DE1027237B - Optisches Kontrastfilter fuer Fernsehbildroehren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die üblichen Schwarz-Weiß-Fernsehröhren sind mit einem Leuchtschirm versehen, dessen Leuchtphosphore im Bereich von 5700 bis 5900 Ä (Ängströmeinheiten) und im Bereich von 4300 bis 4500 Ä ein Emissionsmaximum haben. Durch additive Mischung des Lichtes der beiden Wellenbereiche entsteht ein nahezu optisches Grau. Zur Reduzierung der störenden Einwirkung des Außenlichtes ist es bekannt, vor den Fernsehröhren Filter anzuordnen, deren Durchlässigkeit im wesentlichen mit der Emission des Leuchtschirmes der Röhre übereinstimmt, so daß die Emissionskurve des Leuchtschirmes und die Durchlässigkeitskurve des Filters im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Hierbei kann man zur weiteren Verstärkung der Kontrastwirkung das zwischen den beiden Durchlässigkeitsmaxima liegende Durchlässigkeitsminimum des Filters noch schärfer ausbilden als das Emissionsminimum zwischen den beiden Emissionsmaxima des Leuchtschirmes. Außerdem ist es bekannt, durch geringfügige Verschiebung der Maxima des Leuchtschirmes gegenüber den Durchlässigkeitsmaxima des Filters den Farbton des Bildes in einer gewünschten Richtung, z. B. zur Erzielung eines chamoisartigen Farbtones, zu beeinflussen.

Die durch das Zusammenwirken von Leuchtschirm und Filter erzielte Aussiebung verhältnismäßig enger Spektralbereiche in der Umgebung der Maxima ermöglicht zwar eine exakte Graukompensation, bewirkt aber auf der anderen Seite einen außerordentlich starken Helligkeitsverlust, der bei den kleineren Röhren durch die Nachregelung der Röhrenhelligkeit wieder ausgeglichen werden kann. Bei den neuerdings verwendeten größeren Bildröhren ist die verfügbare Helligkeitsreserve nicht so groß wie bei den: kleineren Bildröhren, so daß die Helligkeit des Bildes bei Vorschaltung der Filter in störender Weise vermindert wird.

Dieser grundsätzliche Mangel der Filter, welcher insbesondere dort auftritt, wo die Helligkeitsreserven der Röhren nicht stark genug sind, wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß das Filter ein Durchlässigkeitsmaximum im Bereich der höchsten spektralen Empfindlichkeit des Auges (also bei etwa 5600 bis 5800 Ä) hat, während das Filter im Bereich des im blauvioletten Wellenband liegenden Emissionsmaximums des Leuchtschirmes keine oder nur eine verhältnismäßig geringe Durchlässigkeit aufweist.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß das Emissionsmaximum des Leuchtschirmes im blauvioletten Spektralbereich auf die Helligkeit des Leuchtschirmbildes einen nur untergeordneten Einfluß hat, da die Empfindlichkeit des Auges im Ver-Optisches Kontrastfilter
für Fernsehbildröhre!!

Anmelder:
Deutsche

Tafelglas Aktiengesellschaft Detag,
Fürth (Bay.)

Dr. Richard Jacobi und Kurt Böckling,

Unterköblitz, Post Wernberg,
sind als Erfinder genannt worden

gleich zu der maximalen spektralen Empfindlichkeit im Wellenlängenbereich von 5705 bis 5724 A vollkommen vernachlässigt werden kann. Der Zweck dieses bisher vorgesehenen, im Blauvioletten liegenden Emissionsmaximums liegt in der Graukompensation des Leuchtschirmlichtes des zweiten im gelben Spektralbereich liegenden Emissionsmaximums. Wie ausgedehnte Versuche gezeigt haben, besitzen viele Personen im Spektralbereich von 4400 Ä, in dem das eine der Maxima des Leuchtschirmes liegt, überhaupt keine Empfindlichkeit, so daß es nicht erforderlich ist, das Filter diesem Maximum anzupassen. Erfmdungsgemäß wird daher die Durchlässigkeitskurve des Filters weitgehend an die Empfindlichkeitscharakteristik des Auges angeglichen. Hierbei ist es nicht mehr notwendig, das im Gelben liegende Emissionsspektrum in seiner Bandbreite schmal zu halten, wodurch ein großer Helligkeitsverlust entsteht. Das Filter kann vielmehr ohne Rücksicht auf das zweite, im Blaugrünen liegende Emissionsmaximum gewählt werden, wodurch sich eine weit höhere absolute Lichtdurchlässigkeit im maximalen Empfindlichkeitsbereich des Auges ergibt. Dem Filter kann nunmehr ein ziemlich breiter, in der Umgebung der maximalen Augenempfindlichkeit liegender Durchlaßbereich gegeben werden, so daß nur ein Bruchteil des bei den bekannten Filtern absorbierten Lichtes nicht durchgelassen wird. Da dieser Durchlaßbereich sich über den ganzen Bereich der maximalen Augenempfindlichkeit erstreckt, wird das Leuchtschirmbild nahezu ohne Helligkeitsverlust durch das Filter sichtbar, während die Graukompen-

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sation bereits durch die in diesem Durchlässigkeitsbereich mit hindurchgelassenen komplementären Wellenbereiche bewirkt wird.

Das Vorhandensein eines zweiten Duxchlässigkeitsmaximums ist für das erfmdungsgemäße Filter nicht unbedingt notwendig, da die Helligkeitsanforderungen durch das breite Durchlässigkeitsband im gelben Spektralbereich erfüllt werden und die Graukompensation ebenfalls bereits durch die komplementären Wellenlängenbereiche, die sich innerhalb des Durchlässigkeitsbereiches in der Umgebung des Durchlässigkeitsmaximums befinden, in befriedigendem Maße erfüllt wird, während andererseits ein leicht gelblicher Farbton aus Gründen der psychologischen Farbtonwirkung durchaus erwünscht sein kann.

Um dem Filter eine Durchlässigkeitscharakteristik zu geben, die dem spektralen Verlauf der Augenempfindlichkeit entspricht, können zwei komplementäre Farbstoffe mit hoher Gelbdurchlässigkeit, z. B.

ist die Graukompensation von wechselnden Außenlichteinflüssen unabhängig.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht drei verschiedene Diagramme der Emissionscharakteristik von Leuchtschirmen, die sich in Deutschland im Handel befinden;

Fig. 2 ist eine Emissionscharakteristik eines in den USA. verwendeten Leuchtschirmes;

Fig. 3 veranschaulicht die spektrale Empfindlichkeitskurve des Auges;

Fig. 4 veranschaulicht die selektive Absorption dreier Farbstoffe, mit welchen ein erfindungsgemäßes Filter zusammengestellt wird;

Fig. 5 ist die spektrale Empfindlichkeit eines aus den Farbstoffen gemäß Fig. 4 zusammengesetzten Filters.

Wie man aus der Fig. 1 ersieht, liegt eines der Emissionsmaxima der Leuchtschirme deutscher Fern

ein grüner und ein roter Farbstoff, Verwendung 20 sehröhren in der Umgebung von 5700 Ä, also im finden, wie weiter unten an Hand der Figuren er- maximalen Empfindlichkeitsbereich des Auges. Ein

etwas stärkeres Emissionsmaximum liegt in der Umgebung von 4400 Ä, während sich zwischen diesen beiden Maxima ein Emissionsminimum befindet,

läutert werden wird.

Eine Verbesserung der Graukompensation des
Filters wird erfindungsgemäß vorzugsweise durch
eine verstärkte Durchlässigkeit im Spektralbereich 25 das bei den drei zum Vergleich herangezogenen von 4910 bis 4930 Ä erzielt. Durch diesen Spektral- Leuchtschirmen ebenfalls ungefähr bei derselben bereich, der nach unserer heutigen Kenntnis prak- Wellenlänge liegt. Die Ordinateneinheiten sind auf tisch für den gesamten Orange-Rot-Bereich des sieht- das höchste Maximum der Emission bezogen, wobei baren Lichtes komplementär ist, wird eine einwand- als relative Emissionsstärke für den höchsten Emissifreie Graukompensation durchgeführt, zumal er noch 30 onswert die Zahl 100 gesetzt ist.
innerhalb des Bereiches einer beträchtlichen Augen- Die Fig. 2, welche die Charakteristik des Leuchtempfindlichkeit liegt. Soweit ein chamoisfarbener schirmes einer amerikanischen Fernsehröhre zeigt, gelber Farbton nicht graukompensiert wird, ist dies bietet im wesentlichen dasselbe Bild der spektralen unerheblich, da man bereits unter Zuhilfenahme be- Emission, 'wobei jedoch das bei 4930 Ä liegende sonderer Filter einen solchen Farbton absichtlich 35 Emissionsminimum deutlicher ausgeprägt ist als bei erzeugt, weil er erfahrungsgemäß gegenüber den als den Leuchtschirmen gemäß Fig. 1.
zu kalt empfundenen grauen oder graublauen Färb- In Fig. 3 sind drei verschiedene spektrale Emp-

tönen bevorzugt wird. Im Gegensatz zu den bekann- findlichkeitskurven des Auges aufgetragen, die von ten Filtern erfolgt also beim erfindungsgemäßen verschiedenen Versuchspersonen herrühren. Wie aus Filter die Graukompensation nicht mit dem inten- 40 diesen Kurven hervorgeht, ist die Empfindlichkeit sitätsmäßig vollkommen unwirksamen Licht im des Auges in der Umgebung von 4400 Ä sehr gering Wellenlängenberieich von 4400 bis 4600 Ä, sondern mit bzw. bei einzelnen Versuchspersonen überhaupt dem Licht eines Wellenlängenbereiches (4930 Ä), nicht mehr gegeben, so daß also an der Stelle, an der noch in der Nähe des Empfindlichkeitsmaximums der die bekannten Leuchtschirme ihr ausgeprägtestes des Auges liegt, wodurch die Helligkeitsverhältnisse 45 Emissionsmaximum haben, das menschliche Auge noch verbessert werden können. überhaupt nicht oder kaum mehr anspricht.

Um ein Durchlässigkeitsmaximum im Bereich der Zum Herabsetzen der Fremdlichteinwirkung wird

Wellenlänge von 4910 bis 4940 Ä zu erzielen, muß nun erfindungsgemäß die Durchlässigkeitskurve des die Auswahl der verwendeten grünen und roten, zu- Filters an den Empfindlichkeitsverlauf des Auges einander komplementären Filterfarbstoffe so ge- 50 angeglichen. Um auf beiden Seiten des Maxitroffen werden, daß diese Farbstoffe neben der er- mums der Filterdurchlässigkeit einen entsprechenden forderlichen hohen Gelbdurchlässigkeit ein Maximum Kurvenverlauf zu erhalten wie bei der Empfindlichin dem genannten zur Graukompensation dienenden keitscharakteristik des Auges, können z. B. rote und Wellenbereich haben. Die Filter, welche die letzt- grüne Farbstoffe als Komplementärfarben angewengenannte Forderung erfüllen, haben gegenüber den 55 det werden, deren additive Durchlässigkeitscharakbei Fernsehröhren bisher bekannten Selektivscheiben teristik den Kurvenverlauf des Filters in geeigneter mit einem Maximum der Durchlässigkeit bei 4500 Weise beeinflußt. In Fig. 4 a ist die Charakteristik bis 4700 Ä und einem Minimum zwischen 4900 und
5300 Ä den weiteren Vorteil, daß ihre Farbwirkung
kaum vom Einfluß des Außenlichtes abhängig ist. 60 der Durchlässigkeit im Grüngebiet aufweist. Der Während die bekannten Selektivfilter in den frühen verwendete grüne Farbstoff (Fig. 4b) weist ein Morgenstunden rötlich, bei normaler Tagesbeleuch- Maximum der Durchlässigkeit im Gelbbereich auf, tung grau und im Glühbirnenlicht grün erscheinen, während er im roten oder orangefarbenen Wellenbleibt der Farbton bei den erfindungsgemäßen FiI- bereich einen starken Durchlässigkeitsabfall hat. In tern mit einem Durchlässigkeitsmaximum bei etwa 65 Fig. 4 c ist endlich der Durchlässigkeitsverlauf des 4930 Ä und 5700 Ä unter den verschiedensten Be- gelben Filterfarbstoffes in Abhängigkeit von der

Wellenlänge aufgetragen. Bei gleichzeitiger Verwendung der in Fig. 4 in ihrer Durchlässigkeit dargestellten Farbstoffe ergibt sich ein Durchlässig-

eines roten Farbstoffes gegeben, der eine relativ hohe Gelbdurchlässigkeit und einen starken Abfall

leuchtungsbedingungen grau. Infolge des außerordentlich weiten Bereiches komplementärer Farbtöne, welche in einem engen Wellenbereich in der

Umgebung von 4930 Ä kompensiert werden können, 70 keitsmaximum bei 5700 Ä und ein anderes kleineres

Durchlässigkeitsmaximum bei 4930 Ä, welches eine ausreichende Graukompensation der rötlichen Wellenbereiche des Lichtes gewährleistet.

Da die Lichtdurchlässigkeit an den beiden Flanken des gelben Maximums bis auf etwa 50% herabgedrückt werden kann, bedeutet dies, daß das störende Außenlicht in diesem Bereich infolge des doppelten Lichtweges um insgesamt 75 % herabgesetzt wird. Die Dämpfung der Gelbdurchlässigkeit, die nur etwa 25°/» beträgt, kann als sehr gering angesprochen werden, da bereits eine gewöhnliche Sicherheitsglasscheibe das hindurchtretende Licht um 15% dämpft, während die üblichen Doppelverglasungen mit Blankglas bereits ebenfalls eine Dämpfung von 25% vornehmen, die aber vom Beschauer visuell kaum bemerkt wird.

Ausführungsbeispiel

In 1 kg einer Lösung von 200 g Polyvinylbutyral und 10O¹ g Weichmacher werden 0,6 g Encelackgrün G (Phthalocyanin-Farbstoff), 0,05 g Ceresrot BB (org. Farbstoff) und 0,05 g Sudangelb (Azofarbstoff) 3 G gelöst und die Lösung zu einem dünnen Film vergossen. Die begossene Filmscheibe wird in der üblichen Weise mit einer zweiten Scheibe zu Sicherheitsglas vereinigt.

Die Farbstoffe sind miteinander verträglich und können also gemeinsam in die Zwischenschicht einer Verbundsicherheitsglasscheibe eingebettet werden. Sie haben eine ausreichende Lichtechtheit und halten die bei der Herstellung von Verbundsicherheitsglas auftretenden Verarbeitungstemperaturen ohne weiteres aus. Die Durchlässigkeitskurven der drei genannten Farbstoffe sind in Fig. 4 der Erfindung dargestellt.

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Optisches Kontrastfilter für Fernsehbildröhren, bei welchen das Emissionsspektrum des Leuchtschirmes ein Maximum im blauvioletten und ein anderes Maximum im gelben Spektralbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter zur Erzielung einer möglichst geringen Helligkeitsdämpfung ein Durchlässigkeitsmaximum im Bereich der höchsten spektralen Empfindlichkeit des Auges (also bei etwa 5600 Ä) hat, während das Filter im Bereich des im blauvioletten Wellenband liegenden Emissionsmaximums keine oder nur eine verhältnismäßig geringe Durchlässigkeit aufweist.

2. Optisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein einziges Durchlässigkeitsmaximum hat, das in der Gegend des gelben Emissionsmaximums der Röhre liegt.

3. Optisches Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter eine Durchlässigkeitsabhängigkeit von der Wellenlänge hat, die dem spektralen Verlauf der Augenempfindlichkeit entspricht.

4. Optisches Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter zur Erzielung einer verbesserten Graukompensation eine verstärkte Durchlässigkeit im Spektralbereich von 4910 bis 4939 A aufweist.

5. Optisches Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung des Filters ausgewählten Farbstoffe eine hohe Gelbdurchlässigkeit im Bereich der spektralen Augenempfindlichkeit und eine hohe Durchlässigkeit im Spektralbereich von 4910 bis 4939 A aufweisen.

6. Optisches Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer Durchlässigkeitscharakteristik des Filters, welche dem in der Umgebung des Maximums abnehmenden Verlauf der spektralen Augenempfindlichkeit entspricht, mindestens zwei komplementäre Farbstoffe mit hoher Gelbdurchlässigkeit, z. B. ein grüner und ein roter, Verwendung finden.

7. Optisches Filter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Maximum der Filterdurchlässigkeit zwischen den beiden Emissionemaxinia des Leuchtschirm es liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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