JP2000510601A - Video display and image intensifier system - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 ビデオソース(12)とサブストレート(18)を有するイメージ増倍管(14)を利用したビデオディスプレイシステム。ビデオ画像源(12)は光子信号(22)を提供するためにサブストレートに位置する。サブストレートの光電陰極エレメント(38)は光子信号を電子に変換する。第1第2面を有する光学的に透明な物体(18,24)は、そこから間隔を置いて並べられるサブストレートの反対に位置する。サブストレートと光学的に透明な第2物体の第1面との間に、真空チェンバ(32)が形成される。蛍光層は、光学的に透明な第2物体の該第1面上に位置する。電力源(44)は光電陰極層(38)と蛍光層(40)との間に、電圧電位を提供する。増倍されたビデオイメージが光学的に透明な第2物体(28)の第2面から出てビューイングされる。 (57) Abstract: A video display system using an image intensifier (14) having a video source (12) and a substrate (18). A video image source (12) is located on the substrate to provide a photon signal (22). The photocathode element (38) of the substrate converts the photon signal into electrons. An optically transparent object (18, 24) having a first second surface is located opposite the substrate spaced therefrom. A vacuum chamber (32) is formed between the substrate and the first surface of the optically transparent second object. The fluorescent layer is located on the first surface of the second optically transparent object. A power source (44) provides a voltage potential between the photocathode layer (38) and the phosphor layer (40). The multiplied video image is viewed out of the second surface of the optically transparent second object (28).
Description
【発明の詳細な説明】 ビデオディスプレイとイメージ増倍システム 関連出願との相互参照 この申請は、1995年1月23日に提出された米国特許出願番号08/377 ,282を部分的に継承したものである。 発明の背景 本発明は、ビデオディスプレイの便利な新システムに関するものである。 現在ビデオ画像は、主にブラウン管(陰極線管CRT)の使用によって実行さ れている。ブラウン管は、ビデオ技術の多くの面で有効であるものの、高さを容 易には削れないなどいくつもの短所が指摘されている。これは真空管の重さが増 加するに従って扱いづらくなり、製造費も大幅にかさんでしまうという事実に起 因する。その反面、ブラウン管は蛍光または燐光性物質によって極めて高質なビ デオ画像を作り出す。また、明るさ、スピード、コントラスト、解像度、色の純 度も高い。 液晶画面(LCD)は軽く、平画面にもビデオ画像を映し出すことができる。 しかし残念ながら、LCDビデオ画像は明度や効率、色純度が低く、見た目が「 色あせている」と形容されてきた。さらにLCDは解像度も低く、ランバート効 果がないため、広角度から見ることができない。また画面表示も遅く、費用効率 がよくない。 ゲーティング電極列が据え付けられたサブストレート(基板) 上にレンズを通った光の焦点を合わせるという米国特許5,029,009のよ うなイメージ増倍管が、すでに考案されている。電極アレイとサブストレートは 、光電陰極へ光を通すため、透明になっている。このように、適用できる範囲の ゲート制御は単一の作像カメラで達成される。 米国特許3,864,595は、入射放射を対応する電子像に変換する光電陰 極エレメントを有したイメージ増倍管について記述している。マイクロチャンネ ルプレートが電子像を増殖し、ビューイングのため電子像を対応する放射像に変 換するよう、蛍光面に送る。ゲーティング信号を光電陰極エレメントに選択的に 与えることにより、電子像は容易にON/OFFできる。 米国特許4,142,123は、光電陰極、倍率器ダイオード、および陰極ル ミネセンス画面の陽極電極を利用した画像ディスプレイ装置を記述したものであ る。陽極電極は低蛍光発光の物質からできており、励起が終了した後でも光エネ ルギーの放出をもたらす。 陽極電極の放電衝撃で創出された電子は光電陰極に向かい、そこで自由電子に 変換される。この自由電子によって、続いて起こる電気放電の急激な開始が保証 される。 米国特許5,160,565は、一端で像を受信し、別端で増感イメージを作 出する光ファイバーの束を使用したイメージ増倍管について記述している。 米国特許3,742,285は、光ファイバー入力窓を有する表示管に、電子 の発散面が含まれているイメージ増倍管ディスプレイシステムを記述したもので ある。電子は、イメージを大きく映像するために発光物質でコーティングされた 面をもつ、より大きい直径のディスプレイ窓に突き当たる。 米国特許4,694,171は、電子ビームによって励起された像から放射さ れる光を受信する、イメージ増倍管を使った電子顕微鏡画像システムについて記 述している。 米国特許4,213,055は、入射窓に隣接している外皮内に取り付けられ た入射検出スクリーンを使用するイメージ増倍管を表示している。同上の包絡内 に取り付けてある電子光システムも、包絡内の出射スクリーンへ通り抜ける電子 をイメージ化し、可視のビデオイメージに変換する。 米国特許4,974,089は、イメージ増倍管から焦点面の配列アセンブリ に結合されたフィルターへ光映像を中継するために、指標ロッドレンズを使用す るテレビカメラについて記述している。 米国特許3,757,351は、文書から反射された光がレンズを通過し、ガ ラスサブストレート上の光電陰極を有する容器により増感される静電気印刷シス テムを図解したものである。光子イメージは陰極により電子イメージに変換され 、マイクロチャンネルプレートを通って静電荷の形で像を誘電体標的へ送信する 。こうして静電荷は文書の印刷に使用される。 ビデオソースから正確に効率よくイメージを増強し、極めて高質のビデオ画面 を作出するこのビデオディスプレイシステムは、エレクトロニクス分野における 著しい進歩と言える。 発明の概要 本発明により、有用な新ビデオディスプレイシステムが支給されることになる 。 本発明のビデオディスプレイシステムは、拡大レンズまたは集束レンズ、液晶 プロジェクターなどと結合された光電陰極線管と いう形態のビデオ画像源を採用する。ビデオイメージはモノクロか、または単な る無色ソースである。さらにビデオソースは横列か縦列のビデオ位置データ、単 純ビデオ強度データ、またはこれらのデータが組み合わせられている場合もある 。 本発明のディスプレイシステムはまた、ビデオ画像源が遠くから投射されるか 、または密結合によって移送されるイメージ増倍管を含んでいる。前者の場合で は、ビデオ画像源としてブラウン管を使用することにより投射される。さらに、 ビデオイメージの投射は、点光源と結合した液晶画面の空間光モデュレータを使 用することによって生じる。このほかにも、適当な投射配列が採用されうる。 本発明システムのビデオ増倍管は、ガラスや結晶状物質またはその他適当な透 明物質からなる第1の透明物体またはパネルでできている。視覚的に透明な物体 は第1面と第2面を有する。ビデオ画像源は、投射または密結合によって透明物 体の第1面に送達される。 光電陰極層は第1の透明物体の第2面に配置される。光電陰極層は光子を電子 に変換する物質ならどんなもので構成してもよい。たとえば、ナトリウム、カリ ウム、アンチモン、セシウム化合物、セシウム酸化銀化合物などのマルチアルカ リ性物質などが該当する。 ビデオ画像源と共同してサブストレート(基板)を準備することにより、交互 に光子信号は電子に変換される。サブストレートは光学的に不透明な物質である 場合もある。光電陰極エレメントあるいは光電陰極層は、ビデオ画像源の光子信 号を電子に転換するために、ビデオ画像源に近接して形成される。この配列は、 蛍光層に金属被覆する必要性を除去する光子バッフルとチャンネル 増強装置を含むかもしれない。 イメージ増倍管にはまた、第1の光学的に透明な物質と同じ構造の第2の透明 物体が搭載される。もちろん第2の透明物体は、不透明のサブストレートと一緒 に使用されるときは、単一の光学的に透明な物質から構成される。第2の透明物 体も同様に、第1面と第2面を有する。 燐光性物質の場合もある蛍光層は、第2の光学的に透明な物体の第1面に配置 される。蛍光層を形成している蛍光物質は、第1の光学的に透明な物質の第2面 に配置される光電陰極層からか、またはビデオ画像源に隣接する光電陰極エレメ ントから発生する電子を、光子に変換する機能がある。光子はその後ビューイン グのために第2の透明物体を通って伝達される。蛍光層は燐光性ドットの形態を とり、光子が第1の光学的に透明な物体の第2面にある光電陰極層に逆行しない よう、アルミニウムなどの金属物質の保護層を含んでいる。第2の光学的に透明 な物体の第2面上に見られる像はモノクルかもしれないが、第2透明物体の第1 面に適切にアドレスされたカラー蛍光タイプの物質は、先のアートで周知である 方法を使ったカラー画像を作出する。第2の透明物体上のアルミニウム層は、バ ッフルとチャンネル増強装置が光電陰極エレメントおよび不透明サブルトレート と共に使われる場合は不要である。 第1の視覚上透明な物体の第2面と第2の透明物体の第1面との間に真空囲壁 を形成するために、チェンバ措置も準備される。こうして光電陰極層から発生す る電子は、第1および第2透明物体の間に形成される真空囲壁内で容易に加速す る。高真空下で真空囲壁スペースが崩壊しないよう真空囲壁を強化補強するため に、絶縁マトリックスを使用してもよい。また、真空囲壁の周辺には、 チェンバ措置の一部としてシールを用いることもできる。この場合のシールはフ リットシールとする。 第1透明物体の光電陰極層と第2透明物物体燐光層との間に電圧ポテンシャル (電位)を適用するため、本発明には電力源も見られる。この配列により、蛍光 層または燐光体が陽極として作動するのに対し、光電陰極層は陰極として作動す る。このような電位が光電陰極層と蛍光層の間のゲインを強化する。しかも、特 定の電位を持つグリッドあるいはスクリーンは真空チェンバ内に配置され、電気 的にバイアスされてさらに光電陰極層での電子の発生に影響を及ぼす。光電陰極 エレメントと不透明サブストレートを使用する本発明の具体化では電力源により 少ない電位が要求される。 第2の透明物体の第2面に見られるカラー画像は、レンズを通じてカラー陰極 光線管像を第1の光学的に透明な物体の第1面に投射することによって得られる 。光学的に透明な本体の第1面は、第1透明物体の第2面に見られる光電陰極層 に特定の色合いのカラー映像データを生み出す複数のカラーフィルターを含んで いる。さらに、蛍光層は蛍光ゾーンの列を含んでおり、それぞれがそこから特定 色の放出を促す機能を有している。このようにして、カラー映像は著しく強度の 増加した第2透明物体の第2面から生じる。もちろん、このような像の色は、ビ デオ増強装置上に投影される陰極光線管の色彩配列に比例している。 さらにカラー映像は、複数のモノクロブラウン管(陰極線管)とレンズからの 色彩データを使用して、第2透明物質の第2面で作成される。このように、たと えば、赤、青、緑のデータはイメージ増倍管の光学上透明な物体の第1面に送ら れる。アパーチャマスクがイメージ増倍管の第1面に設置され、第1透明物体の 第 2面上の光電陰極層で特定のカラー線を分断するために、別個のカラーデータを 遮断する。この時点で、カラーゾーンは第2透明物体の第1面蛍光層上で励起さ れ、第2の視覚上透明な物体の第2面でカラー映像を作成する。 さらに、イメージ増倍管の蛍光層からピクセルを出力するため、光電陰極層上 の入力ピクセルの登録にはモノクロ(単色)システムが使用される。3色システ ムの各色には、カラーデータは必ずピクセルの3分の1に割り当てられる。 さらに、光電陰極の線や縦列、マトリックスが第1透明物体の第2面に視覚的 にアドレスされるハイブリッドシステムが採用されうる。しかし、カソード(陰 極)を通じての電流、すなわち光電陰極は、三極真空管バイアス技法を用いてモ デュレートされる。ハイブリッド設計では、イメージ増倍管はそれぞれの最良の 特徴を獲得するために、「冷陰極」電界放出設計に併合される。 このようなハイブリッド設計は、一度に1線の光学的励起で光電陰極線の旋回 (180度の転回)を可能にし、本発明におけるイメージ増倍管の真空囲壁内に 設置された制御格子を用いて、それらのエレメントを一度に1つの縦列ずつバイ アスする。さらに、離散光電陰極の横列は、広域で接地されたグリッドに垂直な 電極を用いて、縦列方向ポテンシャルに関して励起され、モデュレートされる。 本質的に、光学的方法による光電陰極の縦列、横列の番地指定線は電子的バイア スと結合され、本発明のこの観点において望ましい結果を生みだしている。 利用価値の高い新規のビデオディスプレイシステムが記述されていることは明 らかであろう。 それ故、高明度、高解像度の見る価値のある画像を生み出すために、遠隔およ び近接のビデオイメージ増倍管に結合されたビデ オ画像源を使用するビデオディスプレイシステムの提供が本発明の目標である。 本発明の他の目標は、高性能で作動し、モノクロまたは優れた色純度のカラー でビデオイメージを出力できるビデオディスプレイシステムを提供することにあ る。 さらに本発明の別の目標は、軽量で奥行きが最小の視野スクリーンを形成でき るビデオディスプレイシステムを提供することである。 本発明のさらなる目標は、低明度のモノクロビデオ画像を増感し、見やすい高 明度のカラー画像を生み出すことのできるビデオディスプレイシステムを提供す ることにある。 本発明の他の目標は、製造コストが比較的少ないビデオディスプレイシステム を提供することにある。 本発明のさらなる目標は、限定された観測角度のソースを含むいかなるビデオ ソースからのビデオイメージも増感し、高速度転換プロセスを通じて広角度のビ ューイング特性のあるビデオディスプレイをもたらすビデオディスプレイシステ ムを提供することにある。 しかし、本発明の別の目標は、低品質のビデオソースをきわめて高質のビデオ ソースに増感するビデオディスプレイシステムを提供することである。 さらに本発明の他の目標は、層の厚さに対する制限なしに機能する光電陰極エ レメントを有するビデオディスプレイシステムを提供することにある。 本発明の他の目標は、蛍光層に金属シールドを施す必要のないビデオ像倍管を 提供することにある。 本発明はこのほかにも、詳細の説明に伴って明らかになる、特 定の特質および機能に関して多様な目的や優位点を有している。 図の簡単な説明 図1は、ビデオ画像源の備わった本発明の具現をブロック構成図で描写した断 面図である。 図2は、図1を2−2線で切断した断面図であり、光電陰極層のエレクトロル ミネッセントディスプレイ縦列と蛍光層の燐光性ドメインを用いて、図1ビデオ ディスプレイシステムの別の具現化を示している。 図3は、真空ギャップの中に分離ポストを用いた本発明の側面図である。 図4は図3のライン4−4での断面図である。 図5はブラウン管を本発明のビデオ画像源として使用している、本発明の遠隔 投射バージョンを表示している概略図である。 図6は、液晶ディスプレイの空間光モデュレータが点光源との関連で使用され ている、本発明の遠隔投射例の概略図である。 図7は、ランバートバックライトと空間光モデュレータを採用するイメージ増 倍管へのビデオ画像源の密結合を表示した概略図である。 図8は図7のライン7−7の拡大図で、第7図に表示されている密結合配列の 中の縦列および横列ピクセルビデオ画像源を表示している。 図9は、密結合されたダイナミック・ビデオ画像源を表している。そこではピ クセルが電界発光源となる。 図10は、複数のカラー蛍光ドメインと連結した複数のカラーフィルターを用 いた,カラービデオディスプレイの製造を表示する概略図である。 図11は、図1に表示された増倍管と連結したアパーチャマスクを用いたカラ ービデオディスプレイ製造に使用される、本発明の別の実現例を示している。 図12は、アパーチャマスクの子細を示す、図11の12−12線での断面図 である。 図13は、ITOピクセル細片と連結した光線を用いた本発明のハイブリッド システムを高角度から眺望した図である。 図14は、蛍光ドメインに影響を及ぼす電子をモデュレートするためにグリッ ドと一緒に使用される光電陰極細片と結合したITOピクセルの断面図である。 図15は、サブストレート上の蛍光ドメインと関連して使用される、図14に 表示の光電陰極細片とITO細片の等大像である。 図16は、FEDディスプレイの代用として用いられる光電陰極システムを示 す断面図である。 図17は本発明の光学的および電気的データとライン選定コンビネーションの 可能な結合を示した断面図である。 図18は、一度に1列のカラー蛍光ドメインを選択的にスキャンするために電 気グリッドによってモデュレートされた、光電陰極層上に使用されるITO電極 の概要図である。 図19は量子効率と波長を図式で描いたもので、ビデオ画像源波長の燐光放射 波長からの解体を表示している。このように、光電陰極層が紫外線に敏感に反応 するビデオ増倍管の蛍光層にアルミ塗装が不要であることを図示している。 図20は本発明システムのもう一つの実例を略図したものである。 図21は本発明の別の実現例を示す断面図である。 図22は第21図の実例のサブストレート、ビデオ画像源、お よび光電陰極エレメントの断面図である。 図23は、図2の3−3線での断面図である。 図24は、光子バッフルとチャンネル倍率器手段の図21具現例への追加を示 す断面図である。 本発明への理解を深めるために、以上記述した図と関連する望ましい具体化に 対して以下のように詳細が説明されている。 好ましい具体化の詳細説明 先に記述の図式と併せて理解されるべき、つぎのような「好ましい具体化の詳 細説明」が作成されている。 図1に関しては、ビデオ画像源12がビデオイメージ増倍管14上に投射され る、最も幅広いフォーマットに発明10が示されている。ビデオディスプレイシ ステム10に概略されているけれども、ビデオ画像源12はビデオイメージ増倍 管14上に遠隔から投射されるブラウン管、液晶ディスプレイ、またはそれに相 当するものである。さらに、ビデオ画像源12はビデオイメージ増倍管14に密 結合されていることもある。すなわち、電界発光パネルや、プラズマディスプレ イ、またはそれに相当するもののような空間光モデュレータまたはビデオディス プレイは、ビデオイメージ像倍管と密接するように配置される。さらに、ビデオ 画像源は、ビデオイメージ増倍管の外面16上に後述されるようないくつかの方 法で形成される。要するに、ビデオ画像源12はビデオ位置データおよび/また はビデオ強度データという形態を採る。 図1および図2を参照すると、イメージ増倍管14は、第1面あるいは表面1 6と第2面20を持つ第1の光学的に透明な物体18を含んでいる。第1の透明 物体18はガラス、またはその他の適正な結晶性材料でできている。ビデオ画像 源12は矢印22 が示すように、ビデオイメージ増倍管14に第1の外側表面16を通じて進入す る。 第2の透明物体24は、第1表面26および第2の反対側表面28を含む。繰 り返して言うと、第2の光学的透明物体24は第1の光学的透明物体18と同一 材料から成る。真空または第1および第2の光学的に透明な物体18と24に囲 まれた囲壁32の形成のために、本発明の中にはチェンバ措置30も包含されて いる。チェンバ措置30は、フリットシール34と36である周辺の被膜を含ん でいる。真空囲壁32が形成され、被膜34および36同様、透明物体18およ び24により密封され、囲壁32に10-6から10-10トルの比較的高真空を生 み出す。 ビデオディスプレイシステム10は、第2表面または第1光学的透明物体18 の面20に設置されている光電陰極層38を、エレメントとして含んでいる。光 電陰極層38は、ビデオソース12から光子信号を受け取ると、真空囲壁32を 通じて電子を放射するよう、陰極として作用する。光電陰極層38は、美術の世 界ではよく知られているヨウ化セシウム、カリウム性ナトリウム、アンチモン、 セシウム化合物、銀酸化セシウム化合物などの形態を取ることもある。光電陰極 層38の厚さは、図1では強調するために拡大されている。 蛍光層40は第2光学的透明物体24の第1表面26に配置されている。蛍光 層40は燐光性物質で、電子を受け取ることができ、それを第2光学的透明物体 24の第2表面28上でビデオイメージとして視覚される光子に変換する。蛍光 層40は、蛍光層40から真空囲壁32への光子の還流を防ぐために、金属被膜 42によって覆われている。金属被膜42は明らかに、真空囲壁32から燐光ま たは蛍光層42への電子の通過が可能でなければな らない。図1では蛍光層40と金属被膜42は強調のため拡大されている。図1 ではモノクロのフォーマットで示されているが、以下に詳述されるように、蛍光 層40はカラービデオ画像対応ができている。 電力源44は、光電陰極層38(陰極)と蛍光または燐光層40(陽極)との 間に電位(ポテンシャル)を置く。この電位の効果は、電子を真空囲壁32を通 じて約10,000電子ボルトのスピードまで高度に加速することにある。電源 44は1,000ボルトから1万ボルト程度である。グリッドは真空囲壁32に 設置され、電子のプルを光電陰極層38から蛍光層40までさらにバイアスする 。真空囲壁32からの典型的なゲインは、光電陰極層38の10%から50%の 量子効果に基づくと100以上となる。こうして、光電陰極層38上に突き当た る一つの光子は、陽極蛍光層40で10から数百の光子を誘発することになる。 必要不可欠というわけではないが、本発明のゲイン特性は重要な点であり、蛍光 層42に影響する電子による光の製造効率は、通常ワットあたり30から50ル ーメンとたいへん高くなっている。この光製造レベルは、液晶ディスプレイ(1 〜5ルーメン/ワット)や電界発光するエレクトロルミネセンス・ディスプレイ( 1〜5ルーメン/ワット)、その他のタイプのディスプレイと比べても好ましいも のである。低明度の画像源12を使用し、このソースを増倍管14で数百倍に増 加すると、システム10の全般的効率はたいへん高いものになる。また、システ ム10は、高明度、高効率の画像源が不要なので、相対的にシンプルかつ安価に 構築できる。増倍管14と結合した結果、低コストで、高明度、効率の優れたデ ィスプレイシステム10が生まれた。 図2については、その詳細は、第1および第2の全く同一の光 学的透明物体18と24を有する増倍管の代替例14Aに図示されている。図2 の具体例では、第2光学的透明物体24の第2表面28上にカラーイメージの作 出が意図されている。この点に関して、金属(アルミニウム)バック電極層46 が、物体18の表面24上に示されている。モノクロのエレクトロルミネセンス 燐光48は、アルミニウムのバック電極46と、電子的に色彩が指定されるイン ジウムスズ酸化物(ITO)電極50との間に位置する。図2において大文字R 、B、およびGはそれぞれ赤、青、緑を示すことに注意する必要がある。誘電層 52は複数のITO電極50を覆い、またそれが光電陰極層54に覆われている 。回転方向矢印56の光電子は金属層58に突き当たって通過し、R、B、Gの ラベルが付いた複数の燐光ドット60が蛍光を発する。このように、カラーイメ ージは第2光学的透明物体24を通過して視覚されるようになる。 図3および4は、第1および第2の光学的に透明な物体62と64をそれぞれ 有するビデオイメージ増倍管14Bを示す。光電陰極および蛍光層は、簡潔にす るため図3から省略されている。しかし、複数のリボン66が真空囲壁68内に 位置し、第1および第2の光学的に透明な物体間に橋を架けている。リボン66 は、真空囲壁68内の真空に起因するたわみや崩壊からビデオイメージ増倍管1 4Bを保護する。リボンあるいはスペイサー66は、ガラスまたは同様の絶縁性 物質でできている。たとえば、ニューハンプシャー州ドーバーのCogebi社 のCogemicaniteは、この要求条件を満たしている。ビデオイメージ 増倍管が大きい場合、この構造は特に重要である。 図5に関しては、ビデオ画像源12Aは、ビデオイメージ増倍管14と同様な ビデオ増倍管72上に直接投射するブラウン管7 0であることが観察されるかもしれない。しかし、この点は図10に関連して後 ほど詳述される。ブラウン管70はまた、レンズ74を通じて光子を投射し、ビ デオ増倍管72の裏面76上にイメージを拡大する。 図6では、ビデオソース12Bを増倍管72上に投射する別の構造が描写され ている。ビデオソース12Bは空間光モデュレータ80を通過する光線78の点 光源で、ビデオ増倍管72の表面76上に突き当たる。同様に、レンズ82は空 間光モデュレータ80上への衝突に先立って、点光源78から光を照合し、照準 を合わせる。図5または6において、ビデオイメージは増倍管72の裏面84上 に見られる。 図7においては、ビデオソース12Cとビデオ増倍管86との密結合の構造が 描写されている。ビデオソース12Cは、ランバート均等バックライト90とビ デオ増倍管86の表面92との間にはさまれた空間光モデュレータ(LCD)8 8を含んでいる。図8は、「ダイナミック」ディスプレイシステムを示す図7に表 示されている密結合を詳述したものである。言い換えれば、光線は液晶ディスプ レイでモデュレートされるというよりも、ピクセルによって発生される。たとえ ば、図8においてはピクセル縦列(コラム)ピクセル電極94は、透明バックプレ ート96に対向して配置されるものとして描写されている。複数の横列(ロー) ピクセル電極98は、その外面がビデオソース12Cと増倍管86との境界線を マークしている薄いガラス材100に固定されている。ガラスの薄片100は2 ミリ程度ときわめて薄い。ガラスの薄片100はまた光ファイバー材の形態を採 ることもある。さらに、横列および縦列電極94および98によって番地指定さ れている縦横の列は、薄いフィルムAC、薄いフィルムDC、または厚手 のフィルムタイプのうちどれかであり、また、ガスプラズマ・ディスプレイ、ま たはエレクトロルミネセンス・ディスプレイでもよい。 図9は、ガラスの薄片106にビデオ増倍管104が設置されている密結合を 再度図式したものである。これはピクセル108の横列がその一面に設置されて いる図8のガラス薄片8の場合と同様である。線110は増倍管104とビデオ ソース12Dとの境界を示す。ピクセル108の横列は、モノクロのソースから 派生する電子的番地指定を表示している。このモノクロソースは、増倍管104 に視覚されるカラー燐光エレメント112と1対1の登録で接合されている。例 として、ピクセルの横列またはピクセルドット108と、燐光縦列またはドット 112が、それぞれ赤、青、緑を示すR、B、Gの大文字でラベル表示されてい る。繰り返して言うと、ピクセル108はガスプラズマ・ディスプレイ、エレク トロルミネッセント(EL)パネル、またはこれに相当する他の形態をとる。ガ スプラズマ・ビデオ画像源を用いることにより、適正なガスがプラズマディスプ レイに選択された場合は、図9に表示の具体例のように、紫外線イメージ発生器 が形成される。本発明のシステムを用いて、同様にカラービデオディスプレイも 成果が得られる。増倍管104の光電陰極層105から放出される光子は、光電 陰極層105から流れでる光電子のランダムなエネルギーは1電子ボルト以下で あるため、対向する陽極ピクセルドット112に直接推進される。しかも、この ような光電子は、光電陰極層105に垂直に向けられた1センチあたり約5万ボ ルトの電界を経験する。このように、画像源12からの光子(図7−9の密結合 による)、光電陰極層105の符号する光電子カラードメイン、および対応する カラー燐光ドット112の整 列は、簡単に実施できる。換言すると、結果として光電陰極層105上の入力ピ クセルと出力ピクセル112とが1対1に登録される。これは、たとえば1ミリ あたり50線対以上という著しく高い解像度においても起こる。 現在のシステム10は、図10−12にあるようにいくつかの方法でカラービ デオイメージを生み出すことができる。図10は、増倍管120の第1の光学的 に透明な物体として作用するグラス片118の表面116に設置された、複数の カラーフィルター114に突き当たる光源12Eを図示している。ライン122 はビデオ増倍管120の外側境界線である。複数のフィルター114はそれぞれ 黄色、青、緑を示すY、B、Gとラベル表示されている。カラー114はフィル ムまたは他の適切なホルダー124に配置される。増倍管120の光電陰極層1 26は光電子を放出し、ビデオイメージ増倍管14に関して図1に示されている ものと同様の加速メカニズムを含んでいる。ピクセル128はそれぞれ赤、緑、 青を意味するR、G、Bとラベル表示された燐光ドットの形態で描写されている 。燐光ピクセル128は、図1の第2の光学的に透明な第2物体124に符号す る光に透明な第2物体130の表面に配置される。このようにして、たとえばカ ラー陰極線管からのカラー画像源12Eは複数のカラーフィルター114を通過 し、複数のフィルター114からのカラーイメージデータは光電子に変形され、 光学的に透明な物体130上で真空スペース32を横切る特定のカラー光電陰極 燐光ドットまたはピクセルと突き当たる。こうしてカラー光子の放出が刺激され 、このような光子が光学的物体30を通過して視覚に入る。 図11は、アパーチャマスク132が採用されている本発明のシステムから、 カラー出力を生み出す別の方法を表示している。 複数のCRT134は赤、青、緑を意味するR、B、Gとそれぞれラベル表示さ れたモノクロカラーデータを生む。レンズ136の多様性がこのような光を遮断 し、たとえばアパーチャマスク132を通過して図10で描写されている増倍管 120と同様なビデオ倍増管138にまで至る、すべて黄色い光を作り出す。光 電陰極層140は、光学的に透明な第2物体144上に対向的に配置されている 燐光ドットまたはピクセル142に直接加速される光電子を放出する。 図13−14は、ビデオディスプレイのハイブリッドなシステム10Aを表示 している。図13は平板パネルディスプレイ146を示しており、光電陰極物質 などで被覆されたITO電極のような光学的に透明な電極が、図13で垂直に配 列された縦列148と図13で水平に配列された光学的に放出している横列15 0中に示されている。このような光学的に放出する横列150は、縦列電極14 8に密結合されたエレクトロルミニセンスの電界発光デバイス、プラズマデバイ ス、およびそれに相当する形態をとる。このようなハイブリッドなシステム10 Aでは、光電陰極線は光学的に実現されるが、結果としての陰極電流は三極真空 管バイアス技法を用いて調整される。このようなハイブリッドな設計では、この 分野では周知であるが、それぞれの最高の特質を得るために、図1のイメージ増 倍管設計と冷陰極電界放出設計が合併される。たとえば、縦列148のような光 電陰極群は光学的に励起され、全体にではなく、一度に1横列ごと、その後縦列 から縦列に電圧制御を使用してビデオデータとバイアスされる。さらには、横列 150細片は光学的に光子を放射するよう励起され、結果としての光電陰極電流 は、広範囲の接地グリッドに関する垂直縦列電極148を用いて、縦列にそって 調整される。さらには、 図13に図式されているピクセル152は、光電陰極物質で被膜された光学的に 透明な縦列電極(ITO電極)148と、光学的に放出する横列150の合流を 表示する。図15は、ハイブリッドシステム10Aのためのピクセルを詳述して おり、その中では、光電陰極細片154はITO細片156の上に置かれている 。ITOと光電陰極細片の結合に垂直に、絶縁細片158が光子放出細片160 の下に位置し、ラインの番地指定を供給している。図14においては、グリッド 162が概略的に図示されている。複数の矢印164は、ITO細片156と、 低電圧として順番にビデオデータ情報と共に稼働される陰極154上に突き当た る光子放出細片160から放出される光子を表示する。この点に関して、図15 に描写のコンビネーションによって形成された各ピクセルは、CMOSドライバ のような低電圧デバイスによって作動する。燐光ドメインまたはドット166は 陽極としてバイアスされる。光電陰極154がグリッド162に関してプラスの 方向にバイアスされるとき、陰極154と陽極168の間に電流は流れない。し かし、陰極エレメント154がグリッド162に関してネガティブ電圧内にバイ アスされるときは、光電陰極154と陽極168間に電流は豊富に流れる。しか しそれは細片160が光子を放出する場合に限る。図13と15に表示されない グリッドは、広範囲スクリーン挿入陽極と陰極で、その概略が図14に示されて いる。もちろん、図14に描写されたシステムを拡大し、横列用にライン番地指 定が500のエレクトロルミニセンス、またはプラズマディスプレイの駆動回路 を含んでもよい。一方CMOSサンプルおよび保留要素によってビデオデータと 駆動された縦列電極は、総数が1500縦列になる。 図16は、光電陰極170が典型的なFEDの代替となってい るビデオ制作の電界放出デバイス(FED)型システムを表示している。複数の 矢印によって表示された広範囲のバックライト172は、サブストレート172 に収まっている光電陰極170に向けられている。グリッド176は適正なビデ オ縦列データ用に調整される。さらに、燐光ドット178は特定のライン選定能 力のために電気的にモデュレートされる。 図17は、光学的および電気的ビデオ縦列データとライン選定の様々なコンビ ネーションを示している。すべてのビデオデータは光学的に適応されるものであ るため、図1−12に記述のシステムはボックス180によって代表される。す なわち、人は画像源を投射されるか、または増倍管の光電陰極に密結合される形 で出現したとき初めて画像源を目にすることができる。ボックス184は図13 −15に描写されているシステムを表示している。それは、縦列強度データは接 地グリッドに関しては陰極バイアス電圧として導入される一方、ライン選定デー タは光学的に光電陰極にインプットされ、またボックス186に見られるコンビ ネーションは、代替の光電陰極170と共に図16のFEDシステムだからであ る。ボックス183はこの中には含まれないが、ライン選定データに代替された ビデオデータとビデオデータに代替されたライン選定データを有しており、図1 3−15のシステムの代替となる。 アルミニウム被覆42が図1の蛍光層40から消去されている図19では、可 視光線、すなわち赤、青、または緑の光の域外にも敏感な光電陰極層40を選択 することが可能である。換言すれば、光電陰極層40は紫外線にも反応すること ができる。たとえば、図1におけるヨウ化セシウム光電陰極層40を使用すると 、電子はアルミニウムを貫通する必要がないので光電陰極層はずっ と低い陽極電圧でも作動する。この構造はまた、除去されたアルミニウム被膜4 2のピンホールから光が漏れるという問題を解決するものでもある。すなわち、 光電陰極物質40は図2に描写されている光子が分からず、第2光学的に透明な 物体24の表面28をそのまま立ち去る。紫外線に反応する図19の陰極40は 物理的耐性に優れ、化学的な経時変化(エージング)にも影響されない。 図21−24は、本発明のもう一つの実現化である10Aに言及している。実 現例10Aは、図1に描写された実現例10とは異なる光電陰極装置210を含 んでいる。光電陰極装置は、たとえばセシウム化アンチモンで被膜された編組み 状ステンレスチールのスクリーンのような金属部材のバッキンングまたはサブス トレート212を含む。サブストレート212はまた、薄いフィルムタイプの半 透明光電陰極という形態を採ることもある。すなわち、サブストレート212は ガラス材で、その上にセシウムの薄い膜が蒸着されている。光電陰極被覆214 はバッキング部材12上に施される。ビデオイメージを表現する光子は層214 に向かい、図1のチェンバ囲壁32と同様に、真空チェンバー216をはさんで 加速される電子を創造する。指定「e」は光電陰極層214で作られる電子を表 す。指定「p」はビデオ画像源の光子を表す。蛍光層218もまた表示されてい ることに注意する必要がある。光電陰極層または被覆214は、アンチモンの被 覆プレートあるいはアンチモンがベースの合金、すなわちアンチモン鋼、アンチ モン銀、その他それに相当するものである。加えて、アンチモン層はセシウム蒸 気と反応してセシウム・アンチモン合金を作る。図1に描写の具体例10の場合 、層214は均質でなくてもよい点は注意に値する。ときには、アンチモンまた はアンチモ ン合金がサブストレート212、すなわち単一部材として直接形成されることも ある。 前述のように、チェンバ16内には蛍光層218も見られ、面222上でビュ ーイングが可能な光学的に透明な物体220上に位置する。電源224は光電陰 極層214と蛍光層218間に電圧電位を生じる。この電圧は1〜30キロボル トの範囲内である。 図22では、サブストレート212が、ビデオ画像源228の構成要素を生み だす複数の光子を有した光電陰極装置224を包含していることが観察される。 たとえば、複数のエレメント226はマンガンでドープ処理した硫化亜鉛物質の エレクトロルミネセンス燐光という形態をとる。加えて、エレメント226はガ スプラズマ外皮からなることもある。もちろん、エレメント226を製造する光 子は、図1のビデオソース12などのビデオイメージに電子的に関連づけられる 。図22には複数の光電陰極エレメント230も表示されている。複数の光電陰 極エレメント230の各光電陰極エレメントは、本質的に光子製造エレメント2 26からチェンバ216を通過して加速される電子に、光子を変換する。各光電 陰極エレメントは図21における光電陰極被覆214と同じく、アンチモンベー スの物質である。各光電陰極エレメントはこのような物質から構成されるか、あ るいは光電陰極材の被覆を有するベース物質から構成される。図23においては 、エレメント226および光電陰極エレメント230を製造する複数の光子が、「 スイスチーズ」のような配列で形成されているのが見られる。この場合、光電陰 極エレメント230は隣接する部材である。 図24においては、典型的な光子製造エレメント232が見られる。光子製造 エレメント232は、バッフル234およびチャ ンネル増強装置236と連結して用いられる。ダイノード238、239および 240は、光子を製造するエレメント232を図21の蛍光層218から光子が 逆流しないよう保護する、エンド面242、244のようなエンド面を含んでい る。矢印246はこのような逆流光子を示している。たとえばセシウム・アンチ モンのような光電陰極物質は、光子製造エレメント232から発散する光子を図 24で○で囲んだ1で示されているような一次電子に変換するため、ダイノード 238、239、240のエンド上で被覆される。○で囲んだ2で示されている 二次電子もこの配列の中で発生される。典型的な電位がダイノード238、23 9および240用に図24に示されている。バッフル234とチャンネル増強装 置手段236の使用により、燐光層あるいはスクリーン218上の金属被覆の必 要が無くなる。また、図214の光電陰極被覆214または図22上の光電陰極 エレメント230と蛍光層218間の電圧源224は、真空チェンバ216の隙 間を橋渡しする電子が金属物質または蛍光層218の上に重なる金属鏡を通じて 推進される必要が無いため、比較的低い。また、燐光スクリーン218から逆行 する陽性イオンは、衝撃によって光電陰極エレメント230を破損することはな い。 運用においては、ユーザーはリモート投射または密結合によって、ブラウン管 や液晶ディスプレイ(LCD)および相当品の図1に表示されたビデオイメージ増 倍管への出力としてビデオソース12を利用する。ビデオソースの光子はビデオ イメージ増倍管14に突き当たる。ビデオイメージ増倍管は電源44という形の 電位に誘因され、隙間あるいは真空囲壁32を通って光電子を加速する。ビデオ ソース12からの光子は、ビデオイメージ増倍管14の光学的に透明な第1物体 に見られる光電陰極層38によって、 このような光電子にエネルギー変換される。具体例10Aは不透明なサブストレ ート212を用いてビデオソース12から光電子を発生する。ビデオイメージ増 倍管14の光学的に透明な第2物体24上の蛍光層40は、著しく加速された光 電子を受け、光学的に透明な第2物体の第2面28上で目に見えるビデオイメー ジを生み出す。本発明のシステムは、モノクロのビデオソースを増感し、カラー 符号化されたモノクロビデオソースまたはカラービデオソースからカラー映像を 作成するのに利用することができる。システム10は、ブラウン管に要求される 奥行き、すなわち平板パネルディスプレイとしての弱点なしに、陰極光線管のラ ンバート均等拡散特性を示す平板パネルディスプレイを作成するのに採用される 。 図20は、それぞれ赤、緑、青を意味するR、G、Bとラベル表示された異な るカラーの3つの点光源192と関連し、低解像度光モデュレータを用いて高解 像度のカラー映像が得られるシステム10Bを表示している。点光源は図20の 実現例における発光ダイオード(LEDS)を表示する。視準整正レンズ194は 、LEDS194から低解像度のモノクロ光モデュレータ(LCD)196に光を 通す。ピクセル198、200、および202は、モノクロ光モデュレータ19 6の1ピクセルをそれぞれ表現する。増倍管14Aは増倍管14と同様の構成で 、点光源192のカラーと一致するR、G、Bとラベル表示された複数カラーフ ィルタのインクルージョンを許容する。3つの連続したスクリーンは、ソース1 92から赤、緑、青の光ビデオデータ部分を連続的に照らすことにより、システ ム10Bで作られる。各カラーフレーム中、モデュレータ196は特定カラーフ レームのカラーデータで稼働される。LCD196の198、200、202の 各ピクセ ルの前にある三組元素のカラー(赤、青、緑)に配列されている複数のカラーフ ィルタ204によって、間違ったデータが増倍管14Aの光電陰極に到達しない よう阻止される。図20では、ビデオデータの中で緑の光だけが増倍管14Aに 到達する場合が示されている。画像源197からのビデオデータの赤、青の光に ついても同様のことが言える。もちろん、赤、青、緑のカラー(それぞれR、B 、G)は図20において任意に選択される。 前述のように、発明の完璧な全容を明らかにするため、本発明の具体例はかな り詳細にわたっているが、このような詳細には発明の精神や原理原則からはずれ ない範囲で多くの変更が可能であることは言うまでもない。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Cross Reference of Video Display and Image Intensification System Related Application This application is a partial inheritance of US patent application Ser. No. 08 / 377,282 filed Jan. 23, 1995. It is. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a convenient new system for video displays. Currently, video images are implemented primarily through the use of cathode ray tubes (cathode ray tube CRTs). While CRTs are effective in many aspects of video technology, they have several drawbacks, such as not being easily trimmed. This is due to the fact that as the weight of the vacuum tube increases, it becomes more difficult to handle and the manufacturing cost increases significantly. On the other hand, cathode ray tubes produce extremely high quality video images with fluorescent or phosphorescent substances. In addition, brightness, speed, contrast, resolution, and color purity are high. The liquid crystal screen (LCD) is light and can display video images on a flat screen. Unfortunately, LCD video images have been described as "fading" with low brightness, efficiency, and color purity. In addition, LCDs have low resolution and lack the Lambert effect, so they cannot be viewed from a wide angle. Also, the screen display is slow and not cost effective. Image intensifier tubes have been devised, such as U.S. Pat. No. 5,029,009, which focuses light through a lens onto a substrate (gate) on which a gating electrode array is mounted. The electrode array and the substrate are transparent to allow light to pass to the photocathode. In this way, the applicable range of gating is achieved with a single imaging camera. U.S. Pat. No. 3,864,595 describes an image intensifier with a photocathode element that converts incident radiation into a corresponding electronic image. A microchannel plate multiplies the electronic image and sends it to a phosphor screen to convert the electronic image into a corresponding emission image for viewing. By selectively providing a gating signal to the photocathode element, the electronic image can be easily turned on / off. U.S. Pat. No. 4,142,123 describes an image display device utilizing a photocathode, a multiplier diode, and an anode electrode for a cathodoluminescent screen. The anode electrode is made of a material with low fluorescence emission and provides for the emission of light energy even after the excitation has ended. The electrons created by the discharge impact of the anode electrode travel to the photocathode, where they are converted into free electrons. The free electrons ensure a rapid onset of the subsequent electrical discharge. U.S. Pat. No. 5,160,565 describes an image intensifier using a bundle of optical fibers that receives an image at one end and creates an intensified image at another end. U.S. Pat. No. 3,742,285 describes an image intensifier display system in which a display tube having an optical fiber input window includes an electron diverging surface. The electrons impinge on a larger diameter display window having a surface coated with a luminescent material to provide a larger image. U.S. Pat. No. 4,694,171 describes an electron microscope imaging system using an image intensifier tube that receives light emitted from an image excited by an electron beam. U.S. Pat. No. 4,213,055 shows an image intensifier using an incident detection screen mounted in an outer skin adjacent to an entrance window. An electro-optic system mounted in the same envelope also images the electrons passing through the exit screen in the envelope and converts them into a visible video image. U.S. Pat. No. 4,974,089 describes a television camera that uses an index rod lens to relay an optical image from an image intensifier to a filter coupled to an array of focal planes. U.S. Pat. No. 3,757,351 illustrates an electrostatic printing system in which light reflected from a document passes through a lens and is sensitized by a container having a photocathode on a glass substrate. The photon image is converted by the cathode into an electronic image, which transmits the image in the form of an electrostatic charge through the microchannel plate to the dielectric target. The electrostatic charge is thus used for printing the document. This video display system, which accurately and efficiently enhances an image from a video source to create a very high quality video screen, represents a significant advance in the electronics field. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a useful new video display system. The video display system of the present invention employs a video image source in the form of a photocathode tube coupled to a magnifying or focusing lens, a liquid crystal projector, and the like. Video images are monochrome or simply colorless sources. Further, the video source may be horizontal or vertical video position data, simple video intensity data, or a combination of these data. The display system of the present invention also includes an image intensifier tube from which the video image source is projected from a distance or transported by tight coupling. In the former case, the projection is made by using a cathode ray tube as the video image source. In addition, the projection of the video image is produced by using a spatial light modulator of a liquid crystal screen combined with a point light source. In addition, an appropriate projection arrangement can be employed. The video intensifier of the system of the present invention is made of a first transparent object or panel of glass, crystalline material or other suitable transparent material. The visually transparent object has a first surface and a second surface. A video image source is delivered to the first side of the transparent object by projection or tight coupling. The photocathode layer is disposed on the second surface of the first transparent object. The photocathode layer may be composed of any substance that converts photons into electrons. For example, a multi-alkaline substance such as sodium, potassium, antimony, a cesium compound, a cesium silver oxide compound, or the like is applicable. By preparing the substrate in cooperation with the video image source, the photon signals are alternately converted to electrons. The substrate may be an optically opaque material. The photocathode element or layer is formed in proximity to the video image source to convert photon signals of the video image source to electrons. This arrangement may include photon baffles and channel enhancers that eliminate the need for metallizing the fluorescent layer. The image intensifier tube is also mounted with a second transparent object having the same structure as the first optically transparent material. Of course, the second transparent object, when used with an opaque substrate, is composed of a single optically transparent material. The second transparent object also has a first surface and a second surface. A phosphor layer, which may be phosphorescent, is disposed on a first surface of a second optically transparent object. The phosphor forming the phosphor layer may include electrons generated from a photocathode layer disposed on a second surface of the first optically transparent material or from a photocathode element adjacent to a video image source. There is a function to convert to photons. The photons are then transmitted through the second transparent object for viewing. The phosphor layer is in the form of phosphorescent dots and includes a protective layer of a metallic material such as aluminum so that photons do not go back to the photocathode layer on the second surface of the first optically transparent object. The image seen on the second side of the second optically transparent object may be a monocle, but the material of the color fluorescent type properly addressed on the first side of the second transparent object is the same as in the prior art. Create a color image using well known methods. The aluminum layer on the second transparent object is not needed if baffles and channel boosters are used with photocathode elements and opaque slate. A chamber arrangement is also provided for forming a vacuum enclosure between the second side of the first visually transparent object and the first side of the second transparent object. Thus, the electrons generated from the photocathode layer are easily accelerated in the vacuum wall formed between the first and second transparent objects. An insulating matrix may be used to reinforce the vacuum enclosure so that the vacuum enclosure space does not collapse under high vacuum. A seal can also be used around the vacuum enclosure as part of the chamber measures. The seal in this case is a frit seal. The invention also includes power sources for applying a voltage potential between the photocathode layer of the first transparent object and the phosphorescent layer of the second transparent object. With this arrangement, the phosphor layer or phosphor acts as an anode, while the photocathode layer acts as a cathode. Such a potential enhances the gain between the photocathode layer and the phosphor layer. Moreover, a grid or screen with a specific potential is located in the vacuum chamber and is electrically biased to further affect the generation of electrons in the photocathode layer. Embodiments of the present invention that use a photocathode element and an opaque substrate require less potential on the power source. The color image seen on the second side of the second transparent object is obtained by projecting a color cathode ray tube image through a lens onto the first side of the first optically transparent object. The first surface of the optically transparent body includes a plurality of color filters that produce color image data of a particular shade on the photocathode layer found on the second surface of the first transparent object. Further, the fluorescent layer includes a row of fluorescent zones, each of which has the function of promoting emission of a particular color therefrom. In this way, a color image originates from the second surface of the second transparent object with a significantly increased intensity. Of course, the color of such images is proportional to the color arrangement of the cathode ray tube projected on the video intensifier. Further, a color image is created on the second surface of the second transparent material using color data from a plurality of monochrome cathode ray tubes (cathode ray tubes) and lenses. Thus, for example, red, blue, and green data are sent to the first side of the optically transparent object of the image intensifier. An aperture mask is placed on the first side of the image intensifier and blocks the separate color data in order to cut off a particular color line at the photocathode layer on the second side of the first transparent object. At this point, the color zone is excited on the first side phosphor layer of the second transparent object, creating a color image on the second side of the second visually transparent object. In addition, a monochrome (monochromatic) system is used to register the input pixels on the photocathode layer in order to output the pixels from the fluorescent layer of the image intensifier. For each color in a three-color system, color data is always assigned to one third of a pixel. Further, a hybrid system may be employed in which the lines, columns and matrices of the photocathode are visually addressed on the second side of the first transparent object. However, the current through the cathode (cathode), the photocathode, is modulated using a triode vacuum bias technique. In a hybrid design, the image intensifiers are merged into a "cold cathode" field emission design to obtain their best features. Such a hybrid design allows the photocathode line to be turned (180 degree turn) with one line of optical excitation at a time, using a control grid installed within the vacuum enclosure of the image intensifier tube of the present invention. , Bias those elements one column at a time. In addition, the rows of discrete photocathodes are excited and modulated with respect to the column potential using electrodes perpendicular to a globally grounded grid. In essence, photocathode column and row addressing lines by optical methods are combined with electronic bias to produce the desired results in this aspect of the invention. It will be apparent that a new video display system with high utility has been described. Therefore, it is an object of the present invention to provide a video display system that uses a video image source coupled to remote and nearby video image intensifiers to produce high-brightness, high-resolution images worth viewing. . It is another object of the present invention to provide a video display system that operates at high performance and is capable of outputting video images in monochrome or color of excellent color purity. Yet another object of the present invention is to provide a video display system that can form a lightweight, minimal depth view screen. It is a further object of the present invention to provide a video display system capable of sensitizing low-brightness monochrome video images to produce easy-to-view high-brightness color images. Another object of the present invention is to provide a video display system with relatively low manufacturing costs. It is a further object of the present invention to provide a video display system that sensitizes video images from any video source, including limited viewing angle sources, resulting in a wide angle viewing characteristic video display through a high speed conversion process. Is to do. However, another goal of the present invention is to provide a video display system that sensitizes a low quality video source to a very high quality video source. It is yet another object of the present invention to provide a video display system having a photocathode element that functions without restrictions on layer thickness. It is another object of the present invention to provide a video image intensifier that does not require a metal shield on the phosphor layer. The present invention has various other objects and advantages with respect to particular features and functions that will become apparent as the detailed description proceeds. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention with a video image source in a block diagram. FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 taken along line 2-2, using an electroluminescent display column of photocathode layers and phosphorescent domains of a phosphor layer to implement another embodiment of the video display system of FIG. Is shown. FIG. 3 is a side view of the present invention using a separation post in a vacuum gap. FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing a remote projection version of the present invention using a cathode ray tube as the video image source of the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram of a remote projection example of the present invention in which a spatial light modulator of a liquid crystal display is used in connection with a point light source. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the tight coupling of a video image source to an image intensifier employing a Lambertian backlight and a spatial light modulator. FIG. 8 is an enlarged view of line 7-7 of FIG. 7 showing the column and row pixel video image sources in the tightly coupled arrangement shown in FIG. FIG. 9 illustrates a tightly coupled dynamic video image source. There, the pixels are the electroluminescent source. FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the production of a color video display using a plurality of color filters linked to a plurality of color fluorescent domains. FIG. 11 illustrates another implementation of the present invention used in the manufacture of a color video display using an aperture mask coupled to the intensifier tube shown in FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line 12-12 of FIG. 11, showing details of the aperture mask. FIG. 13 is a view from a high angle of the hybrid system of the present invention using light rays connected to ITO pixel strips. FIG. 14 is a cross-sectional view of an ITO pixel combined with a photocathode strip used with a grid to modulate electrons affecting the fluorescent domain. FIG. 15 is an isometric image of the photocathode strip and the ITO strip shown in FIG. 14 used in connection with the fluorescent domains on the substrate. FIG. 16 is a sectional view showing a photocathode system used as a substitute for an FED display. FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a possible combination of the optical and electrical data and line selection combination of the present invention. FIG. 18 is a schematic diagram of an ITO electrode used on a photocathode layer, modulated by an electrical grid to selectively scan one row of color fluorescent domains at a time. FIG. 19 graphically depicts quantum efficiency and wavelength, showing the disassembly of video image source wavelengths from phosphorescent emission wavelengths. Thus, it is shown that the aluminum layer is not required for the fluorescent layer of the video intensifier tube in which the photocathode layer is sensitive to ultraviolet rays. FIG. 20 schematically illustrates another example of the system of the present invention. FIG. 21 is a sectional view showing another embodiment of the present invention. FIG. 22 is a cross-sectional view of the example substrate, video image source, and photocathode element of FIG. FIG. 23 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. FIG. 24 is a cross-sectional view showing addition of a photon baffle and a channel multiplier to the embodiment of FIG. For a better understanding of the present invention, the following details are set forth for the preferred embodiments in connection with the above-described figures. Detailed Description of the Preferred Embodiment The following "Detailed Description of the Preferred Embodiment" has been prepared which should be understood in conjunction with the scheme described above. Referring to FIG. 1, invention 10 is shown in the broadest format in which a video image source 12 is projected onto a video image intensifier 14. Although outlined in the video display system 10, the video image source 12 is a cathode ray tube, liquid crystal display, or the like, projected remotely onto the video image intensifier tube 14. Further, video image source 12 may be tightly coupled to video image intensifier tube 14. That is, a spatial light modulator or video display, such as an electroluminescent panel, a plasma display, or the like, is placed in close contact with the video image multiplier. In addition, the video image source is formed on the outer surface 16 of the video image intensifier in a number of ways as described below. In short, video image source 12 takes the form of video position data and / or video intensity data. With reference to FIGS. 1 and 2, the image intensifier 14 includes a first optically transparent object 18 having a first surface or surface 16 and a second surface 20. The first transparent object 18 is made of glass or other suitable crystalline material. Video image source 12 enters video image intensifier tube 14 through first outer surface 16 as indicated by arrow 22. The second transparent object 24 includes a first surface 26 and a second opposite surface 28. Again, the second optically transparent object 24 is made of the same material as the first optically transparent object 18. A chamber arrangement 30 is also included in the present invention for forming an enclosure 32 surrounded by a vacuum or first and second optically transparent objects 18 and 24. The chamber arrangement 30 includes a peripheral coating that is frit seals 34 and 36. A vacuum enclosure 32 is formed, sealed with transparent objects 18 and 24 as well as coatings 34 and 36, -6 From 10 -Ten Produces a relatively high vacuum in torr. The video display system 10 includes, as an element, a photocathode layer 38 located on the second surface or surface 20 of the first optically transparent object 18. Photocathode layer 38 acts as a cathode to emit electrons through vacuum enclosure 32 upon receiving a photon signal from video source 12. The photocathode layer 38 may take the form of cesium iodide, potassium sodium, antimony, cesium compounds, silver cesium oxide compounds, etc., which are well known in the art world. The thickness of the photocathode layer 38 is enlarged in FIG. 1 for emphasis. The fluorescent layer 40 is disposed on the first surface 26 of the second optically transparent object 24. Phosphor layer 40 is a phosphorescent material that can receive electrons and convert it into photons that are viewed as a video image on second surface 28 of second optically transparent object 24. The fluorescent layer 40 is covered with a metal coating 42 in order to prevent reflux of photons from the fluorescent layer 40 to the vacuum wall 32. Obviously, the metal coating 42 must allow the passage of electrons from the vacuum enclosure 32 to the phosphorescent or fluorescent layer 42. In FIG. 1, the fluorescent layer 40 and the metal coating 42 are enlarged for emphasis. Although shown in FIG. 1 in a monochrome format, the fluorescent layer 40 is capable of supporting a color video image as described in detail below. The power source 44 places a potential between the photocathode layer 38 (cathode) and the fluorescent or phosphorescent layer 40 (anode). The effect of this potential is to accelerate electrons highly through the vacuum enclosure 32 to a speed of about 10,000 electron volts. The power supply 44 is between 1,000 volts and 10,000 volts. The grid is mounted on the vacuum enclosure 32 and further biases the electron pull from the photocathode layer 38 to the phosphor layer 40. A typical gain from the vacuum enclosure 32 is 100 or more based on the 10% to 50% quantum effect of the photocathode layer 38. Thus, one photon striking the photocathode layer 38 will induce ten to hundreds of photons at the anode phosphor layer 40. Although not essential, the gain characteristics of the present invention are important, and the efficiency of producing light from electrons affecting the phosphor layer 42 is typically very high, typically 30 to 50 lumens per watt. This light production level is also preferable compared to liquid crystal displays (1-5 lumens / watt), electroluminescent displays (1-5 lumens / watt), and other types of displays. Using a low-brightness image source 12 and increasing this source by a factor of hundreds with a multiplier 14 results in a very high overall efficiency of the system 10. Further, the system 10 does not require a high-brightness, high-efficiency image source, and can be constructed relatively simply and inexpensively. The combination with the intensifier 14 results in a low cost, high brightness, high efficiency display system 10. With respect to FIG. 2, the details are shown in an alternative embodiment 14A of a multiplier having first and second identical optically transparent objects 18 and 24. In the embodiment of FIG. 2, the creation of a color image on the second surface 28 of the second optically transparent object 24 is intended. In this regard, a metal (aluminum) back electrode layer 46 is shown on surface 24 of object 18. Monochrome electroluminescent phosphorescence 48 is located between an aluminum back electrode 46 and an electronically designated indium tin oxide (ITO) electrode 50. Note that in FIG. 2, capital letters R, B, and G indicate red, blue, and green, respectively. Dielectric layer 52 covers a plurality of ITO electrodes 50, which are covered by photocathode layer 54. The photoelectrons indicated by the rotation arrow 56 hit the metal layer 58 and pass through, and the plurality of phosphor dots 60 labeled R, B, and G emit fluorescence. In this way, the color image becomes visible through the second optically transparent object 24. 3 and 4 show a video image intensifier 14B having first and second optically transparent objects 62 and 64, respectively. The photocathode and phosphor layers have been omitted from FIG. 3 for brevity. However, a plurality of ribbons 66 are located within the vacuum enclosure 68 and bridge the first and second optically clear objects. Ribbon 66 protects video image intensifier tube 14B from flexing and collapse caused by vacuum in vacuum enclosure 68. The ribbon or spacer 66 is made of glass or a similar insulating material. For example, Cogemicanite from Cogebi, Dover, NH, meets this requirement. This structure is particularly important when the video image intensifier is large. With respect to FIG. 5, it may be observed that video image source 12A is a cathode ray tube 70 that projects directly onto video intensifier tube 72, similar to video image intensifier tube 14. However, this point will be described later in detail with reference to FIG. CRT 70 also projects photons through lens 74 to magnify the image on backside 76 of video intensifier 72. In FIG. 6, another structure for projecting video source 12B onto intensifier tube 72 is depicted. Video source 12B is a point source of light 78 passing through spatial light modulator 80 and impinges on surface 76 of video intensifier tube 72. Similarly, lens 82 collimates and aims light from point light source 78 prior to impact on spatial light modulator 80. 5 or 6, the video image is seen on the back surface 84 of the intensifier 72. In FIG. 7, the structure of the tight coupling between the video source 12C and the video intensifier tube 86 is depicted. Video source 12C includes a spatial light modulator (LCD) 88 sandwiched between a Lambertian uniform backlight 90 and a surface 92 of video intensifier tube 86. FIG. 8 details the tight coupling shown in FIG. 7 showing a "dynamic" display system. In other words, the light rays are generated by pixels, rather than being modulated by a liquid crystal display. For example, in FIG. 8, the pixel columns 94 are depicted as being disposed opposite the transparent backplate 96. The plurality of row (row) pixel electrodes 98 are fixed to a thin glass material 100 whose outer surface marks the boundary between the video source 12C and the multiplier 86. The glass flake 100 is as thin as about 2 mm. The glass flake 100 may also take the form of an optical fiber material. In addition, the rows and columns addressed by the rows and columns electrodes 94 and 98 may be any of thin film AC, thin film DC, or thick film types, and may be gas plasma displays or electroluminescent. It may be a sense display. FIG. 9 again illustrates the tight coupling in which the video intensifier 104 is mounted on a glass slab 106. This is similar to the glass flake 8 of FIG. 8 in which a row of pixels 108 are located on one side. Line 110 indicates the boundary between intensifier 104 and video source 12D. The row of pixels 108 indicates an electronic address designation derived from a monochrome source. This monochrome source is joined in one-to-one registration with the color phosphorescent element 112 visible on the multiplier 104. By way of example, rows of pixels or pixel dots 108 and phosphor columns or dots 112 are labeled with capital letters R, B, and G for red, blue, and green, respectively. Again, pixel 108 takes the form of a gas plasma display, an electroluminescent (EL) panel, or other equivalent form. By using a gas plasma video image source, if the proper gas is selected for the plasma display, an ultraviolet image generator is formed, as in the example shown in FIG. Using the system of the present invention, color video displays are similarly successful. Photons emitted from the photocathode layer 105 of the intensifier 104 are directly driven to the opposing anode pixel dots 112 because the random energy of the photoelectrons flowing from the photocathode layer 105 is less than 1 eV. Moreover, such photoelectrons experience an electric field of about 50,000 volts per centimeter, oriented perpendicular to the photocathode layer 105. In this way, the alignment of the photons from the image source 12 (due to the tight coupling in FIGS. 7-9), the encoded optoelectronic color domains of the photocathode layer 105 and the corresponding color phosphorescent dots 112 can be easily implemented. In other words, as a result, the input pixels and the output pixels 112 on the photocathode layer 105 are registered one-to-one. This also occurs at significantly higher resolutions, for example, 50 lines pairs or more per millimeter. Current systems 10 can produce color video images in several ways, as shown in FIGS. 10-12. FIG. 10 illustrates a light source 12E mounted on a surface 116 of a glass piece 118 that acts as a first optically transparent object of the intensifier 120 and impinges on a plurality of color filters 114. Line 122 is the outer boundary of video intensifier tube 120. The plurality of filters 114 are labeled as Y, B, and G indicating yellow, blue, and green, respectively. Collar 114 is placed on a film or other suitable holder 124. The photocathode layer 126 of the intensifier 120 emits photoelectrons and includes an acceleration mechanism similar to that shown in FIG. 1 for the video image intensifier 14. Pixels 128 are depicted in the form of phosphorescent dots labeled R, G, B for red, green, and blue, respectively. The phosphorescent pixel 128 is located on the surface of a light transparent second object 130 that encodes the second optically transparent second object 124 of FIG. Thus, for example, a color image source 12E from a color cathode ray tube passes through a plurality of color filters 114, and the color image data from the plurality of filters 114 is transformed into photoelectrons, and a vacuum is formed on an optically transparent object 130. A particular color photocathode phosphor dot or pixel traversing space 32 is encountered. The emission of color photons is thus stimulated and such photons pass through the optical object 30 and enter the sight. FIG. 11 illustrates another method of producing a color output from a system of the present invention in which an aperture mask 132 is employed. The plurality of CRTs 134 generate monochrome color data labeled as R, B, and G, which means red, blue, and green, respectively. The diversity of the lens 136 blocks such light and produces all yellow light, for example, through the aperture mask 132 to a video intensifier tube 138 similar to the intensifier tube 120 depicted in FIG. The photocathode layer 140 emits photoelectrons that are directly accelerated to phosphorescent dots or pixels 142 that are oppositely disposed on an optically transparent second object 144. Figures 13-14 show a hybrid system 10A of a video display. FIG. 13 shows a flat panel display 146 in which optically transparent electrodes such as ITO electrodes coated with a photocathode material or the like are arranged vertically in columns 148 in FIG. 13 and horizontally in FIG. An optically emitting row 150 is shown. Such optically emitting rows 150 take the form of electroluminescent electroluminescent devices, plasma devices, and the like, which are tightly coupled to column electrodes 148. In such a hybrid system 10A, the photocathode is realized optically, but the resulting cathode current is regulated using a triode vacuum bias technique. Such hybrid designs, as is well known in the art, combine the image intensifier tube design of FIG. 1 with the cold cathode field emission design to obtain the best of each. For example, a group of photocathodes, such as column 148, are optically excited and biased with video data using voltage control, one row at a time, rather than globally, and then from column to column. Furthermore, the row 150 strips are excited to emit photons optically, and the resulting photocathode current is adjusted along the columns using vertical column electrodes 148 for a wide range of ground grids. Further, the pixel 152 illustrated in FIG. 13 displays the merging of an optically transparent column electrode (ITO electrode) 148 coated with a photocathode material and an optically emitting row 150. FIG. 15 details a pixel for hybrid system 10A, in which photocathode strip 154 is placed over ITO strip 156. FIG. Perpendicular to the ITO and photocathode strip coupling, an insulating strip 158 is located below the photon emitting strip 160 and provides a line addressing. In FIG. 14, the grid 162 is schematically illustrated. Arrows 164 indicate ITO strips 156 and photons emitted from photon emitting strips 160 impinging on cathodes 154, which in turn operate with video data information as a low voltage. In this regard, each pixel formed by the combination depicted in FIG. 15 is operated by a low voltage device such as a CMOS driver. Phosphorescent domains or dots 166 are biased as anodes. When the photocathode 154 is biased in a positive direction with respect to the grid 162, no current flows between the cathode 154 and the anode 168. However, when the cathode element 154 is biased within a negative voltage with respect to the grid 162, current flows abundantly between the photocathode 154 and the anode 168. However, it is only when the strip 160 emits photons. The grids not shown in FIGS. 13 and 15 are the wide screen insertion anodes and cathodes, which are schematically shown in FIG. Of course, the system depicted in FIG. 14 may be expanded to include a 500 row addressing electroluminescent or plasma display drive circuit for the rows. On the other hand, the total number of column electrodes driven with the video data by the CMOS samples and the storage elements is 1500 columns. FIG. 16 illustrates a video production field emission device (FED) type system in which the photocathode 170 is an alternative to a typical FED. A broad backlight 172, indicated by a plurality of arrows, is directed to a photocathode 170 that is contained in the substrate 172. Grid 176 is adjusted for the proper video column data. Further, the phosphorescent dots 178 are electrically modulated for specific line selection capabilities. FIG. 17 illustrates various combinations of optical and electrical video column data and line selection. The system described in FIGS. 1-12 is represented by box 180 since all video data is optically adapted. That is, a person can only see the image source when it is projected or appears to be tightly coupled to the photocathode of the intensifier. Box 184 displays the system depicted in FIGS. 13-15. That is, while the column intensity data is introduced as a cathode bias voltage with respect to the ground grid, the line selection data is optically input to the photocathode, and the combination seen in box 186 is shown in FIG. Because it is an FED system. Box 183 is not included, but has video data replaced with line selection data and line selection data replaced with video data, and is an alternative to the system of FIGS. 13-15. In FIG. 19, where the aluminum coating 42 has been eliminated from the phosphor layer 40 of FIG. 1, it is possible to select a photocathode layer 40 that is also sensitive to visible light, i.e. outside the red, blue or green light. In other words, the photocathode layer 40 can also react to ultraviolet light. For example, using the cesium iodide photocathode layer 40 in FIG. 1, the photocathode layer operates at much lower anode voltages because electrons do not need to penetrate aluminum. This structure also solves the problem of light leaking from the pinhole of the removed aluminum coating 42. That is, the photocathode material 40 does not know the photons depicted in FIG. 2 and leaves the surface 28 of the second optically transparent object 24 as it is. The cathode 40 of FIG. 19 that responds to ultraviolet light has excellent physical resistance and is not affected by chemical aging (aging). Figures 21-24 refer to 10A, another implementation of the present invention. Implementation 10A includes a different photocathode device 210 than implementation 10 depicted in FIG. The photocathode device includes a backing or substrate 212 of a metal member such as, for example, a screen of braided stainless steel coated with antimony cesium. Substrate 212 may also take the form of a thin film type translucent photocathode. That is, the substrate 212 is a glass material, on which a thin film of cesium is deposited. Photocathode coating 214 is applied on backing member 12. The photons representing the video image go to layer 214 and create electrons that are accelerated across vacuum chamber 216, similar to chamber enclosure 32 of FIG. The designation "e" represents an electron created by the photocathode layer 214. The designation "p" represents a photon of the video image source. Note that the fluorescent layer 218 is also displayed. The photocathode layer or coating 214 may be an antimony coated plate or an antimony-based alloy, such as antimony steel, antimony silver, or the like. In addition, the antimony layer reacts with the cesium vapor to form a cesium-antimony alloy. It is worth noting that for embodiment 10 depicted in FIG. 1, layer 214 need not be homogeneous. Occasionally, antimony or an antimony alloy may be formed directly as substrate 212, a single piece. As described above, the fluorescent layer 218 is also found in the chamber 16 and is located on an optically transparent object 220 that can be viewed on the surface 222. The power supply 224 generates a voltage potential between the photocathode layer 214 and the fluorescent layer 218. This voltage is in the range of 1 to 30 kilovolts. In FIG. 22, it is observed that the substrate 212 includes a photocathode device 224 having a plurality of photons that produce the components of the video image source 228. For example, the plurality of elements 226 take the form of electroluminescent phosphorescence of manganese doped zinc sulfide material. In addition, element 226 may comprise a gas plasma skin. Of course, the photons that make up element 226 are electronically associated with a video image, such as video source 12 of FIG. FIG. 22 also shows a plurality of photocathode elements 230. Each photocathode element of the plurality of photocathode elements 230 essentially converts photons from photon production element 226 to electrons that are accelerated through chamber 216. Each photocathode element is an antimony-based material, similar to photocathode coating 214 in FIG. Each photocathode element is composed of such a material or a base material having a coating of photocathode material. In FIG. 23, it can be seen that the plurality of photons that make up element 226 and photocathode element 230 are formed in an array such as "Swiss cheese." In this case, the photocathode elements 230 are adjacent members. In FIG. 24, a typical photon production element 232 can be seen. Photon production element 232 is used in conjunction with baffle 234 and channel enhancer 236. Dynodes 238, 239, and 240 include end surfaces, such as end surfaces 242, 244, that protect photon-manufacturing elements 232 from backflow from phosphor layer 218 of FIG. Arrow 246 indicates such a backflow photon. For example, a photocathode material such as cesium antimony converts photons emanating from the photon production element 232 into primary electrons as indicated by 1 in FIG. Coated on the end. Secondary electrons indicated by 2 surrounded by a circle are also generated in this arrangement. Typical potentials are shown in FIG. 24 for dynodes 238, 239 and 240. The use of baffles 234 and channel intensifier means 236 eliminates the need for a phosphorescent layer or metallization on screen 218. In addition, the voltage source 224 between the photocathode coating 214 in FIG. 214 or the photocathode element 230 and the fluorescent layer 218 in FIG. Relatively low because there is no need to be propelled through a mirror. In addition, the positive ions traveling backward from the phosphor screen 218 do not damage the photocathode element 230 due to the impact. In operation, the user utilizes the video source 12 by remote projection or tight coupling as output to a cathode ray tube, liquid crystal display (LCD), and equivalent video image intensifier tube shown in FIG. Video source photons strike video image intensifier tube 14. The video image intensifier is induced by a potential in the form of a power supply 44 to accelerate photoelectrons through gaps or vacuum enclosure 32. Photons from the video source 12 are converted to such photoelectrons by the photocathode layer 38 found on the first optically transparent object of the video image intensifier 14. Example 10A uses a non-transparent substrate 212 to generate photoelectrons from video source 12. The fluorescent layer 40 on the optically transparent second object 24 of the video image intensifier 14 receives significantly accelerated photoelectrons and the video visible on the second surface 28 of the optically transparent second object. Create an image. The system of the present invention can be used to sensitize a monochrome video source and create a color image from a color coded monochrome or color video source. The system 10 is employed to create a flat panel display that exhibits the Lambertian uniform diffusion characteristics of a cathode ray tube without the depth required for a cathode ray tube, ie, the weakness of a flat panel display. FIG. 20 relates to three point light sources 192 of different colors, labeled R, G and B, respectively meaning red, green and blue, to obtain a high resolution color image using a low resolution light modulator. The system 10B is displayed. The point light source represents a light emitting diode (LEDS) in the implementation example of FIG. The collimating lens 194 passes light from the LEDs 194 to a low resolution monochrome light modulator (LCD) 196. Pixels 198, 200, and 202 represent one pixel of monochrome light modulator 196, respectively. The intensifier 14A has the same configuration as the intensifier 14 and allows the inclusion of a plurality of color filters labeled R, G, and B that match the color of the point light source 192. Three consecutive screens are created on system 10B by sequentially illuminating red, green, and blue light video data portions from source 192. During each color frame, the modulator 196 is operated with the color data of the specific color frame. Incorrect data is applied to the photocathode of the intensifier 14A by a plurality of color filters 204 arranged in a tri-element color (red, blue, green) in front of each pixel of LCD 196, 198, 200, 202. Blocked from reaching. FIG. 20 shows a case where only green light in the video data reaches the multiplier 14A. The same is true for the red and blue lights of the video data from the image source 197. Of course, the red, blue, and green colors (R, B, and G, respectively) are arbitrarily selected in FIG. As noted above, the specific examples of the present invention have been described in considerable detail in order to clarify the complete scope of the invention, but such details may be changed in many ways without departing from the spirit and principle of the invention. Needless to say,
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