DE2550866B2

DE2550866B2 - Fernsehbildprojektionsanordnung

Info

Publication number: DE2550866B2
Application number: DE19752550866
Authority: DE
Inventors: Keisuke Katano Yukumoto Toshitaka Ibaragi Miyoshi, (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1974-11-14
Filing date: 1975-11-12
Publication date: 1978-02-09
Also published as: CA1040699A; DE2550866C3; GB1523339A; US4032968A; DE2550866A1

Description

60

Die Erfindung betrifft eine Fernsehbildprojektionsanordnung mit mindestens einer Elektronenstrahlkanone und mehreren Leuchtschirmen, die in einer einzigen Röhre untergebracht sind, und einer Schmidtchen Optik, die mindestens einen sphärischen Spiegel zur Projektion der auf den Leuchtschirmen erscheinenden Fernsehbilder auf einem Projektionsschirm aufweist.

Es sind viele Arten von Farbfernsehbildprojektionsanordnungen bekannt. So kann einmal das Bild von einer Farbbildröhre unmittelbar projiziert werden, in der wie gewöhnlich drei Elektronenstrahlkanonen, eine Maske und ein einziger Leuchtschirm vorgesehen sind (beispielsweise DT-AS 10 18 096). Die Optik für die Projektion liegt dabei außerhalb der Farbbildröhre. Die Farbstabilität des projizierten Bildes ist, da das am Bildröhrenschirm erzeugte mehrfarbige Bild unmittelbar projiziert wird, ebenso hoch wie die bei unmittelbarer Betrachtung, so daß also ein sehr stabiles Farbbild erreicht wird. Jedoch ist wegen der Umschaltung der drei Primärfarben am Leuchtschirm der Bildröhre das Auflösungsvermögen des Bildes an sich niedrig, so daß Farbpunkte oder Streifern sichtbar werden, wenn das Bild vergrößert projiziert wird, was zu einer schlechten Bildqualität führt. Außerdem ist der Durchtritt der Elektronenstrahlen durch die Maske relativ niedrig, nämlich in der Größenordnung von 15 bis 20%, so daß der größte Teil der an die Bildröhre angelegten Hochspannungsleistung sich nicht am Leuchtschirm umsetzt, sondern an der Maske selbst. Wird dann zur Erhöhung der Bildhelligkeit am Leuchtschirm die Hochspannungsleistung erhöht, so erhöht sich auch proportional der Leistungsverbrauch an der Maske, was zu einer Wölbung führt und sich damit nachteilig auf die Bildqualität auswirkt. Entsprechend der niedrigen Helligkeit am Leuchtschirm weist auch das projizierte Bild eine geringe Helligkeit auf.

Mit einem metallisierten Kunststoffreflektor als Projektionsschirm (beispielsweise Funkschau 1972, Heft 16, S. 1664) kann zwar eine Bildhelligkeit erreicht werden, die die Betrachtung des Bildes ohne wesentliche Schwierigkeiten im dunklen Raum ermöglicht, wobei jedoch der Nutz- oder Sichtbereich begrenzt ist.

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

Bei einer anderen Art von Projektionsanordnungen sind drei voneinander getrennte Bildröhren mit jeweils einer Elektronenstrahlkanone und einem Leuchtschirm zur Erzeugung von drei Primärfarbbildern vorgesehen, die durch eine optische Einrichtung auf einen gemeinsamen Projektionsschirm geworfen und dort zu einem normalen Farbbild vereinigt werden (beispielsweise DT-AS 10 56 855). Dieses System ist zwar etwas kompliziert im Aufbau, jedoch kann in den einzelnen Bildröhren der Farbumschaltteil bzw. die Maske entfallen, so daß ein Bild von sehr hoher Auflösung erzeugt werden kann. Da außerdem der Elektronenstrahl nicht durch die Maske abgefangen wird, kann der Leuchtschirm mit sehr hohem Wirkungsgrad betrieben werden, so daß Primärfarbbilder mit hoher Helligkeit erzeugt werden. Im Vergleich zu der oben beschriebenen Anordnung kann also ein Bild von wesentlich höherer Helligkeit und Auflösung projiziert werden.

Jedoch sind bei dieser Anordnung die Ablenkspulen für die einzelnen Bildröhren voneinander getrennt, so daß auf Grund einer Änderung der Umgebungstemperatur die Ablenkkonstante ungleichförmig variiert und Farbstörungen auftreten können, da sich die Amplitudenlinearitäten für die einzelnen Primärfarben unterschiedlich ändern. Es ist sehr schwierig, derartige Farbstörungen vollkommen zu vermeiden.

Schließlich ist eine Farbfernsehbildprojektionsanordnung der eingangs genannten Art (DT-AS 8 12 684) bekannt, bei der eine einzige Elektronenstrahlkanone

mehrere in der gleichen Röhre untergebrachte Leuchtschirme zur Erzeugung mehrerer Primärfarbbilder abtastet. Die Primärfarbbilder liegen dabei jeweils spiegelsymmetrisch zueinander, damit Fehler bei der Überlagerung der Bilder, was mit Hilfe eines kaleidoskopischen Systems geschieht, ausgeglichen werden.

Die Verwendung einer einzigen Elektronenstrahlkanone bedingt jedoch eine relativ komplizierte Abtastung der einzelnen Leuchtschirme, insbesondere dann, wenn auch eine Schwarz-Weiß-Wiedergabe möglich sein soll, und im Hinblick auf einen Ausgleich der nicht zur gemeinsamen Mitte der Leuchtschirme symmetrischen Ablenkströme bzw. Ablenkspannungen. Ferner ist die Bildhelligkeit bzw. der Kontrast entsprechend der Anzahl der erzeugten Primärfarbeneinzelbilder im Vergleich zu einer getrennten Anordnung von Bildröhren auf Grund der kürzeren Abtastperiode, die für den einzelnen Leuchtschirm verbleibt, geringer.

Allen oben beschriebenen Anordnungen ist gemeinsam, daß die Projektionsoptik außerhalb uer Bildröhre liegt. Bei der zuletzt beschriebenen Anordnung, die gegenüber den anderen Anordnungen auf Grund der dicht nebeneinanderliegenden einzelnen Leuchtschirme zur Erzeugung der Primärfarbbilder große Vorteile aufweist, läßt es sich grundsätzlich nicht vermeiden, das kaleidoskopische System außerhalb der Röhre zu legen. Gleichgültig ob, wie dort vorgeschlagen, ein sphärischer Spiegel oder eine Linse bei der Projektion verwendet werden, in jedem Fall müssen unmittelbar vor dem Projektionsschirm die verhältnismäßig großen Spiegel des kaleidoskopischen Systems angeordnet werden, die eine Betrachtung des projizierten Bildes auf derselben Seite wie die Projektionsanordnung verhindern. Das projizierte Bild kann also nur im Durchlicht von der anderen Seite her betrachtet werden, so daß die übliche Anordnung mit dem Projektionsschirm vor einer Wand und der Projektionseinrichtung in der Mitte des Raumes nicht möglich ist.

Außerdem ist diese Projektionsanordnung wie auch die anderen bekannten Projektionsanordnungen voluminös und in der Aufstellung umständlich, zumal zumindest bei der letztgenannten Anordnung die Optik jedesmal neu justiert werden muß.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine leicht handzuhabende und kompakte Farbfernsehbildprojektionsanordnung zu schaffen, bei der unter Anwendung des üblichen Abtastverfahrens eine hohe Auflösung und Bildhelligkeit erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einer eingangs genannten Anordnung dadurch gelöst, daß jedem Leuchtschirm ein sphärischer Spiegel innerhalb der Röhre zugeordnet ist.

Damit ist eine Farbfernsehbildprojektionsanordnung geschaffen, die trotz einzelner Leuchtschirme für die Darstellung der Primärfarbbilder zur Erzielung einer hohen Auflösung und einer hohen Bildhelligkeit leicht handzuhaben und kompakt ist. Es ist ohne weiteres möglich, das mit Hilfe der einzelnen sphärischen Spiegel innerhalb der Röhre projizierte Bi!d von der Seite her zu betrachten, auf der die Projektionsanordnung angeordnet ist, also im Auflicht. Die Anordnung des Projektionsschirms unmittelbar vor einer Wand kann also ohne weiteres vorgenommen werden. Die gerade für einen Laien nicht einfache Justierung des optischen Systems entfällt gänzlich.

Gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung werden drei Leuchtschirme mit drei sphärischen Spiegeln zur Erzeugung von drei Primärfarbbildern vorgesehen, wobei drei von einer gemeinsamen Ablenkeinrichtung angesteuerte Eiektronenstrahlkano nen vorgesehen sind. Vorzugsweise überlappen sich benachbarte sphärische Spiegel teilweise, wobei dieüberlappten Teile entfernt oder Abschirmplatten an diesen Stellen vorgesehen werden, so daß eine örtliche Helligkeitsänderung des projizierten Bildes vermindert und der Abstand der Spiegel zueinander reduziert werden kann. Die Spiegel können in einem Dreieck angeordnet werden, jedoch ermöglicht eine Anordnung ίο in einer Linie, daß der Bereich, innerhalb dessen eine gute Farbbalance sichergestellt ist, erweitert ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen bedeutet
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 Keys tone-Verzerrung,

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

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

F i g. 5 die Ansicht einer bekannten Projektionsanordnung mit drei Primärfarben, die sich von der Anordnung nach F i g. 2 unterscheidet,

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

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

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

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

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

Fig. 13 eine grafsche Darstellung der Projektionsfehler der Strahlen gemäß F i g. 12,

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

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

F i g. 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,

F i g. 2OA und 2OB 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 der die Mehrzahl von Projektoren nach F i g. 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 Fernsehbildes auf Grund von Änderungen der Beschleunigungs-Hochspannung,

Fig.24 eine Querschnius-Teilansicht einer in einem Kabinett eingeschlossenen Projektionsanordnung gemaß der Erfindung.

F i g. 1 zeigt eine bekannte Projektionsanordnung, durch die ein Bild von einer Kathodenstrahl-Farbbildröhre 1 mit Hilfe eines optischen Systems 2 auf einem Schirm 3 projiziert wird. Eine andere bekannte Anordnung gemäß F i g. 2 umfaßt drei Projektoren. Bei der üblichsten Anordnung dieser Art umfassen Projektoren 4/?, 4G und 4ß für die Projektoren auf einen Projektionsschirm 5 jeweils eine monochromatische Bildröhre 6 (F i g. 3), ein optisches Schmidt-System 7 und eine 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 erheblich 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 F i g. 2 ergibt sich eine äußerst hohe Wirksamkeit. Die Anordnungen mit Projektoren für die drei Primärfarben können allgemein in zwei Gruppen eingeteilt werden, von denen die eine der Anordnung 4η nach F i g. 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 18/?, 18ßdazu verwendet werden, die Bilder mit übereinstimmender optischer Achse zu projizieren. Bei dem die dichroitischen Spiegel 18/? und 185 zu verwendenden Systemen nach F i g. 5 kann wegen Überstrahlungen der Spiegel 18/? und 18ß der Kontrast des projizierten Bildes vermindert sein oder eine Farbschattung auf Grund eines Unterschieds im Reflexionsindex durch den unterschiedlichen Einfallswinkel auftreten, was sich nachteilig auf die Bildqualität auswirkt. Außerdem haben dichroitische Spiegel den Nachteil, teuer und feuchtigkeitsempfindlich zu sein. Aus diesem Grund werden die dichroitischen Spiegel nicht allgemein benutzt, sondern bei der Projektion der drei Primärfarben wird allgemein die Anordnung nach F i g. 2 verwendet.

Hei dieser Anordnung ergibt sich jedoch das Problem, daß wegen der beschriebenen Trennung der Ablenkspu- ho lon der jeweiligen Projektoren 4/?, 46' und 4ß die Änderungen der Ablcnkkonslanlcn auf Grund der Änderung der Umgebungstemperatur nicht gleichmäßig sind, so daß sich wegen der unterschiedlichen Änderung der Ampliiudctilincaritiil für Rot, Grün und h^r> liliiii l'arbstöriingeii ergeben.

Ils sui für die Projektionsanordnung nach l·'i g. 2, bei tliT ί-iiR· verhälinismüßin hohe Helligkeit erzieh wird.

eine bestimmte zu erhaltende Helligkeit betrachtet. D< die Anordnung so klein wie möglich konstruiert seir soll, ist der Leuchtstoffschirm vorzugsweise klein, seine Größe muß jedoch auf Grund der Beschränkung durch den Strahlpunkt und die Auflösungskraft bei dei Vergrößerung des projizieren Bilds in der Größenord nung von 7,6 cm (3") liegen. Wird als optisches Systerr ein optisches Schmidt-System verwendet, das eine hoh( Nutzrate aufweist, dann sollte der Durchmesser de; sphärischen Spiegels mindestens 2mal so groß wie dei Leuchtschirm sein, also in der Größenordnung vor 15 cm. Wird angenommen, daß für häusliche Unterhai tungszwecke der Projektionsschirm 127 cm (50") mißt so beträgt der Projektionsabstand 1,5 bis 2 m unte Berücksichtigung der Bildgröße und der Raumgrößi und unter der Annahme, daß Bildröhren verwende werden, die bei Luftkühlung ihrer Bildschirme ein« Gesamthelligkeit für Rot, Grün und Blau von 7000 ft-L erwarten lassen. In diesem Fall kann die Helligkeit de; auf den Schirm projizierten Bilds durch die folgend! Gleichung angegeben werden:

^Bs = Vm ' Hl " χ

D²

~ ¹Im ' ¹Il '

4(M-I)²/² D²

4d²

B₀,

wobei B₅ = Helligkeit (Leuchtdichte) des projizierter Bilds am Projektionsschirm, S₀ = Helligkeit an Leuchtschirm der Bildröhre, ηκι = Reflexionsindex de: Spiegels, r\i. — Transmissionsindex der Korrekturplatte D = Durchmesser der Korrekturplatte, M = Vergrößerungsfaktor, f = Brennweite und d = Projektionsabstand.

Unter der Annahme, daß η_Μ = 80%, t\_L = 90%, D = 15 cm, so ergibt sich aus der obigen Gleichung, daß ß, « 7 ft-L.

Die Leuchtdichte einer üblicherweise verwendetet Bildröhre für direkte Betrachtung beträgt im hellen Fek etwa 200 ft-L. Um eine Betrachtung des Projektions Farbfernsehens in einem hellen Raum mit der gleichet Helligkeit wie bei einem Fernsehgerät für unmittelbar! Betrachtung zu ermöglichen, muß der Projektions schirm erheblich richtungsbestimmend seine und eini Verstärkung von etwa 20 bis 30 aufweisen.

Beträgt die Größe des sphärischen Spiegels etwa Ii cm und der Projektionsabstand zwei Meter und werdei Rot, Grün und Blau mit den getrennten Projektoren 4Λ 4G und 4ß gemäß Fig. 2 projiziert, so beträgt eil Winkel Θ (Fig. 2) zwischen den optischen Achsen de: mittleren Projektors 46" und der benachbarten Projek toren 4R und 40 etwa 4,5 bis 5,0°, selbst wenn di< Projektoren 4/?, 4G und 4ß sehr nahe beieinandci angeordnet sind. Wird das Bild aus diesen verschiede nen Winkeln auf den erheblich richtungsreflcktierendei und eine Verstärkung von 20 bis 30 aufweisender Projektionsschirm 5 geworfen, so stimmen die Haupt achsen des reflektierten Lichts für Rot, Grün und Blai nicht überein, so daß sich die Farbbalancc mit dem Or des Betrachters ändert, was für das Farbfernsehbild Projektionssystem eine unerwünschte Erscheinung ist.

Zum leichteren Verständnis der Beziehung zwischei dem einfallenden Winkel und der Richtungseigcnschaf des Projektionsschirms sei ein spezielles Bcispie erläutert. Der Schirm 5 sei ein im Handel erhältliche Aluniiniumfolienschirm, dessen horizontaler Streuwin

kel etwa 20° und dessen vertikaler Streuwinkel etwa 9° beträgt und dessen Verstärkung im Bereich von 15 liegt. Bei einer Anordnung der Projektoren 4/?, 4G und 4ß nach Fig. 2A und einer Projektion der Bilder auf den Schirm 5 mit dem Winkel 0 = 5° ändern sich die Helligkeitsverhältnisse für Rot, Grün und Blau bei einer Betrachtung der Mitte des Schirms 5 aus einer Stellung in einem Winkel φ in bezug zur Schirmachse, die mit der optischen Achse des Grün-Projektors 4G übereinstimmt, erheblich mit der Größe von ψ. Die hier beschriebenen Helligkeits-Verhältnisse sind für die Leuchtschirme für Rot, Grün und Blau genommen, weiche sich gemäß dem Entwurf der Anordnung in Weißbalance befinden, wenn das Verhältnis Rot :Grün : Blau 15,6 : 100 : 12,3 auf der Schirmachse beträgt. Werden andere Leuchtstoffe verwendet, so weichen die Helligkeiten für die betreffenden Farben bei φ = 0° mehr oder weniger, wenn auch nicht wesentlich ab. Wird 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 Θ 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 Weißbalancestörungen betrachtet werden kann, in einem Winkel von φ = ± 5° od. dgl., 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 F i g. 6 dargestellt ist. Da jedoch die Erniedrigung der Richtungseigenschaft 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.

Bei der Anordnung nach F i g. 2 ist es jedoch vom Standpunkt der Helligkeit und der Auflösung schwierig, die Projektoren 4/?, 4G und 4ß zu miniaturisieren, und es ist nachteilig, den Projektionsabstand ohne Änderung der Größe des Projektionsschirms 5 und der Größen der Projektoren 4/?, 4G und 4ß zu ändern, da die Lichtausnützungsrate reduziert wird.

Wie dargelegt, ist es bei der Anordnung der Projektoren nach F i g. 2 sehr wirksam, die Konstruktion nach F i g. 4 für die Projektoren 4/?, 4G und 4ß 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.

F i g. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Bei deren Beschreibung bezeichnen die den Bezugszahlen folgenden Buchstaben R, G und B die entsprechenden Teile Rot, Grün und Blau. Elcktronenquellen 19/?, 19G und 19ß können parallel zur Mittelachse einer Kathodenstrahl-Bildröhrc oder geneigt gegen die Auffangflächen angeordnet sein. Magnetpole odei Elektroden 20R, 20G, 20Ö, 21/?, 21G und 21B diener dazu, die Teilbilder auf Leuchtschirmen 22/?, 22G unc 22S zu versetzen, um drei Bilder auf dem Projektions schirm übereinander zu bringen und die Keystone-Ver zerrung zu korrigieren, die durch die in einem Winke auf die Leuchtschirme 22/?, 22G und 22ß gerichteter Elektronenstrahlen bewirkt wird, sowie eine während der Projektion bewirkte Keystone-Verzerrung. Eine

in gemeinsame Ablenkeinrichtung 23 lenkt die Strahlen füt die verschiedenen Farben ab, und sphärische reflektierende Spiegel 24/?, 24G und 24ß eines projizierenden optischen Schmidt-Systems für die jeweiligen Farben sind hinter den Leuchtschirmen 22/?, 22G und 22ß der jeweiligen Farben angeordnet. Weiterhin sind eine Schmidt-Korrekturlinse 25, eine Abschirmplatte 26 zum Verhindern des Auftreffens von Licht von der Leuchtschirmen 22/?, 22G und 22ß auf die anderen sphärischen Spiegel 24/?, 24G und 24ß, Arme 27/?, 27C und 27ßzum Tragen der Leuchtschirme und ein äußeres Rohr 28 zum Anordnen und Festlegen der Leuchtschirme 22/?, 22G und 22ß in Übereinstimmung mit den sphärischen Spiegeln 24/?, 24G und 24ß vorhanden.
Bei dieser Anordnung bilden die Elektronenquelle 19/?, die Magnetpole oder Elektroden 20/?, 21/?, der auffangende Leuchtschirm 22/? und der sphärische Spiegel 24/? ein Rot-Projektionssystem, die Elektronenquelle 19G, die Magnetpole oder Elektroden 20G, 21G₁ der auffangende Leuchtschirm 22G und der sphärische Spiegel 24G ein Grün-Projektionssystem und die Elektronenquelle 19ß, die Magnetpole der Elektroden 20B, 21 ß, der auffangende Leuchtschirm 22ß und der Hohlspiegel 24ß 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 24/?, 24G und 24£ der benachbarten Projektionssysteme teilweise überlappen, so werden die in Fig. 7B durch Kreuzschraffur gekennzeichneten überlappten Teile der Spiegel 24/?, 24Gund 24ßan den überlappten Enden weggenommen und die Abschirmplatten 26 an den Grenzlinien eingesetzt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind, da alle drei Projektionssysteme in einer einzigen Röhre 29 eingeschlossen sind und die Strahlen von einer gemeinsamen Ablenkeinrichtung 23 abgelenkt werden, die Änderungen der Konstanten der Ablenkspule auf Grund von

Änderungen in Gegebenheiten wie etwa Temperaturänderungen für alle drei Primärfarben, nämlich Rot, Grün und Blau gleich. Die Stabilität gegen Farbstörungen ist also im Vergleich zum System nach F i g. 4, bei dem drei einfarbige Projektionsröhren verwendet werden, erheblieh höher. Es kann also der Vorteil der hohen Stabilität gegen Farbstörungen der direkten Projektion von der Farbbildröhre nach F i g. 1 mit dem Vorteil der großen Helligkeit und des hohen Auflösungsvermögens der Projektion der drei Primärfarben gemäß F i g. 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

h5 neigen.

Die Röhre 29 muß nicht gemäß der Darstellung nach Fig. 7 im Querschnitt kreisförmig sein, sondern kann auch dreieckig sein, was eine bessere Anglcichung an

den von den drei miteinander verbundenen sphärischen Spiegeln 24/?, 24G und 24ßgebildeten Umriß darstellt.

Die drei optischen Systeme sind gemäß Fig.4 in Dreieck- oder 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 ι ο gewählt, so daß die Projektionssysteme in naher Beziehung stehen und bewirkt wird, daß sich die sphärischen Spiegel 24/?, 24ß 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 24/?, 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 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 auf Grund der Dreiprimärfarbensynthese wird erheblich vom Grün beeinflußt, für das die höchste Sehempfindlichkeit besteht. Solange also die Fokussierung des grünen Bilds so 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 Grün-Elek- j^r> tronenquelle 3OC, 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 dichromatische Projektionssystem umfaßt eine Rot-Blau-Elektronenquelle 30RB, Korrektur-Elektroden 31 RB, 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 Abschirmplatle 39 und ein Röhrenkolben 40 vervollständigen die Anordnung. Auf diese Weise wird die Farbbildprojektion gemäß Fig.8 mit zwei Projektionskanälen durchge- v, führt. Wird in diesem Fall jedoch ein Farbumschaltaufbau wie eine Schattenmaske oder ein Öffnungsgitter wie allgemein in unmittelbar betrachteten Farbbildröhren verwendet, so hindert dies das von der Stirnfläche des Leuchtschirms 33RB emittierte Licht daran, zum ω sphärischen Spiegel 34RBhindurchzutreten. Aus diesem Grund kann er hier nicht verwendet werden. Es wird also ein anderer Aufbau verwendet, bei dem ein einziger Elektronenstrahl die Farbe umschaltet und doch das von der Stirnfläche des Leuchtschirms 33RBemittierte Licht ho 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 Nutzbereich kann erweitert werden, selbst wenn ein erheblich richtungsgebender Schirm wie in den vorherbeschriebenen Alisführungsformen verwendet wird.

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, Grün 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, 43/? und 43ß zum Emittieren der drei Primärfarben beschichtet, nämlich Rot, Grün und Blau, und auf den jeweiligen Leuchtschichten 43/?, 43G und 43ß wird von einer gemeinsamen Ablenkeinrichtung 44 ein Teilbild abgetastet, worauf das resultierende Bild über Linsensysteme 45/?, 45G und 45ß für die jeweiligen Farben projiziert wird. Mit dieser beschriebenen Anordnung kann ein gleicher Effekt erzielt werden. Wiederum kann in diesem Fall die Anordnung der Leuchtschichten 43/?, 43G und 43Sund die Anordnung der Elektronenquellen 46/?, 46G und 46ß 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 Richten 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 Kennlinienänderung 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 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 24/?, 24G und 24B, die den kürzeren Seiten der Leuchtschirme 22/?, 22G und 22ß gegenüberliegen, weitgehend entfernt, während Teile B, die den längeren Seiten der Leuchtschirme gegenüberliegen, nur in kleinem Bereich entfernt sind, so daß, von vorn gesehen, eine allgemein rechteckige Form bestimmt wird. Die sphärischen Spiegel 24/?, 24G und 24ß der einander benachbarten Projektionssysteme sind Seite an Seite

angeordnet, wobei die entfernten Ränder die Grenzen zwischen ihnen darstellen und die Abschirmplatten 26 an diesen Grenzen angeordnet sind. Alternativ können die Teile B der sphärischen Spiegel 24/?, 24G und 24ß, die den längeren Seiten der Leuchtschirme 22/?, 22G und 22ßgegenüberliegen, auch unentfernt bleiben.

Das Wegnehmen der den kürzeren Seiten der Leuchtschirme 22/?, 22C und 22ß gegenüberliegenden Teile A der sphärischen Spiegel 24/?, 24G und 24ß ist sehr vorteilhaft im Hinblick auf die Verbesserung der Qualität des projizierten Bilds. Dies wird nun unter Bezugnahme auf die F i g. 12 und 13 erläutert.

Fig. 12 zeigt die Strahlenwege für einen Lichtstrahl /i, der von einem Punkt P\ auf einer Projektionsachse /₀ an der Frontseite des Leuchtschirms 22 emittiert worden ist, und von Lichtstrahlen h, h und /4, die von Punkten P₂, Pj 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, um so weiter versetzt, je weiter der Punkt der Lichtemission von der Projektionsachse /0 entfernt ist. Fig. 13 zeigt eine graphische Darstellung, deren Ordinate die Abweichung der von den Punkten P\ bis P₄ emittierten Lichtstrahlen von einem idealen Brennpunkt auf dem Projektionsschirm angibt und deren Abszisse den Abstand d von der Achse /₀ beim Durchtritt der Lichtstrahlen durch die Korrekturlinse 25 angibt. Die rechte Hälfte der Fig. 13 zeigt die von einer unteren Hälfte des sphärischen Spiegels 24 in F i g. 12 reflektierten Lichtstrahlen und die linke Hälfte die τοπ einer oberen Hälfte reflektierten Lichtstrahlen. Der gestrichelte Bereich in der rechten Hälfte der Darstellung zeigt einen Bereich, in dem kein reflektiertes Licht in r> einem üblichen optischen Schmidt-System wegen der Größenbegrenzung des sphärischen Spiegels 24 existiert. Es zeigt sich, daß die von den von der Mitte des Leuchtschirms 22 abweichenden Punkten emittierten Lichtstrahlen den Flächen zugeordnet sind, in denen 4« Projektionsfehler auftreten, und diese Projektionsfehler nehmen zu, je weiter der Emissionspunkt vom Punkt P₁, 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, um so mehr weicht die Fokussierung des projizierten Bilds vom ordnungsgemäßen Wert ab und um so 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 v-, 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 t>o 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 μ erheblichen Projektionsfehler aufweisen würde; das Problem der Fokusabweichung an den Randteilen des projizierten Bilds kann also gelöst werden.

Außerdem sind bei der Anordnung nach Fig. 10 diejenigen Teile der sphärischen Spiegel 24/?, 24C und 24ß, die einander überlappen, wenn die drei Projektionssysteme nahe beieinander angeordnet sind, entfernt, so daß die Projektionssysteme so zusammengestellt sind, daß sie eine analoge Anordnung der Leuchtschirme 22/?, 22G und 22ß und der sphärischen Spiegel 24/?, 24G und 24ß haben.

Durch dieses analoge Entfernen der Teile der sphärischen Spiegel 24/?, 24G und 24ß und die Anordnung der Leuchtschirme 22/?, 22G und 22ß, so daß die analoge Kontur der projizierenden Stirnseite sichergestellt ist, ist die Erniedrigung der örtlichen Helligkeit der projizierten Bilder für die drei Primärfarben Rot, Grün und Blau gleich, so daß die Erscheinung örtlicher Farbstörunge 11 im projizierten Bild, nämlich von Farbschattungen, vermieden werden kann. Da außerdem die drei reflektierenden Spiegel 24/?, 24G und 24ß teilweise entfernt sein können, können die optischen Achsen der drei Projektionssysteme im Vergleich zum System nach F i g. 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 F i g. 7 und 8 entsprechenden 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 24/?, 24G und 24ß 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 also die teilweise Reduzierung der Spiegel 24/?, 24G und 24ß ein erhebliches Ausmaß annehmen kann, ohne daß das Auftreten von Farbschattierungen beachtet werden müßte, und die optischen Achsen der drei Projektionssysteme können im Vergleich zur Anordnung nach F i g. 2 erheblich näher zusammenrükken.

Als Vergleich der Projektionswinke] der Anordnungen nach F i g. 2 und nach F i g. 14 und 15 sei angegeben, daß der Winkel Θ nach F i g. 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 Winkel φ in bezug zur Schirmachse bei der Anordnung nach Fig. 2 ± 5° überschreitet, während der Winkel <p, 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 g> zur Schirmachse und deren Ordinate das Heüigkeitsverhältnis für die drei Primärfarben Rot, 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 Projektionsanordnung nach den Fig. 14 und 15 verwendet wird.

Sind bei der beschriebenen Projektionsanordnung alle Projektionssysteme in einer Reihe entlang der Richtung der Leuchtschirme 22/?. 22(7 und 22ß angeordnet (Fig. 14 und 15) und sind die sphärischen Spiegel 24/?, 24G und 240, bei denen die den kürzeren Seiten der Leuchtschirme 22/?,22Cund 22ßgegenüberliegenden 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 Betrachter mit Sicherheit dieselbe Farbbalance fühlen läßt, von welcher Stellung entlang der Vertikalrichtung er auch das Bild betrachtet. Dies ist 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 od. dgl. 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 durch die Bewegung der vertikalen BetrachtuRgsposition. 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.

Beim System nach Fig. 14 ist die Anordnung der Elektronenquellen zu betrachten; die Elektronenquellen 19/?, 19Gund 19ßsindin einer Reihe rechtwinklig zur in einer Reihe befindlichen Anordnung der Leuchtschirme 22/?, 22C und 22ßund der sphärischen Spiegel 24/?, 24C und 24ß angeordnet. Dies erlaubt 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 22/?, 22G und 22ß und der sphärischen Spiegel 24/?, 24Gund 24ß liegen. Bei den Anordnungen nach den Fig. 14 und 15 sind die Abstände der Eiektronenquellen und die Abstände ,'.wischen den Elektronenquellen und der Röhre 29 gleich groß dargestellt.

Bei den beschriebenen Beispielen wurde eine spezielle Form der sphärischen Spiegel 24/?, 24G und 24ß 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 Aiisführunesformen ist und sich dadurch auszeichnet.

daß die Leuchtschirme 22/?. 22G und 22ß und die sphärischen Spiegel 24/?. 24G und 24ß so angeordne sind, daß die Projektionsachsen für das Rot-, das Grün und das Blau-Projektionssysiem zueinander paralle sind.

Da alle Projektionsachsen von den drei auf den Schirm 5 projizierenden Projektionssystemen paralle liegen, wenn die Stellungen des Fernsehbilds auf den jeweiligen Leuchtschirmen 22/?, 22G und 22ß aufeinan der ausgerichtet sind, sind die Fernsehbilder auf dem Schirm 5 frei von der Keystone-Verzerrung auf Grunc der Projektion, wie es aus einer Prinzipdarstellung nach Fig. 19B ersichtlich ist, sie sind jedoch gegeneinandei parallel versetzt, so daß trotzdem eine Farbstörung au Grund der örtlichen Versetzung existiert. Es wird in diesem Fall angenommen, daß die Fernsehbilder auf der Leuchtschirmen 22/?, 22G und 22ß so korrigiert sind daß sie untereinander ein vollständig gleiches Muster aufweisen.

Unter diesen Bedingungen können durch eine parallele Gleichspannungsverschiebung der Stellungen der Fernsehbilder auf den Leuchtschirmen 22/?, 22G und 22ß 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 auf Grund 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 Parallelverschiebung der Orte der Fernsehbilder beträgt auf der Fläche des Projektionsschirms 5 gemäß Fig. 19B d, also eine Weite gleich dem Abstand zwischen den projizierenden optischen Systemen, wie sich aus der Zeichnung ergibt. Die zum Verschieben des Bilds um dauf dem Projektionsschirm 5 erforderliche Verschiebungsweite auf den Leuchtschirmen 22/?, 22G bzw. 22ß beträgt DIM, wobei M ein Vergrößerungsfaktor ist. Beträgt beispielsweise der Abstand zwischen den optischen Systemen 20 cm und ist der Vergrößerungsfaktor 30, dann ist DIM = 0,7 cm und die auf den Leuchtschirmen 22/?, 22G und 22B geforderte Verschiebungsweite kann die Hälfte dieser Weite, also 3,5 mm betragen. Werden also die Leuchtschirme 22/?, 22G und 22ß geringfügig größer entworfen, so ist es allein durch ein elektrisches Gleichspannungsfeld oder ein magnetisches Gleichfeld durch Korrekturmittel wie die korrigierenden Magnetpole oder Elektroden 20/?, 2OG, 20ß, 21/?, 21G und 21ß 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 Projektionssystemen für die jeweiligen Farben durch die gemeinsame Ablenkeinrichtung abgelenkt werden, betrifft die Änderung der Konstanten der Ablenkspule od. dgl. auf Grund einer Temperaturänderung od. dgl. gleichzeitig die Projektionssysteme für Rot, Grün und Blau in gleicher Weise, so daß die Stabilität gegen Farbstöruneen wesentlich höher ist als beim System

nach Fig.4, bei dem drei Einfarben-Projektionsröhren getrennt benutzt werden, und die Stabilität gegen Farbstörungen kann der bei einer Direktbetrachtungs-Farbröhrenprojektion gemäß Fig. 1 angenähert werden.

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 19/?, 19G und 19ß so angeordnet, daß bei Beendigung der elektromagnetischen Ablenkung, 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 20/?, 2OC, 20ß, 21R, 21G und 21B umfassende Ablenkeinrichtung bewirkt wird, also beispielsweise eine Ablenkung ähnlich einer Konvergenzkorrektur, alle Elektronenstrahlen auf die Leuchtschirme 22/?, 22G und 22ß der jeweiligen Projektionssysteme auftreffen. Jn diesem Fall treffen zweckmäßigerweise die Elektronenstrahlen an gleichen Stellen auf, beispielsweise an den Mittelpunkten der Leuchtschirme 22/?, 22G und 22Ä 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 auf Grund der Änderung der Ablenk-"harakteristik auf Grund von Änderungen des Ablenkstroms 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 19/?, 19G, 19ß,30/?B,30Gder Projektionsanordnung so angeordnet und ausgerichtet, daß bei 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 oder Elektroden 20/?, 2OG, 20B, 21/?, 21G und 21B bewirkt wird, beispielsweise eine Ablenkung entsprechend einer Konvergen~korrektur, alle die Elektronenstrahlen an Positionen auftreffen, die um den gleichen Abstand von den Leuchtschirmen 22/?, 22G und 22ßder Projektionsanordnung versetzt sind, beispielsweise auf in der Zeichnung dargestellte Positionen X oder V. Da bei dieser Ausführung die elektromagnetische Ablenkung gleichzeitig das Einfangen der Ionen übernimmt, kann das Ionen-Einbrennen der Leuchtschirme 22/?, 22G und 22S ohne besondere lonenfallen verhindert werden. Das von äußerem Strom erzeugte magnetische oder elektrische Feld wird an eine oder beide der Elektroden oder Magnetpole 20/?, 20G, 20ß, 21/?, 21G und 21B angelegt, um die Orientierungen der Elektronenstrahlen so zu korrigieren, daß sie auf die Leuchtschirme 22/?, 22G und 22S auftreffen. Als Hilfsmittel, um dies durchzuführen, dienen, wenn 20/?, 2OG, 21/?, 21G und 21B Magnetpole sind, beispielsweise erregende Spulen r, g, b um die Magnetpole, und es werden Gleichströme eingespeist, die die Korrektur durch 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 Projektionssystem': 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 Umgebungsbedingungen wie etwa der Temperatur und die Änderun» in der Speisespannung gleich

ίο 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

is also keine Farbstörungen auf, sondern es wird auf diese Art eine sehr hohe Farbstabilität sichergestellt.

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 Beschleunigungshochspannung zu beseitigen. Eine Ausführungsform hierzu ist in Fig.23 dargestellt, gemäß der in einer Hochspannungs-Erzeugerschaltung mit einer Sekundärwicklung eines Rücklauftransformators 47 zum Erzeugen der Beschleunigungshochspannung und daran angeschlossenen Dioden 48 und 49 zum

jo 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 Beziehung gegeben sein:

ι ~ U Ve_h\

► also H/E_h

Wobei H= korrigierendes Magnetfeld, Ea = Beschleunigungshochspannung und /= Strom durch die elektromagnetischen Spulen r, b und g, die das Magnetfeld h erzeugen. Wird als das Erfordernis W~j/EhOder /~l/EJ,erfül!t, so kann /auf einem festen Wert gehalten werden unabhängig von einer Änderung der Hochspanbo nung. Wird also das elektromagnetische Feld H vom Strom erzeugt, dessen Höhe proportional der Quadratwurzel der Höhe der Hochspannung ist, durch eine Schaltung gemäß Fig.23, und werden die Elektronenstrahlen durch dieses elektromagnetische Feld h b5 verschoben, so tritt keine Änderung der Stellung dei Elektronenstrahlen durch die Änderung der Hochspannung auf. Die Steuerschaltung kann auf vielfältige Weise gestaltet sein.

709 586/42

Die Anordnung ist so, daß, wenn alle elektromagnetischen Ablenkungen aufgrund der äußeren Ströme beendet werden, die Elektronenstrahlen an Stellen außerhalb der Leuchtschirme 22/?, 22£" und 22S auftreffen. Die Abstände der Auftreffpunkte zu den j Mittelpunkten der Leuchtschirme 22/?, 22C und 22ß sind unter Beachtung von Gesichtspunkten der einfacheren Korrektur zweckmäßigerweise kürzer. Um diese Abstände zu minimalisieren, können die Strahlen von den Mittelpunkten der Leuchtschirme 22/?,22Gund 22ß über deren längere Seiten hinausgeschoben werden.

Als Alternative kann auch hier die Konstruktion nach Fig.9 als Projektionsanordnung verwendet werden. Hierbei ist das Stirnglas 42 der Röhre 41 diskret mit den Leuchtschichten 43/?, 43G und 43ß zum Emittieren der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau beschichtet, und in den Leuchtschichten 43/?, 43G und 43ß wird durch eine gemeinsame Ablenkeinrichtung 44 ein Teilbild abgetastet, und die resultierenden Bilder werden über die Linsensysteme 45/?, 45G und 45ß für die jeweiligen Farben projiziert. Mit dieser Anordnung ist ein gleicher Effekt erzielbar. Wiederum können auch bei dieser Ausführungsform die Leuchtschichten 43/?, 43G und 43ß und die Anordnungen der Elektronenquellen 46/?, 46G und 46ß entweder im Dreieck oder in einer Reihe angeordnet sein.

F i g. 24 zeigt eine Fernsehbild-Projektionsanordnung 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 seh' vorteilhaft ist, eine leicht bedienbare und insgesarr kompakte Projektionsanordnung zu erhalten.

Hierzu 19 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Farbfernsehbildprojektionsanordnung mit mindestens einer Elektronenstrahlkanone und mehreren Leuchtschirmen, die in einer einzigen Röhre untergebracht sind, und einer Schmidtschen Optik, die mindestens einen sphärischen Spiegel zur Projektion der auf den Leuchtschirmen erscheinenden Fernsehbilder auf einen Projektionsschirm aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Leuchtschirm ein sphärischer Spiegel innerhalb der Röhre zugeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Leuchtschirme mit drei sphärisehen Spiegeln zur Erzeugung von drei Primärfarbbildern vorgesehen sind, wobei drei von einer gemeinsamen Ablenkeinrichtung angesteuerte Elektronenstrahlkanonen vorgesehen sind.

3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, dafl die sphärischen Spiegel (24,34) einander teilweise überlappen und daß die überlappten Teile (A, B) entfernt sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den benachbarten sphärisehen Spiegeln (24, 34) als Lichtsperrer Abschirmplatten (26,39) angeordnet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Umfang und Anordnung der Spiegel (24, 34) und der Leuchtschirme (22, 33) für alle Projektionsachsen einander analog sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Teile der sphärischen Spiegel (24,34), die den kürzeren Seiten der Leuchtschirme (22,33) gegenüberliegen, entfernt sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sphärischen Spiegel in einer Reihe so angeordnet sind, daß die abgeschnittenen Ränder Seite an Seite liegen.

8. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtschirme (22,33) und die sphärischen Spiegel (24,34) in einer Reihe und in einer Ebene angeordnet sind.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahlkanonen (19) in einer Reihe und in einer Ebene angeordnet sind, die orthogonal auf der Ebene steht, in der die Leuchtsciiiiiiie (22) und die sphärischen Spiegel (24) angeordnet sind (F i g. 14).

10. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Projektionsachsen zueinander parallel verlaufen und eine Einrichtung (20, 21) die Stellung der Fernsehbilder auf den Leuchtschirmen (22) so verschiebt, daß sich die Fernsehbilder auf dem Projektionsschirm (5) überlagern (F i g. 19).