Projektionsempfänger für Fernsehzwecke. Die Erfindung bezieht sich auf einen Projektionsempfänger für Fernsehzwecke.
Für Grossprojektionseinrichtungen, bei denen das Leuchtbild einer Kathodenstrahl röhre mittels einer Projektionsoptik ver grössert auf den Betrachtungsschirm abgebil det wird, wurden bisher zwei Arten von Kathodenstrahlröhren verwendet. Bei der einen Art wurde das Leuchtbild auf einem im Innern der Kathodenstrahlröhre ange brachten durchscheinenden Schirm geworfen und das durch den Leuchtschirm hindurch scheinende Licht von einer Projektionsoptik aufgefangen.
Hierdurch ergab sich ein be deutender Lichtverlust in der Fluoreszenz- schieht und in dem durchsclheinenden Träger dieser Schicht. Ausserdem war auch durch die Bedingung der Durchsichtigkeit eine Schranke für die Flächenbelastung des Leuchtschirmes (Watt/cm) gesetzt, denn die bisher als Träger der Fluereszenzsehicht ver wendeten Gläser erweichen oberhalb einer bestimmten Temperatur, und selbst bei der Anwendung künstlicher Kühlung, z. B.
durch Gebläse, konnte die Flächenbelastung und damit die Helligkeit des Bildes nicht in wünschenswerter Weise gesteigert werden. Diese Schwierigkeiten werden bei der zwei ten Art von Projektionsröhren vermieden,
bei denen der Projektionsschirm schräg zur Achse des Kathodenstrahls liegt und das von der Vorderseite des Leuchtschirmes ab gestrahlte Licht an dem Striahlerzeugungs- system seitlich vorbei zur Projektionsoptik geführt wird. Hierbei ergeben sich wesent liche Vorteile hinsichtlich der Erhöhung der Flächenbelastung infolge der Verwendung metallischer Träger für die Fluoreszenz- schicht,
da nunmehr die Bedingung der Durchsichtigkeit für das Trägermaterial' in , Fortfall gekommen ist. Anderseits ergeben sich im allgemeinen Schwierigkeiten bezw. ein bedeutender zusätzlicher Aufwand da durch, & ass das übertragene Fernsehbild auf dem Leuchtschirm trapezförmig verzerrt ist. Es sind zahlreiche Verfahren und Anordnun- gen. vorgeschlagen worden, diese Verzerrun gen auf elektrischem (Modulation der Kipp amplitude, Schrägstellung der Ablenkplat- ten) Wege oder mittels optischer Hilfsmittel (Prismen) zu entzerren.
Diese Entzerrungs- anordnungen müssen sehr genau dimensio niert sein und verteuern daher die Projek tionseinrichtung beträchtlich.
Es bildet den Gegenstand der Erfindung, durch eine besonders zweckmässige räumliche Anordnung der einzelnen Konstruktions elemente die Vorteile der zweitgenannten Projektionsmethode mit schrägem Fluor- eszenzsehirm auszunützen, ohne dabei elek trische Hilfseinrichtungen oder zusätzliche optische Entzerrungseinrichtungen zu benöti gen, indem eine klare Regel gegeben wird, wie die einzelnen Winkel bemessen sein müssen, um bei gegebenen Abmessungen der Kathodenstrahlröhre und bei einer gegebenen Projektionsoptik eine vollständige Kompen sation der Verzerrungen zu erzielen.
Erfindungsgemäss wird der Tangens des Winkels zwischen der im Mittelpunkt des Projektionsschirmes errichteten Flächen normale und der optischen Achse zwischen Schirmmittelpunkt und Projektionsachse gleich
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bemessen. Hierbei bezeichnet <I>f</I> die Brennweite der Projektionsoptik,<I>a</I> den Winkel zwischen der Kathodenstra.hlachse der Projektionsröhre und zwischen der im Mittelpunkt des Fluoreszenzschirmes errich teten Flächennormalen, e den Abstand zwi schen Fluoreszenzschirmmittelpunkt und der ideellen Ablenkebene des Kathodenstrahls.
Es ist hierbei wesentlich, dass die Flächen normale auf der Mitte des Fluoreszenzschir- mes von der optischen Achse zwischen Fluoreszenzsehirmmitte und Projektionsoptik nur wenig, vorzugsweise um weniger als 5 80', abweicht.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfin dung wird der Projektionsschirm als Linsen rasterschirm ausgebildet und den einzelnen Rasterelementen eine derartige Streucharak- teristik erteilt, dass die Höhe des Raumes, von dem aus der Schirm mit gleichmässiger Helligkeit gesehen wird, von einem Mindest abstand an für jeden Betrachtungsabstand konstant: ist.
In vielen Fällen wird es vorteil haft sein, den Lautsprecher zur Wiedergabe des Begleittones derart im Innern des Ap- parategehättses anzuordnen, dass die vom Lautsprecher ausgestrahlten Schallwellen zu erst den als Schallspiegel dienenden Projek tionsschirm treffen und von diesem in den Zuschauer- bezw. Zuhörerraum reflektiert werden.
Wird das Fluore,szenzmaterial des Fluor- eszenzschirm.es auf einer metallischen Unter lage aufgebracht, dann ist es zweckmässig, auf der Aussenseite der Röhre auf dieser metallischen Unterlage einen Stift: anzuord nen, welcher zur Halterung der Röhre dient. Da bei.
Kathodenstrahlröhren an den Fluor eSzenzschirm eine verhältnismässig hohe Ano denspannung angelegt wird, empfiehlt es sieh, den zur Halterung der Röhre vorhande nen Stift ausserdem zur Zuführung der Ano denspannung zu verwenden, da dadurch eine Gla,sdurchschmelzung im Sockel eingespart wird und überdies der am andern Ende der Röhre befindliche Sockel nunmehr konstruk tiv einfacher gestaltet werden kann. Infolge des Fortfalles der Hochspannungszuleitung durch den eigentlichen Röhrensockel wird die Gefahr von rberschlägen im Sockel ver mieden.
Um eine gute Verbindung des Stiftes mit der metallischen Fluoresz.enzscltirm- unterIage zu gewährleisten, ist es vorteilhaft. das eine Ende des Stifte: sebeibenartig zu er- weitern und durch Punktschweissung mit der Unterlage zu verbinden.
Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele darstel lenden Figuren beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Fernsehprojektions- empfängers, Fig. ? und 8 die optischen Verhältnisse bei der Ausleuchtung des Zuschauerraumes, Fig. 4 die Anordnung des Lautsprechers im Gehäuse.
In Fig. 1 ist in dem truhenförmigen Ge häuse 1 eine Kathodenstrahlprojektionsröhre angeordnet, die mit Hilfe einer Optik 3 mit der Brennweite f auf einem Projektions schirm 4 ein Fernsehbild entwirft.
Die Ka thodenstrahlröhre besitzt bei 5 ein in der Zeichnung schematisch angedeutetes Strahl erzeugungssystem, und der an sich in be kannter Weise intensitätsgesteuerte Elek tronenstrahl wird mit Hilfe der Ablenkplat- ten 6, sowie der nicht gezeichneten Bildab- lenkspulen, entsprechend der Fernsehübertra- gungsnorm, zeilenweise über den Fluor- eszenzschirm 7 bewegt.
Dieser Fluoreszenz- schirm ist als Metallplatte ausgebildet, wel che vakuumdicht mit den Glaskolben der Kathodenstrahlröhre verbunden ist. Die Me tallplatte trägt auf ihrer Innenseite die fluor eszierende Substanz. Auf der Aussenseite des Metallschirmes ist - am besten in der Mitte des Schirmes - ein Metallstift 8 angebracht, der in entsprechender Weise in die LTnter- lageplatte 9 passt.
Der Metallstift :dient e:iner- seits zur Zentrierung der Röhre, sowohl bei der Herstellung der Röhre als Bezugspunkt, als auch bei der Justierung der Röhre in dem Gehäuse in bezug auf die optischen Achsen des Spiegel- und Linsensystems. Die Unterlageplatte 9 besteht aus Isolierstoff und ist in geeigneter Weise dreh- bezw. schwenkbar angeordnet, um mit Hilfe von Einstellschrauben 10 die Kathodenstrahl- röhre in die gewünschte Lage zu bringen.
Zwischen der im Mittelpunkt des Fluor eszenzschirmes errichteten Flächennormale n, und der Achse des Kathodenstrahls wird der Winkel a, eingeschlossen, während der Ab stand zwischen der Mitte des Fluoreszenz schirmes und der Mitte der ideellen Ablenk- eben.e e ist.
Als ideelle Ablenkebene wird hierbei jene senkrecht zur Kathodens.trahl- achse liegende Ebene angesehen, in der die auf den Kathodenstrahl einwirkende ab lenkende Kraft wirksam gedacht ist.
Ist die Strahlablenkungseinrichtung derart ausgebil det, dass die beiden Ablenksysteme in ver- sehiedenen Ebenen wirksam sind, dann be deutet e die Entfernung zwischen Bild- sch.irmmitte (Schnittpunkt der Kathoden strahlachse mit dem Bildschirm) und jenem Ablenksystem, dessen Ablenkampli- tude durch den infolge der Schrägstellung des Fluoreszenzschirmes:
bedingten Trapez effekt verändert wird. a und e bestimmen die Grösse des bei Schrägprojektion an sich bekannten Trapezeffektes. Durch die gemäss der obigen Formelerfolgte besondere Dimen- sionierung der Projektionsoptik 3 (Brenn weite f) und die besondere Lage des Projek tionsschirmes 4 (Winkel y zwischen der Flächennormalen n2 und der optischen Achse a)
wird die trapezförmige Verzerrung des Fernsehbildes auf dem Projektionsschirm 7 derart kompensiert, dass für :einen Zuschauer, der den Projektionsschirm in der Richtung A betrachtet, auf dem Projektionsschirm ein unverzerrtes, rechteckförmiges Bild entsteht.
Fig. 2 stellt schematisch einen Fernseh empfänger dar, bei dem das lauf dem Fluor eszenzschirm einer Kathodenstrahlröhre ent stehende Bild durch ein Objektiv 14 über Zwischenspiegel 15 und 16 auf den Projek tionsschirm 17 abgebildet wird. Die Verzer rung wird wie oben angegeben kompensiert. Der als Hohlspiegel m@t Linsenrasterung aus gebildete Schirm 17 %. tzrd:e, wenn er ein glat ter Hohlspiegel wäre, ein Bild des Objektivs 14 an der Stelle 18 erzeugen.
Infolge der Streuung der die Oberfläche des Schirmes bildenden Eiasterelemente streut der Schirm das z. B. an seiner Oberkante auftreffende Licht in den Raumwinkel 19 und das an der Unterkante auftreffende in den Raumwinkel 20. In dem schraffierten Bereich des Raumes 21 sieht man von :sämtlichen Punkten den Schirm über die ganze Fläche mit gleicher Helligkeit. Wesentlich ist, .dass die Linien 2':2 und 23 praktisch parallel verlaufen, d. h. dass der ausgeleuchtete Raum von einem Abstand 24 vom Schirm an eine konstante Höhe 25 hat.
Die Anordnung ist ferner so getroffen, dass der Abstand 24 dem oben erwähnten Mind:estbetrachtungsabstand entspricht, für den .das Verhältnis Bildhöhe zum Abstand etwa wie 1 : 5 ist.
Um den bei diesen Verhältnissen langen Lichtweg zwisehen dem Objektiv 14 und dem Schirm 17 im Empfänger unterzubringen, sind die Umlenkspiegel\ 15 und 16 vor gesehen.
Um die Seitenbetrachtung möglichst wenig einzuschränken, wird die seitliche Streuung gegebenenfalls bis auf einen Win kel von<B>90'</B> oder darüber ausgedehnt. Die Grösse dieses Winkels ist nach oben dadurch begrenzt, da.ss bei zu schräger Betrachtung eine zu starke Verzeichnung des Bildes auf dem Schirm eintritt.
Zieht man die Grösse des Objektives in die Betrachtung mit ein, und dies ist beson ders bei einem kleinen Abstand des Objek tives vom Bildschirm und bei der Verwen dung von Objektiven verhältnismässig gro ssen Durchmessers notwendig, so zeigt sich, dass nach Fig. 3 ein zusätzlicher Streuwin kel ss die Verhältnisse gegenüber den in Fig. 2 dargestellten verändert.
Der Winkel /I liegt bei grösseren Objektivdurchmessern durchaus in der Grössenordnung des Streu winkels der Rasterelemente. Es ergibt sich, dass nur in dem kleineren stark schraffierten Teil des Raumes das ganze Bild mit gleich mässiger Helligkeit betrachtet werden kann, und dass dieser Raum in der Höhe mit wach sender Entfernung hinter dem Punkt 18 ab nimmt. Es tritt ferner eine- Randzone, die in Fig. 3 schwach schraffiert ist, auf, in der die Helligkeit nach aussen zu mehr und mehr abnimmt. Denn jedes verhältnismässig grosse Objektivbildchen wird von dem Rand des Rasterelementes mehr und mehr abgedeckt.
Es wird daher vorteilhafterweise entweder der Streuwinkel jedes Rasterelementes um den Winkel ,B vergrössert, oder es. wird nach Fig. 3, ein Randabfall der Helligkeit, der durch die Grösse des Objektives bedingt ist, bis zu 50 % zugelassen.
Diese Betrachtung zeigt, dass eine Ver grösserung des Objektivdurchmessers zwar die Helligkeit erhöht, aber gleichzeitig die Zone des Randabfalles der Helligkeit ver grössert. Es ist angezeigt, auch bei einem derartigen Helligkeitsabfall am Rande die Zone des Raumes, in der ein Helligkeitsab fall noch nicht voa-zhanden ist, für jeden Be trachtungsabstand konstant zu halten.
Im
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extremen <SEP> Fall <SEP> kann <SEP> diese <SEP> Forderung <SEP> auch
<tb> durch <SEP> Verwendung <SEP> eines <SEP> Bildschirmes <SEP> erfüllt
<tb> ,verden, <SEP> der <SEP> keine <SEP> in <SEP> der <SEP> Vertikalrichtung
<tb> streuende <SEP> Rasterelemente, <SEP> sondern <SEP> nur <SEP> sol che, <SEP> die <SEP> in <SEP> der <SEP> Horizontalen <SEP> streuen, <SEP> auf weist. <SEP> In <SEP> der <SEP> Vertikalen <SEP> wird <SEP> dann <SEP> durch
<tb> den <SEP> Schirm <SEP> das <SEP> Objektiv <SEP> in <SEP> eine <SEP> verhältnis mässig <SEP> schmale <SEP> Zone <SEP> des <SEP> Raumes <SEP> abgebildet.
<tb> Fig. <SEP> 4 <SEP> erläutert <SEP> an <SEP> einem <SEP> Au@führungs beispiel <SEP> die <SEP> zweckmässige <SEP> Anordnung <SEP> des
<tb> Lautsprechers.
<SEP> Der <SEP> Fernsehempfänger <SEP> 41 <SEP> ist
<tb> mit <SEP> einem <SEP> Deckel <SEP> 42 <SEP> ve3@sehen, <SEP> dessen <SEP> Innen seite <SEP> als <SEP> Hohlspiegel <SEP> 43 <SEP> ausgebildet <SEP> ist <SEP> und
<tb> vorzugsweise <SEP> mit <SEP> einem <SEP> torischen <SEP> oder <SEP> spliä
<tb> rischen <SEP> Linsenraster <SEP> versehen <SEP> ist. <SEP> Das <SEP> auf
<tb> dem <SEP> Leuchtschirm <SEP> der <SEP> Kathodenstrahlröhre
<tb> 44 <SEP> entstehende <SEP> Fernsehbild <SEP> wird <SEP> über <SEP> eine
<tb> Optik <SEP> 45 <SEP> und <SEP> einen <SEP> Umkehrspiegel <SEP> 46 <SEP> auf
<tb> den <SEP> Projektionssehi.rm <SEP> 43 <SEP> geworfen. <SEP> Der
<tb> Lautsprecher <SEP> 48 <SEP> ist <SEP> derart <SEP> angeordnet, <SEP> dass
<tb> seine <SEP> Achse <SEP> etwa.
<SEP> die <SEP> Mitte <SEP> des <SEP> als <SEP> Schall spiegel <SEP> dienenden <SEP> Projektionsschirmes <SEP> 43
<tb> trifft, <SEP> so <SEP> dass <SEP> die <SEP> vom <SEP> Schirm <SEP> reflektierten
<tb> Schall=wellen <SEP> scheinbar <SEP> aus <SEP> der <SEP> Mitte <SEP> des
<tb> Bildfeldes <SEP> heraus <SEP> den <SEP> Zuschauerraum <SEP> tref fen <SEP> und <SEP> infolgedessen <SEP> eine <SEP> wesentlich <SEP> bessere
<tb> Illusionswirkung <SEP> auf <SEP> den <SEP> Zuschauer <SEP> bezw.
<tb> Zuhörer <SEP> erzielt <SEP> wird.
<SEP> Um <SEP> den <SEP> optischen
<tb> Strahlengang <SEP> nicht <SEP> zu <SEP> stören, <SEP> ist <SEP> der <SEP> Laut sprecher <SEP> zweckmässig <SEP> seitlich <SEP> von <SEP> dem
<tb> Strahlengang <SEP> angeordnet.
<tb> Durch <SEP> die <SEP> Verwendung <SEP> von <SEP> Hohlspiegeln
<tb> mit <SEP> Linsenrastern <SEP> wird <SEP> bei <SEP> geeigneter <SEP> rela tiver <SEP> Grösse <SEP> der <SEP> Rasterelemente <SEP> in <SEP> bezug <SEP> auf
<tb> den <SEP> Iirümmung.sradius <SEP> des <SEP> Schallspiegels <SEP> er reicht, <SEP> dass <SEP> in <SEP> dem <SEP> für <SEP> die <SEP> Bildbetrachtung
<tb> in <SEP> Frage <SEP> kommenden <SEP> Raum <SEP> eine <SEP> besonders,
<tb> vorteilhafte <SEP> Verteilung <SEP> der <SEP> Schallenergien
<tb> stattfindet.
<tb> Die <SEP> Oberfläche <SEP> des <SEP> Schallspiegels <SEP> wird
<tb> hierbei.
<SEP> sowohl <SEP> hinsichtlich <SEP> der <SEP> Formgebung
<tb> als <SEP> auch <SEP> hinsichtlich <SEP> des <SEP> verwendeten <SEP> Mate- <SEP> ,
<tb> rials <SEP> derart <SEP> gewählt, <SEP> dass <SEP> einerseits <SEP> die <SEP> vor gegebenen <SEP> optischen <SEP> Bedingungen <SEP> erfüllt
<tb> sind <SEP> und <SEP> anderseits <SEP> eine <SEP> Verschlechterung
<tb> der <SEP> Tonqualität <SEP> vermieden <SEP> wird. <SEP> Diese <SEP> An ordnung <SEP> des <SEP> Lautsprechers <SEP> kann <SEP> in <SEP> sinn- <SEP> ,
<tb> gemässer <SEP> Weic;e <SEP> sowohl <SEP> auf <SEP> Apparate <SEP> ohne Umlenkspiegel (Fig. 1) als auch Apparate mit Umlenkspiegel (Fig. 2 bezw. 4) ange wendet werden.
Bei Apparaten mit einem Umlenkspiegel wird die Länge der Strahlen achse zwischen Projektionsobjektiv und Be trachtungsschirm vorteilhafterweise etwa gleich der 1,6fachen Tiefe T des Apparate gehäuses gemacht.