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Vorrichtung zur Aufspeicherung von Fernsehsignalen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung, mit der ein Nachrichteninhalt, insbesondere eine Fernsehsendung,
eine gewisse Zeit gespeichert und nach Wunsch wieder abgenommen und übertragen werden
kann. Es sind bereits derartige Anordnungen bekanntgeworden, bei denen die zu übertragende
und zu speichernde Nachricht auf einen Film von z. B. Kinoformat aufgezeichnet wird.
Dieser Film wird darauf in einer Entwicklungsapparatur entwickelt und getrocknet
und danach so lange aufbewahrt, bis die aufgezeichnete Nachricht, z. B. eine Fernsehsendung,
übertragen werden soll..
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Es ist ferner bekannt, im kontinuierlichen Zwischenfilmverfahren Fernsehsendungen
z. B. mittels Braunscher Röhre auf einen Film aufzuzeichnen, zu entwickeln und dann
zu projizieren. Danach wird das fotografische Bild von dem Film entfernt und eine
neue lichtempfindliche Schicht aufgetragen, so daß der Film, der beispielsweise
in Form einer Schleife ausgebildet ist, wieder zur Aufnahme neuer Sendungen bereitsteht.
Diese Verfahren sind wegen der notwendigen Entwicklungsapparatur verhältnismäßig
umfangreich und kostspielig. Für den praktischen Fernsehbetrieb ist eine so lange
dauernde Speicherzeit, wie sie der fotografische Film besitzt gar nicht erforderlich,
da im allgemeinen zwischen Aufnahme und Wiedergabe ein Zeitraum von höchstens z
bis 2 Tagen liegt.
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Es ist ferner bekannt, auf einer isolierenden Unterlage materielle
Bilder oder Zeichnungen durch Aufbringen von Ladungen mit Hilfe von Ionenentladungen
zu erzeugen. An eine elektrische Ablesung
der Ladungsbilder ist
offenbar nicht gedacht. Die Anwendung dieses Verfahrens auf die Fernsehtechnik scheitert
vorläufig an der Trägheil der- Ionenentladungen. Schließlich ist auch vorgeschlagen
worden, Fernsehsignale mit Hilfe von Elektronenstrahlen auf ein Band aus Isoliermaterial
aufzubringen, wobei das Band in seiner Längsrichtung und der Elektronenstrahl hierzu
senkrecht bewegt werden.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zur Speicherung eines elektrischen
Nachrichteninhaltes durch Aufzeichnen eines Nachrichtensignals mittels eines Elektronenstrahles
auf ein bewegtes Transportband mit hochisolierender Oberfläche und zum Abtasten
des Ladungsbildes mit einem anderen oder demselben Elektronenstrahl besitzt die
besonderen Merkmale, daß die Aufzeichnung mit schnellen und die Abtastung mit langsamen
Elektronen vorgenommen wird und daß das bei der Abtastung erhaltene Bildsignal von
den durch die Bandladungen modulierten Rückkehrelektronen abgeleitet ist.
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Durch diese Methode erhält man ein System hoher Empfindlichkeit, da
mit schnellen Elektronen große Ladungsbeträge aufgebracht werden können, während
die Abtastung mit langsamen Elektronen hohe Empfindlichkeit durch die Ablenkung
und teilweise Neutralisierung der Strahlelektronen sicherstellt.
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`Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besteht das speichernde Band
aus einem Träger aus z. B. Nitrocellulose oder einem anderen gut isolierenden und
biegsamen Stoff, auf den eine dünne Schicht eines Metalls, z. B. Aluminium, aufgebracht
ist, welche ihrerseits mit einer dünnen Schicht eines hochisolierenden Stoffes,
z. B. Aluminiumoxyd, Paraffin od. dgl. überzogen ist. Zweckmäßig befindet sich das
Speicherband in einem gut evakuierten Raum, so daß die von einer Elektronenstrahlröhre
ausgehenden Elektronen ohne wesentlichen Verlust auf die hochisolierende Oberfläche
des Filmbandes gelangen können. Die Kathodenstrahlröhre zum Aufzeichnen der Ladungen
wird vorteilhaft mit verhältnismäßig hohen Spannungen, z. B. io kV, betrieben und
besitzt an der Stelle, wo die Elektronen in den Raum austreten sollen, ein Lenardfenster
von etwa der Breite einer Zeile. Die Abtastung der Ladungen auf dem Filmband kann
entweder mit derselben Röhre oder mit einer besonderen Elektronenstrahlröhre erfolgen,
wobei jedoch die Anodenspannung während der Abtastung wesentlich niedriger sein
kann als bei der Aufzeichnung. Insbesondere kann die Abtaströhre mit so niedriger
Anodenspannung betrieben werden, wie sie beispielsweise in einem Orthikon angewandt
wird. In diesem Fall kann die Austrittsstelle der Elektronen mit dem Raum, in dem
das Isolierband angeordnet ist, in direkter Verbindung stehen. Zweckmäßig besteht
die Austrittsöffnung dieser Röhre hierbei aus einem schmalen Spalt von etwa Zeilenbreite.
Zur Aufrechterhaltung eines Hochvakuums wird die Abtaströhre und gegebenenfalls
auch die aufspeichernde Röhre an eine Hochvakuumpumpe ausreichender Saugleistung
angeschlossen. Dagegen kann der Raum, in dem das Isolierband bewegt wird, durch
eine Vorvakuumpumpe auf einem niedrigeren Vakuum von beispielsweise io-2. bis io-s
mm gehalten werden. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Fig. i
und 2 erläutert, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt wird.
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In Fig. i ist i ein Gehäuse, in dem in einem vakuumdichten Teilraum
das aufgespulte Band .2 angeordnet ist.
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Die Spulen sind zwecks Bewegen des Bandes während der Aufzeichnung,
des Abspieles und des Umspulens in üblicher Weise mit Motorantrieb ausgerüstet.
In einem anderen Teilraum, der vor-,. teilhaft als Stativ ausgebildet ist, befindet
sich eine Vakuumpumpe 3 zum Evakuieren de's Filmraums und eine Öldiffusionspumpe
q.. zum Evakuieren der Aufzeichnungsröhre 5 und der Ableseröhre 6.
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Die Röhre 5 besitzt eine zeilenförmige Austrittsöffnung für die Elektronen,
die mit einer dünnen Aluminiumfolie bedeckt ist, welche an sich einen guten Vakuumabschluß
bedeutet. Daher ist ein Anschluß der öldiffusionspumpe nicht unbedingt erforderlich.
Bei der Ableseröhre 6, in der langsame Elektronen erzeugt werden, ist dieAustrittsöffnung
der Elektronen zweckmäßig unbedeckt, so daß eine gewisse Gasströmung von dem äußeren
Raum ins Innere der Röhre stattfindet. Diese ist jedoch bei Verwendung eines schmalen
Spaltes der Größenordnung 1/1a mm und einer wirksamen Pumpe für das Funktionieren
der Röhre vernachlässigbar.
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An Hand der Fig. 2 wird die weitere Ausbildung der Elektronenröhren
und der Isolierschicht beschrieben. In dieser Figur ist 7 eine Elektronenröhre der
Form, wie sie zum Aufzeichnen und Ablesen benutzt werden kann. In der Elektronenröhre
befindet sich eine Glühkathode mit Steuergitters, eine Anode 9 und eine Austrittselektrode
io. Die Anode 9 und die Elektrode io besitzen je eine spaltförmige Öffnung, die
aufeinander ausgerichtet sind. Vermittels nicht gezeigter Ablenkspulen wird der
Elektronenstrahl parallel und längs der Austrittsöffnung hin und her geführt. Um
zu verhindern, daß der Elektronenstrahl bei Auftreten von Störfeldern (Erdmagnetfeld)
von der Bahn des Austrittsspalts abweicht, wird die Fokussierung auf den Austrittsspalt
der Elektrode 9 so eingestellt, daß der Elektronenstrahl verhältnismäßig breit auf
diese auftrifft. Vor dem Austrittsfenster io wird der Film ii kontinuierlich bewegt.
Die aus der Aufzeichnungsröhre austretenden Elektronen dringen vermöge ihrer hohen
Geschwindigkeit ziemlich tief in das Innere der Isolierschicht i2 ein und werden
darin wegen des hohen Isolationsvermögens festgehalten. Die Isolierschicht beispielsweise
aus Aluminiumoxyd oder aus aufgedampftem Quarz soll einen Widerstand von mehr als
io+15,QCm besitzen. Weitere geeignete Stoffe für die Isolierschicht sind Silikone
oder Kunstharze. Die Isolierschicht ist auf eine Metallschicht 13 aufgetragen, die
zur Festlegung eines bestimmten Potentials dient und daher an irgendeiner Stelle
mit
einer Spannungsquelle oder Erde verbunden sein kann. Die auf der Rückseite befindliche
Schicht 14 aus gut isolierendem Material verhindert, daß die Ladungen an der Oberfläche
der Isolierschicht 12 sich im aufgewickelten Zustand des Bandes gegen die Metallschicht
13 ausgleichen können.
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Bei der Ablesung des aufgezeichneten Ladungsbildes wird der umgespulte
und in derselben Richtung wie beim Aufzeichnen vorbeigeführte Film von einem langsamen
Elektronenstrahl mit einer Geschwindigkeit von etwa io V überstrichen. In diesem
Falle dient die Elektrode i o zur Abnahme der Signale. Der Vorgang, welcher das
Auftreten von Bildsignalen an der Elektrode io bewirkt, ist folgender: Wenn der
langsame Elektronenstrahl auf der negativ geladenen Oberfläche der Schicht 12 auftrifft,
so wird ein Teil der Elektronen an der Oberfläche festgehalten, bis diese auf io
V aufgeladen ist. Danach kehren die Elektronen vollzählig zur Elektrode io um. An
einer Stelle der Isolierschicht 12, auf der sich keine Ladung befindet, wird hingegen
ein größerer Teil der Strahlelektronen benötigt, um die Oberfläche auf io V aufzuladen.
Diese Unterschiede in der Anzahl der auf die Elektrode io zurückkehrenden Elektronen
sind die Ursache für die Entstehung eines Bildsignals. Dieses wird in einem nachgeschalteten
Verstärker zu solcher Amplitude gebracht, daß damit eine Bildwiedergaberöhre gesteuert
werden kann.
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Da nur Oberflächenladungen ausgewertet werden, kann man den Film auch
mehrere Male abtasten. Wenn auch das Ladungsbild auf der Oberfläche durch den Abtaststrahl
zunächst verwischt wird, so tritt es doch nach einiger Zeit durch Diffusion von
Ladungen aus dem Innern der Isolierschicht wieder hervor.
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Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt.
Es kann auch eine andere Art der Bildaufspeicherung als die hier beschriebene zur
Anwendung kommen, etwa indem an Stelle eines undurchlässigen Bandes ein perforiertes
Band verwendet wird, bei dem die Isolierschicht auf der der Kathodenstrahlröhre
abgewandten Seite angeordnet ist. In diesem Falle wird eine negative Gegenelektrode
gegenüber der Isolierschicht angeordnet, welche die die Perforation durchdringenden
Elektronen - zur Umkehr und zur Aufladung der Isolierschicht zwingt. Bei der Ablesung
wird die Gegenelektrode an positives Potential gelegt. In diesem Falle bewirkt das
Ladungsbild auf der Rückseite des Bandes eine Steuerung der Elektronen nach Art
eines aufgeladenen Steuergitters. Bei starker negativer Rufladung können die Elektronen
nicht durch die Perforation- des Films hindurchdringen und somit auch nicht auf
die Sammelelektrode gelangen. Bei Fehlen einer solchen Rufladung können sie sie
dagegen vollzählig erreichen.
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Das Ladungsbild auf der Isolierschicht kann auch durch ein starkes
elektrisches Feld gelöscht werden, das z. B. zwischen der Metallbelegung und einer
Transportrolle erzeugt wird. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht
das Speicherband aus zwei einzelnen Bändern, nämlich einem aus Isolationsmaterial
bestehenden und einem metallischen oder metallisierten Trägerband. Man hat es in
diesem Falle in der Hand, das Potential auf der Isolierschicht willkürlich herauf-
und herabzusetzen, indem man die beiden Bänder entweder in engem Kontakt miteinander
hält oder mittels einer besonderen Transportrolle aus Isoliermaterial voneinander
trennt. Auf diese Weise kann man erreichen, daß während der Speicherung nur geringe
Potentialunterschiede zwischen der Isolierschicht und dem Metallband bestehen und
somit auch der Ladungsausgleich sehr langsam vor sich geht. Bei der Ablesung des
Ladungsbildes mit Hilfe eines langsamen Elektronenstrahls werden aber durch Trennen
der beiden Bänder die Potentiale auf -dem Isolierband angehoben, wodurch eine beträchtliche
Verstärkung erzielt wird.