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Verfahren und Einrichtung zur Hildubertragung, insbesondere auf kurzen Wellen.
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bei drahtloser, bzw. Trägerfrequenzübertragung hat man beispielsweise auch die Trägerfrequenz in ihre positive und negative Komponente aufgespalten und jede für sich mit einer Nachricht moduliert. Bei der Bildtelegraphie hat man auch bereits mehrfach vorgesehlagen, mehrere Bilder bzw. Bildteile gleichzeitig zu übertragen. Die vorliegende Erfindung hat ein neues Verfahren für die Mehrfaehbildübertragung zum
Gegenstande. welches an die besondere der Bildübertragung eigentümliche Metbode der Einführung einer Hilfsträgerfrequenz anknüpft und unter Benutzung von ineinandergreifenden phasenverschobenen Hilfsfrequenzen besonders ökonomische Einrichtungen zu schaffen gestattet.
Bei der senderseitigen Abtastung elektrisch zu überragender Bilder ist es aus verstärkertechnisehen und anderen Gründen meist notwendig, eine vom Wechsel der Bildhelligkeit modulierte Mittelfrequenz als Hilfsträgerfrequenz einzuführen, mit der die Leitung beschickt bzw. die ausgestrahlte oder leitungsgerichtete Hochfrequenz des Senders, die eigentliehe Trägerfrequenz, ihrerseits gesteuert wird. Die so definierte Hilfsträgerfrequenz wird zweckmässig durch schnelle Unterbrechung des Abtastliehtkegels oder des Photozellenstromes hergestellt, im ersten Falle mittels einer rotierenden Lochseheibe, im zweiten z. B. mittels eines intermittierenden Kontaktmaehers im Kreise der Zelle.
Der besonders bei Fernsehen wichtige Fall, dass zum gleichen Zwecke eine Wechselspannung in den Stromkreis der Photozelle eingeführt wird, soll hier nicht weiter behandelt werden ; die Erfindung lässt sieh aber auch auf ihn anwenden, wie überhaupt auf jede Art des Zustandekommens der Hilfsträgerfrequenz auf optischem, mechanischem oder elektrischem Wege.
Nach derartigen Verfahren werden Stromkurven erhalten, wie sie für zwei stark verschiedene Tönungswerte der abzutastenden Vorlage in Fig. 1 dargestellt sind. Die Amplitude der Hilfsträgerfrequenz gibt die Unterschiede der Reflexion oder Durchlässigkeit wieder. Im Grenzfalle kann man die Kurven-
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schnittenen Lichtbündel weit sind, oder am einfachsten durch rotierende Photostromunterbrecher.
Die folgende Beschreibung beschränkt sich auf den in Fig. 2 angenommenen Fall. Der Teil a entspricht dem Weiss, da die Photozelle beim Empfangen von Lieht Strom liefert, der Teil b dem tiefsten, praktisch vorkommenden Schwarz. Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, die in den dargestellten Kurven vorhandenen Strompausen für eine zweite gleichzeitige Bildübertragung auf derselben Sendewelle nutzbar zu machen, indem eine um 1800 in der Phase gegen die Frequenzkurven der Fig. 1 oder 2 verschobene gleiche Hilfsträgerfrequem (gestrichelte Linie) eingeführt wird.
Für die Kurvenform nach Fig. 2 veranschaulicht dies Fig. 3 unter Annahme verschiedener Schwarz-Weiss-Verteilungen, die in Gestalt zweier im Gegentakt abgetasteter getrennter Vorlagen oder zweier alternierend übertragener Zeilen einer und derselben Vorlage gegeben sein mögen.
Bei Anwendung von unterbrochenem Abtastlicht dient zur Ausführung der Erfindung vorteilhaft eine Kombination von zwei hinter der gleichen Lochscheibe 3 angeordneten punktförmigen Liehtquellen 1 und ; 2 in Fig. 4, die im Gegentakt abgeblendet und freigegeben werden. 4 und 5 sind Lampen, 6 und 7 Linsen, durch die die Strahlung auf die Blenden 1 und ; 2 gesammelt wird, 8 und 9 weitere Linsen, die die Abtastliehtpunkte auf die Bildtrommeln 10 und 11 entwerfen, 72 und 7J stellen Photozellen dar. Bei Unterbrechung des Photostromes an Stelle des Abtast-
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gemeinschaftlichen Kranz von Segmenten 3 rotieren und deren jede in den Stromkreis einer der beiden
Abtastphotozellen 4 und 5 eingeschaltet ist.
Durch das beschriebene Verfahren wird die Leistungsfähigkeit des Senders voll ausgenutzt, nämlich 'für jede der beiden im Gegentakt arbeitenden Bild-bzw. Zeilenübertragungen der Senderstrom bei
Weiss auf den obersten Wert getastet. Mit Hilfe bekannter Umkehr- oder Kompensationsschaltungen lässt sich natürlich der Sinn der Sendersteuerung umdrehen, d. Ii. maximaler Antennenstrom bei Schwarz erzielen. Ferner kann man im Rahmen der Erfindung die Zahl der gleichzeitig stattfindenden Übertragungen grösser als 2 machen, etwa durch einen Dreiertakt gemäss Fig. 6. Im folgenden wird jedoch nur der Fall I zweier Übermittlungen weiter durchgeführt.
Um die am Empfänger durch Demodulation zurückerhaltene Frequenzkurve (Lochscheiben- bzw.
Unterbrecherfrequenz) dauernd richtig auf die beiden synchron mit der Sendeseite überstrichenen Bild- flächen oder-zeilen zu verteilen, können verschiedene Mittel benutzt werden : Z. B. kann man bei Licht- punktschreibern mit optischen Relais (Kerrzelle, Saitengalvanometer, Glimmlampe od. dgl.) zwei solche
Relais mit dem Empfangsstrom parallel betreiben und die beiden in ihrer Helligkeit übereinstimmend gesteuerten Strahlenkegel durch eine synchron und konphas mit dem Geber laufende Lochscheibe im
Gegentakt von der Bildfläehe abschneiden.
Diese Anordnung entspricht der Fig. 4, in welcher nunmehr die Lampen 4, 5 durch die Liehtsteuerrelais ersetzt zu denken sind, die Trommeln 10 und 11 statt der zu sendenden Vorlage die photographische Empfangsfläche tragen und die Photozellen 12, 13 fehlen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das gesteuerte Licht eines einzigen Empfangsrelais im richtigen Wechsel auf die beiden Sehreibzonen optisch zu verteilen. Oder man bewirkt die Verteilung elektrisch durch einen
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In jedem Falle ist ein sehr genauer Gleichlauf erforderlich. Er kann durch rein örtliche Mittel (fein geregelte Stimmgabeln äusserst hoher Konstanz, die über Verstärker Synehronmotore steuern) gesichert werden, falls die Möglichkeit besteht, die Phase des empfängerseitigen Licht- oder Stromwählers relativ zu dem entsprechenden senderseitigen Organ in längeren oder kÜrzeren Intervallen zu berichtigen.
Hiefür dient zweckmässig der"tote Winkel"der Trommel, der von der Befestigungsleiste für den Bildträger eingenommen wird, u. zw. in der Weise, dass während dieser Unterbrechung die Frequenz der zur Drehzahlsteuerung des Abtasters dienenden Stimmgabel vom Sender als Modulation seiner Welle zum Empfänger übermittelt wird. Der hier ankommende Schwingungszug wird nach gehöriger Verstärkung dazu benutzt, die empfangsseitige Stimmgabel nötigenfalls in Phase zu ziehen, d. h. elektromagnetisch so zu beeinflussen, dass eine etwa entstandene geringfügige Phasendifferenz der Sehwingungenbeider Stimmgabeln auf Null reduziert wird.
Dadurch kommt auch die empfängerseitige Verteilung wieder von selbst in Phase
Diese Phasenberichtigung der beiderseitigen Licht-oder Stromwähler kann auch auf anderem
Wege geschehen, z. B. ohne Beeinflussung der Stimmgabel durch Steuerung eines Differentialgetriebes, das zwischen dem Synchronantrieb des Verteilerorganes und diesem selbst eingesehaltet ist und das durch auftretende kleine Phasendifferenzen in Gang gesetzt und in solchem Sinne gesteuert wird, dass der Phasenwinkel beider Achsen wieder Null wird. Für diesen Zweck benutzt man z. B. ein Phasenrelais, wie es in Fig. 7 dargestellt ist.
Die zum Empfänger 1 zeitweise übertragene Frequenz der senderseitigen Stimm- gabel wirkt nach gehöriger Verstärkung auf das Gitter einer Röhre 2, deren aus einer Batterie eilt- nommener Anoden-Gleichspannung die verstärkte Weehselspannung von der Frequenz der Stimmgabel 5 mittels des Transformators 4 überlagert ist. Bei vor-oder nacheilender Phase der senderseitigen Synehronisierfrequenz relativ zur empfängerseitigen wird dann der Anker des Relais 6 durch die Wirkung des zuoder abnehmenden Anodenstromes auf Vor-oder Rüekwärtssteuerung des Motors oder Triebwerks 7 umgelegt.
Dieses Triebwerk gestattet mit Hilfe eines Differential- oder Planetengetriebes 8 die Phase der Empfangsstromverteilung im Sinne der Erfindung mit Hilfe der beiden Bürsten 9 und 10 des rotierenden Kollektors 11 zu verändern. Die Achse 12 des Verteilers 11 wird vom Synchronmotor 13 angetrieben, der mit der verstärkten Schwingung der Stimmgabel 5 zwangsläufig in Tritt bleibt. Dieser Motor treibt ferner mittels eines Übersetzungsgetriebes 14 die beiden Bildtrommeln 15, 16 an. Auf diese Weise werden die Bildtrommeln beider Stationen im Gleichlauf erhalten und ferner für die Empfangsstromverteilung für die beiden Lichtrelais 16, 17 (im dargestellten Falle Glimmlampen) die richtige Phase mit Bezug auf die senderseitige Abtastung gesichert.
Die Beeinflussung des die Helligkeit von 16 und 17 steuernden Stromes geschieht vom Empfänger 1 aus über die Kopplung 18, einen Verstärker 19 und den Verteiler 11. 20 und 21 sind Sammellinsen zur punktförmigen Figur der Leuehtzonen von 16 und 17 auf die Trommelflächen. Am sichersten ist jedoch die dauernde Mitübertragung einer Frequenz vom Sender zum Empfänger, die in einem bestimmten Verhältnis zur Lochscheiben-bzw. Stromunterbrecher-Frequenz der Abtastung steht und beiderseits zur zwangsläufigen Synehronisierung sowohl der Bildtrommeln als auch der Gegentaktverteilung benutzt wird.
In diesem Falle muss jedoch ein Teil der Senderleistung zur Übermittlung der gedachten Steuerfrequenz verbraucht werden. Um ihn möglichst gering zu halten, kann man gemäss Fig. 3, Kurve a, die zwischen den Gegentakt-Hilfsträgerfrequenzen entstehenden Zeitlücken ausnutzen, die, wie ersichtlich,
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stellen. Zwar ist nach Kurve d in Fig. 3 jene Frequenz nicht dauernd vorhanden ; handelt es sich jedoch um die Übermittlung von Schrift oder Druck, so überwiegt in der Vorlage das Weiss, und die Unterbrechungen der Ausstrahlung der bezeichneten Frequenz werden kurzzeitig und bedeutungslos. Auf diesen Umstand gründet sich die Synchronisierschaltung der Aufnahmestation nach Fig. 8.
Die von dem hochfrequenten Empfänger 1 aufgenommenen und verstärkten Bildsignale gelangen über den Transformator 2 und den Endverstärker 3 zu den beiden parallel arbeitenden Lichtrelais -1 und 5. deren Strahlung durch die Linsen 6 und 7 in die Ebene der als optischer Verteiler wirkenden Loehscheibe 8 abgebildet wird. Die von 8 durchgelassenen Lichtströme gelangen dann im Gegentakt durch die Sammellinsen 9 und 10 auf die Bildtrommeln 11 und die sich in gewohnter Weise drehen und axial verschieben können. Die in Fig. 3 dargestellte Frequenz vom doppelten Betrage der Hilfsträgerfrequenzen wird dem Empfänger 1 über einen Absiimmkreis 13 selektiv entnommen und durch einen Röhrenverstärker 14 in solchem Masse weiterverstärkt, dass sie zum Betrieb eines kleinen Synehronmotors 15 ausreicht.
Dieser sitzt auf gleicher Welle mit einem von der örtlichen Stimmgabelfrequrnz angetriebenen Hauptsynchronmotor 16, der seinerseits wiederum dazu dient, den grobgeregelten Gleichstrommotor 17 in Tritt zu halten. Während 17 die Hauptantriebsleistung für die Bildtrommeln 11 und 12 sowie für die Lochscheibe 8 aufbringt, dient 16 zur rein örtlichen Synchronhaltung mit derjenigen Genauigkeit (in bezug auf den Sender), welche durch den lokal arbeitenden Oszillator zu erreichen ist. Der Zusatz-Synchronmotor 15 hat nur die Aufgabe, die mit der Zeit zwischen der sender-und der empfangsseitigen Stimmgabel entstehenden Phasendifferenzen unwirksam zu machen. Damit ist aber der Zweck erreicht, die Lichtverteilung durch die Lochscheibe 8 dauernd in richtiger Phase zum Gegentakt der Senderabtastung zu erhalten.
Die Zahnteilungen von 15 und 16 sind so bemessen, dass die Speisefrequenzen die gleiche Achsendrehzahl ergeben. Auf diese Weise werden Phasenfehler selbsttätig ausgeschlossen.
Die vorstehenden Verfahren und Mittel finden sinngemäss Anwendung auf Bildübertragungsgeräte, die nicht mit Trommeln, sondern mit Abtastung fortlaufender Bildstreifen arbeiten. Ferner sind sie für alle Formen des Fernsehens nutzbar zu machen ; sie gestatten dabei die Gegentaktübertragung der Elemente zweier verschiedener Bildzeilen. Dies ist in Fig. 9 an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
1 und 2 seien die synchron angetriebenen Bildpunktverteiler in Gestalt konphas rotierender Doppel- spiralloehseheiben, d. h. jede Scheibe trägt auf ihrem Umfange zwei volle Spiralumgänge von Löchern, so dass sich jeweils zwei Löcher identischer Lage bei Sender und Empfänger im Bildfelde befinden, wie dies
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spannung eines Gegentakttransformators 14, dem eine bestimmte Frequenz von der Wechselstromquelle 15 zugeführt wird. Auf diese Weise wird die von der jeweiligen Bildhelligkeit bestimmte Elektronenemission beider Zellen im Gegentakt ausgewertet, u. zw. in Form modulierter intermittierender Ströme in den Widerständen 16 und 17, deren Spannungsabfall auf den Gegentaktverstärker 18, 19 wirkt.
Die Anodenströme wirken dann übel'den Transformator.'20 modulierend auf den Sender 21 ein. Um am Empfänger die phasenrichtige Verteilung der Steueramplituden auf die Glimmlichtrelais lö, 14 zu sichern, wird die Gegentaktsteuerfrequenz der Stromquelle 15 hier einem Gegentaktverstärher 22, 23 gitterseitig über den Transformator 24 zugeführt.
Die von dem Empfänger 25 abgegebenen, nach der Demodulation genügend vorverstärkten Bildströme erzeugen einen variablen Spannungsabfall im Widerstande 26, durch den die jeweilige Intensität der GlimmlichtreIais 13 und 14 über die Röhren 22,23 und die Über-
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des fernzusehenden Bildes in zeitlicher Parallelschaltung übertragen und die Helligkeitswerte richtig zugeordnet werden. Will man am Sender die Hilfsträgerfrequenz durch ein auf das Bild aufgelegtes oder darauf projiziertes Strichraster erzeugen, so kann die Gegentaktanordnung der Photozellen und Verstärkerröhren entbehrt werden, indem man die Rasterstriche in der oberen und in der unteren Hälfte des Bildes (im Sinne der vorstehenden Besehreibung) um eine Strich- bzw. Lückenbreite gegeneinander versetzt.
Dann muss dafür jedoch gesorgt werden, dass die Geschwindigkeit der Abtastung von einer Steuerfrequenz reguliert wird, die zugleich den Gegentakt der Liehtverteilung auf der Empfängerseite bestimmt.
Das Verfahren gemäss der Erfindung eignet sich für die bildlich Übertragung von Schrift, Druck, Zeichnungen u. dgl. sowie auch von Halbton-und Rastervorlagen und hat besondere Bedeutung bei Anwendung kurzer Wellen. Hier ziehen nach neueren Erkenntnissen die Ausbreitungseigentümlichkeiten, insbesondere Dopplereffekt, Impulsverlagerungen-und Verbreiterungen, der Abtastgeschwindigkeit eine Grenze, man geht daher zur Aufrechterhaltung hoher Übertragungsleistung des Senders zum Parallelbetrieb zweier oder mehrerer Übertragungseinrichtungen bzw. zum gleichzeitigen Übertragen zweier oder mehrerer Zeilen eines und desselben Bildes auf gleicher Welle über.
Dadurch werden getrennte elek- trische Kanäle notwendig, denen verschiedene Frequenzbereiche der Modulation der gemeinsamen hochfrequenten Trägerschwingung zugeordnet sind. Hiebei ist jedoch die Stromamplitude des Senders auf
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gibt ein Mittel, um unter den angenommenen Umständen eine bessere Ausnutzung der Senderamplitude zn ermöglichen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren und Einrichtung zur Bildübertragung, insbesondere auf kurzen Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Urbilder oder Vorlagen bzw. zwei oder mehrere Zeilen des gleichen Bildes oder Dokumentes die photoelektrisehe Modulation zweier oder mehrerer gleicher, gegeneinander in der Phase verschobener Bilfsträgerfrequenzen bewirken, deren Amplituden den Sender voll aussteuern, und dass beim Empfänger eine synchrone Verteilung optischer oder elektrischer Art in richtiger Phase zum Sendevorgang stattfindet, durch die die gesteuerten Lieht-oder Sehreibimpulse den korrespondierenden Zeilen zugeordnet werden.