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Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Konstruktion von Fernsehern lag bisher in dem Umstande, dass bei der Umsetzung des optischen Bildes eines Objektes in elektrische Energie, ein zu geringes Ergebnis erzielt wurde. Die vorliegende Erfindung bezweckt, auf einfache Weise die Umwandlung des optischen Bildes in ein von elektromagnetischen Kleinwellen (nahe den ultraroten Strahlen) dargestelltes elektromagnetisches Bild"vorzunehmen. Die elektromagnetische Energie dieses Bildes kann nach
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jene des Lichtbildes.
Das hier verwendete elektromagnetische Bild kann auf freien Strecken, jedoch auch ohne Zerlegung in Bildpunkte, dem Empfänger als Ganzes zugestrahlt und von diesem in ein optisches Bild rückverwandelt werden. Letzterem Zwecke dient der elektro-optische Bildumwandler. Dieser kann auch in allen jenen Fällen Verwendung finden, in welchen es sich darum handelt, dass elektromagnetische Bild dem Auge unsichtbarer Gegenstände und Objekte, welche sich nach ihrer elektrischen Leitfähigkeit von der Umgebung gut abheben und welche von elektromagnetischen Kleinwellen bestrahlt wurden, in ein sichtbares Bild umzuwandeln. So bei Aufsuchung unterirdischer Wasserläufe und Erzgänge,
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grenze, endlich bei Durchstrahlung kleinerer naher Objekte.
Als Kleinwellensender werden Massenoszil1atOl'en verwendet, die durch Induktion angeregt und derart auf Platten od. dgl. angeordnet werden, dass durch Neben- respektive Hintereinanderschaltung mehrerer solcher Oszillatoiplatten die gegebene Wechselstromenergie gut ausgenutzt werden kann.
Die Figuren zeigen : Fig. 1 die optisch-elektrische Umwandlung für den Fernseher. Fig. 2 den elektro-optischen Umwandler, welcher das in Fig. 1 ausgestrahlte elektromagnetische Wellenbild in ein optisches ruckverwandelt. Fig. 3 die Bestrahlung eines Schiffes und Umwandlung des elektromagnetischen Bildes in ein optisches. Fig. 4 den Randteil zweier Oszillatorplatten mit direkt gegen- überstehenden Oszillatoren, stark vergrössert. Fig. 5 ein solches Oszillatorplattenpaar mit vollen Anregerplatten. Fig. 6, stark vergrössert, den Randteil zweier Oszillatorplatten mit schräg gegenüberstehenden Oszillatoren. Fig. 7 ein solches Oszillatorplattenpaar mit Anregegittern. Fig. 8 ein Anregegitter. Fig. 9, verkleinert, einen elektro-optischen Bildumwandler. Fig. 10, stark vergrössert, einen Teil einer Oszillatorplatte.
Fig. 11, stark vergrössert, einen Teil einer Empfängerplatte. Fig. 12, 13 und 14, beispielsweise Anordnungen von Sendern in Hohlspiegeln. Fig. 15, Teil eines elektro-optischen Bildumwandlers, stark vergrössert. Fig. 16,-stark vergrössert, linkes Ende eines zugehörigen Drahtes. Fig. 17 eine Anordnung zur Trennung der Kleinwellen und Induktorwellen. Fig. 18, Teil eines elektro-optischen Bildumwandlers, 11. Ausführungsform. Fig. 19 Teil eines elektro-optisehen Bildumwandlers, III. Ausführungsform. Fig. 20 Elektro-optischer Bildumwandler, JV. Ausführungsform.
Der Sender besteht aus einem, mehreren oder vielen Osii11atorplattenpaarel1, welche durch Anregeplatten oder-gitter zu Schwingungen angeregt werden. Jede Oszil1atorplatte, Fig. 4 bis "7, 23 und 24, trägt an der glattgeschliffenen Innenseite die metallenen, prismatischen oder zylindrischen
Oszillatorkörper 25 in gleichen Abständen (zweckmässig gleich der Wellenlänge). Der Zwischenraum zwischen den beiden Platten eines Paares ist mit Parraffinöl od. dgl. angefüllt.
Vollkommen steife Platten sind nur an den vier Ecken mit Anschlagkörpern 26, 27 versehen, mittels welcher sie so weit voneinander gehalten werden, dass die Entfernung zwischen den Oszillatorkörpern eines Paares die günstigste ist.
Biegsame Platten erhalten solche Anschlagkörper auch in der Mitte der Platte, oder wo sonst nötig,
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derart angeordnet, dass die Strahlung möglichst wenig behindert wird. Dicke Oszillatorplatten werden an den abgeschrägten Rändern verkittet 28, dünne verklebt od. dgl.
An die Aussenseite der Oszillatorplatten werden die Anregeplatten 29, 30 respektive Gitter 32, 33 angelegt und mittels Isolatorbandes 31 od. dgl. befestigt ; die Anregeplatten respektive-gitter werden mit den Polen eines Induktors 3 oder sonstiger geeigneter Wechselstromquelle verbunden. Durch Hintereinander-oder Nebeneinanderschaltung, auch Vergrösserung, von Oszillatorplattenpaaren kann die auf ein Oszillatorenpaar entfallende Stromstärke und Spannung so weit geregelt werden, dass gutes Funktionieren der Oszillatorenpaare gesichert erscheint und eine beliebiger Wechselstromenergie in Schwingungen umgesetzt wird. Die Oszillatoren einer Platte werden entweder direkt gegenüber jenen der andern Platte angeordnet, Fig. 4 und 5, oder schräg gegen- über, Fig. 6 und 7.
Im ersteren Falle erfolgt die Strahlung vom Plattenrande aus seitlich, im Sinne der Pfeile ; im letzteren Falle, in welchem Gitter angewendet werden müssen, hauptsächlich durch die Lücken des Gitters, in geringem Grade vom Plattenrand aus, im Sinne der Pfeile. Bei Schrägstellung der Oszillatorpaare kann auch eine volle Anregeplatte mit einem Anregegitter kombiniert werden, wenn die ganze Strahlung nach einer Seite gelenkt werden soll.
Behufs Erzeugung der Oszillatorplatten wird folgendermassen vorgegangen : Eine Isolatorplatte wird auf einer Seite mit halbleitendem Anstrich, auf galvanischem Wege mit einer sehr dünnen Metallschicht und darüber mit einer geeigneten lichtempfindlichen Schicht (Asphalt od. dgl.) versehen.Auf einem Zeichenpapier werden in möglichst kleinem Massstabe Oszillatoren in jener Entfernung voneinander und jener Form und Grösse aufgezeichnet, Fig. 10,25, wie sie verkleinert in Wirklichkeit erhalten sollen, u. zw. als Quadrate oder Kreise, wenn die Oszillatoren Würfel bzw.
Zylinder werden sollen, deren
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feinkörnige Bromsilberplatte, mit der stärksten zulässigen Verkleinerung so oft nebeneinander photographiert, bis diese Bromsilberplatte mit dem stets wiederholten Bilde der Zeichnung überall bedeckt ist, wo keine Anschlagkörper hinkommen sollen ; die leergelassenen Stellen z. B. an den Ecken der Platte, werden mit dem Bilde der Anschlagkörper belichtet. Die entwickelte und fixierte Bromsilberplatte kann nun als Negativ bei der Herstellung von Oszillatorplatten dienen.
Zu diesem Zwecke wird sie mit künstlichem Lichte auf die lichtempfindliche Schicht der Oszillatorplatte kopiert, u. zw. für die Platten eines Paares, einmal mit der Schichtseite, einmal mit der Kehrseite. Die Oszillatorplatten werden nun entwickelt, die dann zutage liegenden Metallhautteile weggeätzt und die zutage getretenen Stellen des
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Hierauf werden an ein oder mehr Oszillatorplattenpaare gemeinsam, die Anregeplatten, bzw.
Anregegitter befestigt.
Die Anregeplatten bilden einen Kondensator, welcher bei Hintereinanderschaltung einer kleinen Zahl von Oszillatorplattenpaaren durch ein Anregeplattenpaar, infolge seiner geschlossenen Form nur geringe Streuung von Induktorwellen aufweist ; je grösser jedoch die Zahl der gemeinsam geschaltet Oszillatorplatten bei nur einem Anregeplattenpaar ist, um so erheblicher kann diese Streuung werden ;
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umwandlers mit Oszillatoren versehen sind, welche auf die gesendeten Kleinwellen resonieren, so wird sich in allen Fällen, wo dieser Umwandler verwendet wird, ein störender Einfluss der Induktorwellen kaum in erheblichem Masse fühlbar machen.
Der Sender kann da im Brennpunkte eines parapolischen Hohlspiegels angeordnet werden, Fig. l, 3, 12, 13 und 14, wo er verschiebbar befestigt wird, mittels Isolatorröhren, durch welche die Stromzuführung erfolgen kann. Die Fig. 12 und 13 zeigen beispielsweise die Anordnung eines Plattensenders ; erstere ist von der Seite gesehen, letztere von oben ; Fig. 14 zeigt einen Gittersender.
- Bei Hintereinanderschaltung vieler - Oszillatorplattenpaare kann die Streuung von Induktorwellen herabgesetzt werden durch Verwendung mehrerer hintereinander stehender Anregeplattenpaare an Stelle eines einzigen. Demselben Zwecke kann auch die Anbringung eines Schutzbleches mit zentraler Öffnung, Fig. 9, 13, vor dem Objektiv des Aufnahmeapparates dienen, doch bringt diese Anordnung eine Schwächung des auftreffenden Wellenbündels mit sich.
In allen Fällen, wo, wie beim Fernseher, die Induktorwellenstreuung ganz unterdrückt oder wenigstens auf ein Minimum reduziert werden muss, kann entweder von obiger Hintereinanderschaltung mehrerer Anregeplattenpaare Gebrauch gemacht werden, oder die folgende streuungslose Anordnung des Senders in einem ellipsoidalen Metallhohlkörper benutzt werden. Fig. 17 :
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resonierendes Resonanzgitter 52 an, welches nach Art der Oszilla. orplatten hergestellt wurde, so werden die vom Sender ausgehenden Induktorwellen, durch dasselbe hindurchgehen, zum zweiten Brennpunkte gelangen und ihre Bahn weiterhin der Hauptachse immer mehr nähern. Die auf dem Resonanz-
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gitter auftreffenden Kleinwellen jedoch werden nach dem Spiegelpunkte 53 des Brennpunktes 56 reflektiert.
Bringt man das Resonanzgitter in solcher Lage an, dass dieser Spiegelpunkt in die Hülle des Ellipsoids fällt, stellt man dort eine kleine Öffnung her, so tritt das ganze Kleinwellenbündel konvergierend durch dieselbe hindurch und wird ausserhalb des Ellipsoids durch eine Isolatorlinse 54 von geeigneter Brennweite in ein Parallelstrahlenbündel verwandelt.
Infolge der grossen Verschiedenheit in den Brechungsexponenten der Kleinwellen und Induktorwellen können diese Wellen auch durch totale Reflexion getrennt werden, in dem an Stelle des Resonanzgitters in obiger Anordnung die Hypothenuse eines geeigneten Jsoiatorprismas gesetzt wird.
Optisch-elektrische Umwandlung.
Zur Umwandlung eines optischen Bildes Fig. 1 bis 9,10, in ein elektromagnetisches lässt man ersceres mittels Linse 8 auf eine Isolatorplatte 11 fallen, welche auf der belichteten Seite mit einer dünnen Schicht kristallischen Selens bedeckt ist, und bestrahlt das auf der Selenschicht befindliche Bild mit dem Bündel 5 elektromagnetis her Kleinwellen. Letztere werden im Verhältnis zur Leitfähigkeit der Selenteilchen von diesen reflektiert bzw. durehgelassen und die Isolatorlinse 4 entwirft auf der Vorderseite des Fernsehers (angedeutet als 7) ein negatives elektrisches Bild 9', 10', welches im Fernseher der Zerlegung in Bildpunkte unterzogen wird.-Da die Energie des Kleinwellenbündels 5 beliebig steigerungfähig ist, trifft dies auch für das von einem einzelnen Bildpunkte weitergehende Wellenbündel zu.
Letzteres kann demnach dem Empfänger direkt zugestrahlt werden, wodurch die bisher schwierige Verstärkung der geringen, aus der lichtelektrischen Zelle kommenden elektrischen Energie entfällt.
Das kegelstumpfförmige ausziehbare Schutzblech 6 schützt den Fernseher vor Kleinwellen, welche nicht durch Linse 4 gegangen sind. Die Achse des von Linse 8 kommenden Lichtbündels kann jener des Kleinwellenbündels 5 genähert werden, indem das Lichtbündel durch eine kleine, mit geeignetem Gitter versehene Ausnehmung des Hohlspiegels gesandt wird.
Zur Verwertung im Fernseher kann auch der von der Selentafel reflektierte Teil des Kleinwellenbündels herangezogen werden, aus welchem eine Isolatorlinse ein positives, elektromagnetisches Bild entnimmt.
Die Übertragung eines elektrischen Bildes als Ganzes-ohne Zerlegung in Bildpunkte-kann erfolgen auf hindernislosen Strecken, zu Lande wie zur See, auf welchen eine Störung des Kleinwellenbündels nicht stattfindet. Beim Empfänger wird in diesem Falle, Fig. 2, das Kleinwellenbündel mittels Isolatorlinse 12 oder fernrohrähnlicher Linsenkombination aufgefangen und mittels des elektro-optischen Bildumwandlers die Rüekverwandlung des entstehenden elektrischen Bildes in ein optisches vorgenommen.
Hier kommt das elektromagnetische Bild lediglich als Hilfsmittel für die Übertragung des optischen in Betracht ; das entstehende optische Bild ist eine Wiedergabe des zur Aufgabe gelangten optischen Bildes.
Der elektro-optische Bildumwandler kommt jedoch auch zur Verwendung in jenen Fällen, wo ein unsichtbares, von Kleinwellen bestrahltes Objekt sichtbar gemacht werden soll. (Bestrahlung : Wasserläufe, Erzgänge, Fig. 3 gibt als Beispiel ein Schiff ; Durchstrahlung : Kleine, nahe Objekte z. B. mensch- licher Körper. ) Hiebei werden die vom Objekte reflektierten-bzw. bei Durchstrahlung : durchgelassenen - elektrischen Strahlen zur Erzeugung eines elektrischen Bildes mittels Isolatorlinse oder Isolatorlinsenkombination benutzt und der elektro-optische Bildumwandler besorgt die optische Wiedergabe dieses rein elektrischen Bildes.
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1. Ausführungsform (Fig. 9,11, 15 und 16).
Ein Bündel M sehr dünner isolierter Drähte 42 wird an deren-in den Figuren-linken Enden, an der Aussenseite auf einige Zentimeter Länge, galvanisch mit gut leitendem Metalle, 44, überzogen.
Über diesen Metallüberzug erhalten die Drähte noch einen kurzen Gummiüberzug 45, der bis auf ein bis zwei Millimeter an die Drahtenden heranreicht, und aussen noch mit flüssigem Gummi bestrichen wird. Die so behandelten Drähte werden mit den Enden in einer Ebene aneinandergelegt und mittels des schwach konischen Metallbandes 19 aneinandergepresst, so dass einerseits die Gummiüberzüge eine luftdichte Wand bilden, anderseits die Metallüberzüge 44 aneinanderliegen und untereinander und mit dem Metallbande 19 in leitender Verbindung stehen. Nun wird der Endquerschnitt 34 des Drahtbündels glatt abgeschliffen, mittels plastischer Isolatormasse (z. B.
Guttapercha) ein Abdruck von ihm genommen, dieser, 38, auf der Isolatorlatte 21 befestigt und letztere so orientiert, dass die Erhabenheiten 41 des Abdruckes den korrespondierenden Vertiefungen 46 des Bündelquerschnittes an den Stellen der fehlenden Gummihüllen genau gegenüberstehen. Diese genaue Orientierung kann durch Mitabdrucken von vier Einkerbungen erreicht werden, welche in 900 Abstand auf dem Endquerschnitt des Metallbandes 19 gemacht wurden. Hierauf werden besagte Vertiefungen 46 des Drahtbündelquerschnittes mit gut erhärtender Isolatormasse ausgeffillt, der ganze Querschnitt nochmals glatt abgeschliffen, mit halbleitendem Anstrich, galvanischem Metallüberzug und lichtempfindlicher Schicht versehen, wie bei den Oszillatorplatten.
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Auf einer Zeichenfläche werden, schwarz auf weiss, Oszillatorpaare gezeichnet, Fig. 11, von derselben Form und Grösse wie für die Oszillatorplatten und von demselben Abstande der Oszillatoren eines Paares, wie er beim Sender eingehalten wurde. Die Oszillatorpaare werden voneinander durch Streifen getrennt. Diese Zeichnung wird nach derselben Methode'wie bei den Oszillatorplatten und mit derselben Verkleinerung auf dem Drahtbündelquerschnitt in Metall ausgeführt ; es erscheinen dann die-Oszillatorpaare durch ein Metallnetz voneinander getrennt ; dieses wird an Erde 47 gelegt.
Mittels des zylindrischen Kragens 39 wird die Isolatorplatte 21 über den Endquerschnitt 34 des Drahtbündels geschoben, bis die Ansätze Z auiruhen und der Kragen 39 an Warzen 48 anstösst. Im Augenblicke da der Gummidichtungsring 40 in Funktion getreten ist, wird die Luft im Zwischenraume 38-34 ausgepumpt, bis günstige Ionisationsbedingungen bestehen.
Das Metallband 19 wird mit einem Pole einer konstanten Stromquelle verbunden.
Die isolierten Drahtenden - in den Figuren-rechts--werden ohne weitere Behandlung in eine
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platte 18 gehalten; letztere ist mit dem zweiten Pole der Stromquelle'verbunden.
Fällt durch-die Isolatorlinse- ein elektromagnetisches Bild auf den linken Drahthündelquerschnitt 34, so geraten die durch ihre Halbleiterunterlage hindurch mässig aufgeladenen Oszillatoren nach Massgabe der örtlichen Wellenstärke in Schwingungen und ionisieren dementsprechend den Drahtraum, in welchem sie sich befinden. Der Strom fliesst dann von der Stromquelle 16 über das Metallband. M, den äusseren galvanischen Metallüberzug 44 irgendeines Drahtes, durch das ionisierte Vakuum zum Drahtkern 42 ; in letzterem zum recliten Drahtende und hier durch das'imprägnierte Papier 17 über die Metallplatte 18 zum zweiten Batteriepole.
Auf dem imprägnierten Papiere bilden sich infolge Zersetzung des Stromreagenzmittels, proportional zur örtlichen Stromstärke dunklere und hellere Punkte, die Elemente des optischen Bildes.
II. Ausführungsform (Fig. 18).
Diese unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur in der Lage der Oszillatoren und in der Anordnung zur Sperre des Ionenüberganges von einem Drahtraum zum andern.
Die Oszillatorpaare samt an Erde gelegtem Metailnetz werden auf der Innenseite der Isolator-
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schleifen des Querschnittes werden die innere Isolierung 43 sowie die Metallteile 44 und 42 der Drähte auf ein his zwei Millimeter aufgelöst, so dass die äussere Isolierung um ebensoviel hervorragt und nun die Trennung der Drahträume voneinander besorgt. Hier müssen die Materialien der inneren und äusseren Isolierung voneinander verschieden sein. Diese Ausführungsform weist geringere Empfangsempfindlichkeit auf, als die erste, kann aber mit grösserer Stromstärke betrieben werden und eignet sich demnach mehr für schnelle Aufnahmen näherer Objekte.
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Beide vorhergehenden Ausführungsformen können auch mit folgender Abänderung hergestellt werden : Die rechten Enden der Drähte des Bündels werden mit galvanischem Metallüberzug und äusserer, 1 bis 2 cm langer Gummiisolierung bis zum Drahtende versehen ; die Drahtenden werden in eine Ebene zusammengelegt, durch ein schwach konisches Metallband. leicht zusammengepresst, der Bündelquer- schnitt abgeschliffen und die Drähte schliesslich so fest'zusammengepresst, dass die Gummiisolierungen um ein geringes über den übrigen Bündelquerschnitt hervorragen. Nun wird das imprängierte, auf einer Seite etwas befeuchtete Papier od. dgl.. angelegt und mittels Isolatorplatte 57 an den Bündelquer- schnitt angepresst.
Das schwach konische Metallband wird mit dem zweiten Batteriepole verbunden.
Der Strom geht jetzt-analog jenem auf der linken Seite - vom Kern eines Drahtes über das befeuchtete Papier zum galvanischen Metallüberzug und weüer über das Metallband zum Batteriepole. Da die vorspringende Gummüsolierung etwas in das Papier eingepresst wird, erfolgt heidurch die Isolierung der Drahträume voneinander.
IV. Ausführungsform (Fig. 20).
Im Falle der Sender äusserst kurze elektromagnetische Wellen (ultrarote Sirahlen) erzeugt, kann die Eigenschaft der let. zieren, das Leuchten phosphoreszierender Körper auszulöschen, als Grundlage für die elektro optische Bildumwandlung dienen : Eine Isolatorplatte 58 wird mit phosphoreszierendem Körper (Leuchtfarben od. dgl.) bestrichen, entsprechend beliechtet und durch eine Isolatorlinse oder
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