-
-
Bildröhrenkonstruktion zur Erzeugung
-
von farbigen Fernsehbildern Zusatz zu Patent . . . . . .
-
(Aktenzeichen P-31 52 020.0)
Das Patent . . . . .
. (Aktenzeichen P 31 52 020.0) betrifft eine Bilderzeugungseinrichtung zur Darstellung
von farbigen Bildern. beliebiger Größe, bei der das Licht von drei oder mehr Laser-Dioden
in den drei üblichen Grundfarben blau, grün und rot und ggf. weiteren, in zu einem
Lichtleiter-Rohrbündel zusammengefaßte biegsame, dünne Lichtleiter-Rohre gelenkt
wird, die Lichtleiter-Rohre an dem den Laser-Dioden zugekehrten Ende in einer Spannhalterung
eingespannt sind,und am anderen Ende mit einer magnetisierbaren Ummantelung versehen
sind, die magne -tisierbare Ummantelung zur Steuerung des Lichtes nach allen vier
Richtungen von horizontalen und vertikalen Jochmagneten umgeben ist die Ablenkspulen
aufweisen und das aus dez Lichtleiter-Rohren austretende Licht (mit dem oberen vertikalen
Randstrahl und dem unteren vertikalen Randstrahl) durch eine Projektionsoptik fällt
und dann von einem oder mehreren einander nachgeschalteten Umlenkspiegeln auf die
leuchtstoff freie oder mit Leuchtstoffen, zumindest in den drei Grundfarben blau,
grün und rot, belegte Mattscheibe gelenkt wird.
-
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Bilderzeugungseinrichtung
zur Darstellung von farbigen Bildern beliebiger Größe nach dem Hauptpatent zu schaffen,
bei der jedoch elektronisch-mechanische Ablenksysteme, wie es die Lichtleiter-Rohre
nach dem Hauptpatent sind, vermieden werden.
-
Diese Aufgabe wird im wesentlichen durch eine Bilderzeugungseinrichtung
zur Darstellung von farbigen Bildern beliebiger Größe, bei der das Licht von drei
oder mehr Laser-Dioden in den drei üblichen Grundfarben blau, grün und rot und ggf.
weiteren, auf die leuchtstofffreie oder mit Leuchtstoffen, zumindest in den drei
Grundfarben blau, grün und rot, belegte Mattscheibe gelenkt wird, nach Patent .
-
/ (Aktenzeichen P 31 52 020.0)
dadurch gelöst, daß
der evaSuierte Bildröhren-Glaskolben 1 im bzw. am Glaskolbenhals 20 drei oder mehr
Laser-Dioden 2,3,4 und drei oder mehr Fotokathoden 21,22,23 für die Grundfarben
blau, grün und rot aufweist, deren bei Bestrahlung austretenden Sekundäremissions-Elektronen
an Dynoden 6,7,8 (Sekundär-Elektronen-Vervielfacher-und -beschleuniger) beschleunigt
und vervielfacht werden, wobei im Elektronenbündelweg zur Eletronenstrahlenkonzentration
Rohrhülsenblenden 9,15 angeordnet sind, die mit drei Frequenzen modulierten Elektronenstrahlbündel
durch horizontale 13 und vertikale 14 Ablenksysteme hindurchgeführt und zu einer
großflächigen lichttransparenten Anode 5 geführt werden, die auf einer Mattscheibe
16 mit drei Farben-Leuchtstoff-Trpeltin den drei Grundfarben blau, grün, rot belegt
ist oder anstelle derer mit drei aus spektral unterschiedlichen fluoreszierenden
transparenten Konststoff-Folien bzw. - Platten, die bei Licht- und/oder Elektronen-Bestrahlung
Lichteindrücke in den Grundfarben blau, grün und rot emittieren.
-
Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren
und in den Unteransprüchen dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Unteransprüche
und alle Kombinationen von Unteransprüchen erfindungswesentlich sind.
-
In den Figuren 1 bis 3 ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen
beispielsweise dargestellt, ohne auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt zu sein.
-
Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine erfindungsgemäße
Bilderzeugungseinrichtung, Fig. 2 einen ebensolchen Schnitt durch den Glaskolbenhals
einer abgeänderten Bilderzeugungseinrichtung und Fig. 3 einen Schnitt, ebenfalls
durch den Glaskolbenhals einer in einer anderen Form abgeänderten Bilderzeugungseinridtung.
-
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird ein Glaskolben 1 benutzt,
wie er von Schwarz-Weiß-Fernsehbildröhren bekannt ist. Anstelle von drei Heizfaden-Kathoden
werden drei Laser-Dioden 2,3 und 4 zur -ElektronenstrahlerzeucJung benutzt, und
zwar die Laser-Diode 2 zur Erzeugung von blauen Lichteindrücken, die Laser-Diode
3 zur Erzeugung von grünen Lichteindrücken und die Laser-Diode 4 zur Erzeugung von
roten Lichteindrücken. Die drei Laser-Dioden 2,3 und 4, die offen ohne Gehäuse betrieben
werden, bilden gleichzeitig die drei Kathodenpole eines Fotovervielfachersystems
(Multiplier; Sekundär-Eletronen-Mbrvielfacher), während der Anodenpol 5 aus einem
strahlentransDarenten Belaq besteht, der sich auf Aer RULcsetL-'der BiTdschirmfläche
16 des Glaskolbens 1 befindet. Zwischen den Laser-Dioden 2,3 und 4 als Kathoden
und dem Anodenpol 5 sind Sekundär-Elektronen-Vervielfacher- Zwischen-Dynoden 6,7
und 8 bzw. mehr angeordnet. Sie beschleunigen und vervielfachen den Elektronenstrom
innerhalb des evakuierten Glaskolbens 1. Eine mechanische Rohrblende 9 trennt den
Laser-Dioden-Raum 10 vom übrigen Teil des Glaskolbens 1. Die erzeugten Elektronen,
die wie bei einem Foto-Vervielfacher entstehen, müssen also das sehr dünn ausgebildete
Rohrteil 11 in der Blende 9 passieren, wobei sie aufgrund der konstruktiven Anordnung
zwangsläufig auf die Hauptprojektionsachse des Systems eingelenkt werden.
-
Auf dem vorderen Halsteil 12 des Glaskolbens 1 sind horizontale und
vertikale Ablenksysteme 13 und 14 angeordnet, wie man sie von Schwarz-Weiß-Bildröhren
her kennt. Durch die horizontalen und vertikalen Ablenksysteme 13 und 14 werden
die Auslenkungen des Elektronenstromes aus der Hauptprojektionsachse gesteuert,
damit die gewünschte horizontale und vertikale Bildauslenkung entsteht. Da die Ströme
von den Laser-Dioden 2,3 und 4 unmittelbar gesteuert werden können, erzeugen die
offen betriebenen Laser-Dioden 2,3 und 4 äquivalent dazu Sekundär-Fotoelektronenströme.
-
Steuert man die Ströme der Laser-Dioden 2,3 und 4 gemäß den Signalen
des Fernsehsenders, so entstehen Sekundär-Elektronen-Fotoströme in den üblichen
drei Grundfarben blau,
grün und rot, die den Farbfernsehsignalen
entsprechen.
-
Die an den Laser-Dioden 2,3 und 4 entstehenden blauen, grünen und
roten Sekundär-Elektronenefotoströme passieren die Kanalrohrblenden 9 und 5, werden
durch die Zwischendynoden 6,7, und 8 beschleunigt und vervielfacht, passieren die
horizontalen und vertikalen Ablenksysteme 13 undl4 und werden durch die Anodenspannung
zum Anoden-Elektronenschirm 5 gezogen.
-
Als Bildschirm 16 kann der von der Farbfernsehröhren bekannte Mattscheibenteil
benutzt werden, auf dem Leuchtstoffe blau, grün und rot als Tripel in bekannter
Art aufgebracht sind. Passieren die Elektronen die Schirmbildanode 5, so treffen
sie auf die Leuchtstoffe in der Mattscheide bzw.
-
auf der Mattscheibe, und es entsteht ein Farbfernsehbild der bekannten
Art.
-
Durch die Eigentümlichkeit der Konstruktion bedingt, ist es jedoch
möglich, eine andere Anordnung zur Biiderzeugung zu verwenden.
-
Bei dieser neuartigen Anordnung zur Bilderzeugung weist der Bildschirm
drei Kunststoff-Folien oder -Platten 17,18 und 19 auf. Die Kunststoff-Folien oder
-Platten 17 18 und 19 bestehen aus transparenten, mit gewünschten fluoreszierenden
Farben eingefärbten Kunststoffen aus lichtleitenden Polymeren von hoher optischer
Güte, insbesondere Reinheit.
-
Diese Kunststoffe absorbieren direktes Licht und/oder emittieren Licht
einer bestimmten gewünschten Wellenlänge, das in der Kunststoff-Matrix entsteht.
Für die Erzeugung von sichtbarem Licht sind Strahlen einer Wellenlänge größer als
370 Nanometer (nM) verwendbar. Der Anteil des erzeugten farbspektralen Lichtes im
Kunststoff ist vom Brechungsindex der Kunststoffe-Matrix abhängig. Die Kunststoff-Matrix
kann so ausgerichtet werden, daß beispielsweise Strahlung einer Wellenlänge von
375 Nanometer in einem blau eingefärbten Kunststoff blaues Licht entstehen läßt,
während
Strahlung von beispielsweise 450 Nanometer in grün eingefärbtem
Kunststoff grünes Licht und beispielsweise Strahlung von 550 Nanometer in rot eingefärbtem
Kunststoff rotes Licht Licht entstehen läßt. Die Erregungsstrahlung zur Erzeugung
der drei Grundfarben blau, grün und rot ist von der Welle-nlänge her elektronisch
selektiv trennbar. In vorliegendem Falle bewirkt die Strahlung von 375 Nanometer
die blauen Lichteindrücke, die Strahlung von 450 Nanometer die grünen Lichteindrücke
und die Strahlung von 550 Nanometer die roten Lichteindrücke.
-
Die Kombination aus den drei mit unterschiedlich floreszierenden Farben
eingefärbten Kunststoff-Folien bzw.
-
-Platten 17, 18 und 19 ist auf der Innenseite-des Bildschirmes 16
des Glaskolbens 1 angeordnet. Weil die für die Strahlung mit den kürzeren Wellenlängen
bestimmten Folien bzw. Platten die Strahlung mit den längeren Wellenlängen durchlassen,
erfolgt die Anordnung der Folien bzw.
-
Platten auf der Rückseite des Bildsc~hirmes in entsprechender Reihenfolge.
Wird eine schärfere Trennung gewünscht, ist es möglich, zwischen den mit den fluieszierenden
Farben eingefärbten Kunststoffplatten bzw. -folien 17, 18 und 19 noch spektrale
Filterfolien als Sperrfilter zusätzlich anzuordnen. Auf der den Dioden zugewandten
Seite des Bildschirmes 16 mit den Platten bzw. Folien 17, 18 und 19 ist eine weitere
strahlendurchlässige metallisierte Schicht aufgebracht, die den Hochspannungs-Anodenpol
5 bildet. Mit Hilfe der Laser-Diodenströme der drei Dioden 2, 3 und 4 kann man die
wellenlängenselektive Elektronenstrahlung getrennt steuern. Auf diese Weise sind
die blauen, grünen und roten Lichteindrücke auf dem Bildschirm 16 steuerbar.
-
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, die eine noch bessere
Trennung der blauen, grünen und roten Signale ermöglicht. Auch gestattet die Ausführungsform
nach Figur 2 eine galvanische Trennung der Glaskolbenröhre 1 vom übrigen elektronischen
Teil. In der Fig. 2 ist dabei nur ein
Teil des Glaskolbenhalses
20 des Glaskolbens, also der Bildrohre 1 dargestellt.
-
Auf der den Laser-Dioden 2, 3 und 4 zugekehrten hinteren Wand des
Glaskolbenhalses 20 sind drei Pitokathoden 21, 22 und 23 angeordnet, wie sie von
Photovervielfachern her bekannt sind. Jeweils eine der Photokathoden 21, 22 und
23 ist für eine der drei Grundfarben bestimmt, in vorliegendem Falle die Photokathode
21 für blau, 22 für grün und 23 für rot. Die Photokathoden 21, 22 und 23 bilaen
die Kathodenpole der Farbenbildröhre, gleich Glaskolben 1. Alle anderen Bauteile
bleiben unverändert, also wie im vorhergehenden beschrieben. Uber den Kolbenhals
20 ist eine genau passende Kappe 24 aus Glas oder glasklarem Kunststoff gestülpt,
in der sich drei Aufnahmebohrungen befinden, in die die drei Laser-Dioden 2, 3 und
4 für die drei Grundfarben blau, grün und rot eingesteckt sind. Praktisch entsteht
so ein Dreifach-Opto-Kopplersystem, das auswechselbar ist. Den drei Laser-Dioden
2, 3 und 4 sind drei modulierbare Oszillatoren 25, 26 und 27 vorgeschaltet, die
auf drei Frequenzen schwingen, die geeignet sind, die luminiszierenden Farben in
den Kunststoffplatten bzw. -folien 17, 18 und 19 des Bildschirmes 16 zu erregen,
so daß diese LiM t signale geben. Die den Kunststoffplatten bzw. -folien 17, 18
und 19 entsprechenden Oszillator-Frequenzen werden mit den zugeführten Bildsignalen
28, 29 und 30 moduliert. Zwischen der Kappe 24 mit den Laser-Dioden 2, 3 und 4 und
dem Glaskolbenhals 20, in dem sich die drei Photokathoden 21, 22 und 23 befinden,
können Lichtleiter-Kabel angeordnet werden. Dadurch ist eine räumliche Trennung
des eigentlichen Fernsehempfängers vom Bildröhrenteil möglich Bildröhre und Empfänger
können an verschiedenen Orten angeordnet werden, z.B. der Empfänger direkt neben
dem Beschauer und der Bildröhrenteil an der Wand in Sichthöhe und im gewünschten
Sichtabstand. Bei der Wahl der Oszillator-Frequenzen für die drei Laser-Dioden 2,
3und 4 ist darauf zu achten, daß gut trennbare Frequenzen ausgewählt werden, die
entsprechend
auf die Maxima der Luminiszenzstoffe und die zugehörigen
Elektronenströme abgestimmt sind. Die Ausführungsform nach Fig. 2 zeichnet sich
durch die Einfachheit aus und ist preislich praktisch mit dem gleichen Aufwand herstellbar,
wie ein Schwanz-Weiß-Bildröhrensystem.
-
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden Photokathoden 31, 32 und
33 für die drei Grundfarben blau, grün und rot verwendet, die in Mosaik-Raster,
ähnlich den Leuchtstoff-Trepeln, auf den Schirmen von Farbbildröhren, innen auf
dem Kolbenhalsboden 34 angeordnet sind. In dem auf den Kolbenhals 20 aufsteckbaren
Hülsenteil 35 sind drei Laser-Dioden 36, 37 und 38 mit einen' breiten Strahlungwinkel
angebracht, die den Kolbenhalsboden 34 mit den Photokathoden 31, 32 und 33 voll
bestrahlen. Die unterschiedlichen Strahlenfrequenzen der Laser-Dioden 37 und 38
werden über frequenzselektive teildurchlässige Spiegel 39 und 40 ion den Hauptstrahlengang
der Röhre gelenkt, während die Strahlen der Laser-Dioden 36 direkt in den Hauptstrahlengang
fallen.
-
Im Hülsenteil 35 kann eine Durchlaßöffnung 41 vorgesehen sein, die
als Bildebene für einen Filmtransport benutzt werden kann. Die Farbwertmodulation
der Laser-Dioden 36, 37 und 38 erfolgt durch die Steuerung der Dioden-Ströme, wie
das bereits bei den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben wurde. Die innerhalb
des Glaskolbens 1 von den Photokathoden 31, 32 und 33 ausgehenden drei Elektronen-Ströme
werden durch die im vorhergehenden beschriebenen Ablenksysteme 13 und 14 für die
Vertikale und die Horizontale abgelenkt. Eine weitere zeilen- und spaltenförmige
Bildabtastung kann wahlweise auch durch zwei gekreutzte Polarisationsfilterzellen-Anordnungen
42 und 43 erfolgen, je eine für die vertikale Steuerung 42 und für die horizontale
Steuerung 43, die entsprechend den Bildsignalen des Senders gesteuert werden.