DE703844C

DE703844C - Device for electrical remote transmission of images or characters of constant content or for switching purposes using a cathode ray tube

Info

Publication number: DE703844C
Application number: DE1937T0048951
Authority: DE
Inventors: Dr Max Knoll
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1937-07-27
Filing date: 1937-07-27
Publication date: 1941-03-18

Description

-Einrichtung zur elektrischen Fernübertragung von Bild- oder Schriftzeichen gleichbleibenden Inhalts bzw. für Schaltzwecke unter Benutzung einer Kathodenstrahlröhre Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur elektrischen Fernübertragung von Bild- oder Schriftzeichen gleichbleibenden Inhalts bzw. für Schaltzwecke mit einer Kathodenstrahlröhre.- Device for the electrical remote transmission of graphic or written characters constant content or for switching purposes using a cathode ray tube The invention relates to a device for electrical remote transmission of images or characters with constant content or for switching purposes a cathode ray tube.

Es ist bereits eine Einrichtung zur elektrischen Fernübertragung von Bild- oder Schriftzeichen gleichbleibenden Inhalts vorgeschlagen worden, bei der eine im Inneren einer Vakuumröhre angeordnete, entweder eine schablonenartige Elektrode oder eine Aufzeichnung auf einer Elektrode darstellende Sendevorlage durch Kathodenstrahlen abgetastet wird und dadurch entweder unter Ausnutzung der auf die Vorlage gerichteten Strahlelektronen oder der an ihr ausgelösten Sekundärelektronen in einem die Sendeeinrichtung aussteuernden äußeren Stromkreis für die Vorlage charakteristische Impulse erzeugt werden. Die Erfindung bezweckt eine einfachere und eine Auswechslung ermöglichende Anordnung einer .den Bildinhalt darstellenden Schablone.It is already a facility for remote electrical transmission of Pictorial or characters of constant content have been proposed in the one arranged inside a vacuum tube, either a template-like electrode or cathode ray transmission original representing recording on an electrode is scanned and thereby either using the directed at the original Beam electrons or the secondary electrons triggered on it in a transmitting device modulating external circuit for the template generates characteristic impulses will. The invention aims at a simpler and replacement enabling Arrangement of a template representing the image content.

Die Erfindung besteht in einer Einrichtung zur elektrischen Fernübertragung von Bild-oder Schriftzeichen gleichbleibenden Inhalts bzw. für Schaltzwecke unter Benutzung einer Kathodenstrahlröhre, bei welcher der äußere Röhrenboden mit einer oder mehreren über den Arbeitswiderstand mit dem Gitter einer Verstärkerröhre in Verbindung stehenden Flächen aus leitendem Material belegt ist, das. mit .der sekundäremissionsfähigen und vom Kathodenstrahl abgetasteten inneren Kolbenbodenfläche Kapazitäten bildet, die durch Streuelektronen aufgeladen und den Abtaststrahl entladen werden.The invention consists in a device for electrical remote transmission of images or characters with constant content or for switching purposes under Use of a cathode ray tube, in which the outer tube bottom with a or more across the working resistance with the grid of an amplifier tube in Connected surfaces of conductive material is occupied, which. With. The secondary emissive and the inner piston crown surface scanned by the cathode ray capacities forms, which are charged by scattered electrons and discharged the scanning beam.

Die Vorteile einer von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machenden Sendeeinrichtung beruhen vor allem auf der Einfachheit und Billigkeit der Einrichtung und der betriebsmäßigen Handhabung. Es ist nunmehr die Möglichkeit geboten, die den Bildinhalt darstellenden Schablonen ohne weiteres auszuwechseln oder zu übertragende Darstellungen von außen her auf der Röhre selbst anzubringen. Ein besonderer Vorteil ist auch darin zu sehen, daß man die gleiche Röhre sowohl zum Senden als auch zum Empfang verwenden kann, wenn man die Bildelektrode beseitigt, etwa indem man sie wegklappt, und zur Herstellung des sekundäreinissionsfähigen Überzuges einen Leuchtstoff verwendet. Auch bei der Verwendung der Röhre zu Schaltzwecken ist es vorteilhaft, daß die Verteilung der Kontaktelemente erst nach Fertigstellung vorgenommen und willkürlich geändert werden kann.The advantages of a transmitting device making use of the concept of the invention are based primarily on the simplicity and cheapness of the set-up and operational Handling. It is now possible to display the image content Templates to be exchanged easily or representations to be transferred from the outside to be attached to the tube itself. A particular advantage can also be seen in that the same tube can be used for both sending and receiving, when you remove the picture electrode, for example by folding it away, and for production of the secondary emissive coating used a phosphor. Even with the Using the tube for switching purposes, it is advantageous that the distribution of the Contact elements are made and arbitrarily changed only after completion can.

Im folgenden soll zunächst erläutert werden, wie eine Einrichtung gemäß der Erfindung für Fernsehsendezwecke verwendet werden und wie unter Umständen dieselbe Röhre sowohl als Senderöhre als auch als Empfangsröhre :dienen kann. Mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung kann man eine Zeitfolge elektrischer Signale erzeugen, mit deren Hilfe sich am Empfangsort ein zu übertragendes Zeichen oder ein Bild (Skizze, Schwarz-Weiß-Bild oder Halbtonbild) wiedergeben läßt.The following should first explain how a facility according to the invention for television broadcast purposes and as may be used the same tube as both a transmitting tube and a receiving tube: can serve. With a device according to the invention can be a time sequence of electrical signals generate, with the help of which a character to be transmitted or reproduces an image (sketch, black and white image or halftone image).

Bei den bekannten Kathodenstrahlbildsenderöhren wird diese Zeitfolge elektrischer Impulse, die der Helligkeitsverteilung des zu übertragenden Bildes entsprechen, vermittels eines lichtelektrischen Effektes erzeugt. Durch die Erfindung wird eine neue Art zur Erzeugung dieser Zeitfolge elektrischer Impulse offenbart.In the known cathode ray image transmission tubes, this time sequence electrical impulses that determine the brightness distribution of the image to be transmitted correspond, generated by means of a photoelectric effect. Through the invention a new way of generating this time series of electrical pulses is disclosed.

Bei einer Einrichtung gemäß der Erfindung wird jedem Bildelement ein Kapazitätselement zugeordnet .und dem Helligkeitswert dieses Bildelementes ein entsprechender Kapizitätswert. Das zu übertragende Bild wird also gemäß der Erfindung durch eine zugeordnete örtliche Verteilung von Kapazitätswerten dargestellt. Diese örtlich verteilten elementaren Kapazitätswerte «erden nun nacheinander periodisch von einem konstanten, für alle Elemente gleichen Spannungszustand in einen anderen konstanten, ebenfalls für alle Eleinente gleichen Spannungszustand überführt. Dabei treten Stromstöße nach Maßgabe der elementaren Kapazitätswerte und damit nach Maßgabe der elementaren Bildhelligkeiten auf. Diese Zeitfolge von Stromstößen erzeugt an einem Signalwiderstand eine Zeitfolge vor Signalspannungen, die einem Fernsehverstärker zugeführt werden.In a device according to the invention, each picture element becomes a Capacitance element assigned .and the brightness value of this picture element a corresponding one Capacity value. The image to be transmitted is so according to the invention by a assigned local distribution of capacity values is shown. This locally distributed elementary capacitance values «now periodically ground one after the other constant stress state that is the same for all elements into another constant, also transferred the same state of tension for all elements. Electric shocks occur according to the elementary capacitance values and thus according to the elementary Image brightness. This sequence of current surges generates a signal resistor a time sequence prior to signal voltages applied to a television amplifier.

Zum besseren Verständnis soll die Erfindung an Hand der Zeichnungen nun noch genauer beschrieben werden. In Abb. i und ia ist ein Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens zur Erzeugung von elektrischen Bildsignalen dargestellt. G ist eine Braunsche Röhre mit den üblichen Einrichtungen E zur Erzeugung, Konzentration; Modulation und Ablenkung des Elektronenstrahls. Der Boden .derBraunschen Röhre B ist so dünn wie möglich gehalten und besteht aus Isolierstoff, im einfachsten Falle aus Glas, das zwecks besserer Isolation mit einer dünnen Schicht I aus einem anderen Isolierstoff, z. B. Aluminiumoxyd, überzogen sein kann. Auch Leuchtphosphore können :dafür Verwendung finden, insbesondere dann, wenn die Röhre auch als Bildempfängerröhre benutzt werden soll. Wesentlich ist ferner, daß die Isolierschicht eine hohe Sekundäremissionsfähigkeit besitzt. Auch gerasterte, auf den Glasboden oder eine Isolier-Schicht aufgebtachte AgO-Cs-Schichten können verwendet werden.For a better understanding, the invention should be based on the drawings will now be described in more detail. In Fig. I and ia is an embodiment this method for generating electrical image signals is shown. G is a Braun tube with the usual devices E for generation, concentration; Modulation and deflection of the electron beam. The bottom of the Braun tube B is kept as thin as possible and consists of insulating material, in the simplest case made of glass, which for the purpose of better insulation with a thin layer I of another Insulating material, e.g. B. aluminum oxide, can be coated. Luminous phosphors can also : find use for this, especially if the tube is also used as an image receiving tube should be used. It is also essential that the insulating layer have a high secondary emissivity owns. Also gridded, applied to the glass bottom or an insulating layer AgO-Cs layers can be used.

Das zu übertragende Bild sei etwa ein Kreuz S. Von diesem wird ein metallisches Abbild erzeugt und möglichst dicht auf die Außenseite des Glaskolbenbodens aufgelegt. Diese Bildelektrode S wird über den Signalwiderstand R mit der Anode A verbunden, die auch als Sekundäremissionsanode wirkt.Let the image to be transmitted be a cross S. This becomes a metallic image generated and as close as possible to the outside of the glass bulb base hung up. This picture electrode S is via the signal resistor R with the anode A connected, which also acts as a secondary emission anode.

Die Zeitfolge elektrischer Signale kommt nun auf folgende Weise zustande: Die sekundäremissionsfähige Innenfläche des Kolbenbodens wird von einem Kathodenstrahl konstanter Intensität abgetastet. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen laden sich die Schirmelemente durch stets vorhandene Streuelektronen negativ auf. Wie Messungen gezeigt haben, können derartige Aufladungen die Größenordnungen von - ioo Volt gegenüber der Anode erreichen. Dadurch ist ein konstanter, für alle Elemente gleicher Spannungszustand Toi der örtlich verteilten Kapazitäten gegenüber der Anode gegeben., Beim Abtasten wird nun jedes Element der sekundäremissionsfähigen Innenfläche des Kolbenbodens auf das Sekundäremissionsgleichgewichtspotential gebracht. Dieser zweite Spannungszustand h, gegenüber der Anode ist auch für ;alle Elemente der gleiche. Bei der Überführung vom ersten in den zweiten Spannungszustand ändert sich die Ladung eines Kondensatorelementes C um den Betrag C-(1L'i1..IV,1) Da der Kapazitätswert der einzelnen Elemente. ein Maß für die Bildhelligkeit der entsprechenden Bildelemente ist, ist auch die beim Abtasten eines Kondensatorelementes verursachte Ladungsänderung ein Maß für die Helligkeit des entsprechenden Bildelementes. Die Ladungsänderung des Kondensatorelementes vollzieht sich dabei über die Sekundäremissi-, onsstrecke (zwischen der sekundäremissionsfähigen Fläche des Kolbenbodens und der Anode A) und erzeugt an dem Widerstand R eine Signalspannung entsprechend der Größe der Kapazitätselemente und damit der Helligkeit der einzelnen Bildelemente.The time sequence of electrical signals now comes about in the following way: The inner surface of the piston crown which is capable of secondary emission is controlled by a cathode ray constant intensity scanned. Between two consecutive scans the screen elements are negatively charged by the scattered electrons that are always present. As measurements have shown, such charges can be of the order of magnitude - Reach 100 volts across from the anode. This makes it a constant for all elements the same voltage state Toi of the locally distributed capacitances compared to the anode given., Each element of the secondary emissive inner surface is now scanned of the piston crown brought to the secondary emission equilibrium potential. This The second voltage state h, with respect to the anode, is also the same for all elements. During the transition from the first to the second voltage state, the charge changes of a capacitor element C by the amount C- (1L'i1..IV, 1) Since the capacitance value of the individual elements. a measure of the brightness of the corresponding picture elements is, is also that of scanning caused by a capacitor element Change in charge a measure of the brightness of the corresponding picture element. the The change in charge of the capacitor element takes place via the secondary emissions, on distance (between the secondary emissive surface of the piston crown and the Anode A) and generates a signal voltage across resistor R according to the magnitude of the capacitance elements and thus the brightness of the individual picture elements.

In Abb. 2 ist für ein Kondensatorelement C der Kreis herausgezeichnet, über den sich beim Auftreffen des Primärelektronenstrahls die Ladungsänderung vollzieht. Er enthält die Sekundäremissionsstrecke Se mit dem inneren Widerstand RS und dem Signalwiderstand R. Läuft der Abtaststrahl über irgendeine Stelle außerhalb .der Schablone S, so gibt es in .dem Kreis keine Ladungsänderungsstromstöße. Die Zeitfolge der Stromimpulse und damit (der Spannungsstöße an R entspricht also genau der geometrischen Form der Elektrode. Wird ein Negativ der Schablone her-. gestellt (Blech mit ausgespartem Kreuz), so erhält man Bildsignale umgekehrter Polarität.In Fig. 2 the circle is drawn for a capacitor element C, Via which the charge change takes place when the primary electron beam hits. It contains the secondary emission path Se with the internal resistance RS and the Signal resistance R. If the scanning beam runs over any point outside of the Template S, there are no charge change currents in the circle. The sequence of times the current impulses and thus (the voltage impulses at R correspond exactly to the geometric Shape of the electrode. Make a negative of the stencil. placed (sheet with recessed Cross), image signals of reversed polarity are obtained.

Durch eine Einrichtung, wie sie in Abb. 3 dargestellt ist, können -noch stärkere Signale erhalten werden. Dort ist nämlich noch eine zusätzliche Elektronenquelle vorgesehen, um ,die Zahl der Streuelektronen und damit das negative Potential, auf welches sich die Schirmelemente zwischen zwei aufeinanderfolgende Abtastunäen aufladen, zu ver-0,r ößern. Es soll auch noch darauf hingewiesen werden, .daß zur guten elektrostatischen Abschirmung .der am Verstärkereingang liegenden -Elektrode besondere Mittel, etwa ein Abschirmkasten oder ein Netz, vorzusehen sind.By means of a device as shown in Fig. 3, you can - even stronger signals can be obtained. There is an additional electron source there provided in order to determine the number of scattered electrons and thus the negative potential which the screen elements charge between two consecutive scans, to increase, to increase. It should also be pointed out that for good electrostatic Shielding of the electrode located at the amplifier input using special means, such as a screening box or a net are to be provided.

In Abb. q. ist dargestellt, wie eine Einrichtung gemäß der Erfindung zur laufenden Übertragung von Skizzen .dienen kann. Zu diesem Zweck ist auf der Außenseite .des Kolbenbodens ein grobmaschiges Koordinatennetz aus einem leitenden Werkstoff vorgesehen. Auf ,dieses werden mit einem Stift aus leitendem Werkstoff, z. B. Graphit, die zu übermittelnden Schriftzüge oder .die zu übertragenden Skizzen eingezeichnet. Auf dieses Koordinatennetz kann auch ein vorher auf eine biegsame Unterlage gezeichnetes Bild aufgepreßt und -so übertragen werden.In Fig.q. is shown how a device according to the invention can be used for the ongoing transfer of sketches. For this purpose is on the Outside .des piston crown a coarse-meshed coordinate network made of a conductive Material provided. On, this is done with a pen made of conductive material, z. B. graphite, the lettering to be transmitted or the sketches to be transmitted drawn. A previously on a flexible one can also be applied to this coordinate network Underlay drawn image can be pressed and -so transferred.

Mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung ist nicht nur die Übertragung von Schwarz-Weiß-Bildern möglich, sondernauch.dieÜbertragung von Bildern mit allen möglichen stetigen Tonabstufungen, .also von sogenannten Halbtonbildern. Zu diesem Zweck wind etwa das Bild durch feine Löcher in der Metallelektrode S dargestellt. Die verschiedenen Helligkeitsstufen werden dabei durch verschiedene Lochzahlen pro Flächeneinheit und/oder durch. verschiedene Größen der Löcher wiedergegeben.With a device according to the invention it is not just the transmission of black-and-white images is possible, but also the transfer of images with everyone possible continuous tone gradations, so of so-called halftone images. To this Purpose, for example, the image is represented by fine holes in the metal electrode S. The different levels of brightness are represented by different numbers of holes per Area unit and / or by. different sizes of the holes shown.

Wie bereits erwähnt, kann nun eine Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung auch für Schaltzwecke verwendet werden. Dies soll an Hand der Abb. 5 noch genauer erläutert werden.As already mentioned, a cathode ray tube according to the invention can now can also be used for switching purposes. This is to be done in more detail on the basis of Fig. 5 explained.

Bei den bisher bekannten Schaltröhren läuft ein Kathodenstrahl über eine Vielzahl einzelner Kontaktelemente die im Innern der Röhre untergebracht sind. Da die Zuführung zu diesen im Innern befindlichen Kontaktelementen viele vakuumdichte Einschmelzstellen nötig macht, traten beider Herstellung solcher Schaltröhren@bisher erhebliche Schwierigkeiten auf. Diese Schwierigkeiten werden nun bei einer Schaltröhre gemäß der Erfindung vermieden. In Abb. 5 ist die Ansicht des Kolbenbodens einer .derartigen Röhre dargestellt. Auf der Außenseite des Kolbenbodens sind einzelne metallische Elektroden e vorgesehen, die nicht alle in der Zeichnung dargestellt sind. Jedes dieser Elemente e wird über den Signalwiderstand R mit der Anode der Schaltröhre verbunden. Wenn ,der- modulierte Kathodenstrahl einen der kreisförmigen Anordnung der Elemente e entsprechenden Kreis .auf der Innenfläche des Kolbenbodens abtastet, dann werden in den einzelnen zu den Elektroden e gehörigen Kreisen Stromstöße hervorgerufen, die von der Stärke des primären Strahlstromes und von der Schreibgeschrwindigkeit des Elektronenfleckes auf der Isolierscheibe abhängen. Die Elemente e können auch in anderer Weise angeordnet sein, als in Aib. 5 dargestellt ist, z. B. können sie zeilenförmig nebeneinanderliegen. Der Abtaststrahl führt dann in jedem Falle die der Elektrodenanordnung entsprechende Bewegung aus.In the previously known interrupters, a cathode ray overflows a multitude of individual contact elements that are housed inside the tube. Since the supply to these contact elements located inside many vacuum-tight Meltdown points made necessary, occurred in the production of such interrupters @ so far significant difficulties. These difficulties are now with a switch tube avoided according to the invention. In Fig. 5 the view of the piston head is a . Such a tube is shown. There are a few on the outside of the piston crown metallic electrodes e are provided, not all of which are shown in the drawing are. Each of these elements e is via the signal resistor R to the anode of the Interrupter connected. If so, the modulated cathode ray is one of the circular ones Arrangement of the elements e corresponding circle .on the inner surface of the piston crown is scanned, then current surges are generated in the individual circles belonging to the electrodes e caused by the strength of the primary beam current and the writing speed of the electron spot on the insulating disk. The elements e can also be arranged in a different way than in Aib. 5 is shown, e.g. B. you can lie next to each other in a row. The scanning beam then leads in each case movement corresponding to the electrode arrangement.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the electrical remote transmission of images or characters of constant content or for switching purposes using a cathode ray tube, characterized in that the outer tube base is covered with one or more surfaces of conductive material which are connected to the grid of an amplifier tube via the working resistance, which forms capacities with the inner piston crown surface, which is capable of secondary emission and is scanned by the cathode ray, which are charged by scattered electrons and the scanning beam is discharged. a. Device according to Claim i, characterized in that several separate layers of conductive material are provided on the outer tube base, each of which is connected to the anode via a special signal resistor. 3. Device according to claim i, characterized in that .on the outer tube bottom a coarse-meshed coordinate network made of conductive material. which is connected to the anode via a signal resistor, rests and forms a base for the conductive surfaces to be transferred. d .. Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that an additional electron source is provided to irradiate the inner edge scanned by the primary cathode beam with auxiliary electrons. 5. Device according to one of claims i to d., Characterized in that the surface scanned by the primary cathode ray consists of a material with low conductivity and high secondary emission. 6. Device according to claim 5, characterized in that this material is A12 0s or a screened Ag O-Cs layer or an insulating phosphor. ;. Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the covering of conductive material corresponding to the picture is placed as a template on the outside of the tube base. B. Device according to claims i and 3, characterized in that the image is produced with a pen made of conductive material on the coordinate network. G. Device according to Claim 1 or the following, characterized in that the image template placed on the outer tube piston base is shielded from electrical fields. ok Device according to claim i for using the same tube as transmitter and receiver, characterized in that the secondary emissive inner wall of the piston head consists of a fluorescent material and the surfaces representing the picture electrodes are made of conductive material and can be folded down. i i. Device according to claim 1 or the following, characterized in that the image to be transmitted consists of a finely perforated stencil in such a way that the hole size and / or the number of holes allotted to the unit area represents a direct measure of the brightness value.