МАТРИЧНЫЙ ЭКРАН Российский патент 1998 года по МПК H01J17/49 H01J31/08 H01J31/60 

Изобретение относится к области информационной техники и может использоваться при построении крупногабаритных матричных экранов (экранов коллективного пользования) из набора дискретных элементов, позволяющих, например, получать цветное телевизионное изображение. В качестве дискретных элементов могут использоваться как миниатюрные, так и достаточно крупные индикаторы, например, электронно-лучевые трубки, жидкокристаллические или плазменные (газоразрядные) индикаторные панели и т.д.

Известна [1] информационная система с использованием 2000 штук газоразрядных индикаторных панелей размером 21 дюйм по диагонали.

При использовании блочного принципа построения экранов коллективного пользования возникает проблема устранения зон, возникающих на стыках панелей, нарушающих целостность восприятия изображения, и получения сплошного информационного поля. Другими словами, не должна иметь место потеря шага элементов изображения на стыках отдельных дисплейных блоков, когда полное изображение состоит из отдельных элементов, разделенных зазорами.

Существенной проблемой является нарушение цельности полного изображения, также возникающее из-за наличия зазоров, либо других нежелательных дефектов. Во всех подобных случаях проблема заключается в том, что изображение каждого элемента имеет меньший размер, чем физические габариты, занимаемые им на полном изображении.

Известен матричный экран на основе плазменных индикаторных панелей [2], состоящий, по крайней мере, из двух элементов изображения в виде индикаторных панелей, содержащих ячейки индикации, образованные при пересечении системы электродов, расположенных на диэлектрических пластинах. В этом экране индикаторные ячейки в местах стыковки панелей смещены к наружной стороне выступающей пластины, а зазор между пластинами заполнен прозрачным веществом с коэффициентом преломления, соответствующим материалу пластины. Однако, данная конструкция нетехнологична, при наборе экрана из отдельных панелей требует изменения конструкции панелей и при этом не позволяет достичь достаточного качества изображения на стыках.

Данная проблема может быть в корне решена путем использования оптических объективов, увеличивающих размер изображений элементов до необходимой величины, обеспечивающей стыковку образов отдельных изображений без каких-либо зазоров между ними, чтобы сделать эти зоны невидимыми.

В предлагаемом изобретении в матричном экране на его поверхности со стороны отображения располагается устройство коррекции изображения на межэлементных зазорах, выполненное в виде плоского объектива, состоящего из двух линз Френеля, разделенных прозрачной связующей средой, коэффициент преломления материала которой отличается от коэффициента преломления материала линз.

В стандартном исполнении линза Френеля состоит из отдельных, примыкающих друг к другу, концентрических колец небольшой толщины, которые в сечении имеют форму призм специального профиля. Линзы Френеля изготавливаются из легких и прочных акриловых полимеров. При этом максимальная рабочая температура может достигать 90^oC, пропускание в спектральном диапазоне 400-1100 нм составляет 90%. Как правило, линза Френеля применяется в качестве коллиматорного устройства для получения параллельного пучка света от точечного источника в прожекторах, светофорах, проекционных установках.

Линзы Френеля обычно не используются для построения оптических систем типа объектива из-за искажений, вносимых в изображение концентрической структурой линзы Френеля.

Однако, в нашем случае изображение принципиально состоит из дискретных элементов, размер которых значительно больше характерного размера структуры линзы Френеля. В связи с этим представляется возможным использовать в рассматриваемом случае вместо традиционных объективов, обладающих значительными габаритами, тонкую оптическую систему на основе линзы Френеля.

Еще одним преимуществом использования линзы Френеля в нашем случае является ее короткофокусность, что позволяет сохранить достаточно большой угол обзора системы.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен матричный экран.

Экран состоит из элементов изображения 1, расположенных в плоскости. Поверх элементов изображения расположен плоский объектив 2. Плоский объектив выполнен в виде двух параллельно расположенных линз Френеля 3. Зазор между линзами заполнен связующим материалом 4.

За счет выполнения объектива из двух и более линз Френеля и подбора материалов, из которых выполнены линзы, и связующего материала, исходя из значений коэффициентов преломления, обеспечивается оптическое масштабирование, при котором происходит необходимое увеличение размера каждого дискретного элемента изображения, при котором устраняются нарушения целостности полного изображения.

Как вариант возможно использование оптической системы с использованием только одной линзы Френеля, что приведет к удешевлению системы при некотором уменьшении угла обзора.

Данная структура в виде плоского объектива, обладает достаточной технологичностью, чтобы, решая указанную проблему, не ухудшать свойства системы в целом и быть достаточно дешевой в серийном производстве.

Предложение может быть использовано как в матричных дисплеях, так и табло больших размеров, построенных из отдельных источников света или других отдельных элементов изображения, которые могут иметь существенные зазоры между собой, нарушающие целостность восприятия изображения.

Источники информации:
1. Photonica Spectra, 29, N 2, с. 116, 1995.

2. Авторское свидетельство СССР, N 886655, МКИ H 01 J 17/49, 31.07.80.

Изобретение относится к области информационной техники, а конкретно - к построению крупномасштабных экранов коллективного пользования из набора отдельных экранов меньшего размера. Матричный экран состоит из набора элементов изображения, на поверхности которых расположено устройство коррекции изображения на межэлементных зазорах. Устройство выполнено в виде плоского объектива из двух линз Френеля, разделенных прозрачной связующей средой. За счет профиля линз, подбора материалов линз и связующей среды, коэффициенты преломления которых различны, осуществляется функция оптического масштабирования, что позволяет устранить зоны искаженного изображения. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Матричный экран, содержащий, по крайней мере, два элемента изображения, отличающийся тем, что на поверхности элементов изображения расположено устройство коррекции изображения на межэлементных зазорах, выполненное в виде плоского объектива, состоящего, по крайней мере, из одной линзы Френеля. 2. Экран по п. 1, отличающийся тем, что плоский объектив содержит, по крайней мере, две линзы Френеля, разделенные прозрачной связующей средой с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления материала линз Френеля. 3. Экран по п.1, отличающийся тем, что на поверхности устройства коррекции изображения на межэлементных зазорах расположен фильтр контрастирования.