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Verfahren und Vorrichtung zum Fernsehen.
Um einem LichtbÜndel die erforderliche Abtastbewegung zu erteilen, ist es bekannt, bewegliche optische Teile, wie Spiegeltrommeln, Nipkowscheiben u. dgl., zu verwenden. Diese Verfahren erfordern Teile, die mit sehr hoher Geschwindigkeit umlaufen. Weiters ha. ben die bekannten Verfahren den Nachteil, dass die Bildzeilenfrequenz bzw. die Zeilenzahl der Abtastung nicht ohne weiteres geändert werden kann. Andere Abtastverfahren vermeiden diese Nachteile durch Verwendung'eines beweglichen Elektronenbündels, jedoch sind hiebei hohe elektrische Spannungen erforderlich, ausserdem muss der ganze Vorgang im Vakuum stattfinden. Es ist auch bekannt, den Kerreffekt zur Bewegung des sich aus der Doppelbrechung ergebenden ausserordentlichen Strahles zu verwenden, jedoch ist die sich ergebende Bewegung nur klein.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Bildabtastung, welche die Verwendung schnell bewegter Teile vermeidet. Weiters soll eine leichte Änderungsmoglichkeit für die Zeilenwechselfrequenz geschaffen und die Synchronisierungsschwierigkeiten der bekannten Verfahren sollen vermieden werden.
Die Erfindung geht von einem bekannten Verfahren zur Erzeugung einer Abtastkomponellte für Fernsehvorrichtungen mit durchsichtige, eine Flüssigkeit enthaltender Zelle aus, in welcher wandernde hochfrequente Druckwellen erzeugt werden, durch die ein Lichtbündel hindurchgeführt
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und einem zweiten Teil, der von dieser Richtung abgelenkt ist. Einer dieser Teile wird hiebei zur Erzeugung eines Bildes der Wellen auf der abzutastenden Oberfläche ausgewählt.
Die Erfindung besteht darin, dass elektrische Impulse von Bildzeilenfrequenz zur Steuerung entweder der Zeitdauer der Beleuchtung oder der wirksamen Länge der Wellen oder beider derart verwendet werden, dass die Elementarflächen einer Linie der abzutastenden Oberfläche periodisch und augenblicksweise mit Zeilenfrequenz entweder gleichzeitig oder aufeinanderfolgend beleuchtet werden.
Mit ändern Worten : Die Bewegung der Wellen wird zur Erzeugung der Abtastkomponente verwendet, so dass es möglich ist, die Benutzung eines mechanischen, die schnelle Abtastkomponente erzeugenden Teiles zu vermeiden. Die Bewegung der Wellen kann, wie dargelegt, auf verschiedene Weise ausgenutzt werden, z. B. :
1. Man lässt die Wellen, welche die Bildpunkte darstellen, sich bewegen, bis eine vollständige Bildzeile in der Zelle wiedergegeben wird. In diesem Augenblick wird die Zelle durch einen Lichtblitz beleuchtet, so dass eine vollständige Bildzeile auf den Schirm projiziert wird. Die Wellen setzen ihre Bewegung fort, bis die nächste Zeile in der Zelle wiedergegeben wird : in diesem Augenblick wird ein zweiter Lichtblitz erzeugt usw.
Die für dieses Verfahren erforderliche intermittierende Lichtquelle wird durch die Zeilensynchronisierungsimpulse gesteuert, die aus den übertragenen Signalen abgeleitet werden.
2. Die Wellen in der Zelle stellen keine Bildpunkte, sondern einen einzigen Abtastpunkt dar.
Dies wird dadurch herbeigeführt, dass sehr kurze unzusammenhängende Wellengrnppen erzeugt werden, die durch die empfangenen Zeilensynchronisierungsimpulse gesteuert werden. In diesem Falle wird eine konstante Lichtquelle verwendet und im Falle eines Fernsehempfängers die Intensität des Lichtbündels mittels eines Lichtmodula, tors gesteuert.
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Hochfrequenzschwingungen auf einen sehr niedrigen Wert herabgesetzt sind : die Wirkung eines jeden Synchronisierungsimpulses ermöglicht dann die Erzeugung einer kurzen Gruppe von Schwingungen (Fig. 6). DerAusgangskreis des Modulators ist an die Klemmen des Kristalle der Zelle22 angeschlossen, so dass kurze, unzusammenhängende Gruppen von Wellen in der Flüssigkeit der Zelle erzeugt werden.
An Hand der Fig. 4 und 5 sind im folgenden der Verstärker und der Formgebungskreis 29
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besitzen. Die Zeilensynchronisierungsimpulse, welche dem Gitter der Röhre V1 zugeführt werden, besitzen die durch die Kurve 1 in Fig. 5 veranschaulichte Form. Der Anodenkreis dieser Röhre enthält einen Widerstand 33 und einen Kondensator 3 : Z in Parallelschaltung. Jeder der rechteckig verlaufenden Impulse ladet den Kondensator 32 auf, der sich dann durch den Widerstand 83 hindurch entlädt. Durch geeignete Auswahl der Zeitkonstanten des Kreises 32. 33 wird die Ladezeit gleich der Entladezeit gemacht, so dass die dem Gitter der Röhre V2 zugeführten Signale die durch die Kurve 11 in Fig. 5 veranschaulichte dreieckige Form erhalten.
Das Gitter dieser Röhre erhält eine negative Vorspannung, deren Wert durch den veränderlichen Widerstand 1 geregelt werden kann. Diese Vorspannung kann so eingestellt werden, dass die Röhre F2 nur den oberen Teil der dreieckig verlaufenden Impulse überträgt, z. B. den Teil oberhalb der gestrichelten Linie in Kurve II der Fig. 5. Infolgedessen werden die dem Gitter der Röhre Vg zugeführten Impulse den durch die Kurve 111 der Fig. 5 dargestellten Verlauf besitzen. Die Röhre r 3 wirkt als Verstärker, der Verlauf der Impulse in ihrem Ausgangskreis
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werden ; dies Verhältnis wird kleiner, wenn die negative Vorspannung am Gitter der Röhre V2 ver- grössert wird.
In Fig. 6 ist die dem Kristall der Zelle 22 zugeführte Hochfrequenzwelle veranschaulicht.
Wie ersichtlich, ist die normale Amplitude der Welle so klein, dass sie vernachlässigt werden kann, die Amplitude wächst jedoch sehr stark jedesmal, wenn ein Impuls an den Modulator 30 gelangt.
Jede Gruppe von in der Flüssigkeit der Welle : 2 : 2 erzeugten Wellen erzeugt ein Interferenzmuster, dessen mittleres Bild durch die Blende 23 abgeschirmt wird, während das Licht der Seitenbilder durch die Linse 24 gesammelt und auf den Schirm : 26 geworfen wird. Auf diese Weise wird auf dem Schirm 26 ein Liehtfleek gebildet, dessen Grösse von der Länge des Wellenzuges in der Flüssigkeit abhängt. Dieser Lichtfleck bewegt sich mit einer Geschwindigkeit über den Schirm, die von der Bewegungsgeschwindigkeit der Wellen in der Flüssigkeit der Zelle abhängt. Die Zelle wirkt daher in ähnlicher Weise wie ein mit einem Schlitz versehener undurchsichtiger Schirm, dessen Schlitz sich parallel zur Achse der Spiegeltrommel 26 bewegt.
Auf diese Weise werden Elementarflächen des Schirmes, die den ursprünglichen Bildelementen entsprechen, augenblicksweise beleuchtet. Eine nach diesem Grundsatz arbeitende Zelle ist im folgenden als"Wellenschlitzzelle"bezeichnet. Die Länge der Zelle 22 ist so in bezug auf die Natur der Flüssigkeit der Zelle s gewählt, dass eine Wellengruppe den Kristall in dem Augenblick verlässt, in welchem die vorhergehende Gruppe das obere Ende der Welle 22 erreicht hat. Auch der Wert des Widerstandes 33 ist zweckmässig so eingeregelt, dass das Verhältnis der Länge einer Wellengruppe zur Länge der Zelle gleich dem Verhältnis der Länge eines Bildelementes zur Länge der Bildzeile ist.
Das erstgenannte Verhältnis bestimmt das Mass der Bildauflösung, deren der Empfänger fähig ist : das letztgenannte Verhältnis stellt die Bildauflösung im Sender dar. In Fig. 7 stellt das Rechteck 36 die Grenzen der Zelle oder desjenigen Teiles dar, der bei der Beeinflussung des hindurchgehenden Lichtes wirksam ist : die Wellen pflanzen sieh von einem Ende des Rechtecks zum andern fort. Die Kurve 3. 3 stellt die Amplitude der Wellen an verschiedenen Punkten längs der Zelle zu einem gegebenen Zeitpunkt dar, der Teil 37 lässt die plötzliche Zunahme der Amplitude auf Grund des Eintreffen eines Impulses erkennen. Das Verhältnis der Breite des Teiles 37 zur Länge des Rechtecks 36 ist die Bildauflösung des Empfängers.
Eine Vergrösserung derselben über die Bildauflösung des Senders ist naturgemäss ohne Vorteil. Das beste Ergebnis wird durch die oben beschriebene Einstellung erzielt.
Wenn in der oben beschriebenen Weise das Licht des mittleren Lichtbündels verwendet werden soll und dementsprechend die Seitenbilder abgeblendet werden, wird der Modulator 30 so eingeregelt, dass unmodulierte Schwingungen an den Klemmen. 31 dem Kristall mit voller Amplitude zugeführt werden. Die Impulse werden in einem solchen Sinne an den Modulator geschaltet, dass sie zeitweise die Schwingung unterdrücken. Der Schwingungsverlauf im Ausgangskreis des Modulators wird daher in diesem Falle durch die Umkehrung der in Fig. 6 dargestellten Kurve veranschaulicht.
Unter diesen Bedingungen arbeiten der Wellensehlitz der Zelle 22 und die Spiegeltrommel 26 derart zusammen, dass sie die schnelle und die langsame Abtastkomponente erzeugen, und da der Lichtstrahl durch die Kerrzelle 21 entsprechend den Bildströmen moduliert ist, wird das Bild auf dem Schirm 25 aufgebaut.
Die in Fig. 3 veranschaulichte Vorrichtung kann auch in anderer Weise zur Erzielung der gleichen Wirkung betrieben werden, u. zw. einfach dadurch, dass die umgeformten Zeilensynchronisierungsimpulse des Ausgangskreises der Vorrichtung : 9 an Stelle der Bildströme den Klemmen der Kerrzelle
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der Helligkeit aufeinanderfolgender Bildelemente, und da die Länge der Zelle der Länge der Bildzeile entspricht, wird in der Zelle zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten eine vollständige Bildzeile wiedergegeben. Eine in dieser Weise arbeitende Zelle ist im folgenden als,Modulatorzelle"bezeichnet. Die Bildzeile wird auf dem Schirm 25 genau so wie zuvor abgebildet, jedoch werden auf Grund der Tat-
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ihr liegen, kein Licht durchlassen kann.
Da diese Impulse lediglich mit Zeilenfrequenz auftreten und ihre Dauer lediglich diejenige eines Bildelementes ist (auf Grund der oben beschriebenen Wirkung des Kreises 29), wird die Kerrzelle als Verschluss wirken und die Zelle : 22 wird intermittierend mit Zeilenfrequenz beleuchtet, so dass jede Bildzeile nur einen kurzen Augenblick auf den Schirm 25 projiziert wird und keine Bewegung der Zeile wahrnehmbar ist, da die Beleuchtungszeit nur dem
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Zeile einen kurzen Zeitraum unter die vorhergehende Zeile projiziert und so das vollständige Bild aufgebaut. In diesem Falle wird das durch die Zelle hindurchgehende Licht im Gegensatz zu der zuerst beschriebenen Betriebsweise zeitlich begrenzt, bei welcher das Licht eine räumliche Begrenzung erfuhr.
Je kürzer die Zeitdauer der Beleuchtung gemacht wird, desto höher wird die Bildauflösung.
In der Praxis ist das Ergebnis befriedigend, wenn das Verhältnis der Zeitdauer eines jeden Lichtblitzes zu der Zeit zwischen zwei Lichtblitzen sich dem Verhältnis der Länge eines Bildelementes zu der Länge einer Bildzeile annähert.
Der Wirkungsgrad der Vorrichtung ist nach Fig. 3 bei der zuletzt beschriebenen Arbeitsweise sehr gering, da der grössere Teil des von der Lichtquelle 20 ausgehenden Lichtes verloren geht. Dies kann durch die Verwendung eines Entladungsrohres, beispielsweise einer Hochdruck-Quecksilberdampflampe, welche statt dauernd nur mit der Zeilenfrequenz intermittierend leuchtet, verbessert werden, der Stromverbrauch und daher die Helligkeit sind bei jedem Aufleuchten gross. Die Kerrzelle oder ein entsprechender, durch die Zeilensynchronisierungsimpulse gesteuerter Verschluss begrenzt dann die Zeitdauer eines jeden Aufleuchten auf die Grössenordnung derjenigen eines Bildelementes.
Die Lichtvergeudung kann auch unter Fortlassung der Kerrzelle durch Anwendung einer Lampe vermieden werden, die intermittierend mit einer Frequenz in der Nähe der Zeilenfrequenz aufleuchten kann, bei welcher jedoch die Zeitdauer einer jeden Beleuchtungsperiode nur für eine Zeit bestehen bleibt, deren Grössenordnung der Zeitdauer eines Bildelementes entspricht. Die Lampe wird hiebei durch die geformten Zeilensynehronisierungsimpulse gesteuert. Für diesen Zweck sind beispielsweise die bekannten stroboskopisehen Lampen geeignet.
Ein Empfänger, der eine Wellenschlitzzelle und eine Modulatorzelle verwendet, ist in Fig. 8 dargestellt. Das Licht einer Lichtquelle wird in Form eines beleuchteten Schlitzes 40 durch die Modulatorzelle 4j ! hindurehgeführt, an deren Klemmen 42 eine mit den Bildströmen modulierte Hochfrequenzschwingung liegt. Der mit Schlitzen versehene Schirm 43 blendet das mittlere Bild ab, während die beiden Schlitze 44 das Licht der beiden Seitenbilder durch die Linse 45 auf eine Wellenschlitz- zelle 46 fallen lassen, wobei die Linse 45 ein Bild der Flüssigkeit der Zelle 41 auf der Flüssigkeit der Zelle 46 erzeugt.
Den Klemmen 47 dieser Zelle wird eine mit den umgeformten Zeilensynchronisierungsimpulsen modulierte Hochfrequenzschwingung zugeführt, wie es bezüglich Fig. 3 beschrieben wurde.
Der mit Schlitzen versehene Schirm 48 ist so ausgestaltet, dass er lediglich das Licht der durch den Wellensehlitz in der Wellenschlitzzelle erzeugten Seitenbilder durchlässt. Da die Schlitze 44 des Schirmes 43 jeder als modulierte Lichtquelle wirken, wird die Zelle 46 zwei einander überlappende Gruppen von Interferenzbildern erzeugen. Der Schirm 48 ist daher mit zwei Blenden 49 zur Abdunklung
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Die beiden Schirme 43 und 48 sind schaubildlich in Fig. 9 veranschaulicht.
Die Linse 51 erzeugt ein Bild der Flüssigkeit der Zelle 46 auf dem Betraehtungsschirm 52, das durch die langsam bewegliche Abtastvorrichtung 53 über den Schirm senkrecht zur Richtung der Zeiehenebene bewegt wird.'
In Fig. 10 stellt das Rechteck die Wellenschlitzzelle 46 dar, während die ausgezogene Kurve (' 54 das Bild der bildstrommodulierten Wellen der Zelle 41 veranschaulicht.
Dieses Bild, also die Kurve 54, bewegt sich durch die Zelle hindurch in Richtung des oberen Pfeiles, während der durch die an den Klemmen 47 liegenden Impulse erzeugte und durch die gestrichelte Kurve 55 veranschaulichte Wellenschlitz sich mit gleicher Geschwindigkeit in Richtung des unteren Pfeiles bewegt ; die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Bewegungen erzeugt die erforderliche schnelle Abtastkomponente.
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miteinander vertauscht, also ein Bild der Wellenschlitzzelle auf die Oberfläche der Modulatorzelle projiziert.
Auf Grund der Tatsache, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Wellenschlitz und den bildstrommodulierten Wellen doppelt so gross ist wie jede der beiden Einzelgeschwindigkeiten, kann die Länge beider Zellen halb so gross gemacht werden wie die Länge der Zelle 22 in Fig. 3, d. h.
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Es ist zweckmässig, jedoch nicht wesentlich, dass die beiden WellengTuppen sich parallel zuein- ander in entgegengesetzten Richtungen bewegen, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Sie können sich aber auch mit verschiedenen Geschwindigkeiten in der gleichen Richtung bewegen oder eine Wellen- gruppe kann sich unter einem Winkel, z. B. von 4Ï j, zur andern Wellengruppe fortpflanzen. Im letzt- genannten Falle würde die resultierende Bildzeile unter einem Winkel zu der normalerweise erzielten verlaufen, jedoch lässt sich dies durch geeignete Verdrehung der beiden Zellen gegenüber dem übrigen
Teil der Vorrichtung berichtigen.
Bei der Anordnung nach Fig. 8 kann erreicht werden, dass der Wellenschlitz 55 sich mit einer grösseren Geschwindigkeit bewegt als die Bildmodulation 54, so dass der Zeitraum, während dessen der Wellenschlitz wirksam ist, klein bleibt im Verhältnis zur Zeitdauer einer Bildzeile. In diesem
Falle kann nunmehr für einen gegebenen Grad der Bildauflösung die Breite des Wellenschlitzes und daher die sich ergebende Beleuchtung gesteigert werden. Die Lichtquelle kann derart ausgebildet werden, dass sie intermittierend und nur während der Wirksamkeitsdauer des Wellenschlitzes leuchtet, wodurch eine Ersparnis an der für die Erzeugung des Lichtes erforderlichen Energie erzielt wird.
Die Zeilensynchronisierungsimpulse dienen der Steuerung sowohl der Wellensehlitzzelle als auch der
Lichtquelle. Wahlweise kann auch eine Kerrzelle oder ein entsprechender Verschluss in Verbindung mit einer konstanten Lichtquelle verwendet werden, wodurch der Einfall unerwünschter Streulicht- bündel während der Zeitdauer der Unwirksamkeit des Wellenschlitzes vermieden wird.
Eine wesentliche und vorteilhafte Eigenschaft der beschriebenen Empfangsanordnung besteht darin, dass ein feststehendes Bild selbst dann erzeugt wird, wenn sich die Zeilenfrequenz im Sender ändert. Wenn sich z. B. in Fig. 8 die Zeilenfrequenz des Senders plötzlich erhöht, wird die Länge der durch die Bildmodulationen in der Zelle 41 wiedergegebenen Bildzeilen kleiner werden, jedoch wird dies durch die Tatsache ausgeglichen, dass die Frequenz der an der Zelle 46 liegenden Synchronisierungs- impulse zunimmt ; der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenschlitzen wird im gleichen
Verhältnis abnehmen. Das auf dem Schirm wiedergegebene Bild wird sich daher einfach in Richtung der Abtastzeilen zusammenziehen, im übrigen aber feststehend bleiben.
Die bei bekannten Anordnungen gegebenen Synchronisierungssehwierigkeiten im Empfänger sind also im vorliegenden Falle nicht vorhanden.
In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsform eines Empfängers nach Fig. 8 dargestellt, bei welcher die beiden Zellen 41 und 46 durch eine einzige Zelle 63 ersetzt sind. Die Lichtquelle 60 besteht aus einer Glühlampe, die mit einer Mehrzahl Seite an Seite liegender Leuchtdrähte versehen ist, um eine Lichtquelle mehr oder weniger quadratischer Form zu erzielen. Die Zylinderlinse 62 erzeugt ein Bild der Lichtquelle in der Flüssigkeit der Zelle 63 in einer Ebene, während in der rechtwinklig hiezu verlaufenden Ebene das Licht aus dem Schlitz 61 divergiert und die Vorderfläche der Zelle 63 beleuchtet. Die Linsen der Zelle 63 erzeugen ein Bild dieses Schlitzes auf dem mittleren undurch- sichtigen Teil des Schirmes 66.
Die Zelle 63 enthält zwei übereinanderliegende Kristalle 64 und 65 ; an den Kristall 64 wird eine mit den Bildströmen modulierte Schwingung geschaltet, so dass der obere Teil der Zelle als Modulatorzelle wirkt und der Zelle 41 nach Fig. 8 entspricht. Das Licht der Seitenbilder geht durch die Schlitze des Schirmes 66 hindurch, wird durch das Prisma 67 durch die Linse 68 hindurch in den unteren Teil der Zelle reflektiert, die als Wellenschlitzzelle wirkt und der Zelle 46 nach Fig. 8 entspricht, und die Zeilensynehronisierungsimpulse werden als Modulationen einer Hoch- frequenzschwingung an den Kristall 65 geschaltet.
Die Linse 68 erzeugt ein Bild des oberen Teiles der Flüssigkeitsoberfläche, der Zelle 63 auf dem unteren Teil der Flüssigkeitsoberfläche und entspricht der Linse 45 in Fig. 8. Die Zylinderlinsen der Zelle 63 erzeugen Bilder der Schlitze des Schirmes 66 auf den beiden undurchsichtigen Teilen des Schirmes 7'0, zu welchem das Licht mittels eines Spiegels 69 reflektiert wird. Auf dem Schirm 70 wird ein zweites Interferenzmuster erzeugt, dessen mittlere Bilder abgeblendet werden, während das Licht der Seitenbilder durch die drei Schlitze über die Zylinderlinsen 71, 73 und die Spiegeltrommel'72 auf den Schirm 74 gelangt. Die Wirkung dieses Empfängers ist im wesentlichen die gleiche wie die desjenigen nach Fig. 8, eine ins einzelne gehende Beschreibung erübrigt sich daher.
Der Schirm 66, das Prisma 67 und die Linse 68 können durch die beiden durch gestrichelte Linien dargestellten Teile aus einem sphärischen Konkavspiegel 75 (Fig. 12) ersetzt werden.
Die beschriebenen Empfänger besitzen einen Nachteil, nämlich dass die verwendbare Lichtmenge verhältnismässig klein ist. So können in Fig. 8 die Linsen 45 und 51 nicht mit ihrer grössten Öffnung arbeiten. Es ist jedoch möglich, die volle Öffnung dieser Linsen dadurch zu verwenden, dass mit mehreren Gruppen Seite an Seite liegender Interferenzbilder gearbeitet wird an Stelle nur einer Gruppe von Interferenzbildern. Eine Möglichkeit, dies zu verwirklichen, ist in Fig. 13 dargestellt.
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Teile entsprechen der Lichtquelle der Modulatorzelle und den mit Schlitzen versehenen Schirmen auf der linken Seite der Fig. 8. Die Lichtquelle ist in der Papierebene sehr gross und kann durch eine lange Glühlampe gebildet werden.
Der Schirm 77 enthält eine Anzahl von Schlitzen, deren jeder als
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derart, dass das Bild eines jeden Schlitzes auf dem undurchsichtigen, zwischen zwei Schlitzen des Schirmes 82 liegenden Teil erzeugt wird. Die Zelle enthält eine Anzahl von Kristallen 80, deren Zahl gleich ist der Zahl der Schlitze in dem Schirm 77. Der Einfachheit halber sind in der Zeichnung nur drei Kristalle dargestellt. Die Kristalle sind parallel zueinander an die Klemmen 81 geschaltet. an welchen eine geeignete mit den Bildströmen modulierte Hochfrequenzschwingung liegt. Die Kristalle sind so angeordnet, dass ein jeder einen Wellenzug in einer andern Richtung erzeugt, die Richtungen der Wellen sind durch die Pfeile 86, 87 und 88 veranschaulicht.
Jeder dieser Wellenzüge beeinflusst lediglieh dasjenige LichtbÜndel, das senkrecht zu seiner Fortpflanzungsrichtung auf ihn auftrifft ; der Wellenzug 86 beeinflusst also das Lichtbündel 83 des mittleren Schlitzes, während die Wellen- züge 87 und 88 die Lichtbündel 84 bzw. 85 beeinflussen werden, die aus den äussersten Schlitzen des Schirmes 87 kommen. Auf dem Schirm 82 wird auf diese Weise eine Anzahl von Gruppen von Interferenzbildern entstehen, deren jede einem der von den Schlitzen des Schirmes 77 ausgehenden Lieht- bündel entspricht.
Das mittlere Bündel einer jeden dieser Gruppen wird durch den Schirm & ' ? abge- dunkelt und das Licht der Seitenbilder aller Gruppen geht durch die Schlitze des Schirmes 8 : ? hindurch und wird in ähnlicher Weise wie in Fig. 8 verwendet. Naturgemäss ist der übrige Teil der Vorrichtung ähnlich der Anordnung nach Fig. 8, die Zelle 46 wird durch eine zweite Zelle ersetzt, die ähnlich der
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benutzt werden.
In Fig. 14 und 15 ist eine weitere Möglichkeit zur Vergrösserung der Lichtleistung des Empfängers dargestellt. Diese Zeichnungen zeigen im Grundriss bzw. in Seitenansicht einen Fernsehempfänger mit einer als WellenseMitzzelle wirkenden Zelle 91 : das auf diese Zelle fallende Licht wird in irgendeiner geeigneten Weise in Übereinstimmung mit den Bildströmen moduliert. Diese besondere An- ordnung ist wegen ihrer Einfachheit veranschaulicht worden, sie kann naturgemäss an irgendeines der Empfangsverfahren nach Fig. 3-11 angepasst werden. Zur weiteren Vereinfachung der Fig sind die Lichtstrahlen als durch die reflektierenden Flächen 93, 95 hindurchgeführt veranschaulicht, statt als reflektiert.
Die Lichtquelle 90 besitzt in diesem Falle eine grosse Abmessung in der Ebene rechtwinklig zu der die Fortpflanzungsrichtung der Wellen in der Zelle 91 enthaltenden Richtung,
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auf der Oberfläche der drei Spiegel 95, deren jeder mit einem undurchsichtigen Streifen versehen ist. Das von der Zelle 91 ausgehende Licht wird auf die Spiegel 95 durch eine Gruppe von drei Spiegeln N. ? reflektiert, die einer über dem andern in der Ebene der Fig. 15 angeordnet und die zueinander um die Achse 9-1 in der in Fig. 14 veranschaulichten Weise geneigt sind.
Jeder dieser Spiegel reflektiert das Licht von einem Drittel des Bildes der Lichtquelle in der Flüssigkeit in einer andern Richtung auf Grund der gegenseitigen Neigung der Spiegel um die Achse 94. Der oberste und der untf'r.'-t"
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gestellt ist ; die Wirkung hievon ist, dass die drei Teile des Bildes der Lichtquelle nun Seite an Seite in eine Linie gebracht werden. Diese drei Teile werden in der Ebene der Fig. 14 auf die Oberfläche
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zur Achse 94 verläuft. Das Licht von jedem Drittel des Bildes der Lichtquelle erzeugt sein eigenes Interferenzmuster in der Ebene der Achse 96, die mittleren Bilder dieser drei Muster werden durch die undurchsichtigen Streifen auf den Spiegeln 95 abgeblendet.
Das Licht dieser Seitenbilder wird durch die Linse 97 gesammelt und das Bild der Flüssigkeitsoberfläche auf den Schirm 99 über die langsam laufende Spiegeltrommel 98 geworfen. Auf Grund der Tatsache, dass das auf die Spiegel 95 fallende Licht aus verschiedenen Höhen in der Ebene der Fig. 15 kommt, würde es auch in verschiedenen Höhen reflektiert werden, wenn ein ebener Spiegel an Stelle der Spiegel 95 verwendet würde. Dies wird durch die Winkelversehiebung der Spiegel 95 um die Achse 96 berichtigt. Die Wirkung der beiden Spiegelgruppen ist die Umwandlung des einfallenden Biindels, das seine grosse
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liegt, welche die Richtung rechtwinklig zur langsamen Abtastung enthält (d. h. die Ebene der Fig. 14), dem nur in dieser Ebene kann die grosse Öffnung voll ausgenutzt werden.
Eine weitere Zunahme der Helligkeit ist durch Vereinigung des in Fig. 13 veranschaulichten Vorgehens mit dem Verfahren nach Fig. 14 und 15 erreichbar, da dann eine Lichtquelle Anwendung finden kann, die in beiden Richtungen gross ist.
Wird die optische Anordnung nach Fig. 14 und 15 mit einer kleinen Lichtquelle verwendet, so kann die Grösse der langsam laufenden Abtastvorrichtung ausserordentlich in der Abtastriehtung.
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Teiles klein in derjenigen Richtung zu machen, in der keine Abtastung stattfindet, d. h. in der Ebene der Fig. 15, so dass als Ergebnis eine sehr kleine langsam bewegliche Abtastvorrichtung Verwendung finden kann. Auf diese Weise wird die Anwendung eines Oszillographen mit sehr kleinem Spiegel ermöglicht, der durch Ströme mit sägezahnartigem Verlauf angetrieben wird, die durch irgendein bekanntes, durch die Zeilenfrequenz-Synchronisierungsimpulse gesteuertes Kippspannungsgerät erzeugt werden können.
Ausser den zahlreichen ohne weiteres erkennbaren Vorteilen besitzt ein derartiger Oszillograph den Vorzug, dass seine Amplitude bei zunehmender, durch den Sender ausgestrahlter Abtastfrequenz kleiner wird oder kleiner gemacht werden kann. Es wurde bereits dargelegt, dass eine solche Zunahme eine seitliche Zusammenziehung des empfangenen Bildes bei Anwendung der Erfindung ergibt und auf Grund dieser Abnahme der Amplitude des Oszillographen wird eine entsprechend senkrechte Zusammenziehung selbsttätig erreicht, so dass das ursprüngliche Bildverhältnis erhalten bleibt. Die Verwendung einer derartig kleinen, langsam laufenden Abtastvorriehtung und der in bezug auf Fig. 13-15 beschriebenen Anordnung wird nur möglich, wenn die vorliegende Erfindung angewendet wird.
Wollte man jene Vorrichtungen in Verbindung mit einer normalen Abtastvorrichtung für die schnelle Abtastkomponente anwenden, so würde dieser Teil auf ein Ausmass vergrössert werden müssen, das zur Erzielung der erforderlichen Lichtleistung praktisch nicht mehr anwendbar ist.
Im folgenden ist nun die Anwendung der Erfindung auf einen Fernsehsender beschrieben.
Fig. 16 und 17 zeigen im Grundriss bzw. in Seitenansicht einen Fernsehsender für Kinofilm.
Eine Lichtquelle 100 beleuchtet einen Schlitz JM und eine Zylinderlinse ? ? ? erzeugt ein Bild der Lichtquelle in der Flüssigkeit einer Wellenschlitzzelle 10. 3, während die Linsen 104 der Zelle ein Bild des Schlitzes 101 auf den Schirm 107 projizieren. Die Zylinderlinse 108 erzeugt ein Bild der Flüssigkeit der Zelle auf dem Schlitz 110, während die Zylinderlinse 109 ein Bild der Flüssigkeit und des Bildes der Lichtquelle in dieser auf dem Schlitz 110 erzeugt. Die sphärische Linse 111 erzeugt ein Bild des Schlitzes 110 auf dem abzutastenden Film ll, 2, der sich in Richtung des Pfeiles bewegt.
Eine geeignete Quelle hochfrequenter elektrischer Schwingungen wird mit in irgendeiner bekannten Weise erzeugten und mittels des in Fig. 4 veranschaulichten Kreises geformten Impulsen moduliert ; die Modulation wird derart durchgeführt, dass sieh im Ausgangskreis der Spannungsverlauf nach Fig. 6 ergibt. Diese Ausgangsenergie wird den Klemmen lU6 des Kristalles. MJ zugeführt und infolgedessen in der bereits beschriebenen Weise ein Lichtfleck über den Film 11 in dessen Breitenrichtung hinwegbewegt, um auf diese Weise die schnelle Abtastkomponente zu erzeugen ; die langsame
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Film hindurchtretende Licht fällt auf die Photozelle 113, die an einen geeigneten Sender 114 ange- schlossen ist.
Die Grösse des Abtastlichtfleckes und daher die Bildauflösung kann innerhalb weiter
Grenzen durch Einstellung der Breite des Schlitzes 110 geregelt werden, welcher die Abmessung des Lichtfleckes in einer Richtung begrenzt, sowie durch Einregelung des Widerstandes 31 in Fig. 4, welcher die Grösse des Lichtfleckes in der andern Richtung begrenzt. Auch die Abtastfrequenz kann leicht durch Veränderung der Frequenz des Impulsgenerators und der Bewegungsgeschwindigkeit des Filmes geändert werden. Durch geeignete Auswahl der Impulsfrequenz in bezug auf die Bewegunggeschwindigkeit des Filmes kann eine normale oder eine Zeilensprungabtastung nach Belieben erzeugt werden.
In Fig. 18 ist ein Sender nach der Erfindung für direktes Fernsehen veranschaulicht. Die Linse 116 erzeugt ein Bild des Gegenstandes 115 auf der Oberfläche des Schirmes 118, das über dem Schirm durch den Spiegel 117 eines langsam beweglichen Oszillographen bewegt wird, der durch Schwingungen von sägezahnartigem Verlauf angetrieben wird, die durch ein geeignetes Kippspannunggerät erzeugt werden und die gewünschte Bildfrequenz besitzen. Der Schirm 118 enthält einen langen Schlitz 119, durch den hindurch das Bild des Objektes Zeile für Zeile bei der Bewegung des Bildes über den Schirm hindurehprojiziert wird.
Das Licht jeder Bildzeile wird durch einen geschlitzten Schirm 120 und eine Zylinderlinse 121 hindurch auf eine Wellenschlitzzelle lez geworfen, wobei die Linse 121 ein Bild des Schlitzes 119 in der Flüssigkeit der Zelle erzeugt. Der Schirm l'20 ist mit einer Mehrzahl von Schlitzen versehen, deren jeder als virtuelle Lichtquelle wirkt ; die Linsen der Zelle dz bilden diese Schlitze auf den geschlitzten Schirm 123 derart ab, dass die Bilder zwischen die Schlitze des Schirmes 123 fallen. Die Zelle 122 ist mit einer Anzahl von Kristallen versehen, die parallel zueinander durch die Klemmen 125 gespeist werden ; die Zahl der Kristalle ist gleich der Zahl der Schlitze des Schirmes 120.
Die Zelle und die mit ihr zusammenwirkenden Schirme 1 : 20 und 128 sind die gleichen, wie sie in, Fig. 13 dargestellt sind, und wirken in der gleichen Weise. Infolgedessen ist das durch einen jeden Schlitz des Schirmes 1 : 28 hindurch übertragene Licht das Licht der Seitenbilder eines Interferenzmusters, das einem der Schlitze des Schirmes. MO entspricht. Das von diesen Schlitzen ausgehende Gesamtlicht ist also mit den Helligkeitswerten aufeinanderfolgender Bildpunkte moduliert.
Dies Licht fällt auf die Photozelle j ! 2, deren Ströme über die Klemmen 126 einem geeigneten Sender zugeführt werden.
Die langsame Abtastkomponente kann auch durch die Kombination zweier Wellensehlitzzellen, anstatt durch die bei den bisherigen Ausführungsbeispielen angewendeten mechanischen Mittel erzeugt
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werden. Eine Anordnung zur Durchfülirung dieses Grundsatzes ist in Fig. 19 veranschaulicht welche schematisch einen vollständigen Empfänger darstellt.
Im Wege eines Liehtbündels zwischen einer Lichtquelle 130 und einem Empfangsschirm 146 sind aufeinanderfolgend drei Zellen 131, 133 und 134 angeordnet. Die grössere Abmessung einer jeden Zelle liegt in einer der Ebene des Empfangssehirmes parallelen Ebene ; während jedoch die längere Abmessung der Zelle 131 parallel zur Längsrichtung der auf den Schirm zu projizierenden Bildzeilen verläuft, sind die längeren Abmessungen der andern Zellen rechtwinklig hiezu gerichtet. Dem Kristall der ersten Zelle 131 wird über die Klemmen 138 eine lokal erzeugte Hochfrequenz zugeführt, welche durch die empfangenen Bildströme moduliert ist.
Durch geeignete Auswahl der Länge der Zelle ist das durch sie hindurchgeführte Licht in Übereinstimmung mit den Helligkeitswerten einer vollständigen Bildzeile moduliert, so dass die Zelle als Modulatorzelle wirkt. Die Kristalle 135 und 136
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Generatoren 139, jMO gelieferten Impulsen moduliert sind, um auf diese Weise die erforderlichen Wellenschlitze zu bilden.
Die Frequenz der der einen Zelle zugeführten Impulse unterscheidet sich von der Frequenz der andern, u. zw. sind die beiden Frequenzen so ausgewählt, dass jede der aufeinanderfolgenden Bildzeilen augenblicklich durch zwei zusammenfallende Wellensehlitze übertragen und auf den Schirm projiziert wird, der Koindizenzpunkt bewegt sich hiebei schrittweise über die Länge der Zelle, so dass jede der aufeinanderfolgenden Bildzeilen auf den Schirm unmittelbar unter die vorhergehende Zeile projiziert wird. Die Wirkung entspricht derjenigen, die erzielt würde.. wenn das Licht durch zwei Schlitzverschlüsse hindurehgeführt würde, die sieh in entgegengesetzten Richtungen bewegen.
Die beschriebenen Linsen müssen in den Weg des Lichtbündels eingeschaltet werden, um ein Bild der einen Zelle auf der nächsten zu erzeugen und die geschlitzten Schirme für die Abblendung der mittleren Bilder müssen zwischen den Zellen in den mit 141, 12 und 1 3 bezeichneten Ebenen eingefügt werden. Ein Paar von Zylinderlinsen. M,. M wird zur Erzeugung eines Bildes der Zelle 134 auf dem Schirm 146 verwendet, die Linse 144 vergrössert die Abmessungen dieses Bildes in der Ebene rechtwinklig zur Zeiehenebene, während die Linse 145 die Abmessungen des Bildes in der Zeichenebene herabsetzt.
An den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind zahlreiche Abänderungen möglich. Beispielsweise sind bei allen beschriebenen Empfängern die als Modulationen einer Trägerwelle empfangenen Fernsehsignale durch Demodulation der Trägerwelle erzielt worden und wurden dann zur Modulation einer lokal erzeugten Hochfrequenzschwingung verwendet, bevor sie dem Kristall der Zellen zugeführt wurden.
An Stelle dieses Vorgehens ist es möglich, die modulierte Trägerwelle unmittelbar den Kristallen zuzuführen. In diesem Falle ist es zweckmässig, die Trägerwelle ohne Demodulierung gleichzurichten, bevor sie dem Kristall zugeführt wird, so dass nur die Hälfte der Wellen der Trägerwelle an den Kristall gelangt, um zu vermeiden, dass der Kontrast im Ursprungsbild verloren geht.
Es ist auch möglich, die Erzeugung einer gesonderten Trägerwelle zu erübrigen und einen Modulationskreis im Sender zu vermeiden, indem die dem Kristall der Wellenschlitzzelle zugeführten Hochfrequenz-
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vervielfachung verwendet wird, so kann diese modulierte Trägerwelle unmittelbar vom Ausgangskreis dieser Zelle aus ausgestrahlt werden.
Es ist auch möglich, schärfere Impulse als bei dem Vorgehen entsprechend Fig. 4 und 5 zu erzielen, indem jeder empfangene Impuls zeitweise sowohl zur Modulation der Frequenz als auch der Amplitude der Hoehfrequenzschwingung verwendet wird, die optische Wirkung der entstehenden Hochfrequenzwellen entspricht derjenigen der bekannten Zonenplatte.
Bei dem in Fig. 18 dargestellten Sender ist es zweckmässig, wenn auch nicht wesentlich, die Schirme 120 und 123 mit einer grossen Zahl von Schlitzen zu versehen. Der Schirm 120 kann mit nur einem Schlitz versehen werden. in diesem Falle wird die Zelle 122 nur einen Wellenzug aufweisen und der Schirm 123 zwei Schlitze besitzen.
Schliesslich kann die Anordnung nach Fig. 8 in der Weise abgeändert werden, dass beide Zellen mit ihrer rechtwinklig zu ihrer Fortpflanzungsrichtung der Wellen verlaufenden Dimension ihrer Dimension in dieser Richtung gleichen, in diesem Falle kann der Wellensehlitz mit einem langen Schlitz verglichen werden, dessen Länge gleich der Länge einer Bildzeile ist und der sich in einer Richtung rechtwinklig zur Zeilenlänge bewegt, während die Bildmodulationen sieh auch in der Richtung rechtwinklig zur Fortpflanzungsrichtung um einen Betrag erstrecken, der gleich der Länge einer Bildzeile ist.
Wenn nun die Bewegungsrichtung des Wellensehlitzes parallel zur langsamen Abtastriehtung und die Bewegungsrichtung der Bildmodulationswellen entgegengesetzt hiezu gerichtet ist, so wird während seiner ganzen Dauer der Bewegung durch die Zelle der lange Wellensehlitz aus den Bildmodulationswellen die ganzen eine Bildzeile darstellenden Modulationen auswählen, wobei die Bildauflösung dieser Zeile längs des Wellenschlitzes verläuft. Durch geeignete optische Mittel kann die
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Bewegung und die Breite dieser Bildzeile, die durch den beweglichen Wellenschlitz erzeugt wird. sehr schmal auf dem Empfangsschirm gemacht werden, so dass tatsächlich eine vollständige Bildzeile feststehend auf den Schirm projiziert wird.
Auf Grund der Bewegung der langsamen Abtastvomchtung wird die nächste Zeile unter die vorhergehende Zeile projiziert usw. In diesem Falle kann die Bewegung der Bildmodulationswellen im Winkel zu derjenigen der Wellenselhlitzwellen verlaufen, ohne dass eine
Schwenkung der empfangenen Bildzeilen eintritt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung einer Abtastkomponente für Fernsehvorriehtungen mit durchsichtiger, eine Flüssigkeit enthaltender Zelle, in welcher wandernde hochfrequente Druckwellen erzeugt werden, durch die ein Lichtbündel hindurchgeführt wird, so dass das austretende Licht aus einem Teil besteht, der seine Ursprungsriehtung beibehält und einem zweiten Teil, der von dieser Richtung abgelenkt ist und bei welchen einer dieser Teile zur Erzeugung eines Bildes der Wellen auf der abzutastenden Oberfläche ausgewählt wird, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Impulse von Bildzeilenfrequenz zur Steuerung entweder der Zeitdauer der Beleuchtung oder der wirksamen Länge der Wellen oder beider derart verwendet werden,
dass die Elementarflächen einer Linie der abzutastenden Oberfläche periodisch und augenblicksweise mit Zeilenfrequenz entweder gleichzeitig oder aufeinanderfolgend beleuchtet werden.