专利名称：光导纤维彩色图象显示屏的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将三幅基色图象混合成一幅彩色图象的光学装置，适用于电视、计算机等领域构成高清晰度高亮度的彩色显象管。
现有的阴极射线式彩色显象管均由电子枪、阴罩板、荧光屏等部分组成，电子枪射出的三束电子流通过阴罩板后分别击中荧光屏上的三基色荧光粉点，利用空间混色法重现彩色图象。这种显象管存在如下不足其一是需要三束电子流才能正常工作，所以必须采用阴罩板，但阴罩板吸收了大部分扫描束电流，不仅使扫描束电流的利用率降低，影响图象的亮度，而且自身的温度会升高，因热胀冷缩使阴罩板上的微孔发生位置变化，这将影响图象的质量。其二是需要众多的调整元件和辅助电路才能正常工作。为使三束电子流正确无误地射击各自的荧光粉点，必须进行会聚调整，需要会聚调整电路；因三束电子流的控制特性不可能完全一致，必须进行白平衡调整，且需要白平衡调整电路；因扫描电子束的偏转中心与荧光屏的曲率中心不重合，图象会出现枕形失真，所以需要枕形失真校正电路；为消除阴罩板因磁化对图象造成的影响，需要自动消磁电路。其三是难以作为高清晰度彩色显象管。因象素数与扫描行数的平方成正比，若每帧的扫描行数增加为现在的二、三或四倍，则阴罩板上的微孔和荧光屏上的荧光粉点数均应增加为现在的四、九或十六倍。微孔数的增加使孔间距离减小，阴罩板的机械强度随之下降，震动及热胀冷缩造成的影响将更加显著；荧光粉点的增加使得荧光粉点的面积减小，给聚焦及会聚带来很大困难。
《电子报》一九八八第三十八期上《“黑白改彩电”新方案》一文中提到的“基色显象管”虽能克服上述不足，但基色显象管只能同时显示出三幅横向被压缩的基色图象，并不能直接显示出彩色图象，目前是应用光学透镜系统使三幅基色图象互相重合并扩展为原状而获得彩色图象的，而光学透镜系统有结构庞杂，调整不便等弊端。
本实用新型旨在提供一种能取代光学透镜系统，将三幅基色图象混合成一幅彩色图象的显示屏，以便同基色显象管相配合，构成高清晰度高亮度的彩色显象管。
本实用新型由三束排列成m行n列的mn根光导纤维组成，束的一端分别紧贴在三幅基色图象上，将每幅基色图象分解为mn个象素，束的另一端则以行为单位按一定次序相互重叠，这样便得到排列成3m行n列的另一束光导纤维，利用空间混色法在其端面上就可重现彩色图象。为叙述方便，以下将光导纤维彩色图象显示屏简称为光纤显示屏。
现有彩色显象管中荧光粉点的直径约几百微米，而光导纤维的直径可比这小一到二个数量级，可使单位面积内的象素数提高到现在的数十倍，在象素数相等的条件下，若采用光纤显示屏，可使基色显象管的尺寸大为缩小，其屏面可做成球面形，使电子束的偏转中心与屏面的曲率中心重合，从而彻底消除枕形失真。由于荧光粉点发出的光要向四面八方散射，象素间的散射影响表现为增大亮度时，观众觉得只是平均亮度有所增加，图象的清晰度反而有所下降。光导纤维接收入射光线时，存在一个临界入射角，超过这个角度的入射光线，因不能产生全反射而很快就被损耗掉，同理，光导纤维输出光线时，也存在一个临界出射角，利用这种特性就能有效地克服象素间的散射影响，所以采用光纤显示屏的彩色显象管，可同时获得高清晰度和高亮度。现有彩色显象管按其尺寸大小可分为多种型号，型号不同，与之相应的许多电路和元器件参数也各不相同。这给生产、使用、维修等带来不少困难。光纤显示屏本身具有放大图象的功能，只要控制其输出端面上光纤之间的行距和列距，就能得到所需尺寸的屏面。因此，用一种型号的基色显象管就可构成多种型号的彩色显象管，这将带来多种方便。光纤显示屏所用的光导纤维都很短，允许有较大的传输损耗，这种光纤具有易生产、成本低、原料丰富等优点，有利于光纤显示屏早日实用化。如果能把荧光粉直接涂覆在光纤显示屏的输入端面上，取代现有的玻璃管面，则荧光粉点发出的光几乎全部进入光纤，图象的亮度将大为增加，这是构成高清晰度高亮度彩色显象管的理想方式，是今后努力的方向。
附图可用来进一步说明光纤显示屏的结构和工作原理。
图1是光纤显示屏的端面结构示意图。图中的R、GB分别表示基色显象管显示的三幅基色图象以及光纤显示屏的三个输入端面，C表示光纤显示屏的输出端面及重现的彩色图象，每个输入端面均由排列成m行n列的mn根光纤组成，将每幅基色图象分解成mn个象素，rij表示R面上位于第i行第j列处光纤的输入端，rij′则表示其输出端，gij、gij′、bij、bij′表示的意义与此类同。输出端面上的每一行由相应于三个输入端面上的三行按一定次序重叠而成。利用空间混色法将三幅基色图象混合成一幅彩色图象。图中的参数h1应等于扫描光栅的行距，m应等于每帧的有效扫描行数，为使水平清晰度与垂直清晰度相适应，以及重现图象的宽高比与原景物的宽高比k相同，应用nm＝(nw2)(3mh2)＝k成立。另外，w1和h1应尽量小，以缩小基色显象管的屏面尺寸。
图2是光纤显示屏的立体结构示意图，该图示出了光纤显示屏的外形以及某一行(第1行)的构成情况，图中所有符号的意义均与
图1中的相同。
可借鉴织布的方法来生产光纤显示屏，先把n根光纤“织成”形状及间距均符合要求的“光纤布片”，再将截短后的3m块光纤布片按一定次序重叠起来，片间用粘合剂或适当的材料填充，各端面加工成所需形状且抛光后，便制成了光纤显示屏。
权利要求1.由三束数量相等的光导纤维组成的光导纤维彩色图象显示屏，其特征是每束光导纤维的两端均排列成矩形阵列，其中一端用作输入，分别将三幅基色图象分解成许多象素，另一端则以行为单位按一定次序相互重叠，用作输出，将来自三幅基色图象的象素混合成一幅彩色图象。
2.根据权利要求1所述的光导纤维彩色图象显示屏，其特征是用作输入的光导纤维阵列，其列数与行数之比等于原景物的宽与高之比，行数等于每帧的有效扫描行数，行距等于扫描光栅的行距，用作输出的光导纤维阵列，其列距等于行距的三倍。
专利摘要本实用新型涉及一种将三幅基色图象混合成一幅彩色图象的光学装置。适合构成高清晰度高亮度的彩色显象管。该装置由排列成矩形阵列的三束光导纤维组成，光纤束的输入端分别紧贴在三幅基色图象上，将其分解成许多象素，输出端则以行为单位相互重叠成另一光纤束，利用空间混色法在其端面上便可获得彩色图象。
文档编号G02B27/10GK2046229SQ8822052
公开日1989年10月18日 申请日期1988年12月17日 优先权日1988年12月17日
发明者李宏斌 申请人:李宏斌