DE2025246A1 - - Google Patents
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Description
Sie Erfindung bezieht eich auf Projektions-Bildwiedergabeanordnungen und hauptsächlich auf jene, die Schwarz·» Weiß-Bilder durch inkohärentes Licht erzeugen.The invention relates to projection picture display devices and principally to those using black · » Create white images using incoherent light.
Das Interesse für Laser-Bildwiedergabesysteme beruht auf der Möglichkeit, Schirme τon praktisch unbegrenzter Größe haben zu können· Viele der für solche Systeme notwendigen Elemente sind derzeit rerfügbar« Auch intensive Laser, die bei einer Reihe von Frequenzen innerhalb des sichtbaren Seils des Spektrums arbeiten, ebenso Modulations« und Abtastmethoden hinreichender Kapazität, sind für die meisten Projektionsanwendungsfälle verfügbar.The interest in laser image reproduction systems is based on the possibility of τon screens of practically unlimited size to be able to have · Many of the elements necessary for such systems are currently available «Even intensive lasers that at a range of frequencies within the visible Ropes of the spectrum work, as well as modulation and scanning methods of sufficient capacity, are for the available for most projection use cases.
Der gängigste Weg, Bilder durch direkte Reflexion τοη sichtbarem Laser-Imjiieeionelioht »u erzeugen, hat zwei Maohteile· Erstens sind die Bilder monochromatisch bei einer bestimmten, wohl definierten Wellenlänge, so daß Bilder, sit lsi spielsweise mit Hilfe eines Argonionen«»Lasers erzeugt werden, blau*sohwarz sindf und zweitens erzeugt die Heflexion eines kohärenten Laeer-AusÄangsstrahls ein ' fleckigή· Bild infolge einer periodischen terstärkung des gestreuten Strahls. Siehe "Bell System leohnioal Journal·, Seite 1479» September 1967·The most common way of generating images by direct reflection of visible laser imaging has two main components · First, the images are monochromatic at a certain, well-defined wavelength, so that images are generated with the help of an argon ion laser, for example , blue * sohwarz sindf and secondly the Heflexion generates a coherent Läer-AusÄangsstrahls a "blotchy ή · image due to a periodic terstärkung of the scattered beam. See "Bell System leohnioal Journal ·, page 1479» September 1967 ·
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Soweit bekannt,, ist bisher nooh kein mit einem laßer arbeitendes Bildwiedergabesystem demonstriert oder vorgesohlagen worden, das Sehwars-Weiö«-Bild®r liefert, welche fleckenfrei sind.As far as known, nooh is no with a laßer working image reproduction system has been demonstrated or provided, the Sehwars-Weiö «image provides which are free of spots.
Ein Laeer-Bildwiedergabesystem liefert ein Schwarz-Weiß-Bild mit minimaler Fleckigkeit. Sas erfindungsgemäße System beruht auf der Verwendung eines phosphoreszenten Schirmes aus mit Oer aktiviert em Granat» der von einem Laser angefragt wird, welcher im sichtbar®» Bereich bei etwas kürzerer Wellenlänge als di© der hauptsächlichen Immission des Schirmes Amtiert. Bei einer Ausführrangeform wird ein Cer enthaltender Xttriumaluminiumgranat benutzt· Der charakteristische ßelhatioh dea von dieser phoaphorisierenden Sub β tans tmifeierten Lioht®s w&xa äva^&h eia© dosierte Reflexion eines Seils d©s Laeer-olmjiission&liehtes so eingestellt, dad für das luge ein nahezu weißer Sindruck entsteht. A Laeer image display system provides a black and white image with minimal blotchiness. The system according to the invention is based on the use of a phosphorescent screen made of garnet activated with the aid of a laser, which functions in the visible range at a slightly shorter wavelength than the main immission of the screen. In a Ausführrangeform a cerium-containing Xttriumaluminiumgranat used · The characteristic ßelhatioh dea of this phoaphorisierenden Sub β tans tmifeierten Lioht®s w xa AEVA ^ & h eia © dosed reflection of a rope d © s Läer-olmjiission & liehtes set to dad for the luge quite a blank Impression is created.
Tom zusammensetzungsmäeigen Standpunkt aus ist bei einer ▲usführungsform der Erfindung ein Schirm vorgesehen, der mit G*t dotieaytea.Yttriumalumiaiumgraaat (YJM3) beschichtet ist und Ton einem bei 4*880 Aggetriftt j|arffcfci er enden Irgonionen-Laser angeregt wird. Der mit 0er aktiyi©rte Leuchtphosphor emittiört in einem Ii^witen Wellenlängonbereieh, der etwa bei 5·5ΟΟ Angstrom zentriert ist.From a compositional point of view, one embodiment of the invention provides a screen which is coated with G * t dotieaytea.Yttriumalumiaiumgraaat (YJM3) and is excited by an irgon ion laser ending at 4 * 880 units. The luminous phosphor activated with 0 emits in a three-dimensional wavelength range which is centered at about 5 · 5 Angstroms.
Abwandlungen umfassen ander© lteee^fmcilonp beispielsweise einen Oadmiumionen-Laser, itr bei 4·416 Angetra» emittiert,Variations include other examples an oadmium ion laser, itr emits at 4 · 416 Angetra »,
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ebenso Variationen in der Zusammensetzung der phosphorisierenden Substanz· Alle diese Zusammensetzungen sind mit Ger aktiviert und verwenden ein Wirtsgitter der Granatstruktur (d. h. der Struktur von Υ-Α1~0ΐ2)γ da dieses die einzige be lunte Kombination *ur Erzeugung einer Eetaaission geeigneter Farbe und Helligkeit ist· Die Absorptionsspitze der phosphorisierenden Bubstani kann jedoch verschoben werden, um eine dichter· Anpassung an die speziell verwendete anregende Quelle su haben} und su diesem Zweck kann . Aluminium teilweise diaroh Gallium er se te t werden, um eine Verschiebung der Absorption su kürzeren Wellenlängen zu erreichen, oder das Yttrium kann teilweise oder gans.duroh Gadolinium orsetst werden, um eine Verschiebung der Absorption su längeren Wellenlängen su erreichen* Da eine Verschiebung der Absorption allgemein eine entsprechende Verschiebung bei der fismlesion in derselben Rlehtung erzeugt, kann eine Ferneinstellung (beispielsweise sum Erhalt eines weißen Bildes) durch Reflexion eines Teile dee Laser-Strahls nach wie vor vorgenommen werden· Andere Varianten werden noch erläutert«likewise variations in the composition of the phosphorescent substance · All these compositions are with Ger activated and use a host lattice of the garnet structure (i.e. the structure of Υ-Α1 ~ 0ΐ2) γ since this is the only one a suitable combination * for generating an emission emission is more suitable Color and brightness is · However, the absorption peak of the phosphorescent Bubstani can be shifted, in order to have a closer · adaptation to the specially used inspiring source su have} and su can serve this purpose. Aluminum partially diarose gallium er se te t to be a Shift in absorption to achieve shorter wavelengths, or the yttrium can be partially or completely Gadolinium orsetst be to achieve a shift in absorption su longer wavelengths su * Da a shift in absorption is generally a corresponding one Shift in the fismlesion in the same direction a remote setting (e.g. sum Obtaining a white image) can still be made by reflecting part of the laser beam · Others Variants will be explained later «
Bei einer weiteren Aueführungeform der Erfindung wird eine Reihe phoephorisierender Zusammensetzungen verwendet,dje zumindest teilweise organischer Vatür sind. Das vorliegende System gemäß der Erfindung beruht auf der Verwendung von Laserenergie bei einer oder mehreren Wellenlängen, von denen zumindest eine im sichtbaren oder ultravioletten Bereich beiIn another embodiment of the invention, a variety of phoeophoric compositions are used, i.e. are at least partially organic. The present System according to the invention is based on the use of laser energy at one or more wavelengths of which at least one in the visible or ultraviolet range
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einer etwas kürzeren Wellenlänge als die des Hauptteils der Phosphoreszenzstrahlung des benutzten Leuohtphosphors gelegen ist.a slightly shorter wavelength than that of the main part the phosphorescent radiation of the used light phosphor is located.
Wegen der großen Anzahl organischer Leuchtphosphore, die sioh für den vorliegenden Zweck ©igmen, sind nur wenig Beschränkungen bezüglich der Natur des anregenden Lasers gegeben. Geeignete Laser umfassen den bei 4.880 Angstrom emittierenden Argonionen-Laser und den bei 4.416 Angstrom emittierenden Qadmiumioneh-Laser. Bar Wellenlängenbereich geeigneter Anregungelichtquellen für brauchbare monochromatische Bildwiedergaben liegt zwischen etwa 2.500 und etwa 5*500 Angström.Because of the large number of organic luminous phosphors that sioh for the present purpose © igmen are only a few Limitations on the nature of the exciting laser given. Suitable lasers include the argon ion laser emitting at 4880 Angstroms and that at 4,416 Angstroms emitting qadmium ioneh laser. Bar wavelength range suitable excitation light sources for usable monochromatic image reproductions is between about 2,500 and about 5 * 500 angstroms.
Spezielle Wellenlängen innerhalb dieses Breitenbereichs werden entsprechend den Eigenschaften des Leuchtphosphors ausgeublt. Geeignete Leuehtphosphore sind nachstehend im einzelnen beschrieben. Generell gesprochen sind geeignete Materialien organische Fafostoffe oder Pigmente, von denen zahlreiche kommerziell erhältlich und weit verbreitet sind.Special wavelengths within this latitude are masked out according to the properties of the phosphor. Suitable Leuehtphosphore are below in individually described. Generally speaking, suitable materials are organic fibers or pigments of which numerous are commercially available and widely used.
In der vorliegenden Beschreibung wird der Ausdruck "Färb- ' substanz" oder "organische Färbsubstanz" benutztg hler* bei versteht es sich, daß dieser Auedruck die fotolu»in«f·senkten organischen farbstoffe und Pigmente umfaflt· Pigmente sind besonder» brauchbar und können durch Auflösen eine· Farbstoffes in einer organischen Kimetharz lösung erseigt; werden, die dann nachfolgend kondensiert wird« In ist bekannt, daß der LumineesenftwirJnuigBgrad in gewieften FällenIn the present description, the term 'coloring' substance "or" organic coloring substance "used g hler * It goes without saying that this expression includes the photolu "in" reduced organic dyes and pigments. Pigments are particularly »useful and can by dissolving a · Dyestuff in an organic kimeth resin solution; which is then subsequently condensed «In is it is known that the luminescence level decreases in certain cases
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vergrößert werden kann, wenn der farbstoff auf einem Kolloid absorbiert ist, das die Form von Öel-Fastrn oder von hochmolekularen Polymerpartikeln annehmen kann.can be magnified when the dye is absorbed on a colloid that takes the form of oil fastrn or from high molecular weight polymer particles.
Sie bei der Bildwiedergabeeinrichtung mit Cer dotiertem YAGr als Leuchtphosphor sind die Absorptionen in den Leuoht«· phosphoren im allgemeinen breitbandig, und die !missions« spitze ist gegenüber einer Verschiebung der anregenden Wellenlänge vergleichsweise unempfindlich· Dieses Phänomen ist sehr brauohbar, da es einen Austausch der Laserquellen ermöglicht, ohne daß hierbei ausgeprägte Änderungen in der erscheinenden Bmissionsfarbe auftritt.They doped with cerium in the image display device YAGr as luminous phosphor are the absorptions in the Leuoht «· phosphors in general broadband, and the! missions « tip is comparatively insensitive to a shift in the exciting wavelength · This phenomenon is very brewable because the laser sources have to be exchanged made possible without pronounced changes occurring in the appearing mission color.
Sie vorstehend erwähnte Ausführungsform der Erfindung beruht auf der Verwendung solcher organischer larbsubstanzen. Einfarbige Bildwiedergaben resultieren aus der Verwendung Ton Schirmen mit homogenem Leuohtphosphor· Siese iehirme kSanen entweder als selbsttragende Glieder oder als Beschickungen vorliegen und sie können aus einem oder mehreren färb««· substanzen in beliebiger Kombination auf gesaut sein, um den gewünschten Ausgleioh zu erhalten« In ähnlicher Weise kann die .(MrHl der reflektierten Laserstrahlung geändert werden duroh wohldosierte* linbaw "inerter" Bestandteile in dem Leuehtphosphor. fo sorgt beispielsweise ein filmmittel wie talk zu einer Erhöhung iss Verhältnisses von reflektierter zu umgesetzter Energie.You aforementioned embodiment of the invention is based on the use of such organic substances. Monochromatic image reproductions result from the use of clay screens with homogeneous fluorescent phosphorus present either as self-supporting links or as loadings and they can consist of one or more colored «« · substances in any combination to be sawn in order to to get the desired balance «In a similar way can change the. (MrHl of the reflected laser radiation are duroh well-dosed * linbaw "inert" ingredients in the Leuehtphosphor. For example, a film agent such as talc provides an increase in the iss ratio of reflected to converted energy.
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jt.jt.
Sie Erfindung ist in den Ansuchen gekennzeichnet und in der Zeichnung im einzelnen erläutertf es zeigernThe invention is marked in the requests and in the drawing explained in detailf show it
fig. 1 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit der prozentualen Intensität des Emissions* spektrums und des zugeordneten Anregungs» spektrums von der Wellenlänge in Mikrometer für unmodifizierten Cer dotierten YAG,fig. 1 is a diagram showing the dependency the percentage intensity of the emission spectrum and the associated excitation » spectrum of the wavelength in micrometers for unmodified cerium doped YAG,
fig. 2 ein Diagramm zur Daretellung der Abhängigkeit der relativen Smiasionsintensität τοη der Wellenlänge in Angstrom für beispielhafte, bei 4.880 Angstrom angeregt· ?arbsuhstanzen,fig. 2 is a diagram showing the dependency the relative smiasion intensity τοη the Wavelength in Angstroms for exemplary arbsuhstanzen, excited at 4,880 Angstroms,
lig· 3 ein chromatisches Diagram, das.die Koordinaten verschiedener besonders brauchbarer Leuchtphosphor*Smissionen zeigt, undlig · 3 is a chromatic diagram showing the coordinates shows various particularly useful luminous phosphor * emissions, and
4 eine Schrägansicht eines «rfindungsgeaäBen Systens.4 an oblique view of an invention System.
Ia rig. 1 sind die Daten für aas laispionsspektru» und das hiermit in ltsiehuag stehend« Anrefungsspektru» für Cer dotiertea TAQ dargestelltt Daa Baissionsspsktriut ist duroh die gestrichelte Kurve dargestellt und hat eine breite, hier interessierende Spdtse bei einer Wellenlänge von etwa 0,55 Mikrometer. Das zugeordnete Aüregungsspektrum, das durch die aufgezogene Kurve dargestellt ist, ist ein MaB der Smissionsintensität, wie diese für verschiedene inregungsfreciUQnzen auftritt. Die am stärk a ten ausgeprägteYes rig. 1 shows the data for aas laispionsspektru »and the hereby in ltsiehuag« Anrefungsspektru »for cerium dopeda TAQ t Daa Baissionsspsktriut is shown by the dashed curve and has a broad spectrum of interest here at a wavelength of about 0.55 micrometers. The associated excitation spectrum, which is represented by the drawn curve, is a measure of the emission intensity as it occurs for various excitation freciUQnzen. The most pronounced
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Anregungsspitze fällt ait einer Anregungswellenlänge von etwa 0,46 Mikrometer zusammen. Die Emissionswellenlängen für zwei hauptsächliche Laserlinien sind gleichfalls eingezeichnet. Die erste liegt bei 0,488 Mikroneter und rührt von einem Argonionen-Laser her. Die zweite liefet bei 0,4416 Mikrometer und rührt von einem Cadmiumicnen-Laser her. Die Laserlinien sind als ausgezogene senkrechte Linien dargestellt.The excitation peak falls with an excitation wavelength of about 0.46 microns together. The emission wavelengths for two main laser lines are also shown. The first is at 0.488 microns and stirs from an argon ion laser. The second runs at 0.4416 microns and is powered by a cadmium icnene laser here. The laser lines are shown as solid vertical lines.
In Pig. 2 sind die Emissionsspektren für zwei organische Leuchtphoephore und deren 50150-Mischung dargestellt. Die Farbsubstanztypen sind 4-Aaino} 1,8-Bapthal-p-xenylimid (Spitze bei 5.300 Angström, Kurve A) und Rhodanin (Spitze bei 6.050 Angströa, Kurve B). Beide fluoreszieren alt hohea Wirkungsgrad (größer als 50Jt) bei 4.880 Angström-Anregung. Die gestrichelt gezeichnete Kurve gist den Verlauf der Emissionsintensität für eine körnige 5Oi5O-Mischung dieser beiden Leuchtphosphore wieder« Die beiden Leuohtphosphore fluoreszieren für sich allein gelbgrün bzw. rot« Ihre kombinierte Ausgangsstrahlung ist orange· Der Blauanteil der Strahlung voa Schirm kann auch erhöht werden durch einen Zusatz von reflektierender Substanz, u* den Bruchteil der reflektierten 4*880 Angström-Laserstrahlung zu erhöhen, wenn beispielsweise diese Argonionen-Laserstrahlung benutzt wird. Die Gesamtwirkung ist daher der Erhalt einer weißerIn Pig. 2 shows the emission spectra for two organic luminophore and their 50150 mixture. The color substance types are 4-aaino } 1,8-bapthal-p-xenylimide (peak at 5,300 angstroms, curve A) and rhodanine (peak at 6,050 angstroms, curve B). Both fluoresce at an old high efficiency (greater than 50Jt) at 4,880 Angstrom excitation. The dashed curve is the course of the emission intensity for a granular 50i5O mixture of these two luminous phosphors Addition of reflective substance to increase the fraction of the reflected 4 * 880 Angstrom laser radiation, for example if this argon ion laser radiation is used. The overall effect is therefore that of obtaining a whiter
erscheinenden Farbe· fig. 3 zeigt das international gebrauchte CIB-Chromasieappearing color fig. 3 shows the internationally used CIB Chromasie diagramm (siehe Applied Opticsι A Guide to Modem Optical Systea Design, J. Wiley & Sons 1968, Kapitel 1 vondiagram (see Applied Opticsι A Guide to Modem Optical Systea Design, J. Wiley & Sons 1968, Chapter 1 of
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L. Levi), das als ein Maßstab zur Beurteilung der Farbqualität eines Bildwiedergabesystems benutzt werden kann· In diesem Diagramm sind die gesättigten (monochromatischen) Farben auf dem Umfang der hufeisenförmigen Kurve angeordnet, während Farben mit abnehmender Sättigung sich dem Lichtpunkt Ϊ Hähern, der weißfarben ißt, wie dieses der durchschnittlichen Tageslichtbeleuchtung entspricht. Jede tatsächliche Farbe kann - unabhängig von ihrer spektralem Zusammensetzung - innerhalb dieses Diagramms durch einen einzelnen Punkt dargestellt werden. Eine gerade Linie, die irgendzwei Punkte (Primärfarben) vorbindet, stellt den geometrischen Ort der möglichen Farben dar, wie dieeo durch Mischen dieser beiden Primärfarben in unterschiedlichen Anteilon erhalten werden. In ähnlicher Weise liegen die insgesamt möglichen Farben, welche durch die Kombination von mehr als zwei Primärfarben in sich jeweils ändernder Zusammensetzung insgesamt erhältlich sind, innerhalb dec durch die Verbindungslinien zwischen benachbarten Primärfarbtnpunkten definierten Poygone. Als Beispiel ißt in Fig. 2 ein Dreieck gestrichelt eingezeichnet, das die Farbenskala einer Schattenmaskenfarbe ORT oinscHießt. Zu Vergleiohozwecken sind auch die Hauptlinien eines Cadmium- und eines Argonlasers bei 4,416 Angetrüm, 4.880 Angotröa und 5.145 Angetröai eingezeichnet, öboiioo die Emiseionelinie von Cer-dotierterr YAG und dreier organischer Farbstoffe (auf der Baoio von 4-Amino, 1,0«Hapthel«p*< zenylimid) und Leuchtphosphoren (34ßi>, 5493 und 3404» die Pigmente auf KhodamiiibasiB wind) Dar Pfeil an der 3485 An£ßtro»~FarVütoffti»i£!0ion aeitfi- ümi Iiiniluß ein ex* Zugabe von Phlhaloci anin-löner, der ($o lüHßiire \fellenlnngR beiL. Levi), which can be used as a yardstick for assessing the color quality of an image display system.In this diagram, the saturated (monochromatic) colors are arranged on the circumference of the horseshoe-shaped curve, while colors with decreasing saturation approach the point of light Ϊ, the white colors eats as this corresponds to the average daylight illumination. Every actual color - regardless of its spectral composition - can be represented by a single point within this diagram. A straight line that connects any two points (primary colors) represents the geometric location of the possible colors, as can be obtained by mixing these two primary colors in different proportions. In a similar way, the overall possible colors, which are obtainable overall through the combination of more than two primary colors in a respectively changing composition, lie within the polygons defined by the connecting lines between adjacent primary color points. As an example, a triangle is drawn in dashed lines in FIG. 2, which includes the color scale of a shadow mask color LOCATION. Vergleiohozwecken to the main lines of a cadmium and a A r gonlasers at 4,416 Angetrüm, located Angotröa 4.880 and 5.145 Angetröai that Emiseionelinie of cerium dotierterr YAG and three organic dyes (öboiioo on the Baoio of 4-amino, 1,0 ' Hapthel "p * <zenylimid) and luminous phosphors (34ßi>, 5493 and 3404" the pigments on KhodamiiibasiB wind) Dar Pfeil at 3485 An £ ßstro »~ FarVütoffti» i £! 0ion aeitfi- ümi Iiiniluss an ex * addition of Phlhaloci ani n-löner, who ($ o lüHßiire \ fellenlnngR
BAQORiQlNAUBAQORiQlNAU
~9 " 20252A6~ 9 "20252A6
gelb und im roten TeLl der Emission selektiv absorbiert f um ein lebhafteroa griin zu erzeugen, Bs ist einzusehen, daß.die Kombination von Liohb eines jeden dieser blauen Laser-LichtquelLon und der Emiösion von den bei 3.483 Angström»und 3.405 Angström phosphorisierenden Leuchtphosphoren zu einer Farbskala ähnlich derjenigen einer Farbkathodensbrahlröhro fürt»yellow and red emission TeLl f selectively absorbed a lebhafteroa griin to generate, Bs is appreciated daß.die combination of Liohb of each of the blue laser and the LichtquelLon Emiösion of the at 3.483 Angstroms "and 3,405 angstroms phosphorescent light-emitting phosphors to a Color scale similar to that of a color cathode Brahlröhro for »
Eine öohwarz~Weiß»»Bi.ldwledergabe kann erreicht werden durch Abtasten des Beaufschlagen oinea Sichtschirms mit einom monoohromabiöohen Laserstrahl, wobei der Biohtschirm mit einer geeigne ton Hiöchimg von Leuchtphoöphoren und direkt streuenden Matorialien wie gepulvertes Magnesium« oxyd oder Talkum beschichtet ist. Beispielsweise kann eine Kombination aus dem gestreuten Liohb eines blauen Argonionen· Laaerotrahls (4»880 Angstrom) und einem von blau nach rot umgesebi',ten Licht eines der Rhodaain^Farbstoff^Leucht· phosphore ein weißes Aussehen erzeugen kann, das die gerade Linie, welche diese beiden Primärfarben auf 4ea Chromasie-Diagramm verbindet, «ehr nahe am Weißpunkt C vorbeiläuft.A black and white gift can be achieved by scanning the exposure to the viewing screen a mono-ohromabic laser beam, with the biohield with a suitable ton Hiöchimg of Leuchtphoöphoren and direct scattering materials such as powdered magnesium " oxide or talc is coated. For example, a Combination of the scattered Liohb of a blue argon ion · Laaero beam (4 »880 Angstrom) and one from blue to red umgesebi ', th light one of the Rhodaain ^ dye ^ luminescent phosphore can produce a white appearance that the straight line showing these two primary colors on 4ea Chromasie diagram connects, “or closer to the white point C passes by.
Auch eine Kombination von mehr als zwei Primärfärben können zur Erzeugung von weiß benutzt werden· Beispielsweise kann ein Iiichtstraiil eines Cd-He^iasers, der eine richtig eingestellte Mischung von Magnesiumoxid und Farbstoff-»Iieuoht« phosphoren (3.484 Angström und 3·485 AngstrÄm) aaän benutat werden, um weiß zu erhalten. Alternativ kann das Magnesium*A combination of more than two primary colors can also be used can be used to generate white · For example a light path of a CD heating laser that has a correctly set Mixture of magnesium oxide and dye "Iieuoht" phosphors (3,484 Angstroms and 3 x 485 Angstroms) aaän required be to get white. Alternatively, the magnesium *
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oxyd ersetzt werden durch pyrelenhaltige Mator Lallen oder durch 7-Diäthylamino, 4-Methylcumarin enthaltende Mnberialien (blau-zu-blau bzw. ultraviolett-zu~blau umsetzende Löuchtphosphore), um eine FLeckigkeit vollständig zu eliminieren.oxide can be replaced by pyrelene-containing Mator Lallen or by mnberials containing 7-diethylamino, 4-methylcoumarin (blue-to-blue or ultraviolet-to-blue converting light phosphors), to completely eliminate a blemish.
Unabhängig davon, wieviele Leuchtphosphore benutzt werden, iat es aus dem Cliromasie-Diagranim ersichtlich, daß eine notwendige Bedingung zum Erhalt eines tatsächlich welßfarbenen Aussehens die ist, daß der beleuchtende Laserstrahl eine Wellenlänge von annähernd 4.950 Angström oder kürzer hat. Anderenfalls ist es unmöglichg den Meißpunkt C innerhalb eines Polygons zu erfassen, dessen Primärfarben die Quelle und irgendeine Kombination von größeren Wellenlängen ist, die durch Abwärtow&ndlung der frequenz erreicht v/erden kann» öliicklicherweiße erfüllt der Argonionen-Lassr diese not-» wendige Bedingung. Pig. 4 zeigt in Schräganeicht ein einfaches System gemäß der Erfindung. Sas..Anregungslicht wird von einem Laaer 10 erzeugt, der beispielsweise ein Argon!onen^Laser oder ein Kadmiumionen-Laser sein kann. Bar austretende Licht« strahl 11 tritt zunächst in einen Modulator 12 ein, der mit einem Modulationssignal durch nicht dargestellte Mittel zur Amplitudenmodulation des Strahls versorgt wird. Die Modulation kann beispielsweise auf elektrooptischen*! akuBtοoptischem oder magnet©optischem Wege erfolgen*Regardless of how many phosphors are used, It is evident from the Cliromasie Diagranim that a necessary condition for obtaining an actually whitish-colored It looks like that the illuminating laser beam has a wavelength of approximately 4,950 angstroms or less. Otherwise it is impossible to get the chisel point C inside of a polygon whose primary colors are the source and is any combination of longer wavelengths that can be achieved by winding down the frequency » Oily, the argon ion liner fulfills this need- » agile condition. Pig. 4 shows a simple one in oblique form System according to the invention. Sas..Excitation light comes from one Laaer 10 generated, for example, an argon! Onen ^ laser or can be a cadmium ion laser. The light beam 11 emerging from the bar first enters a modulator 12, which is connected to it a modulation signal by means not shown is supplied for amplitude modulation of the beam. The modulation can, for example, be based on electro-optical *! acuBtο-optical or magnet © optical path *
Eine Beschreibung geeigneter akustooptischar Vorrichtungen findet sioh in Beal System leelmical Journal 9 Band 46, Seite 367 ϊ Februar 1967» Eine Beachrajtung geeigneter elektrooptischer Vorrichtungen findet sich in Journal ef Applied Physios, Band 38, Seiten 1611—1617. März 1967» U9o49/1372A description of suitable acousto-optic devices can be found in Beal System leelmical Journal 9, Volume 46, page 367 - February 1967. A consideration of suitable electro-optical devices can be found in Journal ef Applied Physios, Volume 38, pages 1611-1617. March 1967 »U9o49 / 1372
In jedem Fall kann die Modulation bewerkstelligt werden durch Ändern der Gesamtmenge des Lichtes eines bestimmten Polarisationssinnes, das von einem im Modulator gelegenen Analysator durchgelassen wird, oder alternativ durch Steuern der Lichtmenge, die auf akustooptischem Wege abgelenkt wird»In either case, the modulation can be accomplished by changing the total amount of light of a particular one Polarization sense, which is transmitted by an analyzer located in the modulator, or alternatively through Controlling the amount of light that is deflected acousto-optically »
Nach seinem Austritt aus dem Modulator 12 tritt der Strahl, nunmehr mit 13 bezeichnet, in eine Ablenkeinheit 14 ein, welche die geeignete horizontale und vertikale AblenkungAfter exiting the modulator 12, the beam, now designated 13, enters a deflection unit 14, which the appropriate horizontal and vertical deflection
zur beispielsweise zeilonweisen Beaufschlagung des Schirms 15(. Die Ablenkeinheit 14 kann vorteilhafterweise auf akustooptißchor Banis erhellen, siehe beispielsweise Proceedings of the IEEE, Band 57, Seite 160, Februar 1969· Die Ablenkeinheit 14 kann auch die Modulationsfunktion übernehmen, so daß die Notwendigkeit eines gesonderten Modulators 1? entfällt« Frühere Ablenksysteme benutzten mechanische* in einigen Füllen motorisch angetriebene Abtaste!nheiten.for example to act on the screen in zones 15 (. The deflection unit 14 can advantageously be on acoustooptißchor Banis illuminate, see for example Proceedings of the IEEE, Volume 57, page 160, February 1969 · The deflection unit 14 can also perform the modulation function take over, so that the need for a separate modulator 1? not applicable «Use previous distraction systems mechanical * motor-driven in some cases Scanning units.
Das Wesen der Erfindung beruht hauptsächlich auf der Natur des Leuchtphosphor-Schlras 15, wie dieser la Gesamtsystem eingebaut ißt. Laaer-Bildwiedergabesy8te«e der allgemeinen Natur ent sprechen! Fig. 3 »sind in der vorhandenen wissenschaftlichen Literatur In «1wor größeren Detail beschrieben. Siehe beispielsweise IEEIi Spectrum, Dezeaiber 1948, Soiten 49 ff.The essence of the invention is based mainly on the nature of the luminous phosphor Schlras 15, like this la overall system built-in eats. Laaer picture reproduction systems of the general Correspond to nature! Fig. 3 "are described in" 1 in greater detail in the existing scientific literature. See, for example, IEEIi Spectrum, Deceaiber 1948, Soiten 49 ff.
Die chettdscha Natur dieses SiclrtHohirBS ist in nachstehen-* den im einzelnen erläutert,The chettdscha nature of this SiclrtHohirBS is in the following- * which is explained in detail,
'0.09049/137?'0.09049 / 137?
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems beruht auf einem Leuchtphosphor-Schirm, der dreiwertiges Cer in einem geeigneten Wirtsgitter enthält· Die Emission von Ce^ liegt allgemein im nahen Ultravioletten· Jedoch ist es bekannt, daß wahrscheinlich wegen der großen Kristallfedlunterteilungen in einem Granat wie YAG diese Emission ins Sichtbare verschoben werden kann. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Emission für YAGrCe3+ recht breitbandig, wobei eine Spitze bei etwa 0,55 Mikrometer (gelblich weiß) vorhanden ist. Die Absorptionsspitze in diesem Gitter ist auf etwa 0,46 Mikrometer zentriert und dieses Absorptionsspektrum eignet sich zur Verwendung zusammen mit sowohl dem bei 0,4084 Mikrometer stimuliert emittierenden Argon-Laser ale auch dem bei 0,4416 Mikrometer stimuliert emittierenden Cadmium-Laser. Wie nachstehend erläutert ist, ergibt sich kein spezieller Vorteil, wenn die Absorption so verschoben wird, daß sie genau mit der Lauerem!oßlon zusammenfällt*One embodiment of the system according to the invention is based on a phosphor screen containing trivalent cerium in a suitable host lattice. The emission of Ce ^ is generally in the near ultraviolet can be shifted into the visible. As can be seen from FIG. 1, the emission for YAGrCe 3+ is quite broadband, with a peak at about 0.55 micrometers (yellowish white). The absorption peak in this grating is centered at about 0.46 micrometers and this absorption spectrum is suitable for use in conjunction with both the argon laser stimulated at 0.4084 micrometers and the cadmium laser stimulated at 0.4416 micrometers. As explained below, there is no particular advantage if the absorption is shifted so that it coincides exactly with the Lauerem! Oßlon *
Während im Vorliegenden "Absorpltonnspoktimm" Bezug genommen worden ist, ißt nur die absorbierte Energie, welche in eine sichtbare Strahlungsemissioii wlu beschrieben umgesetzt wird, für dlο Zwecke der Erfindung von Bedeutung* Die absorbierte Energie, die auf dloee Weiße nutzbringend umgesetzt vordem ist, kann an Hand eiπae Anregungespektrame dargestellt werden, und es ist dieee« Spektrum, das die Piß. 1 wiedergibt.While in the present "Absorpltonnspoktimm" reference has been made, only the absorbed energy, which is converted into a visible radiation emission as described, is of importance for the purposes of the invention Hand eiπae excitation spectra are represented, and it is theee «spectrum that the Piß. 1 reproduces.
IJais Atiregiu^rr-pclttmuB in dem 0er dotiertem Granat kann zur IJais Atiregiu ^ rr-pclttmuB in the 0er endowed garnet can be used to
f»n ο.ί-r. (■■rwßlmie.n Liv:wt7fn;n vfepßehebeai ws 0 0 9 0 i, 0 / 1 31 '>■ f »n ο.ί-r. (■■ rwßlmie.n Liv: wt7fn; n vfepßehebeai ws 0 0 9 0 i, 0/1 3 1 '> ■
aber auch zur Anpassung an andere Laserquellen. Zu diesem Zweck kann die Grundzusammensetzung Y5Al5O1 «χ durch teilweise oder vollständige Substitution mit Gallium für Aluminium und/oder mit Gadolinium für Yttrium, Ersteres hat die Wirkung, die Anregungsspitze zu kürzeren Wellenlängen zu verschieben, während letzteres den gegenteiligen Effekt zeitigt· Die Spitze des Anregungsspektrum kann auf diese Weise innerhalb des Bereichs von etwa 0,33 Mikrometer bis etwa 0,48Mikrometer verändert werden; jedoch kann brauchbare Anregung auch Über dem breiteren Bereich von etwa 0,30 bis 0,53 Mikrometer bewerkstelligt werden.but also for adaptation to other laser sources. For this purpose, the basic composition Y 5 Al 5 O 1 «χ by partial or complete substitution with gallium for aluminum and / or with gadolinium for yttrium. The former has the effect of shifting the excitation peak to shorter wavelengths, while the latter has the opposite effect · The peak of the excitation spectrum can be varied in this way within the range of about 0.33 micrometers to about 0.48 micrometers; however, useful excitation can also be accomplished over the broader range of about 0.30 to 0.53 micrometers.
Eine Verschiebung im Anregungsspektrum erzeugt eine begleitende Verschiebung im Emissionsspektrum, wobei der Bereich der E»issionsspitzen zwischen etwa 0,51 Mikrometer und 0,61 Mikrometer liegt. Für die bevorzugte Ausführungsform, die dafür entworfen ist, ein weißes oder nahezu weißes Bild zu erzeugen, sollte die Emissionsspitze nicht bei Wellenlängen liegen, die kleiner sind als etwa 0,52 Mikrometer. (Dieses entspricht einer Anregungsspitze von etwa 0,43 Mikrometer, die bei einer YAG-Zusanmensetzung auftritt, welche durch eine Substitution mit 45 Atomprozent Gallium für Aluminium modifiziert 1st·) Vom gleichen Standpunkt aus sollte bd dieser bevorzugten Ausführungsform der Leuchtphosphor nicht so modifiziert werden, daß eine Anregungsspitze bei Wellenlängen von mehr als etwa 0,58 Mikrometer auftritt (oder genauer, daß die Anregung diese Grenze nicht überschreiten sollte), da selbst eine unwirksame Umsetzung zu etwas zusätzlichem Licht mit längerer Wellen-A shift in the excitation spectrum creates an accompanying shift in the emission spectrum, where the Area of the emission peaks between about 0.51 micrometers and 0.61 micrometers. For the preferred embodiment designed to be white or nearly white To generate an image, the emission peak should not be at wavelengths less than about 0.52 micrometers. (This corresponds to an excitation peak of about 0.43 microns, which occurs with a YAG composition, which is modified by a substitution of 45 atomic percent gallium for aluminum ·) From the same point of view From this preferred embodiment, the phosphor should not be modified in such a way that a Excitation peak at wavelengths greater than about 0.58 Micrometer occurs (or more precisely that the excitation should not exceed this limit), since itself an ineffective one Conversion to some additional light with longer wave
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länge führen wird und deshalb der reflektierten Emission einen Gelbstich aufprägt. YAG, in welchem 70 Atomprozent Yttrium durch Gadolinium ersetzt sind, entspricht dieser Bedingung, und deshalb stellt dieses die maximale unkompensierte Partialsubstitution mit Gadolinium für die bevorzugte Ausführungsform dar.length and therefore gives the reflected emission a yellow tinge. YAG, in which 70 atomic percent Yttrium are replaced by gadolinium, corresponds to this condition, and therefore this represents the maximum uncompensated partial substitution with gadolinium for is the preferred embodiment.
Leuchtphosphor-Zusammensetznageng die sich für den erfindungsgemäßen Zweek eignen, beruhen, auf der Cer-Aktlvierung·' Ein geeigneter Cer-Bereich liegt etwa zwischen 0,001 bis etwaLuminescent phosphorus compositions which are suitable for the invention Purposes are based on the cerium activation suitable cerium range is from about 0.001 to about
™ 0,15 Atome pro Formeleinheit des Grantos, bezogen auf die Stöchlometrie Y5AIcO12. (De^+ tritt an die Stelle des Yttriums und reduziert deshalb die erforderlich Yttriummenge um den gleichen Betrag) Die unter© Grenze des Cer-Gehaltes stellt die-minimale Konzentration dar» die ngch zu einem leicht erkennbaren Re-Eaissionsbild führte während das Maximum annähernd mit d©r Lusllchkeitsgranze im Granat zusammenfällt. Ein bevorzugter Cer-Bereieh liegt zwischen 0,005 und 0,10. Die untere ßrens® beruht auf dar Minimal-™ 0.15 atoms per formula unit of the Grantos, based on the stoichlometry Y 5 AIcO 12 . (De ^ + takes the place of yttrium and therefore reduces the required amount of yttrium by the same amount) The lower limit of the cerium content represents the minimum concentration which still led to an easily recognizable re-emission image, while the maximum approximately coincides with the sweetness border in the garnet. A preferred cerium range is between 0.005 and 0.10. The lower ßrens® is based on the minimal
φ konzentration, die für eiii Re-Emissionsbild erforderlich ist, das bei normaler Rausahelligkeit noch erkennbar ist, und die obere Grenze ergibt sich aus dem Umstand, daß eine weitere Erhöhung nur zu wenig besseren Ergebnisse» führen· Die obere bevorzugte Grenze beruht deshalb auch hauptsächlich auf wirtschaftlichen Erwägungen.φ concentration required for a re-emission image is that can still be seen in normal brightness, and the upper limit results from the fact that one further increase only lead to slightly better results » The upper preferred limit is therefore based mainly on economic considerations.
Im Hinblick auf diese Überlegungen, kann der dasamtzusammen-Setzungsbereich dieses Leuchtphosphors wie folgt geschrieben werden:In view of these considerations, the Office of the Assembly this phosphor can be written as follows:
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hierin liegenlie therein
χ zwischen 0,001 und 0,15, oder im bevorzugten Bereich,χ between 0.001 and 0.15, or in the preferred range,
zwischen 0,005 und 0,10
y zwischen 0 und 2,999 und
ζ zwischen 0 und 3,0.between 0.005 and 0.10
y between 0 and 2.999 and
ζ between 0 and 3.0.
Gewisse andere Substitutionen sind möglich« So kann beispielsweise Lutecium oder Lanthan fUr Yttrium substituiert werden, und Indium oder Scandium können Aluminium teilweise ersetzen« Da jedoch geeignete Anregungs- und Emissionsspektren in dem Ublichoron und wirtschaftlicheren YAG oder substituierten YAG-System erhalten werden können, ist nicht zu erwarten, daß weitere Modifikationen von kommerzieller Bedeutung sein werden. .Certain other substitutions are possible «For example Lutecium or lanthanum can be substituted for yttrium, and indium or scandium can partially replace aluminum. However, there are suitable excitation and emission spectra in the Ublichoron and more economical YAG or substituted YAG system can be obtained is not to be expected that further modifications may be of commercial importance will. .
Eine weitere AusffUirungsform der Erfindung beruht auf einem Leuchtplionphor-Schirot, der zumindest einen fluoreszenten organischen Farbstoff oder ein. JTluoreszent.es organisches Pigment- rnthUlt. Beispielhai to Materialien und die Farben, in denen sie fluoreszieren, aind Pyrelin (blau); Fluorescein (gel b(ji i\n)} Eosin (geltOf IUiodamin-B (rot); Rhodamin-6G (gelti)t /icridln (blau)f Acriflavin (gelbgrUn)j Napthaliurot (rot) j /uromin-O (ßelligrtin); 4-Amino. 1,8-Hapthal-p-xenylimi.d (gelbgrün) und .7-Dlailty3aml.no, A-Kcthylcumarin (blau). Andere Farbstoffe sind Xanthen, AzIn, (lxarin{ Thipzln, Acridin,A further AusffUirungsform the invention is based on a Leuchtplionphor Schirot, the at least one fluorescent organic dye or a. JTluorescent organic pigment content. Sample materials and the colors in which they fluoresce, aind pyrelin (blue); Fluorescein (yellow b (ji i \ n)} Eosin (gelOf IUiodamin-B (red); Rhodamine-6G (gel) t / icridln (blue) f Acriflavin (yellow-green) j Napthaliurot (red) j / uromin-O (ßelligrtin ); 4-Amino. 1,8-Hapthal-p-xenylimi.d (yellow-green) and .7-Dlailty3aml.no, A-Kcthylcoumarin (blue). Other dyes are xanthene, azine, (lxarin { thipzin, acridine,
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Flavin, Napthalimid und Cumarin sowie deren Derivate. Die Absorptions- und Emissionsdaten ausgewählter Farbstoffe sind in Tabelle 1 angegeben. Solche Daten können zur Optimalisierung der Schirmzusammensetzung für eine gegebene Laser-QuelleFlavin, napthalimide and coumarin and their derivatives. The absorption and emission data of selected dyes are given in Table 1. Such data can be used to optimize the screen composition for a given laser source
benutzt werden.to be used.
Absorptions- und Fluoreszenzbänder von Farbstoffen in wässriger oder alkoholischer Lösung (ungefähre Bandgrenzen in Angström; Bandspitzen in Parenthese)Absorption and fluorescence bands of dyes in aqueous or alcoholic solution (approximate band limits in angstroms; band tips in parenthesis)
I· Xanthene: FluoranI xanthenes: Fluoran
1. Absorptionsband 1. Absorbance band
UVUV Fluoreszenz Band Farbe Fluorescence tape color
(Dihydroxyfluoran) (4940(Dihydroxyfluorane) (4940
Eosin 4500-5600 (Tetrabromofluorescein) (5170JEosin 4500-5600 (tetrabromofluorescein) (5170J
(Tetraiodo- (5165) fluorescein)(Tetraiodo- (5165) fluorescein)
(Tetraiodotetra-(Tetraiodotetra-
chlorofluorescein)chlorofluorescein)
Rhodamin B extra Rhodamin 6 G Acridin rot Pyronin BRhodamine B extra Rhodamine 6 G Acridine red Pyronine B
IZ. Acridine: AcridinIZ. Acridines: Acridine
Acridingelb EuchrysinAcridine yellow Euchrysin
(5438)(5438)
4800-6000 (5500)4800-6000 (5500)
4800-5900 (5260)4800-5900 (5260)
4550-6000 5400-59004550-6000 5400-5900
3000-45003000-4500
ÜV-5200 UV-5400ÜV-5200 UV-5400
009849/1372009849/1372 2900-4600 (3200)2900-4600 (3200)
5100-5900 (5180)5100-5900 (5180)
5200-6000 (5400)5200-6000 (5400)
5180-5880 (5375)5180-5880 (5375)
5500-6700 (6000)5500-6700 (6000)
5500-7000 (6050)5500-7000 (6050)
5360-6020 (5550)5360-6020 (5550)
5600-6800 5600-65005600-6800 5600-6500
4000-48004000-4800
4750-64004750-6400
5050-6700 (585o)5050-6700 (585o)
fiolett starkviolet strong
gelbgrün sehr starkyellow-green very strong
gelb starkyellow strong
gelb schwachyellow weak
orangeorange
sehr schwachvery weak
rot starkred strong
gelb starkyellow strong
orange mittelorange medium
orangeorange
mittelmiddle
blauviolett mittelblue-violet medium
grün·green·
grünlichgelbgrün mittelgreenish yellow green medium
2 O 2 5 2 A 62 O 2 5 2 A 6
band1. absorption
tape
Band Farbefluorescence
Ribbon color
schwachgreen
weak
starkyellow-green
strong
(Trypaflavin)Acriflavine
(Trypaflavin)
starkRed
strong
(5240)4000-6000
(5240)
(6000)5500-7000
(6000)
mittelorange
middle
(5800)4800-6300
(5800)
mittelmiddle
Ein Napthalimid-Fabstoff, 4-Amino, 1,8-Hapthal-pxenylimid (gelbgrün), und zwei Rhodamin-Farbstoffe (orange und rot) sind beispielhaft. Ihre Emissionsspektren haben für eine 4.880 Angström-Anregung Spitzen bei 5.300 Angström (gelbgrün), 6.050 Angström (orangerot) bzw. 6.200 Angström (rot). Es wurde gefunden, daß die Lebensdauer im Anregungszustand dieser Farbstoffe sämtlich beträchtlich kleiner als eine Mikrosekunde sind und daß deren Absorptionsquerschnitte so groß sind, daß der gesamte Laserstrahl innerhalb dünner File einer ungefähren Dicke von 0,1 mm absorbiert wird· Ihre Abeorptionsbänder sind recht breit und umfassen praktisch den ganzen violetten und blauen Bereich und auch einen Teil des Grünbereiche· Es wurde geschätzt, daß flr» Quantenwirkungsgrade oberhalb 50 % liegen· Deshalb eignen sich diese Materialien gut für Laser-Bildwiedergabesysttee.A napthalimide dye, 4-amino, 1,8-hapthal-pxenylimide (yellow-green), and two rhodamine dyes (orange and red) are exemplary. For an excitation of 4,880 angstroms, their emission spectra have peaks at 5,300 angstroms (yellow-green), 6,050 angstroms (orange-red) and 6,200 angstroms (red). It has been found that the lifetimes in the excited state of these dyes are all considerably less than a microsecond and that their absorption cross-sections are so large that the entire laser beam is absorbed within a thin file approximately 0.1 mm thick. Their absorption bands are quite wide and encompass practically the whole violet and blue area and also part of the green area · It has been estimated that the quantum efficiencies are above 50 % · Therefore these materials are well suited for laser imaging systems.
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Die Farben dieser fluoreszierenden Farbstoffe können etwas modifiziert werden, indem der zur Pigmentbildung benutzte Trägertypus variiert wird, und zu einem kleineren Ausmaß dadurch, daß der Typ des Bindemittels variiert wird, in welches das Pigment eingebaut wird. Es ist auch möglich, die Farben durch Kombinieren der fluoreszenten Farbstoffe mit solchen nicht fluoreszenten Farbstoffen zu modifizieren, welche einen Teil des Emissionsspektrums selektiv absorbieren. Beispielsweise hat das Emissionsspektrum des Napthalimid-Farbstoffes (Typ 3485), das in Fig. 2 dargestellt ist, eine Spitze bei 5.300 Angström im Grünbereich· Normalerweise erscheint diese Fluoreszenz gelbgrünlich,, und zwar wegen der breiten Flanke des Emissionsspektrums, dag sich in den Gelb- und Rotbereich erstreckt» Jedoch kann diese Flanke wesentlich reduziert werden durch Zugäbe eines nicht fluoreszenten Grüntöners wie Phthalocyanin„ der im gelben und loten Absorbiert. Hier..Müssen also die dadurch verursachte Abnahme der Helligkeit in der Fluoreszenz und dfrren Beschränkung auf einen bestirnten Spektralgehit gegoneinader abgewogen werden·The colors of these fluorescent dyes can be modified somewhat by using the one used to form the pigment Carrier type is varied, and to a lesser extent by varying the type of binder, in which the pigment is incorporated. It is also possible to change the colors by combining the fluorescent dyes to modify with such non-fluorescent dyes which selectively absorb part of the emission spectrum. For example, the emission spectrum of the napthalimide dye (type 3485) shown in Fig. 2 has one Peak at 5,300 angstroms in the green area · Normally this fluorescence appears yellow-greenish, because of the broad flank of the emission spectrum, which extends into the yellow and red range »However, this Flank can be significantly reduced by adding a non-fluorescent In greens like phthalocyanine in "the yellow and" plumb absorbed. Here..must the decrease in the brightness in the fluorescence and dfrren limitation caused by it weighed up on a starred spectral hit will·
In Gegensatz zn den zahlreichen gelb- und rotemittierenden Farbstoffen sind bUuiemittierend® Farbstoffe weniger üblich. Jedoch zeigen Untersuchungen an Pyrelin in verdünnten alkoholischen Lösungen, daß eine Bau-Fluoreszenz bei einer Anregung durch kurzwelliges Blaulicht, beispielsweise die 4·579 AngstrÖm-Emisslonslinie eines Argon-Lasers oder die 4.416 Angström-Enissionslinie eines Cadmium-Lasers, auftritt, während eine Grünfluoreszenz auftritt, wenn mitIn contrast to the numerous yellow and red emitting Dyes are less common with bUuiemittierend® dyes. However, studies on pyrelin in dilute alcoholic solutions show that building fluorescence in a Excitation by short-wave blue light, for example the 4 · 579 AngstrÖm emission line of an argon laser or the 4,416 angstrom line of emission of a cadmium laser, while green fluorescence occurs when with
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längerwelligem Blaulicht angeregt wird, beispielsweise mit der 4.880 Angström-Emissionslinie eines Argonlasers. Außerdem sind Cumarin-Pigmente, die bei Anregung mit langwelligem UV-Licht blau fluoreszieren, im Handel erhältlich.longer-wave blue light is excited, for example with the 4,880 Angstrom emission line of an argon laser. Also, coumarin pigments are used when stimulated long-wave UV light fluoresce blue, commercially available.
Im Einzelfall kann es zwar erwünscht sein, auch gefärbte oder von weiß abweichende Bilder zu erzeugen, aber der bedeutsamere Aspekt der Erfindung liegt in der Erzeugung von weißen oder nahezu weißen Bildern.In individual cases it may be desirable, even colored ones or to produce non-white images, but the more significant aspect of the invention is in the production of white or nearly white images.
Bei dem unmodifizlerten YAG:Ce-System können bei Verwendung eines Argon- oder Cadmlum-Lasers weiße Bilder resümieren, wenn die sekundäre gelbstichige Emission durch gewisse Reflexion der ktirzerwelligen Laser-Emissionsstrahlung kompensiert wird. Unter diesen Umständen 1st es erwünscht, die Schichtdicken und Zusammensetzungen so zu entwerfen, oder für eine bestimmte Reflexion zu sorgen derart, daß eine totale Absorption nicht auftritt. Bei dem mit einem Argon- oder Cadmium-Laser arbeitenden System können weiße Bilder erhalten werden, indem die Schirmzusamaensetzung auf eine gelbe Farbe eingestellt wird, so daß das hinzutretende reflektierte Blaulicht zu einem weißen Bild führt·With the unmodified YAG: Ce system, when using from an argon or cadmlum laser to sum up white images, if the secondary yellowish emission is caused by a certain reflection of the shorter-wave laser emission radiation is compensated. Under these circumstances it is desirable to design the layer thicknesses and compositions so that or to provide a certain reflection so that total absorption does not occur. The one with one Argon or cadmium laser working system, white images can be obtained by composing the screen is set to a yellow color, so that the additional reflected blue light leads to a white image
Jedoch kann auch eine geeignete Auswahl unter den Leuchtphosphoreu so getroffen werden, daß keine Kompensation erforderlich 1st· Dieses kann beispielsweise bewerkstelligt werden durch Vermischen von blau-, gelb- und rotemittierenden Leuchtphosphor en, die in köaiger Form vorliegen. Gallium,However, a suitable selection among the luminous phosphors can also be made in such a way that there is no compensation Required is · This can be accomplished, for example are made by mixing blue-, yellow- and red-emitting luminous phosphors, which are present in köaiger form. Gallium,
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pro Formeleinheit Im YAG:Ce-System substituiert werden· Unter solchen Umständen wird die fluoreszente Schicht so ausgelegt, daß sie nur zu wenig oder zu überhaupt keiner Reflexion führt· Dieses kann dadurch bewerkstelligt werden, daß man für praktisch vollständige Absorption und für minimale Reflexion sorgt.per formula unit to be substituted in the YAG: Ce system · Under such circumstances, the fluorescent layer is designed in such a way that that it leads to little or no reflection at all · This can be achieved by one for practically complete absorption and for minimal Reflection ensures.
Bei einer aufgebauten Versuchsanordnung erhielt man weiß erscheinende Bilder bei Verwendung der Zusammensetzung Y« qgCeo 01^5*12' ^8 ""1^e gefunden, daß annähernd 50% der Energie eines ein Watt starken 0,488Mikrometer Argon-Leeeretrahls In einer Schichtdicke von etwa 0,4 mm Absorbiert wurde. Das Bild konnte welter Intensiviert werden durch Vorsehen einer Spiegelhinterlegung, wodurch eine Gesamtabsorption (Innerhalb des Anregungsbandes) von etwa 75# der Laserenergie erreicht wurde« Die restlichen 25% der Laser-Bnergie reichten aus, den Gelbstich der Re-Emission zu kompensieren·In a set-up test arrangement, images that appear white were obtained using the composition Y «qgC e o 01 ^ 5 * 12 '^ 8 "" 1 ^ e found that approximately 50% of the energy of a one watt 0.488 micrometer argon emptier beam was found in a Layer thickness of about 0.4 mm was absorbed. The image could be further intensified by providing a mirror backing, whereby a total absorption (within the excitation band) of about 75 # of the laser energy was achieved «The remaining 25% of the laser energy were sufficient to compensate for the yellow tint of the re-emission.
Offensichtlich hängt der endgültige Entwurdt eines Leuchtschirm von der Leistung, der Laserwellenlänge, der Absorption des Leuchtphosphors und der Emissionswellenlänge. Die Reflexion von nicht umgesetztem Laserlicht kann verstärkt werden durch Verwendung dünner Schichten, durch reflektierende Hinterlegungen (obgleich dies auch zu einer zusätzlichen Sekundäremission während der Durchquerung auf dem Rückwege führt) und durch Einbau "inerter" reflektierender Materialien wie Talkum·Obviously, the final design of a fluorescent screen depends on the power, the laser wavelength, the Absorption of the luminous phosphor and the emission wavelength. The reflection of unreacted laser light can are reinforced by using thin layers, by reflective backings (although this also leads to a additional secondary emission during the crossing on the way back) and by incorporating "inert" reflective materials such as talc ·
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHN | Withdrawal |