DE1097474B

DE1097474B - Projektionsfernsehgeraet

Info

Publication number: DE1097474B
Application number: DEG26148A
Authority: DE
Inventors: William Ellis Glenn Jun
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1958-01-13
Filing date: 1959-01-12
Publication date: 1961-01-19
Also published as: CH368520A; FR1220152A; GB909402A; NL235074A; US2957942A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Projektionsfernsehgerät, bei dem ein Elektronenstrahl die Deformationen einer Flüssigkeit erzeugt. Bei einigen Arten von Projektionsfernsehgeräten werden Elektronen auf die Oberfläche einer deformierbaren Flüssigkeit als Elektronenstrahl aufgebracht, der mit einem Fernseheingangssignal moduliert ist. Die Elektronen, die elektrostatisch zum Flüssigkeitsbehälter hin angezogen werden, erzeugen an der Flüssigkeitsoberfläche Deformationen, die zur Streuung des Lichtes in einem optischen System ausgenutzt werden, das ein sichtbares Bild des Fernsehsignals als Funktion des gestreuten Lichtes erzeugt.

Wenn auch bei einer richtigen Arbeitsweise der Elektronenstrahl nur die Flüssigkeit nach einer kurzen Auftreffzeit deformieren soll, erzeugt er doch einen Effekt, den man als Vernetzung bezeichnet und der eine Spaltung der Flüssigkeitsmoleküle durch den Elektronenstrahl und eine nachfolgende Kombination dieser Moleküle zu andersartigen längeren Molekülen ist. Diese vernetzten Moleküle, die als Klumpen oder Brocken an der Flüssigkeitsoberfläche auftreten, stören die Signaldeformationen.

Infolgedessen muß die Flüssigkeit nach einer kurzen Zeit ersetzt werden, wenn der Betrieb des Geräts weitergehen soll. Es wurden schon mechanische Einrichtungen zum Ersatz dieser Flüssigkeit vorgeschlagen. Diese Einrichtungen sind jedoch aufwendig und kostspielig und arbeiten nur teilweise zufriedenstellend.

Bei einem Projektionsfernsehgerät, bei dem ein Elektronenstrahl die Oberfläche eines flüssigen Mediums deformiert und bei dem eine Einrichtung zur Bewegung des Mediums vorgesehen ist, werden die genannten Nachteile und Schwierigkeiten erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das Medium dadurch in Zirkulation versetzt wird, daß ein Teil des Mediums einem in Richtung parallel zu seiner Oberfläche wirkenden elektrischen Feld ausgesetzt wird.

Nach einem Ausführungsbeispiel wird ein Behälter für eine deformierbare Flüssigkeit mit zwei leitenden Abschnitten versehen, die von einem isolierten Bereich getrennt und derart angeordnet sind, daß mindestens ein Teil des von einem Elektronenstrahl herrührenden Rasters über dem isolierten Bereich Hegt. Eine an den leiden leitenden Abschnitten angelegte Gleichspannung erzeugt am isolierten Bereich ein elektrisches Feld, das die Elektronen auf dem über diesem Bereich befindlichen Teil des Rasters parallel zur Flüssigkeitsoberfläche bewegt. Bei der Bewegung befördern die Elektronen die Flüssigkeit im Rasterbereich auf die Seiten des Behälters zu, an denen sich ein großer Flüssigkeitsvorrat befindet, und bewegen ebenfalls die Flüssigkeit aus diesem Vorrat in den Bereich des Rasters hinein.

Projektionsfernsehgerät

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Januar 1958

William Ellis Glenn jun„ Scotia, N. Y. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung soll an Hand der Figuren näher erläutert werden.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Projektionsfernsehgerätes mit Lichtdurchgang;

Fig. 2 ist eine Ansicht von oben auf einen Behälter gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ist ein Teilquerschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 ist eine Ansicht von oben auf einen anderen Behälter gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Elektronenquelle 11 zu sehen, die einen Elektronenstrahl 13 erzeugt, der von einer Vorrichtung (nicht gezeigt) mit einem elektrischen Eingangssignal oder mehreren solchen Signalen moduliert und von einer anderen Vorrichtung (nicht gezeigt) abgelenkt wird, so daß ein rechtwinkliger Raster auf der Oberfläche einer deformierbaren Flüssigkeit 15 in einem Behälter 17 entsteht. Die Flüssigkeit 15 muß durchsichtig sein, einen gewissen spezifischen Widerstand besitzen und sich selbst regulieren oder, mit anderen Worten ausgedrückt, eine endliche Dicke besitzen, die von selbst beibehalten und nicht von den Elektronen im Raster auf Null vermindert wird. Geeignete Materialien, aus denen die Flüssigkeit 15 bestehen kann, sind geschmolzenes Paraffin und geschmolzener weißer Bienenwachs. Der Behälter 17 besitzt an seiner Innenseite einen leitenden Überzug, zu dem hin die Elektronen an der Oberfläche der Flüssigkeit 15 elektrostatisch angezogen werden. Infolge dieser Anziehung erzeugen sie am der Oberfläche der Flüssigkeit 15 Deformationen, deren Amplitude der Modulation des Strahls 13 entspricht. Dieser Über-

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zug, der sehr dünn ist, ist in der Fig. 1 nicht zu sehen, aber dafür im einzelnen in den anderen Figuren dargestellt.

Das optische System zur Umwandlung der Deformationen der Flüssigkeit 15 in ein sichtbares Bild ent- hält eine ausgedehnte Lichtquelle 21, die von einer Linse 23 über ein Stabgitter 25 auf der Oberfläche der Flüssigkeit 15 abgebildet wird. Wenn keine Deformationen an der Oberfläche der Flüssigkeit 15 auftreten, bildet eine andere Linse 27 die Spalte des Gitters 25 auf dem Gitter eines anderen Stabgitters 29 ab, so daß bei Abwesenheit von Deformationen kein Licht durch das Gitter 29 hindurchfällt. Alle auftretenden Deformationen rufen eine Phasendiffraktion des Lichtes hervor, so daß etwas Licht durch das Gitter 29 hindurchgeht; die Intensität des auf diese Weise hindurchgelassenen Lichtes ist eine Funktion der Deformationsamplitude. Die Oberfläche der Flüssigkeit 15 wird von einem Projektionslinsensystem 31 auf einem Schirm 33 abgebildet, der das Licht von einem Spiegel 35 aus empfängt, der es unter einem Winkel von 90° zurückwirft. Natürlich muß die ganze, in Fig. 1 dargestellte Anlage von einer Vakuumhülle eingeschlossen sein, die zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Wenn der Elektronenstrahl 13 auf der Flüssigkeit 15 aufprallt, ionisiert er möglicherweise einige Flüssigkeitsmoleküle, was zu einer Abgabe der Wasserstoffionen aus einer Anzahl Kohlenwasserstoffmoleküle führen kann, wenn die Flüssigkeit z. B. ein Kohlenwasserstoff ist. Anschließend können sich einige dieser ionisierten Moleküle vereinigen und bilden dabei einen Festkörper, so daß Klümpchen und dadurch Rauschdeformationen an, der Flüssigkeitsoberfläche entstehen, die im sichtbaren Bild leicht mit dem Auge zu erkennen sind.

In Fig. 2 ist ein Behälter 17 für die deformierbare Flüssigkeit 15 zu sehen, mit dessen Hilfe die vernetzten Moleküle aus dem Rasterbereich weggeführt und mit einer großen Masse einer nichtvernetzten Flüssigkeit außerhalb des Rasterbereiches gemischt werden. Der bereits genannte leitende Überzug auf dem Boden des Behälters 17 ist in zwei Teile 37 und 39 zerlegt, die gegeneinander durch einen U-förmigen Isolierstreifen 41 isoliert sind, dessen Breite in der Größenordnung von V₃₂ bis V₈ Zoll (0,08 bis 0,32 cm) liegt. Da der Behälter 17 gewöhnlich aus einem nichtleitenden Material, z. B. Glas besteht, kann der isolierende Streifen 41 dadurch hergestellt werden, daß der Boden des Behälters 17 mit einem durchsichtigen leitenden Überzug versehen und anschließend eine ziemlich breite U-förmige Linie in diesen Überzug eingekratzt wird. Durchsichtige leitende Überzüge sind z. B. Zinnoxyd und Kupferjodid. Da sich der Teil 37 außerhalb des Rasterbereiches befindet, der durch eine strichpunktierte Linie 42 angegeben ist, kann er lichtundurchlässig sein. Der Raster dehnt sich vorzugsweise an drei Seiten bis zum Isolierstreifen41 aus, geht aber nicht über diesen hinaus. Ein Anschluß 43 ist für den leitenden Teil 37 und ein weiterer Anschluß 45 für den Teil 39 vorgesehen, so daß ein elektrisches Feld quer zum isolierten Streifen 41 entsteht, wenn eine Gleichspannungsquelle 46 von etwa 100 V mit diesen Anschlüssen verbunden ist.

Da ein kleiner Teil des Rasters auf dem Streifen 41 verläuft, sind an der Oberfläche der Flüssigkeit 15 Elektronen innerhalb des zwischen diesen beiden leitenden Teilen 37 und 39 aufgebauten Feldes vorhanden. Wenn die Klemmen 43 und 45 in der in der Figur angegebenen Weise gepolt sind, bewirkt dieses Feld, daß sich die Elektronen an der Oberfläche in Richtung auf den Mittelpunkt des Behälters 17 und außerdem nach unten bewegen. Bei einer solchen Bewegung führen diese Elektronen die Flüssigkeit 15 in den durch Pfeile 38 angegebenen Richtungen mit sich. Infolgedessen wird die Flüssigkeit in dem Rasterbereich, die mindestens teilweise »vernetzt« ist, durch die Bewegung der Elektronen auf die Bereiche ohne Raster zu zum Strömen gebracht, in denen sich ein großer Flüssigkeitsvorrat 49 befindet. Wenn die Polung der Abschnitte 37 und 39 umgekehrt wird, entsteht eine ähnliche, wenn auch nicht so umfangreiche Flüssigkeitsströmung, da bei der angegebenen Poltmg ein Druck nach innen auf die drei Seiten des Rasterbereiches vorhanden ist, der bewirkt, daß die Flüssigkeit im Rasterbereidi eine größere Dicke erhält, wodurch stärkere Flüssigkeitsströmung ermöglicht wird.

Der Vorrat 49, der am besten im Querschnitt der Fig. 3· zu sehen ist, verläuft vollständig um den Behälter 17 herum und ist stets an den Stellen vorhanden, wo der Raster fehlt. Weil die Elektronen, die in großer Anzahl nur im Rasterbereich vorhanden sind, zum Überzug 39 hin angezogen werden, drücken sie die Flüssigkeit 15 ein, vermindern also die Dicke der Flüssigkeit unter dem Rasterbereich und hinterlassen einen herabgedrückten Abschnitt 50. Die Flüssigkeitsmenge im Bereich 50 ist im Vergleich mit der Menge im Vorratsbereich 49 unbedeutend. Wenn die »vernetzte« Flüssigkeit im Bereich 50 zum Vorrat 49 hin entfernt wird, beeinflußt sie kaum die Beschaffenheit des Vorrats 49, bis die Ansammlung der vernetzten Flüssigkeit nach vielen Betriebsstunden beträchtlich sein kann.

Wenn auch der Behälter 17 nach Fig. 2 zur Verwendung in einem Projektionsfernsehgerät mit Transmission nach Fig. 1 geeignet ist, kann er genausogut bei einem Projektionsfernsehsystem mit Reflexion Verwendung finden. Dann ist wenigstens der leitende Überzug 39 auf dem Boden des Behälters 17 vorzugsweise ein reflektierender Stoff, z. B. Aluminium, und kein durchsichtiges Material.

Wenn große Strömungsgeschwindigkeiten bei dem Gerät nach Fig. 2 ausgenützt werden, wird die Dicke der Flüssigkeit in dem Rasterbereich infolge einer ungleichmäßigen Strömung ungleichförmig, die durch das elektrische Feld bedingt ist, das sich nur über einen Teil des Rasterbereiches ausdehnt. Diese Schwierigkeit wird durch die Ausführungsform des Behälters nach Fig. 4 behoben, bei der das Feld sich über den gesamten Raster erstreckt, um eine gleichmäßige Strömung zu erzielen. Der Boden des Behälters 17 in Fig. 4 ist mit einem durchsichtigen leitenden Film 51 bedeckt, der einen ziemlich hohen spezifischen Widerstand, z.B. von etwa 25 000 bis 150000 Ohm je Flächeneinheit, besitzt und aus Zinnoxyd oder Kupferjodid hergestellt werden kann, wobei die Dicke zur Erzeugung des gewünschten spezifischen Widerstands reguliert wird. Auf dieser Schicht befindet sich ein starkleitender Streifen 53, der aus einem geeigneten Werkstoff, z. B. Silberpaste, gebildet und von einem weiteren starkleitenden Streifen 55 getrennt ist; die beiden Streifen haben entsprechende Anschlüsse 57 bzw. 59. Wenn ein Potential von einer Stromquelle 61 zwischen den Streifen 53 und 55 angelegt wird, die außerhalb des Rasterbereiches angeordnet sind, wird ein elektrisches Feld im gesamten Rasterbereich aufgebaut. Da dieses Feld auf alle Elektronen des Rasterbereiches und nicht bloß auf einige wie nach Fig. 2 wirkt, wird eine größere Gleichförmigkeit der Strömung erreicht. Die Polung der Streifen 53 und 55

kann gegenüber der dargestellten umgekehrt werden; auch dann wird noch ein entsprechender Fluß erhalten. Der Behälter 17 der Fig. 4 kann auch für ein Fernsehprojektionsgerät mit Reflexion Verwendung finden; in diesem Fall würde seine Innenseite natürlich mit einem reflektierenden Überzug bedeckt sein. Unglücklicherweise ist kein einziger Überzug bekannt, der eine Reflexion und außerdem den gewünschten spezifischen Widerstand aufweist. Man kann jedoch mehrere Überzüge anwenden, bei denen der der Oberfläche des Behälters 17 am nächsten liegende Überzug ein reflektierender, isolierter Mehrschichtenüberzug ist, auf dem ein durchsichtiger, leitender Überzug, z. B. Zinnoxyd oder Kupferjodid aufgebracht ist, das den gewünschten spezifischen Widerstand herstellt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Projektionsfernsehgerät, bei dem ein Elektronenstrahl die Oberfläche eines flüssigen Mediums deformiert und bei dem eine Einrichtung zur Bewegung des Mediums vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium dadurch in Zirkulation versetzt wird, daß ein Teil des Mediums einem in Richtung parallel zu seiner Oberfläche wirkenden elektrischen Feld ausgesetzt ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichspannung zwischen zwei leitenden Überzügen angelegt ist, die sich auf der Innenseite eines das Medium aufnehmenden Behälters befinden.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter eine Strömung einer Flüssigkeit aufrechterhalten wird, die einem Elektronenstrahl ausgesetzt ist, der über die Oberfläche der Flüssigkeit hinweg zur Bildung eines Rasters abgelenkt wird, daß der die Flüssigkeit aufnehmende Teil des Behälters eine im wesentlichen nichtleitende Innenseite aufweist, daß der eine leitende Überzug auf der Innenseite des Behälters in einem Bereich aufgebracht ist, der sich völlig außerhalb des Bereiches unter dem Raster befindet, der vom Elektronenstrahl erzeugt wird, und daß der weitere leitende Überzug auf der Innenseite des Behälters vorhanden und gegenüber dem ersten leitenden Überzug getrennt ist und einen umfangreichen Teil innerhalb des Bereiches unter dem Raster einnimmt, der vom Elektronenstrahl erzeugt wird.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder des leitenden Überzugs auf der Innenseite des Behälters parallel zu einigen Rändern des Rasters verlaufen, die über die Ränder des weiteren leitenden Überzugs hinausgehen.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter einen leitenden Streifen, der auf dem leitenden Überzug in einem Bereich außerhalb des Bereiches unter dem Raster aufgebracht ist, so daß er im wesentlichen parallel zur Kante des Rasters verläuft, und einen weiteren leitenden Überzugsstreifen enthält, der auf dem leitenden Überzug in einem Bereich außerhalb des Bereiches unter dem Raster aufgebracht ist, so daß er im wesentlichen parallel zu einer Kante verläuft, die der einen Kante entgegengesetzt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 238 287.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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