本发明-矫正式虚像电视中,最优越的一种是矫正式平屏幕虚像电视。下面我们围绕这种“平屏幕电视”展开说明。
在无线电领域,自电视机产生到现在,电视屏幕仍是凸面的(包括凸弧面和凸球面)。这种图象弯曲现象一直延续到今天,致使图象失真。为了满足人们的正常视觉要求,一些技术先进的国家正致力于平屏幕电视的研究,然而由于原有电视结构都是以电子枪扫描成象的,真空显象管需承受总压力约二吨的大气压,屏幕只能是凸面的,就是说,用一般办法制造平屏幕电视,在力学上说是行不通的。要么另劈途径,譬如:最近日本索尼公司研制出薄型彩色电视,就是平屏幕的,它是利用液晶显示技术制造的,还有日立公司试制出了采用等离子显示屏8英寸薄彩电,其屏幕也是平的。这些新产品虽然还不能投入大量生产,但对老技术、老设备无疑是一大威胁)。
从某种意义上讲,平屏幕电视就是满足人们的正常视觉,减少失真。那么我们不妨运用光学手段来改变图象(即改变视觉)。我们知道,通过折射所形成的图象并不一定是原图象的精确缩小或放大。先做个小试验:将一枚凸透镜和一枚凹透镜分别放在图片上,我们发现凸透镜中的虚像是一个凸面的像,而凹透镜所成的虚像则是凹面的。那么能不能将凸面变为平面呢?事实上是肯定的,现在将凹透镜叠加在凸透镜上,原先凸透镜所成的凸虚像经凹透镜折射又恢复了原来的平图象。至此,已经明白,本发明就是利用折射成像的特殊效果来矫正电视屏幕,将凸面转化成平面。利用这一矫正技术可以不改变现有电视的内部构造,而且,由于只是通过凹透镜成像,不影响图像的请晰度,层次分明,色彩鲜明,并有帮助减轻对肉眼的损害。
矫正的方法可以分二大类:第一种是将荧光屏外侧直接做成适当曲率的凹球面或凹弧面。(由于各种因素的限制,一般不采用)
第二种是在荧光屏前加放适当曲率的凹透镜,或代替保护玻璃,或对原
有电视外加凹透镜(外加的效果较差,而且不美观)注:凹透镜包括凹弧面透镜和凹球面透镜,由于其离荧光屏近,弧度低,孔径大,所以工艺要求不高,可以用透明塑料或有机玻璃注塑成形。
现在,我们用简单的几何方法进一步证明这一矫正技术的正确性(以第一种方法为例)如示意图所示。
曲线Ⅰ为荧屏上的一条通过顶点的曲线,这里它既是实物,也是凹透镜的一面,A为曲线Ⅰ上的一点,其两光线AB.AC,AB延A点法线方向AC延水平方向,分别到凹透镜另一面,即曲线Ⅱ的B点和C点进行折射,折射线为l1l2,B点C点的法线分别为L′L″,l1l2反向延长线相交A′点(A′即A的虚像)
∵图中所标角度均小于或等于90°
∴其正弦函数值与对应角是互为递增关系
又∵折射率n=折射角正弦值/入射角正弦值>1为定值
且∠3>∠8 ∴∠4>∠3,∠7>∠8且∠4-∠3>∠7-∠8
∴∠2>∠6 在△ADB和△A′DC中 ∵对顶角相等
∴∠5>∠1 ∴A′为△ABC外接圆内一点
又∴∠6≥0 A′必在AC或AC下方(|A′y坐标|≤|Ay坐标|)=>A″ x坐标值在A.C X标值之间,A′轨迹在曲线Ⅰ.Ⅱ之间,并随曲线Ⅱ曲率变化而变化,而且一定通过原点,并有下列三种情况:
1)、A′轨迹在第ⅡⅢ象限通过原点的光滑曲线,像面为凸面虚像
2)、A′轨迹在第Ⅰ第Ⅳ象限通过原点的光滑曲线,其像面为凹面虚像
3)、A′轨迹在y轴上是与y轴重合的直线,其像面为平面虚像
可见,在折射率确定后,只要选用适当曲率的曲线Ⅱ,便可以制造“平屏幕电视”。
虽然,屏幕的“平面化”已经达到,但在其演变过程中,密度分布也发生了相应的变化。(假设原弧面图象密度均匀),所形成的虚像的边缘密度相对
中间密度稍高,为了配合这一特性,我们可以通过调整电视枕形校正机构,使之相吻合,即调整黑白电视辅助永久磁铁校正扫描偏转磁场,和调整彩色电视的枕形校正电路,使扫描结果,图象边缘密度相对中间密度低,并刚好与屏幕矫正所造成的密度差相抵消,使虚屏幕图象不存在失真问题。
当然,若对图像要求不高,也可以不调整电视内部因素。因为,实际上原电视屏幕由于是弧形或球形的,其斜对部位对视觉来说,其密度自然比正对部位高,加之屏幕曲度只有二十几度。
按照上述原理和方法,还可以制造矫正式低弧度凸屏幕虚像电视和矫正式凹屏幕虚像电视。