abmessung einer jeden Zelle liegt in einer der Ebene des Empfangsschirmes parallelen Ebene; während jedoch die längere Abmes sung der Zelle 131 parallel zur Längsrich tung der auf den Schirm zu- projizierenden Bildzeilen verläuft, sind die längeren Ab messungen der andern Zellen rechtwinklig hierzu gerichtet. Dem Kristall<B>132</B> der ersten Zelle 131 wird über die Klemmen 138 eine lokal erzeugte Hochfrequenz zugeführt, wel che durch die empfangenen Bildströme mo duliert ist.
Durch geeignete Auswahl der Länge der Zelle sind die Komponenten des durch sie hindurchgeführten Lichtes in Über einstimmung mit den Helligkeitswerten einer vollständigen Bildzeile moduliert, so dass die Zelle als Modulatorzelle wirkt. Die Kristalle 135 und 136 der andern Zellen 133 und 1.34 sind gleichfalls mit Hochfrequenzen beauf- schlagt, welche mit den von den Generatoren 139, 140 gelieferten Impulsen moduliert sind, um auf diese Weise die erforderlichen Wellenschlitze zu bilden.
Die Frequenz der der einen Zelle zugeführten Impulse unter scheidet sich von der Frequenz der andern, und zwar sind die beiden Frequenzen so aus gewählt, dass jede der aufeinanderfolgenden Bildzeilen augenblicklich durch zwei zu sammenfallende Wellenschlitze übertragen und auf den Schirm projiziert wird, der Koinzidenzpunkt bewegt sich hierbei schritt- weise über die Länge der Zelle, so dass jede der aufeinanderfolgenden Bildzeilen auf den Schirm unmittelbar unter die vorher gehende Zeile projiziert wird.
Die Wirkung entspricht derjenigen, die erzielt würde, wenn das Licht durch zwei Schlitzverschlüsse hin durchgeführt würde, die sieh in entgegen- gesetzten Richtungen bewegen und je eine voneinander verschiedene Anzahl von paral lelen Schlitzen aufweisen.
Die beschriebenen Linsen müssen in den Weg des Lichtbündels eingeschaltet werden, um ein Bild der einen Zelle auf der nächsten zu erzeugen und die geschlitzten Schirme für die Abblendung der mittleren Bilder müssen zwischen den Zellen in den mit 141, 142 und 1.43 bezeichneten Ebenen eingefügt werden. Ein Paar von Zylinderlinsen 144, 145 wird zur Erzeugung eines Bildes der Zelle 134 auf dem Schirm 146 verwendet, die Linse 144 vergrössert die Abmessungen dieses Bil des in der Richtung rechtwinklig zur Zeichen ebene, während die Linse 145 die Abmes sungen des Bildes in der Richtung parallel zur Zeichenebene herabsetzt.
An den beschriebenen Ausführungsbei spielen sind zahlreiche Abänderungen mög lich. Beispielsweise sind bei allen beschriebe nen Empfängern die als Modulationen einer Trägerwelle empfangenen Fernsehsignale durch Demodulation der Trägerwelle erzielt worden und wurden dann zur Modulation einer lokal erzeugten Hochfrequenzschwin- gung verwendet, bevor sie dem Kristall der Zellen zugeführt wurden. An Stelle dieses Vorgehens ist es möglich, die modulierte Trägerwelle unmittelbar den Kristallen zu zuführen.
In diesem Falle ist es zweckmässig, die Trägerwelle ohne Demodulierung gleich zurichten, bevor sie dem Kristall zugeführt wird, so dass nur die Hälfte der Wellen der Trägerwelle an den Kristall gelangt, um zu vermeiden, dass der Kontrast im Ursprungs bild verloren geht.
Dies kann in irgend einer bekannten Weise bewirkt werden, zum Beispiel durch Verwendung eines Diodengleichrichters, dem eine Triodenbegrenzungsröhre folgt, deren Gitter auf einer solchen Vorspannung gehal ten wird, dass nur diejenigen im Ausgangs kreis der Diode enthaltenen Halbwellen der Trägerwelle dem Kristall zugeführt werden, welche eine grössere Amplitude als diejenigen besitzen, welche einem schwarzen Bildteil entsprechen.
Television procedure. In order to give a light beam the required scanning movement, it is known to use movable optical parts, such as Spiegeltrom, Nipkow disks and the like. These methods require the use of at least one component that has a very high speed in order to achieve the rapid scanning movement — the entire scan. Furthermore, the scan line frequency cannot be easily changed.
Other scanning methods avoid these disadvantages by using a movable electron bundle, but this requires high electrical voltages and the entire process must take place in a vacuum. It is also known; to use the direct effect to move the extraordinary ray resulting from the birefringence, but the resulting movement is only small.
The object of the invention is a television process in which it is possible to change the line change frequency easily without having the synchronization difficulties of the known processes.
The method according to the invention consists in illuminating a liquid in order to generate the fast scanning component, in which traveling high-frequency pressure waves are generated, the direction of propagation of which is at an angle to the direction of illumination, so that the light emanating from the liquid emerges from one of its original direction retaining part, as well as consists of a second part deflected from this direction,
one of these parts is selected to generate a moving image of the waves on the surface to be scanned and electrical pulses of image line frequency are used to control this image in such a way that an elementary surface of a line of the surface to be scanned is illuminated for a period of time equal to the duration of a Line divided by the number of elementary surfaces in the line. The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention.
In the drawing, the invention is illustrated schematically for example, namely: Fig. 1 and 2 show the effect of a well-known form of a light modulator cell, Fig. 3 shows a television receiver, Fig. 4 shows the circuit diagram of an amplifier and shaping circuit for the pulses in the Line synchronization, FIGS. 5 to 7 explanatory sketches, FIGS. 8 and 9 a further embodiment of a television receiver, FIG. 10 an explanatory sketch,
11 and 12 show a modified form of the receiver shown in FIG. 8, FIG. 13 shows a method for increasing the number of interferencing images by using several wave trains in one cell, FIGS. 14 and 15 show a further embodiment in plan and side views a television receiver, Fig. 16 and 17 in plan and side view of a film transmitter, Fig. 18 the generation of a slow scan.
In FIG. 1, an image of the light source 1 in the form of an illuminated slit is projected into the plane 2 by means of lenses 3. Between the lenses 3, the rays run parallel to the optical axis of the lens system. Between the lenses a liquid 5 filled with a transparent cell 4 is arranged. Any transparent liquid can be used in this cell which does not dampen the high-frequency waves generated in it too much, for example water, heptane, pentane, ethyl iodide or petroleum.
At one end of the cell there is a piezoelectric crystal 6, which is set in vibrations by high-frequency elec tric vibrations placed on the electrodes 8 via the terminals 7. In this way, wandering pressure waves are generated in the liquid, through which apart from the normal or mitt sized image of the slot 1 in the plane 2 due to diffraction, a number of pages or interference fringes will create images.
In order to prevent the generation of undesired reflected waves, suitable means for absorbing these waves are arranged at the other end of the cell, for example a layer of cork or an additional pipe or an extension of the cell, which contains the liquid in which the waves are inserted go inside and in which their energy is destroyed. In Fig. 2, the main image 9 is shown, the side images 10 are caused by optical interference, because the density changes caused by the waves act like a diffraction grating.
As the amplitude of the pressure waves in the liquid increases, the center image becomes weaker and the side images become lighter. If the middle image is darkened by means of a diaphragm 1.1 and the light from the side images is thrown onto a screen 13 through a lens 1.2, the intensity on the screen is variable in accordance with the amplitude of the liquid. Naturally, the same result is achieved by stopping down the side images and using the light from the middle image.
The lens 12 is arranged so that it creates an image of the liquid surface on the screen 13, so that each point of the liquid surface, for example points 14 and 15, is displayed separately on the screen, for example at 16 and 17, the Brightness of each pixel depends on the amplitude of the wave at the corresponding points of the cell. If the high-frequency potentials applied to the crystal are modulated with television signals, the amplitude of the traveling wave from point to point along the cell is in accordance with the amplitude of the television signals, that is, changes in accordance with the change in brightness of an image line.
In other words, the original spatial distribution of a series of neighboring pixels, which was converted in the transmitter into corresponding electrical values distributed over time, is converted back in the cell into a spatial distribution in the form of wandering liquid waves, which for a period of time after their creation are retained by the crystal, so that a memory effect occurs. A series of movable images of these pixels is therefore generated on the screen 13;
which can be used to rebuild the image. So far this has been done by placing a high-speed scanning part in front of the screen 13, for example a rotating mirror drum, which is equipped with a number of individual mirrors corresponding to the number of lines, which have a progressively increasing angle of inclination to the drum axis.
The mirror drum gave the images of the pixels a movement opposite to their own movement, so that they were made stationary on a viewing screen. The cell described and its application for television purposes is explained in more detail in Swiss Patent No. 191888. In the following, the process according to the invention will be explained in some exemplary embodiments.
3 to 7, a television receiver will be described.
A light bundle from a light source 20 passes through a Kerr cell, shown schematically at 21, which controls the intensity in a known manner in accordance with the image signals, and then through a cell 22 of the
Fig. 1. The cell 22 generates the fast sampling component in a manner yet to be described. The mirror drum 26 with mirror surfaces parallel to its axis of rotation revolves at a slow speed and moves the light beam across the screen 25 at right angles to the plane of the drawing and thereby generates the slow scanning component. The television signals received by the receiver 27 are fed to the filter 28,
which separates the image signals from the line sync pulses; The former are fed to the Kerr cell and the latter to the modulator 30 via a shaping circuit and amplifier 29 to be described below, where they modulate high-frequency oscillations of an oscillation source 31. The modulator is adjusted so
that normally the high frequency vibrations are reduced to a very low value; the action of each synchronization pulse then enables a shorter group of oscillations to be generated (FIG. 6).
The output circuit of the modulator is closed at the terminals of the crystal of the cell 22, so that short, disjointed groups of waves are generated in the liquid of the cell.
4 and 5, the amplifier and the shaping circuit 29 are described in the fol lowing. The device contains three tubes * Fi, V2, F3, which have a resistance capacitance coupling - the line synchronization pulses that are fed to the grid of the tube Yi,
be the form illustrated by curve I in FIG. 5. The anode circuit of this tube contains a resistor 33 and a capacitor 32 connected in parallel. Each of the rectangular pulses charges the capacitor 32, which then discharges through the resistor 33.
By suitable selection of the time constants of the old 32, 33 and also the mutual values of the capacitor 32 and the resistor 33, the charging time is made equal to the discharging time, so that the signals fed to the grid of the tube F2 correspond to the curve II in Fig. 5 obtained three angular shape illustrated.
The grid of this tube is given a negative bias, the value of which stood 34 can be regulated by the variable resistance. This preload can be set so that the tube V2 only transmits the upper part of the triangular pulses, for example the. Part above the dashed line in curve II of FIG. 5.
As a result, the pulses fed to the grid of the tube V3 will have the course shown by curve III in FIG. 5. The tube Y3 acts as an amplifier, the course of the pulses in its output circle can be seen from curve IV in FIG.
By changing the size of the resistor 34 and the resulting change in the position of the dashed line in curve 1I of FIG. 5, the ratio between the space occupied by a pulse and the distance between two pulses can be changed to who; this ratio becomes smaller when the negative bias on the grid of the tube V2 is increased.
In Fig. 6, the high frequency wave applied to the crystal of the cell 22 is illustrated. As can be seen, the normal amplitude of the wave is so small that it can be neglected, but the amplitude increases very sharply every time a pulse reaches the modulator 30.
Each group of waves generated in the liquid in the cell 22 generates an interference pattern, the central image of which is shielded by the diaphragm 23, while the light from the side images is collected by the lens 24 and projected onto the screen 25. In this way, a light spot is formed on the screen 25, the size of which depends on the length of the wave train in the liquid speed.
This light spot moves across the screen at a speed that depends on the speed of movement of the group of waves in the liquid in the cell. The cell 22 therefore acts in a similar way as a slotted, opaque screen, the slot of which moves drum 26 parallel to the axis of the mirror. A cell operating according to this principle is referred to below as a "wave slot cell".
The length of the cell 22 is selected in relation to the liquid in the cell 22 so that a group of waves leaves the crystal at the moment in which the previous group has reached the upper end of the cell 22. The value of the resistance of 34 is also appropriately adjusted so that the ratio of the length of a wave group to the length of the cell is the same. the. The ratio of the length of a picture element to the length of the picture line is. The first-mentioned ratio determines the degree of image resolution that the receiver is capable of, the latter ratio represents the image resolution in the transmitter.
In Fig. 7, the rectangle 36 represents the boundaries of the cell or that part which is effective in influencing the light passing through it; the waves propagate from one end of the rectangle to the other. The curve 35 represents the amplitude of the waves at various points along the cell at a given point in time; the part 37 shows the sudden increase in amplitude due to the arrival of a pulse. The ratio of the width of the part 37 to the length of the rectangle 36 is equal to the image resolution.
If the light of the middle light bundle is to be used in the manner described above and the side images are blocked accordingly, the modulator 30 is adjusted so that unmodulated vibrations at the terminals 31 are fed to the crystal with full amplitude. The pulses are switched to the modulator in such a way that they temporarily suppress the oscillation. The waveform in the output circuit of the modulator is therefore illustrated in this case by the inversion of the curve shown in Fig. 6 Darge.
Under these conditions, the wave slot of the cell 22 and the mirror drum 26 work together to produce the fast and slow scan components, and since the light on the screen 25 is modulated by the Kerr cell 21 according to the image currents, the image is reconstructed .
The device illustrated in Fig. 3 Vorrich can also be operated in other ways to achieve the same effect, simply by the fact that the reshaped line synchronization pulses of the output circuit of the device 29 are fed to the terminals of the Kerr cell instead of the image currents, while the Image currents are switched to the input circuit of the modulator 30.
The amplitude of the waves in the cell now changes along the cell in accordance with the amplitude of successive pixels, and since the length of the cell corresponds to the length of the image line; a complete image line is displayed in the cell at successive times. A cell operating in this way is referred to below as the "modulator cell".
The image line is displayed on the screen 25 in exactly the same way as before, but due to the fact that the waves travel through the liquid, the corresponding images also move across the screen instead of being fixed, and therefore cannot be observed. This phenomenon is compensated by the action of the Kerr cell, which, when there are no electrical impulses on it, does not let light through.
Since these impulses only occur with - line frequency and their duration is only that of a picture element (due to the above-described effect of the old man 29), the Kerr cell will act as a shutter and the cell 29 will be illuminated intermittently with line frequency, so that every picture line is only projected onto the screen 25 for a short moment and no movement of the line is perceptible,
since the lighting time only corresponds to the period of a picture element. Due to the action of the mirror drum 26, each line is projected under the previous line after a short period of time and the full image is built up. In this case, the light passing through the cell is naturally limited in time, in contrast to the operating mode described first, in which the light was spatially limited.
The basic rule that the relationship between the duration of each flash of light at the time between two flashes of light is equal to the image resolution must also be observed in the present case.
Naturally, the efficiency of the device according to FIG. 3 is at, -der last. The mode of operation described is very low, since the greater part of the light emanating from the light source 20 is lost.
This can be achieved by using, for example, a high-pressure mercury vapor lamp; which lights up intermittently instead of just continuously with the line frequency, are improved, the power consumption and therefore the brightness are high each time they light up.
The Kerr cell or a corresponding locking device controlled by the line synchronization pulses then limits the duration of each light to that of one.
Image element. The waste of light can also be avoided by using a lamp, which can light up intermittently with a frequency in the vicinity of the pixel frequency instead of the line frequency and is controlled by the reshaped line synchronization pulses.
For example, strobe lamps are suitable for this purpose, as described in "Electrical Engineering", Volume 55, No. 7, Page 799 and the like. ff. are described.
A receiver using a wave slot cell and a modulator cell 118 is shown in FIG. The light from a light source in the form of an illuminated slot 40 is passed through the modulator cell 41; at the terminals 42 a with 'the image currents modulated high frequency oscillation is. The screen 43 provided with slits fades out the middle image, while the two Sehlitze 44 light.
Let the two side images fall through the lens 45 onto a wave slit cell 46, the lens 45 producing an image of the liquid in the cell 41 on the liquid in the cell 46. A pinhole frequency oscillation modulated with the transformed line synchronization pulses is fed to the terminals 47 of this cell, as has been described with reference to FIG.
The screen 48 provided with slits is designed in such a way that it only lets through the light of the side images generated by the wave slot in the wave slot. Since the slits * 44 of the screen 43 each act as a modulated light source, the cell 46 will generate two groups of interference images which overlap each other. The screen 48 is therefore provided with two diaphragms 49 for darkening the two middle images, while three slits 50 allow the light of the pages to pass through. The two screens 43 and 48 are illustrated diagrammatically in FIG.
The lens 51 generates an image of the liquid in the cell 46 on the viewing screen 52, which is moved across the screen perpendicular to the direction of the characters by the slowly moving scanning device 53. In. 10 shows the rectangle, the wave slot cell 46, while the solid curve 54 illustrates the image of the image current modulated waves of the cell 41.
This image, i.e. curve 54, moves through the cell in the direction of the upper arrow, while the wave slot generated by the pulses at the terminals 47 and illustrated by the dashed curve 55 moves at the same speed in the direction of the lower Arrow moves;
the relative speed between the two movements generates the required fast scanning component. Naturally, exactly the same effect occurs if the modulator cell and the wave slot cell are interchanged, ie an image of the wave slot cell is projected onto the surface of the modulator cell.
It is useful, but not wesent Lich, that the two shaft groups move parallel to one another in opposite directions, as is shown in FIG. 10 represents. But they can also move at different speeds in the same direction or one wave group can propagate to the other wave group at an angle, for example 45 '.
In the latter case, the resulting image line would run at an angle to the one normally obtained, but this can be corrected by appropriately rotating the two cells with respect to the rest of the device.
In the arrangement according to FIG. 8, it can be achieved that the wave slot 55 moves at a greater speed than the image modulation 54, so that the period of time during which the wave slot is active remains small in relation to the duration of an image line. In this case the width of the wave slot and therefore the resulting illumination can now be increased for a given degree of image resolution. The light source can be designed in such a way that it lights up intermittently and only during the effective duration of the wave slot, which saves the energy required to generate the light.
The line sync pulses are used to control both the shaft slot cell and the light source. Optionally, a Kerr cell or a corresponding shutter in connection with a constant light source can be used, whereby the incidence of undesired stray light beams during the ineffectiveness of the wave slot is avoided.
An essential and advantageous property of the described receiving arrangement is that a fixed image is generated even if the line frequency changes in the transmitter. If, for example, in FIG. 8 the line frequency of the transmitter suddenly increases, the length of the picture lines reproduced by the picture modulations in the cell 41 becomes smaller, but this is offset by the fact that the frequency of the synchronization pulses applied to the cell 46 increases; the distance between two successive wave slots will decrease in the same proportion.
The image displayed on the screen will therefore simply contract in the direction of the scanning lines, but otherwise remain stationary. The synchronization difficulties in the receiver that exist in known arrangements are therefore not present in the present case.
In Fig. 11, a further embodiment of a receiver according to FIG. 8 is Darge, in which the two cells 41 and 46 are replaced by a single cell 63. The light source 60 consists of an incandescent lamp which is provided with a plurality of side-by-side lying filaments to achieve a light source more or less square shape.
The cylinder lens 62 he generates an image of the light source in the liq fluid of the cell 63 in one plane, while in the plane extending at right angles thereto, the light from the slot 61 diverges and the front surface of the cell 63 lights up. The lenses of the cell 63 produce an image of this slit on the central opaque part of the screen 66. The cell 63 contains two superposed crystals 64 and 65; An oscillation modulated with the image currents is switched to the crystal 64, so that the upper part of the cell acts as a modulator cell and corresponds to the cell 41 according to FIG.
The light of the side images passes through the slits of the screen 66, is reflected by the prism 67 through the lens 68 through into the lower part of the cell, which as. Wave slot cell acts and corresponds to the cell 46 according to FIG. 8, and the line synchronization pulses are switched to the crystal 65 as modulations of a high-frequency oscillation.
The lens 68 he generates an image of the upper part of the liquid surface of the cell 63 on the lower part of the liquid surface and corresponds to the lens 45 in Fig. B. The cylinder lenses of the cell 63 produce images of the slits of the screen 66 on the two un transparent parts of the screen 70, to which the light is reflected by means of a mirror 69. A second interference pattern is generated on the screen 70, the middle images of which are masked out, while the light from the side images passes through the three slits via the cylindrical lenses 71, 73 and the mirror drum 72 onto the screen 74.
The action of this receiver is essentially the same as that of that according to FIG. 8, and a detailed description is therefore unnecessary. The screen 66, the prism 67 and the lens 68 can be replaced by the two parts, shown by dashed lines, of a spherical concave mirror 75 (FIG. 12).
The receivers described have a disadvantage, namely that the amount of light that can be used is relatively small. Thus, in FIG. 8, the lenses 45 and 51 cannot work with their largest opening. However, it is possible to use the full aperture of these lenses by working with multiple groups of side-by-side interference images instead of just one group of interference images. One way of doing this is shown in FIG 76 is a light source, 78 is a cell, and 77 and 82 are two slotted screens.
These parts correspond to the light source of the modulator cell and the slotted screens on the left-hand side of FIG. B. The dimensions of the light source are very large in the plane of the drawing in FIG. It can be formed by a long light bulb. The screen 77 contains a number of slots, each of which acts as a separate light source.
The lenses 79 of the cell generate images of these slits on the screen 82 in such a way that the image of each slot is generated on the opaque part lying between two slits of the screen 82. The cell contains a number of crystals 80, the number of which is equal to the number of slots in the screen 77.
The crystals are connected in parallel to one another to the terminals 81, to which a suitable high-frequency oscillation modulated with the image currents is applied. The crystals are arranged in such a way that each creates a wave train in a different direction, the directions of the waves are illustrated by the arrows 86, 87 and 88.
Each of these wave trains only influences the one-light bundles that hit it perpendicular to its direction of propagation: the wave train 86 thus influences the light bundle 83 of the middle slot, while the wave trains 87 and 88 respectively the light bundles 84. 85 that come out of the outermost slots of the screen 87. In this way, a number of groups of interference images will arise on the screen 82, each of which corresponds to one of the light bundles emanating from the slits of the screen 77.
The central beam of each of these groups is darkened by the screen 82, and the light of the side images of all the groups passes through the slits of the screen 82 and is used in a manner similar to FIG. Naturally, the remaining part of the device is similar to the arrangement according to FIG. 8, the cell 46 is replaced by a second cell which is similar to the cell 78 according to FIG. 13, and instead of the screen 48 in FIG. 8 there is also a screen a larger number of openings corresponding to the screen 82.
With this arrangement, the lenses 45 and 51 in FIG. 8 can be used with their vol len opening with a corresponding magnification of the usable amount of light.
In Fig. 14 and 15, a further possibility is shown to increase the light output of the receiver. These drawings show respectively in the floor plan. in Seitenan view a television receiver with a cell 91 acting as a wave slot cell; the light falling on this cell is modulated in some suitable manner in accordance with the image currents. The arrangement can of course be adapted to any of the receiving methods according to FIGS. 3 to 11.
To simplify FIG. 15, the light beams are illustrated as being passed through the reflecting surfaces 93, 95, instead of being reflected. In this case, the light source 90 has a large dimension in the plane at right angles to the direction containing the direction of propagation of the waves in the cell 91, that is to say the large dimension of the light source is perpendicular to the large dimension of the light source according to FIG. 13.
The cylindrical lens 92 generates a distorted image of the light source 90 in the liquid of the cell 91, which image is perpendicular to the plane of FIG. 15 and parallel to the plane of FIG. 14. The lenses of the cell 91 produce an image of the light source 90 on the surface of the three mirrors 95 which is perpendicular to the plane of FIG. Each mirror is provided with a non-reflective strip.
The light emanating from the cell 91 is reflected onto the mirrors 95 by a group of three mirrors 93 which are arranged one above the other along an axis 94 and are inclined to one another about the axis 94 in the manner illustrated in FIG. Each of these mirrors reflects a third of the light. of the image of the light source in the liquid in a different direction due to the mutual inclination of the mirrors about the axis 94. The uppermost and the lowermost mirror of the mirror 93 is additionally inclined, namely about its own longitudinal axis, as shown in FIG is shown. The effect of this is that the three parts of the image of the light source are now brought into line side by side.
These three parts are imaged on the surface of the three mirrors 95, which are inclined to one another about the axis 96, which runs at right angles to the axis 94. The light from each third of the image of the light source generates its own interference pattern in each case in a mirror plane 95. The mean images of these three patterns are absorbed on the mirror 95 by the non-reflective strips. The light from the side images is collected by the lens 97 and the image of the liquid surface is thrown onto the screen 99 via the slowly rotating mirror drum 98.
Due to the fact that the light falling on the mirror 95 comes from different heights in the plane of FIG. 15, it would also be reflected at different heights if a plane mirror were used instead of the mirror 95.
This is corrected by the angular displacement of the mirrors 95 about the axis 96. The effect of the two groups of mirrors is the transformation of the falling bundle - its large (opening in the plane containing the direction of movement of the slowly moving scanning) is seated (that is, in the plane of Fig. 1,5), 1n a bundle of light, whose great opening lies in that plane,
which contains the direction at right angles to the slow scanning (that is to say the plane of FIG. 14), because the large opening can only be fully utilized in this plane. A further increase in brightness can be achieved by combining the procedure illustrated in FIG. 13 with the method according to FIGS. 14 and 15, since a light source can then be used that is large in both directions.
If the aptical arrangement according to FIGS. 14 and 15 is reversed with a small light source, the size of the slow-running scanning device can be extremely reduced.
In this way, the use of an oscilloscope with a very small mirror is made possible, which is driven by currents with a sawtooth-like curve which can be generated by any known low voltage device controlled by the line frequency synchronization pulses.
In addition to the numerous advantages that can be easily recognized, such an oscilloscope has the advantage that its amplitude becomes smaller or can be made smaller with increasing sampling frequency emitted by the transmitter.
It has already been shown that such an increase results in a lateral contraction of the received image, and due to this decrease in the amplitude of the oscillograph, a corresponding vertical contraction is automatically achieved so that the original aspect ratio is retained.
A permanent transmitter will now be described below.
16 and 17 show respectively in plan. in side view a television station for a movie. A light source 100 illuminates a slot 101, and a cylindrical lens 102 creates a distorted image of the light source in the liquid of a wave slot cell 103, while the lenses 104 of the cell project an image of the slot 101 onto the screen 107. The cylinder lens 108 creates an image of the. Liquid of the cell on the slit 110, while the cylindrical lens 109 creates an image of the liquid and the image of the light source therein on the slit 110.
The spherical lens 111 creates an image of the slit 110 on the film to be scanned 112, which moves in the direction of the arrow be.
A suitable source of high frequency electrical oscillations is modulated with pulses generated in any known manner and shaped by means of the circuit illustrated in FIG. 4; the modulation is carried out in such a way that the voltage curve according to FIG. 6 results in the output circuit.
This output energy is fed to the clamps 106 of the crystal 105 and consequently, in the manner already described, a light spot is moved across the film 112 in the direction of its width, in order in this way to generate the fast scanning component; the slow scanning component is given by the movement of the film in the direction of the arrow.
The light passing through the film falls on the photocell 113, which is connected to a suitable transmitter 114: The size of the scanning light spot and therefore the image resolution can be regulated within wide limits by adjusting the width of the slit 110, which defines the dimensions of the light spot one direction. be limited, as well as by adjusting the counter position 34 in Fig. 4, which limits the size of the light spot in the other direction be.
The sampling frequency can also easily be changed by changing the frequency of the pulse generator and the speed of movement of the film.
The slow scanning pulse can also be generated by the combination of two shaft slot cells instead of by the mechanical means used in the previous exemplary embodiments. One arrangement for carrying out this method is illustrated in FIG. 18, which schematically shows a complete receiver.
By way of a light beam between a light source 130 and a receiving screen 146 three cells 131, 133 and 135 are arranged in succession. The larger dimension of each cell lies in a plane parallel to the plane of the receiving screen; However, while the longer dimension of the cell 131 runs parallel to the longitudinal direction of the image lines projecting onto the screen, the longer dimensions of the other cells are directed at right angles thereto. The crystal 132 of the first cell 131 is supplied with a locally generated high frequency via the terminals 138, which is modulated by the received image streams.
By suitable selection of the length of the cell, the components of the light passed through it are modulated in accordance with the brightness values of a complete image line, so that the cell acts as a modulator cell. The crystals 135 and 136 of the other cells 133 and 1.34 are also subjected to high frequencies, which are modulated with the pulses supplied by the generators 139, 140 in order to form the required wave slots in this way.
The frequency of the pulses supplied to one cell differs from the frequency of the other, namely the two frequencies are selected so that each of the successive image lines is transmitted instantaneously through two coincident wave slots and projected onto the screen, the point of coincidence moves step by step over the length of the cell so that each of the successive image lines is projected onto the screen immediately below the previous line.
The effect corresponds to that which would be achieved if the light were passed through two slit shutters, which move in opposite directions and each have a different number of parallel slits.
The lenses described must be switched into the path of the light beam in order to produce an image of one cell on the next and the slotted screens for masking the middle images must be inserted between the cells in the planes marked 141, 142 and 1.43. A pair of cylindrical lenses 144, 145 is used to generate an image of the cell 134 on the screen 146, the lens 144 enlarges the dimensions of this image in the direction perpendicular to the plane of the drawing, while the lens 145 the dimensions of the image in the direction lowers parallel to the plane of the drawing.
Numerous changes are possible, please include in the exemplary embodiments described. For example, in all receivers described, the television signals received as modulations of a carrier wave were achieved by demodulating the carrier wave and were then used to modulate a locally generated high-frequency oscillation before they were fed to the crystal of the cells. Instead of this procedure, it is possible to feed the modulated carrier wave directly to the crystals.
In this case it is advisable to adjust the carrier wave without demodulation before it is fed to the crystal so that only half of the waves of the carrier wave reach the crystal in order to avoid the contrast in the original image being lost.
This can be effected in any known way, for example by using a diode rectifier followed by a triode limiting tube whose grid is kept at such a bias that only those half-waves of the carrier wave contained in the output circuit of the diode are fed to the crystal which have a larger amplitude than those corresponding to a black part of the image.