DE1772400B1

DE1772400B1 - Optical fiber plates with color selective properties

Info

Publication number: DE1772400B1
Application number: DE19681772400
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl-Phys Kristen
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1968-05-09
Filing date: 1968-05-09
Publication date: 1975-04-17
Also published as: DE1772400C2

Description

Schicht durch Bedampfen, Bedrucken oder auf 30 ist, daß die jeder Farbe zugeordneten Lichtleiterbünfotografischem Wege aufgebracht ist. del auf ihrer Lichteintrittsseite als LichtleitfaserplatteLayer by vapor deposition, printing or on 30 is that the light guide associated with each color photographic Ways is upset. del on its light entry side as an optical fiber plate

ausgebildet sein müssen, wobei die Lage jeder einzelnen Lichtleitfaser auf der Bündeleintrittsseite den späteren geometrischen Ort auf dem Bildschirm, dermust be formed, the position of each individual optical fiber on the bundle entry side later geometric location on the screen, the

35 durch die Zusammenfassung der drei Faserbündel für35 by combining the three fiber bundles for

die Farben Rot, Grün und Blau entsteht, festlegt. Damit besteht die Aufgabe, jeweils die einander entsprechenden Lichtleitfasern für die Farben Rot, Grün und Bläu aus den viele tausende Fasern umfassenden Bündeln herauszusuchen, zu Tripein zusammenzufassen und auf dem Bildschirm an der geometrisch richtigen Stelle anzuordnen. Diese Aufgabe ist in der Praxis, wenn überhaupt, so nur mit erheblichem Aufwand an Meß- und Justiereinrichtungen zu lösen.the colors red, green and blue are created. So there is the task of each corresponding Optical fibers for the colors red, green and blue from the many thousands of fibers Pick out bundles, combine them into tripins and locate the geometrically correct one on the screen Place to be arranged. In practice, this task requires considerable effort, if at all to solve at measuring and adjusting devices.

Ein weiterer Mangel der Erfindung gemäß dem USA.-Patent 30 43 179 ergibt sich bei der Verwendung von Lichtleitern mit eingefärbtem Kern: Die erforderlichen großen Längen der Lichtleitfasern in der dort beschriebenen Anordnung verursachen erhebliche Transmissionsverluste, so daß das Bild auf dem Bildschirm zu schwach ausgeleuchtet ist. Verschieden lange Lichtleitfasern, wie sie in den F i g. 3 bis 6 der genannten Patentschrift dargestellt sind, erfordern die Verwendung verschieden stark eingefärbter Lichtleiter, um an allen Stellen des Bildschirms gleiche Helligkeit und Farbsättigung zu erhalten. Auch dies ist ein wesentlicher Mangel der genannten Erfindung. Zudem ergibt sich mit der in der USA.-Patentschrift 30 43 179 beschriebenen Anordnung als Farbbildschirm der Nachteil, daß für jede der gewählten Grundfarben (im Falle des Farbfernsehens: Rot, Grün und Blau) eine gesonderte Bildrsproduktionseinrichtung für die verschiedenen Farbauszugsbilder eingesetzt werden muß.Another deficiency of the invention according to US Pat. No. 3,043,179 arises in its use of light guides with colored core: The required long lengths of the optical fibers in the Arrangement described there cause considerable transmission losses, so that the image on the The screen is too weakly illuminated. Optical fibers of different lengths, as shown in FIGS. 3 to 6 of the mentioned patent, require the use of differently colored light guides, in order to obtain the same brightness and color saturation at all points on the screen. This too is a major deficiency of the invention mentioned. In addition, with the US patent specification 30 43 179 described arrangement as a color screen the disadvantage that for each of the selected Basic colors (in the case of color television: red, green and blue) a separate image production facility must be used for the various color separation images.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Farbrasterplatte mit bildübertragenden Eigenschaften zu schaffen, die die obengenannten Nachteile vermeidet, die sowohl als Sichtscheibe von Farbfernseh-The object of the present invention is to provide a color screen plate with image-transferring properties to create, which avoids the above-mentioned disadvantages, both as a viewing window of color television

Die Erfindung bezieht sich auf Lichtleitfaserplatten. The invention relates to fiber optic panels.

Bekannt sind Lichtleitfaserplatten, die aus einer Vielzahl regelmäßig angeordneter farbloser Lichtleiter zusammengesetzt sind. Hier bestehen die einzelnen bildübertragenden Elemente aus einem hochbrechenden farblosen Kernglas, das von einem Mantel aus farblosem Glas mit niedrigem Brechungsindex umgeben ist. Diese Lichtleitelemente werden unter Einwirkung von Druck bei hohen Temperaturen zu Lichtleitfaserplatten vakuumdicht zusammengesintert. Optical fiber plates are known which consist of a large number of regularly arranged colorless light guides are composed. Here the individual image-transmitting elements consist of a highly refractive one colorless core glass covered by a cladding of colorless glass with a low refractive index is surrounded. These light guide elements become under the action of pressure at high temperatures Optical fiber plates sintered together vacuum-tight.

Bekannt sind ferner Lichtleitfaserplatten, deren bildübertragende Elemente zur Vermeidung einer gegenseitigen Beeinflussung mit einem zweiten Mantel aus Schwarzglas umgeben sind. Den gleichen Zweck erfüllen Schwarzglasstäbchen, die bei einem anderen Lichtleitfaserplattentyp in einem bestimmten Raster zwischen den Lichtleitfasern angeordnet sind.Optical fiber plates are also known, their image-transmitting elements to avoid a mutual influence are surrounded by a second cladding made of black glass. Same purpose black glass rods meet the requirements of another type of fiber optic plate in a certain grid are arranged between the optical fibers.

Aus der USA.-Patentschrift 30 43 179 ist ein Lichtleitfaserbündel zur Erzeugung mehrfarbiger Bilder auf einem Schirm bekannt, dessen einzelne Lichtleitfasern farbselektiv ausgebildet sind, und bei dem verschiedene, farbselektive Lichtleitfasern an ihrem einen Ende zu Fasermultipein, die in beliebigen Rastern angeordnet sein können, zu einem Schirm zusammengefaßt sind. Hinter dem Rasterschirm sind die jeweils einer Farbe zugeordneten Lichtleitfasern zu Faserbündeln zusammengefaßt, wobei die Lichtleitfasern auf der Lichteintrittsseite der Bündel wie-From the United States patent specification 30 43 179 is an optical fiber bundle for generating multicolored images known on a screen, the individual optical fibers of which are color-selective, and in which different, color-selective optical fibers at one end to fiber multipin, which can be arranged in any grid can be arranged, are combined to form a screen. Are behind the grid screen the optical fibers assigned to each color are combined to form fiber bundles, the optical fibers on the light entry side of the bundle

bildröhren oder Oszillografenröhren als auch als Farbraster für Fernsehaufnahmeröhren eingesetzt werden kann und die allgemein durch die mögliche Wahl beliebig ausgebildeter Farbraster zur Wiedergabe von farbigen Bildinformationen dienen kann.picture tubes or oscillograph tubes as well as color rasters for television tubes can be and generally through the possible choice of arbitrarily designed color raster for reproduction of colored image information can serve.

Diese Aufgabe wird durch Lichtleitfaserplatten mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 4 gelöst.This object is achieved by optical fiber plates with the characterizing features of the claims 1 and 4 solved.

Farbart und Anordnung der einzelnen bildübertragenden Elemente sowie deren Transmission riehten sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck der Faserplatte.The color type and arrangement of the individual image-transmitting elements as well as their transmission riehten depending on the intended use of the fiberboard.

Die farbselektiven Schichten, z. B. Interferenzfilterschichten, können unter Verwendung verschiedener Abdeckmasken durch mehrfaches Bedampfen der an sich farblosen Lichtleitfaserplatten erzeugt werden, so daß Farbfilterrasterplatten mit bildübertragenden Eigenschaften entstehen.The color selective layers, e.g. B. interference filter layers, can using various Cover masks are generated by multiple vapor deposition of the inherently colorless fiber optic plates, so that color filter grid plates with image transferring properties are produced.

Daneben können die farbselektiven Schichten auch durch einen geeigneten Druckprozeß oder auf foto- ao grafischem Wege auf die farblosen Faserplatten aufgebracht werden.In addition, the color-selective layers can also be produced by a suitable printing process or on photo ao can be applied graphically to the colorless fibreboard.

Die erfindungsgemäßen Faserplatten zeigen neben den bildübertragenden Eigenschaften der bekannten Faserplatten die Eigenschaften farbselektiver Filter und Filterraster.In addition to the image-transferring properties, the fiberboards according to the invention show the known properties Fiberboard the properties of color-selective filters and filter grids.

Die Faserplatten nach der Erfindung sind aus volumengefärbten Lichtleitfasern, wie sie in F i g. 1 dargestellt sind, aufgebaut. Diese bestehen aus einem hochbrechenden, volumengefärbten Glaskern 1, der von einem volumengefärbten Glasmantel 2 mit kleinerem Brechungsindex als dem des Kernglases umgeben ist. In analoger Weise können die Lichtleitfasern auch aus volumengefärbten transparenten Kunststoffen mit geeigneten Brechungsindizes hergestellt sein. Desgleichen kann auch nur der Kern 1 oder der Mantel 2 allein volumengefärbt sein. Einzelheiten der Zeichnungen sind nicht Bestandteil der Erfindung.The fiber boards according to the invention are made of volume-colored optical fibers, as shown in FIG. 1 are shown. These consist of a high-index, volume-colored glass core 1, the surrounded by a volume-colored glass jacket 2 with a smaller refractive index than that of the core glass is. In an analogous manner, the optical fibers can also be made of volume-colored transparent ones Plastics made with suitable refractive indices. Likewise, only the core 1 or the jacket 2 can be volume-colored alone. Details of the drawings are not part of the Invention.

Je nach Art der Anordnung der volumengefärbten, bildübertragenden Elemente können farbselektive Teilbereiche in sonst nicht farbselektive Faserplatten eingebracht werden, oder es können Faserplatten hergestellt werden, die in ihrer Gesamtheit farbselektive Eigenschaften besitzen. Insbesondere können die Faserplatten in eine sehr große Zahl verschieden selektiver Teilbereiche aufgeteilt werden, die, wie in F i g. 2 dargestellt ist, rasterförmig angeordnet sind, wobei Farbfilterraster mit bildübertragenden Eigenschaften entstehen. In F i g. 2 bedeutet:Depending on the type of arrangement of the volume-colored, image-transferring elements, color-selective Partial areas can be incorporated in otherwise non-color-selective fiberboard, or fiberboard can be used which have color-selective properties in their entirety. In particular, the Fiberboard can be divided into a very large number of differently selective sub-areas, which, as in F i g. 2 is shown, are arranged in the form of a grid, with color filter grids having image-transmitting properties develop. In Fig. 2 means:

example 1

Der Planschirm einer Zweistrahloszillografenröhre, die der gleichzeitigen Aufzeichnung zweier verschiedenfarbiger Oszillogramme dienen soll, wird aus einer Faserplatte hergestellt, die aus Farb-Dubletten aufgebaut ist, welche in senkrechten Streifen nebeneinander angeordnet sind. Zur Erzeugung der beiden verschiedenfarbigen Oszillogramme werden die beiden Elektronenstrahlen in an sich bekannter Weise in der Horizontalen derart abgelenkt, daß sie immer nur die ihnen zugeordneten Farbstreifen des Faserplattenschirmes treffen. Der Schirm ist mit einem einheitlichen Leuchtphosphor belegt. Farbton und Farbsättigung der beiden Lichtleitfasern der Dubletten werden so gewählt, daß sich bei größtmöglicher Lichtausbeute ein guter Farbkontrast ergibt.The flat screen of a two-beam oscilloscope tube, that of the simultaneous recording of two different colored ones Oscillograms are made from a fiber board that is made up of color duplicates is constructed, which are arranged in vertical strips next to each other. To generate the two different colored oscillograms are the two electron beams in a manner known per se deflected horizontally in such a way that they only ever see the color strips of the fiberboard screen assigned to them meet. The screen is covered with a uniform phosphor. Shade and Color saturation of the two optical fibers of the doublets are chosen so that the greatest possible Light yield results in a good color contrast.

Example 2

Faserplatten als Träger der Fotoschicht einer Bildspeicherröhre, wie z. B. eines Plumbikons, Super-Orthikons oder Vidikons, das der Erzeugung elektrischer Bildsignale zur Übertragung farbiger Bilder dient, werden aus Fasertripeln aufgebaut, wobei die drei Lichtleitfasern eines Tripeis z. B. ein gleichseitiges Dreieck bilden können. Die Farben der drei Lichtleitfasern eines Tripeis entsprechen für die Zwecke des Farbfernsehens den genormten Primärfarben Rot, Grün und Blau mit den WellenlängenFiberboard as a carrier of the photo layer of an image storage tube, such as B. a Plumbikons, Super-Orthikons or Vidikons, the generation of electrical Image signals used to transmit colored images are made up of fiber triples, with the three optical fibers of a triple z. B. can form an equilateral triangle. The colors of the three Optical fibers of a tripple correspond to the standardized primary colors for the purposes of color television Red, green and blue with the wavelengths

Rot = 610 nm, Grün = 535 nm, Blau = 470 nmRed = 610 nm, green = 535 nm, blue = 470 nm

und sind durch folgende Koordinaten des Spektralfarbenzuges festgelegt:and are determined by the following coordinates of the spectral color range:

XX yy Rot Red 0,67
0,21
0,140.67
0.21
0.14 0,35
0,71
0,080.35
0.71
0.08 Grün green Blau blue

5050

r = rot,
g = grün,
b = blau.r = red,
g = green,
b = blue.

Zur Erzeugung dieser Farbfilterraster mit bildübertragenden Eigenschaften werden verschiedenfarbige, volumengefärbte Lichtleitfasern in einem an sich bekannten Ziehverfahren zu mehrfach selektiven bildübertragenden Rastereinheiten zusammengefaßt, wobei beispielsweise Farb-Dubletten oder Farbtripeln erzeugt werden, die dann unter Einwirkung von Druck und Temperatur zu einer Faserplatte mit den gewünschten Farbfilterrastern vakuumdicht zusammengesintert werden.To create these color filter grids with image transferring properties, different colored, volume-dyed optical fibers in a known drawing process to multiply selective Image-transmitting raster units combined, for example, color doublets or color triples are generated, which then under the action of pressure and temperature to form a fiberboard with the desired color filter grids are sintered together in a vacuum-tight manner.

Die folgenden Anwendungsbeispiele erläutern die Erfindung:The following application examples explain the invention:

Etwa 400 000 der beschriebenen Tripel werden in einer Platte mit einem Seitenverhältnis von 3:4 derart angeordnet, daß in den Zeilen und Spalten die Farben Rot, Grün, Blau einander abwechseln. Entsprechendes läßt sich für subtraktive Farbmischung erreichen.About 400,000 of the triples described are of this type in a plate with an aspect ratio of 3: 4 arranged that the colors red, green, blue alternate in the rows and columns. Corresponding can be achieved for subtractive color mixing.

Example 3

Die in F i g. 2 dargestellte Farbrasterplatte wird als Sichtscheibe einer Farbbildröhre verwendet. Die Rasterplatte ist auf ihrer Rückseite mit dem Leuchtstoff der Schwarz-Weiß-Bildröhre belegt. Ein Elektronenstrahl wird zur Erzeugung der drei Farbauszugsbilder so über den Bildschirm abgelenkt, daß er den Leuchtstoff in einer ersten Ablenkphase jeweils nur an den Stellen erregt, die beispielsweise dem roten Farbauszug entsprechen und die über den roten Rasterpunkten der Filterrasterplatte liegen. In analoger Weise werden nacheinander die grünen und blauen Farbauszugsbilder ausgeschrieben, so daß als Gesamteindruck durch die Trägheit des Auges ein farbiges Bild entsteht.The in F i g. The color grid plate shown in FIG. 2 is used as a viewing window for a color picture tube. the The back of the grid plate is covered with the fluorescent substance of the black-and-white picture tube. An electron beam is so deflected across the screen to generate the three color separation images that he excites the phosphor in a first deflection phase only at the points, for example the red Color separation and which are above the red grid points of the filter grid plate. In analog Way, the green and blue color separation images are written out one after the other, so that as Overall impression a colored picture is created by the indolence of the eye.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. fiber optic plates, characterized in that they are made of volume-colored Optical fibers of the same length are made of glass or plastic, which have a color raster form with the image transferring properties of the fibreboard.

2. optical fiber plates according to claim 1, characterized in that the optical fibers from consist of a high-refractive volume-colored glass core or plastic core, which is of a volume-colored glass or plastic jacket with a low refractive index is surrounded.

3. optical fiber plates according to claim 1 or 2, characterized in that different, color-selective optical fibers to color doublets, color triples or higher-numbered, multiple selective fiber multipins are summarized, which are arranged in any grid.

4. Optical fiber plates made of colorless optical fibers of the same length made of glass or plastic, characterized in that at least one of its two surfaces has a color-selective Layer is applied.

5. optical fiber plates according to claim 4, characterized in that the color-selective derum are ordered so that the geometric locations of the corresponding pixels on the The screen grid and the bundle entry side match.

The fiber bundles assigned to the different colors are identified by separate image reproduction devices, for example television picture tubes, which are illuminated, which correspond to the respective color separation generate associated images, as shown in FIGS. 1 and 9 of said patent is shown.

There are three ways of producing the colors in U.S. Patent 3043179, which refer to the Example of reproduction of color television images, given:

1. There are three picture tubes with luminous phosphors of the colors red, green and blue in combination used with uncolored light guide bundles.

2. The core glasses of the light guide bundles used are colored in the corresponding colors and together with three black-and-white picture tubes for the respective color separation images operated.

3. Between the uncolored optical fibers and the black and white picture tubes are appropriate Color filter switched.

A serious disadvantage of the above-mentioned invention according to US Pat. No. 3,043,179