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Vorrichtung zur Mehrfachabtastung für Zwecke des Fernsehens, der Bildtelegraphie
u. dgl. Es ist bekannt, für . Zwecke des Fernsehens, der Bildtelegraphie u. dgl.
bei einem normalen zweidimensionalen Bild eine Mehrfachabtas'tung anzuwenden, d.
h. das ganze Bild' durch eine Mehrzahl von Abtastöffnungen fortlaufend abzutasten,
derart, daß jede' Abtastöffnung über das ganze Bild hinweggeht. Bei diesen bekannten
Anordnungen gehören jedoch die Abtastöffnungen verschiedenen Abtastvorrichtungen
an. So ist es beispielsweise bekannt, ein Bild gleichzeitig durch zwei Nipkowscheiben
zu zerlegen, die Bildströme getrennt zwei entsprechenden, als Bildzusammensetzvorrichtungen
dienenden Nipkowscheiben im Empfänger zuzuführen und beide Bilder wieder aufeinander
zu projizieren, um eine mehrfarbige Wiedergabe zu erzielen. Der grundsätzliche Mangel
dieser bekannten Verfahren besteht darin, daß stets eine Mehrzahl von Bildern übereinan.dergelagert
wird, die durch verschiedene Bildabtastvorrichtungen erzeugt wurden. Es ist aber
praktisch unmöglich, durch verschiedene Bildabtastvorrichtungen identische Bilder
zu erhalten, da jede dieserVorrichtungen ihre eigene Abtastcharakteristik besitzt
und es undurchführbar ist, bei zwei verschiedenen derartigen Vorrichtungen eine
an allen Punkten genau gleiche Abtastcharakteristik zu erzielen. Die Folge ist ein
entsprechender Verlust am Feinheitsgrad des aus mehreren übereinandergelagerten
Einzelbildern bestehenden empfangenen Gesamtbildes. Die Schärfe wird aber auch dadurch
beeinträchtigt, daß naturgemäß nicht nur die Zusammensetzvorrichtungen gegenüber
den zugeordneten Bildzer-1egevorrichtungen ,absolut synchron laufen müssen, sondern
auch dieBildzerlegevorrichtungen unter sich und die Bildzusammensetzvorrichtungen
unter sich unbedingten Gleichlauf besitzen müssen, was zu außerordentlich großen
praktischen Schwierigkeiten führt.
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Es ist weiter bekannt, die Mehrfachabtastung eines zweidimensionalen
Bildes durch eine Mehrzahl auf der gleichen Antriebswelle angeordneter Weillerscher
Räder durchzuführen, deren jedes das ganze Bild abtastet. Jedes dieser Weillerschen
Räder wirkt im Sender mit einer besonderen Photozelle und im Empfänger mit einer
besonderen Lichtsteuervorrichtung zusammen. .Einander zugeordnete Photozellen und
Lichtsteuervorrichtungen sind durch getrennte Wege, z. B. Drahtleitungen, miteinander
verbunden. Die einzelnen auf der gleichen Welle angeordneten Weillerschen IZä:der
stellen hierbei für sich allein j e eine vollständige und unabhängige Abtastvorrichtung
dar. Sie sind lediglich im Sender oder Empfänger mechanisch miteinander gekuppelt,
um die richtige Synchronisierung der einzelnen Teile im Sender
unter
sich bzw. im Empfänger unter sich zu erzielen. Diese bekannte Einrichtung führt
nicht zu einer Vergrößerung der Lichtmenge gegenüber einer gewöhnlichen Abtastung
mit nur einem jeweils wirksamen Bildelement bei einer gegebenen Form und Größe der
Vorrichtung. Sie stellt also keinen Fortschritt gegenüber dem normalen Vorgehen
dar und bedingt lediglich eine Verwicklung und eine Verteuerung des Aufbaues. NT-achteilig
wirkt sich gegenüber der gewöhnlichen Abtastung hierbei die Tatsache aus, daß jedes
der verschiedenen Weiller-Räder eine andereAbtastcharakteristik besitzt, so daß
die bereits oben erwähnten Mängel anderer bekannter Mehrfachabtastungen auch hier
vorhanden sind.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß eine Mehrzahl von Abtastöffnungen,
deren jede mit einer gesonderten Photozelle zusammenwirkt, in der Definitionsrichtung
eines eindimensionalen Bildes angeordnet sind, und das eindimensionale Bild durch
einen einzigen Abtastteil in seiner Definitionsrichtung über die genannten Öffnungen
bewegt wird, so daß jede Öffnung das ganze Bild abtastet.
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Hierdurch wächst für eine gegebene Form und Größe der Vorrichtung
die Lichtmenge unmittelbar mit der Zahl der gleichzeitig wirksamen Öffnungen, so
daß eine Vergrößerung der Helligkeit und eine Herabsetzung derGröße des ,beweglichenAbtastteiles
erzielt wird. Hierbei tritt keine Änderung der Form oder Größe derAbtastvorrichtung
für irgendeine Zahl gleichzeitig wirksamer Bildelemente ein, und zwar bis zu der
obersten möglichen Grenze, bei welcher das ganze Bild gleichzeitig wirksam ist.
Die Abtastcharakteristik ist für jede gleichzeitig wirksame Öffnung genau die gleiche,
so daß die Photozellenströme der einzelnen Abtastöffnungen die gleiche Wellenform
besitzen, ein Umstand, der 'zu einer wesentlichen Vereinfachung der Übertragung
verwendet werden kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt: Fig. i ein bekanntes optisches System zur Herstellung eindimensionaler
Bilder in schaubildlicher Darstellung, Fig.2 ein durch die Vorrichtung nach Fig.
i erzeugtes eindimensionales Bild, Fig. 3 schematisch eine Form einer Staffelvorrichtung,
die nach der Erfindung Verwendung finden kann, Fig. 4 ein mit der Staffelvorrichtung
nach Fig. 3 erzeugtes Bild, Fig: 5 und 6 Mehrfachabtastvorrichtungen nach der Erfindung,
Fig.7 einen in Verbindung mit der Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 verwendbaren Abtastschlitz.
Durch das bekannte optische System nach Fig. i wird ein eindimensionales Bild des
Objektes i bei 7 erzeugt werden.
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Das eindimensionale Bild 7 oder ein Bild desselben wird bei dem bekannten
Vorgehen durch geeignete Mittel, beispielsweise einen schwingenden Spiegel, über
einen Schlitz be-,vegt, hinter dem sich eine photoelektrische Zelle befindet. Da
die Bilder nur in ihrer Längsrichtung eine Definition besitzen, ist es ausreichend,
sie nur in ihrer Längsrichtung über den Schlitz zu bewegen und nur den zwischen
den Linien 21, 22 nach Fig. 2 liegenden 7.'eil derselben abzutasten.
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Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Mehrfachabtastung des mit der Vorrichtung
nach Fig. i erzeugten eindimensionalen Bildes oder des weiter unten nöch näher beschriebenen,
mit der Vorrichtung nach Fig. 3 hergestellten eindimensionalen Bildes.
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Ein Bild 23 des eindimensionalen Bildes 7 wird durch einen Schwingspiegel
24 auf einen Schirm 25 geworfen. Die Schwingungsamplitude des Spiegels ist so, groß,
daß das Bild 23 zwischen seinen Endstellungen, die bei 23 und 26 dargestellt sind,
hin und her bewegt wird. In dem Schirm 25 sind in gleichem Abstande voneinander
Schlitze 3i, 32, 33, 34, 35, 36 angeordnet, hinter denen Photozellen 37a, 38a, 39a,
37a, 38a, 39a sitzen. Der Abstand zwischen zusammenarbeitenden Schlitzen 31 und
34 bzw. 32 und 35 us-,v. oder auch der hinter diesen Schlitzen angeordneten Photozellen
37a und 37v bzw. 38a und 38b usw. ist gleich der Länge des Bildes 23. Die Photozellen
37a, 37b und 38a, 38b sowie 39a und 39b sind ferner einander paarweise zusammengeschaltet.
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Durch diese Anordnung werden beim Schwingen des Spiegels 24 stets
mindestens drei Punkte des Bildes 23 gleichzeitig abgetastet, und jedes Paar von
Photozellen tastet das ganze Bild ab. Die Schlitze werden deswegen paarweise verwendet,
weil beim Schwingen des Spiegels jeder Schlitz zu einem gewissen Zeitpunkt auf das
Bild unwirksam wird, jedoch in diesem Augenblick der andere Schlitz des Paares in
Wirkung tritt. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß in
dem empfangenen Bilde, z. B. im Gegensatz zur bekannten Zonenabtastung eines zweidimensionalen
Bildes, keine einzelnen Abschnitte mehr gesondert auftreten können, so daß. die
Möglichkeit einer überlappung oder der Bildung von Abständen ausgeschlossen wird.
Vielmehr erscheint -das ganze Bild in der richtigen und genauen Aneinanderreihung
der einzelnen Abschnitte. Jedes Paar von Schlitzen kann mit einem besonderen Farbfilter
versehen werden, oder jedes Paar von Photozellen kann
eine Selektivwirkung
auf einen gewissen Teil des sichtbaren Spektrums ausüben, wobei jeder Zelle ein
bestimmter Spektralbereich zugeordnet sein kann.
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Wenn die Abtastung statt durch eine Schwingbewegung durch eine fortlaufende
Bewegung in einer Richtung herbeigeführt wird, beispielsweise durch Verwendung eines
Spiegelrades, brauchen die Zellen nicht paarweise zusammengeschaltet zu werden,
sondern können einzeln angeordnet sein.
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Im Empfänger wird eine. ähnliche Anordnung im umgekehrten Sinne verwendet,
die im Sender vorhandenen photoelektrischen Zellen werden lediglich durch von den
empfangenen Impulsen gesteuerte Lichtquellen ersetzt.
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Eine abgeänderte Ausführung der Fig.5 ist in Fig.6 veranschaulicht.
Hier sind die Endstellungen 23 und 26 des Bildes derart angeordnet, daß die mit
4o bezeichnete Zelle das ganze Bild abtastet; die Zahl der erforderlichen- Photozellen
ist deswegen um eins niedriger als bei dem Ausführungsbeispiele nach Fig. 5, weil
beiden Endstellungen eine Photozelle gemeinsam ist. Im übrigen stimmen die Ausführungsbeispiele
nach Fig.5 und 6 überein.
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Bei allen beschriebenen Vorrichtungen wird ein eindimensionales Bild
oder ein Bild desselben bei seiner Abtastung über eine lichtempfindliche Vorrichtung
bewegt, vor der sich ein Schlitz befindet. Da in einem eindimensionalen Bild in
einer Richtung keine Definition vorhanden ist, kann das Bild so zu dem Schlitz eingestellt
werden, daß die Richtung ohne Definition in .die Längsrichtung des Schlitzes fällt.
Eine derartige Anordnung ist in Fig. 7 dargestellt, in der 41 ein Teil des eindimensionalen
Bildes und 42 der Abtastschlitz ist. Durch Anordnung von drei Öffnungen 43, 44 und
45 hinter dem Schlitz wird dass Licht in eine entsprechende Zahl von Abschnitten
unterteilt. Eine jede der Öffnungen kann mit einem anderen Farbfilter versehen sein
oder hinter jeder der Öffnungen eine andere auf ;einen .bestimmten unterschiedlichen
Bereich des sichtbaren Spektrums selektiv wirkende Photozelle ängeordnet sein. Die
elektrischen Ströme einer jeden Photozelle werden auf einer besonderen Übertragungsleitung
übertragen und auf eine gesonderte Lichtsteuervorrichtung im Empfänger geschaltet.
Im Empfänger wird eine entsprechende Bildabtastvorrichtung im umgekehrten Sinne
angewendet. Bei der Verwendung von drei Farben im Sender würden drei Lichtsteuervorrichtungen
im Empfänger vorhanden sein, die mit der gleichen oder mit unterschiedlichen Lichtquellen
zusammenwirken können. An Stelle der Staffelvorrichtung nach Fig. i, die ein regelmäßiges
eindimensionales Bild erzeugt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, kann auch eine
Staffelvorrichtung verwendet werden, die schematisch in Fig. 3 veranschaulicht ist
und ein unregelmäßiges eindimensionales Bild erzeugt, in welchem in dem Objekt auseinanderliegende
Bildzeichen derart gelagert sind, daß sie aufeinanderfolgend abgetastet werden können.
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Ein derartiges eindimensionales Bild ist in Fig. 4 veranschaulicht.
Die Teile 8a, 9a und ioa entsprechen den Bildzeilen 8, 9, io des Objektes i in Fig.
i, die einander in dem Objekt benachbart sind, jedoch in dein zugehörigen eindimensionalen
Bilde auseinanderliegen.
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Wird das eindimensionale Bild nach Fig. .4 durch Bewegung über einen
vor einer photoelektrischen Zelle stehenden Schlitz abgetastet, so ist die Reihenfolge
der Abtastung der einzelnen Teile des eindimensionalen Bildes 8a, 11", 14a, 17a,
9a, 12a, 15a, 18a, 10a, 13a, i6a, iga. Durch geeignete Anordnung der einzelnen Scheiben
der Staffelvorrichtung nach Fig.3 können die einzelnen Bildzeilen in der gewünschten
Aufeinanderfolge abgetastet werden. Die Aufeinanderfolge der Bildzeilen kann für
Zwecke der Geheimhaltung völlig unregelmäßig sein.
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Bei allen beschriebenen Mehrfachabtastvorrichtungen kann auch das
Bild feststehen und die Reihe von Abtastöffnungen an :dem feststehenden Bild vorbeibewegt
werden.