Elektronenstrahlröhre für Zwecke des Fernsehens, der Bildtelegraphie usw. Die Erfindung bezieht ,sich auf Elek tronenstrahlröhren für Zwecke des Fernse hens, der Bildtelegraphie usw. Die Elektro- nenstrahlröhren können sowohl zur Sendung als auch zum Empfang benutzt werden. Im Sender und im Empfänger werden die Elek tronenstrahlen synchron so gesteuert, @dass die Bildebenen in übereinstimmender Weise ab- getastet werden.
Es ist nun sowohl im .Sender wie im Emp fänger eine möglichst grosse Bildfläche er wünscht. Im Sender ist sie erwünscht, um das zu übertragende Bild möglichst genau abtasten zu können.
Noch wichtiger ist die Grösse der Bild fläche beim Empfänger. Das Fernsehen wird erst dann seine volle Bedeutung erlangen können, wenn das erzeugte Bild genügend gross ist, um gleichzeitig von sämtlichen im Zimmer oder gar von sämtlichen in einem Kinotheater anwesenden Personen .deutlich gesehen werden zu können.
Der Vergrösserung der Bildfläche stehen aber bei den jetzigen Kathodenstrahlröhren sehr erhebliche Hindernisse im Wege. Zu nächst müssten die Kathodenstrahlröhren eine ausserordentliche Länge erhalten. Hierdurch würden nicht nur die Kosten der Röhren ausserordentlich erhöht, was namentlich für die Empfangsapparate, die doch für das allgemeine Publikum erschwinglich bleiben müssen, praktisch unmöglich wäre, sondern es würde auch die genaue Bildübertragung gestört werden. Eine für ein Kinotheater ausreichende Bildgrösse von zum Beispiel 3 X 3 m würde mit den jetzigen Kathoden strahlröhren praktisch überhaupt nicht erziel bar sein, da die Röhren eine Länge von etwa 15 m und darüber erhalten müssten.
Es ist auch praktisch. kaum möglich, etwa ein kleineres Fernsehbild auf optischem Wege durch Projektion zu vergrössern, da bekannt lich auf .diesem Wege etwa 98 bis 99 % der Lichtstärke des Fernsehbildes verloren gehen würden.
Durch eine grosse Länge der Röhren wird aber auch die Genauigkeit der Bildübertra gung gestört, da die einzelnen Elektronen auf ihrem langen Wege sich gegenseitig ab stossen und ausserdem entsprechend öfter die Möglichkeit haben, mit Gasmolekülen zusam men zu stossen, wodurch eine Zerstreuung des Elektronenstrahlenbündels bewirkt wird. Ausserdem ist bei einem langen Weg der Elektronenstrahlen der Einfluss des erdmag- netischen Feldes und anderer störender Fremdfelder entsprechend gross.
Gemäss der Erfindung wird bei einer ver hältnismässig kurzen Elektronenröhre für Zwecke des Fernsehens, der Bildtelegraphie usw: ermöglicht, eine grosse Bildfläche zu schaffen, die oben genannten Übelstände zu vermeiden dadurch, dass ein im Innern :der Elektronenröhre in einer Ebene, der ersten Bildebene, erzeugtes Elektronenbild, das nicht eichtbar gemacht wird, in einer zweiten Bildebene vergrössert abgebildet wird. Dieses vergrösserte Elektronenbild kann entweder selbst sichtbar gemacht werden, oder es kann gleichfalls unsichtbar bleiben, und einer oder mehreren weiteren Vergrösserungen unterwor fen werden.
Es ist bekannt, dass die Elektronenstrah- len, in analoger Weise wie die Lichtstrahlen durch Linsen, zum Beispiel durch elektro magnetische Sammelspulen oder durch elek trostatische Elektroden, gesammelt werden können, und dass auf dieser Eigenschaft der Elektronenstrahlen eine sogenannte "Elek- tronenoptik" gegründet worden ist,
.die ins besondere zum Bau von "Elektronenmikros- kopen" zur Erzielung einer ein- oder mehr stufigen Vergrösserung eines reellen Elek tronenbildes benutzt wurde. Dabei handelt es sich aber immer um die Vergrösserung ruhen .der Bilder, dagegen nicht um Zwecke des Fernsehens oder der Bildtelegraphie, bei wel chen das Objekt oder das, Bild punktweise übertragen und punktweise abgetastet wird.
Ein ruhendes reelles Elektronenbild, das in einer oder mehreren Stufen vergrössert wer den soll, ist zum Beispiel bei den Empfangs apparaten für Fernsehzwecke oder Bildtele graphie überhaupt nicht vorhanden, sondern es werden in der Ebene des reellen Bildes nur nacheinander punltwei.se die helleren oder dunkleren Elektronenbildelemente ent sprechend der Abtastung erzeugt.
Gerade für die Zwecke des Fernsehen, und der Bildtelegraphie können nun durch die Vergrösserung der in der Abtastperiode entstehenden Elektronenbilder ganz besondere technische Vorteile erzielt werden, welche bisher noch nicht erkannt und verwirklicht worden sind.
Die Vergrösserung des Elektronenbildes innerhalb der Elektronenstrahlröhre durch Projektion der ersten Bildebene auf die zweite Bildebene erfordert eine viel geringere Bau länge der Röhre als sie die unmittelbare Er zeugung eines gleich grossen Elektronenbil des in einer gewöhnlichen Röhre erfordern würde. Umgekehrt wird durch diese Ver grösserung ermöglicht, das erste Elektronen bild beliebig klein zu halten, wodurch die genaue Steuerung erleichtert, die erforderli chen Steuerspannungen verringert, die Grösse und die Kapazität der Ablenkplatten ver kleinert, die Herstellungskosten der Röhre herabgesetzt und der Betrieb der Röhre er leichtert und vereinfacht werden.
In gleicher Weise, wie durch Hinterein- anderschaltung von optischen Linsen die Ver grösserung eines sichtbaren Objektes inner halb weiter Grenzen gesteigert werden kann, ist es möglich, das unmittelbar nicht sicht bare Elektronenbild zum Beispiel mit Hilfe von einem oder mehreren, gleichfalls nicht sichtbaren, Zwischenbildern innerhalb sehr weiter Grenzen zu vergrössern, und zwar bei verhältnismässig geringer Baulänge der Elek tronenröhre.
Die Erfindung ist für Elektronenröhren verschiedenster Bauart verwendbar.
In den Fig. 1 bis 3 sind schematisch einige Ausführung beispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Elektronenstrahlröhre, welche alsSender für Fernsehbilder verwend bar ist.
<B>10</B> ist die Vakuumröhre, welche an ihrem un tern Ende 11 trichterförmig erweitert ist. Die Elektronen werden durch die Glühkathode 12 erzeugt und zur Anode 13 hin durch die Spannung der zwis-ehen der Anode und der Kathode liegenden Batterie 14 beschleunigt.
Das aus der Anode 13 austretende Elektro- nenstrahlbündel wird nun durch die Sammel spule 15 nicht in die die Röhre abschliessende Ebene 16, sondern in eine im Innern der Röhre liegende Ebene 17, die "erste Bild ebene" konzentriert. Das Strahlenbündel wird nun in an sich bekannter Weise durch die Elektronenpaare 18, 19,so gesteuert, dass ,der Brennpunkt in der ersten Bildebene 17 eine Sinuslinie oder Zickzacklinie beschreibt. Das Bild dieser Linie wird nun mittelst,der genau einstellbaren Sammelspule 20 in .der Ebene 16 vergrössert abgebildet.
In der Ebene 16 befindet sich ein System von kleinen, in der Ebene 16 dicht nebeneinanderliegenden, quadratischen Photozellen 2.1, auf welche in bekannter Weise das zu übertragende Bild 22 mittelst einer Glaslinse 2'3 abgebildet wird. Die der verschiedenen Helligkeit der einzel nen Bildpunkte entsprechend starken Strom stösse werden über die gemeinsame Anode 24 in bekannter Weise dem Gitter einer Ver- stärkerröhre 25 zugeführt und zum Beispiel zur Modulation eines Hochfrequenzsenders verwendet.
Hier beruht -der Vorteil der Er findung darin, @dass bei gleicher Röhrenlänge eine grössere Zahl von Photozellen, also eine feinere Rasterung des zu übertragenden Bil des erzielt werden kann.
Fg. 2 zeigt eine andere Ausführung einer Fernsehsenderröhre.
Von dem zu übertragenden Gegenstand 22 wird durch die Linse 23 durch das Röhren fenster 26 hindurch auf der lichtelektrischen Schicht (Kathode) 27 ein verhältnismässig kleines Bild entworfen. Die aus den einzel nen Punktender lichtelektrischen Schicht 27 je nach ihrer Beleuchtungsstärke in grösserer oder geringerer Zahl austretenden Elektro nen, welche ein dem optischen Bild entspre chendes Elektronenbild darstellen, werden von der Gitteranode 28 durch die Spannung der Batterie 14 beschleunigt.
Die lichtelek- trisehe Schicht 27 stellt hier die erste Bild ebene dar. Das Elektronenbild der ersten Bildebene wird, im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Anordnung, gleiehzeitig als Ganzes mittelst der Sammelspule 20 auf der zweiten Bildebene 16 abgebildet und als Gan zes durch Steuerung mittelst der Ablenk- plattenpaare 18,
19 im Zickzackwege ver schoben und durch die Spitze der feststehen den Elektrode 29 abgetastet. Die Strom- schwankungen werden in bekannter Weise ,der Verstärkerröhre 25 zugeführt.
Die starke Vergrösserung durch die sehr nahe an die Kathode 27 herangerückte Sammelspule 20 gestattet, die Bildfläche 217 und damit den Querschnitt des von ihr aus gehenden Strahlenbündels sehr klein zu hal ten, was kleine Abmessungen und geringe Kapazität der Ablenkplatten ermöglicht. Trotz der starken Vergrösserung hat die Sen derröhre nur eine verhältnismässig kurze Bau länge.
Fig. 3 zeigt eine Empfängerröhre 30, welche im untern Teile 31 trichterförmig er weitert ist. Die Elektronen werden durch die Glühkathode 12 mittelst der Batterie 14 und der Anode 13 erzeugt. Die Intensität ,des Elektronenstrahlenbündels in der Öff nung der Blende 32 wird durch die Steuer elektrode 33 im Rhythmus der vom Sender ankommenden Stromschwankungen geändert.
Die Öffnung der Blende 32, wird durch die Sammelspule 15 in .der im Innern der Röhre liegenden ersten Bildebene 17 abgebildet. Durch die seitliche Steuerung dieses Bild punktes mittelst der Ablenkplatten 18,
19 und durch die gleichzeitige Intensitätssteue rung mittelst der Elektrode 33 entsteht in der Ebene 17 ein Elektronenbild. Dieses Bild wird durch die nahe an die Ebene 17 herangerückte Sammelspule 2'0 in starker Vergrösserung in der Bildebene 16 abgebildet und in bekannter Weise durch eine in dieser Ebene sich befindende fluoreszierende Schicht sichtbar gemacht. Es wird so bei kurzer Baulänge der Röhre ein sehr ,grosses Bild in,der Ebene 16- erzeugt.
Zur Erzielung besonders grosser Bilder ist es ohne weiteres möglich, nicht nur ein Zwischenbild, son dern mehrere Zwischenbilder zu verwenden. Es können auch statt der dargestellten magnetischen Sammelvorrichtungen elektri sche Sammelvorrichtungen oder Kombinatio nen beider zur Vergrösserung der Elektronen bilder verwendet werden.