DE3305314A1

DE3305314A1 - Bildroehre und wiedergabegeraet fuer mehrfarbenbilder

Info

Publication number: DE3305314A1
Application number: DE19833305314
Authority: DE
Inventors: Gordon R. Westwood Mass. Spencer
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1982-02-19
Filing date: 1983-02-16
Publication date: 1983-09-01
Also published as: FR2522197B1; GB8304309D0; NL8300626A; SE8300916L; DE3305314C2; SE8300916D0; SE457684B; GB2118360A; CA1231785A; IT8347742A0; FR2522197A1; IT1164873B; GB2118360B; JPS58155631A; IL67668A0; IL67668A

Description

Raytheon Company, Lexington, l4l Spring Street, MA 02173, Vereinigte Staaten von Amerika

Bildröhre und Wiedergabegerät für Mehrfarbenbilder.

Die Erfindung betrifft eine Bildröhre und ein Wiedergabegerät für Mehrfarbenbilder, die insbesondere mit einer solchen Röhre ausgestattet sind.

Eine Kathodenstrahlröhre besteht im allgemeinen aus einem röhrenförmigen Kolben mit einer darin untergebrachten Elektronenkanone, die so angeordnet ist, daß sie einen Elektronenstrahl in abtastender Weise über einen Teil eines Ausgabeleuchtschirmes zur Erzeugung eines sichtbaren Leuchtbildes lenken kann. Dieser Leuchtschirm besteht aus einem geeigneten Leuchtstoff, der in einer gewünschten Farbe aufleuchtet, wenn er von den Elektronen des Abtaststrahles getroffen wird. Mehrere solcher Kathodenstrahlröhren mit Leuchtschirmen aus verschiedenen Leuchtstoffen können daher Bilder desselben Gegenstandes in unterschiedlichen Farben erzeugen, und bei entsprechender Anordnung der verschiedenen Kathodenstrahlröhren können die einzelnen Bilder einander überlagert auf einer Bildwand wiedergegeben werden. Das Ergebnis der Überlagerung ist ein einziges Mehrfarbenbild, das sich aus einzelnen

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Feldern zusammensetzt, die entsprechend der relativen Intensität der verschiedenen Farben der korrespondierenden Felder in den von den einzelnen Kathodenstrahlröhren erzeugten Bildern gefärbt sind.

Es hat sich jedoch als sehr schwierig herausgestellt, verschiedene Kathodenstrahlröhren so herzustellen und einzustellen, daß sie identische Bilder desselben Gegenstandes liefern, und die Röhren optisch so genau auszurichten, daß die richtige Farbenüberdeckung in den einzelnen Feldern des Mehrfarbenbildes gegeben ist.

Infolgedessen wurden in der Vergangenheit verschiedene Typen von Kathodensrahlröhren entwickelt, deren Leuchtschirme mit verschiedenen Leuchtstoffen zur Erzeugung von Mehrfarbenbildern versehen sind. So ist z.B. die Lochmaskenröhre mit einem Leuchtschirm versehen, der aus gemischten Anordnungen von Leuchtstoffpunkten besteht. Die Leuchtstoffpunkte einer jeden Anordnung sind aus unterschiedlichen Leuchtstoffen zusammengesetzt, so daß sie in unterschiedlichen Farben aufleuchten, wenn sie von Elektronen eines Elektronenstrahls durch die zugehörige Öffnung in einer Schatten- oder Lochmaske getroffen werden. Bei einer anderen Bildröhrengattung mit Indexsteuerung des Elektronenstrahles besteht der Leuchtschirm aus gemischten Anordnungen von Leuchtstoffstreifen. Die Streifen einer jeden Anordnung sind wiederum aus unterschiedlichen Leuchtstoffen zusammengesetzt, so daß sie in unterschiedlichen Farben aufleuchten, wenn sie von den Elektronen eines in geeigneter Weise indizierten Elektronenstrahles getroffen werden. Als dritte Röhrengattung seien die mit Spannungsdurchgriff ssteuerung erwähnt. Bei diesen Röhren besteht der Leuchtschirm aus übereinander liegenden Schichten verschiedener Leuchtstoffe, und der Leucht-

stoff einer jeden Schicht wird örtlich begrenzt zum Aufleuchten in einer bestimmten Farbe gebracht, wenn er von Elektronen eines zugeordneten Energieniveaus im Abtastrahl getroffen wird.
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Alle diese Röhren der verschiedenen Gattungen sind mit Leuchtstoffschirmen versehen, die zu ihrer Herstellung komplizierte Beschichtungsverfahren oder besondere Leuchtstoffe erfordern, was die Herstellungskosten in die Höhe treibt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfachere und kostengünstigere Möglichkeit zur Wiedergabe von Mehrfarbenbildern zu schaffen. Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Kathodenstrahlröhre mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 ermöglicht.

Danach erzeugt eine einzige Kathodenstrahlröhre zwei symmetrische Spiegelbilder. Zweckmäßig geeignet dafür ist ebenfalls ein Leuchtschirm, der aber in zwei symmetrisch in einer Ebene angeordnete Bereiche unterteilt ist, die aus unterschiedlichem Leuchtstoff hergestellt sind. Auch wird nur eine einzige Elektronenstrahl kanone innerhalb des Röhrenmantels benötigt, wobei die beiden Bereiche des Leuchtschirmes zweckmäßig symmetrisch zur Strahlachse der Elektronenkanone angeordnet sind. Wie bei den herkömmlichen Röhren ist mit dem austretenden Elektronenstrahl ein Ablenksystem gekoppelt, wobei jedoch gesonderte Einrichtungen zur Erzeugung der Spiegelbildraster vorgesehen sind, die dafür sorgen, daß der Elektronenstrahl die beiden Bereiche des Leuchtschirmes nacheinander entsprechend den gegeneinander verkehrten Rastermustern abtastet. Demzufolge erzeugen die beiden Bereiche des Leuchtschirmes Bilder desselben Gegenstandes in unterschiedlichen Leuchtfarben,

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.die infolge der Nachtleuchtdauer des verwendeten Leuchtstoffes zusammen mit der Trägheit des menschlichen Auges gleichzeitig auf dem Schirm erscheinen. Diese beiden Farbbilder sind Spiegelbilder, die mit Bezug aufeinander und auf die Achse des aus der Elektronenkanone austretenden Elektronenstrahles symmetrisch sind.

Ausgehend von einer derartigen Bildröhre kann man nun durch Kopplung eines optischen Systems mit dem Leuchtschirm die beiden Spiegelbilder in unterschiedlichen Farben einander überlagern und als ein einziges Mehrfarbenbild in einer gemeinsamen Ebene wiedergeben.

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung seien nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Im einzelnen zeigen

FIG 1 den axialen Querschnitt eines Mehrfarben-

bildwiedergabegerätes gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,

FIG 2 einen Querschnitt der in FIG 1 gezeigten Röhre entlang der Linie 2-2 in Pfeilrich

tung ,

FIG 3 die Draufsicht auf den Ausgangsleuchtschirm der

in FIG 1 gezeigten Röhre, 30

FIG 4 ein Prinzipschaltbild des Umkehrabtastschaltkreises für die in FIG 1 gezeigte Ablenkeinrichtung ,

FIG 5 ein Impulsdiagramm der bei Verwendung des Schalt-

kreises gemäß FIG 4 erzeugten elektrischen Signale und

FIG 6 eine weitere Ausführungsform des in FIG 1 gezeigten optischen Systems in Kopplung mit dem

in FIG 3 gezeigten Leuchtschirm.

In allen Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen,

Das in FIG 1 gezeigte Mehrfarbenbild-Wiedergabegerät 10 besteht u.a. aus einer Kathodenstrahlröhre 12, gebildet durch eine zum Teil trichterförmige Ummantelung 14 mit einer Mittelachse 15 und aus einem geeigneten dielektrischem Werkstoff, wie z.B. Glas. Die Ummantelung 14 umfaßt auch einen Hals 16, der in einem • ringsrum luftdicht angeschlossenen Glasputzen 18 endet, durch den sich eine kreisförmige Anordnung von verteilten Anschlußstiften 19 hermetisch dicht nach außen erstreckt. Die Kontaktstifte 19 dienen zur Herstellung von elektrischen Kontakten mit den Elementen einer Elektronenkanone 20, die axial fluchtend innerhalb des Halses 16 der Ummantelung 14 angeordnet ist.

Die Elektronenkanone 20 ist mit einem Heizdraht 22 ausgerüstet, dessen Enden über zugehörige Anschlußstifte 19 mit einer nicht gezeigten äußeren Heizstromquelle verbunden ist, die den Heizstrom für den Heizdraht 22 liefert. Der Heizdraht 22 ist in achsialer Ausrichtung innerhalb einer umgestülpten Kathodenkappe angeordnet, deren geschlossenes Ende auf der Außenseite mit einer nicht gezeigten Beschichtung aus Elektronen aussendendem Material versehen ist. Die Kathodenkappe 26 ist innerhalb einer weiteren umgestülpten und als erstes Gitter .wirkenden Kappe 28 mit Abstand von dieser

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und mit dieser axial fluchtend angeordnet. Das geschlossene Ende dieser Gitterkappe weist in der Mitte und fluchtend mit dem benachbarten geschlossenen Ende der Kathodenkappe 26 eine Öffnung 30 auf. An das geschlossene Ende der umgestülpten Gitterkappe 28 schließt sich mit geringem Abstand eine aufrecht stehende Kappe 32 an, die als zweites Gitter wirkt. Das geschlossene Ende dieser Gitterkappe 32 weist ebenfalls eine mittig angeordnete Öffnung 34 auf, deren Durchmesser größer ist als der der mit ihr fluchtenden Öffnung 30 der Gitterkappe 28. In das offene Ende der zweiten Gitterkappe 32 ragt das einen geringeren Durchmesser aufweisende geschlossene Ende einer länglichen Fokusierkappe 36 hinein. Auch das geschlossene Ende dieser Fokusierkappe 36 weist eine mittig angeordnete öffnung 38 auf, deren Durchmesser größer ist als der der Öffnnung 34 und die ebenfalls mit den Öffnungen 34 und 30 axial fluchtet. Mit der so aufgebauten Elektronenkanone 20 kann ein Elektronenstrahl 40 erzeugt und entlang der Mittelachse auf das gegenüberliegende offene Ende der Fokusierkappe 36 gerichtet werden, das den Ausgang der Elektronenkanone 20 bildet.

Die den Elektronenstrahl formenden Elektroden 28, 32 und 36 der Elektronenkanone 20 sind durch in Längsrichtung sich erstreckende dielektrische Stäbe 42 isolierend miteinander verbunden, die - wie FIG 2 zeigt gleichmäßig verteilt mit Abstand um die Elektronenkanone herum angeordnet sind. An jeder der Elektroden 28, 32 und 36 sind außerdem, beispielsweise durch Schweißen, die eingebuchteten Enden von Metallarmen 44 fest angebracht, deren Stützenden an den Stäben 42 befestigt sind. Auf diese Weise formen die einzelnen Elektroden ein Montagebauteil, das auf dem den Halsboden bildenden Glasputzen 18 durch elektrisch leitende Befestigung

der ersten Gitterkappe 28 an drei winklig auseinanderliegenden Anschlußstiften 19 gehalten wird. Die Fokusierelektrode 36 ist von in Achsrichtung aueinander liegenden Ringen 46 mit auf der Innenseite angekragtem Rand umgeben, der beispielsweise durch Schweissen an der Elektrode 36 befestigt ist.

Wie FIG 2 weiterhin erkennen läßt, weist jeder Ring 46 eine elastische Nase 47 und zwei winklig angeordnete steife Nasen 48 auf, die sich bis zu einer dem Radius des Röhrenhalses 16 in etwa entsprechenden radialen Entfernung von der Mittelachse der Fokusierelektrode 36 erstrecken. Die auf die gegenüberliegende Wand der Ummantelung 14 drückende elastische Nase 47 bringt die steifen Nasen 48 in festen Kontakt mit der inneren Oberfläche des Röhrenhalses 16, so daß dadurch die mittig angeordneten Öffnungen 30, 34 und 38 der den Elektronenstrahl formenden Elektroden 28, 32 und 36 auf der Mittelachse 15 der Ummantelung liegen.

Der Hals 16 geht in einem Stück über einen dazwischen liegenden und sich nach außen trichterförmig erweiternden Bereich 52 in ein gegenüberliegendes Endteil 50 der Ummantelung 14 mit größerem Durchmesser über. Dieses Endteil 50 endet in eine am Umfang luftdicht angeschlossene Frontplatte 54, die aus transparentem Material, wie z.B. Glas, besteht. Auf der Innenseite der Frontplatte 54 ist mit herkömmlichen Mitteln ein Ausgangsleuchtschirm 60 aufgebracht, der in zwei Hälften 56 und 58 unterteilt ist. Die eine Hälfte 56 ist aus einem Leuchtstoff, wie z.B. durch Europium aktiviertes Yttriumoxyd, hergestellt, der örtlich begrenzt rot aufleuchtet, wenn er von den Elektronen des Elektronenstrahls 40 getroffen wird. Die andere Hälfte 58 ist aus einem abweichenden Leuchtstoff hergestellt, wie z.B.

durch Mangan aktiviertes Zinksilikat, der örtlich begrenzt grün aufleuchtet, wenn er von den Elektronen des Elektronenstrahls 40 getroffen wird. Die beiden Hälften 56 und 58 des Leuchtschirmes 60 sind also in derselben Ebene angeordnet, deren benachbarten Kanten im wesentlichen auf der Mittelachse 15 der Ummantelung 14 liegen.

Auf die innere Oberfläche des Leuchtschirmes 60 ist eine Anodenschicht 62 aus elektrisch leitendem Material, wie z.B. Aluminium, aufgebracht, die sichtbares Licht reflektiert. Die Anodenschicht 62 erstreckt sich dabei nicht nur über die gesamte innere Oberfläche des durch den größeren Durchmesser gebildeten Endteiles 50, sondern auch ringsrum in axialer Richtung in den Trichterbereich 52 der Ummantelung 14 hinein. Die Anodenschicht 62 ist elektrisch mit einem Anodenanschluß 64 verbunden, der hermetisch abgeriegelt die Wand des Trichterteiles 52 zur Herstellung einer elekrischen Verbindung mit der Anodenelektrode der Röhre 12 durchdringt. Der Anodenanschluß 64 und die Anodenschicht 62 sind elektrisch-außerdem mit einer anderen Anodenschicht 66 verbunden, die sich vom Anodenanchluß 64 in Richtung zum Halsteil 14 der Ummantelung 12 erstreckt. Diese Anodenschicht 66 ist ebenfalls aus geeignetem, elektrisch leitendem Material, wie z.B.Graphit^ hergestellt und erstreckt sich ringsrum in axialer Richtung entlang der geneigten inneren Oberfläche des Trichterteiles 52 in den Halsteil 16 hinein. Innerhalb dieses Halsteiles endet die Anodenschicht.66, den Ausgangsbereich der Elektronenkanone 20, aus der der axial gerichtete Elektronenstrahl 40 austritt, mit Abstand ringförmig umgebend. Die beiden Anodenschichten 66 und 62 bilden also eine im wesentlichen als umgestülpte Kappe geformte Anodenelektrode mit einem

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im wesentlichen feldfreien Raum darin.

Für den Betrieb der Kathodenstrahlröhre 12 ist - wie FIG 1 schematisch zeigt - die Kathode 26 der Elektronenkanone 20 elektrisch über einen Leiter 68 mit dem Kathodenspannungsanschluß einer gepolten Spannungsquelle 70 verbunden. Der Leiter 72 verbindet die als erstes Gitter arbeitende Elektrode 28 mit einem Anschluß der Spannungsquelle 70, der zur Steuerung des Elektronenflusses in dem Strahl 40 gegenüber dem Kathodenspannungsanschluß negativ ist. Die als zweites Gitter wirkende Elektrode 32 ist dagegen über den Leiter 74 mit einem Spannungsanschluß der Spannungsquelle 70 verbunden, der gegenüber dem Kathoden-Spannungsanschluß positiv ist. Ebenso ist die Fokussierelektrode 36 über den Leiter 76 und der Anodenanschluß 64 über den Leiter 78 mit getrennten Anschlüssen der Spannungsquelle 70 verbunden, die in zunehmendem Maße positiver werden. Auf diese Weise werden die den Elektronenstrahl formenden Elektroden 28, 32 und 36 der Elektronenkanone 20 sowie die kappenförmige Anodenelektrode der Röhre 12 auf geeigneten elektrischen Potentialengegenüber dem Potential der Kathode gehalten, so daß die Elektronen des Strahles 40 auf eine Punktfläche des Leuchtschirmes 60 gebündelt werden, damit der vom Elektronenstrahl getroffene Leuchtstoff nur eng begrenzt aufleuchtet und sichtbares Licht aussendet.

Das Strahl ab lenkungssysteni 80 besteht aus einem die äußere Oberfläche des Halsteiles 16 in der Mähe des Trichterteiles 52 der Ummantelung 14 ringförmig umgebenden elektromagnetischen Ablenkjoch 82, durch das der aus der Elektronenkanone 20 heraustretende Elektronenstrahl 40 hindurchgeht. Das Ablenkjoch 82 weist

ein Paar von miteinander verbundenen nicht gezeigten Zeilenablenkspulen auf, die über einen herkömmlichen Zeilenablenkverstärker 83 mit einem herkömmlichen Zeilenablenkgenerator 84 verbunden sind. Weiterhin weist das Ablenkjoch 82 ein Paar von miteinander verbundenen Vertikalablenkspulen auf, die über einen herkömmlichen Vertikalablenkverstärker 85 mit einer Umkehrabtastschaltung 86 verbunden sind. Diese Umkehrabtastschaltung 86 erhält die Ablenksignale von einem herkömmlichen Vertikalablenkgenerator 87 und Treibersignale von einer herkömmlichen Synchronisiereinrichtung 88. Diese Synchronisiersignaleinrichtung ist Bestandteil einer Steuersignaleinrichtung 81, die außerdem Treibersignale an den Zeilenablenkgenerator abgibt. Die Umkehrabtastschaltung 86 erhält außerdem Signale von einer herkömmlichen Videosignaleinrichtung 89 als weiterer Bestandteil und liefert selbst Signale über einen herkömmlichen Videosignalverstärker 134 an die als erstes Gitter arbeitende Elektrode 28 der Röhre 12.

Wie FIG 4 zeigt, enthält die Umkehrabtastschaltung einen aus zwei Operationsverstärkern bestehender. Baustein 90, wie er beispielsweise unter der Bezeichnung Op Amp HC 1747 von der Firma Motorola vertrieben wird. Der eine Operationsverstärker 92 des Bausteines 90 ist mit seinem positiven Anschluß mit der Ausgangsklemme des Vertikalablenkgenerators 87 und mit seinem negativen Eingang mit dem Schleifarm eines Gleichstrom-Drehpotentiometers 94 verbunden. Beim anderen Operationsverstärker 96 des Bausteines 90 ist der negative Eingang mit der Ausgangsklemme des Vertikalablenkgenerators 87 und der positive Eingang mit dem Schleifarm eines Gleichstrom-Drehpotentiometers 98 verbunden.

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Die Ausgänge beider Operationsverstärker 92 und 96 führen zu getrennten Eingängen einer Schaltkreishälfte eines integrierten Schalterbausteines 100, beispielsweise ein "Dual-in-line"^Baustein DG 201 BP, Quad SPST, CMOS Analog Switch, wie er von der Fa. Siliconix in Santa Clara, Californien vertrieben wird, und dessen Ausgang mit dem Vertikalablenkverstärker 85 verbu<nden ist. Die Eingänge der anderen Hälfte des Schalterbausteines 100 sind an die Schleifarme der Potentiometer 102 und 104 zur Bildsignalverstärkung angeschlossen, während der zugehörige Ausgang dieses Schalterbausteines über den Leiter 106, den Videoverstärker 134 und den Leiter 72 mit der als erstes Gitter arbeitenden Elektrode 28 (FIG 1) verbunden ist. Jede Hälfte des Schalterbausteines ist weiterhin mit Schaltanschlußklemmen ausgerüstet, die einerseits mit dem Ausgang 108 und andererseits mit dem Ausgang 112 einer Flipflop-Schaltung 110 verbunden sind. Eine solche Schaltung 110 ist beispielsweise unter der Bezeichnung SN 7473 Dual J-K von der Firma Motorola beziehbar. Der Takteingang dieser Flipflop-Schaltung ist an die Synchronisiersignaleinrichtung 88 angeschlossen.

Die Synchronisiersignaleinrichtung 88 liefert daher an den Eingang 114 der Flipflop-Einrichtung 110 eine Steuersignalspannung, die beispielsweise dem in FIG 5 gezeigten Kurvenzug 116 entspricht und aus periodisch wiederkehrenden Impulsen 118 besteht. Mit Eintreffen eines der Impulse 118 wechselt die Schalteinrichtung vom einen in den anderen von zwei Schaltzustä'nden und ändert dadurch die Ausgangsspannungen an den Ausgängen 108 und 112. Wie die unterhalb des Impulszuges von FIG 5 aufgezeigten beiden Rechteckimpulszüge 120 und 122 erkennen lassen, liefert beispielsweise die Schalteinrichtung 110 bei einem ersten Impuls 118

am Eingang 114 eine positive Spannung über den Ausgang 108, während der Ausgang 112 die Basisspannung Null liefert. Beim nächstfolgenden Steuerimpuls 118 am Eingang 114 ändert sich der Schaltzustand der Schalteinrichtung 110 und es wird eine positive Spannung am Ausgang 112 abgegeben, während die Spannung am Ausgang 108 zu Null wird.

Die Schalteinrichtung 100 verbindet also folglich für eine vorgegebene Zeit den Ausgang des Operationsverstärkers 92 mit dem Vertikalablenkverstärker 85/ so daß dieser das in FIG 5 gezeigte positiv ansteigende Sägezahnsignal 124 erhält. Danach verbindet die Schalteinrichtung 100 für die gleiche Zeitdauer den Ausgang des Operationsverstärkers 96 mit dem Vertikalablenkverstärker 85r so daß dieser nun ein abfallendes Sägezahnsignal entsprechend der Kurvenform 126 in FIG 5 erhält. Das dem Vertikalablenkverstärker 85 dadurch insgesamt zugeführte Summensignal entspricht der Kurve 128 in FIG 5. Der von der Kurve 124 abgeleitete ansteigende Sägezahnimpuls 130 beginnt bei einem Maximalwert A unterhalb des Mittelwertes 131, der den aneinanderstoßenden Kanten der beiden Leuchtschirmbereiche 56 und 58 entspricht, .und endet beim Wert B unterhalb des Mittelwertes 131 durch die Einstellung des Potentiometers 94. Auf den Sägezahnimpuls 130 folgt dann ein von der Kurve 126 abgeleiteter abfallender Sägezahnimpuls 132, der bei einem Maximalwert C oberhalb des Mittelwertes 131 beginnt und beim Wert D oberhalb des Mittelwertes 131 durch Einstellung des Potentiometers 98 endet.

Der in herkömmlicher Weise aufgebaute Ablenkverstärker 85 wandelt das zugeführte Spannungssignal 128 in einen entsprechenden Strom, der durch das Joch 82 fließt

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und das für die Ablenkung des Elektronenstrahles 40 erforderliche Magnetfeld erzeugt. Der Elektronenstrahl (FIG 1) wird daher Zeile für Zeile so abgelenkt, daß er ein Rasterfeld des Leuchtschirmbereiches 56 nahe vom Rande der Frontplatte 54 her gegen die Mittellinie 15 der Röhre 12 in der durch den Doppelpfeil 135 angedeuteten Richtung abtastet. Danach wird der Elektronenstrahl in Richtung des Pfeiles 135 bis zu einem Punkt in der Nähe des gegenüberliegenden Randes der Frontplatte 54 vertikal abgelenkt, und durch zusätzliche Zeile für Zeile erfolgende seitliche Ablenkung wird ein symmetrisch umgekehrtes Rasterfeld des Leuchtschirmbereiches 58 vom Umfang der Frontplatte 54 her gegen die Mittellinie der Röhre 12 abgetastet. Die Umkehrabtastschaltung 86 bildet daher zusammen mit dem Zeilenablenkgenerator 84 und dem Vertikalablenkgenerator 87 eine Einrichtung zur Erzeugung eines Spiegelbildrasters, die den Elektronenstrahl 40 veranlaßt, zueinander verkehrt liegende symmetrische Rasterfelder auf den beiden Teilen 56 und 58 des Betrachtungsschirmes abzutasten.

Wie aus FIG 1 ersichtlich, wirkt die Videosignaleinrichtung 89 über die Umkehrabtastschaltung 86 und den Videoverstärker 134 auf die Elektrode 28 des ersten Gitters, dessen Potential gegenüber dem der Kathode 26 dadurch unverzögert geändert wird, was zu entsprechenden unverzögerten Änderungen des Elektronenstroms im Strahl 40 führt, wenn dieser die beiden Spiegelrasterfeider der Leuchtschirmbereiche 56 und 58 abtastet.

Wenn daher, wie aus FIG 4 ersichtlich, der Ausgang des Operationsverstärkers 92 durch die betätigte Schalteinrichtung 100 mit dem Vertikalablenkverstärker 85 verbunden ist, wird ebenfalls der Schleifarm des Poten-

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tiometers 102 über den Leiter 106, den Videoverstärker 134 und dem leiter 72 mit der Elektrode 28 des' ersten Gitters der Röhre 12 verbunden. Ebenso wird bei Durchschaltung des Ausganges des Operationsverstärkers 96 zürn Ablenkverstärker 85 durch die Schalteinrichtung 100 auch der Schleifarm des Potentiometers 104 mit der Elektrode 28 des ersten Gitters der Röhre 12 verbunden. Wenn daher der Elektronenstrahl 40 die umgekehrt zueinander liegenden Rasterfelder der beiden Hälften und 58 des Leuchtschirmes 60 abtastet/ dann kann gleichzeitig das von der Videosignaleinrichtung 89 an das erste Gitter 28 gelieferte Videosignal so geregelt werden, daß das von den die beiden Teilbereiche 56 und 58 des Betrachtungsschirmes bildenden Leuchtstoffen erzeugte Licht die gewünschte Intensität aufweist.

Dementsprechend werden, wie FIG 3 zeigt, auf den beiden Schirmbereichen 56 und 58 getrennte Farbspiegelbilder 136 und 138 desselben Gegenstandes, beispielsweise eine sich von einem Fahnenmast 137 nach außen erstreckende Fahne 139, erzeugt. Das Bild 136 wird dabei durch örtlich begrenzt vom Leuchtstoff des Schirmbereiches 56 ausgestrahltes rotes Licht und das Bild 138 durch vom anders zusammengesetzten Leuchtstoff des Schirmbereiches 58 örtlich begrenzt ausgestrahltes grünes Licht erzeugt. Es ist jedoch wichtig anzumerken, daß die dargestellten Kissenverzerrungen beider Bilder 136 und 138 übertrieben sind, um zu zeigen, daß auch für derartige Verzerrungen die Spiegel Symmetrie gegeben ist. Bedingt durch die physikalische Symmetrie bezüglich der beschriebenen Arbeitsweise der Röhre 12, werbeim Abtasten des roten Bereiches 56 des Leuchtschirmes 60 auf der einen Seite der Röhrenmittellinie auftretende Mängel im Bild 136 symmetrisch im Bild 138 wiederholt, wenn der Elektronenstrahl 40 den grünen

Bereich 58 des Schirmes 60 auf der anderen Seite der Röhrenmittellinie 15 abtastet. Wenn daher die beiden Spiegelbilder 136 und 138 entlang ihrer aneinanderstoßenden Kanten auf der Mittellinie 15 deckungsgleich aufeinander geklappt werden, dann sind nicht nur die geraden Fahnenmasten 137 in der Nähe der Mittellinie miteinander in Deckung, sondern auch die gebogenen Kanten der symmetrisch angeordneten Fahnen 139, ohne daß irgendeine Kompensation oder Korrektur der Verzerrungen erforderlich ist.

Wie FIG 1 weiterhin zeigt, ist mit dem Leuchtschirm ein optisches System 140 optisch gekoppelt, das mit Bezug auf die Ebene der beiden Schirmbereiche 56 und 58 genau ausgerichtet ist. Dieses optische System weist u.a. einen dichroitischen Spiegel 144 auf, der für rotes Licht durchlässig ist und grünes Licht reflektiert. Er ist in der Ebene der Mittelachse der Röhre 12 und den anliegenden Kanten der Schirmbereiche 56 und 58 angeordnet. Ein zweiter, das von der Schirmhälfte 56 ausgesendete rote Licht reflektierender Spiegel 142' ist mit einem Winkel von 45° gegenüber der Ebene des Schirmbereiches 56 und der Ebene des dichroitischen Spiegels 144 angeordnet. Weiterhin ist ein für rotes Licht durchläßiger, grünes Licht aber teilweise reflektierender und teiweise durchlassender Strahlenteiler 146 mit einem Winkel von 45° gegenüber der Ebene des Schirmbereiches 58 und der Ebene des dichroitischen Spiegels 144 angeordnet.

Das rote Licht des vom Schirmbereich 56 erzeugten Bildes 136 wird daher vom Spiegel 142 reflektiert und gelangt durch den Spiegel 144 zum Strahlenteiler 146, von wo ein wesentlicher Teil des roten Lichtes durch den Strahlenteiler zum Auge 148 gelangt. Andererseits

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wird das grüne Licht des vom Schirrabereich 58 erzeugten Bildes 138 teilweise vom Strahlenteiler 146 reflektiert und auf den dichroitischen Spiegel 144 geworfen, von wo es wiederum reflektiert zum Strahlenteiler 146 zurückgelangt. Ein wesentlicher Teil des grünen Lichtes durchdringt dabei den Strahlenteiler 146 und gelangt zum Auge 148. Da es sich bei den Bildern 136 und 138 um symmetrische Spiegelbilder handelt, die Anordnung der einzelnen optischen Elemente so getroffen ist, daß sich für die roten und grünen Lichtstrahlen von den einzelnen Feldern dieser Bilder bis zum empfangenen Auge gleiche optische Weglängen ergeben, und da weiterhin die roten und grünen Lichtstrahlen von den einzelnen Feldern das Auge 148 aus derselben Richtung erreichen, nimmt das Auge 148 die einzelnen korrespondierenden Felder deckungsgleich miteinander war. Die Luftbildebene I50 stellt dabei die Ebene dar, in der die beiden Bilder 136 und 138 dem Auge 148 einander überlagert liegend erscheinen. Der optische Abstand zwischen der Luftbildebene 150 und dem Auge 148 ist dabei identisch mit dem optischen Abstand zwischen den Bildern 136 und 138 einerseits und dem Auge 148 andererseits und ergibt eine Darstellung, als würden die Wege der Lichtstrahlen an den reflektierenden Flächen nicht umgelenkt. Die Farbe der einzelnen Felder des Flehrfarbenbildes wird dabei durch die relative Intensität des roten und grünen Lichtes der miteinan der korrespondierenden Felder in den Bildern 136 und 138 bestimmt. Die Rotintensität im Bild 136 und die Grünintensität im Bild 138 wird dabei durch die Amplituden der Videosignale gesteuert, die zwischen dem Gitter 28 und der Kathode 26 während der Zeitabschnitte zugeführt werden, in denen der Kathodenstrahl den roten Bereich 56 und den grünen Bereich 58 des Leuchtschirmes 60 abtastet.

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In FIG 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optischen Systems i4Oa gezeigt, das entsprechend dem optischen System 140 aus den optischen Elementen 142, 144 und 146 entsprechenden optischen Elementen 142a, 144a und 146a sowie einem zusätzlichen Spiegel 152 besteht. Dieser Spiegel 152 ist gegenüber dem vom Schirmbereich 58 erzeugten grünen Licht hochreflektierend und auf der rechten Seite des Strahlungsteilers 146a parallel zum Schirmbereich 58 und in einer optisehen Entfernung von diesem angeordnet, die dem optischen Abstand zwischen dem Schirmbereich 58 und dem dichroitischen Spiegel 144a entspricht. Der den Strahlungsteiler 146a direkt durchdringende Anteil eines jeden vom Schirmbereich 58 erzeugten Lichtstrahles wird daher vom Spiegel 152 zum Strahlungsteiler 146a zurückreflektiert, von wo ein Teil dieses Anteils zusammen mit dem vom Spiegel 146a reflektierten Anteil entlang desselben optischen Weges zum Auge 148 gelangt. Da diese verschiedenen Strahlenanteile des Grünlichts das Auge 148 auf demselben optischen Weg erreichen und da diese verschiedenen Strahlenanteile von ihrem Ausgangspunkt bis zum Auge jeweils die gleiche Weglänge zurücklegen, wird jeder Ausgangspunkt vom Auge 148 als ein einziger Bildpunkt wahrgenommen. Durch den zusätzliehen Spiegel 152 wird also ein wesentlicher Teil des grünen Lichts, das normalerweise durch den Strahlungsteiler 146 verlorengehen würde, zurückgewonnen. Wie bei dem in FIG 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die einzelnen einander entsprechenden Felder der BiI-der 136 und 138 vom Auge 148 in der Luftbildebene überlagert wahrgenommen.

Außer dieser vorangehend erläuteren Abwandlung sind weitere Abwandlungen für den einschlägigen Fachmann ohne weiteres denkbar. So könnte beispielsweise die

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von der Umkehrabtastschaltung 86 erzeugte Signalform 128 in der Weise geändert werden, daß der Elektronenstrahl 40 in das in FIG 3 gezeigte Rasterfeld 136 in der Nähe der Mittellinie 15 beginnend nach außen in Richtung auf den Rand der Frontplatte 54 und dann nach Umkehr und Überschreiten der Mittellinie 15 das Raster feld 138 in der Nähe der Mittellinie 15 beginnend nach außen in Richtung auf den entgegengesetzten Randteil der Frontplatte 54 abtastet. Weiterhin können die in FIG 1 gezeigten Spiegel 142, 144 und 146 durch in geeigneter Weise beschichtete Oberflächen von Rechteckprismen ersetzt werden, die oberhalb der Schirmbereiche 56 und 58 des Sichtschirmes 60 angebracht sind. Andererseits können die Spiegel 142, 144 und 146 miteinander und mit dem Leuchtschirm 60 fluchtend durch Auffüllen der Zwischenräume zwischen der Frontplatte 54 und den Spiegeln durch ein optisch klares Harz mit gleichem Index zusammengehalten werden, wie es beispielsweise für das Ankleben von Implosionsscheiben an die Frontplatte von Wiedergaberöhren verwendet wird.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, zwischen dem Schirmbereich 58 und dem Strahlenteiler 146 oder 146a ein geeignetes optisches Element, wie z.B. einen Zirkularpolarisator, anzuordnen,um den Kontrast zu verbessern, indem verhindert wird, daß von einem Punkt des Schirmes 58 austretendes grünes Licht in nennenswertem Umfang zurückreflektiert und der Rest des Schirmbereiches 58 erhellt wird. Auch kann die Frontplatte 54 aus Kunststoff oder anderem geeigneten Material mit von Glas abweichenden Lichtdurchlaßeigenschaften hergestellt sein. Ebenso kann das Ablenkjoch nach entsprechender Ausrichtung auf der äußeren Oberfläche der Röhre 12 in herkömmlicher Weise zur Herstellung stabiler und unempfindlicher Kathodenstrahlröhren fest angebracht werden. Zwischen dem optischen System 140

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und dem Auge 148 können außerdem eine Vergrößerungslinse, ein Kontrastverbesserungsfilter und/oder andere optische Elemente vorgesehen werden, um das letztendliche Mehrfarbenbild zu vergrößern, den Kontrast des Bildes zu verbessern und/oder um ein natürliches Projektionsbild zu erzeugen. Schließlich können die beiden Bereiche 56 und 58 wie bei einem Bildschirmanschluß eines Rechners im Gegensatz zu der beschriebenen Abtastmethode direkt adressiert angesteuert werden.

Insgesamt ermöglicht also die Erfindung die Wiedergabe von riehrfarbenbildern in einfacherer und weniger aufwendiger Weise als bei den eingangs beschriebenen Einrichtungen. Auch dürfte anhand der vorangehenden Be-Schreibung deutlich geworden sein, daß die Erfindung in vielfacher Weise abgewandelt werden kann, ohne daß der eigentliche Erfindungsgedanke dabei verlassen wird. Die Erfindung ist daher nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.

Claims

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Patentansprüche

Bildröhre, gekennzeichnet durch eine röhrenförmige ummantelung (14) mit transparenter

Frontplatte (54) und durch Einrichtungen innerhalb der Ummantelung (14) zur Aussendung zweier symmetrischer Spiegelbilder (136, 138) desselben Gegenstandes durch die Frontplatte (54).
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2. Bildröhre nach Anspruch 1, gekennzeichn e t durch einen Leuchtschirm (60) innerhalb der

Ummantelung (14) mit zwei symmetrisch angeordneten Leuchtschirmbereichen (56, 58).
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3. Bildröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Leuchtschirmbereiche (56, 58) in einer gegenüber der Frontplatte (54) ausgerichteten Ebene liegen.
4. Bildröhre nach Anspruch 2 oder 3/ dadurch gekennzeichnet , daß die Ummantelung (14) eine Mittelachse (15 aufweist und die beiden Leuchtiscliii inl'i-i f-J' Im (i>6, 'jb ) «y mine Ir ibt h ZUi^- Hittejachse

(15) angeordnet sind.
5. Bildröhre nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzei ch net, daß die beiden Leuchtschirmbereiche (56, 58) aus verschiedenen Leuchtstoffen zur Erzeugung von Spiegelbildern (136, 138) in verschiedenen Farben hergestellt sind.
6. Bildröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen (20,80) zum Ausrichten eines Elektronenstrahles (40) auf

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einander entsprechende Felder der beiden Leuchtschirrabereiche (56, 58) zur Erzeugung der symmetrischen Spiegelbilder (136, 138).
7. Bildröhre nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Kathodenstrahlröhre (12) mit einer einzigen Elektronenkanone (20).
8. Bildröhre nach Anspruch 6 oder 7, g e k e η η zeichnet durch mit dem Elektronenstrahl (40) gekoppelte Ablenkeinrichtungen (80, 85, 86) zum Lenken des Elektronenstrahles (40) in abtastender Weise entsprechend zueinander verkehrter Rasterfelder über die beiden Leuchtschirmbereiche (56, 58). 15
9· Bildröhre nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Steuereinrichtungen (86, 134) zur unverzögerten Änderung des Elektronenstromes des Abtaststrahles (40) und zur Erzeugung der Spiegelbilder (136, 138) auf den beiden Leuchtschirmbereichen (56_f 58).
10. Bildwiedergabegerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch Einrichtungen (12) zur Erzeugung zweier symmetrischer Spiegelbilder (136, 138) desselben Gegenstandes in verschiedenen Farben und durch ein mit diesen Einrichtungen gekoppeltes optisches System (140, 140a) zur Vereinigung der beiden symmetrischen Spiegelbilder (136, 138) und zur Wiedergabe eines entsprechenden einzigen Mehrfarbenbildes.