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Elektronenstrahlröhre für die Zwecke des Fernsehens oder der Bildtelegraphie
Die Erfindung bezieht sich auf Elektronenstrahlröhren für die Zwecke des Fernsehens
oder der Bildtelegraphie. Die Elektronenstrahlröhren können sowohl zur Sendung als
auch zum Empfang benutzt werden. Im Sender und im Empfänger werden die Elektronenstrahlen
synchron so gesteuert, daß. die Bildebenen in übereinstimmender Weise abgetastet
werden.
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Es ist nun sowohl im Sender wie im Empfänger eine möglichst große
Bildfläche erwünscht. Im Sender ist sie erwünscht, um das zu übertragende Bild möglichst
genau abtasten zu können.
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Noch wichtiger ist die Größe derBildfläche beim Empfänger. Das Fernsehen
wird. erst dann seine volle Bedeutung erlangen können, wenn das erzeugte Bild genügend
groß ist, um gleichzeitig von sämtlichen im Zimmer oder in einem Kinotheater anwesenden
Personen deutlich gesehen werden zu können.
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Der Vergrößerung der Bildfläche> stehen aber bei den jetzigen Kathodenstrahlröhren
sehr erhebliche Hindernisse im Wege. Zunächst müssen die Kathodenstrahlröhren eine
außerordentliche Länge erhalten. Hierdurch würden nicht nur die Kosten der Röhren
außerordentlich erhöht, was namentlich für die Einpfangsapparate, die doch für das
allgemeine Publikum erschwinglich bleiben müssen, praktisch unmöglich wäre, sondern
es würde auch die genaue Bildübertragung gestört werden. Eine für ein Kinotheater
ausreichende Bildfläche von z. B. 3mal 3 m würdemit den jetzigen Kathodenstrahlenröhren
praktisch überhaupt nicht erzielbar sein, da die Röhren eine Länge von etwa 15
m und darüber erhalten müßten. Es ist auch sehr unwirtschaftlich, ein kleineres
Fernsehbild auf optischem Wege zu vergrößern, da bekanntlich auf diesem Wege ein
großer Teil der Lichtstärke des Fernsehschildes verlorengehen würde.
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Durch eine große Länge der Röhre wird aber auch die Genauigkeit der
Bildübertragung gestört, da die einzelnen Elektronen auf ihrem langen Wege sich
gegenseitig abstoßen und außerdem entsprechend öfter die Mög-
lichkeit haben,
mit Gasmolekülen zusammenzustoßen, wodurch eine Zerstreuung des Elektronenstrahlbündels
bewirkt wird. Außerdem ist bei einem langen Weg der Elektronenstrahlen der Einfluß
des erdmagnetischen Feldes und anderer störender Fremdfelder entsprechend groß.
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Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei noch vorausgeschickt,
daß die Elektronenstrahlen in analoger Weise wie die Lichtstrahlen durch eine Linse,
z. B. durch Sammelspulen, gesammelt werden können.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenstrahlröhre für die
Zwecke des Fernsehens oder der Bildtelegraphie, mittels welcher punktweise nacheinander
in kurzer
Zeitfolge den Helligkeitswerten der einzelnen Bildpunkte
entsprechende Impulse ausgesandt bzw. empfangen werden und zu diesemZweck ein dem
zu übertragenden optischen Bild entsprechendes Elektronenbild in der Senderöhre
erzeugt bzw. in der Empflangsröhre empfaiigen wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß im Innern der Röhre eine dein zu
übertragenden Bild entsprechende, gleichzeitig erzeugte Elektronenverteilung bzw.
ein init Hilfe eines Kathodenstrahls und an sich bekannter Ablenkmittel erzeugtes
unsichtbares und nacheinander entstehendes Elektronenrasterbild mit elektronenoptischen
Mitteln in einer innerhalb der Röhre befindlichen Bildebene vergrößert abgebildet
wird.
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Die Vergrößerung innerhalb der Elektronenstrahlröhre durch Projektion
der ersten Bildebene auf die zweite Bildebene erfordert eine viel geringere Baulänge
der Röhre als eine unmittelbare Elektronenverteilung in gleichem Maßstabe in einer
gewöhnlichen Röhre erfordern würde. Umgekehrt wird durch diese Vergrößerung ermöglicht,
den Ouerschnitt des Elektronenbündels in der ersten Bildebene beliebig klein zti
halten, wodurch die genaue Steuerung erleichtert, die erforderlichen Steuerspannungen
verringert, die Größe und die Kapazität der Ablenkplatten verkleinert, die Herstellungskosten
der Röhre herabgesetzt und der Betrieb der- Röhre erleichtert und vereinfacht werden.
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In gleicher Weise wie durch Hintereinanderschaltung von optischen
Linsen die Vergrößerung eines sichtbaren Objektes inner-' halb weiter Grenzen gesteigert
werden kann, ist es möglich, die unmittelbar-nicht sichtbare Elektronenverteilung
in mehreren Stufen innerhalb sehr weiter Grenzen zu vergrößern, und zwar bei verhältnismäßig
geringer Baulänge der Elektronenröhre.
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Die Erfindung ist für Elektronenröhren verschiedenster Bauart verwendbar.
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In den Fig. i bis 3 sind schematisch einige solcher Röhren
dargestellt.
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Fig. i zeigt eine - Elektronenstrahlröhre, welche als Sender
für Fernsehbilder verwendbar ist.
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io ist die Vakuumröhre, welche an ihrem unteren Ende i i trichterförmig
erweitert ist. Die Elektronen werden durch die Glühkathode 12 erzeugt und zur Anode
13 hin durch die Spannung der zwischen der Anode und der Kathode liegenden
Batterie i-t beschleunigt. Das aus der Anode 13 austretende Elektronenstrahlbündel
wird nun gemäß der Erfindung durch die Sammelspule 15 nicht in die die Röhre abschließende
Ebene 16, sondern in eine im Innern der Röhre liegende Ebene 17,
die erste
Bildebene, konzentriert. Das Strahlenbündel wird nun in an sich bekannter Weise
durch die Elektrodenpaare 18, ig so gesteuert, daß der Brennpunkt in der ersten
Bildebene 17 eine Sinuslinie oder Zickzacklinie beschreibt. Die in den einzelnen
Punkten dieser Linie nacheinander erzeugte Elektronenverteilung wird nun mittels
der genau einstellbaren Sammelspule 2o in der Ebene 16
vergrößert abgebildet.
In der Ebene 16 befindet sich ein System von Photozellen 21, auf welche in bekannter
Weise das zu übertragende Bild 22 mittels einer GlaslinSe 23 abgebildet wird.
Die der verschiedenen Helligkeit der einzelnen Bildpunkte entsprechend starken Strornstöße
werden über die gemeinsanie Anode 2,4 in bekannter Weise dein Gitter einer Verstärkerröhre
25 zugeführt und z. B. zur Modulation eines Hochfrequenzsenders verwendet.
Hier beruht der Vorteil der Erfindung darin, daß bei gleicher Röhrenlänge eine größere
Zahl von Photozellen, also eine feinere Rasterung des zu übertragenden Bildes, erzielt
werden kann.
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Fig.:2 zeigt eine andere i.#£usführung einer Fernsehsenderöhre.
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Von dem zu übertragenden Gegenstand 22 wird durch die Linse:23 durch
das Röhrenfenster26 hindurch auf der lichtelektrischen Schicht (Kathode)
27 ein verhältnismäßig klei lies Bild entworfen. Die aus den einzelnen Punkten
der lichtelektrischen Schicht 27
je nach ihrer Beleuchtungsstärke in
größerer oder geringerer Zahl austretenden Elektronen werden von der Gitteranode
28 durch die Spannung der Batterie 14 beschleunigt. Die lichtelektrische
Schicht 27 stellt hier die erste Bildebene dar. Die Elektronenverteilung
der ersten Bildebene wird, iin Gegensatz zu der in Fig. i dargestellten AnQrdnung,
gleichzeitig als Ganzes mittels der Saimnelspule 2o auf der zweiten Bildebene 16
abgebildet und als Ganzes durch Steuerung mittels der Ablenkplattenpaare 18, ig
im Zickzackwege verschoben und durch die Spitze der feststehenden Elektrode 29 abgetastet.
Die Stromschwankungen werden in bekannter Weise der Verstärkerröhre 25 zu
geführt.
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Die starke Vergrößerung durch die sehr nahe an die Kathode
27 herangerückte Sammelspule 2o gestattet, die Bildfläche 27
und damit
den Onerschnitt des von ihr ausgehenden Strahlenbündels sehr klein zu halten, was
kleine Abmessungen und geringe Kapazität der Ablenkplatten ermöglicht. Trotz der
starken Vergrößerung hat die Senderöhre nur eine verhältnismäßig kurze Baulänge.
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Fig.3 zeigt eine Empfängerröhre30, welche im unteren Teile 31 trichterförinig
erweitert ist. Die Elektronen werden durch die Glühkathode i-- mittels der Batterie
14 und der Anode 13 erzeugt. Die Intensität des Elektronenstrahlenbündels
in
der Öffnung der Blende 32 wird durch die Steuerelektrode 3,3 im Rhythmus
der vom Sender ankommenden Strornschwankungen geändert. Die Öffnung der Blende
32 wird gemäß der Erfindung durch die Sammelspule 15 in der im Innern der
Röhre liegenden ersten Bildebene 17 abgebildet. Durch die seitliche Steuerung dieses
Bildpunktes mittels der Ablenkplatten 18, ig und durch die 'gleichzeitige Intensitätssteuerung
mittels der Elektrode 33 entsteht in der Ebene 17 eine entsprechende Elektronenverteilung;
diese wird durch die nahe an die Ebene 17 herangerückte Sammelspule 2o in
starker Vergrößerung in der Bildebene 16 ab-,X.ebildet und in bekannter Weise durch
eine l# in dieser Ebene befindliche fluoreszierende Schicht sichtbar gemacht. Es
wird so bei kurzer Baulänge der Röhre ein sehr großes Bild in der Ebene 16 erzeugt.
Zur Erzielung besonders großer Bilder ist es ohne weiteres möglich, eine stufenweise
Vergrößerung der Elektronenverteilung in mehreren hintereinanderliegenden Bildebenen
durchzuführen.
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Erfindungsgemäß können auch stattderdargestellten magnetischen Sammelvorrichtungen
elektrische Sammelvorrichtungen oder Kornbinationen beider verwendet werden.