DE818201C - Anordnung zur Bildfernuebertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Bildfernübertragung mit senderseitiger Zeilenabtastung des wiederzugebenden Bildes durch ein Lichtbündel, welches vom Bildträger auf eine photoelektrische Zelle zurückgeworfen wird und neben den Bildsignalen zur Aufrechterhaltung einer konstanten Helligkeit einen periodisch auftretenden Impuls hervorruft, der sich durch Polarität oder Höhe von den Bildsignalen unterscheidet. Der erwähnte Impuls kann zum Synchronisieren der zur Aufzeichnung des Bildes abgestimmten Empfangseinrichtung mit den Abtastorganen im Sender dienen. Durch die Verstärkung in einem Wechselstromverstärker entsteht ein elektrisches Signal, das bei Manuskripten und anderen Schriftstücken im allgemeinen aus einer Reihenfolge von Stromimpulsen besteht.

Es ist beim Fernsehen bekannt, bei einer solchen Vorrichtung die erwähnten Sychronisierimpulse im Empfänger zugleich zur Steuerung der Endröhre in ao der Weise zu verwenden, daß die Ausgangsspannung dieser Röhre, unabhängig von der mittleren Schwärzung des wiederzugebenden Bildes, einer konstanten Helligkeit entspricht. Zu diesem Zweck wird ein Gleichrichter in den Eingangskreis der Endröhre eingeschaltet, mit dessen Hilfe ein Kopplungskondensator des Verstärkers durch die Wirkung der erwähnten Impulse bis zu einer Spannung aufgeladen wird, die von der Höhe der Impulse abhängig ist; die Scheitelspannung des Impulses entspricht einem bestimmten Punkt der Kennlinie der Endröhre.

Der Lichtimpuls, der in der Photozelle den Stromimpuls erzeugt, kann z. B. dadurch hervorgerufen werden, daß das abtastende Lichtbündel am Ende jeder Abtastzeile auf eine spiegelnde Fläche oder wenigstens auf eine Fläche mit hohem Reflexionskoeffizienten fällt, so daß in diesem Augen-

blick eine größere Lichtmenge zur Photozelle zurückgeworfen wird als während der Abtastung des eigentlichen Bildes. Es ist jedoch auch möglich, das Lichtbündel nach Abtastung einer Zeile absatzweise in eine öffnung fallen zu lassen, so daß in diesem Augenblick die zur Photozelle zurückgestrahlte Lichtmenge praktisch gleich Null wird, da eine solche öffnung kein Licht zurückstrahlt und somit als eine vollkommen schwarze Fläche betrachtet ίο werden kann. In diesem Fall wird der Strom im Ausgangskreis der Photozelle am Ende jeder Zeile einen Augenblick gleich Null. Um die erwünschte Wirkung zu erzielen, ist es erforderlich, daß der erzeugte Impuls im Kreise der. photoelektrischen Zelle entweder größer oder kleiner als alle Bildimpulse ist. Da der Impuls, der nach Verstärkung im Empfänger zur Regelung der Ausgangsspannung der Endröhre dient, unmittelbar in der Photozelle selbst von einem Lichtimpuls bekannter Helligkeit erzeugt ao wird, erhält man im Empfänger ein Maß für die Helligkeit des ursprünglichen Bildes, und es ist möglich, hier das richtige Helligkeitsverhältnis wie beim ursprünglichen Bild zu erzielen.

Es ist bei Bildübertragungsvorrichtungen weiter erwünscht, die Eingangsspannung der letzten Verstärkerröhre des Empfängers in jedem Augenblick, t. B. mittels eines Lautstärkereglers von Hand oder selbsttätig, derart einstellen zu können, daß die Endröhre voll ausgenutzt wird und trotzdem die größten, zur Bilderzeugung noch wichtigen Impulse unverzerrt wiedergegeben werden. In diesem Fall wird das zur Wiedergabe dienende Organ, z. B. eine Glimmlampe, die größtmöglichen Lichtschwankungen aufweisen, die für eine günstige Bildwiedergäbe erforderlich sind. Bei den erwähnten Vorrichtungen kann dies nicht mit dem Auge erfolgen, da das Bild im allgemeinen erst nach Entwicklung eines photographischen Films sichtbar wird. Es ist also erwünscht, ein Anzeigeorgan vorzusehen, das bei der Einstellung kontrolliert oder selbsttätig eingestellt werden kann. Die Erfindung schafft ein Mittel, um dies zu erreichen.

Gemäß der Erfindung werden zu diesem Zweck in der photoelektrischen Zelle periodisch mit der Zeilenfrequenz zwei verschiedenartige Impulse hervorgerufen, deren einer dadurch entsteht, daß vor oder nach dem Abtasten jeder Zeile auf die photoelektrische Zelle ein Lichtimpuls geworfen wird, der einer Helligkeit entspricht, die größer als die maximale Helligkeit des wiederzugebenden Bildes ist, während der andere dadurch entsteht, daß vor oder nach dem Abtasten jeder Zeile auf die photoelektrische Zelle ein Lichtimpuls geworfen wird, der einer geringeren als der geringsten Helligkeit des wiederzugebenden Bildes entspricht, und ferner dadurch, daß im Empfänger mittels Gleichrichtung eine Spannung abgeleitet wird, welche ein Maß für die Niveaudifferenz u der beiden Impulsspitzen A, B ist und zur Anzeige der Niveaudifferenz der beiden Impulse oder zur Ableitung einer Steuerspannung für eine zur Verstärkung des aus Bild- und Regelimpulsen bestehenden Signals bestimmte Röhre dient.

Im Empfänger wird der Unterschied zwischen den zwei Impulsen zur Anzeige oder zum Erzeugen einer Regelspannung benutzt, mit deren Hilfe die Eingangsspannung der Endröhre auf den günstigsten Wert einstellbar ist. Der eine Impuls wird in der photoelektrischen Zelle erzeugt, da das Abtastlichtbündel in der beschriebenen Weise auf eine spiegelnde Fläche fällt, während der andere Impuls vor oder nach dem erwähnten Impuls erzeugt wird, indem das Lichtbündel durch eine öffnung fällt. Wenn das Bild in aufeinanderfolgenden Zeilen abgetastet wird, indem ihm eine Bewegung quer zur Bündelbahn erteilt wird, können die Spiegelfläche und die öffnung sich unmittelbar neben dem sich bewegenden Bilde entweder auf beiden Seiten oder auf derselben Seite desselben befinden.

Ein Ausführungsbeispiel der letzten Verstärkerstufen des Empfängers für Bildübertragungsvorrichtung, bei der die erwähnten Impulse zum Bewirken einer Anzeige benutzt werden, ist in Fig. ι dargestellt.

In Fig. ι sind mit 1 die Klemmen bezeichnet, denen die empfangenen und gegebenenfalls bereits verstärkten Signale zugeführt werden. Zwischen den Klemmen 1 sind ein Kondensator 2 und ein Spannungsteiler 3 in Reihe geschaltet, dessen unteres Ende geerdet ist. Dieser Spannungsteiler dient zur Handregelung der Eingangsspannung der Verstärkerröhre 5. Der verschiebbare Kontakt ist mit dem Steuergitter 4 dieser Röhre verbunden, die der Einfachheit halber als Triode dargestellt ist. Die Anode 7 steht über den Widerstand 8 mit dem Pluspol einer Speisequelle in Verbindung, während die Kathode 6 über einen hohen Widerstand 20 geerdet ist, der eine starke Gegenkopplung herbeiführt. Die Anode 7 der Röhre 5 ist über einen Kondensator 9 mit der Anode eines Diodengleichrichters 11 verbunden, dessen Kathode über einen Kondensator 10 mit der Kathode der Röhre 5 in Verbindung steht. Parallel zur Diode 11 liegt die Reihenschaltung der Widerstände 12 und 13, deren Verbindungspunkt an den Pluspol +V einer Vor-Spannungsquelle angeschlossen ist. Die Anode der Diode 11 ist außerdem mit dem Gitter 14 der Endröhre 15 verbunden. Die Anode 17 dieser Röhre ist mit der Kathode der zur Umwandlung der Stromschwankungen in Lichtschwankungen dienenden im Glimmlampe verbunden, deren Anode 19 an den Pluspol der erwähnten Spannungsquelle angeschlossen ist. Die Kathode der Röhre 15 ist über einen Widerstand 21 geerdet, der eine gewisse Gegenkopplung herbeiführt. Die hier der Einfachheit halber als Triode dargestellte Endröhre kann selbstverständlich weitere Elektroden enthalten, die in der üblichen Weise angeschlossen sind.

Der beschriebene Teil der Schaltung hat die Eigenschaft, daß bei passender Wahl der Widerstände 8 und 20, der Kondensatoren 9 und 10 und der Widerstände 12 und 13 die im Eingangskreis der Röhre 5 auftretenden Impulse, die einen Spannungsanstieg an der Anode der Röhre 5 erzeugen, praktisch unverzerrt weitergegeben werden. Beim Auftreten solcher Impulse ist der Diodengleichrich-

ter 11 für Strom durchlässig, wodurch die Kondensatoren 9 und io bis zu einer von den Impulsen abhängigen Spannung aufgeladen werden. So kann mittels der Zeilensynchronisierimpulse, die gemäß der Erfindung einer bestimmten Helligkeit des ursprünglichen Bildes entsprechen, eine solche Regelung der Vorspannung des Steuergitters 14 der Röhre 15 erzielt werden, daß der Impulsscheitel stets mit einem bestimmten Punkt der Kennlinie der Röhre 15 übereinstimmt.

Die Anzeigevorrichtung, die den Gegenstand der Erfindung bildet, ist im unteren Teil der Fig. 1 dargestellt. Sie enthält zwei z. B. als Dioden ausgebildete Gleichrichter 23 und 26; die Anode 22 der Diode 23 ist mit der Kathode 25 der Diode 26 verbunden. Die beiden erwähnten Elektroden sind mit der Kathode der Röhre 5 verbunden, an der infolge des Widerstandes 20 die Signalspannung auftritt. Die Kathode 24 der Diode 23 ist über einen Kondensator 28 und die Anode 27 der Diode 26 über einen Kondensator 29 geerdet. Zwischen der Kathode 24 und der Anode 27 ist das Anzeigeorgan geschaltet, das z. B. aus einem Mikroamperemeter 31 bestehen kann, mit dem ein Widerstand 30 in Reihe geschaltet ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung wird an Hand der Fig. 2 näher erläutert. Fig. 2 stellt den Verlauf des an der Kathode der Röhre 5 auftretenden Signals dar. Dieses Signal besteht aus dem Impuls A, der z. B. einer großen Helligkeit entspricht und dadurch entstehen kann, daß auf die Photozelle im Sender nach Abtastung jeder Bildzeile ein starker Lichtimpuls fällt, aus dem Impuls B, der dem absoluten Schwarz im zu übertragenden Bilde entspricht, und aus einer Anzahl von Bildimpulsen C, die z. B. dadurch entstehen, daß d.as ursprüngliche Bild eine Aufschrift trägt. Die waagerechte Zeile D entspricht dabei dem Weiß des Papiers. Jede Zeile wird in der Zeit t abgetastet, so daß die erwähnten Impulse A und B mit einer Periode t auftreten. Wenn angenommen wird, daß der untere Punkt des Impulses B dem absoluten Schwarz im ursprünglichen Bild entspricht, kann z. B. dem Scheitel des Impulses A der Helligkeitswert 100% erteilt werden. In diesem Fall wird die Zeile D etwa auf einem Pegel 75% liegen, während die niedrigsten Werte der Impulse C durchschnittlich einer Helligkeit von 25% entsprechen werden. Der Spannungsteiler 3 ermöglicht selbstverständlich die Spannungswerte sämtlicher Impulse in gleichem Maße zu vergrößern oder zu verkleinern.

Wie gesagt, wird mittels der Widerstände 8 und 20, der Kondensatoren 9 und 10, der Diode 11 und der Widerstände 12 und 13 erreicht, daß der Spannungspegel des Scheitels der Impulse A einem festen Punkt der Kennlinie der Röhre 15 entspricht. Dieser sei z. B. der Punkt P in Fig. 3. Es wird dann eine günstige Einstellung bewirkt, wenn gerade der Pegelunterschied U zwischen den Scheiteln der Impulse A und B der Vorspannung am Steuergitter 14 der Röhre 15 entspricht, bei der diese Röhre gesperrt ist. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Einstellung entsteht mittels des Spannungsteilers 3, ist jedoch ohne besondere Hilfsmittel nicht sofort erkennbar. Dem wird mit der beschriebenen Anzeigeschaltung der Dioden 23 und 26 abgeholfen.

Wenn die Kathode der Röhre 5 infolge des Auftretens eines Impulses eine positive Spannung gegen Erde annimmt, lädt sich der Kondensator 28 über die Diode 23 auf, während beim Auftreten eines Impulses entgegengesetzter Polarität der Kondensator 29 sich über die Diode 26 auflädt. Die Kondensatoren 28 und 29 haben eine solche Kapazität, daß die Ladung nur langsam abfließen kann. Die Zeitkonstante muß jedoch kleiner als die effektive Zeitkonstante sämtlicher Kopplungsglieder des vorangehenden Verstärkers sein. Der das Milliamperemeter 31 durchfließende Strom ist ein Maß für den Unterschied zwischen der Spannung über die Kondensatoren 28 und 29 und somit für die Summe U der Impulse A und B. Durch Ablesung des Milliamperemeters kann also der Spannungsteiler 3 derart eingestellt werden, daß die Schaltung möglichst günstig wirkt.

In manchen Fällen ist es günstig, die Signalspannung im Eingangskreis der Röhre 15 derart zu steigern, daß am unteren Punkt der Kennlinie der Röhre eine Begrenzung der Scheitelspannung B erzielt wird. Auch diese Lage ist durch Regelung des Spannungsteilers 3 und durch Ablesung des Milliamperemeters 31 leicht einstellbar.

Fig. 4 stellt eine Schaltung dar, bei der die Impulse dazu benutzt werden, sämtliche Impulsscheitel, die nach Verstärkung in einem Wechselspannungsverstärker nicht weiter alle auf dem gleichen Pegel liegen, im Gitterkreis der Entladungsröhre selbsttätig wieder auf den gleichen Pegel zu bringen. Die Schaltung unterscheidet sich dadurch von derjenigen nach Fig. 1, daß die Anode 7 der Röhre 5 über den Kondensator 9 mit der Anode ¹QQ einer Diode 41 und mit der Kathode einer Diode 42 verbunden ist. Parallel zur Diode 41 ist ein hoher Widerstand 43 und parallel zur Diode 42 ein hoher Widerstand 44 geschaltet. Die Kathode der Diode 41 ist mit dem Pluspol einer Vorspannungsquelle und die Anode der Diode 42 mit dem Minuspol einer zweiten Vorspannungsquelle verbunden, deren Gegenpole an der allgemeinen Minusleitung liegen, so daß sich die den Stromdurchlaß herbeiführende Überspannung leicht einstellen läßt. Zwischen den no erwähnten Polen kann ein Voltmeter V geschaltet sein.

Bei dieser Schaltung werden an Hand der Ablesungen des Voltmeters V und des Milliamperemeters 31 und unter Berücksichtigung der Verstärkung der Röhre 5 die an die Dioden angelegten Vorspannungen derart gebildet, daß diese Vorspannungen im Mittel etwa den Scheiteln der beiden Impulse im Anodenkreis entsprechen, so daß die Summe der Absolutwerte der Vorspannungen .etwa dem Pegelunterschied der Scheitel der beiden Impulse im Anodenkreis entspricht.

Liegt der positive Scheitel zu hoch, so wird· während des positiven Impulses die Diode 41 leitend sein und den Kondensator 9 aufladen, wodurch die Gittervorspannung der Röhre 15 negativer wird.

Liegt der negative Scheitel zu niedrig, so wird während des negativen Impulses die Diode 42 leitend sein, wodurch die Gittervorspannung der Röhre 15 höher wird. Die Ladungen des Kondensators 9 können über die Widerstände 43 bzw. 44 wieder abfließen. Die Dioden 41 und 42 zusammen mit den Parallelwiderständen 43 und 44 und dem Kondensator 9 bewirken in dieser Weise, daß im Mittel die Gittervorspannung der Röhre den richtigen Wert

ίο hat, bei dem keine der Dioden einen solchen Strom führen kann, daß die Impulspegel im bedeutenden Maße herabgesetzt werden.

Infolge des Diodenstroms, der auch den Widerstand 8 durchfließt, kann eine Verzerrung des Im-

»5 pulsscheitels auftreten. Dies kann durch Verwendung der Schaltung nach Fig. 5 verhütet werden, bei der die Röhre 5, entsprechend Fig. 1, stark gegengekoppelt ist und die Anode und Kathode wieder über Kondensatoren 9 und 10 mit der Anode

ao und Kathode einer Diode verbunden sind.

Die Schaltung nach Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1, indem über den Kondensator 9 zwei Dioden 41 und 42 parallel zur Röhre 5 geschaltet sind. Die Anode der Diode 41 ist hier-

»5 bei mit der Kathode der Diode 42, und die Kathode der Diode 41 mit der Anode der Diode42 verbunden. Parallel zu den Dioden sind Widerstände 43 und 44 geschaltet; ein Punkt des Widerstandes 43 ist mit einer positiven Spannung und ein Punkt des Wider-Standes 44 mit einer negativen Spannung verbunden. Die Schaltung wirkt im übrigen wieder entsprechend derjenigen nach Fig. 4. Die Spannung an den An zapfungspunkten der Widerstände 43 und 44 sind nun derart gewählt, daß, wenn einer der Impulse infolge eines Verlaufes des Verstärkers zu niedrig bzw. zu hoch ist, eine der Dioden Strom durchläßt und die Vorspannung des Gitters der Röhre 15 derart geändert wird, daß der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt wird. Hier ist erreicht, daß die beim Stromdurchgang durch die Dioden auftretenden Stromimpulse sowohl den Widerstand 8 als auch den Widerstand 20, und zwar gegenläufig durchsetzen, wodurch die Verzerrung bei passender Wahl der Werte der verschiedenen Schaltungselemente vollständig behoben wird.

Es ist auch möglich, die Anzeigespannung zur Herbeiführung einer selbsttätigen Regelung der Signalgröße zu verwenden. Dies kann z. B. erfolgen, indem diese Spannung in den Gitterkreis einer oder mehrerer der ersten Verstärkerröhren des Empfängers aufgenommen wird, so daß deren Verstärkung in Übereinstimmung mit der erwähnten Spannung geregelt wird. In diesem Fall ist Handregelung nicht erforderlich.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Bildfernübertragung mit senderseitiger Zeilenabtastung des wiederzu- gebenden Bildes durch ein Lichtbündel, welches vom Bildträger auf eine photoelektrische Zelle zurückgeworfen wird und neben den Bildsignalen zur Aufrechterhaltung einer konstanten Helligkeit einen periodisch auftretenden Impuls hervorruft, der sich durch Polarität oder Höhe von den Bildsignalen unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, daß in der photoelektrischen Zelle periodisch mit der Zeilenfrequenz zwei verschiedenartige Impulse hervorgerufen werden, deren einer dadurch entsteht, daß vor oder nach dem Abtasten jeder Zeile auf die photoelektrische Zelle ein Lichtimpuls geworfen wird, der einer Helligkeit entspricht, die größer als die maximale Helligkeit des wiederzugebenden Bildes ist, während der andere dadurch entsteht, daß vor oder nach dem Abtasten jeder Zeile auf die photoelektrische Zelle ein Lichtimpuls geworfen wird, der einer geringeren als der geringsten Helligkeit des wiederzugebenden Bildes entspricht, und ferner dadurch, daß im Empfänger mittels Gleichrichtung eine Spannung abgeleitet wird, welche ein Maß für die Niveaudifferenz (w) der beiden Impulsspitzen (A, B) ist und zur Anzeige der Niveaudifferenz der beiden Impulse oder zur Ableitung einer Steuerspannung für eine zur Verstärkung des aus Bild- und Regelimpulsen bestehenden Signals bestimmte Röhre dient.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Impuls dadurch entsteht, daß das Abtastlichtbündel nach Abtastung einer jeden Zeile auf eine Fläche mit höherem Reflexionskoeffizienten fällt und der andere dadurch, daß das Bündel nach dem Abtasten einer jeden Zeile durch eine öffnung fällt.
3. 3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Anzeige des Pegelunterschiedes der zwei Impulse oder zum Ableiten einer Regelspannung davon vorgesehen sind.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Signale zwei einander entgegengesetzt geschalteten Gleichrichtern zugeführt werden, die je derart mit einem Kondensator in Reihe geschaltet sind, daß diese Kondensatoren bis zum Scheitelwert der im empfangenen Signal vorhandenen, periodisch auftretenden Impulse aufgeladen werden, so daß der Pegelunterschied der beiden Impulse mittels eines Meßgerätes aus dem Spannungsunterschied zwischen den Kondensatoren ermittelt werden kann.
5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch zwei durch Widerstände überbrückte Dioden, deren eine am Gitter der Endröhre liegt, während die andere mit der Kathode angeschaltet ist, und deren freie, nicht mit dem Gitter der Endröhre verbundenen Elektroden an Vorspannungsquellen angeschlossen sind, die eine solche Spannung haben, daß die Dioden nur Strom durchlassen, wenn die Impulsscheitel von einem bestimmten Spannungswert abweichen.
6. 6. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorletzte Verstärkerröhre über Kondensatoren an

   zwei gegeneinander geschaltete Gleichrichter ' angeschlossen ist, zu denen Spannungsteilerwiderstände parallel geschaltet sind, deren Abgriffe mit einer positiven bzw. negativen Spannung verbunden sind, und daß im Anoden- und Kathodenkreis der erwähnten Röhre gleichartige Impedanzen, vorzugsweise Ohmsche Widerstände, geschaltet sind und die Regelspannung für eine der Elektroden von einer der Dioden abgegriffen wird.
7. 7. Anordnung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung im Gitterkreis einer oder mehrerer der ersten Verstärkerröhren des Empfängers wirksam ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1925 10.