Verfahren zur Bildzerlegung oder Bildzusammensetzung beim Fernsehen und Einrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens. Bildzerlegungs- und Bildzusammenset- zungsverfahren und -vorrichtungen sind bis her in mannigfacher Art bekannt geworden. In der Praxis hat sich von diesen die Spiral- lochscheibe am besten bewährt, da sie die einfachsten und billigsten konstruktiven, optischen und Synchronisierungsmöglich- keiten bot.
Die heute gebräuchlichen Spiral- lochscheiben bestehen gewöhnlich aus 0,1 bis 0,2 mm starken Blechen und .sind mit spiral förmig, in gleichen Abständen angeordneten Löchern versehen. Wenn die Scheibe in der Bildebene gedreht wird, bewegt. sich jedes Loch entlang einer Bildzeile, so dass die Summe der durch die Löcher sichtbaren Bildelemente das Bild selbst ergibt. Mit Rücksicht darauf, dass die Löcher sich auf einer Kreisbahn bewegen, ist es erforderlich, dass ihre äussern und innern Kanten an nähernd die Krümmung der von ihnen be schriebenen Kreisbahn aufweisen.
Dies lässt sich jedoch bei den kleinen Abmessungen der Löcher kaum erreichen, und darin liegt die eine Schwierigkeit bei der Verwendung der Spirallochscheibe. Will man als primi tives Beispiel das heute gebräuchliche Bild format von 3 X 4 cm zugrunde legen, so er fordert die Zerlegung dieses Bildes in 30 Zeilen 30 Löcher von je 1 mm' Fläche, deren Abstand voneinander je 4 cm beträgt. In diesem Fall wird also eine Spirallochscheibe von etwa 1.20 cm Umfang, also 38 cm Durch mess-er benötigt.
Diese Abmessung ist schon ziemlich unbequem, aber abgesehen davon erfordert auch der Antrieb einer derartigen Scheibe schon eine ziemlich grosse Energie, und dies hat den Nachteil, dass auch die zur Synchronisierung erforderliche Energie ver hältnismässig gross wird und einen hohen Ver stärkungsgrad bedingt. Die Verringerung der Scheibenabmessung wäre also in jeder Hinsicht :geboten, jedoch geht damit die Ver ringerung der Abmessungen der Löcher zwangläufig Hand in Hand. Bei einer Scheibe von etwa 20 cm Durchmesser hätten die Löcher nurmehr eine Fläche von etwa 0;25 mm2, und hierbei wäre die gekrümmte ,Ausbildung der äussern und innern Kanten schon gänzlich unmöglich.
Die Verhältnisse werden noch ungünstiger, wenn die Zahl der Bildelemente erhöht wird, um eine feinere Rasterung des Bildes zu erhalten. So wäre zum Beispiel für die Aufteilung desselben Bildes in 48 Zeilen mit derselben Grösse der Bildelemente bereits eine Scheibe von etwa 7 m Durchmesser erforderlich. Wenn man diese Scheibe mit 20 cm Durchmesser aus führen würde, so käme man zu Löchern von 1/2, mm@ Fläche, die mit der erforderlichen Genauigkeit überhaupt nicht mehr her gestellt werden können. Man hat auch be reits vorgeschlagen, die Scheibe photogra phisch herzustellen.
In diesem Falle müsste die Scheibe aus Glas oder Zelluloid bestehen und könnte wegen der Lichtbrechung und Lichtassimilation nicht stärker als<B>0,01</B> bis 0,02 mm sein. Eine solche dünne Scheibe ist aber, wenn sie aus Glas hergestellt ist, ausserordentlich zerbrechlich, während eine solche Zelluloidscheibe nicht starr genug ist.
Um auch die übrigen wichtigen Bild- zerlegungs- bezw. Bildzusammensetzungsvor- richtungen zu erwähnen, :sei noch kurz be merkt, dass das Spiegelrad wegen der zu sei ner Herstellung erforderlichen ausserordent lich hohen Präzision und seines dadurch be dingten hohen Preises, sowie wegen der not wendigen grossen Antriebs- und Synchroni- sierungsenergie den an ein gutes und all gemein einführbares Gerät zu .stellenden An forderungen nicht entspricht,
während der Kathodenstrahloszillograph sehr komplizierte elektrische Hilfseinrichtungen und doppelte Synchronisierung erfordert und überdies zur unmittelbaren Übermittlung des Bildes kör perlicher Gegenstände nicht geeignet ist. Der elektrodynamische Oszillograph arbeitet zwar unter günstigeren Bedingungen, hat je doch den Nachteil, dass die Bildzerlegung hier nach einer meanderförmigen Linie er folgt und dass verhältnismässig komplizierte optische Hilfsmittel nötig sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildzerlegung oder Bildzusammensetzung, bei dem die obigen Nachteile sämtlich zu vermeiden sind und bei kleineren Abmessungen der Apparatur und geringer Antriebs- bezw. Synchronisie- rungsenergie eine sehr feine Rasterung des Bildes zu erzielen ist.
Dies wird gemäss dem Verfahren nach der Erfindung dadurch er reicht, dass das Bild mittelst eines rotieren den optischen Systems auf eine feststehende Bildzerlegungsvorrichtung geworfen bezw. von einer feststehenden Bildzusammenset- zungsvorrichtung abgenommen wird. Eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist sche matisch in den Fig. 1 und 2 .dargestellt.
Das Bild des zu sendenden Objektes 1 wird über die Linse 2 auf den Spiegel 3 ge worfen. ,der mit der optischen Achse der Linse 2 einen Winkel von 45 einschliesst und mittelst des Motors 4 um die optische Achse der Linse 2 in Drehung versetzt wird. Der Spiegel wirft das Abbild L' des Ob jektes 1 auf den Mantel der ihn umgeben den, mit spiralförmig angeordneten Löchern 5 versehenen Trommel 6. Wenn der Spiegel 3 sich ,dreht, so wird das Abbild 1' an dem Mantel der Trommel 6 entlang geführt und durch die Löcher 5 zerlegt.
Sind nunmehr ausserhalb der Trommel 6 in der in Abb. 3 dargestellten Weise halbkreisförmige Photo zellen 7 und 8 vorgesehen, so werden diese durch die einzelnen Bildelemente belichtet und verwandeln die Lichtimpulse in bekann ter Weise in Stromimpulse. Selbstverständlich lässt sich die Wir kungsweise der Vorrichtung auch umkehren, wenn anstatt der Photozellen 7 und 8 in der selben Vorrichtung Glimmlampen derselben Form vorgesehen werden. In diesem Fall werden die von den Löchern 5 gebildeten einzelnen Bildelemente durch den rotieren den Spiegel 3 nacheinander durch die als Objektiv wirkende Linse 2 geworfen und zu einem Bild zusammengesetzt. Die beschriebene Einrichtung hat ver schiedene ausserordentlich grosse Vorteile.
Zunächst braucht die eigentliche Bildzer- legungs- bezw. Bildzusammensetzungsvor- richtung, im oben erwähnten Beispiel die Spiralloehtrommel 6 nicht betätigt zu wer den, sondern sie steht still, und bewegt wird nur der leichte Spiegel 3 von sehr geringem Luftwiderstand, Überdies kann der Spiegel auch noch in einfacher Weise in einem luftver dünnten Raum angeordnet sein, wie dies auch für Spirallochscheiben bereits vorgeschlagen wurde, bei denen jedoch wegen der grossen Abmessungen der Scheibe erhebliche Schwie rigkeiten auftreten.
Die zum Antrieb der Vorrichtung erforderliche Energie ist also ausserordentlich gering, und dementsprechend wird auch die zur Synchronisierung erfor derliche Energie nur sehr klein sein. Die Vorrichtung ist vollständig symmetrisch, und das aufgenommene bezw. wiedergegebene Bild erleidet keinerlei Verzerrung, sondern ist völlig quadratisch.
Ein weiterer, ausserordentlich grosser Vor teil besteht in der durch die feste Anordnung der Spirallochtrommel gegebenen Möglich keit der Herstellung derselben mit sehr klei nen Abmessungen, auf die noch weiter unten näher eingegangen wird.
Falls sowohl die Bildzerlegung, als auch die Bildzusammensetzung in der beschrie benen Weise vorgenommen wird, sind ausser dden oben angegebenen keine weiteren Hilfs mittel nötig, und derselbe Apparat kann für beide Zwecke verwendet werden. Erfolgt dagegen die Bildzerlegung nach einem der andern bekannten Prinzipien und soll der be schriebene Apparat lediglich zur Bildzusam mensetzung verwendet werden, also als Emp fangsapparat, so muss dafür .Sorge getragen werden, dass die durch den rotierenden Spie gel bewirkte Bewegung des Bildes um seine eigene Achse ausgeglichen wird.
Diese Drehung tritt zwar in jedem Fall auf; doch ist sie dann, wenn auch die Bildzerlegung in dieser Weise erfolgt, nicht störend, da sich in diesem Fall die :durch die rotierenden Spiegel im Sende- und im Empfangsapparat bewirkten Drehungen der Bilder gegenseitig aufheben. Im andern Fall kann die Drehung .des Bildes um seine eigene Achse einfach dadurch ausgeglichen werden, dass die Licht strahlen auf ihrem Wege vom Spiegel zum Objektiv im umgekehrten Sinne um die optische Achse des Objektivs gedreht wer den.
Das kann beispielsweise, wie in Fig. i- dargestellt, mittelst eines zwischen den Spie gel und das Objektiv eingeschalteten, eben falls drehbaren, dreieckigen Prismas 9 be wirkt werden, der die Wirkung eines sich in entgegengesetztem Sinne zur Drehung des Spiegels 3 gedrehten Spiegels hat. An Stelle dieses Prismas kann selbstverständlich auch ein Spiegel oder Linsensystem treten, ebenso wie auch der Spiegel 3 durch Prismen, Lin sen usw. ersetzt werden kann.
Bei den beschriebenen Anordnungen müs sen die Löcher nicht der Grösse der Bild elemente entsprechen, da ja das Bild durch die Linse 2 beliebig vergrössert oder verklei nert werden kann. Es ist also möglich, ganz grosse Löcher auf beispielsweise 1 cm" Fläche vorzusehen, nur müssen ihre ganten in der Achsrichtung der Trommel um die Breite der Bildelemente, also beispielsweise um 1 mm, versetzt werden. Dadurch ist man. also in der Lage, die Bildhelligkeit ausser ordentlich zu steigern, weil ja die Helligkeit entsprechend der Zunahme der Lochgrösse wächst, also bei Löchern von 1 cm' Fläche 100 mal so gross ist wie bei solchen von 1 mm' Fläche.
Die Helligkeit lässt sich weiterhin da durch ganz erheblich steigern, dass man nur eine Glimmlampe bezw. Photozelle vorsieht, und die Lichtstrahlen durch einen zweiten Spiegel, der synchron mit dem innerhalb der Bildzerlegungs- bezw. Bil:
dzusammenset- zungsvorrichtung rotierenden Spiegel rotiert, von der Glimmlampe auf die Bildzusammen- setzungsvorrichtung geworfene bezw. von der Bildzerlegungsvorrichtung auf die Photo zelle geleitet wird, wie in der Fig. 5 dar gestellt.
Das Bild des zu sendenden Objektes 1 wird über die Linse 2 auf den Spiegel 3 ge worfen, der mit der optischen Achse der Linse 2 einen Winkel von 45 einschliesst und mittelst des Motors 4 um die optische Achse der Linse 2 in Drehung versetzt wird. Zwischen der Linse und dem Spiegel ist ein mit halber Geschwindigkeit in entgegen gesetzter Richtung rotierendes Prisma 9 zur Rückung des Bildes vorgesehen. Der Spie gel wirft das Abbild des Objektes 1 auf den Mantel der ihn umgebenden, mit spiralförmig angeordneten Löchern 5 versehenen Trom mel 6.
Wenn der Spiegel 3 sich dreht, so wird das Abbild an dem Mantel der Trom mel 6 entlang geführt und durch die Löcher 5 zerlegt, wobei die durch die Löcher tre tenden Lichtstrahlen auf .den die Trom mel 6 umgebenden konischen Spiegel 22 fallen und von diesem einem zweiten konischen Spiegel 23 zugeleitet werden. Innerhalb dieses letzteren Spiegels befin- ,clet sich ein zweiter rotierender Spiegel 24, dessen Rotation synchron mit derjenigen des .Spiegels 3 erfolgt, in dem dieser Spiegel zweckmässig ebenfalls auf der Achse :des den' Spiegel 3 antreibenden Motors 4 angeordnet ist.
Die vom Spiegel 3 auf den Spiegel 23 und von diesem auf den Spiegel 22 reflek tierten Lichtstrahlen treffen also in jedem Augenblick auf den Spiegel 23 auf und wer den von diesem :durch die Linse 25 auf die Photozelle 26 geworfen, um dort in elek trische Ströme umgewertet zu werden.
Falls es sieh um die Zusammensetzung eines Bildes handelt, bleibt die Anordnung genau dieselbe, nur däss' an Stelle der Photo zelle 26 eine Glimmlampe tritt, deren ganzes Licht dann auf das jeweils wirksame Loch der Trommel besonders konzentriert wird.
Aus dem Umstand, dass die eigent liche Bildzerlegungs- bezw. Bildzusammen- setzungsvorrichtung steht und sich nur das Bild selbst auf dieser bewegt, ergibt .sich, wie schon vorher angedeutet, die Möglich keit einer ausserordentlichen Verkleinerung der Abmessung des Apparates, da man bei der Herstellung -der Spirallochtrommel nicht mehr auf die leichte Beweglichkeit derselben achten muss. Man kann daher der Trommel ein grösseres Gewicht geben und dadurch Vorteile in bezug auf die mögliche Genauig keit der Löcher erreichen.
Wenn beispiels weise eine Trommel mit 0,01 mm@ grossen Löchern hergestellt werden soll, so werden zu diesem Zwecke vorteilhaft 0,1 mm starke Stahlringe 10 verwendet (Fig. 6 und 7), die mit einem 0,1 mm breiten Schlitz 11 ver sehen sind. Zur Herstellung einer Trommel mit 48 Löchern werden 48 solcher Ringe an- ,einander gelegt (Fig. 8) und die Schlitze mittelst der Nase 12 um je 71/2 verändert.
Werden nun diese Ringe zwischen den End ringen 13 eingefasst und mittelst der Schrau benbolzen 14 zusammengepresst, so erhält man eine Spirallochtrommel mit 48 genau quadratischen Löchern von je 0,01 mm' Fläche, wobei der Trommeldurchmesser bei 4800 Bildelementen nur 15 cm sein würde.
Selbstverständlich könnte man statt der Ringe von 0,1 mm Stärke auch solche von 0,01 mm .Stärke nehmen und dadurch Loch grössen von 0,001 mm@ bei entsprechend ver ringerten Trommeldurchmessern erhalten, ohne dass dadurch die Genauigkeit irgendwie beeinträchtigt werden würde, da das Aus stanzen der Schlitze keine Schwierigkeit ver ursacht und die Löcher von den Schlitz kanten, sowie von den ganten der benach barten Ringe genau begrenzt werden.
Über dies können hierbei .die Löcher so ausgebil det werden, dass keinerlei Beugungserschei nungen auftreten können, indem der Schlitz 11 sich nach aussen allmählich erweiternd gestanzt wird, so da.ss die Löcher selbst prak tisch gar keine Wandstärke haben. Die Zu sammensetzung der Trommel kann dadurch erleichtert werden, dass die Ringe auf den Ständer aufgeschoben werden, der zweck mässig aus Glas besteht, damit man mit Hilfe einer in das Innere des Ständers ein gebrachten Lichtquelle die Löcher genau ein stellen kann.
Diese Art der Herstellung der Trommel bat noch den weiteren Vorteil, dass man die Trommel jederzeit mit einer andern Loch teilung versehen kann, indem nur eine ent- sprechende Anzahl von Ringen zugefügt werden muss, um eine Trommel mit mehr oder weniger Löchern zu erhalten. Wenn man sich die Mühe der jedesmaligen Ein stellung der Lochabstände nicht machen will, so kann man die Trommel auch von vorn herein mit mehreren gebräuchlichen Loch teilungen versehen, beispielsweise die Trom mel aus 78 Ringen zusammensetzen, von denen die ersten 30 für 30-zeilige Bilder und die restlichen 48 für 48-zeilige Bilder be nutzt werden sollen.
Die Einstellung erfolgt dann durch einfache Verschiebung der Trom mel in der Achsenrichtung. Ebenso kann man die Trommel auch in der Umfangsrich tung verschiebbar anordnen, um etwaige Phasenkorrekturen bequem ausführen zu können.
Eine andere Möglichkeit für die Her stellung der Spirallochtrommel ist in der Fig. 9 dargestellt. In den Mantel der Trom mel 15 sind parallel zur Achse verlaufende feine Schlitze 16 geätzt, und auf diese Trom mel wird eine andere Trommel 17 aufgescho ben, die mit einer eingeätzten Spirale '18 versehen ist. Beide Ätzungen zusammen er geben spiralförmig angeordnete Löcher, die zwar nicht quadratisch sind, jedoch sich gegenseitig ergänzen.
Bei der Einrichtung nach Fig. 10 ist an statt der Trommel eine normale Spiralloch- scheibe <B>20</B> verwendet, auf deren Löcher das vom rotierenden Spiegel 3 auf einen fest stehenden konischen Spiegel<B>19</B> geworfene Bild projiziert wird. Auch in diesem Fall lässt sich eine ausserordentlich kleine Abmes sung für den Apparat erhalten, da für die feststehende Scheibe 20 ohne weiteres eine dünne, mit auf photographischem Wege her gestellten Löchern 21 versehene Glasscheibe benutzt werden kann.
Fig. 11 zeigt eine besonders zweckmässige Anordnung des optischen Teils der Vorrich tung. Um die aus der räumlichen Ent fernung des Prismas 9 vom Objektiv 2 sich ergebenden Lichtverluste zu vermeiden, und diese Teile mit möglichst geringen Abmes sungen auszuführen, ist das Prisma 9 zwi- sehen die Linsen 2' und 2" des Objektivs 2 selbst drehbar eingebaut. Die Linsen des Objektivs sind in einem Ständer 27 befestigt, der gleichzeitig als Lager für den Rotor 30 des das Prisma in Rotation versetzenden phonischen Rades dient, wobei das Prisma in der Achse des Rotors angeordnet ist. Der Stator ?8 des phonischen Rades ist eben falls im Ständer 27 befestigt.
Ein anderes phonisches Rad 31 dreht den rotierenden Spiegel 29, der die von der kreisförmigen Glimmlampe 32 durch die Löcher der Trom mel 33 durchtretenden Lichtstrahlen zum Objektiv 2 leitet.