DE1256247B - Farbbildwiedergabevorrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES •^gKTKw PATENTAMT Deutsche KL: 21 al - 32/54

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1 256 247

Aktenzeichen: N 22768 VIII a/21 al

J 256 247 Anmeldetag: 19.Februar 1963

Auslegetag: 14. Dezember 1967

Die Erfindung betrifft eine Farbbildwiedergabevorrichtung, wie sie beim Farbfernsehen, bei der Farbbildübertragung u. dgl. benutzt wird.

Bei Farbfernsehwiedergaberöhren ist sowohl die Einstrahltechnik als auch die Dreistrahltechnik bekannt (vgl. zum Beispiel ^Proceedings of the I.R.E.«, Oktober 1951, S. 1186 bis 1194 und 1194 bis 1201, sowie »IEE Paper«, Nr. 3566E, Mai 1961, S. 587). Ferner ist es aus den britischen Patentschriften 508 037 und 528090 bekannt, verschiedenfarbige Bildzeilen, die in einer Bildröhre erzeugt sind, mittels eines Drehspiegels einander zu überlagern, so daß man für die farbige Wiedergabe eine gemischte Bildzeile erhält.

Schließlich beschreibt die deutsche Auslegeschrift 1 092 955 eine Wiedergabeeinrichtung für Farbfernsehbilder, die mit drei Bildröhren arbeitet, die jeweils in den verschiedenen Primärfarben ein vollständiges Teilbild aufzeichnen. Von den einzelnen Bildpunkten der Bildröhren gehen Lichtleiterelemente aus, die in eine Wiedergabefläche münden, wobei die verschiedenfarbigen Bildpunkte der einzelnen Teilbilder in der Wiedergabefläche nebeneinander liegen. Das Gesamtbild setzt sich somit aus drei ineinandergeschalteten Teilbildern in den drei Primärfarben zusammen.

Bei den bekannten Einrichtungen liegen die Bildpunkte der verschiedenen Teilbilder zum Teil nebeneinander, was in manchen Fällen eine Störung des Gesamtbildes bedeutet. Bei anderen Einrichtungen der oben beschriebenen Art werden die einzelnen Teilbilder optisch aufeinander projiziert. Die Herstellungstoleranzen und die Genauigkeit der Einrichtung sind jedoch beschränkt, so daß auch hierbei Fehler auftreten können.

Aufgabe der Erfindung ist eine solche Überlagerung der Teilbilder eines jeden Bildpunktes, daß man von Abbildfehlern, Herstellungstoleranzen und Justierungsfehlern unabhängig ist.

Dies wird nach der Erfindung durch die Vereinigung folgender Merkmale erreicht:

Es sind drei jeweils einer Primärfarbe zugeordnete Leuchtstoffstreifen und drei je einem Leuchtstoffstreifen zugeordnete, gleichzeitig und synchron arbeitende EIektronenstrahIabtastsysteme vorgesehen;

von jeden der drei Leuchtstoffstreifen ausgehende Lichtleitkörper sind am Ende in einen gemeinsamen Lichtausgangsstreifen derart zusammengeführt, daß die drei Lichtanteile gemischt werden, und es ist eine entsprechend dem vertikalen Bildraster mechanisch bewegte Farbbildwiedergabevorrichtung

Anmelder:

Nippon Electric Company Limited, Tokio
Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Bunke, Patentanwalt,
Stuttgart W, Schloßstr. 73 B

Als Erfinder benannt:
Kyozo Nagamori,
Kazuo Kikuchi, Tokio

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 20. Februar 1962 (6679)

optische Abbildeinrichtung für die Abbildung der Lichtausgangsfläche auf einem Bildschirm vorgesehen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Primärfarben gleichzeitig hervorgerufen und durch die Lichtleitkörper einander überlagert. Diese Überlagerung wird durch die Ausbildung und Anordnung der Lichtleitkörper erreicht und ist somit von Herstellungstoleranzen und Justierungsfehlern unabhängig. Etwaige Ungenauigkeiten in der Lage der einzelnen Zeilen wirken sich nicht im Sinne einer schlechten Farbmischung aus, wie dies der Fall ist, wenn die einzelnen Primärfarben nacheinander erzeugt werden oder wenn vollständige Farbbilder einander überlagert werden. Infolge der guten Farbmischung erhält man sehr natürlich wirkende Farbbilder. Auch sind nur verhältnismäßig wenige Lichtleiter erforderlich, da nur eine einzige Zeile jeder Primärfarbe durch die Lichtleiter gemischt wird, während die Ordnung der einzelnen Bildzeilen durch das optische System bewirkt wird.

Die Grundlagen und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand der Verwendung der Erfindung in einem Farbfernsehempfänger in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert, in denen z. B. Ausführungsformen hierfür schematisch dargestellt sind.

F i g. 1 ist ein Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung;
F i g. 2 zeigt perspektivisch, zum Teil weggeschnitten, die in der Vorrichtung nach F i g. 1 verwendeten Lichtleitkörper;

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F i g. 3 zeigt die räumliche Verteilung des aus einem Lichtleitkörper ausgesandten Lichtes;

Fig.4 ist ein Vertikalschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 5 und 6 zeigen schematisch verschiedene Vorrichtungen zum vertikalen Abtasten;

F i g. 7 ist ein Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform;

F i g. 8 zeigt schematisch im Vertikalschnitt und in Vorderansicht als weiteres Ausführungsbeispiel eine Bildröhre.

Von der in F i g. 1 gezeigten Bildröhre 1 mit drei Elektronenstrahlsystemen 2,3 und 4 sind des besseren Verständnisses halber alle für die Erfindung unwesentlichen Teile nicht mitgezeichnet. Die Elektronenstrahlsysteme 2, 3 und 4 senden durch entsprechend den empfangenen Farbbildsignalen arbeitende Steuerelektroden 15, 16 und 17 gesteuerte Elektronenstrahlen 5, 6 und 7 aus. Die Elektronenstrahlen 5, 6 und 7 gehen jeweils zwischen einem die Vertikallage einstellenden Ablenkplattenpaar 8, 9 und 10 und dann zusammen zwischen zwei horizontal ablenkenden Platten 11 hindurch und treffen dann an den Stellen 12, 13 und 14 auf den Fluoreszenzschirm auf. Wie F i g. 2 zeigt, erstrecken sich die Bereiche 12,13 und 14 in horizontaler Richtung über die gesamte effektive Breite des Fluoreszenzschirmes und sind jeweils mit Rot-, Grün- und Blau-Fluoreszenzstoffen versehen, so daß sie rotes, grünes und blaues Licht mit den den jeweiligen an die Steuerelektroden 15, 16 und 17 angelegten Steuerspannungen entsprechenden Intensitäten ausstrahlen. An die Bereiche 12, 13 und 14 angrenzend sind Lichtleitkörper 18, 19 und 20 von genügend kleinem Durchmesser in Reihen so angeordnet, daß sie jeweils das von den Bereichen 12, 13 und 14 ausgesandte Licht von ihren diesen Bereichen gegenüberliegenden Enden her durch einen gemeinsamen Teil, in dem die drei Primärfarben zusammengeführt und gemischt werden, bis zu der gegenüberliegenden Lichtausgangsfläche 21 hin übertragen, in der farbige Punkte erhalten werden. Wenn wie bei dem Beispiel nach F i g. 1 in einem Farbfernsehempfänger auf bekannte Weise erzeugte Farbsignale für Rot, Grün und Blau jeweils an die Steuerelektroden 15, 16 und 17 gelegt werden und das horizontale Ablenksignal an die Horizontalablenkplatten 11 gelegt wird, so wird eine Farbbildzeile entlang der Linie der Lichtausgangsflächen 21 der Lichtleitkörper, z. B. von links nach rechts, abgetastet.

Nach F i g. 1 ist den Enden der Lichtleitkörper 21 gegenüber ein vielf ächiger Spiegel 22 um eine Achse 23 drehbar angeordnet. Erfolgt die Drehung des Spiegels 22 synchron mit der Teilbildfrequenz und steht das Nachleuchten des Fluoreszenzschirms in geeigneter Beziehung zur Periode der Horizontalabtastung, so ist der von einem Lichtleitkörper ausgesandte Lichtstrom im allgemeinen wie in F i g. 3 gezeigt verteilt, d. h., der Lichtstrom verteilt sich über einen gewissen Winkelbereich gleichmäßig, so daß ein Beobachter 24 über einen Spiegel 25 ein Farbbild 26 sehen kann. Es sei bemerkt, daß hierbei die Teilbildfrequenz genügend niedrig ist, so daß der Spiegel mechanisch vollkommen synchron gedreht werden kann.

Die Lichtleitkörper können beliebige Querschnittsformen haben, wenn auch kreisförmige oder rechteckige Querschnitte bevorzugt werden. Die Zahl

der Lichtleitkörper in horizontaler Richtung muß genügend groß sein, so daß sie zumindest eine der Teilung der Bildelemente in dem Bild entsprechende Teilung aufweisen. An sich bekannte Lichtleitdrähte ergeben eine genügend große Auflösung. Eine in direkter Berührung mit der Lichtausgangsfläche 21 der Lichtleitelemente angebrachte Streuplatte, wie z. B. eine Mattscheibe, trägt dazu bei, die Verteilung des Lichtstromes gleichförmig zu machen,
ίο F i g. 4 zeigt einen Teil eines Projektions-Fernsehempfängers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Anordnung kann auf der Vorder- oder auf der Rückseite eines Projektionsschirms 32 ein vergrößertes Bild erhalten werden, wenn der Lichtgang von den Ausgangsenden 21 der Lichtleitkörper mittels einer Linse 30 über den rotierenden Spiegel 22 und einen Planspiegel 31 auf den Projektionsschirm fokussiert wird. In einigen Fällen wird es vorgezogen, zur Vereinfachung des optischen Systems und insbesondere des Linsensystems die Länge der Reihe der Ausgangsenden 21 der Lichtleitkörper dadurch zu verkürzen, daß der Durchmesser der Ausgangsenden der Lichtleitkörper jeweils kleiner als der ihrer Eingangsenden gemacht wird. Umgekehrt wird es in einigen Fällen, wie z. B. in Fig. 1, vorgezogen, die Querschnittsfläche der Ausgangsenden 21 zur Vergrößerung des Bildes groß zu machen.

Mit beiden Ausführungsformen kann nach dem Zwischenzeilenverfahren gearbeitet werden, wenn jede zweite Spiegeloberfläche des Drehspiegels 22 etwas näher an die Mittelachse herangebracht wird. Durch Verwendung biegsamer Lichtleitkörper kann die vielseitige Verwendbarkeit des optischen Systems gefördert werden.

Statt wie bei den Ausführungsformen nach F i g. 1 oder 4 einen Drehspiegel zu verwenden, kann die Vertikalabtastung auch mittels eines schwingenden Planspiegels durchgeführt werden. F i g. 5 zeigt einen um eine Achse 45 schwingenden, von einer Spiralfeder 41 gehaltenen Planspiegel 42, der mit seinem abgewinkelten Ende 42 a auf einer sich synchron mit der Teilbildfrequenz drehenden Nockenscheibe 40 aufliegt. Soll in diesem Fall nach dem Zwischenzeilenverfahren gearbeitet werden, so werden die Nockenoberflächen 43 und 44 leicht gegeneinander versetzt. Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 schwingt ein Planspiegel 47 um eine Achse 46. Das abgewinkelte Ende 47 a des Spiegelträgers wird von einer Spiralfeder 50 gehalten und die Schwingung durch eine von dem an einer Eingangsklemme 48 liegenden vertikalen Abtastsignal gesteuerte elektromagnetische Antriebsvorrichtung 49 erzeugt.

Im allgemeinen hat, wie F i g. 7 zeigt, die zwischen der äußeren Oberfläche der Bildröhre und dem Fluoreszenzschirm liegende Glasschicht eine beträchtliche Dicke, so daß die Eingangsenden der Lichtleitkörper nicht in direkte Berührung mit dem Fluoreszenzschirm gebracht werden können. Hieraus entsteht eine nicht einwandfreie Fokussierung des erhaltenen Bildes, die dadurch gehoben werden kann, daß zunächst mittels einer Linse 61 auf einer Ebene 60 ein Bild erzeugt wird und dann die Bildfarbe, wie beschrieben, mittels der Lichtleitkörper zusammengesetzt wird. Es ist jedoch unvermeidbar, daß dabei die Helligkeit des Bildes durch die Abnahme der Menge des auftreffenden Lichtes etwas geringer wird. Infolgedessen ist meist die Anordnung nach

Claims (4)

F i g. 8 vorzuziehen, bei der die Vorderwandung 70 der Bildröhre aus Bündeln 71, 72 und 73 lichtleitender Fasern (oder auch Röhrchen) besteht, deren einen Teil der Innenwandung der Röhre bildende Oberflächen mit Fluoreszenzstoff für jeweils eine der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau überzogen sind, so daß das ausgesandte Licht ohne Streuung an die äußere Oberfläche der Bildröhre gelangt. Werden dann die Eingangsenden der Lichtleitelemente 18, 19 und 20 in direkte Berührung mit der vorderen Außenfläche der Bildröhre gebracht, so kann eine Entfokussierung des Bildes vermieden und gleichzeitig der von dem Fluoreszenzschirm ausgesandte Lichtstrom voll ausgenutzt werden. Obgleich die Erfindung im vorangegangenen an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, bei denen eine Bildröhre mit einem Fluoreszenzschirm für die drei Primärfarben versehen ist, kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß eine Röhre mit einem nur für Schwarzweißwiedergabe geeigneten Fluoreszenzschirm verwendet wird und entweder Filter für die drei Primärfarben zwischengeschaltet oder die Eingangsenden der Lichtleitkörper entsprechend gefärbt werden. Obwohl oben die Erfindung in Verbindung mit einer speziellen Ausführungsform derjenigen Bauart beschrieben worden ist, bei der eine einzige Bildröhre eine Leuchtstoffoberfläche aufweist, die drei parallele Leuchtstoffstreifen enthält, kann eine entsprechende Wirkung ersichtlich auch erzielt werden, wenn man die einzige Bildröhre durch drei Röhren ersetzt, von denen jede in einer der drei Primärfarben unabhängig von der anderen leuchtet. Eine solche Bauart kann bei der Verwirklichung der Anordnung in der Praxis mitunter vorzuziehen sein, weil sich die Lichtleitelemente einerseits biegsam genug und mit äußerst kleinen Lichtübertragungsverlusten herstellen lassen und andererseits die Abmessungen der Anordnung im ganzen genügend klein gemacht werden können, wenn Bildröhren flacher Bauart verwendet werden. Die Erfindung kann auch für Zwecke der Bildtelegraphie angewendet werden, bei der die Abtastgeschwindigkeit sehr viel geringer ist als beim Farbfernsehen. Hierbei entfällt das optische System, so daß die Anordnung einfacher im Aufbau ist. In diesem Fall kann ein fotografischer Film oder ein Kopierpapier in direkter Berührung mit den Ausgangsflächen 21 der Lichtleitkörper an diesen mit synchroner Vertikalgeschwindigkeit entlanggeführt werden. Patentansprüche:

1. Farbbildwiedergabevorrichtung, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

Es sind drei jeweils einer Primärfarbe zugeordnete Leuchtstoffstreifen und drei je einem Leuchtstoffstreifen zugeordnete, gleichzeitig und synchron arbeitende Elektronenstrahlabtastsysteme vorgesehen;
von jedem der drei Leuchtstoffstreifen ausgehende Lichtleitkörper sind am Ende in einen gemeinsamen Lichtausgangsstreifen derart zusammengeführt, daß die drei Lichtanteile gemischt werden, und es ist eine entsprechend dem vertikalen Bildraster mechanisch bewegte optische Abbildeinrichtung für die Abbildung der Lichtausgangsfläche auf einen Bildschirm vorgesehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gegekennzeichnet, daß die Leuchtstoffstreifen (12, 13, 14) jeweils eine Primärfarbe aussenden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffstreifen (12, 13, 14) zur Schwarzweißwiedergabe ausgebildet sind und daß zur Erzeugung der jeweiligen Primärfarbe je ein Filter zwischen dem jeweiligen Leuchtstoffstreifen und dem zugehörigen Lichtleitkörper (18, 19, 20) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Leuchtstoffstreifen zugewandten Enden der Lichtleitkörper zur Erzeugung der jeweiligen Primärfarbe gefärbt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 736 575;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1092 955;

britische Patenschriften Nr. 508 037, 528 090;

»Proceedings of the I.R.E.«, Oktober 1951, S. 1186 bis 1201;

»The Institution of Electrical Engineers«, PartB, November 1961, S. 587.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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