Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11790
.pdf
сформированного устройством 7. Изображение 22 фокусируется в плоскости щели 16 камеры 17, содержащей
фотоэлектрический элемент 18. По мере колебания зеркала 15 изображение 22 перемещается вперед и
назад по щели 16, так что свет от каждой детали 22 последовательно приводит в действие
фотоэлектрический элемент. 18, тем самым создавая изменения электрического тока в цепи, содержащей
источник потенциала, подключенный к выводам 19 и 20 фотоэлектрического элемента 18. Зеркало 15 может
взаимодействовать с любым количеством неподвижных линз для формирования изображения 22.
На рис. 6 показана оптическая схема, использующая двухмерное сканирование. Объектив 2, состоящий из
двух цилиндрических компонентов с осями, расположенными под прямым углом, формирует вертикальное
цилиндрическое действительное изображение на передней поверхности интегрирующего экрана 1 и
горизонтальное цилиндрическое действительное изображение на выходной поверхности интегрирующего
экрана 1. Свет от изображения на выходной поверхности 1 проходит через линзу 23 и отражается рабочим
зеркалом вращающегося зеркального барабана 249 известного типа через линзу 25 на отверстие 16 камеры
17, 70, содержащей фотоэлемент 18. С помощью линз 23 и 24 на отверстии 16 формируется изображение
изображения на выходной поверхности 1, а изображение, сформированное линзами 23 и 24, 75 за счет
движения зеркального барабана 24, перемещается по отверстию 16, в результате чего свет от элементов
мозаики в одной строке изображения последовательно приводит в действие фотоэлемент 80 18. При
включении следующего зеркала барабана 24 изображение перемещается по апертуре 16 на другом
вертикальном уровне, и сканируется еще одна линия; и так далее, пока не будет отсканирован весь объект.
Многие другие оптические схемы, аналогичные схемам на рис. 5 и 6, использующие интегрирующий экран,
показанный на рис. 1, или экран типа, показанного на рис. 8, могут быть использованы 90, и все они находятся
в рамках данного изобретения.
Для целей данного изобретения щель 16 на рис. 5 и отверстие 16 на рис. 6 предпочтительно должны иметь
особую форму 95, показанную на рис. 7. По ширине щели или отверстия между непрозрачными участками 23
и в направлении сканирования прозрачность изменяется предпочтительно, как показано на рис. 8. На рис. 8
линия 25 представляет нулевую прозрачность, т.е. полностью черный цвет, а расстояние 16 представляет
ширину отверстия или щели в направлении сканирования. Эта ширина предпочтительно 105 должна быть
приблизительно равна средней толщине ламинатов интегрирующего устройства 1. Сплошная линия
поднимается от нуля до максимальной прозрачности при 24, т.е. полностью белый цвет, и снова уменьшается
до нуля. Кривая изменения прозрачности представляет собой обратную синусоиду (т.е. 1-cos 0) и, очевидно,
имеет синусоидальный тип, как показано пунктирной кривой вместе со сплошной линией 115, где Если бы это
была синусоида, то 26 соответствовало бы нулевой линии. Изменение прозрачности очень легко достигается
фотографическими методами, где серебряный налет по краям диафрагмы имеет плотность 120, а в центре
диафрагмы – плотность 120.
На рис. 9 показана кривая интенсивности света, которую можно было бы получить, наблюдая
последовательные детали объекта на щели 125.
на рис. 5 или в отверстии 16 на рис. 6.
На рис. 10 показана кривая изменения электрического тока через фотоэлемент (18 на рис. 5 и 6), подобная
той, которая была бы получена из изображения, показанного на рис. 130 (I на рис. 9), при сканировании через
апертуру типа, показанного на рис. 7 и 8.
Следует отметить, что мгновенные изменения интенсивности света на рис. 9 не вызывают мгновенных
изменений электрического тока на рис. 10, скорость изменения электрического тока изменяется в зависимости
от прозрачности апертуры, и поэтому каждый полный период изменения электрического тока будет равен
времени, необходимому для того, чтобы точка мозаичного эквивалента объекта прошла всю ширину апертуры
во время сканирования. Если скорость сканирования равномерна, то период всех изменений тока на рис. 10
будет одинаковым, и скорости изменения каждого изменения тока будут соответствовать одной и той же
тригонометрической функции, которая определяется изменением прозрачности по всей сканирующей
апертуре, хотя максимальная скорость изменения каждого изменения электрического тока на рис.
будет зависеть от общего изменения интенсивности света, показанного на рис. 9.
Если цепь фотоэлемента, по которой протекает ток, показанный на рис. 10, соединена со второй цепью
посредством конденсаторов или трансформатора, то во второй цепи будет генерироваться электрический ток,
как показано на рис. 11. Для удобства соответствующим точкам на трех кривых на рис. 9, 10 и 11 присвоена
одна и та же буквенная маркировка. На рис. 11 видно, что период постоянного тока, соответствующий периоду
постоянной интенсивности света t Q, например, от c до d, не показывает тока, и поэтому постоянные периоды
исключаются.
Каждое изменение интенсивности света на рис.
9, Таким образом, ток на рис. 10 создает один импульс на рис. 11. Интенсивность каждого из этих импульсов
изменяется в соответствии с законом синусоидального тока (т.е. изменяется аналогично изменению
прозрачности апертуры, как показано на рис. 8).
Каждое увеличение электрического тока на рис.
На рис. 11 показано импульсное изменение одной фазы, а каждое уменьшение тока на рис. 10 на рис. 11
вызывает импульсное изменение фазы, смещенное на 180 градусов относительно увеличения, так что на рис.
11 увеличение показано положительным, а уменьшение — отрицательным, как это выглядело бы на практике.
Следует отметить, что каждое изменение интенсивности света на рис. 9 вызывает один полный цикл на рис. jl,
и период одинаков для всех циклов на рис. 11 при равномерной скорости сканирования. Последовательность
последовательных увеличений, например, от o до a, будет выглядеть как равное число полных циклов
переменного тока, а последовательность последовательных уменьшений, например, от d до e, также будет
выглядеть как равное число полных циклов переменного тока той же частоты, что и в предыдущем случае.
от o до a, но с фазовым сдвигом на 180 градусов.
Если за увеличением сразу следует уменьшение или наоборот, как показано на рисунках 70–j, то будут
получены два полных цикла с противоположными фазами. Постоянный период, за которым следует одно
изменение интенсивности, а затем еще один постоянный период, даст только один полный цикл, как показано
на рисунках 75–f.
Следует отметить, что правильное фазовое соотношение между импульсами является первостепенным.
сохраняется даже при наличии интервала постоянного или нулевого тока. Следует отметить, что ток,
показанный на рис. 11, полностью соответствует току, показанному на рис. 10, при условии, что можно найти
какой-либо метод вставки постоянных периодов. Такой метод будет описан позже. Таким образом, объект был
преобразован в форму, которую можно представить током, показанным на рис. 11, который можно
рассматривать как состоящий из трех состояний тока, одно из которых представляет собой постоянный или
нулевой ток, например, от c до d, а два других состояния представляют собой колебания или импульсы той же
частоты, но противоположной полярности или различающиеся по фазе на 180°, как показано, например, от o
до a и от a до b соответственно.
Хотя, согласно настоящему изобретению, передаваемая информация преобразуется в форму, в которой 100
может быть представлено тремя текущими условиями, ее передача не обязательно должна осуществляться с
помощью токов такого рода.
Альтернативный метод будет, например, описан в связи с рис. 14 105. Период одного цикла изменения тока
на рис. 9 легко определяется по количеству деталей в объекте и количеству сканирований объекта в секунду.
Например, предположим, что объект разделен на 100 полос, каждая полоса содержит 150 квадратных
деталей (таких, которые образуются, если на рис. 5 эшелон 7 имеет ламинирование, а интегрирующий экран
115 состоит из 150 пластин), и что количество сканирований объекта в секунду составляет 20 (т. е. частота
колебаний колеблющегося зеркала на рис. 5 составляет 10 в секунду), тогда будет возможно максимальное
количество изменений интенсивности света 300 000 в секунду, и каждое изменение интенсивности света
будет происходить за 1/a 000 o O секунды, при условии ширины сканирующей щели 16 на рис. 5. равна 125
толщине одной пластины интегрирующего экрана 1 при проецировании в плоскость щели. В таком случае
серия последовательных уменьшений, например, от d до e на рис. 11, приведет к чередованию 130 403,39 a 5.
В случае цепи, не настроенной на входящие волны, будет наблюдаться незначительная тенденция к
возбуждению ударными волнами или изолированными волнами из-за возможной противоположной
полярности волн, 70 помимо того факта, что волны имеют совершенно другую частоту. При условии
равномерной скорости сканирования передача сигналов, представляющих изображение, будет
осуществляться теоретически на одной частоте, хотя на практике передача может осуществляться с помощью
очень узкой полосы частот из-за изменяющейся амплитуды волн, которая может быть значительно меньше,
чем необходимо в случае телефонной передачи.
Если скорость сканирования неравномерна, частота передачи будет изменяться вместе с ней. В некоторых
случаях это желательно, например, если скорость сканирования изменяется синусоидально, передача будет
частотно-модулированной. На рис. 5 показано, что если частота 15 колеблется с частотой 10 в секунду при
синусоидальном изменении скорости сканирования, то частотная модуляция будет составлять 10 в секунду и
может использоваться для синхронизации зеркала приемника с зеркалом передатчика, как описано в заявке
№ 29504/31.
Альтернативный метод передачи 95 сигналов, представляющих ток, показанный на рис.
модуляция несущей частоты осуществляется током, показанным на рис. 10, или током, показанным на рис. 11,
как в беспроводной телефонии. Такая модуляция создаст только одну пару боковых частот, которые из-за
высокой частоты изменения тока на рис. 10 и 11 (т. е. 300 000 в секунду в приведенном ранее примере) будут
очень сильно отличаться от несущей частоты, а также друг от друга, так что одна боковая частота и одна
несущая частота могут быть легко подавлены обычными настроенными колебательными контурами,
оставляя, таким образом, только одну боковую частоту для целей передачи.
Появление такой боковой частоты показано на кривой на рис. 12, которая соответствует участку от o до b на
рис.
Рис. 10 и 11. На рис. 12 пунктирной линией для сравнения обозначен участок от o до b рис. 11. Следует
отметить, что участок от o до a состоит из колебаний одной фазы, а участок от a до b состоит из колебаний
фазы opro 120, т.е. точно так же, как импульсы от a до b на рис. 11 противоположны импульсам от o до a.
Амплитуда колебаний на рис. 12 соответствует амплитуде импульсов на рис. 11, т.е. скорости изменения тока
на рис. 10, и, следовательно, изменениям интенсивности света на рис. 9. Колебания на рис.
12 Передача может осуществляться известными способами с помощью беспроводных волн, которые
увеличиваются и уменьшаются на 130 нм, при этом частота тока составляет 300 000 в секунду. Эта частота,
конечно, сопоставима с частотами, используемыми в беспроводной связи, и соответствует длине волны в
тысячу метров, так что импульсы, показанные на рис. 9, могут передаваться непосредственно по
беспроводной связи без необходимости модуляции несущей частоты. Передача может быть осуществлена
путем подачи тока, показанного на рис. 10, на передающую антенную систему, поскольку эфирные волны
будут генерироваться только в периоды изменения интенсивности тока, и поэтому рис. 11 будет представлять
собой фактически передаваемые эфирные волны. В некоторых случаях будут передаваться отдельные целые
волны, например, две отдельные волны между e и g. В других случаях, например, от d до e, будет
передаваться последовательность волн. Амплитуда отдельной волны будет зависеть от максимального
изменения интенсивности света на рис. 9, и, очевидно, ничего не будет передаваться в периоды постоянной
интенсивности света.
Следует понимать, что каждый отдельный импульс или последовательность импульсов будет иметь
определенную длину волны, а именно, в данном случае, 1000 метров, и поэтому антенна приемной станции
может быть настроена на них для обеспечения избирательности. Преимущества таких передач заключаются в
том, что обычные беспроводные приемные устройства не будут подвержены их влиянию, поскольку такие
сигналы не способны вызывать колебания в настроенном контуре из-за того, что волны, такие как от o до a на
рис. 11, как правило, вызывают колебания одной фазы, а другие волны, такие как от a до b, как правило,
вызывают колебания противоположной фазы, в результате чего они взаимно компенсируют друг друга. На
обычном изображении можно ожидать, что будет столько же увеличений интенсивности света, сколько и
уменьшений, и, следовательно, будет столько же положительных волн, сколько и отрицательных, особенно
если используется колебательное сканирование, как показано на рис. 5. Опять же, среднее увеличение
интенсивности света будет равно среднему уменьшению интенсивности света, и поэтому во время передачи
полная энергия положительных волн будет равна полной энергии отрицательных волн, и положительные
волны будут встречаться с одинаковой частотой. в виде отрицательных волн, так что в обычном
колебательном контуре, настроенном на частоту входящих волн, колебания одной фазы не успеют нарастить
до сколько-нибудь значительного значения до начала нарастания колебаний противоположной фазы, и
поэтому воздействие на такой колебательный контур можно считать нулевым.
403,395 403,395 Интенсивность света на изображении представлена волнами, смещенными по фазе на 180°
друг относительно друга. В периоды постоянной интенсивности света передача сигнала будет отсутствовать.
На рис. 12 видно, что каждое изменение интенсивности света на рис. 9 представлено последовательностью
колебаний, причем полярность колебаний положительна при увеличении интенсивности света и отрицательна
при ее уменьшении.
Интегрирующий экран, показанный на рис. 1, описан в связи с рисунками.
а, 6 и 10, но аналогичные эффекты можно получить, используя в конфигурациях, показанных на рис. 5 и 6,
устройство, показанное на рис. 3, расположенное так же, как в оптической системе на рис.
4 Однако в этом случае кривая интенсивности света будет значительно отличаться, как показано на рис. 13,
который соответствует рис. 9 в отношении самого объекта.
На рис. 13 из-за черных линий экрана на рис. 3 интенсивность света будет равна нулю на черных линиях, а
между черными линиями будет иметь интенсивность, соответствующую некоторой части изображения. Если
изображение, подобное рис. 13, сканируется апертурой типа, описанного в связи с рис. 7 и 8, причем ширина
апертуры относительно равна (то есть равна с учетом любого оптического увеличения или уменьшения)
ширине черной линии вместе с шириной промежутка между двумя черными линиями, то ток фотоэлемента
будет иметь вид, показанный на рис. 14.
На рис. 14 видно, что изображение имеет форму модулированной частоты, причем частота совпадает с
частотой импульсов на рис. 11, поскольку частота определяется апертурой сканирования и скоростью
сканирования. На рис. 14 колебания показаны с амплитудой, равной амплитуде на рис. 13, но на практике это
не будет достигнуто, поскольку, когда центр апертуры сканирования совпадает с центром одной из черных
точек на рис. 13, ток на рис. 14 не будет точно равен нулю, так как апертура шире черной полосы, и поэтому
линия нулевого тока будет выглядеть так, как показано пунктирной кривой m на рис. 14. Это изменение
приводит к некоторому искажению относительных значений оттенков деталей на полученном изображении и
поэтому не так хорошо, как методы с использованием экрана на рис. 1.
На рисунке 3 было описано, что толщина черных линий равна толщине прозрачных линий, но это не
обязательно, поскольку белые линии могут быть шире черных, или наоборот, и это, конечно, приведет к
некоторым изменениям рисунков 13 и 14. Увеличение толщины черных линий может быть достигнуто только
путем модификации рисунка 3, но увеличение толщины прозрачных линий может быть достигнуто другими
способами.
Например, если на рис. 4 эшелонное устройство 7 расположено таким образом, чтобы формировать
изображение не самого экрана, а некоторой плоскости 75, удаленной от экрана, то белые линии на рис. 13
будут выглядеть значительно толще. Увеличение толщины белых линий в конечном итоге сделает экран на
рис. 3 эквивалентным экрану 80 на рис. 1, в этом случае, конечно, будут применяться графики 9, 10 и 11
вместо 13 и 14.
Колебания на рис. 14, имеющие беспроводную частоту, после соответствующего усиления 85 могут
передаваться напрямую, приниматься обычными беспроводными приемниками и использоваться для
управления устройством управления светом телевизионного приемника после соответствующего
выпрямления 90. Как правило, экран на рис. 3 на практике не столь удовлетворительный, как экран на рис. 1,
из-за оптических трудностей и возможности небольших неточностей в оптической схеме и фокусировке 95,
приводящих к непредсказуемым результатам, тогда как экран на рис. 1 не вызовет серьезных трудностей.
Даже если пластины значительно различаются по толщине, например, если устройство на рис. 1 имеет
пластины 100 с допуском 10 % по толщине, серьезных искажений кривых, показанных на рис. 9, 10 и 11, не
будет, а также не будет тенденции к появлению посторонних частот на рис. 11. Кроме того, его использование
с оптической точки зрения очень просто.
Используя схему, показанную на рис. 5, для получения фотоэлектрического тока, как показано на рис. 10,
передача может быть осуществлена тем же способом, что и при использовании схемы, показанной на рис. 13,
путем модуляции колебаний, равных по частоте показанным на рис. 13, фотоэлектрическим током,
показанным на рис. 10, или, в качестве альтернативы, если модуляция происходит в фотоэлементе
(например, с использованием элемента, описанного в описании патента).
(№ 333,548), изменение интенсивности света в соответствии с графиком на рис. 10 будет модулировать
колебания в цепи фотоэлектрического элемента. В этом случае частота модулируемых колебаний будет в
фазе относительно колебаний, показанных на рис. 13. Никакая другая частота не будет получена при такой
модуляции, поскольку любая тенденция к изменению амплитуды модуляции происходит на частоте, равной
частоте самих колебаний, так что результирующие модулированные колебания действительно амплитудно
модулированы, как показано на рис. 13.
Ток, показанный на рис. 13, и ток, полученный в последнем упомянутом методе Si с использованием экрана на
рис. 1, также может быть использован для модуляции несущей частоты, в этом случае будет генерироваться
только одна пара боковых частот, которые значительно удалены от несущей частоты и друг от друга, и
поэтому обычными методами настройки несущую частоту и одну боковую частоту можно легко подавить,
оставив одну боковую частоту для целей осуществления передачи. В этом случае прием может быть
осуществлен с помощью обычных беспроводных приемников, которые выпрямляют принимаемую частоту,
причем выпрямленный ток используется для работы устройства управления светом в телевизионном
приемнике.
При передаче данных с помощью беспроводных волн типа, показанного на рис. 11 и 12, на приемном
устройстве необходимо наличие устройства для вставки корректных постоянных периодов с целью
восстановления копии тока фотоэлектрического элемента, показанной на рис.
Подобное устройство показано на рис.
15.
На фиг. 15 анод термоэлектронной лампы 26 28 соединен с нитью накала 29 второй термоэлектронной лампы
27, а также с сеткой 31 третьей термоэлектронной лампы. Нить накала 32 лампы 26 соединена через батарею
33 с анодом 34 лампы 26. Средняя точка батареи 33 соединена с нитью накала лампы 30. В некоторых
случаях конденсатор 36 (показан пунктирными линиями) может быть зашунтирован между сеткой 31 и нитью
накала лампы 30, но его емкость должна быть тщательно подобрана для конкретной цели. Сетка 37 лампы 26
соединена с нитью накала 32 через цепь, содержащую вторичную обмотку 38 трансформатора и средства для
подачи потенциала смещения сетки (например, батарею 39).
Сетка 40 лампы 27 аналогичным образом соединена с нитью накала 29 через вторичную обмотку 41
трансформатора и средство смещения сетки, показанное в виде батареи 42. К сеткам ламп 26 и 27 приложен
отрицательный потенциал такой величины, что анодные токи обеих ламп равны нулю. Анодная цепь лампы 30
представляет собой обычный известный тип, содержащий источник электрического потенциала и выходное
устройство, показанные соответственно батареей 43 и импедансом 44.
Принятые импульсы, показанные на рис. 11, подаются на первичную обмотку 45 трансформатора.
Положительный импульс, такой как первый импульс между o и a на рис. 11, вызовет прохождение тока только
через одну обмотку; между двумя клапанами 26 и 27, тем самым накапливая электрический заряд на сетке 31
клапана 30, как показано на графике на рис. 16. Когда первый импульс 70 прекращается, заряд на сетке 31 не
может утекать через какой-либо из клапанов 26 и 27 и, следовательно, поддерживается на постоянном
потенциале, за исключением очень небольших неизбежных утечек изоляции между сеткой 31 и нитью накала
35 клапана 30. Когда поступает второй положительный импульс, к уже присутствующему на сетке 31
добавляется дополнительный заряд, увеличивая его потенциал до еще более высокого значения 80, как
показано на рис. 16, и аналогично с третьим положительным импульсом, так что уровень анодного тока
клапана 30 равен значению α на рис. 16. Следующий импульс после α на рис. 11 является отрицательным 85
и, следовательно, приводит в действие другой клапан пары 26 и 27, вызывая заряд противоположного
значения. Полярность, подаваемая на сетку 31, тем самым снижает уровень анодного тока 90 (клапана 30, как
показано на рис. 16), и аналогично два других отрицательных импульса между a и b на рис. 11 вызовут
последовательное снижение уровня анодного тока 30 до точки b на рис. 95 16, в которой анодный ток
останется постоянным в течение некоторого времени, пока не будут применены следующие три импульса до c
на рис. 11, которые вызовут увеличение анодного тока 30 до точки c 100 на рис. 16, и снова анодный ток
останется постоянным в течение некоторого времени. Из этого видно, что анодный ток, показанный на рис. 16,
является копией тока фотоэлектрической ячейки, показанного на рис. 105 10, за исключением того, что к нему
добавлен небольшой постоянный ток, который представлен разностью между нулевой линией и пунктирной
линией N на рис.
16, Следовательно, выходной сигнал с выводов 110 миналов 46 импеданса 44 может быть точной копией
тока, показанного на рис.
путем включения источника потенциала 47 в выходную цепь от 44 такого значения, чтобы сбалансировать N
на рис. 16 115 В случае беспроводных волн типа, показанного на рис. 12, необходимо на приемнике
выпрямить колебания до того, как устройство удержания на рис. 15 станет работоспособным. Удобный способ
120 осуществления этого выпрямления заключается в том, чтобы иметь локальное колебание, равное по
частоте несущему колебанию, боковой частотой которого на рис. 12 является, и выпрямлять колебания рис.
12 вместе с этим локальным 125 колебанием, тем самым воспроизводя копию рис. 11. Альтернативный метод
состоит в использовании приемника типа, описанного в заявке на патент №.
39,071130 в котором будет использоваться локальное колебание 130 8 403,395, равное по частоте колебанию
на рис. 12, следовательно, участок от o до a на рис. 12, скажем, уменьшит силу локального колебания, а
участок от a до b увеличит локальное колебание, тем самым создавая копию рис. 11 после выпрямления.
Форма сканирующей апертуры, показанная на рис. 7 и 8, хотя и является предпочтительной, не является
единственным типом, который может быть использован. Например, затенение апертуры может подчиняться
закону, показанному на участке сплошной линии на рис. 8 выше пунктирной линии 26, т.е. половине цикла
синусоидальной кривой. В этом случае преобладающая частота, создаваемая при сканировании
последовательных увеличений или уменьшений интенсивности света, будет равна частоте, создаваемой
апертурой на рис.
7 и 8, как описано ранее, но если за увеличением интенсивности света сразу последует уменьшение
интенсивности света или наоборот, возникнет тенденция к получению частоты, имеющей вдвое меньшее
количество циклов в секунду, чем описано в связи с рисунками.
7 8. Это не очень желательно, хотя и не будет серьезно мешать передаче, создавая очень широкую боковую
полосу частот. Сканирующая апертура не обязательно должна быть затененной, но может иметь
определенную форму, так что эффективная площадь и, следовательно, проходящий через нее свет
изменяются по всей апертуре в направлении сканирования, создавая любой из ранее описанных эффектов.
На фиг. 17 схематически показано расположение одного из типов передатчиков, использующих данное
изобретение. Выводы 19 и 20 от фотоэлемента в схеме, аналогичной фиг. 5 или фиг. 6, подключены к
усилителю 48, который предпочтительно должен быть типа, способного усиливать переходные электрические
токи без искажения формы волны и без создания последовательностей колебаний, т.е. резистивного
усилителя, предпочтительно без конденсаторной связи между термоэлектронными лампами. Усилитель 48
подключается к модулятору 49 в случаях, когда требуется модулировать несущую частоту. Выходной сигнал
49 будет представлять собой частоту одной стороны несущей частоты, при этом несущая и другая частота
подавляются в 49 известными методами настройки. Модулятор 49 подключен к усилителю мощности 50,
выход которого подключен к антенной системе 51. В случаях, когда передача должна осуществляться, как
описано в связи с фиг. 11 или фиг. 14, усилитель 48 может быть подключен к антенной системе 51 напрямую
или, альтернативно, через усилитель мощности. 50, т. е. исключение по модулю.
Например, если ток фотоэлектрической ячейки, как показано на рис. 10, усиливается элементом 48, который
напрямую соединен с антенной системой 51, то передаваемые эфирные волны будут в основном того типа,
который показан на рис. 11. Аналогично, если ток фотоэлектрической ячейки, как показано на рис.
14, Если другие токи, описанные в связи с рис. 14, подаются непосредственно на антенную систему 51, то
передаваемые волны будут в основном того типа, который показан на рис. 14.
На фиг. 18 показана схематическая компоновка одного из типов беспроводного приемного устройства на
приемной станции, где антенная система 52 подключена к приемнику 53, который предпочтительно должен
быть типа, описанного в заявке на патент № 39071/30. В случае, когда принимаемые сигналы в основном
имеют тип, показанный на фиг. 11, выход приемника 53 подключен к удерживающему устройству 54 типа,
показанного на фиг. 15, функция которого заключается в подаче правильных постоянных периодов,
необходимых для воспроизведения копии тока, показанного на фиг. 10. Выход 54 подключен посредством
проводов 55 и 56 к устройству управления освещением телевизионного приемника.
Дата: 2 марта 1932 года.
Редди и Гроуз, агенты заявителя, Бримс-Билдингс, 6, Лондон, E.C 4.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования методов и средств передачи телевизионных сигналов и подобных им сигналов
электромагнитными волнами.
Я, Джордж Уилтон Уолтон, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Дин Хаус, Дин-стрит, 2 и 4,
Лондон, Западная Австралия, настоящим заявляю, что характер данного изобретения и способ его
осуществления будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к электрической передаче телевизионных изображений, картинок и тому
подобного. Целью настоящего изобретения является предоставление методов и средств, с помощью которых
изображения могут передаваться практически на одной частоте, независимо от 403,395, например, для
мозаичного изображения. На фиг. 3 показана альтернативная форма экрана, на фиг. 4 показано включение
экрана с фиг. 3 в устройство, аналогичное показанному на фиг. 2, на фиг. 5 показано использование экрана с
фиг. 1 в телевизионном аппарате с использованием одномерного сканирования, на фиг. 6 показано
использование экрана с фиг. 1 в устройстве с использованием двухмерного сканирования, на фиг. 7 показана
форма апертуры для использования при сканировании изображения, имеющего различия в интенсивности
света, такие как те, которые создаются в устройстве на фиг. 5, на фиг. 8 показан график прозрачности по всей
апертуре на фиг. 7 в направлении сканирования, на фиг. 9 графически показана интенсивность света в
последовательных элементах мозаичного изображения, создаваемая устройством на фиг. 1 при
сканировании, как в телевизоре. На рис. 10 показан ток фотоэлемента, полученный при сканировании
изображения, показанного на рис. 9, через апертуру, показанную на рис. 7; на рис. 11 показана форма тока,
создаваемого во вторичной обмотке трансформатора или через конденсатор током фотоэлемента,
показанным на рис. 10; на рис. 12 графически показана форма боковой частоты, создаваемой током
фотоэлемента, показанным на рис. 10; на рис. 13 графически показан свет в 100 интенсивностях
последовательных элементов мозаичного изображения, сформированного устройством, показанным на рис.
3; на рис. 14 показан изменяющийся фотоэлектрический ток, полученный при сканировании изображения
типа, показанного на рис. 13, через апертуру, показанную на рис. 7; на рис. 15 показана форма устройства,
которое может быть использовано для преобразования тока, показанного на рис. 12, обратно в ток 110,
показанный на рис. 10; на рис. 16 показан выходной ток устройства, показанного на рис. 15. На фиг. 17
схематически изображена схема беспроводного передатчика 115, работающего на токах, показанных на фиг.
10, на фиг. 18 схематически изображена схема приемника для приема сигналов от передатчика 120 в
соответствии с изобретением и восстановления копии тока фотоэлемента передатчика для воспроизведения
изображения сцены на передатчике, а на фиг. 19, прилагаемой к полной спецификации, показана
принципиальная схема устройства в соответствии с фиг. 17.
В целях телевидения согласно данному изобретению может использоваться частота em 130, независимо от
того, передается ли эта частота напрямую или используется для модуляции несущей частоты.
Целью настоящего изобретения является разработка способа преобразования изображения в форму, которая
может быть представлена тремя условиями тока, одно из которых представляет собой постоянный или
нулевой ток, а два других — колебания или импульсы одинаковой частоты, но различающиеся по фазе на
1800° или имеющие противоположную полярность.
Изображение может передаваться в виде трех упомянутых текущих состояний, или же с помощью двух из
указанных текущих состояний: одного — стационарного или нулевого, а другого — в виде колебаний с
постоянной или периодически изменяющейся частотой.
При непосредственном сканировании передаваемого изображения в известных системах передаются
импульсы тока, соответствующие каждому изменению яркости объекта, хотя для любой заданной степени
детализации требуется передать лишь конечное максимальное число изменений яркости. Таким образом,
передача включает в себя передачу неопределенного числа частот, любое количество которых может
существовать одновременно, причем самая низкая частота равна числу полных изображений, передаваемых
в секунду.
В соответствии с одной из особенностей настоящего изобретения, предлагается способ передачи
телевизионного или подобного изображения, включающий разрешение указанного изображения на множество
элементарных изображений, каждое из которых имеет практически одинаковую яркость по меньшей мере в
одном направлении и в совокупности представляет собой все указанное изображение, а также
последовательное получение из указанных элементарных изображений множества электрических импульсов
одинаковой длины волны или периодически изменяющейся длины волны, причем каждый из этих импульсов
представляет собой разницу в яркости между двумя указанными элементарными изображениями или между
одним из указанных элементарных изображений и фиксированной точкой отсчета.
Настоящее изобретение также предусматривает устройство, приспособленное для использования совместно
с этими методами передачи.
Изобретение будет описано в качестве примера со ссылкой на чертежи, представленные в моей
предварительной спецификации, где:
На фиг. 1 показана форма экрана для получения эквивалента мозаичного изображения, на фиг. 2 показано
устройство, изображенное на фиг. 1, включенное в оптическую систему для получения одномерного
изображения или стикограммы, эквивалентной мозаичному изображению. Используется устройство, которое
делит изображение на несколько параллельных полос приблизительно одинаковой ширины, расположенных
относительно сканирующего устройства таким образом, что направление сканирования перпендикулярно
длине полос. На фиг. 1 показано такое устройство, которое состоит из нескольких пластин из прозрачного
материала, такого как стекло, приблизительно одинаковой толщины, которые для целей изготовления
склеены вместе для шлифовки и полировки краев пластин, так что блок будет приблизительно иметь форму
параллелепипеда.
:15 После изготовления цемент растворяется между пластинами, и, не нарушая расположения пластин, их
устанавливают в подходящий держатель таким образом, чтобы пластины не соприкасались оптически.
На рис. 2 показано использование устройства, изображенного на рис. 1, в сочетании с оптической системой
для формирования одномерного изображения, как описано в патентной заявке.
Устройство № 328286, которое будет именоваться стиксографом 1, представляет собой устройство,
изображенное на фиг. 1, далее именуемое интегрирующим экраном, 2, представляющее собой объектив,
формирующий действительное изображение некоторой сцены или картины, далее именуемой объектом, на
ближайшей поверхности интегрирующего экрана.
Поскольку пластины устройства 1 не находятся в оптическом контакте, лучи света, входящие в одну пластину,
будут ограничены этой пластиной из-за внутреннего отражения, а также весь свет, входящий в такую
пластину, будет интегрирован за счет многократного отражения. Для этого необходимо обеспечить, чтобы
длина 4 пластины была большой по отношению к ее толщине 3, чтобы для каждого луча света происходило
несколько полных отражений. Например, предположим, что две точки 5 и 6 изображения, образованного
устройством 2, сфокусированы на одной пластине. От точки входа пучки света расходятся, но внутреннее
отражение ограничивает расходимость до точки выхода, так что в точке выхода свет от двух точек 5 и 6
интегрируется. Аналогично, свет от всех точек изображения, падающих на одну пластину и расположенных
перпендикулярно плоскости пластины, будет интегрирован. На выходящей поверхности устройства 1 каждая
пластина будет иметь равномерное распределение цвета и интенсивности света по всей толщине каждой
пластины, причем яркость будет практически равна средней яркости. Соответствующей области на объекте.
Эшелонное устройство 7 будет наблюдать за выходящей поверхностью устройства 1, при этом каждый слой 7
образует отдельное уменьшенное изображение выходящей поверхности 1, следовательно, изображение 8
будет представлять собой стиксографическое изображение, состоящее из деталей, каждая из которых имеет
приблизительно одинаковый размер в измерении, в котором определено изображение, а цвет и
интенсивность света или яркость по каждой детали будут равномерными в этом измерении.
На рис. 3 показана альтернативная форма экрана, состоящая из ряда параллельных 70 черных линий, между
которыми находятся прозрачные линии. На рис. 4 показано использование устройства, изображенного на рис.
3, — объектива 2, формирующего действительное изображение в точке 12 через коллимирующую линзу 9.
Экран 1 типа, показанного на рис. 3, расположен на подходящем расстоянии от изображения 12, при этом
каждая пластина эшелонного устройства 7 наблюдает за экраном 1 через линзы 11 и 10, так что изображение
в точке 8 представляет собой стиксограф, состоящий из 80 черных линий, чередующихся со светлыми
линиями различной интенсивности в зависимости от объекта, причем все эти линии имеют приблизительно
одинаковый размер в том измерении, в котором определена точка 8, а цвет и интенсивность света каждой из
светлых линий равномерны по всей ее ширине.
На рис. 5 показана полная оптическая схема телевизионного передатчика, использующего изображения
стиксографа. Интегрирующий экран 90 1, показанный на рис. 1, расположен между компонентами 9 и 13
конденсора, при этом объективная линза 2 формирует действительное двухмерное изображение на передней
поверхности 1. Передняя поверхность линзы 10 имеет выпуклую цилиндрическую форму по горизонтальной
оси, а другая поверхность – вогнутую цилиндрическую форму по вертикальной оси, так что она действует как
две независимые линзы, при этом передняя поверхность формирует на входных поверхностях эшелонного
устройства 100 7 горизонтальное цилиндрическое действительное изображение изображения на передней
поверхности 1. Таким образом, каждая пластина эшелонного устройства получает свет только от одной
горизонтальной полосы изображения на передней поверхности 105 1. Вторая поверхность линзы 10
формирует виртуальное вертикальное цилиндрическое изображение выходной поверхности интегрирующего
экрана 1, это виртуальное изображение просматривается каждой пластиной устройства 110 7, так что
последнее образует виртуальное Изображение стиксографа.
Перед эшелонным устройством 7 размещена коллимирующая линза 11, а после 7 — конденсорная линза 14
(показана пунктирной линией для наглядности) с целью концентрации всего света от стиксографического
изображения, сформированного устройством 7, на колеблющемся зеркале 15. Зеркало колеблется вокруг оси
15a, перпендикулярной наклону стиксографического изображения, причем эта ось проходит через центр
зеркала, но наклонена относительно поверхности зеркала. Поскольку зеркало 15 представляет собой
выпуклую линзу, объединенную с плоским зеркалом, оно формирует стиксографическое действительное
изображение 22 мнимого изображения, сформированного устройством 7; каждая пунктирная линия
стиксографического изображения 22 представляет собой одну элементарную область исходного объекта.
Изображение 22 фокусируется в плоскости щели 16 камеры 17, содержащей фотоэлектрический элемент. 18.
По мере колебания зеркала 15 изображение 22 перемещается вперед и назад по щели 16, так что свет от
каждой детали 22 последовательно приводит в действие фотоэлемент 18, вызывая тем самым изменения
электрического тока в цепи, содержащей источник потенциала, подключенный к выводам 1, 9 и 20
фотоэлемента 18. Зеркало 15 может взаимодействовать с любым количеством неподвижных линз для
формирования изображения 22.
На рис. 6 показана оптическая схема, использующая двухмерное сканирование. Объективная линза 2,
состоящая из двух цилиндрических компонентов с осями, расположенными под прямым углом, формирует
вертикальное цилиндрическое действительное изображение на передней поверхности интегрирующего
экрана 1 и горизонтальное цилиндрическое действительное изображение на выходной поверхности
интегрирующего экрана 1. Свет от изображения на выходной поверхности 1 проходит через линзу 23 и
отражается рабочим зеркалом вращающегося зеркального барабана 24 известного типа через линзу 25 на
отверстие 16 камеры 17, содержащей фотоэлемент 18. С помощью линз 23 и 24 на отверстии 16 формируется
изображение изображения на выходной поверхности 1, а изображение, сформированное линзами 23 и 25,
благодаря движению зеркального барабана 24, перемещается по отверстию 16, заставляя свет от элементов
мозаики в одной строке изображения последовательно активировать фотоэлемент 18. Когда следующее
зеркало барабана При нажатии кнопки 24 изображение перемещается по апертуре 16 на другом вертикальном
уровне, и сканируется еще одна линия; и так далее, пока не будет отсканирован весь объект.
Возможно использование множества других оптических схем, аналогичных схемам на рис. 5 и 6, с
использованием интегрирующего экрана, показанного на рис. 1, или экрана типа, показанного на рис. 3, и все
они находятся в рамках данного изобретения.
Щель 16 на рис. 5 и отверстие 16 на рис. 6 для целей данного изобретения предпочтительно должны иметь
особую форму -50, которая показана на рис. 7. По ширине щели или отверстия между непрозрачными
участками 23 и в направлении, в котором осуществляется сканирование, прозрачность изменяется
предпочтительно, как показано на рис. 8. На рис. 8 линия 25 представляет нулевую прозрачность, т.е.
полностью черный цвет, а расстояние 16 представляет ширину отверстия или щели в направлении
сканирования. Эта ширина предпочтительно должна быть приблизительно равна средней толщине ламинатов
интегрирующего устройства 1. Сплошная линия кривой поднимается от нуля до максимальной прозрачности в
точке 24, т.е. полностью белый цвет, и снова уменьшается до нуля. Кривая изменения прозрачности
представляет собой обратную синусоиду (т.е.
1 -cos 0) и, очевидно, имеет синусоидальный тип, как показано пунктирной кривой вместе с сплошной линией,
где 26 была бы нулевой линией, если бы это была синусоидальная кривая 70. Изменение прозрачности очень
легко достигается фотографическими средствами, где серебряный налет по краям апертуры тяжелый, а свет
в центре апертуры 75. На рис. 9 показана кривая интенсивности света, подобная той, которая была бы
получена из последовательных деталей объекта на щели на рис. 5 или апертуре 16 на рис. 6.
На рис. 10 показана кривая изменения 80 электрического тока через фотоэлемент (18 на рис. 5 и 6), подобная
той, которая была бы получена из изображения, показанного на рис. 9, при сканировании через апертуру типа,
показанного на рис. 7 и 85. Следует отметить, что мгновенные изменения интенсивности света на рис. 9 не
вызывают мгновенных изменений электрического тока на рис. 10, скорость изменения электрического тока
изменяется с изменением 90 прозрачности апертуры, и поэтому каждый общий период изменения
электрического тока будет равен времени, необходимому для того, чтобы точка мозаичного эквивалента
Соседние файлы в папке патенты