專利名稱：光導(dǎo)纖維彩色圖象顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種將三幅基色圖象混合成一幅彩色圖象的光學(xué)裝置，適用于電視、計算機等領(lǐng)域構(gòu)成高清晰度高亮度的彩色顯象管。
現(xiàn)有的陰極射線式彩色顯象管均由電子槍、陰罩板、熒光屏等部分組成，電子槍射出的三束電子流通過陰罩板后分別擊中熒光屏上的三基色熒光粉點，利用空間混色法重現(xiàn)彩色圖象。這種顯象管存在如下不足其一是需要三束電子流才能正常工作，所以必須采用陰罩板，但陰罩板吸收了大部分掃描束電流，不僅使掃描束電流的利用率降低，影響圖象的亮度，而且自身的溫度會升高，因熱脹冷縮使陰罩板上的微孔發(fā)生位置變化，這將影響圖象的質(zhì)量。其二是需要眾多的調(diào)整元件和輔助電路才能正常工作。為使三束電子流正確無誤地射擊各自的熒光粉點，必須進行會聚調(diào)整，需要會聚調(diào)整電路；因三束電子流的控制特性不可能完全一致，必須進行白平衡調(diào)整，且需要白平衡調(diào)整電路；因掃描電子束的偏轉(zhuǎn)中心與熒光屏的曲率中心不重合，圖象會出現(xiàn)枕形失真，所以需要枕形失真校正電路；為消除陰罩板因磁化對圖象造成的影響，需要自動消磁電路。其三是難以作為高清晰度彩色顯象管。因象素數(shù)與掃描行數(shù)的平方成正比，若每幀的掃描行數(shù)增加為現(xiàn)在的二、三或四倍，則陰罩板上的微孔和熒光屏上的熒光粉點數(shù)均應(yīng)增加為現(xiàn)在的四、九或十六倍。微孔數(shù)的增加使孔間距離減小，陰罩板的機械強度隨之下降，震動及熱脹冷縮造成的影響將更加顯著；熒光粉點的增加使得熒光粉點的面積減小，給聚焦及會聚帶來很大困難。
《電子報》一九八八第三十八期上《“黑白改彩電”新方案》一文中提到的“基色顯象管”雖能克服上述不足，但基色顯象管只能同時顯示出三幅橫向被壓縮的基色圖象，并不能直接顯示出彩色圖象，目前是應(yīng)用光學(xué)透鏡系統(tǒng)使三幅基色圖象互相重合并擴展為原狀而獲得彩色圖象的，而光學(xué)透鏡系統(tǒng)有結(jié)構(gòu)龐雜，調(diào)整不便等弊端。
本實用新型旨在提供一種能取代光學(xué)透鏡系統(tǒng)，將三幅基色圖象混合成一幅彩色圖象的顯示屏，以便同基色顯象管相配合，構(gòu)成高清晰度高亮度的彩色顯象管。
本實用新型由三束排列成m行n列的mn根光導(dǎo)纖維組成，束的一端分別緊貼在三幅基色圖象上，將每幅基色圖象分解為mn個象素，束的另一端則以行為單位按一定次序相互重疊，這樣便得到排列成3m行n列的另一束光導(dǎo)纖維，利用空間混色法在其端面上就可重現(xiàn)彩色圖象。為敘述方便，以下將光導(dǎo)纖維彩色圖象顯示屏簡稱為光纖顯示屏。
現(xiàn)有彩色顯象管中熒光粉點的直徑約幾百微米，而光導(dǎo)纖維的直徑可比這小一到二個數(shù)量級，可使單位面積內(nèi)的象素數(shù)提高到現(xiàn)在的數(shù)十倍，在象素數(shù)相等的條件下，若采用光纖顯示屏，可使基色顯象管的尺寸大為縮小，其屏面可做成球面形，使電子束的偏轉(zhuǎn)中心與屏面的曲率中心重合，從而徹底消除枕形失真。由于熒光粉點發(fā)出的光要向四面八方散射，象素間的散射影響表現(xiàn)為增大亮度時，觀眾覺得只是平均亮度有所增加，圖象的清晰度反而有所下降。光導(dǎo)纖維接收入射光線時，存在一個臨界入射角，超過這個角度的入射光線，因不能產(chǎn)生全反射而很快就被損耗掉，同理，光導(dǎo)纖維輸出光線時，也存在一個臨界出射角，利用這種特性就能有效地克服象素間的散射影響，所以采用光纖顯示屏的彩色顯象管，可同時獲得高清晰度和高亮度。現(xiàn)有彩色顯象管按其尺寸大小可分為多種型號，型號不同，與之相應(yīng)的許多電路和元器件參數(shù)也各不相同。這給生產(chǎn)、使用、維修等帶來不少困難。光纖顯示屏本身具有放大圖象的功能，只要控制其輸出端面上光纖之間的行距和列距，就能得到所需尺寸的屏面。因此，用一種型號的基色顯象管就可構(gòu)成多種型號的彩色顯象管，這將帶來多種方便。光纖顯示屏所用的光導(dǎo)纖維都很短，允許有較大的傳輸損耗，這種光纖具有易生產(chǎn)、成本低、原料豐富等優(yōu)點，有利于光纖顯示屏早日實用化。如果能把熒光粉直接涂覆在光纖顯示屏的輸入端面上，取代現(xiàn)有的玻璃管面，則熒光粉點發(fā)出的光幾乎全部進入光纖，圖象的亮度將大為增加，這是構(gòu)成高清晰度高亮度彩色顯象管的理想方式，是今后努力的方向。
附圖可用來進一步說明光纖顯示屏的結(jié)構(gòu)和工作原理。


圖1是光纖顯示屏的端面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的R、GB分別表示基色顯象管顯示的三幅基色圖象以及光纖顯示屏的三個輸入端面，C表示光纖顯示屏的輸出端面及重現(xiàn)的彩色圖象，每個輸入端面均由排列成m行n列的mn根光纖組成，將每幅基色圖象分解成mn個象素，rij表示R面上位于第i行第j列處光纖的輸入端，rij′則表示其輸出端，gij、gij′、bij、bij′表示的意義與此類同。輸出端面上的每一行由相應(yīng)于三個輸入端面上的三行按一定次序重疊而成。利用空間混色法將三幅基色圖象混合成一幅彩色圖象。圖中的參數(shù)h1應(yīng)等于掃描光柵的行距，m應(yīng)等于每幀的有效掃描行數(shù)，為使水平清晰度與垂直清晰度相適應(yīng)，以及重現(xiàn)圖象的寬高比與原景物的寬高比k相同，應(yīng)用nm＝(nw2)(3mh2)＝k成立。另外，w1和h1應(yīng)盡量小，以縮小基色顯象管的屏面尺寸。
圖2是光纖顯示屏的立體結(jié)構(gòu)示意圖，該圖示出了光纖顯示屏的外形以及某一行(第1行)的構(gòu)成情況，圖中所有符號的意義均與
圖1中的相同。
可借鑒織布的方法來生產(chǎn)光纖顯示屏，先把n根光纖“織成”形狀及間距均符合要求的“光纖布片”，再將截短后的3m塊光纖布片按一定次序重疊起來，片間用粘合劑或適當(dāng)?shù)牟牧咸畛?，各端面加工成所需形狀且拋光后，便制成了光纖顯示屏。
權(quán)利要求1.由三束數(shù)量相等的光導(dǎo)纖維組成的光導(dǎo)纖維彩色圖象顯示屏，其特征是每束光導(dǎo)纖維的兩端均排列成矩形陣列，其中一端用作輸入，分別將三幅基色圖象分解成許多象素，另一端則以行為單位按一定次序相互重疊，用作輸出，將來自三幅基色圖象的象素混合成一幅彩色圖象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)纖維彩色圖象顯示屏，其特征是用作輸入的光導(dǎo)纖維陣列，其列數(shù)與行數(shù)之比等于原景物的寬與高之比，行數(shù)等于每幀的有效掃描行數(shù)，行距等于掃描光柵的行距，用作輸出的光導(dǎo)纖維陣列，其列距等于行距的三倍。
專利摘要本實用新型涉及一種將三幅基色圖象混合成一幅彩色圖象的光學(xué)裝置。適合構(gòu)成高清晰度高亮度的彩色顯象管。該裝置由排列成矩形陣列的三束光導(dǎo)纖維組成，光纖束的輸入端分別緊貼在三幅基色圖象上，將其分解成許多象素，輸出端則以行為單位相互重疊成另一光纖束，利用空間混色法在其端面上便可獲得彩色圖象。
文檔編號G02B27/10GK2046229SQ8822052
公開日1989年10月18日 申請日期1988年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月17日
發(fā)明者李宏斌 申請人:李宏斌