DE928000C - Fernsehprojektionsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Fernsehprojektions*- geräte.

- Es sind Fernsehprojektionsgeräte bekanntgeworden, bei welchen der von einer fremden Lichtquelle erzeugte Lichtstrom punktweise unter Zuhilfenahme einer Flüssigkeit gesteuert wird, welche in dünner Schicht auf der Oberfläche eines sich drehenden Trägers haftet und durch einen Kathodenstrahl zur Erzielung der Lichtsteuerwirkung punktweise entsprechend dem Bildinhalt beeinflußt wird. Solche Geräte, bed denen als Träger ein Hohlspiegel verwendet wird, welcher gleichzeitig einen Bestandteil des zur Lichtsteuerung verwendeten schlierenoptischen Systems bildet, sind in den deutschen Patentschriften 884512 und 888562 beschrieben. Bei der Verwendung eines solchen Gerätes für die Wiedergabe farbiger oder räumlicher Bilder können auch mehrere Spiegel verwendet werden.

Die als Steuermedlium verwendete Flüssigkeit muß eine hohe innere Reibung und einen sehr niedrigen, aber genau bestimmten elektrischen Leitwert besitzen, um die erwünschte Steuerwirkung zu ermöglichen. Es hat sich gezeigt, daß bei der Projektion eine gewisse Ermüdung der Steuerflüssigkeit auftritt, die sich ■ durch ©ine Veränderung der elektrischen Eigenschaften erklären läßt. Läßt man die Flüssigkeit gewisse Zeit rulhen, so bildet sich diese Veränderung zwar nicht vollständig, aber weitgehend zurück, die Flüssigkeit regeneriert sich und kann erneut verwendet werden. Bisherige Mittel zur Auswechslung der auf dem Träger haftenden Steuerflüssigkeit haben sich ate unzureichend erwiesen, da die Flüssigkeit sehr zäh ist und fest am Träger haftet, so daß die Entfernung der unmittelbar an der Trägeroberfläche gelegenen Schicht sehr schwierig ist. Dies ist jedoch erforder-

lieh, wenn man das Material des Steuermediums laufend erneuern will, um eine.im praktischen Betrieb befriedigende Betriebszeit sicherzustellen.

Die Erfindung soll diesem Mangel abhelfen und betrifft ein solches Fernsehprojektionsgerät, bed welchem der von einer fremden Lichtquelle erzeugte Lichtstroni punktweise unter Zuhilfenahme einer Flüssigkeit gesteuert wird, welche in dünner Schicht auf der Oberfläche eines sich drehenden Trägers haftet, und beim Durchlaufen eines Bildfeldes durch einen Kathodenstrahl zur Erzielung der Lichtsteuerwirkung punktweise entsprechend dem Bildinhalt beeinflußt wind. Dieses, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen von einer Pumpe ge-^χ5 triebenen Flüssigkeitsumlauf, wobei die auf dem Träger haftende, verbrauchte Flüssigkeitsschicht nach dem Durchlaufen des Bildfeldes mittels einer schlitzförmigen Spüldüse durch eine unverbrauchte Flüssdgkeitsschicht ersetzt wird, und die fortgespülte, verbrauchte Flüssigkeit über einen Vorratsbehälter von ausreichender Größe der Spüldüse wieder zugeführt wird.

Die Erfindung soll nun im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Fig. ι zeigt in perspektivisch schematischer Darstellung ein Fernsehprojektionsgerät, welches einen Flüssigkeitsumlauf gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, und

Fig. 2 im Schnitt die bei der Anordnung der Fig. ι verwendete Spüldüse;

Fdg. 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine besondere Ausgestaltung des Hohlspiegels eines solchen Fernsehproj ektionsgerätes·. Fig. ι zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung ein Fernsehprojektionsgerät als> Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Gerät besteht aus einem Hohlspiegel i, einem einseitig verspiegelten Barrensystem 2, einem Projektionsobjektiv 3, einem Kathodenstrahlrohr 4 und einer Lichtquelles, beispielweise einer Bogenlampe. Auf dem Hohlspiegel 1 ist in dünner Schicht ein Steuermedium 6 ausgebreitet, beispielsweise: eine Flüssigkeit mit hoher innerer Reibung. Der von der Kathodenstrahlröhre 4 erzeugte Kathodenstrahl 7 wird durch die nicht gezeigte Ablenkeinrichtung auf nebeneinander liegenden Zeilen 8 über das rechteckige Bildfeld 9 geführt. Der Kathodenstrahl wird in; geeigneter Waise mit den ankommenden Bildsignalen moduliert und erzeugt innerhalb des rechteckigen Bildfeldes fein gerasterte Oberflächendefoirmationen, welche Punkt für Punkt der Helligkeitsabstufung desi wiederzugebenden Bildes proportional sind. Der Symmetriemittelpunkt 10 des Spiegelbarrensystems 2 befindet sich im Krümmungsmittelpunkt des Hohlspiegels 1, so daß das Spiegelbarrensystem durch letzteren in sich selbst abgebildet wird. Das von der Lichtquelle 5 erzeugte Licht wird durch ein Beleuchtungssystem, darstellungsgemäß einen Hohlspiegel 11, gegen das Spiegelbarrensystem 2 gerichtet und! durch dessen verspiegelte Oberfläche 12 so gegen- den Hohlspiegel abgelenkt, daß es das Bildfeld 9 beleuchtet. Eine solche Anordnung bezeichnet man allgemein als schlierenoptisches System bzw. Dunkelfeldoptik. Ist das auf dem Hohlspiegel 1 befindliche Steuermedium glatt, so .fällt das vom Hohlspiegel reflektierte Licht auf die verspiegelten Barren des Systems 2 zurück und wird wieder in Richtung der Lichtquelle abgelenkt. Wind jedoch das Steuermedium in der oben beschriebenen Weise rasterförmig verändert, so wird das auftreffende Licht gestreut und gelangt an den Barren des Systems 2 vorbei zum Projektionsobjektiv3, von wo es mittels eines Ablenkspiegels 13 aui den (nicht gezeigten) Projektionsschirm geworfen wird. Das Objektiv 3 ist so angeordnet, daß es auf dem Projektionsschirm ein Bild der Rechteckfläche8 entwirft. Da die rastermäßige Veränderung des Steuermediums dem Bildsignal proportional ist, wird also der von der Lichtquelle 5 erzeugte Lichtstrom punktweise entsprechend dem Bildinhalt gesteuert und das wiederzugebende Bild auf dem Projektionsschirm entworfen.

Im allgemeinen erfolgt die punktweise rasterförmige Veränderung des S teuer mediums in der Weise, daß durch den Kathodenstrahl elektrische Ladungen auf der Oberfläche des Steuermediums erzeugt werden, die eine entsprechende Deformation der Oberfläche, d. h. Veränderung der Schichtdicke bewirken. Da durch das Elektronenbombardement des Abtaststrahles eine gewisse Alterung der Steuerflüssigkeit bewirkt wird, ist es erforderlich, das im Bildfeld befindliche Steuermedium laufend zu erneuern. Zu diesem Zweck wird der Hohlspiegel während des Betriebes langsam in Richtung des Pfeiles 15 gedreht, so daß immer neue Teile des S teuer mediums, unter dem Kathodenstrahl hindurchwandern. Um eine gleichmäßige Steuerwirkung zu erzielen, welche für eine korrekte Wiedergabe der Helligkeiitsabstufung des Bildes erforderlich ist, *°o muß die Schichtdicke des undeformierten Steuermediums an allen Punkten des Bildfeldes 9 gleich groß sein. Da ferner die Lichtsteuerwirkung von der Zähigkeit der Steuerflüssigkeit maßgeblich abhängt, ist es erforderlich, das Steuermedium auf konstanter Temperatur zu halten.

Gemäß der Erfindung wird ein von einer Pumpe getriebener Flüssigkeitsumlauf verwendet, welcher über eine schlitzförmige Düse frische Flüssigkeit auf den Hohlspiegel zuführt, so daß die verbrauchte Flüssigkeit möglichst vollständig fortgespült und ersetzt wird. Die fortgespülte Flüssigkeit gelangt über einen Vorratsbehälter durch den Umlauf wieder zur Düse. Wie in Fig. 1 gezeigt, dient die Spüldüse (oder das Spülrakel) 20 zum Auswechseln der Flüssigkeit.

Sie ist mittels der öse 21 auf dem Wellenstumpf ■ des Hohlspiegels zentriert und wird durch die beiden verstellbaren Tatzen 23 im gewünschten Abstand von der Spiegeloberfläche gehalten. Mittels der Rohrleitung 24 wird der Düse aus dem Flüssigkeitsumlauf Flüssigkeit zugeführt, durch welche, wie waiter unten an Hand der Fig. 2 erläutert werden soll, dia auf dem Spiegel haftende Flüssigkeit fortgespült wird. Der größte Teil der Spülflüssigkeit zusammen mit der fortgespülten Flüssigkeit

strömt entgegen der Drehridhtung 15 des Spiegels ab und gelangt durdh die Öffnung 25 in der Mitte des Spiegels in die unter diesem befindliche Auffangschale 26. Darstellungsgemäß ist der Spiegel geneigt, so daß sich in seinem tiefsten Teil ein Flüssigkeitssumpf 27 bildet, in dem sich die fortgespülte Flüssigkeit sammelt und ebenfalls durch die Öffnung 25 in die Auffangschale 26 gelangt. Aus der Auffangschale 26 läuft die Flüssigkeit in die Pumpe 28 und wird durch diese durch einen Vorratsbehälter 29 über die Rohrleitung 24. wieder der Spüldüse 20 zugeführt. Da sich die ganze Anordnung im Vakuum befindet, muß die Anordnung so getroffen sein, daß die Flüssigkeit vom Spiegel bzw. aus dem Sumpf mit natürlichem Gefälle der Pumpe 28 zuläuft, da ein Ansaugen der Flüssigkeit durch die Pumpe infolge des Vakuums nicht möglich ist. Der Vorratsbehälter 29 muß so groß bemessen werden, daß die Flüssigkeit ausreichend lange Zeit in demselben verweilt, um sich wieder zu regenerieren, d. h. daß die erwähnte, durch das Elektronenbombardement bewirkte Veränderung wieder rückgängig gemacht wird. Das Durchlaufen der Flüssigkeit durch den Behälter muß ferner so langsam erfolgemi, daß keine Vermischung verbrauchter und bereits regenerierter Flüssigkeit eintritt. Eine solche Mischung bleibt im allgemeinen wegen der großen Viskosität der Flüssigkeit inhomogen und ist zur Lichtsteuerung ungeeignet. Gegebenenfalls kann im Flüssigkeitsumlauf ein Filter vorgesehen werden, weldhes dazu dient, aus der Flüssigkeit alle Fremdkörper (Staubkörnchen usw.) zu entfernen, deren Anwesenheit in der Steuerflüssigkeit innerhalb des Bildfeldes störende Erscheinungen im projezierten Bild hervorruft. Die Spüldüse 20 besitzt auf ihrer Unterseite eine schlitzförmige öffnung, welche radial über die Spiegelfläche reicht, und welche die auf der Spiegelfläche haftende, durch die Drehung von links gegen die Spüldüse bewegte Flüssigkeitsschicht entgegen der Drehung fortspült. Gleichzeitig wird neue Flüssigkeit auf dem Spiegel aufgebracht und durch diesen nach rechts in Richtung auf das Bildfeld 8 mitgenommen. Zwischen der Spüldüse 20 und dem Bildfeld 8 befindet sich noch ein Glättrakel 30, welches die Aufgabe hat, die durch die Spüldüse aufgebrachte Flüssigkeitsschicht auf die für die Lichtsteuerung erforderliche genaue Schichtdicke zu bringen. Die Aufteilung in Spülrakel und Glättrakel erweist sich als vorteilhaft, da die Dicke der aus dem Spükakel nach rechts austretenden Flüssigkeitsschicht von dem Druck abhängig ist, mit welchem die Flüssigkeit dem Spülrakel durch die Pumpe zugeführt wird.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt quer durch das Spülrakel 20 und das Glättrakel 30. Das Spülrakel besitzt einen schlitzförmigen Spalt 40, welcher sich unmittelbar über der Oberfläche des Hohlspiegels 41 befindet. Der Hohlspiegel trägt auf der Oberfläche einen reflektierenden Belag 42 und bewegt sich in Richtung des Pfeils 43 unter dem Spülrakel hinweg. Das Spülrakel 20 besitzt einen Hohlraum 44, dem durch die Rohrleitung 45 frische Flüssigkeit mit entsprechendem Druck zugeführt wird. Der größte Teil der Flüssigkeit aus dem schlitzförmigen Spalt 40 entweicht in Richtung des Pfeils 46 und schält dabei die auf der Spiegeloberfläche haftende, von links kommende ■ Flüssigkeitsschicht 47 sozusagen ab, wie dies in der Zeichnung schematisch angedeutet ist. Die verbrauchte, abgeschälte Flüssigkeit gelangt mit der Spülflüssigkeit zusammen, wie oben erläutert, wieder in den Flüssigkeitsumlauf. Ein Teil der frischen Flüssigkeit tritt aus dem zwischen Spiegeloberfläche und der vorderen Kante 48 des Spülrakels gebildetem Spalt 49 aus. Die Schlitzdüse muß also so ausgebildet sein, daß der größte Teil der Flüssigkeit nach rückwärts ausströmt und. die verbrauchte Flüssigkeit fortspült, während· durch den Spalt 49 nur angenähert so viel Flüssigkeit faindurchtritt, wie zur Bildung der Steuerschicht benötigt wird. Diese Flüssigkeitsschicht wird durch das Glättrakel 30 auf die für die Projektion erforderliche Schichtdicke 50 gebracht, während sich die überflüssige, durch das Glättrakel zurückgehaltene Flüssigkeit in dem Raum 51 zwischen Spülrakel und Glättrakel ansammelt, und ebenfalls wieder in den Flüssigkeitsumlauf zurückfließt. Die Dicke der Flüssigkeitsschicht 50 kann durch Verstellen der Tatzen 23 innerhalb gewisser Grenzen nach Wunsch geregelt werden. In der Zeichnung bewirken die Tatzen gleichzeitig die Verstellung von Spülrakel und Glättrakel. Es kann selbstverständlich auch eine getrennte Einstellung vorgesehen werden. Gegebenenfalls können, die Funktionen von Spükakel und Glättrakel miteinander vereinigt werden, wenn die Zufuhr der Flüssigkeit durch die Pumpe so gleichmäßig erfolgt, daß Druckschwankungen und damit Diekesehwankungen der Schicht mit Sicherheit vermieden werden.

Es muß vermieden werden, daß die aufgebrachte Flüssigkeit an den Seiten des Spülrakels bzw. des Glättrakels vorbeigelangt, da dies störende Effekte hervorrufen kann. Gelangt beispielsweise bei einer Anordnung gemäß Fig. 1 Flüssigkeit am äußeren Ende des Rakels vorbei auf den Spiegelrand, so wird diese einen Randwulst bilden, der beim Weiterdrehen des Spiegels langsam nach unten läuft. Dadurch wird die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke zerstört und außerdem eine inhomogene Mischung von verbrauchter und neuer Flüssigkeit bewirkt. Um dieses zu vermeiden, kann man- Spükakel und Glättrakel, wie in Fig. 1 gezeigt, so lang machen, daß sie über den Spiegelrand hinausragen. Die hinter den Rakeln durch die Drehbewegung des Spiegels aufgestaute Flüssigkeit kann dann nur nach außen abfließen. Durch geeignete Mittel wird die abtropfende Flüssigkeit wieder in den Flüssigkeitsumlauf zurückgeführt.

Man kann den Spiegelrand aber auch so ausbilden, wie in Fig. 3 schematiseh dargestellt, welche einen Schnitt durch den Spiegel entlang dem Rakel darstellt. Das Rakel 60 ist mittels der Öse 61 auf dem Wellenstumpf 62 zentriert. Der Hohlspiegel besteht aus einer Tragplatte 63 und einer geschliffenen Gliasschale 64, deren Oberfläche verspiegelt ist. Durch den Spalt 65 zwischen Rakel und Spiegel-

oberfläche tritt die zur Bildung der Steuerschicht dienende Flüssigkeit hindurch. Um die Bildung eines Randwulstes zu verhindere, besitzt die Spiegelschale am Rand eine Rinne 66. Diese Rinne ist genügend groß, um den am Rand vorbeitretenden Überschuß von Flüssigkeit aufzunehmen, so daß die Bildung eines Randwulstes vermieden wird. Gegebenenfalls kann man. den Rand 6? des Spiegels auch wie gezeigt hochziehen, so daß ein Vorbeitreten der Flüssigkeit an der seitlichen Kante 68 des Rakels weitgehend vermieden wird. • Der gleiche Effekt kann in der Spiegelmitte auftreten, wenn der Überschuß der aufgebrachten Flüssigkeit nicht durch die Vertiefung in der iS Spiegelmitte abfließt. Beispielsweise kann man das Rakel ausbilden), wie dies.· in Fig. 3 gezeigt ist. Das Spülrakel 60 ist mittels der Öse 61 auf dem Wellenstumpf 62 zentriert. Der Hohlspiegel besteht aus einer Tragplatte 63 und einer geschliffenen Glasschale 64, deren Oberfläche verspiegelt ist. Der Abstand 65 zwiischen, Rakel und Spiegel ist gleich der gewünschten Schichtdicke, Tragplatte 63 und Glasschale 64 besitzen in der Mitte eine konisch abgeschrägte Öffnung 70, deren Radius größer ist als der Abstand der Ecke 71 des Rakels von der Mitte. Die zwischen dem Wellenstumpf 62 und der Rakelkante 71 hindurchtretende Flüssigkeit fließt dann mit Sicherheit durch die öffnung 70 nach unten ab, und die Bildung eines störenden Flüssigkeitswulstes in der Spiegelmitte ward verhindert.

Gegebenenfalls kann der Flüssigkeitsumlauf gemäß der vorliegendem Erfindung auch nur intermittierend betrieben werden. Dies ist möglich, wenn die verwendete Steuerflüssigkeit verhältnismäßig widerstandsfähig gegen, die die Steuerfähigkeit verschlechternden Effekte ist, so daß die Apparatur während einer gewissen Zeit ohne Auswechslung der Steuerschicht funktionieren kann. In diesem Fall ist der Flüssigkeitsumlauf während des Betriebs außer Tätigkeit, so daß kein Austausch von Flüssigkeit auf der Spiegeloberfläche stattfindet, soweit dieser nicht in geringerem Umfang innerhalb des auf der Spiegeloberfläche befindlichem Sumpfes erfolgt. Während längerer Betriebspausen dagegen wird d.er Flüssigkeitsumlauf bei weiterhin umlaufendem Spiegel eingeschaltet, und eine vollständige Erneuerung der auf dem Spiegel haftenden Flüssigkeitsschieht bewirkt.

Die insgesamt umlaufende Flüssigkeitsmenge und ihr Verhältnis zu der jeweils auf dem Träger befindlichen Menge muß so bestimmt werden, daß die Regenerierung während des Durchlaufens der Flüssigkeit durch den' Vorratsbehälter erfolgen kann. Wie bereits erwähnt, regeneriert sich die Flüssigkeit nicht vollständig, so daß sie nach einer entsprechenden Zahl von Umläufen endgültig verbraucht ist, und durch neue ersetzt werden muß. Die Gesamtbetriebszeit, nach welcher dies zu erfolgen hat, ist dabei um so größer, je größer das Verhältnis der Gesamtmenge zu der jeweils auf dem Träger haftenden Menge ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Fernsehprojektionsgerät, bei welchem der von einer fremden Lichtquelle erzeugte Lichtstrom punktweise unter Zuhilfenahme einer Flüssigkeit gesteuert wird, welche in dünner Schicht auf der Oberfläche eines sich drehenden Trägers haftet und beim Durchlaufen eines Bildfeldes durch einen Kathodenstrahl punktweise zur Erzeugung der Lichtsteuerwirkung entsprechend dem Bildinhalt beeinflußt wird, gekennzeichnet durch, einen von einer Pumpe getriebenen Flüssigkeitsumlauf, durch welchen die auf dem Träger haftende, nach dem Durchlaufen des Bildfeldes verbrauchte Flüssigkeitsschicht mittels einer schlitzförmigen Spüldüse durch eine unverbrauchte Flüssigkeitssdhidht ersetzt und die fortgespülte, verbrauchte Flüssigkeit über einen Vorratsbehälter wiederum der Spüldüse zugeführt wird.

   - 2. Fernsehproijektionsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter eine ausreichende Größe hat, um eine Regenerierung der Flüssigkeit während des Durchlaufens sicherzustellen.

   3. Fernsehpro'jektionsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich innerhalb des Flüssigkeitsumlaufes ein Filter befindet.

   4. Fernsehprojektionsgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der schalenförmige Träger so angeordnet ist, daß sich auf seinem unteren Teil ein Flüssigkeitssumpf bildet, in welchem sich die durch die Spritzdüse fortgespülte verbrauchte Flüssigkeit sammelt und wieder in den Fliüssigkeitssumpf gelangt.

   5. Fernsiehprojektionsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüldüse auf ihrer dem Träger zugekehrten Unterseite einen annähernd radial gerichteten Schlitz besitzt, welcher so angeordnet ist, daß die Flüssigkeit zum größten Teil entgegen der Drehrichtung der Scheibe entweicht, und die auf diesem haftende Schicht fortspült, während die in Drehrichtung entweichende Menge angenähert der gewünschten Dicke der Flüssigkeitsschicht entspricht.

   6. Fernsehprojektionsgerät nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüldüse in der Mitte des Trägers drehbar gelagert ist, und am äußeren Umfang des Trägers auf zwei zur Einstellung der Schichtdicke verstellbaren Gleitstücken gleitet.

   7. Fernsehpro'jektionsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifkante über den Rand des Trägers hinausreicht, so daß die Bildung eines Randwulstes verhindert wird.

   8. Fernsehprojektionsgerät nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger in der Mitte eine Höhlung aufweist und daß die Abstreifkante bis über diese Höhlung reicht, so daß die Bildung eines Flüssigkeitswulstes in der Mitte verhindert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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