Vorsatzoptik für ein Bildschirmgerät, z.B. Fernsehgerät, Datensichtgerät-Monitor oder dergleichen Front optics for a display device, e.g. TV, display monitor or the like
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorsatzoptik gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a front lens system according to the preamble of claim 1.
1010
Es sind Vorsatzvorrichtungen für Bildschirmgeräte, Fernsehge¬ räte oder dergleichen bekannt, die in Form von Vergrößerungs¬ linsen, sogenannten Fresnellinseπ ausgebildet sind und vor der Bildröhre in einem vorbestimmten Abstand arretiert werdenAttachment devices for screen devices, television sets or the like are known, which are designed in the form of magnifying lenses, so-called Fresnel lenses, and are locked in front of the picture tube at a predetermined distance
15 können. Sie haben die Aufgabe, das auf der Bildröhre oder der¬ gleichen abgebildete Bild optisch zu vergrößern sowie ein ruhi¬ ges, weitgehend flimmerfreies Bild zu schaffen.15 can. Their task is to optically enlarge the picture shown on the picture tube or the like and to create a calm, largely flicker-free picture.
Insbesondere in Verbindung mit Bildschirmgeräten, denen auchEspecially in connection with screen devices, which also
20 eine Tastatur zugeordnet ist, besteht ein Bedarf an Vorsatzvor¬ richtungen, da Bildschirm und Tastatur ergonomisch so angeord¬ net sein sollen, daß diese mit einem Blick übersehen werden können. Dies wiederum erfordert einen gewissen Mindestabstand des Bildschirms, wodurch für viele Betrachter die Zeichen nicht mehr einwandfrei lesbar sind. Dabei können zusätzliche Störungen durch Reflexe auftreten. Bei farbigen Datensichtgeräten treten meist noch diffuse Reflexionen des einfallenden Lichtes an dem hinter dem Bildschirm angeordneten Phosphor auf.If a keyboard is assigned, there is a need for attachment devices, since the screen and keyboard should be ergonomically arranged so that they can be overlooked at a glance. This in turn requires a certain minimum distance between the screen, which means that the characters are no longer perfectly legible for many viewers. Additional interference due to reflections can occur. In color data display devices, diffuse reflections of the incident light on the phosphor arranged behind the screen usually still occur.
~~® Die Sicherheitsvorschriften dεr Berufsgeπossenschaft vom 01.01. 1985 verlangen Maßnahmen zur Reflexminderung und Erfüllung der Kontrastwerte. Der Kontrast, definiert als Verhältnis zwi¬ schen Leuchtdichte der Zeichen und Leuchtdichte des Zeichenunter¬ grundes, soll zwischen 6:1 und 10:10 betragen, wobei der Zeichen-~~ ® The safety regulations of the professional association from 01.01. 1985 require measures to reduce reflexes and meet the contrast values. The contrast, defined as the ratio between the luminance of the characters and the luminance of the background of the character, should be between 6: 1 and 10:10, the character
35 Untergrund nicht unter 10 cd/m'' liegen sollte.
Dabei ist die Person am Bildschirm zusätzlich einer hohen stati¬ schen Ladung, die je nach Typ zwischen 10.000 und 30.000 Volt schwankt, ausgesetzt. Darüberhinaus können noch strahlenseitige Belastungen auftreten, hier sind vor allem die UVA-Strahlen zu nennen.35 surface should not be less than 10 cd / m '' . The person on the screen is additionally exposed to a high static charge, which varies between 10,000 and 30,000 volts depending on the type. In addition, exposure to radiation can also occur, especially UVA rays.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorsatzoptik der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art so zu verbessern, daß die Lesbarkeit des vergrößerten Bildes sowie das einwandfreie Anbringen der Vorsatzoptik sowie die Wartung derselben verbessert wird, die Reflexe gemindert und ein Teil der auftretenden Strahlung abgeschirmt wird.The present invention has for its object to improve an optical attachment of the type mentioned in the preamble of claim 1 in such a way that the legibility of the enlarged image and the correct attachment of the optical attachment and the maintenance thereof is improved, the reflections are reduced and part of the radiation occurring is shielded.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen.This object is achieved by the measures specified in the characterizing part of patent claim 1. Advantageous further developments and refinements of the invention result from the following patent claims.
Mit der vorliegenden Erfindung wird durch die Vorschaltung einer Filterscheibe vorzugsweise im Verbundsystem mit der Ver¬ größerungslinse ein entspiegeltes System geschaffen, das eine optimale Lesbarkeit der abgebildeten und vergrößerten Bilder oder Zeichen gewährleistet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Filterscheibe als Scheibenverbund mit z.B. zwei dicht mitein- ander verbundenen transparenten Scheiben ausgebildet ist und zwischen den Scheiben eine Filterfolie an sich bekannter Art angeordnet ist. Hierbei können Entspiegelungsschichten an den Außenseiten und/oder Innenseiten der Scheiben angeordnet sein, vorzugsweise durch Bedampfung aufgebracht werden. Vorzugsweise besteht die Entspiegelungsschicht aus .einem Magnesium-Titan- Siliciumm-Fluorid. Bei Vorhandensein von gewölbten Bildschirmen oder Monitoren, wie z.B. bei Fernsehgeräten, muß die Vergröße¬ rungslinse bzw. Fresnellinse plan mit unterschiedlicher Foku- sierung der Wölbung der Bildröhre angepaßt sein. Von Bedeutung ist hierbei, daß die Scheiben oder Linsen des Verbundsystems einschließlich des Monitors Darεllel zueinander angeordnet sind. Eine wesentliche Verbesserung der Les- oder Erkennbarkeit
der vergrößerten Bilder oder Zeichen erhält man dadurch, daß der Rahmenraum zwischen Filterscheibe und Vergrößerungslinse nach außen hin hermetisch verschlossen ist und vorzugsweise evakuiert ist. Auf diese Weise lassen sich im genannten Zwischen- räum optische Fehler z.B. aufgrund des Eindringens von Staub¬ teilen oder störenden Gasen vermeiden.With the present invention, an anti-reflective system is created by connecting a filter disc, preferably in a composite system with the magnifying lens, which ensures optimum readability of the images and characters shown and enlarged. It is particularly advantageous if the filter disk is designed as a disk assembly with, for example, two transparent disks which are tightly connected to one another and a filter film of a known type is arranged between the disks. Anti-reflective layers can be arranged on the outer sides and / or inner sides of the panes, preferably applied by vapor deposition. The anti-reflective layer preferably consists of a magnesium-titanium-silicon-m-fluoride. In the presence of curved screens or monitors, such as, for example, television sets, the magnifying lens or Fresnel lens must be adapted to the curvature of the picture tube with different focussing. It is important here that the disks or lenses of the composite system, including the monitor Darεllel, are arranged in relation to one another. A significant improvement in readability or recognizability The enlarged pictures or signs are obtained by the fact that the frame space between the filter disk and the magnifying lens is hermetically sealed from the outside and is preferably evacuated. In this way, optical errors, for example due to the penetration of dust particles or disruptive gases, can be avoided in the space mentioned.
Ebenfalls zugunsten der Lesbarkeit und der Erleichterung der Wartung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Filterscheibe mit einer elektrisch leitenden Schicht vorzugsweise Beschichtung versehen ist, die zur Verhinderung von elektrostatischen Ladun¬ gen mit einer Erdungsschleife verbunden ist. Auf der Rückseite des Glases wird vorzugsweise eine -Schicht aus Indiu -Tinoxid vorgesehen.Likewise for the benefit of legibility and ease of maintenance, the invention provides that the filter disk is preferably provided with an electrically conductive layer, which is connected to an earth loop to prevent electrostatic charges. A layer of indium tin oxide is preferably provided on the back of the glass.
Zur Erleichterung der Montage und zur Verhinderung von stören¬ dem Streulicht ist ferner vorgesehen, daß der die optischen Elemente umgehende Rahmen an dem geräteseitigen Ende einen auf den Bildschirm bzw. Monitor bündig aufsetzbaren und daran angepaßten Kragen besitzt, derart, daß der Scheibenverbund sich parallel zum Bildschirm bzw. Monitor befindet. Hierbei wird die Montage wesentlich erleichtert und der bündige Sitz der Vorsatzoptik verbessert, dadurch, daß der Rahmen oder Hüll¬ rahmen am geräteseitigen Ende eine Befestigungsvorrichtung aufweist. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um Klemmhaken, die mittels von außen her zugänglichen Schrauben mit dem Monitor¬ rahmen verklemmbar sind bzw. die in den Spalt zwischen Bild¬ schirm und Rahmen einklemmbar sind.To facilitate assembly and to prevent disturbing scattered light, it is further provided that the frame surrounding the optical elements has at the end of the device a collar which can be placed flush with the screen or monitor and adapted to it, such that the pane assembly is parallel to Screen or monitor. In this case, the assembly is made considerably easier and the flush fit of the optical attachment is improved in that the frame or envelope frame has a fastening device at the end on the device side. These are preferably clamping hooks which can be clamped to the monitor frame by means of screws which are accessible from the outside or which can be clamped in the gap between the screen and the frame.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschrie¬ benen Ausführungsbeispieleπ.
Es zeigtFurther advantageous details of the invention result from the exemplary embodiments shown in the drawing and described below. It shows
Fig. 1 die Verbund- bzw. Filterscheibe der Vorsatzoptik als Einzelheit,1 the composite or filter disc of the front lens as a detail,
Fig. 2 das bildschirmseitige Ende eines Fernsehgerätes in Verbindung mit einer bildvergrößernden Fresπellinse,2 shows the screen-side end of a television set in connection with an image-enlarging Fresnel lens,
Fig. 3 das Verbundsystem mit Fresnellinse und Filterscheibe gemäß Fig. 1 und 2,3 shows the composite system with Fresnel lens and filter disk according to FIGS. 1 and 2,
Fig. 4 das Verbundsystem gemäß Fig. 3 in Verbindung mit einem Fernsehgerät,4 shows the network system according to FIG. 3 in connection with a television set,
Fig. 5 die mit einem Hullrahmen umgebene Vorsatzoptik gemäß den vorhergehenden Figuren aufgesetzt auf den Bild¬ schirm eines Fernsehgerätes in perspektivischer Dar¬ stellung mit aufgeschnittenem Bereich,5 shows the front lens system surrounded by a hollow frame according to the preceding figures, placed on the screen of a television set in a perspective view with the area cut open,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung der Verbindungsstelle zwischen Vorsatzoptik und Fernsehgerät,6 is a sectional view of the connection point between the front lens and television set,
Fig. 7 eine Schnittdarsteliung von Fernsehgerät-Frontseite und damit verbundener Vorsatzoptik.Fig. 7 is a sectional view of the front of the television set and the associated optics.
Die in Figur 1 in Seitenansicht gezeigte Filterscheibe 1 besteht aus zwei transparenten Scheiben z.B. Glasscheiben 2 und 3 und einer dazwischen angeordneten Filterfolie 4, die störend oder schädliche Strahlungen vom Auge des Betrachters fernhalten soll. Die vorgenannten TeiJ:_ 2, 3 und 4 sind miteinander fest verbunden und stellen einen Scheibenverbund dar. In Figur 2 ist der gewölbte Bildschirm 5 der Bildröhre 6 eines nicht weiter dargestellten Fernsehgerätes wiederum in Seitenansicht darge¬ stellt. Mit vorbestimmtem Abstand vor dem Bildschirm 5, z.B. mit einem Abstand von 6 bis 7 cm, ist dem Bildschirm 5 vorge¬ schaltet eine Vergrößeruπgslinse in Form einer Fresnellinse 7. Diese Fresnellinse 7 ist plan mit unterschiedlicher Fokusie-The filter disc 1 shown in side view in FIG. 1 consists of two transparent panes, for example glass panes 2 and 3, and a filter foil 4 arranged between them, which is intended to keep disturbing or harmful radiation away from the viewer's eye. The aforementioned TeiJ: _ 2, 3 and 4 are fixedly connected to each other and constitute a composite disk 2 shows the curved screen 5 of the display tube 6 in turn provides a television set not shown in side view darge.. At a predetermined distance in front of the screen 5, for example at a distance of 6 to 7 cm, a magnifying lens in the form of a Fresnel lens 7 is connected upstream of the screen 5. This Fresnel lens 7 is planar with different focusing angles.
8AD ORIGINAL
rung der Wölbung der Bildröhre angepaßt. An der dem Bildschirm 5 zugewandten Fläche der Fresnellinse 7 befinden sich entspre¬ chend der angepaßten Fokusierung die durch die Aufteilung in einzelne Ringlinsen oder Prismen entstandenen Rillen 8.8AD ORIGINAL tion adapted to the curvature of the picture tube. On the surface of the Fresnel lens 7 facing the screen 5, the grooves 8 formed by the division into individual ring lenses or prisms are located in accordance with the adjusted focusing.
Figur 3 zeigt in Schnittansicht ein Verbundsystem, bestehend aus Fresnellinse 7, Verbund-Filterscheibe 1 und einem die beiden vorgenannten optischen Element umfaßenden Rahmen 9. Der z.B. tubusartige Rahmen 9 besitzt in der inneren Waπdfläche 2 mit Abstand voneinander angeordnete Ringnuten 10 und 11, wobei in die Ringnut 10 die Verbund-Filterscheibe 1 und in die Ring¬ nut 11 die Fresnellinse 7 dicht eingesetzt ist. Die Abdichtung zwischen den optischen Elementen und dem Rahmen 9 in derart, daß der Rahmenraum 12 zwischen den optischen Elementen 1 und 7 nach außen hin hermetiscl* verschlossen ist und vorzugsweise evakuiert ist. In Figur 3 sin;! oberhalb 'und unterhalb der Mittel¬ ebene oder optischen Achse zwei unterschiedliche Ausführungsfor¬ men der vorgenannten optischen Elemente gezeigt. In der oberen Hälfte trägt die Verbund-Filterscheibe* 1 an der betrachtersei- tigen Außenseite eine Entspiegeluπgsschicht 13, z.B. in Form einer aufgedampften Schicht aus Metalloxyd oder dergleichen, während die Rillen 8 der Fresnellinse 7 zum inneren Rahmenraum 12 hin angeordnet sind, die geräteseitige Außenseite der Fres¬ nellinse 7 hingegen völlig plan ist. Beim Ausführuπgsbeispiel in der unteren Hälfte gemäß Figur 3 sind beide Seiten bzw. Flächen der Verbund-Filterscheibe 1 mit der Entspiegelungs- schicht bzw. Bedampfung 13 v.rsehen. Hier befinden sich die Rillen 8 an der geräteseit:gen Außenseite der Fresnellinse 7, deren Innenseite völlig p1 Ή ist. Wie die Figur zeigt, sind Fresnellinse 7 und. Filtersch ibe 1 exakt parallel zueinander angeordnet und so in dem Rahmen 9 festgehalten. Rahmen 9 und die optischen Elemente 1 und 7 stellen zusammen ein Verbund¬ system 14 dar.FIG. 3 shows a sectional view of a composite system consisting of Fresnel lens 7, composite filter disc 1 and a frame 9 comprising the two aforementioned optical element. The tubular frame 9, for example, has annular grooves 10 and 11 arranged at a distance from one another in the inner wall surface 2, wherein in the annular groove 10 is the composite filter disc 1 and the Fresnel lens 7 is inserted tightly into the annular groove 11. The seal between the optical elements and the frame 9 in such a way that the frame space 12 between the optical elements 1 and 7 is hermetically sealed from the outside and is preferably evacuated. In Figure 3 sin ;! above 'and below the optical axis Mittel¬ planar or two different Ausführungsfor¬ men shown of the aforementioned optical elements. In the upper half, the composite filter disk * 1 has an anti-reflective layer 13 on the outside of the observer, for example in the form of a vapor-deposited layer of metal oxide or the like, while the grooves 8 of the Fresnel lens 7 are arranged towards the inner frame space 12, the outside of the device the Fresnel lens 7, however, is completely flat. In the exemplary embodiment in the lower half according to FIG. 3, both sides or surfaces of the composite filter disc 1 are provided with the anti-reflective layer or vapor deposition 13. Here are the grooves 8 on the device side: towards the outside of the Fresnel lens 7, the inside of which is completely p 1 Ή. As the figure shows, Fresnel lens 7 and . Filter disc 1 arranged exactly parallel to one another and thus held in the frame 9. Frame 9 and optical elements 1 and 7 together represent a composite system 14.
Figur 4 zeigt das vorgenannte Verbundsystem 14 in Anordnung vor der Bildröhre 6 eines Fernsehgerätes 15. Auf der betrachter-FIG. 4 shows the aforementioned composite system 14 in an arrangement in front of the picture tube 6 of a television set 15.
BAD ORIGINAL
seitigen Außenfläche der Filterscheibe 1 befindet sich eine transparente, elektrisch leitende, z.B. aufgedampfte Beschich¬ tung 16, die identisch sein kann mit der Entspiegelungsschicht 13 gemäß Figur 3. An diese Beschichtung 16 elektrisch angeschlos- sen ist eine Erdungsschleife 17, die wiederum angeschlossen ist an den Erdungsanschluß 18 des Fernsehgerätes 15. Auf diese Weise wird eine elektrostatische Aufladung der Vorsatzoptik vermieden. Die Figur zeigt, daß das Verbundsystem 14 exakt parallel zur Bildschirmebene angeordnet ist bzw. daß die opti- sehen Achsen zueinander fluchten.BAD ORIGINAL On the outer side surface of the filter disk 1 there is a transparent, electrically conductive, for example vapor-deposited coating 16, which can be identical to the anti-reflective coating 13 according to FIG. 3. An electrical grounding loop 17 is connected to this coating 16, which in turn is connected to the ground connection 18 of the television set 15. In this way, an electrostatic charging of the front optics is avoided. The figure shows that the composite system 14 is arranged exactly parallel to the screen level or that the optical axes are aligned with one another.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 5 und 6 ist das Verbund¬ system 14 fest eingesetzt in einen formstabilen Hüllrahmen 19, z.B. aus Kunststoffmaterial. Dieser Hüllrahmen 19 ist in Form eines Kobus ausgebildet und ist beidseitig offen. Er be¬ sitzt einen mit einem vorbestimmten Abstand von z.B. 6 bis 7 cm- über die Fresnellinse 7 hinausragenden Kragen 20, der an seinem freien Ende der Rechteckform des Bildschirmes 5 bzw. des geräteseitigen, den Sichtbereich des Bildschirmes 5 begren- zenden Rahmens 21 angepaßt ist. Von diesem freien Ende aus erweitert sich der Hüllrahmen 19 bis zum Verbundsystem 14 trich¬ terartig. Am gerätefernen Ende besitzt der Hüllrahmen 19 einen über die Filterscheibe 1 zumindest nach oben hin hinausragenden Blendenteil 22. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit den Hüllrahmen 19 selbst als Verbundrahmen für Fresnellinse 7 und Filterscheibe 1 zu verwenden, wie in Figur 5 dargestellt Demgegenüber ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 das Verbundsystem 14 mit samt dem Verbundrahmen 9 in den Hüllrahmen 19' eingesetzt, z.B. eingeklebt. Figur 7 zeigt im übrigen den Querschnittverlauf des Hüllrahmens sowie die bündige Abstützung des Kragens 20 auf dem Bildschirm 5 des Fernsehgerätes 15. Für die lösbare Befestigung des Hüllrahmen 19 bzw. 19' am Fern¬ sehgerät 15 dienen Klemmhaken 23, die jeweils paarweise beid¬ seitig der Hüllrahmen-Ecken angeordnet sind. Wie insbesondere Figur 6 zeigt, hat jeder Klemmhaken 23 einen abgebogenen Haken-
Schenkel 24 und einen Stützschenkel 25 und zwischen den Schen¬ keln eine Gewindebohrung. In einer langlochartigen ÖffnungIn the exemplary embodiment according to FIGS. 5 and 6, the composite system 14 is firmly inserted into a dimensionally stable envelope frame 19, for example made of plastic material. This envelope frame 19 is designed in the form of a cobus and is open on both sides. It has a collar 20 which projects beyond the Fresnel lens 7 at a predetermined distance of, for example, 6 to 7 cm and which at its free end is adapted to the rectangular shape of the screen 5 or the frame 21 on the device side, which limits the viewing area of the screen 5 is. From this free end, the envelope frame 19 widens like a funnel to the composite system 14. At the end remote from the device, the enveloping frame 19 has a diaphragm part 22 which at least projects upward above the filter disk 1. Of course, there is also the possibility of using the enveloping frame 19 itself as a composite frame for Fresnel lens 7 and filter disk 1, as shown in FIG. 5 FIG. 7 the composite system 14 together with the composite frame 9 inserted, for example glued, into the casing frame 19 '. FIG. 7 also shows the cross-sectional profile of the enveloping frame and the flush support of the collar 20 on the screen 5 of the television set 15. Clamping hooks 23 are used for the releasable fastening of the enveloping frame 19 or 19 'to the television 15, each paired on both sides the envelope frame corners are arranged. As particularly shown in FIG. 6, each clamping hook 23 has a bent hook Leg 24 and a support leg 25 and a threaded bore between the legs. In a slot-like opening
26 im Kragen 20 des Hüllrahmens 19 eingesteckt ist eine Schraube 27, die mit der Gewindebohrung des Klemmhakens 23 verschraubt ist. Nach dem Aufsetzen des Hüllrahmeπs 19 auf den Bildschirm 5 wird in der langlochartigen "Öffnung 26 jeder Klemmhaken 23 so verschoben, daß der Hakenschenkel 24 in den Spalt zwischen Bildschirm und Rahmen 21 ragt. Durch Anziehen der Schraube26 is inserted into the collar 20 of the casing frame 19, a screw 27 which is screwed to the threaded bore of the clamping hook 23. After placing the Hüllrahmeπs 19 on the screen 5, each clamping hook 23 is moved in the slot-like " opening 26 so that the hook leg 24 protrudes into the gap between the screen and frame 21. By tightening the screw
27 werden die Klemmhaken 23 in diesem Spalt 28 verklemmt, so daß die Vorsatzoptik nunmehr fest mit dem Fernsehgerät 15 verbun¬ den ist. Beim Festschrauben dient der Stützschenkel 25 als Klemmwiderlager.27, the clamping hooks 23 are clamped in this gap 28, so that the front lens system is now firmly connected to the television set 15. When screwing tight, the support leg 25 serves as a clamping abutment.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, zwischen Bild schirm 5 bzw. Rahmen 21 und Hüllrahmen 19 einen Klettverschluß anzuordnen.
Of course, there is also the possibility to arrange a Velcro between screen 5 or frame 21 and envelope 19.