ЭКРАН ДЛЯ ТЕЛЕВИЗОРА РИРПРОЕКЦИОННОГО ТИПА Российский патент 1995 года по МПК G03B21/60 

Изобретение относится к оптико-механической промышленности, в частности к экранам для телевизоров рирпроекционного типа, в которых изображение проецируется объективом с электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) на экран и наблюдается с лицевой стороны экрана. В проекционном телевизоре такого типа проекционное изображение рассеивается экраном для получения некоторых углов обзора по вертикали и горизонтали при наблюдении с лицевой стороны экрана так, чтобы яркое и контрастное изображение было видно по всему полю зрения. Изобретение может быть использовано в просветных телевизионных установках.

Известен просветный проекционный экран, содержащий пластину Френеля для приема проекционного изображения с проектора, входная поверхность которой плоская, на ней расположена кольцевая линза Френеля, растровую пластину, примыкающую к пластине Френеля, которая включает ряд первых выпуклых цилиндрических линз, образованных на входной поверхности, обращенной к линзе Френеля, имеющих шаг в горизонтальном направлении, ряд непрозрачных полос, образованных на выходной поверхности и имеющих тот же шаг и то же направление, что выпуклые цилиндрические линзы, в канавках между непрозрачными полосами расположены вторые выпуклые цилиндрические линзы, имеющие ширину меньше, чем первые выпуклые цилиндрические линзы, и, таким образом, что их оптические оси совпадают с оптическими осями первых выпуклых цилиндрических линз [1]
Шаг кольцевой линзы Френеля достаточно мал, что вызывает технологические трудности при изготовлении экрана и делает его конструкцию нетехнологичной.

Наиболее близким к изобретению является экран для телевизора рирпроекционного типа, содержащий пластину Френеля, которая содержит ряд первых выпуклых цилиндрических полированных линз сферического или асферического профиля, образованных на входной поверхности с шагом в вертикальном направлении, и линзу Френеля, образованную на выходной поверхности пластины Френеля, растровую пластину, примыкающую к пластине Френеля, которая содержит ряд вторых выпуклых цилиндрических линз, образованных на входной поверхности, обращенной к линзе Френеля, с шагом в горизонтальном направлении, ряд непрозрачных полос, образованных на выходной поверхности растровой пластины, расположенных в том же направлении и с тем же шагом, что и вторые выпуклые цилиндрические линзы, в канавках между непрозрачными полосами расположены третьи выпуклые цилиндрические линзы, имеющие ширину меньше, чем вторые выпуклые цилиндрические линзы, и расположены таким образом, что их оптические оси совпадают с оптическими осями вторых выпуклых цилиндрических линз, образованных на входной поверхности растровой пластины [2]
Высококачественная обработка первых выпуклых цилиндрических линз требует специального оборудования, что значительно повышает трудоемкость изготовления экрана. Применение пластмассы со специальными добавками требует сложной технологии и ее изготовления, практически не освоенной в отечественной промышленности. Наличие достаточно маленького шага Р₁ первых выпуклых цилиндрических линз вызывает дополнительные технологические трудности. Все эти причины делают известную конструкцию экрана в целом нетехнологичной.

Экрана для телевизоров рирпроекционного типа служат для того, чтобы зритель мог наблюдать на лицевой поверхности экрана размером, например (640х853) мм, контрастное изображение с равномерной яркостью по всему полю. Исследования показали, что при таком размере экрана и расположении зрителя на расстоянии 3 мм от экрана, который может занимать различные положения: сидя, лежа, стоя, оптимальные углы обзора должны быть по вертикали ± 8^о30', по горизонтали ± 38^о30', кроме того, важна технологичность конструкции экрана.

Задачей изобретения является получение экpана с необходимыми техническими характеристиками и улучшение технологичности конструкции.

Технический результат достигается тем, что в экране для телевизора рирпроекционного типа, содержащем пластину Френеля, выполненную в виде образованного на ее входной поверхности ряда первых выпуклых цилиндрических линз сферического или асферического профиля и образованной на ее выходной поверхности кольцевой линзы Френеля, а также примыкающую к пластине Френеля растровую пластину, выполненную в виде образованного на ее входной поверхности ряда вторых выпуклых цилиндрических линз с шагом в горизонтальном направлении, образованного на ее выходной поверхности ряда непрозрачных полос, шаг и направление которых совпадают с шагом и направлением вторых выпуклых цилиндрических линз, и ряда цилиндрических линз, образованных между непрозрачными полосами, первые выпуклые цилиндрические линзы выполнены неполированными с шагом менее 0,5 шага вторых выпуклых цилиндрических линз растровой пластины, шаг кольцевой линзы Френеля идентичен шагу первых выпуклых цилиндрических линз, профиль каждой из цилиндрических линз, расположенных между непрозрачными полосами, выполнен выпукловогнутым и состоит из трех зон, центральной, имеющей выпуклый асферический профиль, идентичный профилю вторых выпуклых цилиндрических линз, и двух краевых одинаковых зон, прилегающих к непрозрачным полосам и имеющих вогнутый сферический профиль, причем ширина всех зон не более 0,8 ширины непрозрачной полосы, крутизна первых выпуклых цилиндрических линз пластины Френеля 10^о≅ϕ₁≅25^о, крутизна вторых выпуклых цилиндрических линз растровой пластины 20^о≅ϕ₂≅45^о.

На фиг.1 представлена принципиальная схема телевизора рирпроекционного, использующего описываемый экран; на фиг. 2 профиль входной поверхности пластины Френеля; на фиг.3 выходная поверхность пластины Френеля; на фиг.4 входная поверхность растровой пластины; на фиг. 5 выходная поверхность растровой пластины.

Телевизор рирпроекционного типа содержит электронно-лучевую трубку ЭЛТ 1, проекционный объектив 2, экран 3, включающий пластину Френеля 4, обращенную к объективу 2 выпуклыми цилиндрическими линзами 5, растровую пластину 6, примыкающую к пластине Френеля 4 и обращенную выпуклыми цилиндрическими линзами 7 к пластине Френеля 4. Входная поверхность пластины Френеля 4 представляет собой ряд первых выпуклых цилиндрических линз 5 с шагом Р₁ и в вертикальном направлении. На выходной поверхности пластины Френеля 4 образована кольцевая линза Френеля 8 с шагом, равным Р₁. На выходной поверхности растровой пластины 6, обращенной к линзе Френеля 8, образован ряд вторых выпуклых цилиндрических линз 7 с шагом Р₂ в горизонтальном направлении. На выходной поверхности растровой пластины 6 образован ряд непрозрачных полос 9 с тем же шагом в горизонтальной плоскости, что и вторые выпуклые цилиндрические линзы 7, ряд выпукловогнутых цилиндрических линз, образованных между непрозрачными полосами 9, с центральной зоной 10 и краевыми зонами 11. Центральная зона 10 выпуклая асферическая поверхность, краевая зона 11 вогнутая сферическая поверхность.

При наблюдении изображения на экране телевизора размером, например (640х853) мм с расстояния, равного 3 м, зритель видит так называемое "горячее пятно", т.е. одновременно с наблюдением изображения на экране, зритель аккомодируется на оправу объектива, яркость которой значительно больше яркости изображения и поэтому видится зрителю как яркое пятно на фоне изображения, мешающее наблюдателю. Устранение этого пятна достигается нанесением кольцевой линзы Френеля 8 на выходной поверхности пластины Френеля 4, в переднем фокусе которой находится оправа объектива 2, которая с помощью линзы Френеля 8 растягивается на весь экран и не мешает наблюдению, а также за счет применения линзы Френеля 8 получается более равномерна освещенность экрана по полю. Поверхность линзы Френеля 8 описывается следующими формулами:
tgα_N=
tgii1

Получение необходимого угла обзора по вертикали ± 8^о30' обеспечивается нанесением на входную поверхность пластины Френеля 4 ряда выпуклых асферических цилиндрических линз 5 с шагом Р₁ в вертикальном направлении, выпуклая поверхность которых описывается уравнением y² 1,3x, где y_max 0,2 мм. Получение необходимого угла обзора по горизонтали ± 38^o30' обеспечивается нанесением на входной поверхности пластины 6 и на ее выходной поверхности выпуклых асферических цилиндрических линз 7 и 10 с шагом Р₂ в горизонтальном направлении, выпуклые поверхности которых описываются уравнением y² 1,4x, где y_max на входной поверхности равен P₂/2 0,45-0,5 мм, а на выходной 0,2 мм. Расположение на выходной поверхности вогнутых сферических зон 11 шириной 0,1 мм между непрозрачными полосами 9 и выпуклыми асферическими зонами (линзами) 10 позволяет увеличить яркость экрана на 5-10% и улучшить технологические параметры при изготовлении растровой пластины. Нанесение непрозрачных полос 9 на выходной поверхности растровой пластины 6 с шагом в горизонтальном направлении, равным шагу выпуклых цилиндрических линз 7 на входной поверхности пластины 6, позволяет увеличить контраст изображения и устранить блики на экране от посторонних источников света, мешающие наблюдению.

Использование: оптико-механическая промышленность. Сущность: экран состоит из пластины Френеля 4, обращенной к объективу 2 выпуклыми цилиндрическими линзами 6 с шагом P в вертикальном направлении, выходная поверхность которой представлена в виде кольцевой линзы Френеля с шагом P и растровой пластины, примыкающей к пластине Френеля 4 и обращенной вторыми выпуклыми цилиндрическими линзами к пластине Френеля 4. Линзы имеют шаг P в горизонтальном направлении. Выходная поверхность растровой пластины образована рядом непрозрачных полос с шагом P в горизонтальном направлении и расположенными между ними двояковогнутыми цилиндрическими линзами, состоящими из центральной зоны в виде выпуклой асферической поверхности и двумя краевыми зонами в виде сферической поверхности. 5 ил.

ЭКРАН ДЛЯ ТЕЛЕВИЗОРА РИРПРОЕКЦИОННОГО ТИПА, содержащее пластину Френеля, выполненную в виде образованного на ее входной поверхности ряда первых выпуклых цилиндрических линз сферического или асферического профиля и образованной на ее выходной поверхности кольцевой линзы Френеля, а также примыкающую к пластине Френеля растровую пластину, выполненную в виде образованного на ее входной поверхности ряда вторых выпуклых цилиндрических линз с шагом в горизонтальном направлении, образованного на ее выходной поверхности ряда непрозрачных полос, шаг и направление которых совпадает с шагом и направлением вторых выпуклых цилиндрических линз, и ряда цилиндрических линз, образованных между непрозрачными полосами, отличающийся тем, что первые выпуклые цилиндрические линзы выполнены неполированными с шагом менее 0,5 шага вторых выпуклых цилиндрических линз растровой пластины, шаг кольцевой линзы Френеля идентичен шагу первых выпуклых цилиндрических линз, профиль каждой из цилиндрических линз, расположенных между непрозрачными полосами, выполнен выпукло-вогнутым и состоит из трех зон: центральной, имеющей выпуклый асферический профиль, идентичный профилю вторых выпуклых цилиндрических линз, и двух краевых одинаковых зон, прилегающих к непрозрачным полосам и имеющих вогнутый сферический профиль, причем ширина всех зон не более 0,8 ширины непрозрачной полосы, крутизна первых выпуклых цилиндрических линз пластины Френеля 10^°≅ ϕ₁ ≅ 25^°, крутизна вторых выпуклых цилиндрических линз растровой пластины 25^°≅ ϕ₂ ≅ 45^°.