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Anordnung zur Bildübertragung unter Zuordnung einer für jeden Bildpunkt
besonderen Frequenz Es sind Fernsehverfahren bekannt, bei denen die Übertragung
bewegter Bilder derart erfolgt, daß jedem Bildpunkt eine bestimmte Frequenz zugeordnet
ist, deren Amplitude der zu übertragenden Bildpunkthelligkeit entspricht. Dabei
ist es möglich, alle in einem Bilde .enthaltenem Helligkeitsschwankungengleichzeitig
zu übertragen, ohne daß es besonderer Zerleger- und Synchronisierungseinlichtungen
bedarf. Wie im folgenden noch näher ausgeführt werden soll, haften diesen bekannten
Verfahren grundsätzliche Mängel an, die durch die Erfindung beseitigt werden sollen.
Gemäß dem Beinen bekannten Vorschlag (britische Patentschrift 4o6368) erfolgt die
Frequenzzuordnung dadurch, daß auf einer gleichförmig ,aktivierten photoelektrischen
Schicht Elektronen emittiert werden, deren. Zahl der Helligkeit des darauf projizierten
Bildes entspricht. Vor dieser Photokathode ist ein Gitter und eine gitterförmig
ausgestaltete Anode derart angeordnet, daß kein Punkt der Photokathode gleichen
Abstand vom Gitter und von der Anode haben. Die beim Bildwurf ausgelösten Elektronen
führen Bremsfeldschwingungen unterschiedlicher Frequenz aus und regen ein an das
Gitter und ,arm die Anode :angeschlossenes Lecherdrahtsystem an. Die Lichtintensitätsschwankun.gein
lösen nun nicht unmittelbar modulierte Elektronenwolken ,aus, sondern zunächst örtlich
konzentrierte Elektronenströme, die erst später ihre zugedachte Frequenzmo,dulation
erfahren. Alle durch "näher oder weiter entfernte 'Bildpunkte ausgelösten Wechselfelder
können bei dieser Anordnung ungehemmt auf die ausgelöste Elektronenwolke einwirken.
Gegenseitige Beeinflussungen sind hierbei unmöglich zu vermeiden. Angesichts der
Tatsache, d.aß bei dieser Anordnung ein metallisches Gitter eine engste Kopplung
zwischen a11 diesen Schwingungen herstellt und zwecks Weiterleitung an die Antenne
auch herstellen muß, @erscheint es unwahrscheinlich, daß sich das erforderlich kontinuierliche
Spektrum von Ultrakurzwellen ausbilden kann. Aber selbst, wenn dies gelingen sollte,
so können keinesfalls große Schwingungsamplituden einzelner Lichtpunkte ohne Einfluß
bleiben auf benachbarte, nur gering angefgchte Bildpunktschwingun,gen oder auf solche,
die in ihrer Schwingungszahl harmonisch liegen.
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Eine andere bekannte Art, jedem Bildpunkt eine bestimmte Frequenz
zuzuordnen, deren Amplitude der Helligkeit dieses Bildpunktes
entspricht
(s. die deutsche Patentschrift 57g g96), besteht darin, daß der abzubildende Gegenstand
von zwei rotierenden Scheiben beleuchtet wird, die durch einen steten Wechsel von
lichtdurchlässigen unit:-lichtundurchlässigen Stellen jedem Punkt d@9` Bildes einen
anderen Helligkeitsrhythmus @er'-teilen. Die von jedem Bildpunkt ausgestrahlten
Helligkeitsschwankungen werden von einer Photozelle aufgenommen Lind in elektrische
Schwankungen übertragen. Dies Verfahren hat zur Voraussetzung, daß der abzubildende
und fernzuübertragende Gegenstand mit einem präparierten Licht beleuchtet wird.
Es versagt also bei Außenaufnahmen. Darüber hinaus ist dieses Verfahren bei den
heute als notwendig erkannten Bildpunktzahlen ganz unmöglich. Die Erzeugung von
Frequenzen in der Größenordnung von t Mill. Hertz ergibt auf dem dort bezeichneten
mechanischen Wege Umfangsgeschwindigkeiten, die technisch gar nicht zu beherrschen
sind.
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Diese ;geschilderten Mängel sollen nun erfindungsgemäß dadurch behoben
werden, daß die gewünschte Frequenzmodulation der ausgelösten Elektroden schon im
Moment der Auslösung erfolgt. Erreicht wird dies dadurch, daß die auf einer leitenden
Unterlage aufgetragene photoelektrische Schicht aus mosaikartigen Elementen besteht
und in solcher Weise mit hochfrequenten @elektrisch°n Schwingungserzeugern verbundeil
ist, daß diese Elemente Spannungsschwankungen der zugeordneten Bildpunktfrequenz
ausüben. Durch Aufteilung in einzelne Schwingungselemente und, soweit nötig, durch
.die später beschriebenen besonderen Selektionsmaßnahmen wird verhindert, daß die
Elemente dieses Mosaiks eine zu hohe gegenseitige Kopplung besitzen, so daß keine
unerwünschten Mitnahme- oder Resonanzerscheinungen zwischen den Bildpunkten auftreten
können. Durch die Unterteilung der Schivirtgungsträger, die lediglich für die Hochfrequenz
der Bildpunkte wirksam zu sein braucht, entgeht man der den speichernden Bildfängern
nach Z w o r y k i n anhaftenden Schwierigkeiten, da die dort bestehende Forderung
nach gleicher Empfindlichkeit der einzelnen photoeIel>-trischen Zellen fortfällt.
Es entfällt nämlich die Bedingung, daß diese photoelektrischen Elemente untereinander
isoliert sein müssen. Sie können vielmehr unmittelbar auf die leitende Unterlage
.aufgetragen werden, wodurch leicht auf jedem einzelnen Schwinguingsträger die Integralwirkung
einer großen Zahl photoelektrischer Zellen vereinigt werd--n kann. Die durch das
.auffallende Licht ausgelösten Elektronen enthalten bei einer Anordnung des Schwingungsfeldes
gemäß der vorliegenden Erfindung von Anfang a;ii die ihr zugedachte Modulation,
können abgesaugt und weitergeleitet werden, ohne daß nachträgliche Vermischungen
zwischen den Bild-';punkten möglich sind. Solche sind höchstens durch nichtlineare
Glieder bedingt, die sich'jedoch jederzeit leicht vermeiden lassen.
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- Eine Ausführungsform der erfndungsgemäßen Bildfängerröhre sei in
Abb. r schematisch dargestellt. Der zu übertragende Gegenstand G wird durch eine
optische Linse L auf ein Mosaikll7 .abgebildet, clas aus einzelnen Schwingungserzeugern
besteht. Dieses Mosaik weist so viel Schwingungserzeuger auf, als der zu übertragende
Gegenstand Bildpunkte besitzt. Die Frequenzen der einzelnen Schtvingmigserzeugcr
unterscheiden sich nur um so viel, als beim Empfang zur Aussiebung benötigt werden.
Die Schwingungserzeuger sind nun so ausgebildet, ilaß auf ihrer der Linse L zugekehrten
Fläche eine photoelektrisch wirksame Schicht aufgetragen werden kann und daß die
Elemente dieser Fläche Spannungsschwankungen von der dem Bildpunkt zugedachten Frequenz
ausüben. Beim Bildwurf gibt diese Schicht zur Anode l1 Elektronen ab, deren Anzahl
mit der Intensität der bestrahlenden Lichtenergie wächst. Außerdem schwankt diese
Elektronenzahl im Rhythmus des Schwingungserzeugers. Der von der Anode A aufgenommene
Strom setzt sich neben einer Gleichstromkomponente aus Strömen aller den einzelnen
Bildpunkten entsprechenden Frequenzen zusammen, und die Amplitude jeder einzelnen
Frequenz schwankt im Rhythmus der Beleuchtung. Der von der Anode A aufgenommene
Strom wird nun zum Empfänger geleitet. Hierzu kann man sich insbesondere der Modulation
des von der Anode El aufgenommenen Wechselstronies auf eine Trägerwelle bedienen.
jedoch auch die unmittelbare Ausstrahlung und der Empfang des Frequenzgemisches
der zu übertragenden Wechselströme durch nicht abgestimmte Antennen erscheint möglich.
Auf kürzeren Strecken ist auch an die Weiterleitung über Draht (gegebenenfalls unter
Anwendung von Z-,vischenverstärkung) zu denken. Die Empfangsseite setzt sich aus
Anordnungen, wie sie in Abb.2a. oder 2b schematisch dargestellt sind, zusammen.
Maßgebend ist auch hierbei das Vorhandensein eines Mosaiks schwilngungsfähiger Gebilde,
das in Bildpunktzahl und Frequenz dem Mosaik des Senders entspricht. Im Gegensatz
zur Bildfängerröhre kommt aber der Empfangsanordnung die Aufgabe zu, aus dem aufgefommenen
Wechselstrom-Frequenz-Gemisch. die eri.tsprechende Frequenz. auszuwählen und einen
ihrer Intensität entsprechenden Leuchteffekt auf einem Fluoreszenzschirm auszulösen.
Die Frequenzzuordnung _ und Auslösung einer der Bildpunktintensität
entsprechenden
Anzahl von Elektronen wird gleichzeitig in dem Feld der Schwingungsträger vorgenommen,
so, daß gegenseitige Beeinflussungen innerhalb dieses= Feldes oder durch nachträglich
zu bewirkende Maßnahmen ,ausgeschlossen sind. Die vGin der Mosaikschicht :ausgelösten
Elektronen werden durch die Anode A.1 und A2 abgesaugt und beschleunigt rund auf
dem Fluor reszenzschirm S in ein Bild umgewandelt. Die Wirkungsweise der Empfangsröhre
ist dabei folgende: Die von der Kathode I( emittierten Elektronen werden durch den
Zylinder G entsprechend den vom Sender übermittelten Impulsen in ihrer Intensität
gesteuert. Nachdem sie von der Anode A beschleunigt -worden sind, werden sie auf
das Mosaik !Y1 des Empfängers geworfen. Auf jedes Schwingungselemeilt treffen somit
Elektronen aller Bildpunktfrequenzen auf. Dabei lösen -nur diejenigen Schwi bgungsträgerelemente
entsprechend der jeweiligen Intensität Elektronen aus (und zwar entweder durch besondere
Beschleunigung der an sich schwingenden Elektronen oder durch Anhebung auf ein höheres
Austrittspotential), .die gleiche Frequenz mit dem Schwingungsträgerelement besitzen.
Die Auswahl der zugeordneten Frequenz stützt sich ' dabei auf die durch das Eintreffen
der Elektronen, die durch das Gitter:Crr moduliert worden sind, angefachte Resonanz
des Schwingungselementes oder auf die mit diesem Element erzeugten Schwebungen.
Im Falle der Abb. z a werden die durch das Zusammenwirken mit den Elektronen des
Empfangsfeldes besonders beschleunigten Elektronein des Schwingungsgenerators oder
auch die durch den Aufprall der frequenzmäßig über= einstimmenden Elektronen des
Empfangsfeldes erzeugten Sekundärelektronen in den Wirkungsbereich der Anode A,
und A2 getrieben. Im Falle der Abb. 2b ist vorausgesetzt, daß das Empfangsmosaik
M in einzelne selbststrahlende Kathodenelemente unterteilt ist, die für den Fall
größerer aufgezwungenes Schwingungsamplituden in entsprechen dem Maße Elektronen
:auf den Schirm S werfen. Die schwingungsfähigen Mosaikelemeinte, und zwar sowohl
für den Sender als :auch für den Empfänger, bestehen beispielsweise aus einzelnen
kleinen, in einem Rohr vereinigten; Magnetronschwinbwngserzeugern. Abb.3 zeigt die
räumliche Anordnung eines soldrein Schwingungselementes. In der Mitte befindet sich
ein HeizfadenH, der für alle Schwinngselemente einer Bildzeile gemeinsam sein kann.
Der obere Halbzylinder ist mit einer ebenen Metallschicht verbunden, die die photoelektrisch
wirksame Schicht Ph trägt. Die Aneinanderfügung der @einzelnen Schwingungselemente
muß unter Anwendung elektrostatischer Abschirmung und Zwischenschaltung geeigneter
(für die anzuwendenden kurzen Wellen äußerst einfacher) Spulen zwecks Weiterleitung
der benötigten Gleichspannungen erfolgen. Auch an die Verwendung von Schwingungselemeinten
nach der bekannten Barkhausen-Kurzschaltulng ist zu denken. Gitter und Anode müssen
unter dieser Voraussetzung in. einer plattenförmigen Ebene angeordnet werden, z.
B.@gemäß Abb. q.. Die Außenseite- der Anode ist bei der Bildfängerröhre mit einer
photoelektrisch wirksamen Schicht Plz bedeckt. Die Abschirmung der Anoden- und Gitterelemente
gegen ihre Nachbarn kann durch gemeinsam geerdete-, senkrecht stehende Zwischenplatten
erfolgen, wie in Abb.5 dargestellt. Abb.6 zeigt, wie diese Elemente, rechtwinklig
. gegencinandergesetzt, zu einem äußeren Rahmen zwecks Aufnahme der Schwingungsgebilde
zusammengefügt werden können. Diese statische Abschirmung ist zweckmäßig, wenn überhaupt
notwendig, mit einer Isolationsschicht zu umkleiden (g. F. Spritz- oder Tauchverfahren).
Abb.7 zeigt beispielsweise die Ausgangsform für eine Anodenausbildung, wie sie durch
Stanzen in Massenfabrikation leicht erzeugt werden kann. Der Verbindungsstreifen
zwischen den Anodenelementen a und b wird durch zweimaliges Umbiegen
um 9o° und einmaliges Umbiegen um i8o" so gekröpft, daß eine einwindige Spule entsteht,
durch die die Elemente a und b gleichstrommäßig verbunden bleiben. Abb. 8
zeigt die räumliche Gestaltung der .Anodenelemente -nach der -Biegung. Ein Streifen
solcher Anodenelemente kann, wie Abb.9 zeigt, in das Schutzgitter nach Abb. 6 eingesetzt
werden. Abb. i o zeigt das entstandene Mosaik von ;oben gesehen. Die Ausbildung
und das Einsetzen des Gitters kann in der gleichen Weise wie das der Anodenstreifen
erfolgen; zweckmäßig gge-. schieht dies rechtwinklig dazu. In Abb. i o ist angenommen,
daß in den Zeilen i, z, 3 die Gitterflächen durch die Anodenbleche verdeckt sind.
In den Zeilen q. und 5 ragen die Gitter unter den Anoden hervor. Es ist also die
Verdro,sselung der Anoden sowohl als auch der Gitterplatten um .die Zwischenplatten
herumgeführt und damit gleichzeitig !eine. gleichstrommäßige Verbindung und eine
hochfrequenzmäßige Isolierung erreicht worden. Werden außerdem noch -die emittierenden
Kathoden I( gegeneinander verdrosselt (vgl. Abb. q.), so können diese Kathoden gleichzeitig
zur Emission der für die Bildwiedergabe auf dem Schirm verwendeten Elektronen dienen,
wenn das Wiedergabesystem nach Abb. 2b Anwendung finden soll. Bei beiden Schwingungserzeugern
kann die Abstimmung auf verschiedene Wellenlängen durch A;nderung
der
äußeren Dimensionierung (Zylinderdurchmesser) oder durch Wahl verschiedener Gleichspannungen
(Erzeugung eines Spannungsabfalles längs der Schwingungselemente) erfolgen.