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Verfahren zur Halbtonbildübertragung, bei dem die veränderlichen Amplituden
des Photozellenstromes in Impulse veränderlicher Zeitdauer übergeführt werden Zur
Übertragung der in einem Bild enthaltenen Halbtöne mittels elektrischer Schwingungen
sind drei verschiedene Modulationsarten bekannt: die Amplitudenmodulation, die Frequenzmodulation
und die Zeitmodulation. Die letzte ist vor allem geeignet, die durch Schwunderscheinungen
bei der Kurzwellenübertragung auftretenden Intensitätsschwankungen unwirksam zu
machen und beruht darauf, daß die verschiedenen Amplituden der von der Abtastzelle
gelieferten Bildzeichen durch eine entsprechend. lange Zeitdauer der einzelnen periodischen
Impulse stets konstanter Intensität ausgedrückt werden. Zum Zwecke einer originalgetreuen
Wiedergabe ist daher eine annähernd lineare Beziehung zwischen Impulsdauer und Amplitude
notwendig.
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Man hat dieses Ziel bisher auf zwei verschiedenen Wegen zu erreichen
getrachtet. Die erste Lösung beruht auf einer elektrooptischen Umformung, bei welcher
die von der Abtastphotozelle gelieferten Ströme auf ein Saitengalvanometer einwirken,
dessen Ablenkungszustand die Breite eines von einer konstanten Lichtquelle ausgehenden
Strahlenkegels einstellt, in welchem die öfnungen einer gleichmäßig umlaufenden
Schlitztrommel mehr oder weniger lange verweilen und dadurch eine zweite Photozelle
verschieden lange belichten. Der Nachteil dieses Verfahrens ist in dem großen technischen
Aufwand und den sich hieraus ergebenden Betriebsschwierigkeiten gegeben.
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Die zweite bekannte Lösung besteht darin, daß dem Bildstrom in einer
Mischrohrstufe eine Hilfsfrequenz von Dreiecksform zugesetzt und der modulierte
Strom einem durch einen Schwellwert gekennzeichneten Tastgerät zugeführt wird. Dieses
Verfahren ergibt jedoch noch keinen linearen Zusammenhang zwischen der Photöstromamplitude
und der Impulsdauer, so daß die erzeugten Halbtonwerte nicht originalgetreu sind.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung der bekannten
Schaltungen. Abb. i zeigt die Schaltung einer geeigneten Sendeeinrichtung, in der
die Dauer der übertragenen Impulse mit größter Genauigkeit proportional der jeweils
vorliegenden Photostromamplitude ausgebildet wird.
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i ist 'die Abtastvorrichtung mit Objektivlinse und Prisma a, durch
welche das Licht von aufeinanderfolgenden Punkten des Bildes 3 längs der Achse q.
auf die Photozelle 5 geworfen wird. Zwischen Prisma z und Zelle 5 befindet sich
die Unterbrecherscheibe 6. 8 ist ein Verstärker, in dessen Ausgang die Primärwicklung
des Transformators 9 liegt, der
sekundär mit den im Gegentakt geschalteten
Röhren io und ii. verbunden ist, die über den Transformator 12 aus-. dem Netz geheizt
werden. Die Anodenkreise dieser Röhren siü über den Transformator 14 mit den Gift
kreisen der Röhren 16 und 17 verbund deren Anoden parallel geschaltet sind
und vöii-# derselben Anodenbatterie 18 über den Widerstand 2o gespeist werden. Die
an diesem Widerstand auftretende Spannung wird durch die Röhre- 22 verstärkt. Der.
Anodenkreis der Röhre 22 teuert den Sender 23 mit der Antenne 2q.; die Bildsignale
können jedoch auch. mittels Leitungen übertragen werden.
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Die Zähne der Scheibe 6 und der Quer-. schnitt des durch diese hindurchgehenden
Lichtstrahlenbündels sind so aufeinander abgepaßt, daß der Verlauf, der von der
Photozelle empfangenen und _ den Gittern der Röhren io und i i zugeführten Impulse
gemaß 3o in Abb.2 durch eine geradlinig auf-und absteigende Dreieckskurve gegeben
ist. Infolge einer nichtlinearen Verstärkung mittels der Röhren i o und i i wird
die Wellenform gemäß 31 etwas konkav. Die Röhren 16 und 17 wirken als Gleichrichter,
so daß sich schließlich die in 32 dargestellte Impulsform mit verstärkter Krümmung
ergibt.
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Die konkave. Form des Impulses 3 r kann anstatt durch die Röhren i
o und r i auch durch geeignete Form der Zähne der Scheibe 6 und des von dieser unterbrochenen
Lichstrahles oder durch Kombination beider Eigenschaften erzielt werden. Die resultierende
Spannungskurve 3z setzt sich aus periodisch monoton auf- und absteigenden, gegen
den Scheitel konkav gekrümmten Ästen zusammen. Dieser Tatbestand läßt sich mathematisch
so ausdrücken, daß der zweite Differentialquotient der einzelnen Kurvenäste stets
positiv ist. Die einzelnen Kurvenäste lassen sich mit. guter Annäherung durch ein
hyperbolisches Gesetz
analytisch darstellen. In diesem Falle ist der Teil b, welcher auf einer
im Abstand ä
parallel zur Zeitachse gezogenen Geraden von dem absteigenden
Ast der einen und dem aufsteigenden Ast der anschließenden Kurve abgeschnitten wird,
umgelehrt proportional der Amplitude c der Welle. In entsprechender Weise ist dann
der Abschnitt b', der von. dem auf- bzw. absteigenden Ast derselben: Welle auf der
im Abstand a parallel zur Zeitachse gezogenen Geraden abgeschnitten wird,. angenähert
proportional dem Amplitudenwert c der Welle.
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Die Kurven 3o, 31, 32 geben nur eine qualitative Darstellung des zu
wählenden Kurvenverlaufes. Die Kurvenform kann weitgehend so ausgebildet werden,
daß stets ein proportionaler Zusammenhang zwischen Impulsdauer und Photostromamplitude
gewährleistet ist; denn die amplitudenproportionale Zeitdauer der Impulse ist eine
wesentliche Vora..
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#,L#ssetzung für eine halbtonrichtige Wiedere der zu übertragenden
Vorlage. Diese raussetzung läßt sich mit geradlinig auftend absteigenden Spannungskurven
nicht erfüllen; das ergibt sich bei einer mathematischen Betrachtung ohne weiteres,
wenn man berücksichtigt, daß nur die den Schwellwert a überschreitenden Amplituden
eine Schwärzung hervorrufen, und der Zeitabschnitt, in dem eine Überschreitung des
Schwellwertes erfolgt, nicht zum Scheitelwert, sondern nur zur Differenz zwischen
Scheitel- und Schwellwert proportional ist.
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Der Widerstand 20 ini Anodenkreis von 16
und 17 ist so bemessen,
daß der an ihm hervorgerufene Spannungsabfall gerade genügt, um den Verstärker 22
zu betätigen, sobald der Strom einen der Höhe a entsprechenden Wert hat. Unterhalb
dieses Wertes wird der Verstärker überhaupt nicht, durch alle größeren Werte jedoch
voll betätigt. Der Verstärker 22 wirkt also als Begrenzer in dem Sinne, daß er für
jeden dem Gitterkreis zugeführten Impuls oberhalb des Wertes a unabhängig von dessen
Amplitude voll ausgesteuert wird.
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Je nach den verschiedenen Helligkeitswerten des Bildes ändern sich
die Amplituden der Wellen 30, 31 und 32. Infolge der Form der Impulse 32 verursachen
die Amplitudenänderungen proportionale Änderungen der Zeitdauer, während welcher
der Verstärker 22 arbeitet bzw., da die Phase umgekehrt werden kann, verriegelt
wird. Infolgedessen werden durch den Sender 23 Signale gegeben, die zwar in einer-konstanten,
durch die Geschwindigkeit der Scheibe 6 bestimmten Folge auftreten, die aber hinsichtlich
ihrer Länge oder Dauer entsprechend der Tönung der entsprechenden Bildpunkte verschieden
sind.
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Abb. 3 zeigt drei Ausschnitte aus empfangenen Bildern. Die Fläche
A entspricht einem hellen Teil, die Fläche B einem Halbton und die Fläche C einem
dunklen Teil des Bildes. Diese drei Beispiele dienen nur dazu, um die Änderungen
der Tönungswerte verständlich zu machen. Durch einfaches Vertauschen der Verbindungen
zum Sender 23 kann man nach Belieben ein Positiv oder Negativ des Originals senden,
also eine Bildumkehr bewirken.