Устройство для воспроизведения цветного изображения Советский патент 1990 года по МПК H04N9/30 

(21)4456232/24-09

(22)07.07.88

(46) 23.06.90. Бюл. N3 23

(72) И.Б. Трофимов и Ю.П. Тимофеев

(53)621.397.132(088.8)

(56)Патент США № 3595991, кл. Н 04 N 9/30, 1971.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦВЕТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

(57)Изобретение относится к опто- электроцветоперецаче. Цель изобретения - улучшение контрастности изображения . Устройство содержит подложку

1, на которой расположена матрица из цветоизлучающих триад-ячеек основных цветов, состоящих из полупроводниковых лазерных ИК-излучателей 3-5. Поверхность матрицы покрыта слоем селективного трехкомпонентного анти- стоксова люминофора 18, каждая компонента которого преобразует ИК-излу- чение в соответствующую ей длину волны видимой части спектра. Оптимальное согласование параметров трехкомпонентного антистоксова люминофора с учетом его специфических особенностей и энергетических и оптических характеристик полупроводниковых лазерных ИК-излучателей дает возмож- ность эффективного прямого преобразования ИК-излучения в видимое с яркостью порядка 100 нит, что улучшает контрастность изображения и точность цветопередачи. 3 ил.

с

(О

(Л

с

Изобретение относится к оптоэлектроцветопередаче. Цель изобретения - улучшение контрастности изображения. Устройство содержит подложку 1, на которой расположена матрица из цветоизлучающих триад-ячеек основных цветов, состоящих из полупроводниковых лазерных ИК-излучателей 3-5. Поверхность матрицы покрыта слоем селективного трехкомпонентного антистоксова люминофора 18, каждая компонента которого преобразует ИК-излучение в соответствующую ей длину волны видимой части спектра. Оптимальное согласование параметров трехкомпонентного антистоксова люминофора с учетом его специфических особенностей и энергетических и оптических характеристик полупроводниковых лазерных ИК-излучателей дает возможность эффективно прямого преобразования ИК-излучения в видимое с яркостью порядка 100 нит, что улучшает контрастность изображения и точность цветопередачи. 3 ил.

СЛ

vj

СО СЛ СЛ 1

фиг.1

Изобретение относится к опто- электронике и может быть исполъзона- но в качестве экрана в устройствах отображения информации.

Целью изобретения является повышение точности цветопередачи и улучшение контрастности изображения.

На фиг. I изображена конструкция элемента двумерной матрицы; на фиг.2- электрическая схема одной триады- ячейки; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема двумерной триад- ной матрицы.

Устройство содержит подложку 1, триады-ячейки 2, полупроводниковые лазерные излучатели 3-5, управляющие шины 6-17 и селективное люминесцируго- щее покрытие 18.

Устройство работает следующим об- разом.

На подложке 1 сформирована двумерная матрица из светоизлучающих триад-ячеек 2, состоящих из полупроводниковых лазерных излучателей 3-5. Каждая триада-ячейка 2 управляется в соответствии с определенным алгоритмом сигналами с шин X и Y. На каждый из излучателей 3 4 или 5 поступают электрические сигналы различной амплитуды и длительности, например, по шинам 6-8. В зависимости от того, какая из шин X 15, 16 или 17 подклгог чена в данный момент, излучает соответствующая из триад-ячеек 2, Длины волн, излучаемые каждым из элементов триады-ячейки 2, различны и фиксированны, а интенсивность излучения находится в соответствии с амплитудой и длительностью электрических управляющих сигналов, поступающих на элементы триады-ячейки 2 по шинам 6-8, ИК-излучение от элементов триады-ячейки 2 поглощается слоем селективного люминесцирующего покрытия 18, являющегося трехкомлонентным антистоксовым люминофором. Каждая компонента трехкомпонентного антистоксова люминофора преобразует ИК-излучение в соответствующую ей длину волны ви- дииой области спектра. Интенсивности излучения люминофора пропорциональна интенсивности излучения полупроводниковых лазерных излучателей. Человеческий глаз при этом воспринимает цвет люминесценции антистоксова люминофора интегрально,, т.е. суперпозицию интенсивностей света трех различных длин волн.

Таким образом, в зависимости от значения интенсивности красного, зеленого и синего свечений получают результирующие цвета и оттенки преобразованного излучения.

Поскольку управление триадами- ячейками 2 производится в соответствии с характером видеосигналов, подаваемых на шины X и шины Y двумерной матрицы, можно осуществлять отображение любой видеоинформации с помощью этой матрицы: цифровой, буквенной, графической, символьной, видовой, вплоть до телевизионного изображения .

Устройство обеспечивает четкое и стабильное цветовыделение при хорошей контрастности изображения, принятой в телевизионном стандарте. Это осуществляется с помощью эффективной работы структуры двумерной матрицы, выполненной на основе оптической связи трехкомпонентного антистоксова люминофора и полупроводников -х КК-излучателей, сформированных в виде триад. Согласование спектральных и энергетических характеристик в структуре двумерной матрицы осуществляется при выполнении условия, определяемого выражением С1 ( S-1 ) и равенства

V

.1, где С - относительная доля компоненты люминофора

в смеси; V- коэффициент видности; Ј - эффективность преобразования с учетом падающей энергии; S коэффициент спектрального согласования; I интенсивность 1-го излучателя триады; Тк,1е,1. - интенсивности красной, синей и зеленой составляющих преобразованного излучения соответственно.

Оптимальное согласование параметров трехкомпонентного антистоксова люминофора с учетом его специфических особенностей и энергетических и оптических характеристик полупроводниковых лазерных ИК-излучателей дает возможность с помощью структуры предлагаемой двумерной матрицы получить эффективное прямое преобразование ИК-излучения в видимое и, как следствие, цветное изображение с яркость порядка 100 нит. Эта величина яркости соответствует яркости свечения экрана современного цветного телевизионного приемника. Быстродействие антистоксова люминофора согласуется

с быстродействием катодолюминофоров, применяемых в кинескопах телевизоров, что позволяет использовать устройство для воспроизведения цветного изображения в телев идении без изменения телевизионного стандарта кадровой и строчной разверток.

Примером реализации служит устройство для воспроизведения цветного изображения, выполненное на основе трехкомпонентного антистоксова люминофора, составляющими которого являются следующие соединения: (Y Ero,03)OC1

0,77

для красного цвета люминесценции в пределах 470- 480 мм; (Y0|57 Yb0)4Er0|03 )NaF4 - для зеленого цвета люминесценции в преде лах 540-560 мм; (Y Yb0i2B Tm0i0,)SaF4 для синего цвета люминесценции в пределах 650-670 мм.

Концентрация каждой из составляющих трехкомпонентного антистоксова люминофора рассчитывалась по приведенной формуле, исходя из условия, что интенсивности излучения каждого из элементов триады одинаковы для каждой из соответствующих длин волн. Соотношения компонент люминофора в процентах определены следующие: 7. 14 и 79% соответственно для красного зеленого и синего цветов,

В светоизлучающих триадных ячейках двумерной матрицы использованы

5

0

5

0

трехпереходные полупроводниковые лазерные .диоды с максимумами излучения соответственно на длинах волн ft( 965 нм; Аа 980 нм и Ъъ 1060 нм.

Устройство для воспроизведения цветного изображения дает возможность повысить эффективность цветопередачи и улучшить контраст изображения благодаря удачному сочетанию параметров в паре антистоксов селективный люминофор - триадная матрица полупроводниковых лазерных ИК-излуча- телей. Это позволяет создавать плоские твердотельные экраны, которые с можно использовать при произвольной ориентации экрана в пространстве.

Формула изобр етения

Устройство для воспроизведения цветного изображения, содержащее подложку, на которой расположена матрица из цветоизлуча,ющих триад-ячеек основных цветов с индивидуальным управлением каждым элементом триады-ячейки отличаю щееся тем, что, с целью повышения точности цветопередачи и улучшения контрастности изображения, на поверхность матрицы введен слой селективного трехкомпонентного антистоксова люминофора, причем триады-ячейки выполнены из полупроводниковых лазерных ИК-излучателей.

Ф4/г.2

Фие.З