NL8300359A

NL8300359A - Plaatvormige lens en een werkwijze voor het vervaardigen ervan.

Info

Publication number: NL8300359A
Application number: NL8300359A
Authority: NL
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1982-02-01
Filing date: 1983-01-31
Publication date: 1983-09-01
Also published as: FR2520883B1; FR2520883A1; DE8302567U1; GB8302709D0; GB2117530B; GB2117530A; DE3303157C2; DE3303157A1; US4509824A

Description

♦ t -« ' P Kon/HPJS/1

Plaatvormige lens en een werkwijze voor het vervaardigen ervan.

De uitvinding heeft betrekking op een plaatvormige lens die een transparante basis omvat, welke vlakke oppervlakken heeft en dienst doet als een lens, en een werkwij ze voor het vervaardigen ervan. De plaatvormige lens van dit type 5 kan gebruikt worden in verschillende typen van aanwijsinrichtingen waarbij gebruik wordt gemaakt van LEDs, frontplaten van CRTs, of dergelijke.

Een CRT omvat in het algemeen een dikke gasplaat teneinde een relatief hoog vacuüm te weerstaan. Licht dat v.10 wordt geïmiteerd door een oplichtende stof die is aangebracht op het binnenoppervlak van een glasplaatavan een frontplaat van de CRT, wordt gedispergeerd gedurende de transmissie door de frontplaat. Dit veroorzaakt een interferentie tussen licht dat is geëmitteerd door naburige hoeveelheden van de oplichten-15 de stof en vermindert de helderheid van het totale beeld.

Met betrekking tot dit probleem is een CRT bekend, die gebruik maakt van een vezelplaat als frontplaat, welke verkregen is door het bundelen van een aantal evenwijdig aan elkander gelegen optische vezels en het aan elkaar versmelten 20 van de vezels tot een vlakke plaat. Een CRT van dit type wordt hoofdzakelijk gebruikt voor datatransmissie/ontvangst van een facscimile systeem. Met een frontplaat van het hierboven beschreven type is de hoeveelheid licht die overgedragen wordt door de individuele, optische vezels echter relatief klein in 25 vergelijking met het licht dat valt op het totale oppervlak van de plaat, zodat een bevredigende helderheid niet kan worden verkregen. Indien kleine luchtbellen of ander vreemd materiaal gevangen is in het grensvlak tussen de gesmolten, optische vezels, verminderen zij de weerstand tegen een hoog 30 vacuüm en zijn bestand tegen spanningskarakteristieken van de resulterende frontplaat, waardoor het vervaardigen van de frontplaat moeilijk wordt. Indien daarom een frontplaat van dit type gebruikt wordt als frontplaat van een CRT met een relatief groot oppervlak, zoals een TV, wordt het vervaardigen 35 8300 35 9 % i -2- " " ; van de frontplaat bijzonder duur en is daarom niet praktisch.

Ondertussen zijn in een algemene weergave-inrichting die éen aantal lichtbronnen heeft, zoals LEDs, en die selectief aan en uit gaan teneinde een beeld weer te geven, ver-5 beteringen in het contrast van het beeld wenselijk.

Een doel van de huidige uitvinding is een plaatvormige lens te verschaffen, die geschikt is om dienst te doen als frontplaat voor een weergave-inrichting, een CRT of dergelijke, en die een duidelijk en helder optisch beeld kan 10 vormen.

Een ander doel van de huidige uitvinding is een plaatvormige lens te verschaffen die onnodig licht afschermt waardoor een weergave of een vorming van een duidelijk optisch beeld mogelijk is.

15 Nog een ander doel van de huidige uitvinding· is een plaatvormige lens te verschaffen, die goedkoop te vervaardigen en in grote hoeveelheden te produceren is, en het verschaffen van een werkwijze voor het vervaardigen ervan.

Overeenkomstig een kenmerk van de huidige uitvin-20 ding omvat een lensvormige plaat: een transparante basis met twee vlakke oppervlakken; een plano-convex lensdeel dat gevormd is in de nabijheid van êên van de twee vlakke oppervlakken van de transparante basis en er integraal deel van uitmaakt, welk grensdeel een 25 brekingsindex heeft die groter is dan de brekingsindex van de transparante basis, en die een in hoofdzaak halfcirkelvormige doorsnede heeft in een richting loodrecht op de twee vlakke oppervlakken; en een lichtafschermende laag die gevormd is in de nabijheid van het andere vlak van de twee vlakke 30 oppervlakken, en die op zodanige wijze het andere oppervlak van de twee vlakke oppervlakken bedekt, dat een transparant deel wordt gevormd op een plaat, die ligt tegenover een centraal punt op het einde van het lensdeel.

Overeenkomstig een ander kenmerk van de uitvinding 35 omvat een lensvormige plaat: een transparante basis met twee vlakke oppervlakken, een plano-convex lensdeel dat gevormd is binnen de transparante basis en erin integraal deel van uitmaakt, welk lensdeel een brekingsindex heeft die groter is dan de brekings- 40 8 3 0 0 3 5 9 -3- . _^p?· index van de transparante basis, en die een in hoofdzaak cirkelvormige doorsnede heeft in een richting loodrecht op de twee vlakke oppervlakken.

In de plaatvormige lens volgens elk kenmerk van de 5 uitvinding, zoals hierboven beschreven, kunnen lichtbronnen, zoals lichtopwekkende lagen of LEDs aangebracht zijn in een oppervlak van een transparante basis, in correspondentie met individuele lensdelen. In dat geval, kunnen lichtstralen die uitgezonden worden vanuit de lichtbronnen door bestraling met 10 een elektronenbundel of dergelijke, gefocusseerd worden door de lensdelen in de transparante basis en een punt of lijnvormig beeld vormen op het andere oppervlak of in de nabijheid daarvan in de transparante basis. Op deze wijze worden lichtstralen, die uitgezonden worden vanuit delen, met een klein 15 oppervlak op het ene oppervlak van de transparante basis, en daardoorheen doorgegeven worden, op efficiënte wijze gefocusseerd op het andere oppervlak of in de nabijheid daarvan in de transparante basis. Een duidelijk beeld met hoog contrast kan gevormd worden zonder dat de het beeld vormende punten 20 vervagen of kleuren afgeschermd worden. De plaatvormige lens volgens deze uitvinding heeft niet een verbindingsplaat die zich over de gehele dikte van de transparante basis uitstrekt, zoals in de hierboven genoemde vezelplaat, hetgeen resulteert in een mechanisch sterke en een in hoge mate betrouw-25 bare plaatvormige lens, die vrij is van vacuümlek.

Bij een plaatvormige lens volgens het vorige kenmerk kunnen gestrooide lichtstralen die door de transparante basis heen geleid worden, afgeschermd worden door de licht-afschermende laag, zodat het vervagen van de het beeld vor-30 mende plinten en het afschermen van kleuren efficiënter voorkomen kan worden. Bij een plaatvormige lens volgens het laatstgenoemde kenmerk kan een kortere brandpuntsafstand gemakkelijk verkregen worden.

De genoemde en andere kenmerken en voordelen van · 35 de uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende, gedetailleerde beschrijving van verklarende uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding, die beschreven zullen worden aan de hand van de begeleidende tekeningen, waarin dezelfde ver-wijzingscijfers gebruikt worden voor het aangeven van dezelfde 40 830 0 35 9 1 » -4- t delen in de verschillende aanzichten.

In de tekeningen stellen voor: fig.1 is een zijaanzicht van een plaatvormige lens volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding; 5 fig.2 is een vooraanzicht van de plaatvorraige lens zoals getoond in fig.1; fig.3 is een achteraanzicht van de plaatvormige lens zoals getoond in fig.1; fig.4A-4C tonen achtereenvolgens stappen voor het 10 vervaardigen van een plaatvormige lens zoals getoond in de figuren 1-3, waarin fig.4A een perspectivisch aanzicht is van een gemaskeerd substraat, fig.B een schematisch verticale doorsnede die de ion-migratie behandelingsstap van het gemaskeerde substraat, zoals getoond in fig.4A toont, en fig.4C 15 is een schematisch zijaanzicht van het gemaskeerde substraat na de ion-migratie behandeling, zoals getoond in fig.4B en een eropvolgende warmtebehandeling; fig.5 is een schematisch zijaanzicht van een plaatvormige lens volgens een andere uitvoeringsvorm van de huidige 20 uitvinding; fig.6 is een verticale doorsnede van een paar lensplaten voor het tonen van de stappen voor het vervaardigen van een lensplaat zoals getoond in fig.5; fig.7 is een perspektivisch aanzicht van een CRT 25 die als frontplaat de in fig.5 getoonde lensplaat gebruikt; fig.8 is een verticale doorsnede van een deel van de frontplaat van de CRT, zoals getoond in fig.7; fig.9 is een schematisch, perspektivisch aanzicht van een plaatvormige lens volgens nog een andere uitvoerings-. 30 vorm van de huidige uitvinding; fig.10 is een zijaanzicht van een lensplaat zoals getoond in fig.9; fig.11 is een verticale dwarsdoorsnede van een hoofddeel van een CRT die als een reflectievoorkomende plaat 35 de in fig.9 getoonde plaatlens gebruikt; fig.12 is een vooraanzicht van een plaatlens volgens nog een andere uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding; fig.13 is een achteraanzicht van de plaatlens zoals getoond in fig.12; 8300359 -5- fig.14 is een vooraanzicht van een plaatlens volgens nog een andere uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding; fig.15 is een achteraanzicht van de plaatlens zoals getoond in fig.4; 5 fig.16 is een vooraanzicht van een plaatlens vol gens nog een andere uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding; fig.17 is een achteraanzicht van de plaatlens zoals getoond in fig.16; en fig.18 is een vooraanzicht van een plaatlens vol-10 gens nog een andere uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding.

De figuren 1-3 tonen een plaatvormige lens 10 volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. De plaatlens omvat een vlakke,transparante basis 11 die is gemaakt van glas of een synthetisch hars en die vlakke oppervlakken 15 heeft. Een aantal lensdelen 12 hebben een in hoofdzaak. half cirkelvormige, verticale dwarsdoorsnede vorm en zijn opgesteld op een oppervlak of een voorvlak 11A van de transparante basis 11.

Het lensdeel 12 heeft een grotere brekingsindex dan 20 de transparante basis 11. Een brekingsindex N(r) van een deel van het lensdeel 12 dat een afstand r heeft tot een centraal punt of de lijn 12A}heeft een verdeling die weergegeven wordt doorï N (r) = N0(1 - l/2Ar2) 25 waarbij NO de brekingsindex is in het centrum 12A op het " ' oppervlak 11A van de transparante basis 11, en A een positieve constante is.

Zoals hierboven beschreven, heeft elk lensdeel 12 een in hoofdzaak halfcirkelvormige, verticale doorsnede, zo-30 als getoond in fig.1. In het eerste uitvoeringsvoorbeeld zoals getoond in de figuren 1-3, heeft elk lensdeel 12 een in hoofdzaak halfzuilvormige vorm, zoals getoond in de figuren 1 en 2, en heeft dezelfde brekingsindexverdeling langs zijn longitudinale richting..

35 Het oppervlak van de transparante basis 11, waarop de lensdelen 12 niet zijn gevormd, dat wil zeggen een achter-oppervlak 11B is integraal bedekt met lichtafschermende lagen 14 met alternere, spieetvormige, transparante delen 13 daartussen. De transparante delen 13 corresponderen met de brand-40 punten of de kaustische curve van de lichtstralen die uitgaan 8300359

i V

t -6- ......

van de corresponderende lensdelen 12.

Indien de breedte van het transparante deel 13 te wijd is, wordt het lichtafschermende effect van de lichtafschermende laag 14 teniet gedaan. De breedte van elk 5 transparant deel 16 is bij voorkeur daarom 60% of minder dan dat van het lensdeel 12. In het algemeen bij de huidige uitvinding is de diameter D van het lensdéel 12 bij voorkeur gelegen binnen de reeks van 50^4- tot 2 mm.

Bij de plaatvormige lens 10 zoals boven beschreven, 10 kunnen de brandpunten of de kaustische curve gelegen zijn op het achteroppervlak 11B of binnenwaarts of buitenwaarts daarvan ten opzichte van de transparante basis 11. In het algemeen bij de huidige uitvinding, indien de dikte van de plaatvormige lens 10 t is en de afstand van de brandpunten van het lens-15 deel 12 tot het achteroppervlak 11B van de transparante'basis 11 is L (overeenkomstig fig.10), is het voordelig dat L/t ligt binnen de reeks van -50% tot +50%.

Indien de plaatvormige lens 10 met de hierboven beschreven structuur gebruikt wordt als bijvoorbeeld een front-20 plaat voor een weergave-inrichting, en indien licht-uitzendende elementen, zoals LEDs zijn aangebracht in correspondentie met de lensdelen 12, worden divergerende lichtstralen 15 die uitgezonden worden door de LED, gefocusseerd door de plano-convex lensfunctie van het corresponderende lensdeel 12 en vormt een 25 optisch beeld 16 op het corresponderende transparante deel 13 op het achteroppervlak 11B van de transparante basis 11.

Verstrooide lichtstralen 17 die niet het beeld 16 vormen worden afgeschermd door de lichtafschermende lagen 14. Zodoende kan een duidelijk beeld dat bestaat uit een verzame-30 ling van beelden 16 met een goed contrast gevormd worden.

Een voorkeursmethode voor het vervaardigen van de draadvormige lens 10, zoals hierboven beschreven, zal nu beschreven worden onder verwijzing naar de figuren 4A tot 4C.

Zoals getoond in fig.4A, wordt op een oppervlak 11A 35 van een transparante basis 11 van een alkalibevattend glas een ion-migratievoorkomend masker 21 gevormd dat het patroon \?.~ heeft dat gekregen wordt door het inverteren van het vlakke patroon van de lensdelen 12 in een negatief patroon. Het masker 21 heeft een aantal breedvormigè openingen die zich evenwijdig 40 8 3 0 0 3 5 9 -7- r " ·.

aan elkander uitstrekken en die gevormd kunnen worden door hoogfrequentsproeien van tithaan of een tithaanfilm met bijvoorbeeld een dikte van 2. Op het andere oppervlak 11B van de transparante basis 11 wordt ook een ion-migratie voorkomend masker 22 gevormd, dat gelijksoortig is aan het masker 21 5 en dat een patroon heeft dat verkregen wordt door het inver— teren van het patroon van de lichtafscherraende lagen 14 in een negatief patroon. Het vormen van het patroon van de maskers 21 en 22 kan uitgevoerd worden met een bekende foto-lithografische techniek.

10 Vervolgens, zoals getoond in fig. 4B, laat men, met het vooroppervlak 11A, waarop de lensdelen 12 moeten worden gevormd, naar beneden gericht, de gemaskeerde, transparante basis drijven in een gesmolten zout 23 die ionen van thallium (Th), cesium (Cs), lithium (Li), of dergelijke bevat, die 15 in belangrijke mate bedrijgen tot het verhogen van de brekingsindex. Vier zijden van het oppervlak 11B van de transparante basis 11 zijn afgedicht met de zijplaten 24 die een rechthoekige cilinder vormen. Een gesmolten zout 25, bijvoorbeeld een gesmolten zout van zilvernitraat dat glaskleurende 20 ionen bevat, zoals Ag, Cu of Au ionen, wordt gevuld in de ruimte die bepaald wordt door deze zijplaten 24. Het verwijzings-cijfer 27 duidt op een tank voor het opnemen van een gesmolten zout 23.

Plaatelektroden 26A en 26B, zoals titaniumplaten, 25 worden respectievelijk gedompeld in de gesmolten zouten 23 en 25. De gesmolten zouten 23 en 25 en de transparante basis 11 worden op een temperatuur van ongeveer 560°C gehouden. Tegelijkertijd, wordt een gelijkspanning van ongeveer 10 V aangelegd over de plaatelektrode 26A in het gesmolten zout 23 30 aan de kant van het oppervlak 11A als een anode, en een plaatelektrode 26B in het gesmolten zout 25 aan de kant van het oppervlak 11B. De behandelingstijd is ongeveer 4 uur.

Als resultaat van de hierboven beschreven behandeling migreren bijvoorbeeld thalliumionen vanuit het gesmolten 35 zout 23 in het oppervlak 11A van de transparante basis 11 van glas aan de kant van de anode tot in het glas, en tegelijkertijd' worden natriumionen in het glas vrijgemaakt van het oppervlak 11B aan de kant van de kathode, en migreren Ag-ionen van- 8300359 ii «.

f . ·' -8- . ’ uit het gesmolten zout 25 tot in het glas aan de kant van de kathode. Dit wordt geacht toegeschreven te zijn aan het verschil in diffusiesnelheid aan de twee oppervlakken van de transparante basis 11; de elutiesnelheid van natriumionen is 5 snel in het glasoppervlak bij de kathode en de elektrische neutraliteit is aan dit glasoppervlak verstoord, zodat zilverionen uit het gesmolten glas aan deze kant van de kathode in de omgekeerde richting aan die van het elektrische veld diffunderen.

10 Vervolgens worden de zich horizontaal uitstrekkende lensdelen 12 met een cirkelvormige doorsnede en met brekings-indexverdelingen die corresponderen met het concentratiepro-fiel van de thalliumionen gevormd aan de zijde van het oppervlak 11A van de transparante basis 11 aan de kant van de 15 anode. Tegelijkertijd worden zilverionen opgenomen tot'in de transparante basis 11 door deze delen van het oppervlak 11B die niet bedekt zijn door het masker 22. Na het verwijderen van de transparante basis 11 uit de tank 27, en het verwijderen van de masker 21 en 22 vanaf de transparante basis 11, wordt 20 de transparante basis 11 onderworpen aan een warmtebehandeling bij ongeveer 600°C gedurende enkele tot enkele tientallen uren. Vervolgens, zoals getoond in fig.4C, verandert de dwarsdoorsnedevorm van de lensdelen 12 van cirkelvormig naar halfcirkelvormig, en de brekingsindexverdelingen van de lens-25 delen 12 kunnen naderen tot de relatie (1) van hierboven. Tegelijkertijd wordt de laag die gedoopt is met zilverionen gekleurd door de colloidale eigenschappen van zilverionen, waarbij gekleurde lichtafschermende lagen 14 gevormd worden. De lichtafschermende lagen 14 kunnen gevormd worden door het do-30 pen van de transparante basis 11 van glas met kleurvormende ionen, zoals in het hierboven beschreven uitvoeringsvoorbeeld, of worden gevormd door lichtafschermende films op het oppervlak van de transparante basis door afzetting, afdrukken, sproeien of dergelijke.

35 Typische afmetingen van de plaatvormige lens 10, zo als getoond in fig.1-3, kunnen als volgt zijn:, dikte t van de plaatlens 10 = 5 mm, de diameter D van het lensdeel 12 = 175 de -breedte w van het transparante deel 13 = 10 JO·, en. de steek P van de transparante delen = 175 [As, een brekingsindex van de 8300359 * -9- transparante basis 11 = 1.513, een brekingsindex bij de centrale lijn 12A van het lensdeel 12, dat wil zeggen, NO in de bovengenoemde formule (1) = 1.553, en A in de bovengenoemde formule (1) = 6.73.

5 Fig.5 toont een plaatvormige lens 10 volgens een andere uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. De overeenkomstige delen van dit uitvoeringsvoorbeeld en die in het uitvoeringsvoorbeeld zoals getoond in de figuren 1-4, hebben dezelfde verwijzingscijfers.

10 De plaatvormige 10, zoals getoond in fig.5, omvat een lensplaat 10A met lich taf schermende lagen 14, die in principe dezelfde configuratie hebben als die van de plaatlens 10, zoals getoond in fig.1, maar die grotere afmetingen heeft, en een lensplaat 10B met in principe dezelfde configuratie als 15 de lensplaat 10A, met dien verstande, dat de lichtafschermende lagen 14 niet gevormd zijn. Meer in detail, zoals getoond in fig.6, wordt de plaatlens 10 verkregen door een paar lensplaten 10A en 10B met lensdelen 12 naar elkander toegericht tegenover elkaar op te stellen en door hem aan elkaar te plak-20 ken met behulp van thermisch versmelten, plakken,of dergelijke. Zoals getoond in fig.5, heeft de plaatlens 10 een aantal lensdelen 42 met een cirkelvormige doorsnede en welke zich in horizontale richting uitstrekken in in hoofdzaak het tussen-deel van de transparante basis 11 in de richting van de dikte 25 ervan. Deze lensdelen 42 hebben in hoofdzaak kolomvormen en strekken zich evenwijdig aan elkander uit.

De plaatlens 10, zoals getoond in fig.5, kan .gebruikt worden als frontplaat 31 voor een CRT 30 als een voorbeeld van een beeldtransmissieplaat, zoals getoond in fig.7.

30 De plaatlens 10 is verbonden met het achtereinde van een trechtervormige buis 32 van de CRT 30. In dit geval is een oppervlak 11B van de plaatlens 10 met de lichtafschermende laag 14, die erop gevormd zijn, naar buiten de frontplaat 31 gericht. Zoals getoond in fig.8 zijn lichtopwekkende lagen ' 35 35, bijvoorbeeld streepvormig, gevormd op een ertegenover gelegen oppervlak 11A van de plaatlens 10, zoals in een bekende frontplaat.

_____ In de CRT 30, zoals hierboven beschreven, indien een elektronenbundel vanuit een elektronenkanon 33 wordt gestraald ___ 8300359 -10- op een lichtopwekkende laag teneinde deze te exciteren, divergeren uitgestraalde lichtstralen 36 en vallen in op de plaatlens 10. De lichtstralen 36 worden verticaal gefocusseerd door het lensdeel 12 en een cirkelvormige doorsnede voor het 5. vormen van een beeld 37 op een buitenoppervlak van de plaatlens 10.

Typische afmetingen van de frontplaat 31, 2oals getoond in fig.8, kunnen de volgende zijn: dikte t van de plaatlens 10 = 6 mm, diameter D van het lensdeel 42 = 200 , de 10 breedte WI van de lichtopwekkende laag 35 = 120 , de steek L0 van de lichtopwekkende lagen 35 = 200j>t , de breedte W2 van een doorzichtig deel 13 op het oppervlak 11A = 120|Λτ , de breedte W3 van de lichtafschermende laag 14 tussen aangrenzende transparante delen 13 * 80 , een brekingsindex 15 van de transparante basis 11 = 1.513, een brekingsindex bij de centrale lijn van het lensdeel 42, dat wil zeggen, NO in de bovengenoemde vergelijking (1) = 1.573, A in de bovenge- -2 noemde vergelijking (1) = 6.35 mm , en een numerieke apertuur van de lens D/2f = 0.075.

20 Omdat de lensdelen 42 een zuilvormige vorm hebben en zich horizontaal uitstrekken, worden de lichtstralen 36 . alleen in een verticale richting gefocusseerd en blijven divergeren in horizontale richting. Het oog van de mens kan echter veel sneller horizontaal dan verticaal bewegen. Indien 25 de gebruiker het scherm van een CRT 30, zoals getoond in fig.7 op een oppervlak 11A van de frontplaat 31 bekijkt, mag het beeld 37 niet gedeeltelijk afgeschermd zijn door de lichtaf schermende lagen 14. Bovendien wordt met het focusseren in verticale richting een vergroting van de helderheid en een 30 makkelijker herkenning van het beeld bereikt.

Opgemerkt wordt, dat in fig.8 een weergave paneel verkregen kan worden door gebruik te maken van andere kleine lichtbronnen, zoals LEDs in plaats van de lichtopwekkende . lagen 35.

35 De figuren 9 en 10 tonen een plaatvormige lens 10 volgens een ander uitvoeringsvoorbeeld van de huidige uitvinding. In dit uitvoeringsvoorbeeld worden de delen die overeenkomen met die in het uitvoeringsvoorbeeld, zoals getoond in de figuren 1-4, aangegeven met dezelfde verwijzingscijfers.

8300359 ,-1 Hf -11-

De plaatvormige lens 10, zoals getoond in de figuren 9 en 10, wordt verkregen uit de plaatlens volgens fig.1-3 door het vervangen van de lichtafschermende lagen 14 die integraal gevormd zijn met de transparante basis.11, door sepa-5 rate lichtafschermende lagen 44 die gevormd zijn op het achter-• oppervlak 11B van de transparante basis 11. De lichtafschermende lagen 44 hebben in principe hetzelfde patroon als de lagen 14 van de plaatlens 10, zoals getoond in de figuren 1-3.

De lichtafschermende lagen 44 kunnen metaalfilms omvatten, zo-10 als tithaanfilms die gevormd worden door sproeien of dergelijke.

Bij de plaatlens 10, zoals getoond in de figuren 9 en 10, zijn de brandpunten of de kaustische curve 18 binnenwaarts op het achteroppervlak 11B van de transparante basis 11. gelegen.

15 Typische afmetingen van de plaatlens 10, zoals ge toond in de figuren 9 en 10, kunnen als volgt zijn: dikte t van de plaatlens 10 = 5 mm, diameter D van de het lensdeel 12 =* 175 , de breedte W van een transparant deel 13 = 10 , de steek P van de transparante delen 13 = 175 , de afstand 20 L tussen de brandpunten van het lensdeel 12 tot het achteroppervlak 11B van de transparante basis 11 = 2 mm, een brekingsindex van de transparante basis 11 =1.513, een brekingsindex bij de centrale lijn van het lensdeel 12, dat wil zeggen NO in de bovengenoemde vergelijking (1)= 1.553, A in de 25 bovengenoemde vergelijking (1) = 6.73, en een numerieke apertuur van de lens D/2f =0.065.

De plaatlens 10, zoals getoond in de figuren 9 en 10, kan gebruikt worden als een reflectievoorkomende plaat van een CRT 30 zoals getoond in fig.11. De plaatlens 10 is 30 bevestigd aan het vooroppervlak van de frontplaat 31 van de CRT 30, zodanig dat een vooroppervlak 11A met de lensdelen 12 erop naar buiten gericht zijn. In dit geval kan de as van het lensdeel 12 horizontaal gericht zijn, zoals getoond in fig.11; maar hij kan ook schuin of verticaal gericht zijn. Zoals ge-35 toond in het geval van fig.8, zijn lichtopwekkende lagen 35 bij voorbeeld streepvormige lagen, gevormd door het binnen-oppervlak van de frontplaat 31. De lichtopwekkende lagen 35 jzijn in een één op één correspondentie met de transparante delen 13 aangebracht.

40 83 0 0 3 5 9 -12-

In de CRT 30, zoals·getoond in fig-11, worden uitwendige lichtstralen 15 die invallen op de lensplaat 10 door zijn vooroppervlak 10A geleid naar een achteroppervlak 11B met de lichtafschermende lagen 44 erop, terwijl zij gefocus-5 seerd worden door de lensdelen 12 en vervolgens vervagen.

Daardoor worden de meeste uitwendige lichtstralen 15 geabsorbeerd door de lichtafschermende lagen 44 en worden zij nauwelijks gereflecteerd door het achteroppervlak 11B waarna zij geleid worden naar de buitenzijde door het vooroppervlak 11A.

10 Lichtstralen 36 die uitgezonden worden door de lichtopwek- kende lagen 35 worden geleid door de lensdelen 12 door de transparante delen 13 en worden gefocusseerd door de lensdelen 12.

Een gebruiker die naar een TV kijkt, kan dus een duidelijk : beeld met een goed contrast zien welk praktisch geen licht 15 reflecteert en er geen donkere achtergrond is van de'licht-afschermende lagen 44.

De figuren 12 en 13 tonen een plaatlens 10 volgens nog een ander uitvoeringsvoorbeeld van de huidige uitvinding.

De plaatlens 10, zoals getoond in de figuren 12 en 20 13, kan verkregen worden door gebruik te maken van halfbol vormige lensdelen.12 in plaats van halfzuilvormige lensdelen die gevormd zijn op een vooroppervlak 11A van de transparante basis 11 van de plaatlens 10, zoals getoond in de figuren 1-3.

In de plaatlens 10, zoals getoond in de figuren 12 en 13, zijn 25 een aantal halfbolvormige lensdelen aangebracht in een matrix onder het vormen van een rechthoekige, transparante basis 11. Zodoende heeft een plaatlens 10 een lensmatrix. Elk halfbol-vormig lensdeel 12 heeft brekingsindexverdeling zoals weergegeven door de formule (1) in afhankelijkheid van de afstand 30 r van het centrum van het lensdeel 12 op het vooroppervlak .11A van de transparante basis 11. In de plaatlens volgens dit uitvoeringsvoorbeeld, bedekken lichtafschermende lagen 14 in hoofdzaak het gehele achteroppervlak 11B van de transparante basis 11, zodat cirkelvormige, transparante delen 13 gevormd 35 kunnen owrden in de nabijheid van het brandpunt van de halfbolvormige lensdelen 12, met andere woorden, in de nabijheid van delen op de optische assen van de lensdelen 12.

—---- De Figuren 14 en 15 tonen een plaatlens 10 volgens nog een ander uitvoeringsvoorbeeld volgens de uitvinding.

40 8 3 0 0 3 5 9 -13-

Bij de plaatlens 10 volgens het uitvoeringsvóórheel, zoals getoond in de figuren 14 en 15, is slechts één rij van halfbolvormige lensdelen 12 gevormd. Bij deze plaatlens 10, wordt êên rij van halfbolvormige lensdelen 12 en 5 êên rij van cirkelvormige, transparante delen 13 gevormd voor een langwerpige, rechthoekige transparante basis 11.

De figuren 16 en 17 tonen een plaatlens volgens nog een ander uitvoeringsvoorbeeld volgens de huidige uitvinding.

10 Een plaatlens 10, zoals getoond in de figuren 16 en 17, heeft slechts êên halfbolvormig lensdèel 12 dat overeenkomt met die van de plaatlens, zoals getoond in de figuren 12 en 13. Zodoende zijn bij de plaatlens 10 volgens dit uitvoeringsvoorbeeld êên halfbolvormig lensdeel 13 en êên cirkel-15 vormig, transparant deel 13 gevormd in een rechthoekige, transparante basis 11.

De plaatlensen, zoals getoond in de figuren 12-17, kunnen ook vervaardigd worden met de methode, zoals getoond in de figuren 4A-4C? openingen van de ion-migratie voorkomende 20 maskers 21 en 22 hebben een cirkelvorm in plaats van een spleetvorm. Zoals in het geval van de plaatlens, zoals getoond in de figuren 1-3, kunnen de plaatlensen, zoals getoond in de figuren 12-17, gebruikt worden voor beeldweergave-inrichtingen, en voor andere soortgelijke inrichtingen. De plaatlens, zoals 25 getoond in de figuren 12 en 13, en die, zoals getoond in de figuren 14 en 15, kunnen gebruikt worden als frontplaat van èen CRT in een transmissie-ontvanginrichting of een facsimile systeem, een afdrukinrichting of dergelijke.

Fig.18 toont een plaatlens 10 volgens nog een ander 30 uitvoeringsvoorbeeld volgens de huidige uitvinding.

De plaatlens 10, zoals getoond in fig.18, kan vervaardigd worden door gebruik te maken van lensdelen 42 met bolvormige vormen in plaats van die met zuilvormen, en worden gevormd op het vooroppervlak 11A van de transparante basis 11 35 van de plaatlens, zoals getoond in fig.5.Bij de plaatlens 10 volgens dit uitvoeringsvoorbeeld, zijn een aantal bolvormige lensdelen 40 aangebracht in een matrixvorm in een rechthoekige, transparante basis 11. Zodoende heeft de plaatlens 10 een lens- 40 8 3 0 0 3 5 9 -14- matrix. Elk bolvormig lensdeel 42 heeft een brekingsindex-verdeling die weergegeven wordt door de hierboven genoemde formule 1 in afhankelijkheid van de afstand r tot het centrum van het lensdeel 12. Bij de plaatlens 10 van dit uitvoerings-5 voorbeeld hebben de transparante delen 13 cirkelvormen in posities die overeenkomen met de centra van de bolvormige lensdelen 42, zoals in het geval van de plaatlens, zoals getoond in de figuren 12 en 13.

De plaatlens 10, zoals getoond in fig.18 kan ook 10 gebruikt worden als frontplaat 31 van een CRT 30, zoals getoond in fig.7, alsook .in het geval van de lensplaat, zoals getoond in fig.5·. In dit geval worden de lichtopwekkende lagen 35 gevormd op het binnenoppervlak van de frontplaat 31 en worden bij voorkeur puntvormig uitgevoerd met een één op één 15 correspondentie met de bolvormige lensdelen 42. Zodoènde heeft een aantal lichtopwekkende lagen 35 de vorm van een matrixvorm. Lichtstralen die uitgezonden worden door de lichtopwekkende lagen 35 of de puntvormige lichtbronnen wordt gefocusseerd in een in hoofdzaak cirkelvormige punt in de nabijheid van het 20 vooroppervlak van de frontplaat.

De frontplaat, zoals getoond in figuur 18, kan ook vervaardigd worden volgens de methode, zoals getoond in de figuren 4A-4C en 6.. In dit geval, hebben de openingen van. de ion-migratie voorkomende maskers 21 en 22 een cirkelvorm in 25 plaats van een spleetvorm. De lichtafschermende lagen 14 . kunnen in de plaatslens 10, zoals getoond in fig.18, indien nodig achterwege blijven.

Ofschoon de toelichtende uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding in detail beschreven zijn onder.verwijzing 30 naar de begeleidende tekeningen, zal het duidelijk zijn, dat de uitvinding niet beperkt wordt tot deze preciese uitvoeringsvoorbeelden, maar dat verschillende veranderingen en wijzigingen daarin aangebracht kunnen worden door deskundigen zonder het kader en de geest van de uitvinding, zoals beschreven in 35 de bijgevoegde conclusies, te verlaten.

8300359

Claims

1. Plaatvormige lens, omvattende een transparante basis (11) met twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ), en een plano-convex lensdeel (12) dat gevormd is in de nabijheid van één (11A) van de twee vlakke oppervlakken van de trans- 5 parante basis en daarvan integraal deel uitmaakt, welk lensdeel (12) een brekingsindex heeft die groter is dan de brekingsindex van de transparante basis, en dat in een richting loodrecht op twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) een in hoofdzaak semicirculaire sectie heeft, met het kenmerk, dat de 10 plaatvormige lens verder omvat een lichtafschermende laag (14,44) die gevormd is in de nabijheid van het andere oppervlak (11B) van de twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ), en die het andere oppervlak (11B) van de twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) zodanig bedekt, dat een transparant deel (13) is 15 gevormd op een plaats die ligt tegenover een centraal punt of lijn (12A) van het lensdeel (12).

2. Plaatvormige lens volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) evenwijdig aan elkander zijn.

3. Vlakke lens volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat een vlak oppervlak van het lensdeel (12) met de half-cirkelvormige sectie dat- overeenkomt met een koorde van de half-cirkelvormige sectie coplanairis met het ene oppervlak (11A) van de twee vlakke oppervlakken.

4. Plaatvormige lens volgens conclusie 1,2 of 3, met het kenmerk, dat het lensdeel (12) met de half-cirkelvormige sectie een zodanige brekingsindexverdeling heeft, dat de brekingsindex maximaal is in een centrum daarvan, dat correspondeert met een centrum van een koorde van de half-30 cirkelvormige sectie, en geleidelijk parabolisch in buitenwaartse richting afneemt.

5. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies l-5_, met het kenmerk, dat een veelvoud van lensvormige delen (12) aangebracht is ' in een verticale richting of een hori- 35 830 0 35 9 t -16- zontale richting danwel in zowel een verticale richting als een horizontale richting van de transparante :basis (11).

6. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 1-5, met het- kenmerk, dat het lensdeel (12) een in hoofdzaak 5 half zuilvormige vorm heeft en zich uitstrekt in een richting . die evenwijdig is aan.ten minste één van de twee vlakke oppervlakken (11A,11B).

7. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het lensdeel (12) een in hoofdzaak 10 half bolvormige .-.vorm heeft, 8. .Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de lichtafschermende laag een laag (14) omvat die is gevormd door het doteren · van de transparante, van glas gemaakte basis (11) met kleurende ionen.

9. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de lichtafschermende laag een metaalfilm (44) omvat, die is afgezet op het andere oppervlak (11B) van de twee vlakke oppervlakken van de transparante basis (11).

10. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat een brandpunt of een kaustieke curve van het lensdeel (12) in hoofdzaak is gelegen op het andere· oppervlak (11B) van de twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) van de transparante basis (12).

11. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat een brandpunt of een kaustieke curve van het lensvormige deel (12) binnenwaarts van het andere oppervlak (11B) van de twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) van de transparante basis (12) is gelegen.

12. Plaatvormige lens volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het transparante deel (13) de vorm heeft van een spleet die correspondeert met het lensdeel (12) met een half zuilvormige vorm.

13. Plaatvormige lens volgens conclusie 6, met het 35 kenmerk, dat de breedte van het transparante deel (13) niet meer is dan 60% van de breedte van het lensvormige deel (12).

14. Plaatvormige lens volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het transparante deel (13) een cirkelvormige vorm heeft die correspondeert met het lensvormige deel met de 8300359 -17- halfbolvormige vorm.

15. Werkwijze voor het vervaardigen van een plaat— vormige lens, waarin êên (HA) van de twee vlakke oppervlakken (11A, UB) van de .transparante', uit glas bestaande basis '(11) wordt be-5 dekt met een eerste, ion-migratie voorkomend masker (21) met een opening die in hoofdzaak correspondeert met het te vormen plano-eonvexe lensdeel (12) en het ene oppervlak (11A) van de twee vlakke oppervlakken (11A, 11B) in contact wordt gebracht via het eerste, ion-migratie voorkomende masker (21) met een 10 eerste, gesmolten zout (23) dat ionen bevat met een groot bijdragend effect tot het vergroten van een brekingsindex van de transparante basis (11), waarbij het plano-eonvexe lensdeel (12) gevormd wordt op één (11A) van de twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) van de transparante basis (11), en 15 daar integraal deel van uitmaakt, welk lensdeel (12) een brekingsindex heeft dat groter is dan de brekingsindex van de transparante basis (11), en het in een richting loodrecht op de twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) een in hoofdzaak halfcirkelvormige sectie heeft, met het kenmerk, dat het andere 20 oppervlak (11B) van de twee vlakke oppervlakken (11A, 11B) van de transparante basis (11) wordt bedekt met een tweede, ion-migratie voorkomend masker (22) met een opening die in hoofdzaak correspondeert met een te vormen transparant deel (13), waarna het andere oppervlak (11B) van de twee vlakke 25 oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) van de transparante basis (11) in contact wordt gebracht met een tweede, glaskleurende ionen bevattend, gesmolten zout (25), terwijl tegelijkertijd het ene oppervlak (11A) van de twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) in contact wordt gebracht met het eerste, gesmolten zout (25), 30 waarbij een licht-afschermende laag (14) wordt gevormd, die op zodanige wijze het andere oppervlak (11B) van de twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) bedekt, dat het transparante deel (13) gevormd kan worden in de nabijheid van een positie die ligt tegenover een centraal punt of lijn (12A) van het lensdeel · 35 (12).

16. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de transparante basis (11) wordt onderworpen aan een warmtebehandeling ,nadat hij in contact is geweest met de gesmolten zouten (23) (25). 8300359 * - - -18-

17. Plaatvormige lens, omvattende een transparante basis (11) met twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ), en een plano-convex lensdeel (42) dat gevormd is binnen de transparante basis (11) en er integraal deel van uitmaakt, en dat 5 een brekingsindex heeft die groter is dan de brekingsindex van de transparante basis (11B), met het kenmerk, dat het lensdeel (42) in een richting loodrecht op de twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) een in hóofdzaak cirkelvormige doorsnede heeft.

18. Plaatvormige lens volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de twee vlakke oppervlakken (ΙΙΑ,ΙΙΒ) evenwijdig aan elkander zijn.

19. Plaatvormige lens volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat een brandpunt of een kaustieke curve van 15 het lensdeel (42) in hoofdzaak is gelegen op ten minste het ene oppervlak (11B) van de twee vlakke oppervlakken van de transparante basis (11).

20. Plaatvormige lens volgens conclusie 17,18 of 19, met het kenmerk, dat het lensvormige deel (42) _in hoofdzaak 20 is gelegen in het centrum van de transparante basis (11) in de dikterichting ervan.

21. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 17-20, met het kenmerk, dat de transparante basis (11) een integrale eenheid van twee transparante lensplaten'(ΙΟΑ,ΙΟΒ) 25 omvat, die elk op een oppervlak daarvan een lensvormig deel (12) hebben met een in doorsnede halfcirkelvormige vorm, welke lensen met - in doorsnede halfcirkelvormige vorm van de transparante lensplaten tegenover elkaar liggen voor het vormen van het lensdeel (42) met een in hoofdzaak cirkelvorraige 30 doorsnede.

22. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 17-21, met het kenmerk, dat het lensdeel (42) met een cirkelvormige doorsnede een zodanige brekingsindexverdeling heeft, dat -de brekingsindex maximaal is in het centrum daarvan, 35 welk centrum correspondeert met een centrum van de cirkelvormige doorsnede en geleidelijk parabolisch, buitenwaarts afneemt.

23. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 17-22, met het kenmerk, dat een veelvoud van lensdelen (42) 8300359 ·» -. # ' -19- aangebracht is in een horizontale richting of een verticale richting, danwel in beide richtingen van de· transparante basis (11).

24. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 5 17-23, met het kenmerk, dat de plaatvormige lens verder om vat een lichtafschermende laag (14,44) die gevormd is op het ene oppervlak (11B) van de twee vlakke oppervlakken, ent die zodanig het ene oppervlak (11B) van de twee vlakke oppervlakken bedekt, dat een transparant deel (13) gevormd kan worden op 10 een plaats die correspondeert met een centraal punt of een lijn van het lensdeel (42).

25. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 17-24, met het kenmerk, dat het lensdeel ,(42) in hoofdzaak een zuilvormige vorm heeft en zich uitstrekt in een richting 15 die evenwijdig is aan ten minste één van de twee vlakke oppervlakken (11A,11B).

26. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 17-24, met het kenmerk, dat het lensdeel (42) in hoofdzaak een bolvorm heeft.

27. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 24-26, met het kenmerk, dat de lichtafschermende laag een laag (14) omvat die is verkregen door het .té de teren van de transparante., van glas gemaakte'basis (11) met kleurende ionen.

28. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 25 24-26, met het kenmerk, dat de lichtafschermende laag een metaalfilm (44) omvat die is afgezet op het ene oppervlak (11B) van de twee vlakke oppervlakken van de transparante basis (11).

29. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 30 17-28, met het kenmerk, dat een brandpunt of een kaustieke curve van het lensdeel (42) is gelegen op ten minste één van de twee vlakke oppervlakken (11A,11B) van de transparante basis (11).

30. Plaatvormige lens volgens één van de conclusies 35 24-29, met het kenmerk, dat het transparante deel (13) de vorm heeft van een spleet die correspondeert met het lensdeel (42) met een zuilvormige vorm.

31. Plaatvormige lens volgens conclusie 30, met het kenmerk, dat de breedte van het transparante deel (13) niet 40 8 3 0 0 3 5 9 to -20- * meer is dan 60% van de breedte van het lensdeel (12).

32. Plaatvormige lens Volgens één van de conclusies 24-29, met het kenmerk, dat het transparante deel (13) een _ . in hoofdzaak cirkelvormige vorm heeft, die correspondeert met 5 het lensdeel (42) met een bolvorm.

33. Plaatvormige lens volgens êén van de conclusies 17-32, met het kenmerk, dat een lichtbron (35) in correspondentie met het lensdeel (42) is aangebracht bij het andere oppervlak (11A) van de twee vlakke oppervlakken van de trans- 10 parante basis (11).

34. Plaatvormige lens volgens conclusie; ;32, met het kenmerk, dat de lichtbron een oplichtende stof (35) bevat.

35. Plaatvormige lens volgens conclusie 33, met het kenmerk, dat de lichtbron een lichtemiterende diode omvat.. 15 - · 8300359