DE730069C - Anordnung zur Steuerung einer sekundaeren Lichtstrahlung durch eine primaere Strahlung - Google Patents

Description

• Anordnung zur Steuerung einer sekundären Lichtstrahlung durch eine primäre Strahlung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung einer sekundären Strahlung durch eine primäre Strahlung mit Hilfe eines unter dem Einfluß der primären Strahlung seine Lichtdurchlässigkeit ändernden Relais oder Relaisschirmes, das bzw. der von einer OOuelle konstanter sekundärer Strahlung bestrahlt wird, insbesondere zur Steuerung von Lichtstrahlung durch Elektronenstrahlung. Solche Relais oder Relaisschirme sind unter dem Namen Lichtventil bekanntgeworden. Sie eignen sich insbesondere zum Empfang von Fernsehbildern, da mit ihnen Bilder größerer Intensität oder Helligkeit zu erzielen sind als mit den sonst bei Braunschen Röhren verwendeten Leuchtschirmen. Sie eignen sich aber auch als Lichtquelle bei der photographischen Tonaufzeichnung z. B. für Tonfilmzwecke. Die Erfindung macht sich dabei gewisse Erscheinungen zunutze, die bei Mischungen bestimmter Flüssigkeiten auftreten. Solche Mischungen weisen mitunter eine kritische Temperatur auf, oberhalb deren sie ineinander löslich, unterhalb deren sie jedoch ineinander unlöslich sind. Diese kritische Temperatur hängt natürlich von der Wahl der beiden Flüssigkeitskomponenten ab. Bei der kritischen Temperatur ändern sich auch die optischen Eigenschaften der Mischung; unterhalb der kritischen Temperatur ist .die Mischung lichtundurchlässig oder dispers,iv infolge der LTnlöslichkeit der Komponenten, oberhalb der kritischen Temperatur ist sie jedoch durchsichtig. Insbesondere lassen sich zahlreiche Mischungen angeben, deren kritische Temperatur nur wenig über der Zimmertemperatur liegt, so daß sie durch geringe Energiezufuhr zu erreichen ist.
• Nach der Erfindung dient bei den genannten Anordnungen zur Steuerung einer sekun- Bären Lichtstrahlung durch eine pl-!1näre Strahlung als der seine I.ichtdurclilässigheit ändernde Teil des Relais oder Relaisschirmes eine von der primären Strahlung erwärriitc Mischung von Flüssigkeiten, die unterhalb (oberhalb) einer kritischen Temperatur ineü:-a nder unlöslich und lichtuiidurchlässig, oberhalb iunterlialb ) dieser Temperatur jedoch ineinander löslich und lichtdurchlässig sind. Dabei ist berücksichtigt worden, daß im Gegensatz zu dein bisher genannten Verhalten einige Mischungen gerade das umgekehrte Verhalten zeigen, indem sie unterhalb der kritischen Temperatur ineinander löslich und durchsichtig, oberhalb jedoch ineinander unlöslich und undurchsichtig sind. Bei der _Xn-«-endung der Erfindung für Fernsehzwecke dient zur Steuerung der Temperatur des Relaisschirines ein intensitätsgesteuerter Elektronenstrahl, der diesen Schirm in der üblichen '\Veise abtastet. Handelt es sich uni die Tonaufzeichnung bei Tonfilmen, so kann eine veränderliche Erwärmung der 1Iischung genläli dein wiederzugebenden Ton einen Lichtstrahl steuern, der durch das Relais geworfen wird. Diese Heizung kann wiederuni durch einen Elektronenstrahl erfolgen, der auf das Relais geworfen wird, kann aber auch in beliebiger anderer Weise erfolgen. j

  In derZeiehnung sindAusführungsbeispiele

  der Erfindung schematisch wiedergegeben,

  und zwar stellen Fig. i eine Kathodenstrahl-

  röhre zur Bildwiedergabe für Fernsehzwecke

  dar, Fig. 2 und 3 einen Schnitt und ein Auf-

  sichtsbild des Relaisschirmes; Fig..I erläutert

  die Wirkungsweise des Schirmes nach der Er-

  findung, und die Fig. 5 und ti geben Abände-

  rungen der in Fig. i dargestellten Ausfiih-

  rungstorrn an.

  In Fig. i ist eine Fernsehempfän"erröhre

  dargestellt, deren Hülle mit io bezeichnet ist.

  Sie besitzt einen Ansatz i i, der die elektronen-

  emittierende Kathode 12 enthält, die finit

  Hilfe des Heizdrahtes 14 geheizt wird. Sie

  ist teilweise umgeben von einer mit einer

  llittelöitilun- versehenen Steuerelektrode i5:

  vor ihr befindet sieh eine I'okussierurigs- u11,1

  1leschleunigungsanode 1;. Außerdem ist eine

  auf hoher Spannung liegende Elektrode in

  Form eines leitenden Wandbelages vorhanden,

  «-ie dies durch i8 angedeutet ist. Durch die-

  ses Svstein wird ein gebündelter Elektroneil-

  stralif auf den Schirm 2r-) geworfen, der wei-

  ter unten näher zu beschreiben sein wird.

  Zur Fokussierung des Elektronenstrahles

  können weitere nicht dargestellte Mittel, z. ß.

  eine 1Ia"lietspule, vorgesehen sein; seine Ab-

  lenkung, durch die er über den Schirm 2o ge-

  führt wird, erfolgt durch Spulen 23 und 2-1.

  Zur Spannungszuführung dient eine Gleich-

  spannungsquelle, die von eitlem Spannungstei-

  ]er 2@ iitlr,=rhriiclct ist. Bei 2; @ver(kll

  Steuer-_lektl-ode der

  15 die empfangenen Fernseh-

  impulse über einen Widerstand 28 zugeführt.

  Der Schirm 2o enthält eine 1-Iiscllun" von

  Flüssigkeiten oder anderen Substanzelf. die

  ,2-i17,2 kritische Temperatur gegenseitiger Uis-

  lichkeit aufweisen, welche i-orzugsweisc nur

  wenig über der Teinp@:ratiur liegt, atzt der sich

  der Sehirin in Abwesenheit des Elektroneri-

  strähls befindet. Wenn diese kritische Tem-

  peratur nicht nur wenig über der 7-ininier-

  tetnperatur hegt, kann es erfor,lerlich sciif,

  dun Schirm künstlich auf einer etwas unter

  der kritischen Temperatur liegenden Tenil)e-

  Tatur ztt lialteii. 31s die 1enamiten Fliissig-

  LeitsinisChtingen lionliil@il z. 13. in Fra'"e Tri-

  kresylpliospliat und Diätliylcn-l@-itol oder Tri-

  kresylphosphat und @ropylengl@.-hol. Diese

  j @lischun@-Uli besitzen kritische T_,*isttllgstenlpc-

  Taturen in einem Bereich zwischen ct@t- a

  und ;--i- C. Weitere 3Iischungen sind Anilin

  und Wasser: Phenol und Wasser: Nikotin

  und Wasser; Iialiumearboilatl"- #sun; 17p(1

  An1i11oriialilOSttY1"; @-Ieth-lath@-Iliet@:;i: ttlld «-ll@-

  ser 1 jedes mit einem gewissen Zusatz v, )n

  _@tharioll: 1Iethvlalhohol und Cvcl@>Ife@an:

  _@th@-Ialkoliol und I:ernsteinsiiurenitril: T]

  und und Wasser (die zuletzt genannte

  Mischung hat die bereits erwähnte Eigeii-

  scliaft, daß sie nicht ülli-, s,indern unter der

  kritischen Temperatur in Ulsung ",217t @. Für

  jede dieser genanilteil Miscllungen lii;ngt !lle

  kritischeTemperatur noch wes,#ntiich von (lein

  Mengenverhältnis der beiden Iyomponenteli

  ab. Es ist vorteilliait, dieses @-ei-hiiltnis so zu

  wählen, daß die kritische "I emperatur illr

  Maximum erreicht, da dann die @empe@atu@-

  einpfindlichkeit am grölten ist. Dies, mati- ,

  male Temperatur wird in vielen F1-Ileil (1a1111

  orreiciit, wenig die beideilsnmpOYleiltell et*\".1

  im "l°;iclieil nlolehtilaieil @letleilt-e3"haltlll#

  gelöst werden: lii--rbei @erliält inan ini llllhe-

  nieinen befriedigende Er-ebilisa.

  Der Schirm 29 bestellt null aus eineng Grun,l-

  hörper 3o aus durchsiclitigeni Stuft. z» l',. Glas,

  der mit einer Vertiefung - v @1-sellell ist, die

  tvit,lerttill durch eine dünne @@13eiht 33 aus

  durcllsichti"eln Stoff abge-chl".@@n Ist. D3U.1e

  Scheibe 33 kann z. B. aus Glas oder Glini7ner

  bestellen und a11 ihrem 1.@and auf clen Grund-

  körper 30 angesch1110lzene11Y. 1_l@,-r Holllrauin

  ji ist vollst<ttldl" mit der @-rwahilten I It1531;-

  keltsmischtuig atisji'tüllt, die "LSi-l@lilllallr

  einen geringen Darnpfdruch aufweist. 1- ih

  diese Mischung immer auf einer etwas unter

  der kritischen Temperatur lie"endeil Tempe-

  ratur zu halten, ist in dem Grundkörper 3.,

  eine Widerstandsheizung 35 vor"esellen- Diese

  besitzt Zuführungen flach außen, so dafl sie

  mit eileer Sparinung-sqtielle verbunden werden

  1>a1111. Die 1Ie17eilei'"le t111' die Spul-,' j5 kann

  z. B. durch einen Thermostaten gesteuert werden.
• So befindet sich die Mischung zunächst unterhalb der kritischen Temperatur. Die Flüssigkeitskomponenten sind also ineinander suspendiert, so daß die Mischung infolge der Ver -,chiedenheit der Brechungsindizes der ineinander dispergierten Flüssigkeitsteilchen undurchsichtig oder lichtzerstreuend wirkt. Oberhalb der kritischen Temperatur gehen die suspendierten Teilchen jedoch miteinander ii: Lösung, so daß beim Überschreiten der kritischen Temperatur der Übergang von einem praktisch undurchsichtigen zu einem praktisch durchsichtigen Medium erfolgt, der reversibel ist, sobald die kritische Temperatur wieder unterschritten ist.
• Auf die Oberfläche des dünnen Plättchens -3 trifft nun der den Fernsehraster schreitende Elektronenstrahl auf. Er gibt damit Energie entsprechend seiner veränderlichen Intensität ab. Diese wird in Wärme verwandelt und ändert daher die Temperatur der Scheibe punktweise. Wegen der außerordentlich geringen Dicke der Scheibe 33 teilen sich diese Temperaturänderungen sofort der Flüssigkeitsmischung mit, die infolgedessen an den verschiedenen Punkten mehr oder minder über den kritischen Punkt erwärmt wird. Auf diese Weise wird die Menge des von einer Lichtquelle 38 ausgesandten und von einem optischen System 39 gebündelten, durch die Röhrenwand 41 hindurchgegangenen Lichtes punktweise entsprechend der Intensität des Elektronenstrahles gesteuert. Mit Hilfe des optischen Systems 44 erhält man also auf dem Bildschirm 43 das gewünschte Fernsehbild.
• Der Cbergang einer Flüssigkeitsmischung aus dem ungelösten Zustand in die Lösung geht nun beim Überschreiten der kritischen Temperatur außerordentlich rasch vor sich, desgleichen die damit verbundene Änderung der Durchsichtigkeit. Halbtöne werden daher nicht erhalten durch eine mehr oder minder große Durchsichtigkeit der Flüssigkeitsmischung an den verschiedenen Punkten, sondern vielmehr durch die veränderliche Zeitspanne, während deren die Flüssigkeitsmenge durchsichtig oder undurchsichtig ist. Die Verhältnisse liegen hier ähnlich wie bei einem bereits vorgeschlagenen Bildschirm, der einen Stoff enthält, dessen Farbe temperaturabhängig ist, derart, daß er in Abhängigkeit von der durch den Kathodenstrahl erzeugten Wärme seine Farbe sprunghaft ändert (Patent 698 417). In Fig. 4 ist die Temperatur eines Flächenelementes des Bildschirmes als Ordinate über der Zeit als Abszisse dargestellt. Mit B ist die kritische Temperatur bezeichnet. Die Kurve A stellt dann die Wirkung des Elektronenstrahles auf ein helles Flächeneleinent dar, die Kurve C diejenige auf ein Eleinent von@halber Helligkeit. Unmittelbar vor dem Auftreffen des Strahles mögen sich die Elemente gerade unter der kritischen Temperatur-befinden. Das helle Element wird durch den Strahl auf die Temperatur X erwärmt, Glas andere auf die Temperatur I'. Da der Strahl alsdann das Element verläßt, nimmt die-Temperatur entsprechend den Kurvend und C ab. Die Zeit, die erforderlich ist, damit das Element auf die kritische Temperatur zurückkehrt und damit wieder undurchsichtig wird, hängt von der Wärmekapazität des Systems und den übrigen den Wärmeabfluß bestimmenden Parametern ab. Diese werden zweckmäßig so eingestellt, daß das hellste Element gerade während einer Bildperiode auf die kritische Temperatur zurückkehrt, was z. B. durch Wahl des Werkstoffes und der Dicke der Deckplatte 33 und des Grundkörpers 30 geschehen kann. Während also nach Fig. 4.. das der Kurve A entsprechende helle Element die ganze Bildperiode über durchsichtig bleibt, ist dies für das andere der Kurve C entsprechende Element nur während eines Teiles der Bildperiode der Fall. Da der Beschauer des Bildes auf dem Schirm 43 die beobachteten Effekte addiert, erscheint ihm dieser nur während eines Teiles der Bildperiode helle Bildpunkt weniger hell. Auf diese Weise können-alle Halbtöne zwischen hell und dunkel durch entsprechende Bemessung der Anfangstemperatur X, Y erhalten werden.
• In dein Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist das Strahlerzeugungssystem das gleiche wie in Fig. i. Der Schirm besteht hier jedoch aus einem unmittelbar auf die Röhrenwand bei 48 aufgebrachten Grundkörper 45, der wie vorher finit einer Vertiefung .46 für die Flüssigkeitsmischung und einer durchsichtigen Deckplatte 47 versehen ist. Die äußere Fläche der Wand .i8 ist mit einem reflektierenden Körper 49, z. B. einer Metallbelegung, versehen. Diese ist so dick, daß sie einen Durchgang des Lichtes verhindert. Sie ist in Kontakt mit einem Widerstandsheizkörper 52, der zur Regelung der. Temperatur der Flüssigkeitsmischung in der Vertiefung 4(> dient. Der Schiren wird von der Lichtquelle 5-1, her gleichmäßig beleuchtet. Das Licht wird durch ein Linsensystem 55 gebündelt und durch ein Prisma 56 auf den Schirm gerichtet. Dieses Prisma ist so klein, daß es nur einen geringen Bruchteil des von dem Schirm ausgehenden Lichtes abfängt. Wie vorher werden die- verschiedenen Schirmelemente beim Auftreffen des Elektronenstrahles mehr oder weniger durchsichtig. Das hindurchgegangene Licht wird jedoch nicht direkt betrachtet, sondern wird von der reflektierenden Belegung 49 zurückgeworfen. Das so reflektierte Licht wird durch ein Linsensvstein 58 auf den Beobachtungsschirm 59 geworfen.
• Eine weitere Abänderung ist in Fig. 6 dargestellt, in der das Strahlerzeugungssvstem der Einfachheit halber weggelassen wird. Der Schirm befindet sich hier in einem kolbenförmigen Gehäuse (-ä: er besteht aus einen, Grundkörper 66 und einer dünnen, durchsichtigen Deckplatte 67, zwischen denen sich der mit der Flüssigkeitsmischung gefüllte Raum 6g befindet. Der Teil der Röhre 6j hinter dem Schirm ist mit einem lichtabsorbierenden Mittel versehen, z. B., wie bei 7o angedeutet, geschwärzt. Diese ScliiN-wrzung kann z. B. aus einer Suspension von kolloidalem Graphit in Wasser bestehen. Der Schirm wird von vorn beleuchtet durch eine Lichtquelle;2 und z. B. von einem Beobachter bei ; 3 beobachtet. Der Schirm wird, wie bei ; 3 angedeutet, durch einen Elelctroi]enstralil abgetastet. Die durchsichtigen Schirnieleniente erscheinen dem Beobachter nun dunkel, da j a das Licht von dem Hintergrund ;o absorbiert wird. Die undurchsichtigen Teile des Schirmes verursachen dagegen eine Streuung des Lichtes, so daß zum mindesten ein Teil des Lichtes von ihnen reflektiert wird. Diese erscheinen daher hell. Es ist zweckmäßig. in diesem Lall den Schirm von einer größeren Zahl von Lichtquellen unter verschiedenen Richtungen zti bestrahlen, damit der in eine bestimmte Richtung reflektierte "feil des Lichtes möglichst groß wird.
• Auch farbige Bilder können auf die beschriebene Weise hergestellt werden, indem 7. 13. eine Mehrzahl von Schirmen verwendet wird, die finit entsprechenden Färbemitteln versetzt , sind, die entweder der Flüssigkeitsmischung oder den durchsichtigen Teilen des Schirenes beigemischt sein können. Insbesondere können drei Schirme in den Farben Rot, Grün und Blau verwendet werden. Die verschiedenfarbigen Bilder werden dann auf einer Beineinsamen Flache zur Deckung gebracht.
• Die Flüssigkeitsmischung kann auch in anderer Weise gehalten werden. Sie kann z. 13. in einem Körper aus durchsichtigem, porösem Stoff, wie z. B. regenerierter Kieselsäure, untergebracht sein. dessen Poren mit einem durchsichtigen Cberzug, z. B. einem stabilen Lack, verschlossen sein können. Die Flüssig- keitsmischung kann auch unmittelbar in einen] chemischen Mittel untergebracht sein, z. B. einem plastischen Harz, wie Allvlplitlialat. `'erden solche Flüssigkeitsti]ischungen bemitzt, die unterhalb der kritischen Temperatur durchsichtig sind, so ist die Steuerung. ;renn eine Bildumkehr vermieden «-erden soll, gerade in umgekehrter Weise vorztinehinep wie bei den Mischungen. die unterhalb der kritischen Temperatur undurchsichtig sind. Das gleiche gilt für die Verwenclun- einer Anordnung gemäß Fig. 0i.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Steuerung einer sekundären Lichtstrahlung durch eine priniäre Strahlung mit Hilfe eines unter dein Einfluß der primären Strahlung seine Lichtdurchlässigkeit ändernden Relais oder Relaisschirmes, das bz,#v. der von einer Ouelle konstanter selcunlärer Strahlung bestrahlt wird, insbesondere zur Steuerung von Lichtstrahlung durch Elektronenstrahlung, dadurch gelcennzeiclinet. daß als der seine Lichtdurchlässigkeit ändernde Teil des Relais oder Relaisschirmes eine von der primären Strahlung erwä riete Mischung von Flüssigkeiten dient, die unterhalb (oberhalb) einer kritischen Temperatur ineinander unlöslich und lichtundurchlässig, oberhalb (unterhalt>) dieser Temperatur jedoch ineinander löslich und lichtdurchlässig sind. Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des sekundieren Bildes der durch das Relais oder den Relaisschirin hindurchgegangene Anteil der sekundären Strahlung dient. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. (1a13 zur Erzeugung des sehun<üiren Bildes der an dein Relais oder dein Relaisschirm zurückgestreute Anteil der sekundären Strahlung dient und hinter drm Relais oder dein Relaisschiri,, von der Otielle der sekundären Strahlung aus gesehen, ein die dtirchgegaiigene sekundäre Strahlung absorbierendes -Mittel an---ebracht ist. -1. Anordnung nach Anspruch r oder folgee]flen. gekennzeichnet durch die Verwen-Jung als Bildschirm in Braueschen Röhren, insbesondere für Fernselinvecke. i ;. Anordnung nach einem der Ansprüche i bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung zur photographischen] Tonatifzc=iclinung, insbesondere für Tonfiluizwecke.