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Schaltanordnung für über photoelektrisch gesteuerte Gasentladungsröhren geschaltete Glüh-
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Die Erfindung betrifft eine Sehaltanordnung für Glühlampenkinos, bei denen die Lampen eines
Lampenfeldes vermittels photoelektriseh gesteuerter Gasentladungsrohren geschaltet werden. Im Sinne der Erfindung werden die Gasentladungsröhren mit den ihnen zugeordneten Lampen in zwei oder mehrere
Gruppen unterteilt und von phasenverschobenen WechselstromhalbweHenzügen gespeist. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit, durch Zuordnung einer einzigen Photozelle zu zwei oder mehr Gasentladungsrohren mindestens die halbe Anzahl von Photozellen zu ersparen. Anderseits können die Anlagekosten durch Verwendung von Doppelanoden-Gasentladungsröhren vermindert und der Heizstrom auf die Hälfte herabgesetzt werden. Mechanische Umschalteinrichtungen sind in jedem Falle vermeidbar.
Die Zeichnung zeigt eine Reihe von Ausführungsformen der Erfindung. Fig. 1 zeigt die Schaltanordnung für zwei Zellen, die je zwei, zusammen also vier Gasentladungsrohre steuern ; Fig. 2 und 3 zeigen zwei aus einem Wechselstrom resultierende Halbwellenzüge, in die der Wechselstrom durch die Schaltanordnung gemäss Fig. 1 zerlegt wird ; Fig. 4 ist eine Schaltanordnung für zwei einander gleichgerichtete Halbwellenzüge eines zerteilten Wechselstrom, Fig. 5 eine Einzelheit der Schaltanordnung nach Fig. 4. Fig. 6 erläutert die Anwendung einer Doppelröhre in einer Schaltanordnung, bei der einer Zelle eine Doppelröhre mit zwei Lampen zugeordnet ist.
Bei Zuordnung einer Photozelle zu zwei Röhren bzw. einem Doppelanodenrohr gelangen besondere Projektionsverfahren zur Anwendung, die in Fig. 7-10 beispielsweise erläutert sind ; Fig. 11 zeigt eine Schaltung des Doppelanodenrohres, bei der jeder Lampe eine Zelle, also dem Doppelrohr zwei Zellen, zugeordnet sind ; Fig. 12 dient zur Erläuterung der in diesem Falle zur Anwendung kommenden Phasenlage der Photozellenspannung.
In Fig. 1 sind 1 und 1 a Photozellen, die an der Spannungsquelle J2 liegen. Jede Photozelle ist jeweils mit den Gittern 3 von zwei Gasentladungsrohren 4, 4 a bzw. 5, 5 a verbunden. Den Gasentladungs- rohren 4,4 a bzw. 5, 5 a sind die Lampen 8, 8 a bzw. 9,9 a zugeordnet, welche aus der Wechselstromquelle 10 gespeist werden. Die Rohre sind mit den Lampen derart geschaltet, dass jeweils ein Rohr über die Anode 6 mit der einen Zuleitung der zugeordneten Lampe verbunden ist, das andere Rohr über die Kathode 7. Die Kathoden werden entweder indirekt oder durch Anlegen einer besonderen Heiz- spannung geheizt.. ? J ist ein Widerstand zwischen den Kathoden von je zwei von einer Zelle gemeinsam gesteuerten Rohren, der mit einem Gleichrichter 121 (z. B.
Trockengleichrichter) in Reihe liegt und der deshalb erforderlich ist, da die Kathoden über die gemeinsame Zuleitung der Gitterbatterie 12 kurzgeschlossen würden. Dieser Widerstand ist derart bemessen, dass nur ein geringer Strom aus dem Lampenstromkreis zwischen den Kathoden fliessen kann. Zur Sperrung der Rohre ist bekanntlich ein negatives Potential der Gitter erforderlich. Durch die Verbindung der Kathoden durch die Widerstände 11 ist dem Wechselstrom der Spannungsquelle 10 ein Übergang zwischen Kathode und Gitter der Rohre möglich, so dass die Gitter durch die positive Halbwelle zeitweise positiv aufgeladen werden und eine negative Spannung unter Umständen kompensiert wird. Dadurch wird die Sperrung des Rohres unmöglich.
Um dies zu verhindern, wird der positiven Halbwelle durch den kleinen Gleichrichter 121 der Weg zum Gitter versperrt, wodurch die negative Sperrspannung ungehindert wirksam werden kann. 13 ist der Gitter- anpassungswiderstand. t
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Jene Halbwelle des bei 10 angelegten Wechselstromes, bei welcher die rechte Klemme positiv wird, kann nur die Rohre 4 und 5 passieren und die zugeordneten Lampen 8, 9 zum Leuchten bringen.
Die nächstfolgende Halbwelle kann lediglich die Rohre 4 a und 5 a passieren, nicht aber die Rohre 4,5, d. h. die Lampen 8 a bzw. 9 a leuchten auf.
Fig. 2 und 3 zeigen schematisch die beiden Halbwellenzüge ; der positive (Fig. 2) und negative Halbwellenzug (Fig. 3) wird getrennt zur Speisung von zugeordneten Lampengruppen verwandt.
In der Schaltanordnung der Fig. 1 erfolgt die Trennung der beiden Halbwellenzüge, die je einer Lampengruppe entsprechen, innerhalb der gegenpolig geschalteten Rohre. Fig. 4 zeigt eine auf dem gleichen Erfindungsgedanken beruhende Schaltanordnung, bei der ebenfalls je einer Photozelle zwei Rohre zugeordnet sind. Hier wird jedoch die Trennung der beiden Halbwellenzüge durch ein besonderes Schaltorgan vorgenommen, während die Rohre in gleicher Schaltrichtung liegen.
10 sind die Anschlussklemmen, denen im Gegensatz zu Fig. 1 zwei um 1800 phasenverschoben einander gleichgerichtete Halbwellenzüge zugeführt werden. Die negative Anschlussklemme ist mit sämtlichen (indirekt oder durch eine besondere Heizspannung geheizten) Kathoden 7 der Rohre, die andere mit dem Kontaktarm eines Umschaltorgans 20 verbunden. Dieses Umschaltorgan wird unten und in Fig. 5 näher erläutert. Das Umschaltorgan 20 arbeitet derart, dass auf je einen Sammelleiter der Lampengruppen ein Halbwellenzug geleitet wird, d. h. die eine Lampengruppe wird mit dem einen, beispielsweise den positiven Halbwellen des ursprünglichen Wechselstromes entsprechenden Wellenzug gespeist, während die andere mit dem den negativen Halbwellen des ursprünglichen Wechselstromes entsprechenden Wellenzug arbeitet (vgl.
Fig. 2 und 3). Zur Anpassung an Fig. 4 müsste beispielsweise der Halbwellenzug der Fig. 3 hinaufgeklappt werden. Das Umsehaltorgan 20 arbeitet mit der Frequenz der Halbwellen, so dass also auf jeden Sammelleiter die beiden Halbwellenzüge getrennt geleitet werden.
Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist sonst die gleiche wie die der Fig. 1. Nach der Sperrung des Gitters eines Rohres wird die dem Rohr zugeordnete Lampe gesteuert.
Das Umschaltorgan 20, ein Kommutator, ein Pendelkontakt od. dgl. steuert zweckmässig nicht unmittelbar die beiden Lampengruppen, sondern gemäss Fig. 5 die Gasentladungsrohre 18 und 19 mit den Gittern M, den indirekt geheizten Kathoden 22, Anoden 23 und den Heizfäden 24. Je nach der
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Gitterspannungsquelle 25 gelegt. Die beiden Rohre 18-und 19 liegen in der Zuleitung von den Klemmen 10 zu dem Umschalter 20 (Fig. 4) ; die beiden Kathoden 22 sind an die Zuleitungen 15 und 16 (Fig. 4) zu den Lampengruppen angeschlossen.
Statt durch den mechanischen Umschalter 20 kann man die Sperrung der Gitter auch durch eine Wechselspannung erzielen.
DieAnordnung kann auch noch dadurch vereinfacht werden, dass diese Spannung direkt am Gitter des zur Lieferung der beiden Halbwellenzüge verwendeten Doppelanodengleichrichters gelegt wird.
Die gemäss Fig. 6 und 11 zur Anwendung gelangenden Röhren sind Doppelanodenrohre. Abgesehen von der Ersparnis bei der Einrichtung ergeben sich hiedurch Ersparnisse an Stromkosten für die Heizung der Glühkathoden.
In Fig. 6 sind 1 und 1 a Photozellen, 12 ist die Spannungsquelle für die Photozellen. Die Photozellen 1 bzw. 1 a liegen an den Gittern 3 der Doppelanodenrohre 40 bzw. 50 mit den Glühkathoden 7.
Jedes Rohr 40 bzw. 50 hat zwei Anoden 6 und 6 a, die bei dem Rohr 40 mit den Lampen 8 bzw. 8 a, bei dem Rohr 50 mit den Lampen 9 bzw. 9 a verbunden sind. Die Lampen 8, 9 bzw. 8 a, 9 a liegen entsprechend ihrer Zugehörigkeit zu den Lampengruppen (es sind wie bei den früheren Beispielen der Übersichtlichkeit halber nur zwei Lampen der beiden Gruppen angedeutet) an den Endpolen der Sekundärwicklung eines Transformators 100, an dessen Primärwicklung das Netz liegt. Die Mitte der Sekundärwicklung des Transformators ist mit den Kathoden 7 aller Gasentladungsrohre verbunden.
Es ergibt sich durch die Mittelanzapfung des Transformators 100, dass die Lampen 8, 9 bzw. 8 a, 9 a mit zwei gegeneinander um 1800 verschobenen Spannungen gespeist werden.
Belichtet man die Photozelle 1 (Fig. 1, 4 oder 6) z. B. ständig, so werden bei der in diesen Figuren angenommenen "negativen" Schaltweise (siehe österr. Patentschrift Nr. 145129) die Lampen 8 und 8 a dauernd gesperrt, da ein Sperrpotential an die Gitter 3 der zugeordneten Rohre gelegt wird. Belichtet man die Zelle periodisch mit einer den Halbwellen entsprechenden Frequenz, so kann man, wenn die Belichtungsfrequenz in Phase mit der Halbwellenfrequenz liegt, den einen oder andern Halbwellenzug sperren und damit die Lampe 8 oder 8 a entsprechend steuern. Die Photozelle müsste also z. B. nur in der Zeit Licht erhalten, in der jeweils, wie Fig. 2 oder 3 zeigt, eine Halbwelle das entsprechende Rohr bzw. die entsprechende Anodenstrecke passieren kann.
Diese phasenregulierte Belichtung wird wie folgt erzielt :
Da jeder einzelnen Photozelle zwei als Bildpunkt dienende Lampen auf dem Lampenfeld entsprechen, so müssen auch bei der Projektion eines zu übertragenden Bildes jeweils zwei zu übertragende Bildpunkte die ihnen entsprechende gemeinsame Photozelle treffen.
Soll also ein Bild durch die Projektion auf die Photozellenanordnung auf das Lampenfeld übertragen werden, so muss das Bild in zwei Teile zerlegt werden, die auf die Zellen projiziert werden, deren Gesamtzahl
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Die Gesamtzahl der Bildpunkte des unzerlegten Bildes (a + b) beträgt in diesem Beispiel 18. Die Bildpunkte beider Teilbilder sind durchgehend numeriert. Entsprechend den 18 Bildpunkten befinden sich auf der Zellenanordnung nur die Hälfte Zellen, also neun, deren Anordnung der der Bildpunkte eines Teilbildes entspricht.
Es muss nun dafür gesorgt werden, dass jeweils von den beiden Teilbildern a und b die sich entsprechenden Bildpunkte-d. h. also Teilbild a -Teilbild & usf.-die ihnen entsprechenden, jeweils den beiden Bildpunkten zugeordneten, gemeinsamen Photozellen bei der Projektion treffen.
Fig. 8 zeigt den Verlauf der Projektion. Die Teilbilder a und b, die sieh nebeneinader auf dem gleichen Bildträger (Film, Diapositiv od. dgl.) befinden, können durch ein optisches System von Linsen, Prismen oder Spiegeln derart projiziert werden, dass sie sich auf dem Photozellenschirm decken u. zw. derart, dass, wie in Fig. 8 dargestellt, die einzelnen Bildpunkte al - b 1, a 2 - b 2 usf. die ihnen zugeordneten Photozellen auf der Zellenanordnung 26 treffen.
Eine rotierende Blende 27 auf der Achse 30 mit den Ausschnitten 28 bzw. 29 deckt nacheinander eines der Teilbilder ab, so dass also in einer Zeiteinheit immer nur ein Teilbild projiziert wird. Fig. 9 zeigt die Blende in Aufsiellt, wobei die Anordnung der Ausschnitte 28 und 29 und das wechselweise Abdecken der Teilbilder a und b verdeutlicht wird. Die Projektion der Teilbilder a und b erfolgt in Phase und mit der Frequenz der in Fig. 2 und 3 dargestellten Halbwellen, so dass also, wenn eine Photozelle beim Teilbild a z. B. unbelichtet ist, sie die auf die Zeit der Projektion des Teilbildes a entfallende Halbwelle in dem ihr bzw. ihrem Halbwellenzug entsprechenden Rohr sperrt oder freigibt (je nach Schaltart).
Wird die Zelle beim Teilbild b belichtet, so kann der andere Halbwellenzug das zugeordnete Rohr bzw. Anodenstrecke passieren, die entsprechende Lampe des Lampenfeldes leuchtet auf.
Es geht aus dem Gesagten hervor, dass die rotierende Blende 27 iuentsprechender Phase zum Wechsel der Halbwellen die Teilbilder a oder b abdecken und freigeben muss. Bei einem Wechselstrom von 50 Perioden wird also jedes Teilbild 50mal für die Zeit einer Halbwelle (1/100 sec.) abgedeckt und freigegeben.
Die beiden Teilbilder erscheinen nacheinander, entsprechend den beiden Halbwellenzügen, auf dem Lampenfeld, also bei Wechselstrom von 50 Perioden mit einer für das Auge unmerklichen zeitlichen Verschiebung von 1/loo sec.
Anstatt die Teilbilder auf einem Bildträger anzuordnen, kann man auch für jedes Teilbild ein besonderes Projektionssystem vorsehen. Fig. 10 zeigt zwei Filmbildwerfer 31 und 32, von denen jeder einen BiIdstreifen einer Teilbildfolge auf die Photozellenanordnung 33 projizieren. Die Flügelblenden der beiden Bildwerfer sind ähnlich der Blende 27 (Fig. 8 und 9) ausgebildet, so dass also jeweils nur der eine oder andere Bildwerfer ein Bild projiziert.
Auch eine grössere Ersparnis an Zellen lässt sich erzielen, wenn man das zu übertragende Bild in mehr als zwei Teilbilder aufteilt und die Anzahl der Wellenzüge des Lampenstromes der Anzahl der Teilbilder durch Benutzung von Mehrphasenströmen anpasst, so dass auf jedes Teillampenfeld, welches einem Teilbild entspricht, ein Wellenzug geleitet wird. Hiebei bleibt die Schaltanordnung analog wie beim Ein-bzw. Zweiphasenstrom, indem durch einen emtsprechend mehrstufigen Umschalter (entsprechend 20 der Fig. 4) die einzelnen Wellenzüge auf die Teillampengruppen umgeschaltet werden. An Stelle von Doppelanodenrohren können dann Mehranodenrohre verwendet werden.
Die Art der Zerlegung des Bildes in Teilbilder hängt von der Anordnung der Lampengruppen 8, 9 und 8 a, 9 a im Lampenfeld ab. Sind die Lampengruppen beispielsweise auf zwei Hälften des Feldes aufgeteilt, so entsprechen die Teilbilder a und b der Fig. 7 den durch Zerschneiden des Bildes nach der Mittellinie entstandenen Hälften. Sind aber die Lampen beispielsweise so aufgeteilt, dass die Lampe 8 a unter die Lampe 8, 9 a unter 9 usw. zu liegen kommt, dann setzt sich das Teilbild aetwa aus den geraden, b etwa aus den ungeraden Bildzeilen zusammen. Die einzelnen Teilbilder weisen in diesem Falle eine selbständige Bildwirkung nicht mehr auf und sind als Schablonen anzusprechen.
Fig. 11 zeigt eine Sehaltanordnung mit Doppelanodengleiehrichtern, bei denen zum Unterschied gegenüber den bereits erläuterten Anordnungen aber jeder Lampe eine Zelle zugeordnet ist. Den Doppelanoden 6,6 a der Röhre 40, 50 sind jeweilig die entsprechenden Lampen 8, 8 a bzw. 9,9 a zugeordnet.
Die diesen Lampen entsprechenden Lampengruppen liegen an den Enden der Sekundärspule eines
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Gleichstrombatterie verwendet wird, kommt hier ein Wechselstrom zur Anwendung.
Da die Photozellen nur nach einer Richtung den Strom durchlassen, ergibt sich, dass an den beiden Photozellengruppen eine Spannung von zwei um 1800 versetzten Halbwellenzügen liegt, wie dies Fig. 12 erläutert. Dies bedeutet, dass jeweilig immer nur eine Zellengruppe mit der Steuerspannung gespeist wird, dass also jeweilig nur eine von den zwei Zellen zur Steuerung des Gitters eines zugeordneten Doppelanodenrohres verwendet werden kann.
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Da die Transformatoren für den Photozellenstrom wie auch für den Lampenstrom am gleichen Netz liegen, ergibt sich bei der Speisung bei denPhotozellen wie auch bei den Lampengruppen, dass jeweilig die eine Photozellengruppe wie auch Lampengruppe an einem gemeinsamen Halbwellenzug liegen.
Da, wie oben erwähnt, in der Zeit einer Halbwelle von zwei, einem Doppelanodenrohr zugeordneten Zellen immer nur eine wirksam werden kann und ebenso in der gleichen Zeit nur eine der dem Doppelanodenrohr zugeordneten Glühlampen Strom erhält, so ergibt sich sinngemäss, dass je eine Zelle eine ihr zugeordnete Lampe zu steuern vermag. Dass hiebei die Lampen um 1/loo see. phasenversetzt brennen, ist für das auf dem Lampenfeld erzeugte Glühlampenbild ohne Belang. Bei dieser Anordnung braucht man, wie oben erwähnt, keinerlei Vorkehrungen für phasenversetzte Projektion u. dgl. zu treffen, da ebenso viele Photozellen zu einer Photozellenanordnung vereinigt sind, wie der Film zu übertragende Bildpunkte aufweist.
Die Speisung der beiden Photozellengruppen kann nicht nur, wie oben angegeben, durch mittelangezapfte Transformatoren erfolgen, sondern die Verschiebung der beiden Halbwellen kann beispielsweise durch Induktivität bzw. Kapazität erzielt werden oder bei einer Speisung mit Gleichstrom durch Unterbrechung desselben entsprechend den Phasen des Wechselstromes.
PATEN-ANSPRÜCHE :
1. Schaltanordnung für mit Wechselstrom gespeiste, photoelektrisch gesteuerte Gasentladungrohre zur Erzeugung von Glühlampenbildern auf einem Lampenfeld, dadurch gekennzeichnet, dass die
Gasentladungsrohre mit den von ihnen gesteuerten Lampen in zwei oder mehrere Gruppen unterteilt sind, die von phasenverschobenen Halbwellenzügen gespeist werden.