DE2502272A1

DE2502272A1 - Farbsichtgeraet

Info

Publication number: DE2502272A1
Application number: DE19752502272
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1974-01-21
Filing date: 1975-01-21
Publication date: 1975-08-07
Also published as: CA1056049A; NL7500648A; GB1491471A; FR2258683B1; JPS50152627A; FR2258683A1; US4003081A; JPS5831075B2; DE2502272C2

Description

PatontanwHft·

,Dlpl.-lng. R. BEETZ Wt.

Dipl-Ing. K. LAMPRECHT

Dn-Ing. R. B E E T Z Jr. 4 faUiek·» 22, StolM*xfctr. 1«

293-23.689P(23.69OH) 21. 1. 1975

The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty' s Government of the United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, Whitehall, London (Großbritannien)

Farbsichtgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Farbsicht- oder Bildschirmgerät, insbesondere für die Anzeige elektronischer Daten und für Farbfernsehanlagen.

Elektrisch betriebene Farbsichtger-äte sind weit verbreitet. Beispielsweise wird bei der Anzeige von Daten, z.B. für die Luftraum- oder Luftverkehrsüberwachung, ein Gerät benötigt, das Datensignale von wenigstens zwei getrennten Quellen, z. B. einem Radar-Prozessor oder -Verarbeiter und einem Rechner, empfangen kann, und das die Daten auf einem einzi-

293-(JX 4428/06)-Ko-r (9)

509832/0903

gen Bild in einer derartigen Form anzeigen kann, daß die Datenquelle identifiziert oder festgelegt werden kann. Ein zur Erfüllung dieser Anforderungen bereits entwickeltes Gerät hat eine Elektronenstrahlröhre, deren Leuchtschirm so angeordnet ist, daß er zur Emission von Licht einer Farbe bei Anlegung einer Spannung oder eines elektrischen Stromes einer Amplitude an die Röhre und zur Emission von Licht einer anderen Farbe bei Anlegung einer Spannung oder eines elektrischen Stromes einer anderen Amplitude angeregt ist. Die Röhre kann so dazu verwendet werden, Daten von einer Quelle in einer Farbe und Daten von einer anderen Quelle in einer anderen Farbe anzuzeigen.

Eine andere Anwendung elektrisch betriebener Farbsichtgeräte besteht im Farbfernsehen. Gewöhnlich wird eine Elektronenstrahlröhre so aufgebaut und betrieben, daß sie ein Bild in drei Farben erzeugt. Die Röhre hat normalerweise drei Elektronenstrahlerzeuger, von denen jeder entsprechend einer der drei Farben ein getrenntes Videosignal empfängt. Durch die Elektronenstrahlerzeuger werden drei Elektronenstrahlen erzeugt, und diese werden auf einen Leuchtschirm über eine als Schattenmaske bezeichnete Maske gerichtet. Der Leuchtstoff besteht aus einer Anordnung von drei Arten Leuchtstoffpunkten, die jeweils Licht in den drei erforderlichen Farben aussenden. Die Schattenmaske stellt sicher, daß der Elektronenstrahl in jedem Fall auf die passenden Leuchtstoff punkte gerichtet ist, um die passende Farbe zu erzeugen. Ein Nachteil dieser herkömmlichen Farbsichtgeräte liegt darin, daß die Röhren in der Herstellung aufwendig sind, da insbesondere die Schattenmasken sehr genau in den Röhren lagejustiert werden müssen.

Erfindungsgemäß hat ein Farbsichtgerät einen Leuchtschirm, der

509832/0903

zur Emission von Licht in der Form eines sichtbaren Bildes bei wenigstens zwei Farben des sichtbaren Spektrums durch verschiedene Eingangssignale anregbar ist, ein vor dem Schirm vorgesehenes elektrisch steuerbares Filter, das eine Flüssigkristall-Schicht aufweist, die'verschiedene Farben getrennt leitet, welche wenigstens zwei der vom Schirm ausgesandten Farben umfassen, abhängig von der Art der molekularen Anordnung in der Schicht, eine Elektrodenanordnung zur Anlegung eines elektrischen Feldes an die Schicht und ein Steuerglied für das an der Schicht liegende elektrische Feld, um die molekulare Anordnung in der Schicht auszuwählen und um zu wählen, welche der vom Schirm ausgesandten Farben vom Filter entsprechend dem angelegten Eingangssignal durchgelassen werden, um den Schirm anzuregen.

Der Schirm kann den Leuchtstoff einer Elektronenstrahlröhre oder eine Elektrolumineszenz-Anzeige enthalten.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der das Filter so aufgebaut ist, daß es wenigstens zwei der vorn Schirm ausgesandten Farben durchläßt, wird der Schirm durch von wenigstens zwei getrennten Quellen, z. B. einem Radar-Prozessor und einem Rechner, erzeugten Eingangssignalen so angeregt, daß er die das sichtbare Bild, erzeugenden elektronischen Daten schreibt, und das Filter ist so gesteuert, daß es die Daten in einer Farbe durchläßt, wenn die Daten von einer der Quellen erzeugt sind, und in einer anderen Farbe, wenn die Daten von der anderen Quelle oder von anderen Quellen erzeugt sind. Mit dieser Ausführungsform ermöglicht die Erfindung also eine andere Lösung der oben erwähnten Forderungen an eine elektronische Datenanzeige. Da jedoch die angezeigte Farbe entsprechend dem an der Flüssigkristall-

509832/0903

Schicht liegenden elektrischen Feld anstelle der bzw. des zur Anregung der Elektronenstrahlröhre verwendeten Spannung oder elektrischen Stromes, wie oben beschrieben, ausgewählt werden kann, ist es möglich, bei dieser Ausführungsform der Erfindung den Schirm auf herkömmliche Weise und daher weniger kompliziert anzuregen, und ebenso zwischen den angestrebten Farben umzustellen, indem bei niedrigen Spannungspegeln geschaltet wird, die mit Spannungspegeln in herkömmlichen integrierten Schaltungen vereinbar sind.

Sei dieser Ausführungsform der Erfindung kann das Steuerglied z. B. eine elektronische Steuereinheit sein, die (a) elektronische Datensignale von wenigstens zwei Quellen empfangen kann, die (b) die geeigneten Datensignale zum Leuchtschirm speist, um diesen zur Lichtemission in der Form der Daten anzuregen, und die (c) das an die Flüssigkristail-Schicht gelegte elektrische Feld so steuert, daß die durch das Filter durchgelassene Farbe die Quelle der Signale anzeigt, die zum Leuchtschirm gespeist sind.

3ei einer anderen Ausführungsform der Erfindung bildet das Farbsichtgerät ein Farbfernsehgerät, bei dem die verschiedenen Eingangssignale verschiedene Farbvideosignale sind. Ein zusätzliches Flüssigkristall-Filter, ähnlich dem zuerst erwähnten Filter, kann verwendet werden, und drei durch den Leuchtschirm ausgesandte Farben können selektiv gefiltert werden, indem schnell die Kombination der beiden Filter zwischen drei verschiedenen Zuständen so umgeschaltet wird, daß die drei Farben "einzelbildsequentiell" (im "Zeitfolgeverfahren") durchgelassen werden, wie weiter unten näher erläutert wird.

5098 3 2/0903

Bei einem andere η Farbfernsehgerät kann das zuerst erwähnte Filter zusammen mit mehreren ersten Streifen eines ersten zusätzlichen Filters mit einer festen Durchlaßkennlinie und mit mehreren zweiten Streifen, die mit den ersten Streifen wechseln, verwendet werden, wobei die zweiten Streifen zu einem zweiten zusätzlichen Filter mit einer festen Durchlaßkennlinie gehören, die von der Durchlaßkennlinie des ersten zusätzl ichen Filters verschieden ist. Drei durch den Schirm ausgesandte Farben können selektiv gefiltert werden, indem das Flüssigkristall-Filter so gesteuert ist, daß es die erste Farbe wählt, und indem die anderen beiden Farben durch die Streifen alle einzelbildsequentiell ausgewählt werden, wie weiter unten näher erläutert wird.

Die Farbfernsehgeräte dieser anderen Ausführungsformen der Erfindung können eine Elektronenstrahlröhre verwenden, die einfacher und weniger aufwendig als herkömmliche Farbfernsehröhren ist, da die Röhre lediglich einen Elektronenstrahlerzeuger, keine Schattenmaske und keine Anordnung des Leuchtstoffes in verschiedene Arten von Punkten aufzuweisen braucht.

Das die Flüssigkristall-Schicht umfassende Filter kann von einer von drei Arten sein, die im folgenden als Arten X, Y und Z bezeichnet werden. Die Art X (vgl. "Electronics Letters", vol. 10, Nr. 7, Seiten 90 und 91; DT-OS 2 434 624) hat eine Schicht eines doppelbrechenden Materials zusammen mit der Flüssigkristall-Schicht, die für diese Anwendung so angeordnet ist, daß sie eine elektrisch einstellbare optische Aktivität aufweist, wobei die beiden Schichten zwischen zwei Polarisatoren liegen. Eine Änderung der Art des elektrischen Feldes an der Flüssigkristall-Schicht, z. B. zwischen zwei verschiedenen Amplituden (eine

509832/0903

von ihnen kann Null sein) oder zwischen zwei verschiedenen Frequenzen, ist gleichwertig zu einer Drehung der Polarisationsebene des durch die Anordnung verlaufenden Lichtes und zu einer Änderung der durch einen der Polarisatoren geleiteten Farbe, der als Analysator wirkt. Die Schicht kann

z. B. eine verdrillte nematische Schicht aus CH —(θ/ {θ) CN

5 11 — —

sein, das zwischen zwei Glasschiebern vorgesehen ist, die zuvor auf ihren Innenflächen in orthogonalen Richtungen zueinander in einer Richtung gerieben wurden.

Die Art Y entspricht der Art X mit der Ausnahme, daß einer der Polarisatoren durch einen dichroitischen Farbstoff ersetzt ist, der in der Flüssigkristall-Schicht gelöst ist.

Die Art Z besteht aus einer Ansammlung von Teilchen, z. B. kleinen Glaskugeln von 1 bis 10 um Durchmesser, die in der Flüssigkristall-Schicht gelöst sind. Die Flüssigkristall-Schicht hat zwei optische Dispersionen (Brechzahlen als Funktion der Wellenlänge), die vom elektrischen Feld an der Schicht abhängen und entsprechend diesem ausgewählt sein können. Das zur Erzeugung einer der Dispersionen erforderliche elektrische Feld kann Null sein. Die Teilchen haben eine von der Dispersion der Flüssigkristall-Schicht verschiedene optische Dispersion. Verschiedene Farben können durchgelassen werden, indem das angelegte elektrische Feld so geändert wird, daß die Brechzahl der Schicht an die Brechzahl der Teilchen bei verschiedenen Wellenlängen angepaßt ist.

Bei jeder Art werden die elektrischen Felder auf herkömmliche Weise angelegt, z. B. zwischen Zinnoxidelektroden, die auf den Innen-

509832/0903

flächen der Glasschieber aufgetragen sind, zwischen die die Flüssigkristall-Schicht eingelegt ist.

Ein Farbsichtgerät, z. B. ein elektronisches Datensichtgerät oder ein Farbfernsehgerät, hat erfindungsgemäß also einen Leuchtschirm, z.B. einen Elektronenstrahlröhren-Leuchtstoff, und wenigstens ein Flüssigkristall-Farbfilter. Der Leuchtschirm sendet Licht in der Form sichtbarer Information in wenigstens zwei Farben aus, und das Filter ist elektrisch so gesteuert, daß die vom Schirm durchgelassenen Farben entsprechend dem Eingangssignal schaltbar sind«, das zur Anregung des Schirmes verwendet wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektronischen Daten-Farbsichtgerätes ,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Anzeigeteiles eines Farbfernsehgerätes ,

Fig -3a, 3 b und 3 c Kurven zur Erläuterung des Betriebs des in der Fig. 2 gezeigten Gerätes,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Anzeigeteiles eines anderen Farbfernsehgerätes, und

Fig. 5a, 5b, 5c, 5d und 5 e Kurven zur Erläuterung des Betriebs des in der Fig. 4 gezeigten Geräts.

509832/0903

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Gerät empfängt eine elektronische Steuereinheit 1 als erstes Eingangssignal die Ausgangssignale einer Radareinheit 3 und als zweites Eingangssignal die Ausgangssignale eines Rechners 5. Sie steuert (speist) entweder das erste Eingangssignal oder das zweite Eingangssignal, aber nicht beide Eingangs signale, als geeignet zu einer Elektronenstrahlröhre 7 mit einem Mehrfarben-Leuchtschirm 9 - Die in dem so gesteuerten oder eingeblendeten Eingangssignal enthaltenen Daten werden in wenigstens zwei Farben durch den Leuchtschirm 9 angezeigt.

Ein elektrisch steuerbares Flüssigkristall-Farbfilter 11, z. B. ein Filter von einer der oben erläuterten Arten X, Y oder Z, ist vor dem Leuchtschirm 9 vorgesehen. Wenn die Steuereinheit in einem Zustand ist, in dem sie das erste Eingangssignal, insbesondere das Eingangssignal von der Radareinheit 3 zur Elektronenstrahlröhre 7 steuert oder leitet, so erzeugt die Steuereinheit 1 auch eine Spannung V 1, die an der Flüssigkristall-Schicht (nicht gesondert dargestellt) des Filters 11 liegt. Wenn die Steuereinheit 1 in einem Zustand ist, in dem sie das zweite Eingangssignal, insbesondere das Signal vom Rechner 5, zur Elektronenstrahlröhre 7 steuert oder leitet, so erzeugt sie auch eine Spannung V 2, die an der Flüssigkristall-Schicht des Filters 11 liegt. Die Spannungen V 1 und V 2 sind so ausgewählt, daß das Filter 11 Licht einer Farbe, z. B. Blau, durchläßt, das durch den Leuchtschirm 9 ausgesandt wird, wenn die Spannung V 1 an der Flüssigkristall-Schicht des Filters 11 liegt, und daß das Filter 11 Licht einer anderen Farbe, z. B. Gelb, durchläßt, das durch den Leuchtschirm 9 ausgesandt wird, wenn die Spannung V2 an der Flüssigkristall-Schicht des Filters 11 liegt. Entweder die Spannung Vl oder die Spannung V 2 kann Null sein, wenn

509832/0903

ein besonderer Aufbau des Filters 11 das Durchlassen einer einzigen Farbe bei angelegter Nullspannung erlaubt.

Im Betrieb wird der Zustand der Steuereinheit 1 entweder von Hand in gewünschter Weise durch einen Bediener oder automatisch durch einen Rechner ausgewählt, der (über eine andere, nicht dargestellte Verbindung) der Rechner 5 sein kann. Wenn die Elektronenstrahlröhre 7 Daten von der Radareinheit 3 empfängt, werden die Daten in mehreren Farben durch den Leuchtschirm 9 angezeigt, aber lediglich eine dieser Farben wird durch das Auge 13 eines Beobachters beobachtet, nämlich die Farbe, die vom Filter 11 durchgelassen wird. Auf diese Weise treten die Daten lediglich in einer Farbe, z. B. Blau, auf. Wenn die Elektronenstrahlröhre 7 Daten vom Rechner 5 empfängt, werden die Daten wiederum in mehreren Farben durch den Leuchtschirm 7 angezeigt, aber in diesem Fall wird eine andere Farbe durch das Auge 13 beobachtet, die vom Filter 11 durchgelassen wird. Auf diese Weise treten die Daten in einer verschiedenen Farbe, z. B. Gelb, auf.

Der Leuchtschirm 9 kann beispielsweise ein P 4- oder ein P18-Leuchtstoff (entsprechend dem "JEDEX International Classification System") sein, der Lichtemissionsspitzen im gelben und blauen Bereich des Spektrums hat.

Die Steuereinheit 1 kann z. B. (in einer einfachen Form) zwei zusammengekuppelte Zweieingangs-Einausgangs-Schalter umfassen, von denen der eine- zur Einspeisung entweder seines ersten oder zweiten Eingangssignals in die Elektronenstrahlröhre 7 und der andere zur An-

509832/0903

legung entweder einer Spannung V 1 von einer ersten Spannungsquelle (nicht dargestellt) in der Steuereinheit 1 oder einer Spannung V 2 von einer zweiten Spannungsquelle (nicht dargestellt) in der Steuereinheit 1 an die Flüssigkristall-Schicht des Filters 11 dienen.

Die Amplitudendifferenz zwischen den Spannungen Vl und V2, die zum Schalten des Filters 11 erforderlich ist, hängt von den durch das Filter 11 durchzulassenden Farben und der Art des Filters 11 selbst ab. Wenn jedoch das Filter 11 von der oben erläuterten Art X und so aufgebaut ist, daß es zwischen den Farben Gelb und Blau mittels der bekannten Wirkung eines verdrillten nematischen Flüssigkristalles schaltet, ist insbesondere eine Spannungsamplitudendifferenz von ungefähr 5 V (Gleichspannung, gepulste Spannung, Effektivspannung) erforderlich.

Bei einem zur Fig. 1 alternativen Gerät ist das Filter 11 so aufgebaut, daß es in einem seiner Bereiche eine Farbe und in einem anderen Bereich gleichzeitig eine andere Farbe leiten kann. Die zur Anlegung der elektrischen Felder an die Flüssigkristall-Schicht des Filters 11 verwendeten Elektroden (nicht dargestellt) können z. B. so vorgesehen sein, daß sie ausgewählte Bereiche der Schicht anregen, z. B. in einer bekannten X-Y-Matrixform, so daß die ausgewählten Schnittpunkte zwischen den X- und Y-Elektroden getrennt betrieben werden können. Mit einem derartigen Filter 11 ist es möglich, gleichzeitig Daten von der Radareinheit 3 und vom Rechner 5 anzuzeigen. In diesem Fall kann die Steuereinheit 1 so aufgebaut sein, daß sie die jeweiligen Eingangssignale von der Radareinheit 3 und vom Rechner 5 zu verschiedenen Flächen des Leuchtschirmes 7 gleichzeitig leitet.

509832/0903

Fig. 2 zeigt einen Teil des Aufbaues (Anzeigeteil), und die Fig. 3a bis 3c erläutern den Grundbetrieb eines erfindungsgemäßen Farbfernsehgeräts. Ein erstes Flüssigkristall-Filter 17 liegt vor einem Leuchtschirm 15, z. B. einem Elektronenstrahlröhren-Leuchtschirm, und ein zweites Flüssigkristall-Filter 19 ist vor dem Filter 17 vorgesehen. Die Filter 17 und 19, die beide von einer der oben erläuterten Arten X, Y und Z sein können, sind getrennt voneinander und vom Schirm zur besseren Darstellung gezeigt. Tatsächlich berühren sich alle drei Filter und bilden eine "Sandwich"- oder Schichtenstruktur. Der Schirm 15, z. B. aus einem P22-Mischfarben-Leuchtstoff, hat drei Emissionsspitzen El, E 2 und E 3 bei verschiedenen Wellenlängen λ , wie dies in der Fig .3a gezeigt ist.

Die Filter 17 und 19 haben beide zwei Zustände, abhängig von den elektrischen Feldern an ihren Flüssigkristall-Schichten (nicht gesondert gezeigt), in denen durch sie verschiedene Farben durchgelassen werden. Diese Zustände werden zur Vereinfachung als A und B bezeichnet.

Die Α-Zustände sind zusammen in der Fig. 3b gezeigt und bestehen aus einer Durchlaßspitze T1 für das Filter 17, die mit der Emissionsspitze El (Fig. 3a) zusammenfällt, und aus einer Durchlaßspitze T 2 für das Filter 19, die mit der Emissionsspitze E 3 zusammenfällt . Beide Filter 17 und 19 leiten bei anderen Wellenlängen im A-Zustand nicht.

Die B-Zustände sind in der Fig. 3b gezeigt und bestehen aus einem Durchlaßminimum T3a für das Filter 17, das mit der Emissionsspitze El (Fig. 3a) zusammenfällt, und aus einem Durchlaßminimum T3c

509832/0903

für das Filter 19, das mit der Emissionsspitze E3 zusammenfällt. Beide Filter 17 und 19 lassen bei anderen Wellenlängen, wie dies durch einen Maximum-Durchlaßpegel T3b dargestellt ist, Licht durch.

Die folgende Tabelle faßt zusammen, welche Farben entsprechend El, E2 und E3 wahlweise zu einem Auge 21 eines Beobachters vor dem Filter 19 durchgelassen werden:

Zustand	Zustand	zum Auge 21
des Filters 17	des Filters 19	durchgelassene
		Farbe
A	A	El +E3
A	B	El
B	A	E3
B	B	E2

Wenn beide Filter 17 und 19 im Α-Zustand sind, werden El und E3 gemeinsam durchgelassen. Wenn jedoch die Lage der Spitzen El und E3 sorgfältig ausgewählt ist, z. B. mittels eines oder mehrerer Filter (nicht dargestellt), die feste Durchlaßkennlinien besitzen, so daß El und E 3 Komplementärfarben zueinander sind, dann ist das durch das Auge 21 beobachtete Licht weiß.

Wenn das Filter 17 im Α-Zustand ist, während das Filter 19 im B-Zustand ist, wird lediglich die Emissionsspitze El durch die Kombination in der Durchlaßspitze Tl des Filters durchgelassen.

Wenn das Filter 19 im Α-Zustand ist, während das Filter 17 im

503832/0903

B-Zustand ist, wird lediglich die Emissionsspitze E3 durch die Kombination in der Durchlaßspitze T2 durchgelassen.

Wenn beide Filter 17 und 19 im B-Zustand sind, läßt die Kombination bei den Wellenlängen Licht durch, die von den Durchlaßminima T3a und T3c abweichen. Mit anderen Worten: Die Kombination läßt die Emissionsspitze E2 im Durchlaßmaximum T3b durch, und E2 wurde als Strichlinie wiederholt, wie dies in der Fig. 3c angedeutet ist.

Das in der Fig. 2 dargestellte und anhand der Fig. 3 a bis 3 c erläuterte Fernsehgerät wird vorzugsweise einzelbildsequentiell betrieben. Dies bedeutet, daß ein erstes Videosignal, das eine Information in einer Farbe entsprechend El, z. B. Rot, darstellt, zuerst eingespeist wird, um den Schirm 15 anzuregen, und ein vollständiges Einzelbild, z.B. 625 Zeilen, wird aus dem ersten Videosignal erzeugt. Ein zweites Videosignal, das eine andere Farbe entsprechend E2, z. B. Grün, darstellt, folgt direkt nach dem ersten Videosignal, und ein vollständiges Ei nzelbild wird aus dem zweiten Videosignal erzeugt. Ein drittes Videosignal, das eine dritte Farbe entsprechend E3, z. B. Blau, darstellt, folgt direkt nach dem zweiten Videosignal, und es wird ein vollständiges Einzelbild aus dem dritten Videosignal erzeugt, und so weiter. Die Einzelbildfrequenz ist hoch genug (z.B. höher als 100 Hz), so daß der Beobachter den Eindruck hat, ein einziges Dreifarben-Bild aus den drei getrennten Einzelbildern zu sehen.

Vorzugswei se wird ein schnelles Schalten zwischen dem A-Zustand

509832/0903

und dem B-Zustand der Filter 17 und 19 mit dem sog. Zweifrequenz-Verfahren erhalten (vgl. "Electronic Letters", vol. 10, Nr. 7, 4. April 1974, Seite 114), indem die Frequenz eines Wechselstromsignals geschaltet wird, um die dielektrische Anisotropie der Flüssigkristall-Schichten (nicht besonders dargestellt) in den Filtern 17 und 19 von positiv nach negativ zu ändern. Beispielsweise hat der Werkstoff "Merck Wl" eine dielektrische Anisotropie, die sich mit 12 kHz ändert. Wenn so dieser Werkstoff verwendet wird und die Filter 17 und 19 von der oben beschriebenen Art X sind, dann kann ein Farbdurchlaßschalten der Filter 17, 19 durch Schalten zwischen Frequenzen von z. B. 9 kHz und 15 kHz erhalten werden.

Die Fig. 4 zeigt einen Teil des Aufbaus (Anzeigeteil), und die Fig. 5a bis 5e erläutern den Betrieb eines anderen Farbfernsehgeräts, das lediglich ein Flüssigkristall-Filter 27 verwendet. Ein zusammengesetztes Filter 25 liegt hinter dem Flüssigkristall-Filter 27, und ein Leuchtschirm 23, z. B. aus einem P22-Mischfarb-Leuchtstoff ist hinter dem zusammengesetzten Filter vorgesehen.

Das Filter 27, das zusammengesetzte Filter 25 und der Schirm 23 sind zur besseren Darstellung getrennt gezeigt; tatsächlich berühren sie sich und bilden eine "Sandwich"- oder Schichtenstruktur.

Das zusammengesetzte Filter 25 besteht aus abwechselnden Streifen 25a, 25b jeweils einer ersten Filterart, die in Fig. 4 durch schraffierte Rechtecke gezeigt ist, und aus einer zweiten Filterart, die durch weiße Rechtecke gezeigt ist. Die Streifen 25a und 25b der beiden verschiedenen Arten haben feste Durchlaßkennlinien, aber die Kennlinien

509832/0903

sind in beiden Fällen verschieden, wie dies weiter unten näher erläutert wird.

Der Schirm 23 hat drei Emissionsspitzen Cl, C 2, C 3 bei verschiedenen Wellenlängen A- , wie dies in der Fig. 5 a dargestellt ist. Das Flüssigkristall-Filter hat zwei als ersten und zweiten Zustand bezeichnete Zustände, die getrennt eine Durchlaß spitze Fl (Fig. 5 b) und ein Durchlaßminimum F2 (Fig. 5c) erzeugen, die beide mit der Emissionsspitze Cl zusammenfallen. Die Streifen 25 a übertragen C 2 in einer Durchlaßspitze F5, aber sie übertragen nicht C 3. Die Streifen 25 b übertragen C 3 in einer Durchlaßspitze F 4, aber sie übertragen nicht C 2. Eine der beiden Folgen der Streifen 25a, 25b muß auch Cl übertragen, und in der Fig. ist dargestellt, daß die Streifen 25a Cl in der Durchlaß spitze F 3 übertragen.

Drei Farben können entsprechend den Emissionsspitzen Cl, C 2 und C 3 in der folgenden Weise angezeigt werden.

Die der Emissionsspitze C 1 entsprechende Farbe wird mit dem Flüssigkristall-Filter 27 in dessen erstem Zustand angezeigt (Fig. 5b)

Die der Emissionsspitze C 2 entsprechende Farbe wird mit dem Flüssigkristall-Filter 27 in dessen zweitem Zustand (Fig. 5c) angezeigt und mit dem Schirm 23 selektiv angeregt, um Licht lediglich in Bereichen auszusenden, die Streifen (nicht dargestellt) entsprechen, die unmittelbar neben den Streifen 25a liegen.

Die der Emissionsspitze C 3 entsprechende Farbe wird mit dem

509832/0903

Flüssigkristall-Filter 27 in dessen zweitem Zustand (Fig. 5c) angezeigt und mit dem Schirm 23 selektiv angeregt, um Licht lediglich in gestreiften Bereichen entsprechend Streifen (nicht dargestellt) auszusenden, die unmittelbar neben den Streifen 25b vorgesehen sind.

Ein mögliches Verfahren zur selektiven Anregung einer Elektronenstrahlröhre mit dem Schirm 23 als Leuchtstoff wird im folgenden erläutert: Die Gesamtzahl der Streifen 25a, 25b entspricht der Anzahl der Fernsehzeilen, und die Streifen 25 a, 25 b fallen mit den Fernsehzeilen zusammen. Dreifarb-Videosignale werden einzelbildsequentiell in die Röhre eingespeist, wie dies oben erläutert wurde. Während das erste Signal eingespeist wird, ist das Flüssigkristall-Filter 27 in seinem ersten Zustand (Fig. 5b), und es wird lediglich Cl übertragen. Während das zweite und das dritte Signal getrennt eingespeist werden, ist das Flüssigkristall-Filter 27 in seinem zweiten Zustand (Fig. 5c). Das zweite Signal überträgt lediglich Information auf Fernsehzeilen, die den Streifen 25 a entsprechen, und es ist Null in Zeilen, die den Streifen 25b entsprechen. Das dritte Signal überträgt lediglich Information auf die Fernsehzeilen, die den Streifen 25 entsprechen, und es ist Null in Zeilen, die den Streifen 25 a entsprechen.

Das erste Videosignal kann auch in abwechselnden Fernsehzeilen Null sein, so daß die der Emissionsspitze C 1 entsprechende Farbe nicht die beiden anderen Farben beherrscht.

Die Streifen können aus zwei verschiedenen dichroitischen Farbstoffen hergestellt sein, z. B. aus Sudan-Schwarz (Farbindex Nr. 26 150), das Blau und Grün aber nicht Rot durchläßt, und aus Sudan-Rot (Farb-

509832/0903

Index Nr. 26 105), das Rot aber nicht Blau durchläßt. Die Farbstoffe können auf eine Kunststoffplatte oder -folie gedruckt sein, um die abwechselnden Streifen zu bilden, indem die Farbstoffe getrennt in Flüssigkristallstoffen, z. B. einem Dyanobiphenyl, gelöst werden, und indem dann die Farbstoff-Flüssigkeit-Lösungen auf den Kunststoff, der z. B. ein "Celgard 2400"-Kunststoff sein kann, in Streifen gedruckt werden, wobei der Flüssigkristallstoff in die Poren im Kunststoff diffundieren kann und so die Farbstoffstreifen auf der Oberfläche zurückläßt. Die Kunststoffplatte wird geeignet vor dem Leuchtschirm lagejustiert .

509832/0903

Claims

Patentansprüche

1. Farbsichtgerät, mit einem Leuchtschirm, der anregbar ist, um Licht in der Form eines sichtbaren Bildes in wenigstens zwei Farben des sichtbaren Spektrums zu emittieren, und mit einer Auswahleinrichtung für die emittierten Farben entsprechend verschiedenen, zur Anregung des Leuchtschirmes angelegten Eingangssignalen,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswahleinrichtung aufweist:

ein elektrisch steuerbares Filter (ll) einschließlich einer. Flüssigkristall-Schicht, die getrennt verschiedene Farben durchläßt, die wenigstens zwei der durch den Leuchtschirm (9) emittierten Farben umfassen, abhängig von der molekularen Anordnung in der Flüssigkristall-Schicht;

eine Elektrodeneinrichtung zur Anlegung eines elektrischen Feldes an die Flüssigkristall-Schicht; und

ein Steuerglied (l) für das an der Flüssigkristall-Schicht liegende elektrische Feld, um die molekulare Anordnung in der Flüssigkristall-Schicht auszuwählen und um zu wählen, welche der durch den Leuchtschirm (9) emittierten Farben vom Filter (ll) durchgelassen werden soll, um dem bestimmten Eingangssignal, insbesondere von einer Radareinheit (3) und einem Rechner (5), zu entsprechen, das zur Anregung des Leuchtschirmes (9) anliegt.

509832/0903

2. Farbsichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (ll) so aufgebaut ist, daß die Flüssigkristall-Schicht eine elektrisch veränderliche optische Aktivität aufweist und optisch zusammen mit wenigstens einer Schicht aus einem doppelbrechenden Material und wenigstens einem Polarisator vorgesehen ist.

3. Farbsichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (ll) so aufgebaut ist, daß die Flüssigkristall-Schicht eine Ansammlung in ihr suspendierter transparenter Teilchen aufweist, wobei die Teilchen und die Flüssigkristall-Schicht unterschiedliche optische Dispersion haben.

4. Farbsichtgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das zur Anzeige elektronischer Daten dient und Eingangs signale von wenigstens zwei Quellen zur Anregung des Leuchtschirmes empfängt, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (l)das Filter (9) so steuert, daß es eine der vom Leuchtschirm (9) emittierten Farben durchläßt, wenn der Leuchtschirm (9) durch ein Eingangssignal von einer Quelle (3) angeregt ist, und daß das Filter eine andere vom Leuchtschirm (9) emittierte Farbe durchläßt, wenn der Leuchtschirm (9) durch ein Eingangssignal von einer anderen Quelle (5) angeregt ist.

5. Farbsichtgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (l) ein elektronisches Steuerglied ist, das auch Eingangssignale von verschiedenen Quellen (3, 5) weiterleitet, um den Leuchtschirm (9), insbesondere über eine Elektronenstrahlröhre (7), synchron mit der Auswahl der durch das Filter (ll) durchgelassenen Farbe anzuregen.

509832/0903

6. Farbsichtgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, für Farbfernsehen zum Empfang drei verschiedener Videosignale, die drei verschiedene Farben darstellen, die durch den Leuchtschirm zu emittieren sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Flüssigkristall-Filter (19) vorgesehen ist, und daß das Flüssigkristall-Filter (17) einen ersten Zustand (A), der eine erste Farbe (El) der durch den Leuchtschirm (15) emittierten Farben (El, E 2, E 3), aber nicht die beiden anderen Farben (E2, E3) durchläßt, und einen zweiten Zustand (B) hat, der die erste Farbe (El) nicht durchläßt, und daß das weitere Flüssigkristall-Filger (19) einen ersten Zustand (A), der eine zweite Farbe (E3) der Farben (El, E2, E3) durchläßt und die beiden anderen Farben (El, E2) nicht durchläßt, und einen zweiten Zustand (B) hat, der die zweite Farbe (E3) nicht durchläßt, wobei einer der zweiten Zustände (B) die dritte Farbe (E2) durchläßt.

7. Farbsichtgerät nach Anspruch 6, bei dem die drei Videosignale zur Anregung des Leuchtschirmes einzelbildsequentiell verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (l) auch das am weiteren Flüssigkristall-Filter (19) anliegende elektrische Feld so steuert, daß die Kombination aus den beiden Flüssigkristall-Filtern (17, 19) synchron so mit den Fernseh-Einzelbildern geschaltet ist, daß die drei durch den Leuchtschirm (15) in getrennten Einzelbildern emittierten Farben (El, E 2, E 3) den geeigneten angelegten Videosignalen entsprechen.

8. Farbsichtgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, für Farbfernsehen und zum Empfang drei verschiedener Videosignale, die drei

509832/0903

verschiedene Farben darstellen, die durch den Leuchtschirm zu emittieren sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristall-Filter (27) einen ersten Zustand, der eine erste Farbe (Cl) der drei Farben (Cl, C2, C3), aber nicht die beiden anderen Farben (C 2, C 3) durchläßt, und einen zweiten Zustand hat, der das Durchlassen der ersten Farbe (Cl) verhindert, daß zusätzlich vor dem Leuchtschirm (23) mehrere erste Streifen (25a) eines ersten Filters einer festen Durchlässigkeit, das eine zweite Farbe (C 2) der drei Farben (Cl, C 2, C 3), aber nicht die dritte Farbe (C 3) der drei Farben (Cl, C 2, C 3) durchläßt, und mehrere zweite Streifen (25 b), die mit den ersten Streifen (25a) wechseln, eines zweiten Filters einer festen Durchlässigkeit vorgesehen sind, das die dritte Farbe (C 3) der drei Farben (Cl, C2, C3) durchläßt aber das Durchlassen der zweiten Farbe (C 2) verhindert, und daß wenigstens das erste oder das zweite Filter (25a oder 25b) die erste Farbe (Cl) durchläßt.

9. Farbsichtgerät nach Anspruch 8, bei dem die drei Videosignale zur Anregung des Leuchtschirmes einzelbildsequentiell verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (l) das Flüssigkristall-Filter (27) so ansteuert, daß es die erste Farbe (Cl) der drei Farben (Cl, C2, C3) synchron mit dem Fernseh-Einzelbild durchläßt, das durch das erste Videosignal der Videosignale (das C 1-Signal) erzeugt wird, und es das Durchlassen der ersten Farbe (Cl) in den anderen beiden Einzelbildern verhindert, daß der Leuchtschirm (23) so angeordnet ist, daß er lediglich in Fernsehzeilen neben den ersten Streifen (25a) während des durch das zweite Videosignal der drei Videosignale (das C 2-Videosignal) erzeugten Fernseh-Einzel-

509832/0903

bildes selektiv angeregt ist, und daß der Leuchtschirm (23) weiterhin so angeordnet ist, daß er lediglich in Fernsehzeilen neben den zweiten Streifen (25b) während des Fernseh-Einzelbildes angeregt ist, das durch das dritte Videosignal der drei Videosignale (das C 3-Videosignal) erzeugt ist.

509832/0903