DE60220538T2 - Filter zur kontraststeigerung und diesen filter verwendendes anzeigegerät - Google Patents

Filter zur kontraststeigerung und diesen filter verwendendes anzeigegerät Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kontraststeigerungsfilter für eine Wiedergabeanordnung mit einem Element mit einer Anzahl verbundener geneigter Oberflächen, die wie eine Anzahl Bündelspalter wirksam sind.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Wiedergabeanordnung mit einem derartigen Filter.
  • US 4 165 920 beschreibt ein Filter entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der beiliegenden Patentansprüche.
  • In einem herkömmlichen Kontraststeigerungsfilter wird Licht, dass durch das Filter hindurch geht, zu einem wesentlichen Teil in beiden Richtungen absorbiert. Die Kontraststeigerung basiert auf der Anzahl Durchgänge des Lichtes durch das Filter. Umgebungslicht, das von draußen in das Filter eintritt, geht zweimal durch das Filter, während das Licht von der Wiedergabeanordnung nur einmal durch das Filter hindurch geht.
  • Ein Problem bei den herkömmlichen Kontraststeigerungsfiltern ist, dass die Steigerung des Kontrastes relativ beschränkt ist.
  • Deswegen ist es u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kontraststeigerungsfilter zu schaffen, bei dem die Steigerung des Kontrastes verbessert wird.
  • Diese und andere Aufgaben werden mit einem Filter der eingangs beschriebenen Art erfüllt, das weiterhin eine Anzahl Lichtabsorber aufweist, wobei jeder Lichtabsorber in einem Gebiet zwischen aneinander grenzenden Bündelspaltern vorgesehen ist und sich von einer ersten Seite des Elementes, welche die Seite ist, auf die das Umgebungslicht auftrifft, in Richtung wenigstens eines der genannten angrenzenden Bündelspalter erstreckt, zum Absorbieren von Licht, das in das genannte Gebiet eintrifft und durch einen der genannten angrenzenden Bündelspalter in Richtung des Lichtabsorbers reflektiert wird.
  • In dem Kontraststeigerungsfilter nach der vorliegenden Erfindung wird ein wesentlicher Teil des Umgebungslichtes von dem Filter absorbiert, wodurch die Steigerung des Kontrastes verbessert wird.
  • Um dies zu erklären kann das Element als ein Bündelspaltersystem betrachtet werden, das in Abschnitte aufgeteilt ist, wobei jeder Abschnitt aus zwei aneinander grenzenden Bündelspaltern besteht. Die genannten Bündelspalter bilden eine spitze Oberfläche, die in Richtung der ersten Seite gerichtet.
  • Auftreffendes Licht, das von der ersten Seite in das Filter eintritt, stößt auf die mit Spitzen versehene Oberfläche, und wird teilweise in Seitenrichtung reflektiert, und zwar zu den Lichtabsorbern hin. Auf diese Weise wird ein wesentlicher Teil des Umgebungslichtes absorbiert. Weiterhin stößt ein Teil des auftreffenden Lichtes unmittelbar auf den Lichtabsorber, d.h. der Absorber wirkt wie eine Art von schwarzer Matrix. In einigen Applikationen kann es vorteilhaft sein, den Absorber etwas breiter als notwendig zu machen, um diesen Effekt noch zu steigern.
  • Für Licht, ausgesendet von der Wiedergabeanordnung, das von einer zweiten Seite, gegenüber der ersten Seite her eintritt, ist die mit Spitzen versehene Oberfläche wie ein Trichter wirksam. Das ausgestrahlte Licht wird teilweise reflektiert, zunächst an der spitzen Form und danach zurück zu der zweiten Seite. Bei jeder Reflexion wird das Licht teilweise durchgelassen, das erste Mal um in Richtung der ersten Seite des Filters weiter zu gehen, und das zweite Mal in Richtung der absorbierenden Wände.
  • Durch diesen Prozess wird ein Teil des ausgestrahlten Lichtes zu der Quelle zurückgeworfen. Dies ist besonders vorteilhaft in einer aussendenden Wiedergabeimplementierung, wobei das erfindungsgemäße Filter außerhalb der aussendenden Schicht vorgesehen ist, wobei die zweite Seite der aussendenden Schicht zugewandt ist. Das zu der Quelle zurückgeworfene Licht wird durch die aussendende Schicht abermals in das Filter zurückgeworfen, und bietet dadurch einen weiteren Beitrag zu dem von dem Schirm ausgestrahlten Lichtes. Auf diese Weise wird der Teil des ausgestrahlten Lichtes, der durch das Filter hindurch geht, gesteigert.
  • Der Winkel zwischen den Bündelspaltern und der Außenfläche des Filters beträgt vorzugsweise im Wesentlichen 45 Grad. Bei diesem Winkel ist die Kontraststeigerung besonders gut.
  • Nach einer Ausführungsform umfasst das Element ein Substrat, gebildet aus einer Anzahl Rillen, und die Absorber werden in diesen Rillen vorgesehen. Die mit Rillen versehene Substratoberfläche bildet dann die Bündelspalter, und die spitze Form entsteht aus einem Rücken zwischen zwei Rillen. Die Absorber sind als Trennelemente zwischen den Rücken wirksam.
  • Nach einer anderen Ausführungsform umfasst das Element ein Substrat, das mit einer Anzahl Rücken versehen ist, die je eine Spitze und eine Basis haben, und die Absorber werden durch eine Anzahl Kanäle in der Längsrichtung der genannten Rücken gebildet, wobei jeder Kanal sich von der Spitze eines Rückens um einen Abstand in das genannte erste Substrat erstreckt, wobei die genannten Kanäle mit einem das Licht absorbierenden material gefüllt sind. In diesem Fall wird die spitze Form durch ein Tal oder eine Rille zwischen zwei Rücken gebildet.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Filter ein erstes Substrat, ausgebildet mit einer Anzahl Rücken, die je eine Spitze und eine Basis haben, und ein zweites Substrat, ausgebildet mit einer Anzahl Rillen, wobei das genannte erste und zweite Substrat ineinander passen, so dass die genannten Rücken in die genannten Rillen passen. Die zwei Substrate haben eine Oberfläche mit einer im Wesentlichen invertierten Topologie. Wenn sie ineinander gepasst sind, wird das System von Bündelspaltern durch die Oberflächen der Rillen und der Rücken geschaffen, die in der Schnittstelle zwischen den Substraten Kontakt machen. Die spitze Form wird nun durch die umrandenden Oberflächen zwischen den Substraten gebildet und rührt von dem Vorsprung zwischen zwei Rillen in dem zweiten Substrat her, der in ein Tal zwischen zwei Rücken in dem ersten Substrat hervor springt.
  • Durch Benutzung zweier Substrate aus einem festen transparenten Material, wie Glas, wird die Qualität der Bündelspalter verbessert.
  • Auch hier können die Absorber durch eine Anzahl Kanäle gebildet werden, die längs der Länge der genannten Rücken gebildet sind, wobei jeder Kanal sich von der Spitze eines Rückens über einen Abstand in das genannte erste Substrat erstreckt, wobei die genannten Kanäle mit einem das Licht absorbierenden Material gefüllt ist.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform wird das erste Substrat mit parallelen "Λ"-förmigen Rücken gebildet, während das zweite Substrat mit parallelen V-förmigen Rillen gebildet ist. Dies schafft eine Randfläche mit regelmäßigen zick-zack-förmigem Querschnitt in einer bestimmten Richtung.
  • Nach noch einer anderen Ausführungsform wird das zweite Substrat mit verschiedenen Sätzen paralleler V-förmiger Rillen gebildet, wobei vorspringende Pyramiden zwischen den genannten Rillen frei gelassen werden. Zwei orthogonale Sätze mit Rillen bilden Pyramiden mit einer quadratischen Basis, während drei Sätze mit Rillen dreiseitige Pyramiden bilden. In dem letzteren Fall stehen vorzugsweise alle drei die Seiten senkrecht aufeinander, d.h. Ecken eines Würfels, die sog. Retroreflektoren bilden. Das erste Substrat kann in den beiden Fällen mit Rücken gebildet werden, die ein Gitter mit Hohlräumen bilden, geformt um zwischen die genannten Pyramiden zu passen.
  • Nach wieder einer anderen Ausführungsform wird das zweite Substrat mit vorspringenden kegelförmigen Formen gebildet. Das erste Substrat kann dann mit Hohlräumen ausgebildet werden, vorgesehen zum Empfangen der genannten Kegelformen.
  • Die Kanäle können sich vorzugsweise in das erste Substrat erstrecken, wenigstens bis an die Basis der Rücken. Die Kanäle erstrecken sich auf diese Weise über die ganze Tiefe der Randfläche. Wenigstens eines der genannten Substrate ist vorzugsweise mit einer das Licht brechenden oder reflektierenden Deckschicht bedeckt. Eine derartige Deckschicht kann die Reflexion und die Lichtbrechung der Randfläche beeinflussen, und folglich die Eigenschaften der gebildeten Bündelspalter definieren.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Querschnittsdarstellung, welche die Grundlagen eines Filters nach der vorliegenden Erfindung darstellt,
  • 2 eine schematische, explodierte Querschnittdarstellung der Grundlagen der vorliegenden Erfindung,
  • 3 eine schaubildliche explodierte Darstellung der Substrate eines Filters nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 4 eine schaubildliche explodierte Darstellung der Substrate eines Filters nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 5 eine schaubildliche explodierte Darstellung der Substrate eines Filters nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 6 eine schaubildliche explodierte Darstellung der Substrate eines Filters nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt schematisch einen Teil eines Filters nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, oben auf einer Phosphorschicht 10 mit einer A1 Rückenschicht, die einen Teil einer Wiedergabeanordnung bilden, beispielsweise einer Elektronenstrahlröhre. Die nachfolgende Beschreibung richtet sich auf die Applikation eines Kontraststeigerungsfilters, obschon dies nicht als die Erfindung begrenzend betrachtet werden soll. Das erfinderische Kontraststeigerungsfilter kann in den meisten Wiedergabeanordnungen, wie Fernsehgeräten und Computermonitoren verwendet werden. Insbesondere kann es im Grunde in Elektronenstrahlröhren, in Plasma-Wiedergabeanordnungen, in "Folien"-Wiedergabeanordnungen, in LED-Wiedergabeanordnungen usw. verwendet werden. Im Grunde kann es in jeder beliebigen Wiedergabeanordnung verwendet werden, in der das das Licht erzeugende Medium durch eine reflektierende Oberfläche gedeckt werden kann, oder an sich reflektierend ist. Es kann sogar in rückbeleuchteten LCD-Wiedergabeanordnungen verwendet werden, obschon dabei nicht viel gewonnen wird, weil eine LCD-Wiedergabeanordnung bereits einen Hauptteil des Umgebungslichtes, das auf die Wiedergabeanordnung auftrifft, absorbiert.
  • Eine andere Applikation des Filters nach der vorliegenden Erfindung ist ein Einwegspiegel, wobei das erfindungsgemäße Filter gewährleisten kann, dass Licht von einer Seite mehr reflektiert wird, während das Licht von der anderen Seite mehr absorbiert wird. Folglich wird, wenn zwei gleich beleuchtete Räume durch einen derartigen Spiegel getrennt werden, ist es einfacher von einer Seite durch den Spiegel hindurch zu sehen.
  • In 1 wird ein erstes Lichtbündel 30 von der Phosphorschicht 10 aus ausgestrahlt, während ein zweites Lichtbündel 40 Umgebungslicht darstellt, das auf das Filter 1 auftrifft. Diese Lichtbündel 30, 40 werden von zwei Bündelspaltern 2, 4, die durch zwei ein Filter 1 aufweisende Substrate 6, 8 gebildet werden, reflektiert. An jeder Seite der Bündelspalter 2, 4 sind Kanäle 12, 13 in dem oberen Substrat 6 gebildet und mit einem das Licht absorbierenden Material 14 gefüllt.
  • Wie aus 2 ersichtlich bildet das erste, obere, Substrat 6 ein dreieckiges Tal, oder einen dreieckigen Hohlraum 16, gebildet durch die einander gegenüber liegende Abhänge 18, 19 zweier benachbarter Rücken 20. Der Hohlraum wird durch die zwei Kanäle 12 umgeben, die sich von den Spitzen 22 bis an die Basen 23 der Rücken 20 erstrecken.
  • Auf gleiche Weise bildet das untere Substrat 8 einen dreieckigen Vorsprung 27, gebildet durch die einander gegenüber liegenden Abhänge 24, 25 zweier aneinander grenzender Rillen 26. Der dreieckige Vorsprung 27 passt in den Hohlraum 16, wodurch das Bündelspalterpaar 2, 4 längs der Randfläche der zwei Substrate 6, 8 gebildet wird, wenn sie ineinander gepasst werden.
  • In dem dargestellten Beispiel bildet jede Seite 24, 25 des Vorsprungs 27 mit der Außenfläche 28 des Substrats 8 einen Winkel (α) von 45°, was zu einem Dreieck 27 mit einer im Wesentlichen rechtwinkligen Ecke 29 führt. Die Rücken 20, die den Hohlraum 16 bilden, sind auf gleiche Weise gebildet. Es dürfte einleuchten, dass andere Formen des Vorsprungs 27 und des Hohlraums 16, wie Formen mit anderen Winkeln, ebenfalls vorgestellt werden können.
  • In 1 sind die Strecken 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 und 4041, 42, 43, 44 der Lichtbündel 30, 40 markiert. Der Unterschied in Absorption wird nachstehend quantisiert durch Berechnung der Transmission und der Absorption jedes Bündels. Es wird an dieser Stelle vorausgesetzt, dass der Transmissionskoeffizient des Bündelspalters x ist, und der Reflexionskoeffizient des Phosphors y ist.
  • Anfangend mit dem Bündel 30, ausgestrahlt von dem Phosphor, trifft das Bündel auf einen der Bündelspalter 2, 4 und wird in zwei Bündel 31, 32 aufgeteilt. Ein erstes Bündel 31, das einen Bruchteil x der ursprünglichen Lichtintensität darstellt, wird über das Filter übertragen, während ein zweites Bündel 32, das einen Bruchteil 1 – x darstellt, wird in Richtung des zweiten Bündelspalters 4,2 reflektiert. Es findet eine zweite Spaltung statt, wodurch ein Bündel 33, das einen Bruchteil (1 – x)x darstellt, in Richtung des Kanals 13 weiter geht und absorbiert wird, während ein anderes Bündel 34, das einen Bruchteil (1 – x)2 darstellt, zu dem Phosphor 10 zurückgeworfen wird. Zum Schluss wird dieses Bündel 34 teilweise reflektiert, was zu einem Bündel 35 mit der Intensität (1 – x)2y führt. Das restliche Licht wird absorbiert.
  • Kehren wird zu dem Bündel 40 zurück, das auf die Außenseite des Filters auftrifft, dann stößt dieses Bündel einen der Bündelspalter 2, 4 und wird in zwei Bündel 41, 42 aufgeteilt. Ein erstes Bündel 41, das einen Bruchteil 1 – x der ursprünglichen Lichtintensität darstellt, wird in Richtung eines Kanals 12 reflektiert und wird absorbiert. Das zweite Bündel 42, das einen Bruchteil x darstellt, wird in Richtung des Phosphors 10 übertragen, wo es teilweise reflektiert wird, was zu einem Bündel mit der Intensität xy führt. Das restliche Licht wird absorbiert.
  • Unter Anwendung der oben definierten Koeffizienten x und y haben wir nun Folgendes:
    Die Übertragung von Licht, das den Phosphor 10 verlässt, ist: x/[1 – (1 – x)2y]. Die Absorption von Licht, das den Phosphor verlässt ist: [(1 – x)x + (1 – y)(1 – x)2]/[1 – (1 – x)2y].
  • Die Transmission von Licht, das in die Wiedergabeanordnung eintritt, ist: xy.
  • Die Absorption von Licht, das in die Wiedergabeanordnung eintritt, ist: (1 – x) + x(1 – y) = 1 –xy.
  • Auf diese Weise ist das Verhältnis der Übertragungen für Licht, das von draußen eintritt und Licht von dem Phosphor gleich: T = {x/[1 – (1 – x)2y]}/(xy) = 1/{y[1 – (1 – x)2y]}.
  • Für ein normales Kontraststeigerungsfilter ist das Übertragungsverhältnis für das Licht, das von draußen eintritt und das Licht von dem Phosphor (unter gleichen Bedingungen): Tn = x/(xy) = 1/yEine Zahlen für y = 0,88 (Tn = 1,14):
    X T(x) T(x)/Tn(x)
    0,01 8,26 7,27
    0,2 2,60 2,29
    0,3 2,00 1,76
    0,5 1,46 1,28
  • Auf diese Weise ist für einen 50/50 Bündelspalter und y = 0,88 die Helligkeit der Wiedergabeanordnung um 28% besser als ein normales "50%" Kontraststeigerungsfilter, das dieselbe Kontraststeigerung hat. Ein 30/70 Bündelspalter ergibt eine um 76% bessere Helligkeit als ein normales "30%" Kontraststeigerungsfilter.
  • Diese einfache Berechnung gilt nur für Licht, das senkrecht auf der Oberfläche trifft. Für eine wirkliche Wiedergabeanordnung sollen verschiedene Winkel berücksichtigt werden.
  • Es sei bemerkt, dass es, wenn die Bündelspaltereffizienz (Reflexionskoeffizient) von dem Eintrittswinkel des Lichtes abhängig ist, eine nicht einheitliche Lichtausstrahlung von dem Filter geben wird. Der Effekt aber dieser nicht einheitlichen Lichtausstrahlung ist nicht sehr bemerkenswert und kann vom Fachmann erledigt werden, beispielsweise dadurch, dass er die Außenoberfläche des oberen Substrats nicht flach macht.
  • In Bezug auf 3 und 4 beschreibt Folgendes Beispiele, wie ein Filter mit den oben stehenden Eigenschaften verwirklicht werden kann.
  • In 3 wird in eine Glasplatte 6 eine "V"-Rillenartige Struktur geätzt, aus pädagogischen Gründen nachstehend als eine "Λ"-Rückenstruktur bezeichnet, wobei auf die parallelen Rücken 20 zwischen den Rillen verwiesen wird. Die Kanäle 12 werden längs der Spitzen 22 der Rücken geätzt, und mit einem schwarzen absorbierenden Material 14, wie Kohlenstoff, schwarzer Tinte oder schwarzen Polymeren, gefüllt.
  • Eine ähnliche "V"-Rillenstruktur wird in eine andere Glasplatte 8 geätzt, die danach mit einer Deckschicht mit einer niedrigen Brechzahl, oder mit einer reflektierenden Deckschicht wie TiO2, Al oder Ag. Die Deckschicht steigert den Bündelspalteffekt und kann entsprechend der Applikation vom Fachmann optimiert werden.
  • Die Platte 6 wird oben auf der Platte 8 vorgesehen. Die zwei mit Rillen versehenen Oberflächen sind derart ausgebildet, dass sie im Wesentlichen ineinander passen, wobei die Rücken 20 der oberen Platte 6 in die Rillen 26 der unteren Platte 8 passen, und dabei durch die absorbierenden Kanäle umgeben. Die Umrandungslinie zwischen den Rücken und Rillen schaffen den Bündelspalter, dargestellt in 1.
  • In 4 kann der oben beschriebene "Λ"-Rücken- und "V"-Rillenstruktur durch Pyramiden 51 zusammen mit "Antipyramiden" 52 ersetzt werden. Insbesondere ist die Bodenglasplatte 8 mit Pyramiden 51 versehen, insbesondere verwirklicht durch Ätzung zweier orthogonaler Sätze paralleler Rillen 26, 30, wodurch die Pyramiden frei gelassen werden. Die obere Platte wird danach mit Hohlräumen 52 versehen, die mit diesen Pyramiden 51 übereinstimmen, oder mit anderen Worten, mit Rücken 20, 21 in einem Karomuster, wobei die Hohlräume zwischen denselben gebildet werden. Wie in der ersten Ausführungsform werden die Kanäle 12, 13 geformt, als sich längs der Spitzen der Rücken verlaufend, in diesem Fall ein Gitter von Kanälen bildend.
  • Dadurch, dass man jeden Pyramide/Hohlraum ein einziges Pixel darstellen lässt, hat diese zweite Ausführungsform den Vorteil, dass Licht nicht von dem einen Pixel in das nächste Pixel "wegleckt".
  • Wie in 5 dargestellt, werden durch die Bildung von drei Sätzen paralleler Rillen 26, 50, 55, in dem Bodensubstrat 8 die Pyramiden 53 dreiseitig sein, sog. Retroreflektoren. Die Hohlräume 54 in dem oberen Substrat 6 sind vorgesehen um diese Pyramiden 53 zu empfangen. In diesem Fall würden die Kanäle 12 in einer dreieckförmigen Art und Weise vorgesehen sein, die jeden Pyramiden umgeben. Obschon quadratische Pyramiden 51, wie in 4 dargestellt, gegenüber rechteckigen Pyramiden bevorzugt werden, haben die Retroreflektoren den Vorteil, dass sie weniger empfindlich sind für Variationen in dem Abstand von der Lichtquelle.
  • Ein anderes Beispiel wäre, dass man Kegelformen 56 hat, geformt auf dem Bodensubstrat 8, wie in 6 dargestellt. Das obere Substrat 6 hat entsprechende Hohlräume 58, vorgesehen zum Empfangen der Kegel 56. In diesem Fall werden die Kanäle als Zylinder 60 gebildet, die jeden der kegelförmigen Hohlräume 58 umgeben. Auch die zwischen liegenden Gebiete zwischen den Zylindern 60 werden mit absorbierendem Material gefüllt. Dies reduziert die Ausstrahlung des Filters, aber mit beispielsweise einem sog. Delta-Nabla-Layout, d.h. einem hexagbonalen Subpixel-Layout, könnte dies dennoch eine nützliche Lösung sein.
  • In der oben stehenden Beschreibung sind die Substrate 6, 8 separat gebildet und danach zusammengefügt. Eine andere, manchmal bevorzugte Art und Weise die zwei Substrate herzustellen ist in ein Substrat 6 oder 8 das gewünschte Oberflächenmuster zu ätzen und danach dieses Muster mit einem flüssigen Material zu füllen, wobei wieder eine flache Oberfläche gebildet wird, wonach man dies alles aushärten lässt. Die Kanäle 12, 13 können in das auf diese Weise gebildete Element geätzt werden. Andere Möglichkeiten zum herstellen sind ebenfalls möglich.
  • Der Bündelspalter kann (teilweise) polarisieren, weil Umgebungslicht, das von dem Phosphor übertragene Licht und das diffus streuende Licht von dem Phosphor alles unpolarisiert ist. Auf diese Weise macht es im Endeffekt nichts, ob das Licht, das von dem Bündelspalter übertragen oder reflektiert wird polarisiert ist oder nicht.
  • Es sei bemerkt, dass die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen im Rahmen der beiliegenden Patentansprüche von dem Fachmann modifiziert werden können. So können beispielsweise die Rillen und die Rücken verschieden ausgebildet sein, solange die Funktion der absorbierenden Kanäle beibehalten wird. Das Filter braucht nicht oben auf der Phosphorschicht vorgesehen zu werden, sondern es kann auch in jeder Applikation vorgesehen werden, wo Absorption von Licht von der Richtung des Lichtes abhängig sein soll.
  • Selbstverständlich können zur Verbesserung der Leistung andere optische Elemente in das Filter eingeschlossen werden. So können beispielsweise zusätzliche Reflektoren eingeschlossen werden, ohne dass die Funktion der oben beschriebenen Bündelspalter und Absorber gestört wird.

Claims (17)

  1. Kontraststeigerungsfilter für eine Wiedergabeanordnung mit einem Element mit einer Anzahl verbundener geneigter Oberflächen, die wie eine Anzahl Bündelspalter (2, 4) wirksam sind, so dass Paare aneinander grenzender Bündelspalter (2, 4) spitze Oberflächen bilden, die nach einer ersten Seite (23) des Elementes zeigen, welche die Seite ist, auf die das Umgebungslicht auftrifft, und wobei das Filter eine Anzahl Lichtabsorber (12, 13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lichtabsorber (12, 13) in einem Gebiet (20, 26) zwischen aneinander grenzenden spitzen Oberflächen vorgesehen ist und sich von der genannten ersten Seite (23) des Elementes in Richtung von wenigstens einem der genannten angrenzenden Bündelspaltern (2, 4) erstreckt zum Absorbieren von Licht, das in das genannte Gebiet (20, 26) eintrifft und durch einen der genannten angrenzenden Bündelspalter (2, 4) in Richtung des Lichtabsorbers (12, 13) reflektiert wird.
  2. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 1, wobei die genannten Bündelspalter je einen Winkel von 45 Grad mit einer Außenfläche des Filters einschließt.
  3. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei das genannte Element ein Substrat (8) aufweist, das mit einer Anzahl Rillen (26) versehen ist und wobei die genannten Absorber in den genannten Rillen (26) vorgesehen sind.
  4. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei das genannte Element ein Substrat (6) aufweist, das mit einer Anzahl Rücken (20) versehen ist, die je einen Rücken (22) und eine Basis (23) haben und wobei die genannten Absorber durch eine Anzahl Kanäle (12, 13) gebildet werden, die längs der Länge der genannten Rücken (20, 21) gebildet werden, wobei jeder Kanal sich von dem Rücken (22) einer Rippe um einen Abstand in das genannte erste Substrat erstreckt, wobei die genannten Kanäle mit einem das Licht absorbierenden Material (14) gefüllt ist.
  5. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei das genannte Element Folgendes umfasst: – ein erstes Substrat (6), das mit einer Anzahl Rücken versehen ist (20, 21), die je einen Rücken (22) und eine Basis (23) haben, und – ein zweites Substrat (8), das mit einer Anzahl Rillen (26) versehen ist, wobei das genannte erste und zweite Substrat aneinander befestigt werden, so dass die genannten Rücken (20) in die genannten Rillen (26) fallen.
  6. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 5, wobei die genannten Absorber durch eine Anzahl Kanäle (12; 13) gebildet werden, die in dem genannten Substrat längs der Länge der genannten Rücken gebildet sind, wobei jeder Kanal sich von dem Rücken (22) einer Rippe über einen Abstand in das erste Substrat erstreckt, wobei die genannten Kanäle mit einem das Licht absorbierenden Material (14) gefüllt werden.
  7. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 5 oder 6, wobei das erste Substrat (6) mit parallelen Λ-förmigen Rücken (20) versehen ist.
  8. Kontraststeigerungsfilter nach einem der Ansprüche 5–7, wobei das zweite Substrat (8) mit parallelen V-förmigen Rillen (26) versehen ist.
  9. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 8, wobei das zweite Substrat (8) mit zwei orthogonalen Sätzen paralleler V-förmiger Rillen (26, 30) versehen ist, wobei vorspringende Pyramiden (51) zwischen die genannten Rillen eingelassen werden.
  10. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 8, wobei das zweite Substrat (8) mit drei Sätzen paralleler V-förmiger Rillen (26, 50, 55) versehen ist, wobei vorspringende Pyramiden (53) zwischen die genannten Rillen eingelassen werden.
  11. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 9 oder 10, wobei die genannten Rücken (20, 21) ein Gitter bilden, mit Hohlräumen (52, 54) zum Empfangen der genannten Pyramiden (51, 53).
  12. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 6, wobei das zweite Substrat (8) mit vorspringenden kegelförmigen Formen (56) versehen ist.
  13. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 12, wobei das erste Substrat (6) mit Hohlräumen (58) versehen ist zum Empfangen der genannten kegelförmigen Formen (56).
  14. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 4, 6–13, wobei die genannten Kanäle (12, 13) sich in das Substrat erstrecken, und zwar wenigstens bis an die Basis der genannten Rücken.
  15. Kontraststeigerungsfilter nach einem der Ansprüche 3–14, wobei wenigstens eines der genannten Substrate (6, 8) mit einer lichtbrechenden Deckschicht bedeckt ist.
  16. Kontraststeigerungsfilter nach Anspruch 3–15, wobei wenigstens eines der genannten Substrate (6, 8) mit einer reflektierenden Deckschicht bedeckt ist.
  17. Wiedergabeanordnung mit einem Kontraststeigerungsfilter nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005124404A1 (en) * 2004-06-17 2005-12-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. An optical separating filter
US7486024B2 (en) * 2005-11-17 2009-02-03 Lg Electronics Inc. Display apparatus filter and plasma display apparatus using the same
FR2893719A1 (fr) * 2005-11-24 2007-05-25 Thomson Licensing Sas Panneau a plasma dote d'un reseau de concentrateurs
KR100740227B1 (ko) * 2006-06-15 2007-07-18 삼성전자주식회사 디스플레이 패널
US20080042570A1 (en) * 2006-08-18 2008-02-21 Lg Electronics Inc. Sheet for protecting external light and plasma display device thereof
EP1890315A3 (de) 2006-08-18 2009-07-01 LG Electronics Inc. Filter und Plasmaanzeigevorrichtung damit
JP5082752B2 (ja) * 2006-12-21 2012-11-28 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子用基板の製造方法及びそれを用いた半導体発光素子
US7511804B1 (en) * 2007-04-10 2009-03-31 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Crossed beam roof target for motion tracking
US20090213593A1 (en) * 2008-02-26 2009-08-27 Reflexite Corporation Optical device and system for black level enhancement and methods of use thereof
US8205995B2 (en) * 2008-08-07 2012-06-26 Reflexite Corporation Optical device and system for privacy or contrast enhancement and methods of use thereof
US8057715B2 (en) * 2008-08-28 2011-11-15 Reflexite Corporation Method for making an optical device and system for privacy or contrast enhancement
EP3057082B1 (de) 2015-02-15 2019-10-09 Beijing Universal Lanbo Technology Co., Ltd. Led-bildschirmabdeckungen und led-anzeigen
CN104680947A (zh) * 2015-02-15 2015-06-03 北京环宇蓝博科技有限公司 Led屏幕消除莫尔条纹并提高填充系数的装置及方法
DE102017205844A1 (de) * 2017-04-06 2018-10-11 Robert Bosch Gmbh Lichttransmissionselement, optische Empfangseinheit, optische Aktoreinheit, LiDAR-System, Arbeitsvorrichtung und Fahrzeug

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2773411A (en) * 1955-12-30 1956-12-11 Otto G Schwede Angular discriminating optical device
US4070100A (en) * 1976-09-01 1978-01-24 Katsuyuki Akiyoshi Filter for partially transmitting light
US4165920A (en) * 1977-07-27 1979-08-28 Qantix Corporation Echo reduction improvement in a front face glare reduction overlay
EP0304517B1 (de) * 1987-08-24 1994-11-02 Qantix Corporation Blendschutzfilter
US4726662A (en) * 1985-09-24 1988-02-23 Talig Corporation Display including a prismatic lens system or a prismatic reflective system
US5608286A (en) * 1994-11-30 1997-03-04 Texas Instruments Incorporated Ambient light absorbing face plate for flat panel display
JPH1039418A (ja) * 1996-07-19 1998-02-13 Kimoto & Co Ltd 反射型スクリーンおよびその製造方法
US6597417B1 (en) * 2000-07-25 2003-07-22 Scram Technologies, Inc. Optical panel having black material between apexes of serrations on the inlet face
US6398370B1 (en) * 2000-11-15 2002-06-04 3M Innovative Properties Company Light control device

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