DE566096C - Spiegelrad zur Abtastung von Bildern fuer die Zwecke des Fernsehens - Google Patents

Description

Die. in der Fernsehtechnik bekannten und bisher zur Anwendung gelangten Spiegelräder tragen auf der Peripherie eine Anzahl kleiner, untereinander gleicher Planspiegel, von denen die Reflexionsebene jedes folgenden Spiegels gegen den vorhergehenden um ein geringes Maß geneigt ist. Beim Gebrauch wird die Fläche des zu sehenden Bildes in gerade, gleich lange Lichtzeilen zerlegt und auch wieder zusammengesetzt.

Da bei Fernsehsendungen im allgemeinen die Auflösung des Bildes durch Spirallochscheiben bewerkstelligt wird, bei welchen die Bildzerlegung in konzentrischen Kreisbögen geschieht, so müßte, um ein fehlerfreies Bild zu bekommen, der Empfang ebenfalls in konzentrischen Kreisbögen erfolgen, wie es ja auch bei Empfangsgeräten mit Nipkowscheibe tatsächlich der Fall ist. Anders Hegen die Verhältnisse aber, wenn ein Empfangsgerät mit Spiegelrad zur Anwendung gelangt, bei dem die Zusammensetzung des Bildes in geraden Linien von gleicher Länge geschieht. Hier muß zunächst das gesandte sektorförmige Gesamtbild in ein rechteckiges umgesetzt werden, was sich nur durch Aufbiegen der kreisbogenförmigen Bildzeilen in geradlinige von gleicher Länge ermöglichen läßt, wobei naturgemäß alle Lichtzeilen gedehnt werden, und zwar um so stärker, je kürzer ihre Radien sind. Die Folge davon ist eine verzerrte Wiedergabe des Bildes.

Die Empfangsgeräte mit Spiegelrädern in der bisherigen Konstruktion sind an ein bestimmtes Bildformat gebunden, und zwar im Verhältnis der Höhe zur Breite.

Da infolge der einwirkenden Zentrifugalkräfte die Einstellung der Spiegel leicht einer Veränderung durch Verbiegen oder Lockern der Schrauben, mit denen sie auf dem Radrand festgehalten werden, ausgesetzt sind, so erfordern sie, um Verzerrungen zu verhindern, eine stete Überwachung und häufige zeitraubende Nachjustierung.

Das in der Zeichnung Abb. 1 und 2 dar- +5 gestellte Spiegelrad und dessen Anordnung soll das Projizieren des Fernsehens vereinfachen und es ermöglichen, Sendungen in verschiedenen Bildformaten bei gleicher Bildzeilenzahl ohne Auswechselung von Teilen des Empfangsgerätes wiederzugeben.

Es ist ein Rad aus Gußmasse oder anderem Material, das am Umfang eine Anzahl kleiner Planspiegel, welche alle auf der gleichen Reflexionsebene liegen, trägt, die in zwei gleichen um i8o° versetzten Gruppen dergestalt angeordnet sind, daß jeder dieser Spiegel mit seiner Reflexionsfläche tangential zur Drehachse steht. Sie sind so angebracht, daß jeder folgende auf einem um das gleiche

Maß kürzeren Radius (Entfernung der Spiegelfläche vom Mittelpunkt des Rades) als der vorhergehende liegt, so daß die Spiegelebenen jeder der beiden Gruppen eine gleichmäßig gestufte Schnecke bilden.

Um einen Sektor mit einem Winkel von bestimmter Größe α zu projizieren, muß die Anordnung der Spiegel auf dem Radrand in

einer Winkelteilung von — erfolgen. Die doppelte Anzahl der Spiegel würde eine Verdoppelung der Bildzeilen zur Folge haben. Um dies zu verhindern, sind die Spiegel in zwei völlig gleichen, um i8o° versetzten Gruppen angeordnet, wodurch erreicht wird, daß das Bildfeld bei einer Umdrehung des Rades zweimal, und zwar in der richtigen Bildzeilenzahl abgetastet wird. Das Rad braucht deshalb nur mit der halben Geschwindigkeit gedreht zu werden.

In demselben Maße wie sich die Entfernung jedes Spiegels vom Mittelpunkt des Rades verkürzt, verringert sich auch die Spiegelbreite. Wird diese Entfernung mit r und die Anzahl der Lichtzeilen des zu sendenden Bildes mit χ bezeichnet, so ergibt sich für die

Spiegelbreite .

Im Gegensatz zu den bisherigen Geräten mit Spiegelrädern, bei denen die Lichtquelle (Glimmlampe, Lichtrelais u. dgl.) senkrecht _t zur Drehachse angebracht ist, ist diese bei dem Spiegelrad der Erfindung seitwärts oberhalb des Radrandes angeordnet. Die einfallenden Lichtstrahlen treffen also die ' Spiegel des Rades unter einem spitzen "Winkel, die, reflektiert, bei Drehung des Rades auf der Projektionsfläche Kreisbögen beschreiben.

4» Fällt ein Lichtstrahl auf das Spiegelrad, so wird er reflektiert. Da die Entfernung jedes folgenden Spiegels vom Mittelpunkt des Rades kürzer als der des vorhergehenden ist, so wird, weil bei jedem Spiegel der stets gleiches bleibende Einfall- und Reflexionswinkel um die Höhe der Stufe (Abstand einer Spiegelfläche von der anderen) fortlaufend gesenkt wird, das Bild auf der Projektionsfläche Zeile an Zeile zusammengesetzt. Die reflek-5» tierten Lichtstrahlen werden also, wenn die reflektierenden Spiegel sich im Kreise drehen, in der gleichen Weise auf der Projektionsfläche umherwandern, und zwar in Kreisbögen. Verzerrungen des .Bildes sind dadurch ausgeschlossen.

Dadurch, daß die reflektierten Lichtstrahlen alle die Projektionsfläche parallel treffen, bleibt die Höhe des sektorförmigen Bildfeldes unabhängig von der Entfernung der Projektionsfläche stets gleich. Dagegen ändert sich die Breite des Bildfeldes, wenn die Entfernung der .Projektionsfläche von den reflektierenden Spiegelebenen sich verändert.

Ist / die Entfernung und χ die Bildzeilenzahl, so ist die Breite des Bildfeldes -^-.

Die Höhe des Bildfeldes wird bei der Herstellung des Rades festgelegt. Bezeichnet s die Stufenhöhe und χ die Bildzeilenzahl, so ist die Höhe des projizierten Bildes 2 (x ·$), wobei angenommen wird, daß die Projektionsfläche senkrecht zur Radachse steht und der Einfallswinkel 45 ° beträgt.

Erfolgt die Sendung in gleich langen parallelen Zeilen, so müßte, um bei der Bildprojektion die gleichen Zeilen zu erhalten, bei der Bildzusammensetzung die Projektionsfläche so weit nach vorn geneigt werden, daß sie parallel zu den einfallenden Strahlen liegt, wodurch alsdann die Entfernungen aller reflektierten Lichtstrahlen von der Projektionsfläche gleich lang werden und damit auch die Länge aller Bildzeilen (Abb. 4).

Um die Änderung des sektorförmigen Bildfeldes in ein rechteckiges leichter bewerkstelligen zu können und um eine Einstellung auf Bildschärfe u. dgl. zu ermöglichen, kann an die Stelle der Projektionsfläche ein größerer Planspiegel treten, der zweckmäßig näher an das Spiegelrad herangelegt wird. Derselbe läßt sich um eine Achse drehen und gestattet durch entsprechende Neigung die zu projizierenden Lichtstrahlen in jedem Winkel auf die Projektionsfläche zu werfen. Dann ändert sich allerdings auch die Höhe des Bildfeldes, und zwar wird sie kleiner, je spitzer der Winkel des Projektionsspiegels zur Drehachse ist; bei senkrechter Lage ist sie nach der Formel 2 (x · s); bei stumpfer werdendem Winkel wächst ihre Größe bis unendlieh. Steht die Projektionsfläche (bzw. Projektionsspiegel-Projektionsfläche) senkrecht zur Drehachse, so ist die Summe der Länge des einfallenden und des reflektierten Strahls bei allen Randspiegeln gleich (Abb. 3, a=b + c.)

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Spiegelrad zur Abtastung von Bildern für die Zwecke des Fernsehens, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rand eines Rades aus Gußmasse oder anderem Material Planspiegel in einer oder mehreren Gruppen derart angeordnet sind, daß in jeder Gruppe von der Peripherie aus jeder folgende Spiegel eine um das gleiche Maß geringere Entfernung vom .Radmittelpunkt hat, so daß die Spiegelebenen jeder Gruppe eine gleichmäßig abgestufte Schnecke bilden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel alle tan-

gential zur Drehachse stehen und ihre Reflexionsebenen sämtlich die gleiche achsenparallele Lage haben.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, da'durch gekennzeichnet, daß sich die Projektionsfläche (Wand, Schirm usw.) durch eine Vorrichtung nach vorn und hinten neigen läßt, wodurch eine Änderung des sektorförmigen Bildfeldes in ein rechteckiges Format herbeigeführt wird.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierten Lichtstrahlen zunächst einen drehbaren Spiegel treffen, der sie auf die gegenüber angebrachte Projektionsfläche zurückwirft.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (Glimmlampe, Lichtrelais usw.) oberhalb seitwärts des Spiegelrades so angebracht ist, daß die von oben seitlich einfallenden Lichtstrahlen jeden einzelnen Randspiegel unter demselben spitzen Winkel treffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen