DE1462871A1

DE1462871A1 - Leuchtturm-Geraet zur Bildung der Phosphorpunktanordnung in Lochmasken-Farbbildroehren

Info

Publication number: DE1462871A1
Application number: DE19661462871
Authority: DE
Inventors: Douglas Thornton
Original assignee: National Video Corp
Current assignee: National Video Corp
Priority date: 1965-12-10
Filing date: 1966-12-07
Publication date: 1969-01-23
Also published as: US3380354A; NL6616697A; FR1504229A; DE1462871B2; GB1159818A

Description

PATEN

WALLACH

DIPt-INO. GONTHiR KOCH 1 A fi 9 ft 71 DR. TINO HAIBACH ' ^H ^D * ^ö ' '

IMUNCNINl,

Io 62ο

National Video Corporation

* ·
Chicago, I11.,/USA

"Leuchtturm"-Gerät zur Bildung der Phosphorpunktanordnung in Lochmasken-Farbbildröhren·

Die Erfindung betrifft das Farbfernsehen und insbesondere eine neuartige Lichtquelle zur Verwendung in einem "Leuchtturm"» Gerät für die Bildung von Phosphorpunktanordnungen in Farbbildröhren der Lochmaskenbauart.

Lochmaskenbildröhren sind an sich in der Farbfernsehtechnik bekannt und besitzen gewöhnlich mindestens eine Elektronenstrahlquelle und eine mit vielen Öffnungen versehene Schatten·» masce, die benachbart der Röhrenfläche angeordnet ist. Eine Ablenkeinrichtung dient zur Ablenkung des Elektronenstrahls in horizontaler und vertikaler Richtung zur Abtastung eines

Rasters. Die Röhrenfläche ist mit einer Vielzahl von Phosphorpunkten von jeder der drei Grundfarben versehen; die Geometrie des Elektronenstrahls, der Lochmaske und der Phosphorpunktanordnung ist derart, daß jeder der Elektronenstrahlen Phosphorpunkte nur von einer zugeordneten Grundfarbe unter Ausschluß der übrigen Farben beaufschlagt.

Die Phosphorpunktanordnung wird herkömmlich auf der Stirnfläche der Röhre dadurch gebildet, daß eine Aufschlämmung hergestellt wird, die Phosphormaterial von der einen Grundfarbe, ein lichtempfindliches Bindemittel und einen Klebstoff enthält, die Aufschlämmung auf die Röhrenfläche gleichmassig aufgebracht wird und Lichtstrahlen durch die Lochmaske geleitet werden. Die belichteten Teile der Aufschlämmung härten aus und haften fest an der Glasoberfläche infolge des Vorhandenseins des lichtempfindlichen Bindemittels. Die Röhrenfläche wird dann einer Waschbehandlung unterzogen, durch welche die unbelichteten Teile der Aufschlämmung entfernt werden. Die zurückbleibenden belichteten Teile haben im wesentlichen die Form von Punkten infolge der kreisförmigen öffnungen in der Lochmaske, durch welche Öffnungen die Lichtstrahlen hindurchtreten.

Die vorangehend beschriebenen Behandlungsmaßnahmen werden für jede der drei Grundfarben wiederholt, um eine Phosphor-

909004/0717

punktanordnung zu entwickeln, bei welcher die Phosphorpunkte der drei Grundfarben eine grosse Zahl von Dreiergruppen auf der Röhrenfläche bilden.

Während der Belichtungsphase der Behandlung ist es herkömmlich, eine Lichtquelle, beispielsweise eine Quecksilberdampflampe, zu verwenden, deren Lichtstrahlen auf ein sich verjüngendes transparentes Element, z.B. auf ein Quarzelement, gerichtet werden, um eine Punktlichtquelle zu simulieren. Der Strahlungsverlauf einer solchen Lichtquelle ist im wesentlichen kreisförmig, so daß die Helligkeit des Lichtes für Stahlen in der Nähe der Ränder der Röhrenfläche stark abnimmt. Es ist daher ausserordentlich wichtig, eine Lichtquelle zu schaffen, die einen besseren Strahlungsverlauf hat, so daß die Lichtstrahlen, welche die Röhrenfläche im Bereich ihrer Ränder beaufschlagen, eine Helligkeit haben, die grosser als die Helligkeit der Lichtstrahlen ist, die zum Mittelbereich der Röhrenfläche gerichtet sind. Dieses Erfordernis ist eine Folge der Schattenmaskeöffnungen, die im Bereich der Ränder einen kleineren Durchmesser haben.

Durch die Erfindung wird eine Lichtquelle von grosser Helligkeit geschaffen, die innerhalb eines im wesentlichen geschlossenen Gehäuses angeordnet ist. Die untere Hälfte des Gehäuses ist eine im wesentlichen kuppeiförmige hochpolierte reflek-

-zitierende Fläche, welche dazu dient, Lichtstrahlen so zu reflektieren, daß im wesentlichen alle Lichtstrahlen zu dem ■ Bereich einer öffnung gerichtet werden, die in der Nähe des oberen Endes des Gehäuses vorgesehen ist.

Der Reflektorteil weist eine im wesentlichen ellipsenförmige Fläche auf, welche Gestaltung gewählt wurde, um die Lichtstrahlen in geeigneter Weise zu der öffnung abzulenken, die am oberen Ende des Gehäuses vorgesehen ist.

Innerhalb der Gehäuseöffnung ist eine Linse angeordnet, die von einer solchen Gestaltung und von einem solchen Brechungsquotienten ist, daß die die Linse beaufschlagenden Lichtstrahlen so abgelenkt werden, daß sie durch die Linse und durch die Gehäuseöffnung hindurchtreten, um einen Strahlungsverlauf in Form einer Kardioide (d.h. einer herzförmigen Kurve) zu erhalten. Ausserdem besteht die Aufgabe der Linse, wenn die Lichtquelle eine ideale Punktlichtquelle ist, darin, die Lichtstrahlen, welche alle einen einzigen Brennpunkt innerhalb der Linse beaufschlagen sollen, mit einem Kinkel von nicht mehr als 45° mit Bezug auf die Längsachse der Farbbildrähre abzulenken. In der Praxis weichen die gegenwärtig erhältlichen Lampenbauformen etwas von dem Zustand der idealen Punktlichtquelle ab. Die erfxndungsgemässe Anordnung wurde daher so gewählt, daß die Lichtstrahlen auf eine Ortskurve

Qnqarw.

fallen, die durch die Gestaltung der Linse bedingt ist, so daß die maximale Zahl von Lichtstrahlen um nicht mehr als um einen Winkel von 45° von der Längsachse zur Beleuchtung der Röhrenfläche abgelenkt werden, wodurch die Strahlung wesentlich verbessert wird und,Unvollkommenheiten der Lichtquelle voll ausgeglichen werden.

Weitere Versuche, das erwähnte Problem zu lösen, bestanden darin, ein Filterelement od. dgl. zwischen der Quecksiterlichtbogen-Lichtquelle und der beleuchteten Röhrenfläche der Farbbildröhre zu verwenden, wobei das Filterelement mit einem Material beschichtet ist, welches die auf die Mitte der Röhrenfläche gerichteten Lichtstrahlen dämpft, während die Lichtstrahlen in den Randbereichen der Röhrenfläche im wesentlichen ungedämpft bleiben. Auf diese Weise wird zwangsläufig die Helligkeit der Beleuchtung wesentlich verringert. Bei der erfindungsgemässen Anordnung wird durch die Linse die Lichtstrahlenhelligkeit in keiner Weise gedämpft, sondern lediglich der Strahlungsverlauf in der Weise neu verteilt, daß Lichtstrahlen von viel grösserer Helligkeit im Randbereich der Röhrenfläche erhalten wird, als es bei den herkömmlichen Anordnungen möglich war.

Ein Ziel der Erfindung besteht daher in der Schaffung einer neuartigen Lichtquelle.

909804/0717

U62871

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer neuartigen Lichtquelle zur Verwendung in einer "Leuchtturm"-Anordnung für die Bildung von Phosphorpunktmustern auf den Röhrenflächen von Lochmasken-Farbbildröhren.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Licht- W quelle zur Verwendung in Leuchtturmgeräten u. dgl., bei welcher die vom Leuchtturmgerät ausgehenden Lichtstrahlen einen Helligkeitsverlauf in Form einer Kardioide haben.

Ein weiteres Zielder Erfindung besteht in der Schaffung einer neuartigen Lichtquelle zur Bildung der Phosphorpunktanordnung in Farbbildröhren von der Lochmaskenbauart, bei welcher die Helligkeit der Lichtstrahlen, welche die Bereiche der Röhrenfläche in der Nähe ihrer Ränder beaufschlagen, wesentlich & : verstärkt ist.

Die vorstehenden, und weitere Ziele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht im Aufriß und' im Schnitt eines herkömm-' liehen Leuchtturm-Gerätes unter Verwendung einer Lichtquelle herkömmlicher Art;

909804/0717

eine Knsicbt. äes

gerätes;

Fig.2a eine Schnittansicht einer idealen Linse zur Verwendung in dem in Fig, 2 dargestellten Lichtquellengerät;

Fig.3a und Sb Schnitansichten der in Fig· 2 dargestellten

Linse bei der Verwendung für die erfindungsgenässe Anordnung ;

Fig.. 4 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsfora der im Leuchtturngerät nach Fig. 2 vrwendeten Linse;

Fig.Sa und Sb den Strahlungsverlauf in der vertikalen bzw· in der horizontalen Ebene für die Lichtquelle nach Fig. 1;

Fig.6a und 6b den Strahlungsverlauf in der vertikalen Ebene bzw« in der horizontalen Ebene für die erfindungsgemäsfe Lichtquelle.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Leuchtturmgerätes lo, das zur Bildung einer Phosphorpunktanordnung in den drei Grund" farben auf dem Schirm 13a der Lochmaskenröhrenfläche 13 ver-

wendet wird. Die zylindrische Wand 11 der Farbbildröhre ist auf dem Gehäuse 12 des Leuchtturmgerätes Io angeordnet. · Die zylindrische Seitenwand 11 dient als Halterung des. Schirmträgers 13 der Röhre sowie der Lochmaske 14, die mit einer Vielzahl von öffnungen versehen ist. Bekanntlich ist der Farbbildröhrenteil aus der zylindrischen Seitenwand 11,dem Schirm 13 und der Lochmaske 14 von der übrigen Farbbildröhre während der Behandlung im Leuchtturmgerät gelrennt.

Der Boden 12a des Gehäuses 12 trägt eine Lichtquelle mit einem Gehäuse 15, das von einem Drehtisch 16 getragen wird, welcher durch eine Welle 17 für einen nachstehend näher beschriebenen Zweck drehbar ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine Lampe 18, die beispielsweise eine Quecksilberdampflampe sein kann, und Lichtstrahlen von grosser Helligkeit durch eine Öffnung 15a des Gehäuses 15 aussendet. Die öffnung 15a trägt einen sich verjüngenden Lichtleiter 19,· der von einem Sekundärgehäuse 2o so eingeschlossen ist, daß der Endteil 19a des sich verjüngenden Leiters durch eine öffnung im Sekundärgehäuse 2o hindurchragt. Der Leiter 19 besteht aus einem Material von hoher Durchlässigkeit für Strahlen von den verwendeten besonderen Wellenlängen♦

Die Lichtstrahlen 21 von der Punktlichtquellel9 treten durch ein Korrektionssystem 22 hindurch, das auf einem Träger 23 mit einer ziemlich grossen öffnung 24 angeordnet

1488871

-9-

ist. Die Korrektionslinse 22 dient dazu, die Lichtstrahlen in der durch die oberen Lichtstrahlenteile 21a gezeigten Weise abzulenken, um die Wirkungen einer radialen Fehlüberdeckung und dynamischen Konvergenz zu korrigieren. Diese Wirkungen und ihre Behandlung sind mit näheren Einzelheiten

in dem Patent (Patentanmeldung N 28.873 VIIIa/21a

vom 15.7.1966) beschrieben. Die Korrektionslinse 22 stellt kein neuartiges Merkmal für die erfindungsgemässe Lichtquelle dar, so daß die Erwähnung genügt, daß die Linse 22 die Aufgabe hat, die Wirkungen einer radialen Fehlüberdeckung und dynamischen Konvergenz zu kompensieren, die bei Lochmasken-Farbbildröhren auftreten. Für eine nähere Beschreibung eines Linsensystems der erwähnten Art wird auf das vorgenannte Patent verwiesen.

Die von der Punktlichtquelle 19a im Bereich der Unterseite der Korrektionslinse 22 ausgehenden Lichtstrahlen 21 haben einen Helligkeitsverlauf, der im wesentlichen die Gestalt eines Kreises hat, wie durch die Kurve 25 angegeben. Die die Linie 25 schneidenden Lichtstrahlen 21 haben daher alle die gleiche Grosse für die Lichthelligkeit längs eines Kreisbogens, beispielsweise des Kreisbogens 25, dessen Krümmungsmittelpunkt an der Spitze der Punktlichtquelle 19a liegt. Bei einem solchen Strahlungsverlauf haben natürlich, da die Innenfläche 13a der Röhrenfläche 13 im Vergleich zu dem Krei·-

809804/0717

-lo-

bogen 25 verhältnismässig flach ist, die Lichtstrahlen 21a an den äusseren Endflächen eine wesentlich geringere Lichthelligkeit als die Lichtstrahlen, die im Mittelbereich der Röhrenfläche 13a auftreffen. Diese Wirkung wird noch dadurch verstärkt, wenn eine Röhre mit einem Ablenkwinkel von 9o° oder mehr verwendet wird«

Durch den Drehtisch 16, auf dem die Lichtquelle angeordnet ist, kann die Lichtquelle, die sich längs der Linie 19b befindet, mit einem exzentrischen Winkel zur Achse 17a der Welle 17 eingestellt werden. Ferner ist der Drehtisch 16 mit drei Schlitzen 26 versehen, (von denen in Fig. I nur zwei gezeigt sind), die in Winkelabständen von 12o° um den Drehtisch 16 herum vorgesehen sind. Diese Schlitze 26 wirken mit einem Einrastelement 27 zusammen, das durch eine Vorrichtung 28 federbelastet ist, um den Drehtisch 16 in einer seiner drei Winkelstellungen zu sichern. Diese Drehtischanordnung hat den Zweck, die Spitze 19a der Punktlichtquelle 19 so einzustellen, daß sie sich im Farbzentrum einer der drei Elektronenstrahlen befindet, die in der Lochmasken-Farbbildröhfe vorgesehen sind. Beispielsweise wird beim Phosphorpunktbildungsvorgang die Innenfläche 13a der Farbbildröhre mit einem Phosphormaterial von einer der drei Grundfarben beschichtet. Die Röhrenfläche und die Lochmaske 13 bzw. 14 werden dann auf dem Leuchtturmgerät in der in Fig. 1 gezeigten

909804/071 7

1462Θ71

-ii-

Weise angeordnet, worauf der Drehtisch mit Genauigkeit so eingestellt wird, daß die Punktlichtquelle die gleiche Stellung einnimmt,, welche der Elektronenstrahl innerhalb der Farbbildröhre für das besondere. Phosphormaterial einnimmt, das auf die Röhreninnenfläche 13a aufgebracht worden ist. Die Röhrenfläche 13 wird dann vom Leuchtturmgerät getrennt und einer Waschbehandlung unterzogen, bei welcher alle unbelichteten Bereiche des Phosphormaterials von der Röhrenfläche weggewaschen werden· Während einer zweiten und dritten Behandlung wird die Röhreninnenfläche 13a mit der zweiten und der dritten Phosphorfarbe beschichtet und der Lichtquellendrehtisch 16 gedreht, um die Punktlichtquelle 19a in die Stellungen su bewegen, die von den zweiten und dem dritten Elektronenstrahl eingenommen werden, um auf diese Weise den Phosphorpunktbildungsvorgang zu vervollständigen. Die Beschreibung und die Arbeitsweise des Drehtisches 16 ist mit näheren Einzelheiten beispielsweise in dem USA-Patent 2.885,935 beschriebe! , so daß die Drehtischeinrichtung im Rahmen der erfindungsgemässen Vorrichtung kein neues Merkmal darstellt.

Das erfindungsgemässe Lichtquellengerät 3o 1st in Fig. 2 dargestellt und kann anstelle der bekannten in Fig. 1 gezeigten Lichtquellenanordnung verwendet werden, nachdem es in geeigneter Weise auf den Drehtisch 16 oder irgend einer anderen ähnlichen Lichtquellen-Einstellvorrichtung angeordnet worden

909804/0717

ist. Die erfindungsgemässe Lichtquelle 3o besitzt einen im wesentlichen kuppeiförmigen Reflektor 31, der einen ellip· senförmigen reflektierenden Flächenteil 32 aufweist, welcher um den Hauptbrennpunkt 41 für einen nachstehend näher besdriebenen Zweck nach unten verschwenkt worden ist.

Eine Quecksilberdampflampe 4o ist längs der Längsachse 42 des Lichtquellengerätes 3o so angeordnet, daß sich der Quecksilberlichtbogen arn Hauptbrennpunkt 41 befindet. An die Elektroden 43 und 43a der Lampe 4o ist eine nicht gezeigte geeignete Stromquelle angeschlossen.

Der obere Gehäuseteil 44 des Lichtquellengerätes 3o ist am Reflektorteil 31 durch geeignete Befestigungsmittel 33 befestigt und mit einer öffnung 5o zur Aufnahme einer Linse 45 versehen.

Der Quecksilberlichtbogen, der sich am Hauptbrennpunkt 41 der Quecksilberdampflampe 4o befindet, sendet Lichtstrahlen im wesentlichen in allen Richtungen aus. Wenn die Lichtstrahlen betrachtet werden, die von den Endkanten des reflektierenden Flächenteils 32 reflektiert werden, ergibt sich, daß der nach unten gerichtete Lichtstrahl 46 vom unteren Endpunkt 32* der reflektierenden Fläche 32 reflektiert wird, so daß er die Lichtstrahlenbahn 46a einnimmt und einen Punkt

909804/0717

beaufschlagt, der auf einer Kurve 45a der Linse 45 liegt. Die im wesentlichen kreisförmige Kurve 45a, welche der Fokusort aller Lichtstrahlen ist, die durch den Reflektor 31 reflektiert werden, ergibt sich aus dem Umsfend, daß die Quecksilberdampflampe 4o keine ideale Punktlichtquelle ist, so daß die Lichtstrahlen nicht an dem idealen Brennpunkt 48 in der Linse 45 fokussieren können. Die Anordnung ist daher so vorgesehen, ™

daß die Lichtstrahlen auf einer Ortskurve fokussieren, um einen Ausgleich für die Unvollkommenheiten der Lichtquelle zu schaffen. Wenn der obere Endrand 32"der Reflektorfläche 32 betrachtet wird, ergibt sich, daß der von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrahl 49 auf die Reflektorfläche bei 32" auftrifft und die Bahn 49a einnimmt, so daß er auf die Ortskurve 47 längs der Kurve 45 a auftrifft. In gleicher Weise wird ein Lichtstrahl 51, der auf den Mittelbereich der Reflektorfläche 32 auftrifft, abgelenkt, so daß er eine Bahn 51a einnimmt. Dieser m Lichtstrahl hat seinen Fokuspunkt ebenfalls längs der Ortskurve .

Auf dem Gebiet der Optik ist bekannt, daß der Betrag der Ablenkung, welche die Lichtstrahlen erfahren, eine Funktion des Einfallswinkels des Lichtstrahls auf die Eintrittsfläche, des Brechungsquotienten der Linse und des Einfallswinkels ist, welchen der Lichtstrahl mit der Austrittsfläche der Linse bildet. Das Hauptziel des erfin4ungsgemässen Lichtquelle^geTÄtes besteht

darin, die Lichtstrahlen so abzulenken, daß die maximale Zahl der von der Lichtquelle ausgesendeten Lichtstrahlen mit keinem grösseren Winkel als 45° mit Bezug auf die Längsachse 42 ausgesendet werden, wenn die Verwendung einer Farbbildröhre mit einer Ablenkung von 9o° angenommen wird.

Wenn die in Fig. 2a dargestellte Linsenform für den Fall betrachtet wird, daß die Lichtquelle eine ideale Punktlichtquelle ist, besitzt die in Fig. 2a gezeigte Linse 45· eine gekrümmte Eintrittsfläche 52, die sich eng einer pseudosphärischen Fläche annähert. Die eintretenden Lichtstrahlen werden durch die ideale Linsenfläche 52 so gebrochen, daß sie an der Austrittsfläche 53 mit einem Winkel von 45° mit Bezug auf die Lichtquellen-Längsachse 42 austreten.

Da die Lichtquelle praktisch keine ideale Punktlichtquelle ist, erfordert dies eine Abänderung in der Gestalt und in der Ausbildung der Fokussierungslinse, was zu einer Linse 5o von der in Fig. 2 sowie 3a und 3b gezeigten Art führt. Um zu erreichen, daß eine maximale Zahl von Lichtstrahlen mit einem maximalen Winkel von 45° von der Lichtquellenlängsachse 42 abgelenkt wird, und wenn als Linsenmaterial geschmolzener Quarz mit einem Brechungsquotienten "n" gleich 1,48 für eine Wellenlänge des Lichtes J\, gleich 3,65o Angström gewählt wird, muß der Winkel festgestellt werden, den die Ein-

909804/0*17

trittsflache 55 der Linse 45 mit der Längsachse 42 einschließt.

Nun wird der Konturreflektor 31 um den Hauptbrennpunkt 41 geneigt oder gedreht, wie durch die Pfeile 31a und 31b angegeben. Hierdurch wird ein kreisförmiger Ort statt ein Punktfokus erzeugt. Wenn die Ortskurve 45a als Kreis mit einem ™ Durchmesser von 6,35 mm (1/4 ") und eine maximale konvergierende Lichthelligkeit angenommen wird, die einen Winkel von 3o° zur vertikalen Achse 42 einnimmt, soll die Linse einen Ablenkwinkelbereich von 3o° - 45° zur senkrechten Achse 42 ergeben, damit die maximale Zahl von Lichtstrahlen in den Fokus an der Austrittsfläche gebracht wird.

Durch die Anwendung des Brechungsgesetzes zur Bestimmung

des Winkels, welchen die Fläche 55 mit der Längsachse 42 d

einschließt, welcher Winkel mit θ bezeichnet wird, erhält man die Gleichung:

sin 6o° - η sin 45° ^tanß ^{θ s} cos 6o° - η cos 45«

Durch Vereinfachung erhält man

0.865 - I.o46 tang θ * _o^_5o _ _1>o46 ·""" ₍₂₎

909804/0711

so daß

θ = 18° 3o Minuten,

Hieraus ergibt sich, daß die optimale Eintrittsfläche einen Winkel von 18 1/2 ° mit der Lichtquellenlängsachse 42 bildet. Nachdem der optimale Winkel bestimmt worden ist, welchen die Eintrittsfläche mit der Längsachse 42 einschließt, muß die Ausbildung der Eintrittsfläche zur Austrittsfläche 56 (side Fig. 3a) so in Beziehung gesetzt werden, daß die Grosse des austretenden Bündels der von der Lichtquelle ausgesendeten Lichtstrahlen geringstmöglih gemacht wird. Wenn beispielsweise die Fig. 3a betrachtet wird, ergibt sich als Ziel, die Ebene 56' der Austrittsflache 56 so anzuordnen, daß sie den kleinsten Teil bzw. Halsteil des Lichtstrahlenbündels 5 7 schneidet. Dies kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß die Lichtstrahlen aufgezeichnet werden und derjenige Teil des Lichtstrahlenbündels ausgewählt wird, der am schmälsten ist, wobei es sich um ein einfaches optisches Strahlenverfolgungsproblem handelt.

Wie ersichtlich, kann die Eintrittsfläche 55 der Linse 5o verlängert werden, wie durch die gestrichelte Linie 55· gezeigt (siehe Fig. 4), so daß eine kegelige Gestalt erhalten wird. Bei der Verwendung einer solchen Linse läßt sich fest-

ΠΛΠΟΛ/ I Γ\ η Λ η

1462Ö71

stellen, daß die Menge des vertikalen Lichtes, d.h. der von der Austrittsfläche parallel zur Längsachte 42 ausgesendeten Lichtstrahlen, wesentlich geringer als im Falle einer Kegelstumpfform ist, bei welcher die Bodenfläche 57 eine ebene Fläche ist, im Gegensatz zu der Ausbildung, bei welcher die Linse unten mit einer Spitze 58 (d.h. mit einen Kegelscheitel) endet.

Die cgtimale Lage für die Bodenfläche 57 wird durch die Lage des Umfangslichtstnhls 57' bestimmt. Aus Fig. 2 ergibt sich, daß der obere Einschliessungsteil 44 des Lichtquellengehäuses die obere ebene Fläche 58 der Linse 45 vollständig bedeckt, so daß der Umfangsstrahl 57', der mit einem Winkel von 45° zur Vertikalen oder Längsachse 42 austritt, die Eintritts» fläche 55 bei 59 schneidet, wodurch die optimale Lage für die Bodenfläche 57 ermittelt wird. Die Lage der Bodenfläch· 57 kann zur Veränderung des Verhältnisses der Lichtstrahlen, die mit einem Winkel von 45° ausgesendet werden, zu den Lichtstrahlen verändert werden, welche parallel zur Längsachse 42 ausgesendet werden. Wenn die optimale Fläche 57, wie in Fig. 3b gezeigt, nach rechts bewegt wird, wie durch den Pfeil 6o angegeben, wird die Menge des durch die Linse 5o ausgesendeten senkrechten Lichtes erhöht. Wenn de Bodenf}äche 57 in der durch den Pfeil 61 angegebenen Richtung bewegt wird, wird umgekehrt hierdurch die Menge des durch die Linse 5o ausgesendeten senkrechten Lichtes herabgesetzt.

09804/Q717

Bei Anwendung aller der vorangehend angegebenen konstruktiven Merkmale wird die in Fig. 4 gezeigte optimale Linse erhalten, bei der die Maß- und Winkelverhältnisse für alle Linsenflächen angegeben sind. Fig* 4a zeigt eine schaubildliche Ansicht der Linse nach Fig. 4.

Die Vorteile der erfindungsgemässen Lichtquellenformgebung lassen sich daher aus einer Betrachtung der Fig. 5a und 5b zusammen mit den Fig. 6a und 6b erkennen. Wie in Fig. 5a gezeigt, ist bei der Verwendung einer idealen Punktlichtquelle 7ο der Strahlungsverlauf für die Lichtstrahlen 71 ein kreisförmiger Verlauf 72. Daher haben die Schnittpunkte aller Lichtstrahlen 71 mit der kreisförmigen Kurve 72 gleiche Helligkeit. Aus einer Schnittansicht des Strahlungsverlaufs 72 ergibt sich, daß sich die Lichtstrahlen auf der üirektionalen befinden, wie durch den Kreis 73 gezeigt. Bei Verwendung der erfindungsgemässen Lichtquelle ist der Strahlungsverlauf durch die Kurve 74 gezeigt, welche die Form einer Kardioide hat. Unter Annahme normalisierter Helligkeitswerte hat der senkrechte Lichtstrahl 75 (d.h. der nicht abgelenkte Lichtstrahl) einen Helligkeitswert von l,o. Lichtstrahlen mit einem maximalen Ablenkwinkel von 45° von der senkrechten Achse haben Helligkeitswerte von 2,5. Hieraus ergibt sich, daß Lichtstrahlen, die zum Umfang der in Fig. 1 gezeigten

6AD ORIGINAL

909804/0717

Röhrenfläche gerichtet werden, d.h. Lichtstrahlen, welche die maximale Ablenkung von der Vertikalen erfahren, einen stark erhöhten Helligkeitswert mit Bezug auf die nicht abgelenkten Lichtstrahlen 75 haben, während verglichen mit der idealen Punktlichtquelle 7o, die in Fig. 5a gezeigt ist, die zu den Rändern der Röhrenfläche gerichteten Lichtstrahlen bestenfall?"in ihrer Helligkeit den nicht abgelenkten Lichtstrahlen gleich sind, jedoch praktisch eine wesentlich geringere Helligkeit als der vertikal gerichtete Lichtstrahl 71' haben.

Wenn der horizontale Verlauf der Kardioidenformkurve 74 betrachtet wird, hat diese Kurve 76 eine Kreisform ebenso wie die Kurve 73 in Fig. 5b, so daß sich die Lichtstrahlen auf der üirektionalen in der horizontalen Ebene befinden.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß durch die Erfindung eine neuartige Lichtquelle zur Verwendung für Leuchtturmgeräte von Lochmasken-Farbbildröhren geschaffen wurde, bei welcher die auf die Röhrenfläche während des Phosphorpunkteinstellvorgangs auftreffenden Lichtstrahlen eine wesentlich grössere Helligkeit als bei den herkömmlichen Verfahren haben,

Obwohl im Vorangehenden bevorzugte Ausführungsformen der Er-

-2ο-

findung beschrieben wurden, können innerhalb des Rahmens derselben viele Abänderungen hiervon vorgesehen werden.

Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche :

l.JGerät zur Verwendung in Leuchtturm-Vorrichtungen sur Bildung der Phosphorpunktanordnung in Lochmasken-Farbbildröhren mit einem Gehäuse, welches eine Röhrenfliehe und eine zugeordnete Lochmaske trägt, gekennzeichnet durch ein zweites Gehäuse mit einer öffnung, eine Lichtquelle innerhalb dieses zweiten Gehäuses, einen Reflektor zum Ablenken der Lichtstrahlen, welche von der Lichtquelle zu der öffnung des zweiten Gehäuses ausgesendet werden, eine Linse, die innerhalb der öffnung des zweiten Gehäuses angeordnet ist und dazu dient, Lichtstrahles, die zu der erwähnten öffnung gerichtet werden, zur Farbbildröhrenfläche abzulenken, wobei die zu den Rändern der erwähnten Röhrenfläche gerichteten Lichtstrahlen eine wesentlich grössere Helligkeit als die Lichtstrahlen halben, die zum Mittelbereich der erwlhnten Röhrenfläche gerichtet sind.

2« Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dall die

909804/0717

Lichtquelle eine Quecksilberdampflampe ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse «ine Eintrittsfläche mit einer kegelstumpfförmigen Gestalt hat.

4* Gerät nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Linst eint Eintrittsfläche von kegelstumpfförmiger Gestalt hat und die Austrittsfläche von einer zweiten kegeligen Gestalt ist.

5, Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsfläche im wesentlichen innerhalb des erwähnten Gehäuses enthalten ist und die Austrittsfläche aus dem zweiten Gehäuse durch die erwähnte Öffnung nach aussen ragt

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor eine gekrümmte reflektierende Fläche aufweist, die im wesentlichen ellipsenförmig ist.

7. Gerät nach

dadurch gekennzeichnet, daß dej*

909804/0717

Reflektor «in« gekrünte reflektierend· Fliehe *ufweift, die in wesentlichen ellinsenförmig ist, wobei die Lichtquelle im we »eat liehen an fUuptbretmpunkt der ellipsenföraifen Kurv« angeordnet ist«

8. Gertt nach Anspruch I₉ dadurch erkennte lehnet, da· die Linse eine Eintrittsfliche aufweist, die innerhalb des xweiten Gehäuses angeordnet ist, sowie eine Austrittsfliche, die aus des xweiten Gehäuse durch die erwlhnte öffnung nach aussen ragt, wobei dia Austrittsfliche alt einem Winkel tür Lingsschse der Linse geneigt ist, welcher Winkel so gewählt 1st, «al eine größtmögliche tabl tin Lichtstrahlen von dar Linse ausgesendet und tu den Rindern

der erwähnten Röhrenfläche gerichtet wird. λ

9. Gerät «ach Afts»ruch I₄ dadurch gekean*elehnet, dai die j Austrittsflick« alt einen sveltaa Winkel zur Linsenlängeachse geneigt ist, welcher Winkel la Bereich von So - liegt.