MXPA06004733A - Elemento de sombrado para uniformidad de color para aparato de pantalla de imagen basada en un tubo de rayo de catodo. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un aparato de pantalla de proyeccion de imagen tal como un receptor de television de proyeccion trasera, el cual incluye por lo menos tres fuentes de proyeccion de imagen (10B/G/R) para proyectar imagens en un color de luz diferente y una pantalla de vision (8) en la cual son proyectadas las imagenes. El aparato incluye tambien por lo menos tres ensambles (51) colocados cada uno en una trayectoria optica entre una de las fuentes de proyeccion de imagen y la pantalla de vision. Cada uno de los ensambles de lentes incluye una pluralidad de elementos de lentes (53, 54, 55). Un elemento de sombreado (62), el cual esta fijado a por lo menos uno de los elementos de lentes tiene una forma y orientacion en el elemento de lente que ocasiona un aumento en la uniformidad del color en la pantalla de vision.

Description

proyectadas las imágenes . La figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema óptico convencional para una aparato de pantalla de imagen de proyección, tal como el receptor de televisión de tipo de proyección trasera anteriormente mencionado. Como se muestra, los tubos de rayo de cátodo de los tres colores primarios son acomodados en la dirección de izquierda a derecha con respecto a la pantalla 8. Generalmente, el tubo de rayo de cátodo verdes 10G está localizado en el centro y el tubo de rayo de cátodo rojo 10R y el tubo de rayo de cátodo azul 10B están localizados en los lados izquierdo y derecho del mismo, respectivamente, de modo que los ejes ópticos de los diferentes tubos se cruzan entre ellos en un punto de la pantalla. El ángulo T define los ángulos formados por los ejes ópticos de los tubos de rayo de cátodo rojo y azul con respecto al eje óptico del tubo de rayo de cátodo verde colocado centralmente. Debido a que los tubos de rayo de cátodo se proyectan de diferentes direcciones, su distribución del brillo en la pantalla 8 difiere entre ellos, haciendo de este modo difícil de lograr la uniformidad del color. Por ejemplo, cuando es proyectada una imagen blanca en la pantalla completa, se producen fluctuaciones en el color, es decir, la imagen es localmente más roja o más azul. También se muestran en la figura 1 los ensambles de lentes 20R, 20G, y 20B, los cuales están localizados en el frente de los tubos de rayo de cátodo 10R; 10G, y 10B; respectivamente. Los ensambles de lentes enfocan las imágenes producidas por los tubos de rayo de cátodo para formar una película en la pantalla 8. La figura 2 es una vista frontal de la pantalla 8 (es decir, el lado de la pantalla observado por el televidente) en el cual es definido el sistema de coordenadas, de modo que el origen es colocado en el centro de la pantalla 8C; la dirección positiva del eje x está dirigida hacia la derecha en la dirección horizontal; y la dirección positiva del eje -y está dirigida hacia arriba en la dirección vertical. Además, en las figuras 1 y 2, H y W representan el ancho y la altura de la pantalla. La figura 3 muestra la distribución de la iluminancia en el plano de la posición de la pantalla 8 tomada a lo largo de la línea horizontal que pasa a través del centro de la pantalla 8, en la cual la abscisa representa la posición original a lo largo del plano y la ordenada la iluminancia relativa. En el centro 8C de la posición de la pantalla todas las iluminancias para el rojo, el verde y el azul han sido normalizadas en 1 (representando una luz blanca) . La linea interrumpida indica la distribución de la iluminancia para el rojo, la linea punteada la iluminancia para el verde y la linea completa el azul. Aunque la distribución de la iluminancia del verde se ve como simétrica con respecto al centro de la pantalla, la distribución de la iluminancia para el rojo se desvia hacia la izquierda de la pantalla y la del azul se desvía hacia la derecha en la posición de la pantalla. Se puede mostrar que la magnitud de esta desviación aumenta con un aumento en el ángulo de compensación T del eje óptico del tubo de rayo de cátodo . Como resultado de la distribución de la iluminancia de la figura 3, debido que en el lado izquierdo de la pantalla la iluminancia relativa para el rojo es más alta y la del azul es más baja que la del verde, la temperatura del color es baja y esta porción de la pantalla aparece rojiza o amarillenta. De un modo similar, debido a que en el lado derecho de la pantalla de iluminancia relativa para el rojo es menor y la del azul es más grande que la del verde, la temperatura del color es alta y esta porción de la pantalla aparece de un color azulado. Por consiguiente, el observador verá fluctuaciones en el color en la pantalla 8 que se originan de la adaptación geométrica de los tres tubos de rayo de cátodo. Además, estas fluctuaciones de color son exacerbadas conforme se reduce el tamaño de los aparatos de pantalla de proyección, disminuyendo la distancia entre los ensambles de lentes 20 y la pantalla 8. Dicha reducción del tamaño produce un aumento en el ángulo de compensación T del eje óptico del tubo de rayo de cátodo, el cual como se mencionó anteriormente, ocasiona un aumento correspondiente en la magnitud de la desviación del color. La Patente Norteamericana No. 5,103,302, la cual está incorporada en su totalidad a la presente descripción como referencia, reduce las fluctuaciones de color anteriormente mencionadas proporcionando placas que están localizadas a lo largo del eje óptico de cada ensamble de lentes 20. Las placas tienen aberturas que son atravesadas por la luz del tubo de rayo de cátodos asociados con esa placa. Las aberturas son axialmente asimétricas con respecto a sus ejes ópticos, de modo que la distribución de luz de cada rayo de cátodo a lo largo de la pantalla se hace más uniforme. Es decir, refiriéndonos a la figura 3, la abertura de la placa del tubo del rayo de cátodo rojo es generalmente configurada para bloquear más luz dirigida al lado izquierdo de la pantalla mientras que la abertura de la placa de la trayectoria óptica del tubo de rayo de cátodo azul generalmente está configurada para bloquear más luz dirigida hacia el lado derecho de la pantalla. Utilizando las placas con aberturas de forma apropiada las fluctuaciones de color que aparecen en la pantalla pueden ser reducidas de manera substancial. Se originan un número de limitaciones en relación con el uso de las placas para mejorar la uniformidad del color. Por ejemplo, puede ser difícil controlar las tolerancias de la placa durante su manufactura y colocación, lo cual puede conducir a defectos de la imagen. También, la placa aumenta el número de componentes ópticos que se requiere, aumentando de este modo el costo y la complejidad del ensamble. Por consiguiente, sería deseable proporcionar un sistema óptico para un aparato de pantalla de proyección de imagen que emplea fuentes de imagen múltiples, tales como tubos de rayo de cátodos en los cuales la uniformidad del color puede ser lograda de una manera más simple y menos costosa.

Sumario del Invento De acuerdo con la presente invención, se proporciona un aparato de pantalla de proyección de imagen que incluye al menos tres fuentes de proyección de imagen para proyectar las imágenes a una luz de color diferente y una pantalla de visión en la cual son proyectadas las imágenes . El aparato incluye también por lo menos tres ensambles de lentes colocados cada uno en una trayectoria óptica entre una de las fuentes de proyección de imagen y la pantalla de visión. Cada uno de los ensambles de lentes incluye una pluralidad de elementos de lentes. Un elemento de sombreado, el cual es fijado en al menos uno de los elementos de lentes, tiene una forma y orientación en el elemento de lente que ocasiona un aumento en la uniformidad de color en la pantalla de visión. De acuerdo con un aspecto de la presente invención el elemento de sombreado es opaco. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el elemento de sombreado es transparente en escala de grises. De acuerdo con otro aspecto de la presente invenció, el elemento de sombreado es de color transparente . De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el elemento de sombreado está pintado en el elemento de lente . De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el elemento de sombreado está impreso en el elemento de lente . De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un adhesivo fija el elemento de sombreado al elemento de lente . De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, por lo menos tres elementos de sombreado son fijados cada uno a un elemento de lente en uno de los ensambles de lentes diferentes. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, las fuentes de proyección de imagen son tubos de rayo de cátodo. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, los tubos de rayo de cátodo proyectan imágenes, en luz roja, verde y azul, respectivamente. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, cada uno de los ensambles de lentes comprende una pluralidad de elementos de lentes . De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, la pluralidad de elementos de lentes incluye un elemento de corrección de aberración, un elemento de potencia y un elemento aplanador de campo . De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el elemento de sombreado es fijado al elemento de corrección de aberración.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el elemento de lente incluye un elemento de alineación para alinear de manera rotatoria el elemento de lente . De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el elemento de alineación comprende por lo menos una zona terminal. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el elemento de alineación es por lo menos una marca de registro localizada en una superficie del elemento de lente .

Breve Descripción de las Figuras . La figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema óptico convencional de un aparato de pantalla de proyección de imagen tal como un receptor de televisión de tipo de proyección trasera. La figura 2 es una vista frontal de la pantalla que se puede ver en la figura 1. La figura 3 muestra una distribución de la iluminancia en el plano de la posición de pantalla vista en la figura 2. La figura 4 es un diagrama esquemático de un aparato de pantalla de proyección de imagen de ejemplo en el cual puede ser empleada la presente invención.

La figura 5 es una vista transversal de una modalidad de un sistema óptico que incluye un tubo de rayo de cátodo, y el ensamble de lente ilustrado en la figura 4. Las figuras de la 6(a) a la 6(e) muestran un elemento de lente en el cual son aplicados uno o más elementos de sombreado de ejemplo de acuerdo con la presente invención. De las figuras de la 7 (a) a la 7 (c) muestran mecanismos alternativos para la alineación correcta de los elementos del lente alrededor de su eje óptico.

Descripción Detallada del Invento La figura 4 es un diagrama esquemático de un aparato de pantalla de proyección de imagen de ejemplo en el cual puede ser empleada la presente invención. Aunque el aparato de pantalla está ilustrado en un receptor de televisión de proyección trasera, aquellos expertos en la técnica reconocerán que la presente invención se puede aplicar igualmente a otros aparatos de pantalla de proyección de imagen. Un tubo de rayo de cátodo 40 proyecta una imagen a través del ensamble del lentes 42 localizado en el frente del tubo 40. Aunque con propósitos de claridad, la figura 4 muestra solamente un solo tubo de rayo de cátodos, un experto en la técnica reconocerá que generalmente son empleados tres tubos de rayo de cátodo, tales como los que se muestran en la figura 1. Asociados con el tubo de rayo de cátodo 40 se encuentra el chassis (no mostrado) que suministra el voltaje de operación y la información de video al tubo de rayo de cátodo 40 por medios bien conocidos. El ensamble de lentes 42, el cual será explicado con mayor detalle más adelante, tiene una longitud de enfoque que es seleccionada, de modo que una imagen producida por el tubo 40 sea reflejada por el espejo 41 y aparezca como una imagen en la pantalla de visión 43. La figura 5 es un vista transversal de una modalidad del sistema óptico 50 que comprende el tubo de rayo de cátodo 40, el ensamble de lentes 42 ilustrado en la figura 4. El sistema óptico 50 incluye un tubo de rayo de cátodo 51 que tiene una pantalla 51a. El acoplador 52 es acoplado a la placa frontal del tubo de rayo de cátodo 51. El acoplador 52 se llena con un medio de enfriamiento liquido para enfriar el tubo de rayo de cátodo 51. El ensamble de lentes 57 está acomodado para recibir la luz del tubo de rayo de cátodo 51 por medio del acoplador 52 y proyecta la imagen en la pantalla 43 que se puede ver en la figura 4.

El ensamble de lentes 57 comprende tres unidades de lentes 53, 54 y 55. Cada unidad de lente realiza una función o funciones ópticas especificadas y puede emplear uno o más elementos de lentes. Es decir, el termino "unidad de lentes" se refiere a uno o más elementos de lentes o componentes de lentes los que proporcionan una función o funciones ópticas definidas en el diseño de los lentes generales. La primera unidad de lente 54 la cual es remota al tubo de rayo de cátodo 51 incluye un elemento biconvexo el cual suministra toda o substancialmente toda la potencia positiva de los lentes. La segunda unidad de lentess 53 tiene por lo menos una superficie asférica, la cual sirve como un corrector de aberración. La tercera unidad de lente 55 más cercana al tubo de rayo de cátodo 51 tiene una superficie convexa orientada a la segunda unidad de lente 54 y sirve como un aplanador de campo, corrigiendo esencialmente la curvatura de Petzval de la primera y/o segunda unidades de lentes . De acuerdo con la presente invención, la placa empleada en la Patente Norteamericana No. 5,103,302 es reemplazada por uno o más elementos de sombreado que son aplicados directamente a uno o más de los elementos de lentes en el ensamble de lentes 57. Los elementos de sombreado pueden ser aplicados a los elementos de lentes por cualesquiera medios apropiados. Por ejemplo, los elementos de 'sombreado pueden ser pintados, impresos o fijados con adhesivo al elemento de lente. Aunque los elementos de sombreado pueden ser aplicados a cualquiera de los elementos del lente individuales empleados en los ensambles de lentes 57, se preferirá generalmente aplicarlos a uno de los elementos de lentes en la tercera unidad de lente 55, ya que de este modo el sombreado será logrado antes de la magnificación de la imagen por la segunda unidad de lente 54. Las figuras de las 6(a) a la 6(e) muestran un elemento de lente 60 en el cual son aplicados uno o más elementos de sombreado 62 de ejemplo. Un número de ventajas se origina del uso de los elementos de sombreado 62, en vez de las placas explicadas en la patente anteriormente mencionada. Primero, las tolerancias del elemento de sombreado pueden ser controladas mejor que las tolerancias de la placa, reduciendo de este modo los defectos. Segundo, debido a que el elemento de sombreado 62 es integral con el elemento de lente 60, se reduce el número de componentes ópticos requeridos, reduciendo de este modo el costo y facilitando el ensamble. Tercero, el número y la variedad de elementos de sombreado de formas diferentes 62 que pueden ser empleados fácilmente es mayor que los que pueden ser logrados con el uso de una placa. Esto permite que sean utilizados patrones de sombreado personalizados, los cuales pueden lograr más uniformidad óptima del color, debido a que los elementos de lente diferentes pueden ser empleados de modo que solamente afectan la uniformidad del color en una porción de la pantalla (por ejemplo, en el centro) sin afectar la uniformidad de color en otra porción de la pantalla (es decir, las esquinas) . Otra ventaja importante de la presente invención, es que los elementos de sombreado no necesitan ser opacos necesariamente. En vez de esto, los elementos de sombreado pueden tener grados variables de escala de grises y transparencia o transparencia de color. Esto proporciona otros medios por los cuales puede ser variada la intensidad de color en la pantalla. Además, debido a que solamente la porción del espectro de luz necesaria para lograr la uniformidad de color es bloqueada, este método es menos perjudicial para el brillo general de la imagen en comparación con los elementos de sombreado que son opacos . Debido a que los elementos de sombreado son aplicados directamente a los elementos de lente, generalmente será necesario alinear apropiadamente los elementos de lente alrededor de su eje óptico. Dicha alineación se puede lograr en una variedad de maneras diferentes. Por ejemplo, tal y como se muestra en la figura 7 (a) , una zona o zonas terminales 70 pueden ser moldeadas en la brida de los lentes que se enganchan con el sujetador del ensamble de lente. Alternativamente, tal y como se indica en la figura 7 (b) , pueden ser agregadas marcas de registro 72 a los elementos de lente, las cuales pueden ser moldeadas directamente en los lentes durante o después de la formación de los lentes . Todavía en otra modalidad mostrada en la figura 7 (c) , una zona o zonas terminales 74 pueden ser moldeadas por inyección en el elemento de lente .

Claims (20)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, considera como novedad y por lo tanto, se reclama propiedad lo contenido en las siguientes:
2. REIVINDICACIONES 1. Un aparato de pantalla de proyección de imagen el cual comprende : al menos tres fuentes de proyección de imagen para proyectar imágenes en un color de luz diferente; una pantalla de visión en la cual son proyectadas las imágenes; al menos tres ensambles de lentes colocados cada uno en una trayectoria óptica entre una de las fuentes de proyección de imagen y la pantalla de visión, incluyendo cada uno de dichos ensambles de lentes una pluralidad de elementos de lente; un elemento de sombreado fijado a por lo menos uno de los elementos de lente, caracterizado porque el elemento de sombreado tiene una forma y orientación en los elementos de lente que ocasiona un aumento en la uniformidad de color en la pantalla de visión. 2. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de sombreado es opaco.
3. 3. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de sombreado es transparente en la escala de grises.
4. 4. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de sombreado es de color transparente .
5. 5. El aparato de pantalla de proyección de imagen tal y como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de sombreado es pintado en el elemento de lente.
6. 6. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de sombreado está impreso en el elemento de lente .
7. 7. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 1, el cual comprende además un adhesivo que fija el elemento de sombreado al elemento de lente.
8. 8. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 1, el cual comprende además al menos tres elementos de sombreado fijados cada uno a un elemento de lente en uno de los ensambles diferentes de elementos de lente.
9. 9. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fuentes de proyección de imagen son tubos de rayo de cátodo .
10. 10. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque los tubos de rayo de cátodo proyectan imágenes en luz roja, verde y azul, respectivamente.
11. 11. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de los ensambles de lentes comprende una pluralidad de elementos de lente.
12. 12. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la pluralidad elementos de lente incluye un elemento de corrección de aberración, un elemento de potencia y elemento aplanador del campo.
13. 13. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el elemento de sombreado es fijado a un elemento de corrección de aberración.
14. 14. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de lente incluye un elemento de alineación para alinear de manera rotatoria el elemento de lente .
15. 15. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 14 , caracterizado porque dicho elemento de alineación comprende al menos una zona terminal.
16. 16. El aparato de pantalla de proyección de imagen de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el elemento de alineación es al menos una marca de registro localizada en una superficie de los elementos de lente.
17. 17. Un método para desplegar en pantalla una imagen en una pantalla de visión de un aparato de pantalla de imagen, comprendiendo el método los pasos de: generar una imagen en al menos tres colores de luz; proyectar la imagen en cada uno de los tres colores de luz en la pantalla de visión con un ensamble de lentes que tiene fijado al mismo un elemento de sombreado que ocasiona un aumento en la uniformidad de color en la pantalla de visión.
18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el elemento de sombreado comprende un elemento transparente.
19. 19. Un método para formar un ensamble de lentes para utilizarlo en un aparato de pantalla de imagen, el cual comprende : proporcionar al menos un elemento de lente que recibe una imagen en un solo color de luz de un tubo de rayo de cátodo y proyecta dicha imagen en una pantalla de visión del aparato de pantalla de imagen; y fijar a dicho al menos un elemento de lente un elemento de sombreado que ocasiona un aumento en la uniformidad de un solo color en la pantalla de visión.
20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el paso de fijación comprende el paso de pintar el elemento de sombreado en el elemento de lente .