DE2550866A1 - Fernsehbildprojektionsanordnung - Google Patents

Description

LEINWEBER &

ZIMMERMANN

PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing. Hermann Leinweber Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann F> R O 8 6 6 Dipl.-ing. A. Gf. v. Wengersky

8 München 2, Rosental 7

2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2603989
Telex 528191 lepatd
Telegr.-Adr. Leinpat München

^den 12. November 1975

Unser Zeichen X/C

A1169-04

MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO. LTD., Osaka / Japan Fernsehbildprojektionsanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Projektionsanordnung zum Projizieren eines Fernsehbilds auf einen Schirm und betrifft eine derartige Projektionsanordnung mit erhöhter Farbstabilität.

Bekannte Farbfernsehbild-Projektionsanordnungen können in drei Gruppen eingeteilt werden, nämlich (1) ein System, bei dem ein Bild auf einer Farbfernsehröhre unmittelbar durch ein optisches System auf einen Schirm projiziert wird, (2) ein System mit drei Primärfarbenbildern, nämlich einem roten, einem grünen und einem blauen Bild, die getrennt mit drei Projektoren projiziert werden und zur Erzeugung des Farbbilds am Schirm zusammenkommen, und (3) ein System mit Lichtsteuereinrichtung, bei dem nach dem Stcnd der Technik eine Dreiprimärfarben-Projektion durch drei "Ido falls" in der unter (2) beschriebenen Weise durchgeführt wird, obwohl eine einzelne Lichtsteuereinrichtung, die ein

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Farbbild/erzeugen kann, im Handel erhältlich ist.

Gemäß dieser Einteilung kann das System (1), bei dem das Bild von der Farbbildröhre unmittelbar projiziert wird, insgesamt sehr einfach sein und die Farbstabilität des projizierten Bilds ist, da das am Bildröhrenschirm erzeugte Bild unmittelbar projiziert wird, ebenso hoch wie dio eines Farbfernsehgerätes für unmittelbare Betrachtung, so daß ein sehr stabiles Farbbild gesichert ist. Bei diesem System ergibt sich indessen das Problem, daß wegen der Umschaltung der drei Primärfarben am Leuchtschirm der Bildröhre das Auflösungsvermögen des Bilds an sich niedrig ist und Farbpunkte oder Streifen sichtbar werden, wenn das Bild vergrößert projiziert wird, was zu einer schlechten Bildqualität führt. Außerdem befindet sich in der Farbbildröhre ein Gitter oder eine Maske, so daß die Durchtrittsmöglichkeit für den Elektronenstrahl an diesem Teil niedrig ist, nämlich in der Größenordnung von 15 bis 20$, und der größte Teil der an die Bildröhre angelegten Hochspannungsleistung sich nicht am Leuchtschirm umsetzt, sondern am Farbschaltteil. Wird zur Erhöhung der Bildhelligkeit am Leuchtschirm die Hochspannungsleistung erhöht, so erhöht sich auch proportional der Leistungsverbrauch am Farbumsehaltteil, was zu einer Wölbung und zu nachteiliger Wirkung auf die Bildqualität führt. Dieses System hat also noch den Nachteil, daß keine hohe Helligkeit am Bildröhrenschirm erreicht wird und deshalb auch die Helligkeit des projizierten Bilds nicht ausreichend hoch ist.

Freilich kann, wenn ein Richtungs-Projektionsschirm verwendet wird, mit der Projektionsanordnung eine Bildhelligkeit erreicht werden, die die Betrachtung des Bilds ohne wesentliche Schwierigkeit im dunklen Raum ermöglicht, wobei' jedoch der Nutz- oder Sichtbereich begrenzt ist. Als ein derartiger Richtungs-Projektionsschirm ist beispielsweise ein

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Aluminiumfolienschirm mit einem horizontalen Streuwinkel von angenähert 20° und einem vertikalen Streuwinkel von angenähert 9° sowie mit einer Verstärkung von angenähert 15 auf dem Markt erhältlich.

Da das Farbbild durch ein einziges optisches System projiziert wird, stellt sich kein anderer Faktor der Bildqualitätsverschlechterung ein als die Änderung der Bildhelligkeit mit der Betrachterpoätion.

Beim System (3) mit einer Lichtsteuerungseinrichtung können eine ausreichende Helligkeit und eine erhebliche Schirmgröße erreicht werden, das System muß jedoch extrem groß und teuer sein und kann deshalb nicht als für die häusliche Unterhaltung anwendbar angesehen werden.

Das Projektionssystem der Art (2) für Farbfernsehbilder ist im Vergleich zum System (1) etwas kompliziert im Aufbau, da jedoch jeder der drei Projektoren nur ein ausgewähltes Primärfarbenbild projiziert, kann der Farbumschaltteil in der Bildröhre entfallen, so daß ein Bild von sehr hoher Auflösung erzeugt werden kann. Da außerdem der Elektronenstrahl nicht vom Farbumschaltteil abgefangen wird, kann der Leuchtschirm mit sehr gutem Wirkungsgrad betrieben werden, so daß die Primärfarbenbilder mit hoher Helligkeit erzeugt werden. Im Vergleich zum beschriebenen System (1) kann also mit Hilfe des Systems (2) ein Bild von wesentlich höherer Helligkeit und Auflösungskraft projiziert werden.

Jedoch ergibt sich bei diesem System ein Problem daraus, daß die Ablenkspulen für die Rot-, Grün- und Blauprojektoren getrennt sind, so daß aufgrund einer Änderung der Umgebungs- ^; temperatur die Ablenkkonstante ungleichförmig variiert und Farbstörungen auftreten, da sich die Amplitudenlinearitäten für Hot, Qr₁Mn und Blau unterschiedlich ändern. Es ist sehr ; schwierig, derartige Farbstörungen vollkommen zu vermeiden.

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Als Ergebnis ist im Vergleich zu einem System mit einer Farbbildröhre mit einer einzigen Ablenkspule zur Erzeugung des Farbbilds die Stabilität gegen Farbstörungen beim beschrieb benen System (2) sehr niedrig. Dies stellt einen wichtigen Gesichtspunkt dar, der die Entwicklung des Projektions-Farbfernsehers im Vergleich zum unmittelbar betrachteten Farbfernseher in den Hintergrund treten ließ. Da außerdem die jeweiligen optischen Projektionsachsen voneinander abweichen, ergibt sich eine "Keystone"-Verzerrung, die elektrisch kompensiert werden muß. Diese Kompensation gleicht einer Konvergenzkompensation bei einem Farbfernseher für direkte Betrachtung und erfordert eine hohe Stabilität, da die Änderung in der elektrischen Kompensationsschaltung zu einer Farbstörung führt.

Außerdem sind, wenn das rote, grüne und das blaue Bild mit getrennten Projektoren projiziert wird, die Grundachsen für das rote, das grüne und das blaue vom Schirm reflektierte Licht bzw. das durchgelassene Licht, wenn ein durchscheinender Schirm verwendet wird, von Farbe zu Farbe verschieden. Hieraus resultiert das Problem, daß die Farbbalance von einem Betrachtungspunkt zum nächsten schwankt, was auf dem Gebiet der Farbfernsehfeild-Projektionssysteme unerwünscht ist. Zur Minderung dieses Problems wird gewöhnlich die Verstärkung des Schirms auf angenähert 5 bis 15 reduziert oder werden die Bilder der ; jeweiligen Farben miteinander verbunden, bevor sie auf den Schirm projiziert werden. Jedenfalls ergibt sich nur eine Leuchtdichte oder Helligkeit des projizierten Bilds in der Größen- j Ordnung von 5 bis 20 f-fcL, was für eine Betrachtung in einem hellen "Raum nicht ausreicht. Auch dies stellt einen Faktor dar, warum die Entwicklung des Farbfernsehbild-Pro j ek t ions sys tejms kaum weiterbetrieben wurde. Der horizontale Einfallwinkel kann zwar durch eine Dreieck-Anordnung der Projektoren etwas vermindert werden, dies führt jedoch zu einem Unterschied im vertikalen Einfallswinkel. Da außerdem mit einer Erhöhung des Ein--

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fallwinkel das Maß der Keystone-Verzerrung erhöht wird, ist die Beseitigung hiervon schwierig und es ergibt sich ein Stabilitätsproblem.

Durch die Erfindung soll diese Schwierigkeit gelöst werden. Insbesondere soll durch die Erfindung eine Fernsehbildprojektionsanordnung geschaffen werden, bei der der Bereich, innerhalb dessen die Farbbalance gut aufrechterhalten wird, erweitert ist. Die erfindungsgemäße Anordnung ist so ausgestaltbar, daß die Farbbalance auch dann nicht gestört wird, wenn sich die Umgebungstemperaturgegebenheiten ändern. Das projizierte Farbfernsehbild soll möglichst keine Farbunebenheiten enthalten. Schließlich stellt es noch einen Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung dar, daß sie in kleiner Baugröße realisiert werden kann.

Die erfindungsgemäße Projektionsanordnung für Fernsehbilder umfaßt eine Mehrzahl von Projektionssystemen zum jeweiligen Projizieren ausgewählter Farben, von denen jedes einen Leuchtstoff schirm als Elektronenauffänger enthält, der ein Fernsehbild zeigt, ferner eine Elektronenquelle zum Richten eines Elektronenstrahls auf dem Leuchtstoffschirm und ein Linsensystem oder ein optisches System mit Hohlspiegel zum Projizieren des Fernsehbilds vom Leuchtstoffschirm auf einen Projektionsschirm, wobei die Projektionssysteme in einer einzigen Röhre eingeschlossen sind. Die Elektronenstrahlen der Mehrzahl von Projektionssystemen werden durch einen einzigen gemeinsamen Ablenker abgelenkt. Werden zur Projektion des Fernsehbilds vom Leuchtstoffschirm des jeweiligen Projektionssystems sphärische Hohlspiegel als optisches System verwendet, so ist der Abstand der Projektionssysteme voneinander so festgelegt, daß sich die i reflektierenden Spiegel benachbarter Projektionssysteme gegen- \ seitig teilweise überlappen und die überlappten Teile entfernt j sind oder Abschirmplatten in den Grenzbereichen vorhanden sind, j

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wodurch eine örtliche Helligkeitsänderung des projizierten Bilds vermindert werden kann und der Abstand der Projektionssysteme wirksam reduziert werden kann. Während die Projektionsanordnung in Dreieckform aufgebaut sein kann, ermöglicht doch eine Anordnung in Linie, daß der Bereich, innerhalb dessen eine gute Farbbalance sichergestellt ist, erweitert ist.

Kurz dargestellt, ist die Erfindung verwirklicht bei einer Fernsehbild-Projektionsanordnung zum Projizieren eines Fernsehbilds auf einen Schirm in vergrößertem Maßstab, mit einer Mehrzahl von in einer Röhre dicht eingeschlossenen Projektionssystemen für die verschiedenen Farben. Die Elektronenstrahlen der Projektionssysteme werden gleichzeitig von einer gemeinsamen Ablenkeinrichtung abgelenkt und zweckmäßigerweise sind sphärische Hohlspiegel der Projektionssysteme nahe beieinander so angeordnet, daß sie sich.'teilweise überlappen, wobei die überlappten Teile entfernt sind. Die Mehrzahl der Projektionssysteme kann in einer Reihe angeordnet sein, wodurch die Farbstabilität und Farbbalance über einen weiten Bereich aufrechterhalten werden.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen bedeuten:

Fig. 1 eine Ansicht einer bekannten Fernsehbild-Projektionsanordnung unter Verwendung einer Farbbildröhre und eines Linsensystems,

Fig. 2A und 2B eine bekannte Fernsehbild-Projektionsanordnung mit drei Projektoren für Rot, Grün und Blau unter Veranschaulichung einer hierbei erzeugten Keystone-Verzerrung,

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Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Einzelheit des in der Projektionsanordnung nach Fig. 2 verwendeten Projektors,

Fig. 4A und 4B eine Längsschnittansicht bzw. eine Querschnittansicht eines anderen in der Projektionsanordnung nach Fig. 2 verwendeten Projektors,

Fig. 5 ene Ansicht einer bekannten Projektionsanordnung mit drei Primärfarben, die sich von der Anordnung nach Fig. 2 unterscheidet,

Fig. 6 ein Kennliniendiagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Helligkeit der verschiedenen Farben und der Sichtposition bei der Fernsehbild-Proj ektionsanordnung,

Fig. 7A und 7B einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt durch eine Fernsehbild-Projektionsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8A und 8B, 9A und 9B, 1OA und 10B jeweils einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt durch eine Fernsehbild-Projektionsanordnung jeweils gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 11A und 11B Darstellungen zur Veranschaulichung des Entfernens der überlappten Teile von sphärischen Spiegeln,

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2 B 5 O 8

Fig. 12 eine Darstellung der Wege der von den sphärischen Spiegeln reflektierten Strahlen,

Fig. 13 eine grafische Darstellung der Projektionsfehler der Strahlen gemäß Fig. 12,

Fig. 14A, 14B, 14C und 14D, 15A, 15B, 15C und 15D, 16A und 16B jeweils Längs- bzw. Querschnitte von Projektionsanordnungen jeweils gemäß ener weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 17 eine grafische Darstellung der Störungen der Weißbalance bei Verwendung der Projektionsanordnungen nach den Fig. 14 und 15,

Fig. 18 eine grafische Darstellung der Reflexionscharakteristik eines Projektionsschirms,

Fig. 19A und 19B eine Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Projektionsanordnung, bei der eine Mehrzahl von Projektionssystemen parallel zu einer optischen Achse angeordnet sind, bzw. eine Darstellung der hierbei erzeugten Fernsehbilder,

Fig. 2OA und 20B einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt durch eine Projektionsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 21A und 21B einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt durch eine Projektionsanordnung, bei

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der die Mehrzahl von Projektoren nach Fig-20 in einer Reihe angeordnet sind,

Fig. 22A und 22B einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt durch eine Anordnung entsprechend Fig. 21, bei der jedoch nur zwei Projektoren verwendet werden,

Fig. 23 eine Schaltungsanordnung zum Verhindern

einer Bewegung des Fernsehbilds aufgrund von Änderungen der Beschleunigungs-Hochspannung,

Fig. 24 eine Querschnitts-Teilansicht einer in einem Kabinett eingeschlossenen Projektionsanordnung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Projektionsanordnung, durch die ein Bild von einer Kathodenstrahl-Farbbildröhre 1 mit Hilfe eines optischen Systems 2 auf einen Schirm 3 projiziert wird. Eine andere bekannte Anordnung gemäß Fig. 2 umfaßt drei Projektoren. Bei der üblichsten Anordnung dieser Art umfassen Projektoren 4R, 4G- und 4B für die Projektoren auf einen Projektionsschirm 5 jeweils eine monochromatische Bildröhre 6 (Fig. 3), ein optisches Schmidt-System 7 und ejne Korrekturlinse 8. Da die Wärmeableitung am Leuchtstoffschirm der Bildröhre 6 niedrig ist, ist die Bildröhre gewöhnlich durch einen Lüfter 9 luftgekühlt.

Es ist auch eine Anordnung mit einer Kathodenstrahl-Bildröhre 10 eines Aufbaus nach Fig. 4 bekannt. Hierbei ist ein Leuchtschirm 11 auf einen Metallblock 12 aufgebracht und ein sphärischer Spiegel 13 in der Röhre 14 eingeschlossen. Da die Wärmeableitung der Leuchtschicht des Schirms 11 erheblic|h

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verbessert ist, kann dieser Leuchtschirm maximal ausgenützt werden, so daß ein Bild von großer Helligkeit ohne erforderliche Kühlung projiziert werden kann. Die Kathodenstrahl-Bildröhre 10 enthält weiterhin eine Elektronenquelle 15 und eine Ablenkeinrichtung 16. Eine Korrekturlinse 17 ergänzt die Anordnung. Bei Verwendung dieser Art von Projektions-Bildröhre 10 in der Projektionsanordnung nach Fig. 2 ergibt sich eine äußerst hohe Wirksamkeit. Die Anordnungen mit Pro- ; jektoren für die drei Primärfarben können allgemein in zwei ; Gruppen eingeteilt werden, von denen die eine der Anordnung > nach Fig. 2 entspricht, wobei die drei Primärfarben von verschiedenen Orten aus projiziert werden, und die andere in Fig- 5 dargestellt ist, gemäß der zwei dichroitische Spiegel 18R, 18B dazu verwendet werden, die Bilder mit übereinstimmender optischer Achse zu projizieren. Bei dem die dickoitischen Spiegel 18R und Ϊ8Β zu verwendenden Systemen nach Fig. 5 kann wegen Überstrahlungen der Spiegel 18R und 18B der Kontrast des projizierten Bildes vermindert sein oder eine Farbschattung aufgrund eines Unterschieds im Reflexionsindex durch den unterschiedlichen Einfallswinkel auftreten, was sich nachteilig auf die Bildqualität auswirkt. Außerdem habendichroitische Spiegel den Nachteil, teuer und feuchtigkeits- ' empfindlich zu sein. Aus diesem Grund werden die dichroitischen Spiegel nicht allgemein benützt, sondern bei der Pro- ; jektion der drei Primärfarben wird allgemein die Anordnung nach Fig. 2 verwendet. j

Bei dieser Anordnung ergibt sich jedoch das Problem, j daß wegen der beschriebenen Trennung der A.blenkspulen der \ jeweiligen Projektoren 4R, 4G und 4B die Änderungen der Ab- j lenkkonstanten aufgrund der Änderung der Umgebungstemperatur nicht gleichmäßig sind, so daß sich wegen der unterschied- · liehen Änderung der Amplitudenlinearität für Rot, Grün und Blau Farbstörungen ergeben.

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Es sei für die Projektionsanordnung nach Fig. 2, bei ^: der eine verhältnismäßig hohe Helligkeit erzielt wird_; eine bestimmte zu erhaltende Helligkeit betrachtet. Da die Anordnung so klein als möglich konstruiert sein soll, ist der ' Leuchtstoffschirm vorzugsweise klein, seine Größe muß jedoch aufgrund der Beschränkung durch den Strahlpunkt und die Auf- _: lösungskraft bei der Vergrößerung des projizierten Bilds in der Größenordnung von 7,6 cm (3") liegen. Wird als optisches System ein optisches Schmidt-System verwendet, das eine hohe Nutzrate aufweist, dann sollte der Durchmesser des sphärischen Spiegels mindestens 2 mal so groß wie der Leuchtschirm sein, also in der Größenordnung von 15 cm. Wird angenommen, daß für häusliche Unterhaitungszwecke der Projektionsschirm 127 cm (50") mißt, so beträgt der Projektionsabstand 1,5 bis 2 m unter Berücksichtigung der Bildgröße und der Raumgröße und unter der Annahme, daß Bildröhren verwendet werden, die bei Luftkühlung ihrer Bildschirme eine Gesamthelligkeit für Rot, Grün und Blau von 7000 ft-L erwarten laseen. In diesem Fall kann die Helligkeit des auf den Schirm projizierten Bilds durch die folgende Gleichung angegeben worden:

4(M - λ)¹ί¹ °

^d2 b

■ 4 d^

des projizierten Bilds am Projektionswobei B » Helligkeit (Leuchtdichte) /a^ff^&enffdhr^cSirm aei* ^ei Bildröhre, 7)^ = Reflexionsindex des Spiegels, *ϊ^ = Transmissionsindex der Korrekturplatte, D = Durchmesser der Korrekturplatte, M = Vergrößerungsfaktor, f = Brennweite und d = Projektionsabstand.

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? R Pi η 8 6 6

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Projektionsabstand.

Unter der Annahme, daß '£_M = 8Ο56, ^₁ = 90$, D = 15 cm, so ergibt sich aus der obigen Gleichung, daß B₃ -se 7 ft-L.

Die Leuchtdichte einer üblicherweise verwendeten Bildröhre für direkte Betrachtung beträgt im hellen Feld etwa 200 ft-L. Um eine Betrachtung des Projektions-Farbfernsehens in einem hellen Raum mit der gleichen Helligkeit wie bei einem Fernsehgerät für unmittelbare Betrachtung zu ermöglichen, muß der Projektionsschirm erheblich richtungsbestimmend seine und eine Verstärkung von etwa 20 bis 30 aufweisen.

Beträgt die Größe des sphärischen Spiegels etwa 15 cm und der Projektionsabstand zwei Meter und werden Hot, Grün und Blau mit den getrennten Projektoren 4R, 4G und 4B gemäß Fig. 2 projiziert, so beträgt ein Winkel 0 (Fig. 2) zwischen den optischen Achsen des mittleren Projektors 4G und der benachbarten Projektoren 4R und 4B etwa 4,5 bis 5,0°, selbst wenn die Projektoren 4R, 4G und 4B sehr nahe beieinander angeordnet sind. Wird das Bild aus diesen verschiedenen Winkeln auf den erheblich richtungsreflektierenden und eine Verstärkung von 20 bis 30 aufweisenden Projektionsschirm 5 geworfen, so stimmen die Hauptachsen des reflektierten Lichts für Rot, Grün und Blau nicht überein, so daß sich die Farbbalance mit dem Ort des Betrachters ändert, was für das Farbfernsehbild-Projektionssystem eine unerwünschte Erscheinung ist.

Zum leichteren Verständnis der Beziehung zwischen dem einfallenden Winkel und der Richtungseigenschaft des Projektions

schirms sei ein spezielles Beispiel erläutert. Der Schirm 5 ·. sei ein im Handel erhältlicher Aluminiumfolienahirm, dessen ; horizontaler Streuwinkel etwa 20° und dessen vertikaler Streu- j winkel etwa 9° beträgt und dessen Verstärkung im Bereich von ' 15 liegt. Bei einer Anordnung der Projektoren 4R, 4G und 4B : nach Fig. 2A und einer Projektion der Bilder auf den Schirm ; 5 mit dem Winkel 0=5° ändern sich die Helligkeitsverhältnisse;

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für Hot, Grün und Blau bei einer Betrachtung der Mitte des Schirms 5 aus einer Stellung in einem Winkel *f in Bezug zur Schirmachse, die mit der optischen Achse des Grün-Projektors 4G übereinstimmt, erheblich mit der Größe von*/. Die hier beschriebenen Helligkeits-Verhältnisse sind für die Leuchtschirme für Rot, Grün und Blau genommen, welche sich gemäß dem Entwurf der Anordnung in Weißbalance befinden, wenn das Verhältnis Rot:Grün:Blau 15,6:100:12,3 auf der Schirmachse betisägt. Werden andere Leuchtstoffe verwendet, so weichen die Helligkeiten für die betreifenden Farben bei ' = 0° mehr oder weniger, wenn auch nicht wesentlich ab. V/ird also der Schirm· 5 aus einer Stellung rechts vom Mittelpunkt des Schirms 5 betrachtet, so erscheint das gesamte Bild rotstichig. Wird er umgekehrt von einer links befindlichen Stellung betrachtet, so ist das Bild blaustichig. Beträgt der Winkel 0 5° und wird als Schirm 5 entsprechend dem beschriebenen Beispiel der Aluminiumfolienschirm verwendet, so liegt der Bereich, innerhalb dessen das Bild ohne den Eindruck wesentlicher Weißbalance störungen betrachtet v/erden kann, in einem Winkel von τ = - 5° oder dergleichen, was einen sehr beschränkten, engen Bereich darstellt.

Um den Bereich zu erweitern, innerhalb dessen das Bild ohne den Eindruck erheblicher Weißbalancestörungen betrachtet werden kann, ist es notwendig, die Größe des Winkels θ zu reduzieren oder den Schirm 5 mit geringer Richtungseigenschaft zu wählen, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Da jedoch die Erniedrigung der Riohtungseigensiiaft des Schirms 5 unmittelbar zur Verminderung der Schirmverstärkung führt, wird die Helligkeit des Projizierten Bilds unerwünschterweise verringert. Es wäre also am besten, den Winkel θ zu verkleinern.

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Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist es jedoch vom Standpunkt der Helligkeit und der Auflösung schwierig,die Projektoren 4H, 4G- und 4B zu miniaturisieren, und es ist nachteilig, den Projektionsabstand ohne Änderung der Größe des Projektionsschirms 5 und der Größen der Projektoren 4R, 4G- und 4B zu ändern, da die Lichtausnützungsrate reduziert wird.

Wie dargelegt, ist es bei der Anordnung der Projektoren nach Fig. 2 sehr wirksam, die Konstruktion nach Fig. 4 für die Projektoren 4H, 4G- und 4B zu. wählen. Da jedoch die verschiedenen Farben von verschiedenen projizierenden Kathodenstrahlröhren projiziert werden, ist die Farbbalance unstabil und der Abstand zwischen den jeweiligen projizierenden Kathodenstrahlröhren kann nicht unter einen Mindestwert verkürzt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung zielt darauf ab, diese Nachteile dadurch zu überwinden, daß alle Farberzeugungsabschnitte in einem einzigen Röhrenkolben untergebracht werden und die Ablenkung des Elektronenstrahls durch eine einzige gemeinsame Ablenkeinrichtung bewirkt wird.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Bei deren Beschreibung bezeichnen die den Bezugszahlen folgenden Buchstaben R, G- und B die entsprechenden Teile Rot, G-rün und Blau. Elektronenquellen 19R, 19G- und 19B könnan parallel zur Mittelachse einer Kathodenstrahl-Bildröhre oder geneigt gegen die Auffangflächen angeordnet sein. Magnetpole oder Elektroden 2OR, 2OG, 2OB 21R, 21G- und 2ΊΒ dienen dazu, die Teilbilder auf Leuchtschirmen 22R, 22G- und 22B zu versetzen, um drei Bilder auf dem Projektionsschirm übereinander zu bringen und die Keytsone-Verzerrung zu korrigieren, die durch die in einem j Winkel auf die Leuchtschirme 22R, 22G- und 22B gerichteten \ Elektronenstrahlen bewirkt wird, sowie eine während der Pro- ! jektion bewirkte Keystone-Verzerrung. Eine gemeinsame Ab- ι lenkeinrichtung 23 lenkt die Strahlen für die verschiedenen j Farben ab und· sphärische reflektierende Spiegel 24R, 24G und '

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? R S Ο 8 B

24Β einesprojizierenden optischen Schmidt-Systems für die jeweiligen Farben sind hinter den Leuchtschirmen 22R, 22G- und 22B der jeweiligen Farben angeordnet. Weiterhin sind eine Schmidt-Korrekturlinse 25, eine Abschirmplatte 26 zum Verhindern des Auftreffens von Licht von den Leuchtschirmen 22R, 22G und 22B auf die anderen sphärischen Spiegel 24R, 24G und 24B, Arme 27R, 27G- und 27B zum Tragen der Leuchtschirme und ein äußeres Rohr 28 zum Anordnen und Festlegen der Leuchtschirme 22R, 22G und 22B in Übereinstimmung mit den sphärischen Spiegeln 24R, 24G- und 24B vorhanden.

Bei dieser Anordnung bilden die Elektronenquelle 19R, die Magnetpole oder Elektroden 2OR, 21R der auffangende Leuchtschirm 22R und der sphärische Spiegel 24R ein Rot-Projektionssystem, die Elektronenquelle 19G, die Magnetpole oder Elektroden 20G-, 21G-, der auffangende Leuchtschirm 22G und der sphärische Spiegel 24G ein Grün-Projektionssystem und die Elektronenquelle 19B, die Magnetpole der Elektroden 2OB, 21B, der auffangende Leuchtschirm 22B und der Hohlspiegel 24B ein Blau-Projektionssystem und diese Systeme sind so angeordnet, daß die von ihnen projizierten Fernsehbilder sich am Projektionsschirm überlagern. Werden die Abstände zwischen den Projektionssystemen eng gewählt, so daß sich die reflektierenden sphärischen Spiegel 24R, 24G- und 24B der benachbarten Projektionssysteme teilweise überlappen, so werden die in Fig. 7B durch Kreuzschraffur gekennzeichneten überlappten Teile der Spiegel 24R, 24G und 24B an den überlappten Enden weggenommen und die Abschirmplatten 26 an den Grenzlinien eingesetzt.

Wie aus der Zeichung ersichtlich ist, sind, da alle ! drei Projektionssysteme in einer einzigen Röhre 29 eingeschlossen sind und die Strahlen von einer gemeinsamen Ablenkeinrichtung i 23 abgelenkt werden, die Änderungen der Konstanten der Ablenkspu»- Ie aufgrund von Änderungen in Gegebenheiten wie etwa Tempera- j turänderungen für alle drei Primärfarben, nämlich Rot, Grün und j

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Blau gleich. Die Stabilität gegen Färbstörungen ist also im Vergleich zum System nach Fig. 4, bei dem drei einfarbige Prujektionsröhren verwendet werden, erheblich höher. Es kann also der Vorteil der hohen Stabilität gegen Farbstörungen der direkten Projektion von der Farbbildröhre nach Fig. 1 mit dem Vorteil der großen Helligkeit und des hohen Auflösungsvermögens der Projektion der drei Primärfarben gemäß Fig. 2 miteinander kombiniert werden, wobei sich ein sehr effektives System ergibt.

Während die optischen Achsen der optischen Systeme für die jeweiligen Farben nach Fig. 7 parallel sind, ist es auch möglich, sie auf die Schirmmitte zu neigen.

Die Röhre 29 muß nicht gemäß der Darstellung nach Fig. im Querschnitt kreisförmig sein, sondern kann auch dreieckig sein, was eine bessere Angleichung an den von den drei miteinander verbundenen sphärischen Spiegeln 24R, 24G und 24B gebildeten Umriß darstellt.

Die drei optischen Systeme sind gemäß Fig. 4 in Dreieckader Delta-Anordnung, sie können jedoch auch entweder horizontal oder vertikal in einer Reihe angeordnet sein und dabei den gleichen Effekt erbringen.

Bei der beschriebenen Anordnung sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, die Abstände zwischen den drei Projektionssystemen so niedrig als möglich gewählt, so daß die Projektionssysteme in naher Beziehung stehen und bewirkt wird, daß sich die sphärischen Spiegel 24R, 24B und 24G- der jeweiligen Farben teilweise gegenseitig überlappen und die überlappten Teile ■ sind entfernt, so daß die dargestellte Anordnung erhalten wird. Innerhalb des Ausmaßes der dargestellten Teileentfernung der Spiegel 24R, 24G und 24G ist die hierdurch erzeugte örtliche Änderung der Helligkeit des projizierten Bilds gering, so daß die Abstände zwischen den jeweiligen Projektoren wirksam verkürzt werden können und eine gleichmäßige Farbbalance über

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? R R η 8 B 6

einen weiten Nutzbereich erzielt wird, selbst wenn ein Projektionsschirm von hoher Richtungswirkung verwendet wird.

Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung.

Die Qualität des projizierten Bilds aufgrund der Dreiprimärfarbensynthese wird erheblich vom Grün beeinflußt, für das die höchste Sehempfindlichkeit besteht. Solange also die Fokussierung des grünen Bilds in Ordnung ist, entsteht nicht der Eindruck einer falschen Fokussierung, selbst wenn die Fokussierung des roten und blauen Bilds etwas fehlerhaft ist. Das Bild der grünen Primärfarbe wird also über ein Einfarben-Projektionssystem projiziert, das aus einer G-rün-Elektronenquelle 30G-, Korrekturelektroden 31G, 32G, einem die Elektroden auffangenden Leuchtschirm 33G, einem sphärischen Spiegel 34G und einem Leuchtschirm-Tragarm 35G besteht. Das rote Bild und das blaue Bild werden durch ein dichromatisches Projektionssystem projiziert, also mit Rot-Blau-Farbumschaltabschnitten zur Ermöglichung der Projektion beider Farben, wobei dieses System naturgemäß ein niedriges Auflösungsvermögen hat, was jedoch die Auflösung des gesamten Bilds nicht wesentlich verändert. Das dichromatisehe Projektionssystem umfaßt eine Rot-Blau-Elektronenquelle 3ORB, Koirektur-Elektroden 31RB, 32RB, einen die Elektronen auffangenden Leuchtschirm 33RB, einen sphärischen Spiegel 34RB und einen Leuchtschirm-Tragarm 35RB. Eine gemeinsame Ablenkeinrichtung 36, eine Schmidt-Korrekturlinse 37, ein äußeres Trägerrohr 38, eine Abschirmplatte 39 und ein Röhrenkolben 40 vervollständigen die Anordnung. Auf diese Weise wird die Farbbildprojektion gemäß Fig. 8 mit zwei Projektionskanälen durchgeführt. Wird in diesem Fall jedoch ein Farbumschaltaufbau wie eine Schattenmaske oder ein Öffnungsgitter wie allgemein

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in unmittelbar betrachteten Farbbildröhren verwendet, so hindert dies das von der Stirnfläche des Leuchtshirms 33HB emittierte Licht daran, zum sphärischen Spiegel 34"RB hindurchzutreten. Aus diesem Grund kann er hier nicht verwendet werden. Es wird also ein anderer Aufbau verwendet, bei dem ein einziger Elektronenstrhal die Farbe umschaltet und doch das von der Stirnfläche des Leuchtschirms 33RB emittierte Licht nicht am Durchtritt zum reflektierenden Spiegel 34RB gehindert wird, so wie der, der ein ähnliches Prinzip für eine Strahlindexröhre verwendet. Die Bilder der zwei Projektionskanäle werden auf dem Schirm zur Erzeugung eines Farbbildes überlagert. Auf diese Weise wird die Farbstabilität bei der Überlagerung verbessert und der rlutzbereich kann erweitert werden, selbst wenn ein erheblich richtungsgebender Schirm wie in den vorherbeschriebenen Ausführungsformen verwendet werden.

Das beschriebene Projektionssystem ist sehr wirksam nicht nur für die Farbbildprojektion, sondern auch für eine Vorrichtung zur Darstellung mit zwei Primärfarben, bei dem das Bild auf einen erheblich richtungsgebenden Schirm projiziert wird. Außerdem ist es dahingehend wirksam, eine Projektionsröhre zu bauen, die vier Projektionssysteme für Rot, Blau, G-rün und Weiß enthält, von denen jedes eine Elektronenquelle, einen die Elektronen auffangenden Leuchtschirm und einen reflektierenden Spiegel enthält.

Alternativ kann auch die Konstruktion nach Fig. 9 zur Anwendung kommen, Hierbei ist bei einer Röhre 41 ein Stirnglas 42 unmittelbar mit Leuchtschichten 43G, 43R und 43B zum Emittieren der drei Primärfarben beschichtet, nämlich Rot, Grün und Blau, und auf den jeweiligen Leuchtschichten 43R> 43G und 43B wird von einer gemeinsamen Ablenkeinrichtung 44 ein Teilbild abgetastet, worauf das resultierende Bild über Lin sensysteme 45R, 45G und 45B für die jeweiligen Farben pro-

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jeziert wird. Mit dieser beschriebenen Anordnung kann ein gleicher Effekt erzielt werden. Wiederum kann in diesem Fall die Anordnung der Leuchtschichten 43R, 43G und 43B und die Anordnung der Elektronenquellen 46R, 46G und 46B außer in Dreiecksanordnung auch in einer Reihe gestaltet sein.

Wie beschrieben, zeichnet sich die erwähnte Fernsehbild-Projektionsanordnung dadurch aus, daß von einer Mehrzahl von Elektronen auffangenden Leuchtschirmen jeder eine von den_: anderen verschiedene Farbe emittiert und eine Mehrzahl von Elektronenquellen zum Eichten von Elektronenstrahlen auf die Leuchtschichten in einer gemeinsamen Röhre eingeschlossen sind, und daß die Elektronenstrahlen von der Mehrzahl von Elektronenquellen gleichzeitig durch die gemeinsame Ablenkeinrichtung abgelenkt werden, um so unabhängige Fernsehbilder auf die Mehrzahl der Leuchtschirme zu werfen, und daß diese Fernsehbilder projiziert werden. Der Einfluß - einer liennlinienänderung der Ablenkeinrichtung wird so der Mehrzahl von Elektronenstrahlen gleichmäßig mitgeteilt, so daß die Änderungen in den jeweiligen Fernsehbildern in gleicher Weise auftreten ; und somit Farbstörungen in den projizierten Fernsehbildern i vermieden werden können. ■

Da außerdem die Projektionsanordnungen nahe beieinander sind derart, daß sich die Ränder der sphärischen Spiegel der Projektionsanordnungen teilweise überlappen und dann die überlappten Teile entfernt werden, kann die Projektion so durchgeführt werden, daß eine hohe Farbbalance des Bilds über einen weiten Bereich sichergestellt ist.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Ausführung mit optimalem Wegschnitt von Teilen der sphärischen Spiegel. Nach Fig. 11 sind Teile A der sphärischen Spiegel 24R, 24G und 24B, die den kürzeren Seiten der Leuchtschirme 22R, 22G- und 22B gegenüberliegen, weitgehend entfernt, während Teile B, die den längeren Seiten der Leuchtschirme gegenüberliegen,

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?R Rn 8 RB

nur in kleinem Bereich entfernt sind, so daß, von vorn gesehen, eine allgemein rechteckige Form bestimmt wird. Die sphärischen Spiegel 24R, 24G und 24B der einander benachbarten Projektionssysteme sind Seite an Seite angeordnet, wobei die j entfernten Ränder die Grenzen zwischen ihnen darstellen und die Abschirmplatten 26 an diesen Grenzen angeordnet sind. Alternativ können die Teile B der sphärischen Spiegel 24R, 24G und 24B, die den längeren Seiten der Leuchtschirme 22R, 22G und 22B gegenüberliegen, auch unentfernt bleiben.

Das Wegnehmen der den kürzeren Seiten der Leuchtschirme 22R, 22G und 22B gegenüberliegenden Teile A der sphärischen Spiegel 24R, 24G und 24B ist sehr vorteilhaft im Hinblick auf die Verbesserung der Qualität des projizierten Bilds. Dies wird mn unter Bezugnahme auf die Fig. 12 und 13 erläutert.

Fig. 12 zeigt die Strahlenwege für einen Lichtstrahl I-,, der von einem Punkt P^ auf einer Projektionsachse 1_Q an der Frontseite des Leuchtschirms 22 emittiert worden ist, und von Lichtstrahlen Ip, 1? und 1/, die von Punkten P~, P^ bzw. P4, die von der Projektionsachse abliegen, emittiert worden sind, und zwar nach ihrer Reflexion an einem und demselben Punkt am sphärischen Spiegel 24. Wie die Zeichnung zeigt, ist der Ort an der Korrekturlinse, an dem der Lichtstrahl durch·diese hindurchtritt, umso weiter versetzt, je weiter der Punkt der Lichtemission von der Projektionsachse entfernt ist. Fig. 13 zeigt eine graphische Darstellung, deren Ordinate die Abweichung der von den Punkten P., bis P/ emit- , tierten Lichtstrahlen von einem idealen Brennpunkt auf dem ■ Projektionsschirm angibt und deren Abszisse den Abstand d von der Achse I₀ beim Durchtritt der Lichtstrahlen durch die Korrekturlinse 25 angibt. Die rechte Hälfte der Fig. 13 zeigt die von einer unteren Hälfte des sphärischen Spiegels

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24 in Fig. 12 reflektierten Lichtstrahlen und die linke Hälfte ' die von einer oberen Hälfte reflektierten Lichtstrahlen. Der ; gestrichelte Bereich in der rechten Hälfte der Darstellung zeigt einen Bereich, in dem kein reflektiertes Licht in änem üblichen optischen Schmidt-System wegen der G-rößenbegrenzung des sphärischen Spiegels 24 existiert. Es zeigt sich, daß die von den von der Mitte des Leuchtschirms 22 abweichende Punkten emittierten Lichtstrahlen den Flächen zugeordnet sind, in denen Projektionsfehler auftreten, und diese Projektionsfehler nehmen zu, je weiter der Emissionspunkt vom Punkt P-, also vom Mittelpunkt an der Frontfläche des Leuchtschirms 22, abrückt und der Reflexionspunkt am sphärischen Spiegel 24 zu dessen Peripherie rückt. Je größer der Projektionsfehler ist, umso mehr weicht die Fokussierung des projizierten Bilds vom ordnungsgemäßen Wert ab und umso niedriger wird die Auflösung. Die Fig. 12 und 13 zeigen, daß bei einem üblichen optischen Schmidt-System das Auflösungsvermögen in einem Randbereich niedriger ist als in einem Mittelbereich, wodurch eine ungünstige Beeinflussung spürbar dann auftritt, wenn ein näher an der kürzeren Seite an einem vom Punkt P- auf der Frontfläche des rechteckigen Leuchtschirms 22 emittierter Lichtstrahl von einem Teil des sphärischen Spiegels 24 reflektiert wird, das der entgegengesetzten kürzeren Seite gegenüberliegt.

Wird nun der sphärische Spiegel 24 an seinem der kürzeren Seite des Leuchtschirms 22 gegenüberliegenden Rand gemäß Fig. 10 teilweise entfernt, so wird derjenige Lichtstrahl weggelassen, der an einem von der parallel zur längeren Seite des Leuchtschirms 22 verlaufenden Projektionsachse entfernten Punkt emittiert wird und vom sphärischen Spiegel 24 an dessen äußerstem Teil reflektiert würde und somit einen erheblichen Projektionsfehler aufweisen würde; das Problem der Fokusabweichung an den Randteilen des projizierten Bilds kann also gelöst werden. _??_

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Außerdem sind Lei der Anordnung nach Fig. 10 diej enigen Teile der sphärischen Spiegel 24R, 24G und24B, die j einander überlappen, wenn die drei Projektionssysteme nahe ! beieinander angeordnet sind, entfernt, so daß die Projektionsjsysteme so zusammengestellt sind, daß sie eine analoge An- i Ordnung der Leuchtschirme 22R, 22G- und 22B und der spärischen ! Spiegel 24R, 24G und 24B haben. i

Durch dieses analoge Entfernen der Teile der spärischen Spiegel 24R, 24G- und 24B und die Anordnung der Leuchtschirme 22R, 22G- und 22B, so daß die analoge Kontur der projizierenden Stirnseite sichergestellt ist, ist die Erniedrigung der örtlichen Helligkeit der projizierten Bilder für die drei Primärfarben Rot, G-rün und Blau gleich, so daß die Erscheinung örtlicher Farbstörungen im projizierten Bild, nämlich von Farbschattungen, vermieden werden kann. Da außerdem die drei reflektierenden Spiegel 24R, 24G- und 24B teilweise entfernt sein können, können die optischen Achsen der drei Projektionssysteme im Vergleich zum System nach Fig. 2 erheblich näher zusammenrücken.

Während bei den beschriebenen Ausführungsformen die drei Projektionssysteme in Dreiecksform angeordnet sind, kann der gleiche Effekt auch bei einer horizontalen oder vertikalen Reihenanordnung erzielt werden. Solche Ausführungen sind in den Fig. 14, 15 und 16 dargestellt, bei denen die den Teilen nach Fig, 7 und 8 entsprechaden Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht erneut beschrieben werden.

Sind bei der Reihenanordnung nach den Fig. 14 und 15 · Teile der drei sphärischen Spiegel 24R, 240 und 24B zur Erzeugung eines gleichen Umrisses entfernt, so ist die Erniedrigung der örtlichen Helligkeit der projizierten Bilder für die drei Grundfarben Rot," Grün und Blau gleich, so daß :

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also die teilweise Reduzierung der Spiegel 24R, 24G und 24B j ein erhebliches Ausmaß annehmen kann, ohne daß das Auftreten ' von Färb Schattierungen beachtet werden müßte, und die optischen. Achsen der drei Projektionssysteme können im Vergleich zur An-; Ordnung nach Fig. 2 erheblich näher zusammenrücken.

Als Vergldch der Projektionswinkel der Anordnungen nach Fig. 2 und nach Fig. 14 und 15 sei angegeben, daß der Winkel θ nach Fig. 2 auf 4,5 bis 5° und in den Systemen nach Fig. 14 und 15 auf 2 bis 3° reduziert werden kann. Wird ein Schirm mit der oben beschriebenen Charakteristik und mit einer Verstärkung von etwa 15 verwendet, so werden hinsichtlich des Nutzsicht-Bereiches die Störungen der Farbbalance spürbar, wenn der Winkelt in Bezug zur Schirmachse bei der Anordnung nach Fig. 2-5° überschreitet, während der Winkelf*, innerhalb dessen die Störungen der Farbbalance nicht spürbar sind, bei den Ausführungsformen nach den Fig. 14 und 15 bei einem Schirm gleicher Charakteristik und bei gleichem Projektionsabstand auf - 20° oder mehr erweitert ist. Dies ergibt sich aus der graphischen Darstellung nach Fig. 17, deren Abszisse den Winkel f zur Schirmachse und deren Ordinate day Helligkeitsverhältnis für die drei Primärfarben Hot, Grün und Blau, die zur Erzeugung der weißen Farbe erforderlich sind, angibt. Die gepunktete Fläche in der Darstellung zeigt einen Bereich, in dem die Farbbalance nicht so gestört ist, daß sie störend bemerkbar wird, wenn die drei Projektoren in der Anordnung nach Fig. 2 verwendet werden; die strichschraffierte Fläche zeigt einen Bereich, in dem die Farbbalance nicht so gestört . ist, daß sie störend bemerkbar wird, wenn die Projektions- | anordnung nach den Fig. 14 und 15 verwendet wird. ^;

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Sind bei der beschriebenen Projektionsanordnung alle Projektionssysteme in einer Reihe entlang der Richtung der Leuchtschirm 22R, 220 und 22B angeordnet (Fig. 14 und 15) und sind die sphärischen Spiegel 24R, 24G und 24B, bei denen die den kürzeren Seiten der Leuchtschirme 22R, 22G und 22B gegenüberliegenden Ränder entfernt sind, Seite an Seite so ; angeordnet, daß die abgeschnittenen Ränder einander berühren, ; so kann der Projektionswinkel in der Vertikalrichtung auf Null; reduziert werden und es wird ein Fernsehbild erzeugt, das den I Betrachter mit Sicherheit dieselbe Farbbalance fühlen läßt, , von welcher Stellung entlang der Vertikalrichtung er auch das Bild betrachtet. Dies 1st insbesondere wirksam, wenn der Schirm eine vertikal gerichtete Reflexionscharakteristik gemäß Fig. 18 hat und auch eine scharfe Richtungseigenschaft aufweist. Bei dieser Anordnung kann ein erheblich richtungsgebender Schirm oder ein Schirm mit hoher Verstärkung verwendet werden und somit die Bildhelligkeit erhöht werden. Außerdem kann durch Schärfung der Vertikalrichtungseigenschaft des Schirms der Effekt von von der Decke oder dergleichen auf den Schirm fallendem Licht beseitigt werden, was zu verbessertem Bildkontrast und verbesserter Bildqualität führt. Die Vertikalrichtungseigenschaft des Schirms ist so gewählt, daß sie schärfer als die Horizontalrichtungseigenschaft ist, da die Betrachter gewöhnlich in Seitenrichtung einen breiteren Bereich vor dem Schirm einnehmen als in Längsrichtung. Außerdem können im allgemeinen die Betrachter den Kopf horizontal, jedoch kaum vertikal schütteln und sind so wenig empfindlich ■ für die Helligkeitsänderung duidh dieBewegung der vertikalen Betrachtungsposition. Es ist also ein sehr wirksames Vorgehen,-einen Schirm mit hoher Verstärkung zu erhalten, indem die Horizontalrichtungseigenschaft relativ großzügig und die Vertikalrichtungseigenschaft sehr scharf ist.

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Beim System nach Fig. 14 ist die Anordnung der Elek- ^; tronenquellen zu "betrachten; die Elektronenquellen 19R, 19G und 19B sind in einer Reihe rechtwinklig zur in einer leihe befindlichen Anordnung der Leuchtschirme 22R, 22G und 22B und der sphärischen Spiegel 24R, 24G und 24B angeordnet. Dies er- ; laubt die Verwendung einer Röhre 29 von kleiner Größe und ergibt somit eine Anordnung von kleiner Baugröße. Mit der beschriebenen orthogonalen Reihenanordnung kann die Halslänge der Röhre 29 verkürzt und der Halsdurchmesser im Vergleich zur Anordnung nach Fig. 15 verringert werden, bei der die Elektronenquellen in einer Reihe in der gleichen Richtung wie die Reihenanordnung der Leuchtschirme 22R, 22G und 22B und der sphärischen Spiegel 24R, 24G und 24B liegen. Bei den Anordnungen nach den Fig. 14 und 15 sind die Abstände der Elektronenquellen und die Abstände zwischen den Elektronenquellen und der Röhre 29 gleich groß dargestellt.

Bei den beschriebenen Beispielen wurde eine spezielle Form der sphärischen Spiegel 24R, 24G und 24B dargestellt. Diese Form ist jedoch nicht notwendig und es kann in bestimmten Fällen auch eine Kreisform gewählt werden.

Fig. 19 zeigt eine Ausführung, bei der alle optischen Achsen der Mehrzahl von Projektionssystemen parallel sind. Fig. 19 stellt dies schematisch dar, während der Aufbau im Einzelnen entsprechend den beschriebenen Ausführnngsformen ist und sich dadurch auszeichnet, daß die Leuchtschirme 22R, 22G und 22B und die sphärischen Spiegel 24R, 24G und 24B so angeordnet sind, daß die Projektionsachsen für das Rot-, das Grün- und das Blau-Projektionssystem zueinander parallel sind.

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Da alle Projektionsachsen von den drei auf den Schirm 5 projizierenden Projektionssystemen parallel liegen, wenn die i Stellungen des Fernsehbilds auf den jeweiligen Leuchtschirmen '

i 22R, 22G- und 22B aufeinander ausgerichtet sind, sind die Fernseh-f bilder auf dem Schirm 5 frei von der Keystone-Verzerrung auf- | grund der Projektion, wie es aus einer Prinzipdarstellung nach ; Fig. .19.3 ersichtlich ist, sie sind jedoch gegeneinander parallel¹ versetzt, so da.'j trotzdem eine Farbstörung aufgrund der örtlichen Versetzung existiert. Es wird in diesem Fall angenommen, daß die Fernsehbilder auf den Leuchtschirmen 22R, 22G- und 22B so korrigiert sind, daß sie untereinander ein vollständig gleiches Mus ter aufweisen.

Unter diesen Bedingungen können durch eine parallele G-leichspannungsverschiebung der Stellungen der Fernsehbilder auf den Leuchtschirmen 22R, 22G-ind 22B die projizieren Fernsehbilder auf dem Schirm 5 einfach und genau überlagert werden. Da außerdem die Projektionsachsen senkrecht auf der Fläche des Projektionsschirms 5 stehen, tritt keine Fehlfokussierung aufgrund des Abstandsunterschieds zwischen dem rechten und dem linken Bildteil auf und die mehreren Bilder können vollständig überlagert werden. Außerdem können mit dieser Anordnung die Korrekturlinsen 25 in einer einzigen Ebene liegen und in dieser einen Ebene integral geformt sein, so daß die Herstellungskosten der Korrekturlinsen erheblich reduziert sind.

Die Weite der ikallelverschiebung der Orte der Fernsehbilder beträgt auf der Fläche des Projektionsschirms 5 gemäß Fig. 19BiL,also eine Weite gleich dem Abstand zwischen den projizierenden optischen Systemen, wie sich aus der Zeichnung ergibt. ■ Die zum Verschieben des Bilds um. d auf dem Projektionsschirm 5 erforderliche Verschiebungsweite auf den Leuchtschirmen 22 R, 22Q-

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/ Λ Α δ 7

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bzw. 22B beträgt D/M, wobei M ein Vergrößerungsfaktor ist. | Beträgt beispielsweise der Abstand zwischen den optischen j Systemen 20 cm und ist der Vergrößerungsfaktor 30, dann ist j D/M = 0,7 cm und die auf den Leuchtschirmen 22R, 22G und 22B ! geforderte Verschiebungsweite kann die Hälfte dissr V/eite, also I 3,5 mm betragen. Werden also die Leuchtschirme 22R, 22G und 22Bl geringfügig größer entworfen, so ist es allein durch ein elek- j trisches Gleichspannungsfeld oder ein magnetisches Gleichfeld durch Korrekturmittel wie die korrigierenden Magnetpole oder ! Elektroden 2OE, 2OG, 2OB, 21R, 21G und 21B möglich, die Bilder zu verschieben. Hierbei kann die Anordnung der Leuchtschirme und der sphärischen reflektierenden Spiegel entweder wie beschrieben in Dreieckanordnung oder in Reihenanordnung sein.

Da, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, bei den beschriebenen Ausführungsformen alle drei Projektionssysteme in der einzigen Röhre 29 eingeschlossen sind und die Elektronenstrahlen der Mehrzahl von Projektionssykernen für die jeweiligen Farben durch die gemeinsame Ablenkeinrichtung abgelenkt werden, betrifft die Änderung der Konstaten der Ablenkspule od. dgl. aufgrund einer Temperaturänderung od. dgl. gleichzeitig die : Projektionssysteme für Rot, Grün und Blau in gleicher Weise, ; so daß die Stabilität gegen Farbstörungen wesentlich höher ist i als beim Systan nach Fig. 4, bei dem drei Einfarben-Projektions-t röhren getrennt benützt werden, und die Stabilität gegen Färb- i störungen kann der bei einer Direktbetrachtungs-Farbröhrenpro- !

jektion gem. Fig. 1 angenähert werden. j

Es sei nun eine Abwandlung beschrieben, die eine weitere Verminderung der Farbstörungen bei den beschriebenen Farbbild-Projektionsanordnungen ermöglicht. Bei den beschriebenen Ausführungen sind die Elektronenquellen 19R, 19G und 19B so angeordnet, daß bei Beendigung der elektromagnetischen Ablenkung,

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■ ■ ■ - 28 - - - !

die durch äußeren Strom bewirkt wird, etwa der elektromagnetischen Ablenkung, die durch äußere Speisung eines Ablenkstroms in die , Ablenkeinrichtung 23 oder in die die Magnetpole oder Elektroden ; 2OR, 2OG, 2OB, 21R, 21G und 21B umfassende Ablenkeinrichtung | bewirkt wird, also beispielsweise eine Ablenkung ähnlich einer , ■ Komergenzkorrektur, alle Elektronenstrahlen auf die Leuchtschirme 22R, 22G und 22B der jeweiligen Projektionssysteme auitreffen. In diesem Fall treffen zweckmäßigerweise die Elektronenstrahlen an gMchen Stellaieuf, beispielsweise an den Mittelpunkten der Leuchtschirme 22R, 22G und 22B.~Dann kann das Maß der statischen elektromagnetischen Ablenkung, die für die Elektronenstrahlen gefordert wird, sehr klein sein und es kann somit der Grad der Farbverzerrung aufgrund der Änderung der Ablenkcharakteristik aufgrund von Änderungen des ^tiienkstroms od. dgl. weiter vermindert werden. Außerdem ändern sich selbst im Fall einer Änderung der Höhe der den Elektronenstrahl beschleunigenden Hochspannung die Strahlungsachsen der Elektronenstrahlen nicht und es treten somit keine Farbstörungen auf, obwohl sich die Größe des Fernsehbilds auf dem Schirm ändern kann.

Alternativ sind, wie in den Fig. 20 bis 23 dargestellt ist, die Elektronenquellen 19R, 19G, 19B, 30RB, 3OG der Projektionsanordnung so angeordnet und ausgerichtet, da3bei einer Beendigung der elektromagnetischen Ablenkung durch den äußeren Strom wie etwa der elektromagnetischen Ablenkung, die durch Speisung eines äußeren Ablenkstroms in die Ablenkeinrichtung 23 oder :in die Ablenkeinrichtung der Magnetpole der Elektroden 2OR, 2OG, :20B, 21R, 21G-und 21B bewirkt wird, beispidsweise eine Ablenkung i entsprechend einer Konvergenzkorrektur, alle die Elektronenstrahlen an Positionen auftreffen, die um den gleichen Abstand ^:' von den Leuchtschirmen 22R, 22G und 22B der Projektionsanordnung , versetzt sind, beispielsweise auf in der Zeichnung dargestellte

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Positionen X oder Y. Da bei dieser Ausführung die elektro- · magnetische Ablenkung gleichzeitig das Einfangen, der Ionen ; übernimmt, kann das Ionen-Einbrennen der Leuchttürme 22R, 22G und 22B ohne besondere Ionenfallen verhindert werden. Das von äußerem Strom erzeugte magnetische oder elektrische Feld wird an eine oder beide der Elektroden oder Magnetpole 2OR, 2OG, 20B, 21R, 21G und 21B angelegt, um die Orientierungen der Elektronenstrahlen so zu korrigieren, daß sie auf die Leuchtschirme 22R, 22G und 22B auftreffen. Als Hilfsmittel, um dies durchzuführen, dienen, wenn 2OR, 2OG, 2OB, 21R, 21G und 21B Magnetpole sind, beispielsweise erregende Spulen r, g, b um die Magnetpole und es werden Gleichströme eingespeist, die die Korrektur duKh elektromagnetische Ablenkung bewirken. Alternativ, wenn es sich um Elektroden handelt, können elektrische Gleichfelder zur Korrektur angelegt werden.

Mit diesen Anordnungen kann die Richtung und die Höhe der Korrekturgröße im wesentlichen identisch für-die jeweiligen Projektionssysteme sein und in bestimmten Fällen ist es möglich, gleichzeitig die drei Projektionssysteme durch eine gemeinsame Korrektureinrichtung zu korrigieren. Werden die jeweiligen Projektionssysteme getrennt korrigiert, so werden, da Richtung und Höhe der Korrekturgrößen gleich sind, die jeweiligen Projektionssysteme durch die Änderung der Umgebungsbedingung wie etwa der Temperatur und die Änderung in der Speisespannung gleich beeinflußt. Es tritt also auch dann, wenn die Richtung und/oder die Höhe der Korrekturgröße sich ändert, eine gleiche Beeinflussung der drei Projektionssysteme auf und die Überlagerung der Fernsehbilder ändert sich nicht, obwohl sich die Bilder bewegen können. Es treten also keine Farbstörungen auf, sondern es wird auf diese Art eine sehr hohe Farbstabilität sichergestellt.

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Da die beschriebene Verschiebung der Fernsehbilder hauptsächlich durch die Änderung der den Elektronenstrahl beschleunigenden Hochspannung bewirkt wird, kann diese Verschiebung dadurch verhindert werden, daß die Korrektureinrichtung in Abhängigkeit >, von der Änderung der Beschleunigungshochspannung gesteuert wird,· um so die Verschiebung aufgrund der Änderung der Beschleunigungs4

hochspannung zu beseitigen. Eine Ausführungsform hierzu ist in ! Fig. 23 dargestellt, gemäß der in einer Hochspannungs-Erzeuger- '■ schaltung mit einer Sekundärwicklung eines Rücklauftransformatorä 47 zum Erzeugen der Beschleunigungshochspannung und daran angeschlossenen Dioden 48 und 49 zum Gleichrichten einer Fokussierspannung ein Ausgang der Beschleunigungshochspannung durch Widerstände 50 und 51 geteilt wird und deren Änderung von einer Detektorschaltung 52 festgestellt wird, deren Ausgangssignal eine Treiberschaltung 53 steuert, um die Höhe eines Korrekturstroms _zu beeinflussen, der den Korrekturspulen r, g und b eingespeist wird, um die Verschiebung der Fernsehbilder aufgrund der Änderung der Hochspannung zu unterdrücken. Steigt beispielsweise die Beschleunigungshochspannung an, so kann der Korrekturstrom erhöht werden, um die Korrekturgröße zu erhöhen, während bei einem Abfall der Beschleunigungshochspannung der Korrekturstrom erniedrigt werden kann, um die Korrekturgröße zu erniedrigen. Im Einzelnen kann die Korrekturgröße 1 durch die folgende Be- ^; Ziehung gegeben sein: ·

Also H/

'— H
H

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Wobei H = korrigierendes Magnetfeld, E^= Beschleunigungs-f hochspannung und I = Strom durch die elektromagnetischen Spulen! r, b und g, die das Magnetfeld H erzeugen. Wird als das Erfor- ; dernis H^J&Z oder I^/>^/E^ erfüllt, so kann 1_ auf einem festen ; Wert gehalten werden unabhängig von einer Änderung der Hochspannung. Wird also das elektromagnetische Feld H vom Strom er- ^; zeugt, dessen Höhe proportional der Quadratwurzel der Höhe der Hochspannung ist, durch eine Schaltung gem. Fig. 23, und werden die Elektronenstrahlen durch dieses elektromagnetische Feld H verschoben, so tritt keine Änderung der Stellung der Elektronenstrahlen durch die Änderung der Hochspannung auf. Die Steuerschaltung kann auf vielfältige Weise gestaltet sein.

Die Anordnung 'ist so, daß, wenn alle elektromagnetischen Ablenkungen aufgrund der äußeren Ströme beendet werden, die Elektronenstrahlen an Stellen außerhalb der Leuchtschirme 22R, 22E und 22B auftreffen. Die Abstände der Auftreffpunkte zu ! den Mittelpunkten der Leuchtschirme 22R, 22G- und 22B sind unter : Beachtung von Gesintspunkten der einfacheren Korrektur zweckmäßigerweise kürzer. Um diese Abstände zu minimalisieren, können

ch ; die Strahlen von den Mittelpunkten der Leuchtsirme 22R, 22G- und ; 22B über deren längere Seiten hinausgeschoben werden. ^:

■ Als Alternative kann auch hier die Konstruktion nach !Fig. 9 als Projektionsanordnung verwendet werden. Hierbei ist ; ι das Stirnglas 42 der "Röhre 41 diskret mit den Leuchtschichten ; 43R, 43G- und 43B zum Emittieren der drei Primärfarben Rot, G-rüni und Blau beschichtet und in den Leuchtschichten 43R, 43G- und 43B· wird durch eine gemeinsame Ablenkeinrichtung 44 ein Teilbild abgo-I tastet und die resultierenden Bilder werden über die Linsensysteiie 45R, 45G- und 45B für die jeweiligen Farben projiziert. Mit diesel' Anordnung ist ein gleicher Effekt erzielbar. Wiederum können auch

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bei dieser Ausführungsform die Leuchtschichten 43R, 43G- und 43B und die Anordnungen der Elektronenquellen 46"ß, 46G- und 46ß entweder im Dreieck oder in einer Reihe angeordnet sein.

Fig. 24 zeigt eine Fernsehbild-Pro jektionsanordnung 55, die in der beschriebenen Weise aufgebaut ist und in einem Kabinett 56 eingeschlossen ist, mit dem ein durchscheinender Schirm 54 und ein Spiegel 57 verbunden sind. Diese Anordnung zeigt, daß es sehr vorteilhaft ist, eine leicht bedienbare und insgesamt kompakte Projektionsanordnung zu erhalten

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Claims (15)

1. ? S R η 8 B 6 ^:

   Patentansprüche:

   M J Fernsehbild-Projektionsanordnung mit einer Mehrzahl von Projektionssystemen, von denen jedes einen die Elektronen auffangenden Leuchtschirm enthält, auf dem ein Fernsehbild abgebildet wird, mit einer Elektronenquelle zum Eichten eines Elektronenstrahls auf den Leuchtschirm und mit einem optischen System zum Projizieren des auf dem Leuchtschirm befindlichen Fernsehbilds auf einen Projektionsschirm, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtschirm (22, 33, 43) und die Elektronenquellen (19, 30, 46) in einer einzigen Röhre (29, 40, 41) eingeschlossen sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Ablenkeinrichtung (23, 36, 44) gleichzeitig die Elektronenstrahlen der Mehrzahl von Projektionssystemen ablenkt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 31ektronenquellen (19, 30. 46) der Projektionssysteme

   tronenquellen der Projektionssysteme auf die Mittelpunkte der Leuchtschirme (22, 33, 43) der Projektionssysteme auftreffen.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenquellen (19) der Projektionssysteme so angeordnet und ausgerichtet sind, daß bei einer Beendigung des Betriebs aller Ablenkeinrichtungen (23) der Elektronenstrahlen alle Elektronenstrahlen von den Elektronenquellen der Projektionssysteme an Stellen (X, I) auftreffen, die um den gleichen Abstand in der gleichen Richtung von den jeweiligen Leuchtschirmen (22) versetzt sind, und daß eine Korrektureinrichtung (r, g, b) elektromagnetisch das Auftreffen der Elektronenstrahlen auf den Leuchtschirmen bewirkt.

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   ^:
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine I

   Einrichtung (Fig. 23) zum Steuern der Korrektureinrichtungen j

   (r, g, b) in Antwort auf einen Korrekturstrom, dessen Höhe sich \

   in Übereinstimmung mit einer Änderung einer Elektronenstrahl- ;

   Beschleunigungshochspannung ändert, zum Unterdrücken der Ver- ;

   Schiebung der Fernsehbilder auf den Leuchtschirm en (22). :
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in jedes der Projektinssysteme einbezogene optische System ein Linsensystem (45) ist.
7. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in jedes der Projektionssysteme einbezogene optische System ein sphärischer reflektierender Spiegel (24, 34) ist.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionssysteme so nahe beieinander angeordnet sind, daß die sphärischen reflektierenden Spiegel (24, 34) der Projektionssysteme einander teilweise überlappen, und daß die überlappten Teile (A, B) entfernt sind.
9. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Grenzen der sphärischen reflektierenden Spiegel (24, 34) benachbarter Projektionssysteme zum Sperren von Licht zwischen diesen Abschirmplatten (26, 39) montiert sind.
10. 10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die sphärischen reflektierenden Spiegel (24, 34) teilweise so reduziert sind, daß der Umfang der Spiegel und die Anordnung der Spiegel und der Leuchtschirme (22, 33) für alle Projektionssysteme analog sind.
11. 11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Teile der sphärischen reflektierenden Spiegel (24, 34), die den kürzeren Seiten der Leuchtschirme (22, 33) der Projektionssysteme gegenüberliegen, entfernt sind. _ 35 _
12. 12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, j daß die sphärischen reflektierenden Spiegel (24, 34) benachbar-i ter Projektionssysteme in einer leihe so angeordnet sind, daß die abgeschnittenen Ränder Seite an Seite liegen. ^;
13. 13. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtschirme (22, 33) und die sphärischen reflektie- _: renden Spiegel (24, 34) der Mehrzahl von Projektionssystemen in einer Reihe in einer Ebene angeordnet sind.
14. 14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenquellen (19) der Mehrzahl der .Projektionssysteme in einer Reihe in einer Ebene angeordnet sind, die orthogonal auf der Ebene steht, in der die Leuchtschirme (22) und die sphärischen reflektierenden Spiegel (24) angeordnet sind (Fig. 14).
15. 15. Anordnung nach einem der Ansprüche 7, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der Projektionssysteme mit lauter zueinander parallelen optischen Projektionsachsen angeordnet sind und eine Einrichtung (20, 21) die Stellung der Fernsehbilder auf den Leuchtschirmen (22) so verschiebt, daß sich die Fernsehbilder der Projektionssysteme auf dem Projektionsschirm (5) überlagern (Fig. 19).

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