Способ проекции телевизионных изображений Советский патент 1993 года по МПК H04N5/74 

Изобретение относится к телевидению и устройствам проекции изображений на большой экран и может быть использовано при создании простых черно-белых и цветных телевизионных проекционных устройств, а также лазерных проекционных устройств.

Цель изобретения - увеличение площади изображения путем увеличения световой энергии от светоизлучающей среды при обеспечении высокой разрешающей способности.

Воздействие электронным лучом промодулированным видеосигналом осуществляют N раз последовательно с интервалом- между воздействиями, определяемым соотношением:

Г Lг л к J

где 1 К N.

Модуляцию электронного луча при К- том воздействии видеосигналом осуществляют с временной задержкой Тв (К-1).

При N-кратном воздействии (за время одного кадра) на любую, точку светоизлуча- ющей поверхности проекционной ЭЛТ электронным лучом, промодулированным одним и тем же отсчетом видеосигнала, световая энергия, отдаваемая каждым элементом экрана, будет равна интервалу светового потока по времени осуществления всех N воздействий.

со со со оо

ю ю

со

В известном способе повышение световой энергии путем увеличения мощности электронного луча ограничено максимальным допустимым мгновенным значением мощности, рассеиваемой светоизлучающей средой. .В заявленном способе последовательное воздействие электронным лучом позволяет распределить мощность воздействующего на светомодулирующую среду электронного луча во времени и тем самым не превышая максимально допустимую мгновенную мощность для данной среды получить увеличение световой энергии, отдаваемой экраном проекционных ЭЛТ(либо лазерных проекционных ЭЛТ) приблизительно в N раз, где N - количество воздействий.

Для того, чтобы не привысить значение максимально допустимой мощности, интервал Тв между воздействиями К и К-1 (1 К N) должен удовлетворять соотношению:

Тв -Тл1пГ1-- Ь LРлк J

где Тл - постоянная затухания люминофора,

Рлк, Рлк-1 - мощность луча при К-1 и К воздействии соответственно.

При этом необходимым условием осуществления последовательного воздействия является задержка видеосигнала при каждом К-том воздействии на время Тв(К-1), что обеспечивает отсутствие эффекта наложения нескольких сдвинутых относительно друг друга изображений.

Увеличение световой энергии, отдаваемой экраном позволяет примерно в N раз соответствующему числу последовательных воздействий увеличить площадь экрана проекционного устройства при условии обеспечения требуемой освещенности. „

Кроме того, вследствие того, что последовательные воздействия производят по одним и тем же точкам экрана (элементам изображения) увеличение световой энергии происходит за счет увеличения светимости светоизлучающей среды, а не за счет увеличения площади элемента изображения, что приводит- к сохранению разрешающей способности предложенного способа проекции телевизионных изображений.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ. На фиг, 2 представлены временная зависимость светового потока от элемента изображения, при последовательном воздействии в соответствующую точку среды электронным лучом.

Представим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Способ проекции телевизионных изображений осуществляют следующим образом:

Электронный луч модулируют видеосигналом, адресуют его на светоизлучающую среду, осуществляют воздействие промоду- лировэнным электронным лучом на светоизлучающую среду последовательно N раз. с интервалом между воздействиями, определяемым соотношением:

Тв -Тл1п 1

Рлк-1

5

0

5

0

5

0

5

где 1 К N, Тл - постоянная времени затухания светоизлучающей средыв, Рлк - мощность К-го воздействия лучом, при этом модуляцию электронного луча видеосигналом осуществляют с временной задержкой, соответствующей Тв (К-1), где К - номер воздействия.

Рассмотрим конкретный пример осуществления способа с помощью устройства, представленного на фиг. 1.

Устройство содержит проекционную ЭЛТ 1, экран которой представляет собой стеклянную пластину 2, содержащую слой люминофора 3, на который напылен тонкий металлический отражающий слой 4. электрически соединенный с высоковольтным источником питания 5. На горловине ЭЛТ установлена магнитная фокусирующая отклоняющая и корректирующая системы 6, а электроды модуляторов 7 электронных пу- 5 шек 8 подключены к выводам видеоусилителей 9, 10, 11, входы которых подключены соответственно по входу линии задержки 12 и к выводам линии задержки 12. Входы гашения усилителей 9, 10, 11, и входы синхро- низациилиний задержек 12, 13 подключены к выходу блока синхронизации 14. Экран ЭЛТ 2, проекционный объектив 15, отображающий экран 16, расположены на одной оптической оси. Вход линии задержки 12

является входом устройства.

Проекционный кинескоп представляет собой отпаянную ЭЛТ 1, содержащую электронные прожекторы 7, 8 от ЭЛТ. например типа 1ЭЛК11Б. Видеоусилители 9, 10, 11, линии задержки 12, 13, а также схема синхронизации 14 могут быть выполнены по стандартным схемам и дополнительной изобретательской деятельности не требуют. Объективом 15 является проекционный объектив.

Наиболее простым примером реализации предложенного способа является задержка на строку при N Ч.

Электронные пушки 9 (см. фиг, 1) расположены таким образом, что при соответст- ующей настройке корректирующей Системы, входящей в магнитную электрон- Ио-оптическую систему 6. лучи одновремен- Но адресуются на соседние строки Изображения, создаваемого на экране 2, 3, Таким образом, при стандартной телевизи- рнной развертке по каждой строке .изображения последовательно пройдут электронные лучи каждой электронной пушки.

Видеосигнал, поступающий на вход устройства, усиливается видеоусилителем 9 и Поступает на один из модуляторов 7, моду- лируя ток электронного луча. Отклоняющей системой электронный луч адресуется в определенную точку экрана 3,в которой создается элемент изображения. При этом светоизлучающая среда преобразует мощ- ность воздействующего луча во временную зависимость светового потока, состоящего из интенсивности разгорания люминисцен- тности fi (см. фиг. 2) и интенсивности затухания люминисценции f2. Причем максимальное значение интенсивности ограничивается максимальной мгновенной мощностью рассеиваемой светоизлучаю- щей средой. Если обозначить интенсивность свечения некоторого элемента экрана при однократном мгновенном воздействии лучем 1 (т), то ссетовзя энергия Q отдаваемая элементом изображения за время кадра Тк будет равна: .

тк

Qi / l(t) h (t-ti) dt о

где ti - время начала воздействия электрон- ным лучом относительно начала кадра,

h(t) - функция Хевисайда (единичный скачок),

т-т- I Г 1 п - 1 1

Т.

Таким образом, при дальнейшей развертке лучей и модуляцией задержанными видосигналами электронного луча элемент изображения излучает дополнительней световой поток. В рассматриваемом случае при последовательном воздействии на экран электронными лучами, промодулированны- ми во время воздействия (благодаря введению задержек) одним и тем же отсчетом видеосигнала световая энергия равна:

Тк

QN / li(t)h(t-ti) I2(t)h(t-t2) I3(t)h(t-t3)dt о

Очевидно, что вследствие того, что l(t)0 при любых t, QN Qi. Таким образом, очевидно, при N последовательных воздействиях на экран электронным лучом временные зависимости светового потока от кадрового воздействия суммируются, что приводит к увеличению световой энергии светоизлучающей среды, а следовательно и возможности увеличения площади при сохранении освещенности проекционного экрана. При этом, вследствие того, что временная зависимость интенсивности затухания люминофоров, как правило, или носит экспоненциальный характер, или хорошо аппроксимируется нормированным К максимальной интенсивности экспоненциальным законом:

EXP

Г--11 I

а воздействие производят последовательно, через интервал:

Тстр Тв - Тл1п j 1 Рлк-1

Использование: в телевидении, в устройствах проекции изображений на большой экран при создании черно-белых, цветных, лазерных проекционных устройств. Сущность изобретения: цель - увеличение площади изображения путем увеличения световой энергии от светоизлу- чающей среды при обеспечении высокой разрешающей способности достигается за счет последовательного воздействия про- модулированным видеосигналом электронного луча на светомодулированную среду N раз с интервалом между воздействием Тв, препятствующим превышению максимальной рассеиваемой светоизлучаю- щей средой мощности, при этом модуляцию электронного луча видеосигналом осуществляют с временной задержкой, соответствующей Т (К-1), где К - номер воздействия, 1 меньше/равно, К меньше/равно N. 2 ил.

l(t)«KP(t)

где К - константа, зависящая от природы люминофора,

P(t) - мощность воздействия на светоиз- лучающую среду в области элемента изображения.

Далее видеосигнал задерживается линиями задержек 12, 13 (см, фиг. 1) на длительность строки (на выходе линии задержки 13 будет соответствовать удвоенному периоду частоты строк) и усиливается видеоусилителями 10, 11 соответственно.

В этом случае длительность строки или постоянную времени затухания люминофора выбирают соответствующими условию:

где Тл - постоянная времени затухания светоизлучающей среды РЛК-I, Рлк - моа1ность электронного луча при К-1 и К воздействии соответственно (1 К N), появляется возможность увеличить энергию светоизлучающей среды, не превышая максимально допустимую мгновенную мощность, рассе-1- ваемую на люминофоре. Кроме того, вследствие последовательного воздействия в одни и те же элементы строк сохраняется

разрешающая способность предложенного способа. Следует отметить, что нарушение условия:

Тв -Тл1п i 1 L

Рлк-1

лк

приведет либо к повышению мгновенной мощности на люминофоре, что приведет к резкому ухудшению качества среды, либо в случае малых Те и малых РЛк, к резкому уменьшению световой энергии, а следова- тельно и к неработоспособности предложенного способа. Очевидно также, что нарушение условия задержки видеосигнала на время Тв(К-1) также приведет к неработоспособности способа вследствие наложе- ния в одном кадре нескольких, сдвинутых в плоскости экрана друг относительно друга изображений.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечирает по сравнению с известным увеличение площади изображения путем увеличения световой энергии от светоизлучающей среды при обеспечении высокой разрешающей способности за счет последовательного воздействия на светоизлуча- ющую среду электронным лучом N раз с интервалом между воздействиями, не допускающим превышение мгновенной мощности-светоизлучающей среды и модуляции электронного луча видеосигналом с времен- ной задержкой, обеспечивающей совпадение на экране изображений, создаваемые при каждом воздействии. Это позволяет увеличить площадь отображающего экрана приблизительно в количестве воздействия N раз по сравнению с прототипом при обеспечении высокой разрешающей способности.

Фиг.4

Формула изобретения Способ проекции телевизионных изображений, основанный на модуляции электронного луча видеосигналом с последующей его адресацией, воздействием на светоизлучающую среду и отображением сформированного изображения, отличающийся тем, что, с целью увеличения площади изображения путем увеличения световой энергии от светоизлучающей среды при обеспечении высокой разрешающей способности, воздействие промодулиро- ваниого видеосигналом электронным лучом на светоизлучающую среду осуществляют последовательно N раз с интервалом между воздействиями Тв, определяемым соотношением

тв - |„1п Г1-1Цр -Г

1глк J

где 1 К N, 1л - постоянная времени затухания светоизлучающей среды;

РЛК мощность К-го воздействия лучом, при этом модуляцию электронного луча видеосигналом осуществляют с временной задержкой, соответствующей

Тв (К-1), где К - номер воздействия.

&ход

Фиг. 2

Т