DE3341221C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Bildwiedergabeeinrichtung, insbesondere auf eine Bildwieder­ gabeeinrichtung, die zur Benutzung mit einer Farb-Kathoden­ strahlröhre, in der ein Phosphorbildschirm beispielsweise durch Farbphosphor-Bildanzeigepunkte ausgebildet ist, die in einem Streifenmuster angeordnet sind, geeignet ist.

Es ist eine Farb-Kathodenstrahlröhre bekannt, in der ein Phosphorbildschirm durch Farb-Phosphorbildpunkte für Rot (R), Grün (R) und Blau (B) in einem Streifenmuster ausgebil­ det ist. Wenn indessen das Bild auf dem Phosphorbildschirm vergrößert und auf eine Projektionswand geworfen wird, wird das Streifenmuster der Farb-Phosphorbildpunkte auf der Pro­ jektionswand sichtbar usw., auf welche Weise die Struktur der Phosphorbildstreifen merklich hervorgehoben wird.

Als Aufgabenstellung für die vorliegende Erfindung soll eine Bildwiedergabeeinrichtung geschaffen werden, die die Körnung der Struktur der Farb-Phosphorstrei­ fen verringern kann und die zur Verwendung mit einer Farb-Kathoden­ strahlröhre geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe für die vorliegende Erfindung wird eine Bildwiedergabeeinrichtung mit einem Bildanzeige­ mittel, das eine Vielzahl von Bildanzeigeelementen enthält, welche mit einem vorbestimmten Rastermaß oder einer vorbe­ stimmten Teilung aufeinanderfolgend zum Anzeigen eines Bild­ des als ein Satz einer Vielzahl von Bildanzeigeelementen angeordnet sind, vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Doppelbrechungsplatte vorgesehen ist, die vor dem Bildanzeigemittel zum Aufteilen eines Lichtstrahls aus dem Bildanzeigemittel in einen ordentlichen Strahl und ei­ nen außerordentlichen Strahl angeordnet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren und in der Beschreibung, bei der gleiche Bezugs­ zeichen gleiche Elemente und Teile bezeichnen, dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausfüh­ rungsbeispiels für eine Bildwiedergabeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2A. . .Fig. 2D zeigen jeweils Diagramme, die zur Be­ schreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung dienen.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht, die in einem vergrößerten Maß­ stab eine Doppelbrechungsplatte darstellt, die in der Bildwiedergabeeinrichtung gemäß Fig. 1 benutzt wird.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen jeweils perspektivische Ansichten weiterer Ausführungsbeispiele für die Bildwiederga­ beeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6A. . .Fig. 6D und Fig. 7A. . .Fig. 7F zeigen jeweils Dia­ gramme zur Beschreibung der weiteren Ausführungs­ beispiele.

Ein Ausführungsbeispiel für eine Bildwiedergabeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand von Fig. 1 beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Gesamtheit des Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine gewöhnliche Farb-Kathodenstrahlröhre. Diese Farb-Katho­ denstrahlröhre 1 hat einen Phosphorbildschirm 1a, der wie in Fig. 2A gezeigt, durch rote, grüne und blaue Farb-Phos­ phorstreifen R₁, G₁, B₁, R₂, G₂, B₃ . . . gebildet ist, wovon sich jeder in vertikaler Richtung erstreckt und welche sich aufeinanderfolgend zyklisch in horizontaler Richtung wieder­ holend angeordnet sind. In der Figur bezeichnet das Bezugs­ zeichen bL einen schwarzen Streifen, der aus einem lichtab­ sorbierenden Material, wie beispielsweise Druckerschwärze, hergestellt ist. Im vorliegenden Falle ist die Breite jedes Streifens zu P gewählt, so daß sich eine Wiederholungsraste­ rung oder -teilung eines Satzes von R-, G- und B-Farb-Phos­ phorstreifen zu 6P (=Pc) ergibt.

Wie ebenfalls in Fig. 1 gezeigt, bezeichnet ein Bezugszei­ chen 2 eine transparente Doppelbrechungsplatte, die aus einem künstlichen Kristallmaterial hergestellt ist und vor dem Phosphorbildschirm 1a der Farb-Kathodenstrahlröhre 1 angeordnet ist. Diese transparente Doppelbrechungsplatte 2 ist beispielsweise wie in Fig. 3 gezeigt ausgebildet.

Ein Winkel ψ einer optischen Achse 0a der transparenten Doppelbrechungsplatte 2 relativ zu der Richtung senkrecht zu dem Phosphorbildschirm 1a ist in einer Weise ausgewählt, daß ein ordentlicher Strahl und ein außerordentlicher Strahl daraus zwischen sich eine maximale Verschiebung auf­ weisen. Das heißt, da ein Brechungsindex n_o des Kristalls gegenüber dem ordentlichen Strahl 1.544 und ein Brechungs­ index n_e davon gegenüber dem außerordentlichen Strahl 1.553 beträgt, der oben angegebene Winkel ψ zu

berechnet wird, woraus sich

ψ = 44.8349° (1)

ergibt.

Währenddessen wird ein Winkel ψ zwischen der optischen Achse 0a und der Senkrechten der Welle zu

berechnet, wie

ψ = 45.1663° (2)

wodurch

ψ = ψ= 0.3316° (3)

wird.

Hierbei wird die Dicke der Doppelbrechungsplatte 2 mit t, ein Verschiebungsbetrag d zwischen dem ordentlichen Strahl und dem außerordentlichen Strahl zu

d = t × tan 0.3316° = 0.005787 t (4)

berechnet.

Damit der Verschiebungsbetrag d zur Hälfte des Wiederho­ lungsrastermaßes Pc eines Satzes von R-, G- und B-Farb-Phos­ phorstreifen der zuvor erläuterten Farb-Kathodenstrahlröhre 1 wird, nämlich zu 1/2 Pc, wird die Dicke t der Doppelbre­ chungsplatte 2 festgelegt. Damit ergibt sich, wenn

ist, die Dicke t als

ausgedrückt wird.

Im vorliegenden Fall wird, wenn die Farb-Kathodenstrahlröhre 1 beispielsweise vom diagonalen 1.5-Zoll-Typ ist, die Streifenbreite P 30 µm, und das Wiederholungsrastermaß Pc 180 µm ist, gewählt, daß der Verschiebungsbetrag d gleich

ist und daß die Dicke t der Doppelbrechungsplatte 2 15.552 mm stark gemacht wird.

Wie zuvor beschrieben ist, wenn die Doppelbrechungsplatte 2 beispielsweise aus einem künstlichen Kristallmaterial hergestellt ist, die optische Achse 0a davon so ausgewählt, daß sie die Gleichung

ψ = 44.8349°

gegenüber der Richtung senkrecht zu dem Phosphorbildschirm 1a der Farb-Kathodenstrahlröhre 1 erfüllt, und die Dicke t davon ist so ausgewählt, wie sie durch die Gleichung (5) ausgedrückt ist.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist wie zuvor beschrieben derart konstruiert, daß die Lichtstrahlen, die von den R-, G- und B-Farb-Phosphorstreifen ausgesendet werden, welche den Phosphorbildschirm 1a der Farb-Kathodenstrahlröhre 1 bilden, und dann auf die Doppelbrechungsplatte 2 auftreffen, jeweils in einen ordentlichen Strahl und den außerordentlichen Strahl aufgeteilt werden. Der ordentliche Strahl passiert die Doppelbrechungsplatte 2 direkt und wird dann von dieser abgegeben, während der außerordentliche Strahl von dieser mit einer Verschiebung um den Betrag d=1/2 Pc zwischen sich und dem ordentlichen Strahl abgegeben wird.

Daher wird, wenn der Phosphorbildschirm 1a als vor der Doppelbrechungsplatte 2 befindlich betrachtet wird, das Streifenmuster durch den außerordentlichen Strahl um 1/2 Pc von dem aus dem Phosphorbildschirm 1a verschoben, wie dies in Fig. 2B gezeigt ist, während das Streifenmuster durch den ordentlichen Strahl dasselbe wird, wie das auf dem Phosphorbildschirm 1a, wie dies in Fig. 2C gezeigt ist.

Folglich hat das gemischte Streifenmuster durch den ordentlichen Strahl und den außerordentlichen Strahl eine Dichte, die zweimal so groß wie die des Streifenmusters auf dem Phosphorbildschirm 1a ist, wie dies in Fig. 2D gezeigt ist.

Wie zuvor erwähnt, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung dann, wenn der Phosphorbildschirm 1a als vor der Doppelbrechungsplatte 2 befindlich betrachtet wird, die Dichte des Streifenmusters, das aus den R-, G- und B-Farbphosphorbildelemente gebildet wird, offensichtlich zweimal so groß wie das des Streifenmusters auf dem Phosphorbildschirm 1a, so daß die Körnigkeit der Struktur des Farb-Phosphorstreifens verringert wird.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen jeweils andere Ausführungsbeispiele für die vorliegende Erfindung. In Fig. 4 und Fig. 5 sind gleiche Teile, die mit solchen gemäß Fig. 1 korrespondieren, mit gleichem Bezugszeichen versehen und werden nicht mehr im einzelnen beschrieben.

In der Bildwiedergabeeinrichtung, die in Fig. 4 gezeigt ist, wird die Dichte der Streifenmuster, die durch die R-, G- und B-Farb-Phosphorbildpunkte gebildet werden, offensichtlich viermal so groß wie diejenige des Phosphorbildschirms 1a.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist vor der Doppelbrechungsplatte 2 eine λ/4-Wellenplatte 3 angeordnet, die einen Depolarisator darstellt. Außerdem ist vor der λ/4-Wellenplatte 3 eine transparente Doppelbrechungsplatte 4 angeordnet, die beispielsweise derart aus einem künstlichen Kristallmaterial hergestellt ist, daß der Verschiebungsbetrag d zwischen dem ordentlichen Strahl und dem außerordentlichen Strahl daraus gleich 1/4 Pc wird. Die Doppelbrechungsplatte 4 ist genauso wie die zuvor erläuterte Doppelbrechungsplatte 2 ausgebildet, allerdings mit der Ausnahme, daß der Verschiebungsbetrag d davon zu 1/4 Pc ausgewählt ist.

Es sei nun beispielsweise der R-Farb-Phosphorstreifen, der auf dem Phosphorbildschirm 1a (in Fig. 6A gezeigt) ausgebildet ist, betrachtet. Licht (gezeigt in Fig. 7A), das von dem R-Farb-Phosphorstreifen ausgesendet wird, enthält eine ordentliche Strahlkomponente e_o und eine außerordentliche Strahlkomponente e_e. Dieses Licht wird in die Doppelbrechungsplatte 2 eingeleitet, von der der ordentliche Strahl und der außerordentliche Strahl mit dem Verschiebungsbetrag 1/2 Pc ausgesendet werden, wie dies in Fig. 7B gezeigt ist. Das Streifenmuster wird hierbei, wie es in Fig. 6B gezeigt ist. Der ordentliche Strahl und der außerordentliche Strahl, die dann von dieser Doppelbrechungsplatte 2 ausgesendet werden, werden in die λ/4-Wellenplatte 3 eingeführt und dann depolarisiert, so daß es dazu kommt, daß sie die ordentliche Strahlkomponente e_o bzw. die außerordenliche Strahlkomponente e_e, wie in Fig. 7C gezeigt, beinhalten. Diese Strahlen werden dann in die Doppelbrechungsplatte 4 eingeleitet, von welcher der ordentliche Strahl und der außerordentliche Strahl mit dem Verschiebungsbetrag 1/4 Pc ausgesendet werden. Dementsprechend wird, wenn der Phosphorbildschirm 1a als vor der Doppelbrechungsplatte 4 befindlich betrachtet wird, wie in Fig. 6C gezeigt, das R-Farb-Phosphorstreifenmuster um viermal in der Dichte höher als das Streifenmuster (gezeigt in Fig. 6A) auf dem Phosphorbildschirm 1a.

Dieses gilt auch für die Muster der G- und B-Farb-Phosphorstreifen.

Wie zuvor ausgeführt, werden gemäß dem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung, das in Fig. 4 gezeigt ist, dann, wenn der Phosphorbildschirm 1a als vor der Doppelbrechungsplatte 4 angeordnet betrachtet wird, die Musterdichten der R-, G- und B-Farb-Phosphorstreifen offensichtlich viermal so hoch wie diejenigen der ursprünglichen, so daß die gleiche Wirkung wie für das Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 1 gezeigt ist, erzielt werden kann.

In dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 gezeigt ist, können die Doppelbrechungsplatten 2 und 4 in ihrer Reihenfolge umgekehrt angeordnet werden.

Die Bildwiedergabeeinrichtung gemäß dem weiteren Ausführungsbeispiel, das in Fig. 5 gezeigt ist, ist eine solche, bei der die Dichte jedes der Muster der R-, G- und B-Farb- Phosphorstreifen offensichtlich achtmal so hoch wie die der ursprünglichen wird.

Gemäß dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind vor der Doppelbrechungsplatte 4 eine λ/4-Wellenplatte 5, die den Depolarisator bildet, und eine transparente Doppelbrechungsplatte 6, die beispielsweise aus einem künstlichen Kristallmaterial hergestellt und so geformt ist, daß der Verschiebungsbetrag d zwischen dem ordentlichen Strahl und dem außerordentlichen Strahl gleich 1/8 Pc wird, angeordnet. Diese Doppelbrechungsplatte 6 ist gleich wie die oben erläuterte Doppelbrechungsplatte 2 ausgebildet, jedoch mit der Ausnahme, daß der Verschiebungsbetrag d davon zu 1/8 Pc gewählt ist.

Die übrige Konstruktion des in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiels ist ähnlich der des Ausführungsbeispiels, das in Fig. 4 gezeigt ist.

Auf die gleiche Weise soll, wie bei der Erläuterung betreffend das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, der R-Farb-Phosphorstreifen, der auf dem Phosphorbildschirm 1a ausgebildet ist, betrachtet werden. Ähnlich wie in dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 gezeigt ist, werden von der Doppelbrechungsplatte 4 ein ordentlicher Strahl und ein außerordentlicher Strahl mit dem Verschiebungsbetrag von 1/4 Pc ausgesendet, wie dies in Fig. 7D gezeigt ist. Der ordentliche Strahl und der außerordentliche Strahl, die von der Doppelbrechungsplatte 4 ausgesendet werden, werden in die λ/4- Wellenplatte 5 eingeleitet und dann durch diese depolarisiert, so daß sie eine ordentliche Strahlkomponente e_o bzw. eine außerordentliche Strahlkomponente e_e enthalten, wie dies in Fig. 7E gezeigt ist. Diese Strahlen werden dann in die Doppelbrechungsplatte 6 eingeleitet, von der der ordentliche Strahl und der außerordentliche Strahl mit dem Verschiebungsbetrag von 1/8 Pc ausgesendet werden, wie dies in Fig. 7F gezeigt ist. Daher wird, wenn der Phosphorbildschirm 1a als vor der Doppelbrechungsplatte 6 angeordnet betrachtet wird, wie in Fig. 6D gezeigt, die Dichte des R- Farb-Phosphorstreifenmusters achtmal so hoch wie diejenige des Streifenmusters auf dem Phosphorbildschirm 1a (wie in Fig. 6A gezeigt).

Dieses trifft auch für die Muster der G- und B-Farb-Phosphorstreifen zu.

Wie zuvor beschrieben wird gemäß dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 5 gezeigt ist, dann, wenn der Phosphorbildschirm 1a als vor der Doppelbrechungsplatte 6 angeordnet betrachtet wird, die Dichte der R-, G- und B-Farb-Phosphorstreifenmuster offensichtlich achtmal so hoch wie die der ursprünglichen, so daß die gleiche Wirkung wie diejenige des Ausführungsbeispiels, das in Fig. 1 gezeigt ist, erzielt werden kann.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 können die Doppelbrechungsplatten 2, 4 und 6 in willkürlicher Reihenfolge angeordnet werden.

Während in den Ausführungsbeispielen, die in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt sind, die Streifenbreite P jedes der Farb- Phosphorbildelemente zu 1/6 des sich wiederholenden Rastermaßes Pc gewählt ist, kann angenommen werden, daß die gleiche Wirkung ohne Rücksicht darauf erzielt werden kann, ob die Streifenbreite P zu 1/4 oder zu 1/8 der sich wiederholenden Breite Pc vorgesehen wird. Auf diese Weise kann im Prinzip die Struktur der Farb-Phosphorstreifen beseitigt werden.

Des weiteren ist es, während in den Ausführungsbeispielen, welche in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt sind, die λ/4-Wellenplatten 3 und 5 als Depolarisator benutzt werden, möglich, andere Depolarisatoren zu verwenden.

Darüber hinaus ist es, während in den obengenannten Ausführungsbeispielen das künstliche Kristallmaterial benutzt wird, um die Doppelbrechungsplatten 2, 4 und 6 herzustellen, möglich, andere Doppelbrechungsplatten, die beispielsweise aus einem anisotropen, polymeren Material hergestellt sind, zu benutzen. In diesem Fall werden gemäß der gleichen Methode wie bei der für das künstliche Kristallmaterial die Richtung der optischen Achse und die Dicke davon neu bestimmt, und es liegen in diesem Fall, wenn in den Ausführungsbeispielen, die in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt sind, die Doppelbrechungsplatten 2, 4 und 6 und die λ/4-Wellenplatten 3 und 5 jeweils beispielsweise aus einem isotropen, polymeren Plattenmaterial hergestellt sind, deren thermische Ausdehnungskoeffizienten nahe beieinander. Auf diese Weise können diese, wenn sie in einer Seite-an-Seite-Anordnung mittels eines transparenten Kunstharzklebers verklebt werden, in einem Stück oder integral ausgebildet werden, so daß die Reflexion auf der Schnittstelle dazwischen im wesentlichen vernachlässigt werden kann.

Entsprechend den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen kann, während die Bildwiedergabeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Farb-Kathodenstrahlröhre angewendet wird, in der der Phosphorbildschirm durch die Streifenmuster der Farb-Phosphorbildelemente gebildet ist, die parallel zueinander angeordnet sind, die vorliegende Erfindung auf eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise eine Plasma-Anzeige, eine Fluoreszenz-Anzeigeeinrichtung, eine Elektrolumineszenz- Anzeigeeinrichtung, eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung usw. angewendet werden, in welchen ein Anzeigebildschirm durch eine Vielzahl von Bildpunkten, die parallel zueinander angeordnet sind, gebildet wird.

Wie aus den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen hervorgeht, werden gemäß der Bildwiedergabeeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Lichtwellen aus einer Vielzahl von Bildanzeigeelementen, die den Anzeigebildschirm bilden, durch die Doppelbrechungsplatte doppelt gebrochen, so daß die Dichte der Bildanzeigeelemente offensichtlich erhöht wird. Auf diese Weise kann, falls die Bildanzeigeeinrichtung gemäß der vorliegnden Erfindung beispielsweise auf eine Farb-Kathodenstrahlröhre angewendet wird, in der der Phosphorbildschirm durch die Streifenmuster von Farb- Phosphorbildelementen gebildet ist, welche parallel zueinander angeordnet sind, die Körnigkeit der Struktur der Farb- Phosphorstreifen verringert werden.

Claims (8)

1. Bildwiedergabeeinrichtung mit einem Bildanzeigemittel, das eine Vielzahl von Bildanzeigeelementen enthält, welche mit einem vorbestimmten Rastermaß oder einer vorbestimmten Teilung aufeinanderfolgend zum Anzeigen eines Bildes als ein Satz einer Vielzahl von Bildanzeigeelementen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechungsplatte (2) vorgesehen ist, die vor dem Bildanzeigemittel zum Aufteilen jeweils eines Lichtstrahls aus dem Bildanzeigemittel in einen ordentlichen Strahl und einen außerordentlichen Strahl angeordnet ist.

2. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildanzeigemittel eine Farb-Kathodenstrahlröhre (1) ist, die einen Phosphorbildschirm (1a) aufweist, in welchem rote, grüne und blaue Farbphosphor- Bildanzeigeelemente in sich zyklisch wiederholender Weise angeordnet sind.

3. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Farbphosphor-Bildanzeigeelemente streifenförmig ausgebildet ist.

4. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzung zwischen dem ordentlichen Strahl und dem außerordentlichen Strahl an der vorderen Seite der Doppelbrechungsplatte (2) kleiner als das Rastermaß oder die Teilung der Vielzahl von Bildanzeigeelementen gewählt ist.

5. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Versetzung als der Wert des Rastermaßes oder Teilung der Bildanzeigeelemente dividiert durch eine ganze Zahl gewählt ist.

6. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ganze Zahl 2 ist.

7. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein schwarzer Streifen zwischen den Farbphosphor-Bildanzeigeelementen angeordnet ist.

8. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Depolarisator vor der Doppelbrechungsplatte (2) angeordnet ist und daß eine zweite Doppelbrechungsplatte (4) vor dem Depolarisator angeordnet ist.