DE10044664A1 - Bildschirm - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bildschirm mit in Bildpunkten (2) aufgeteilter Sichtfläche (1), deren Bildpunkte (2) jeweils Licht emittieren. Große Nachteile der herkömmlichen Bauweise ist die zwingend große Bauform und die mangelnde Eignung für großformatige Darstellungen. Alternativen sind sehr aufwendig und kostspielig. Die Erfindung schlägt daher vor, daß die einzelnen Bildpunkte (2) jeweils über Lichtleiter (3) mit einem Lichtverteiler (22) in Verbindung stehen, welcher mindestens einen an einem Rotor (6) angeordneten rotierenden Lichtstrahler (7) aufweist, welcher mit Abstand zur Drehachse (5) angeordnet ist, dessen emittiertes Licht in an den Enden der Lichtleiter (3) angeordnete Rezeptoren (4) einstrahlt und über die einzelnen Lichtleiter (3) bis zur Sichtfläche (1) des Bildschirms gelangt. Weiterhin ist ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einem erfindungsgemäßen Bildschirm Gegenstand der Erfindung. Der besondere Vorteil liegt vor allem im Bereich großer Sichtflächen von beispielsweise mehreren Quadratmetern in der flachen Bauweise eines erfindungsgemäßen Bildschirms.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bildschirm mit in Bildpunkten aufgeteilter Sichtfläche, deren Bildpunkte jeweils Licht emittieren.

Bildschirme dieser Art werden heutzutage nahezu ausschließlich eingesetzt. Sowohl der heimische Fernseher, als auch die Datenverarbeitungsanlage stel­ len dem Benutzer auf diese Weise sichtbare Informationen zur Verfügung. In der Regel liegt diesen Bildschirmen das Prinzip der Braun'schen Röhre zugrunde. Ein Abbildungsschirm wird mit beschleunigten Elektronen beschossen, welche abhängig von ihrer kinetischen Energie beim Auftreffen auf dem Schirm eine sichtbare Lichtemission zur Folge haben. Mittels eines äußeren Magnetfelds wird die Flugbahn des Elektrons und die Position des Auftreffens auf dem Schirm beeinflußt. Aufgrund der kurzen Aufeinanderfolge des Auftreffens der Elektronen auf dem Schirm stellen sich dem Betrachter nahezu flimmerfreie Bilder dar. Ein großer Nachteil einer solchen Vorrichtung ist jedoch die für verzerrungsfreie Bilder zwingend große Bauform, insbesondere Bautiefe. Weiterhin ist eine solche Anordnung nur für Bildschirme bis zu einer bestimmten Maximalgröße geeignet.

Um die Nachfrage nach flacheren Bildschirmen zu befriedigen, werden in jüng­ ster Zeit vermehrt Flüssigkristalldisplays eingesetzt. Insbesondere im Bereich transportabler Computer haben sich diese Sichtgeräte bewährt. Da diesen Bildschirmen jedoch eine aufwendige Fertigung zugrundeliegt, ist das Endprodukt äußerst hochpreisig. Zudem erfordert jede Variante bisher bekannter Flüssigkristalldisplays eine Polarisation des vom Benutzer wahrgenommenen Lichts. Weil eine Polarisation mit Lichtintensitätsverlusten von über 50% einhergeht, sind diese Bildschirme äußerst lichtschwach und kontrastarm. Das Betrachten eines solchen Bildschirms kann das menschliche Auge stark anstrengen.

Neben den beiden weit verbreiteten Methoden wird in der Europäischen Patentanmeldung 99 927 828.6 des Anmelders ein Bildschirm beschrieben, welcher ebenfalls mittels Lichtleitfasern bedarfsgerecht ausgeleuchtet wird. Diese Erfindung benötigt jedoch einen Lichtmodulator zwischen der Lichtquelle und der Sichtfläche des Bildschirms, welcher vorzugsweise aus sogenannten Shuttern besteht. Die Herstellung eines derartigen Lichtmodulators erfordert jedoch eine hochentwickelte Spezialtechnologie und ist daher äußerst kostspielig.

Ausgehend von den geschilderten Nachteilen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Bildschirm der eingangs genannten Art in der Form weiterzubilden, daß eine flache Bauweise eines solchen Bildschirms auch bei großer Sichtfläche möglich wird und dem Benutzer ein hohes Maß an Helligkeit sowie an Kontrast zur Verfügung steht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Bild­ schirm der eingangs genannten Art vor, daß die einzelnen Bildpunkte jeweils über Lichtleiter mit einem Lichtverteiler in Verbindung stehen, welcher minde­ stens einen an einem Rotor angeordneten rotierenden Lichtstrahler aufweist, welcher mit Abstand zur Drehachse angeordnet ist und dessen emittiertes Licht in an den Enden der Lichtleiter angeordnete Rezeptoren einstrahlt, über die ein­ zelnen Lichtleiter bis zur Sichtfläche des Bildschirms gelangt und dort ein für den Betrachter sichtbares, aus den einzelnen Bildpunkten zusammengesetztes Bild erzeugt. Weiterhin ist ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einem erfindungsgemäßen Bildschirm Gegenstand der Erfindung. Daneben schlägt die Erfindung die Verwendung eines Lichtverteilers zur zeitlich aufeinanderfolgenden Verteilung von Licht an Lichtrezeptoren vor, welcher einen sich drehenden Rotor aufweist, auf welchem mit Abstand zur Drehachse Lichtstrahler angeordnet sind, welche zu definierten Zeiten während des Drehens Licht in die Lichtrezeptoren einstrahlen.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Bildschirms liegt in der erfin­ dungsgemäß flachen Bauweise eines solchen Bildschirms, da der Lichtstrahler nicht direkt hinter der Sichtfläche angeordnet werden muß, sondern auch neben der Sichtfläche angeordnet werden kann. Weiterhin ermöglicht es die Rotation des Lichtstrahlers, welcher sich mit Abstand zur Drehachse des Rotors bewegt, mit einem Lichtstrahler Bildpunkte oder Gruppen von Bildpunkten zeitlich aufeinanderfolgend zu beleuchten. Bei entsprechend hoher Drehzahl des rotierenden Lichtstrahlers nimmt das menschliche Auge lediglich eine mittlere Helligkeit der einzelnen Bildpunkte wahr. Darüber hinaus kann die Frequenz des Bildaufbaus abhängig von der Anzahl der Lichtquellen, Lichtstrahler, Bildpunkte und Drehzahl des Rotors mit geringem Aufwand vorteilhaft erhöht werden, so daß sich die Sichtfläche für das menschliche Auge stets flimmerfrei darstellt. Schon bei geringer mechanischer Drehfrequenz ergibt sich ein hoher Pixeltakt. Dem Prinzip der neuartigen Bildschirmtechnik liegt im Gegensatz zu vorhandenen Lösungen des Standes der Technik keine prinzipbedingte Abschwächung der Lichtstärken zugrunde, welche dem Betrachter zur Verfügung steht.

Ein erfindungsgemäßer Bildschirm kann darüber hinaus auch problemlos großformatig ausgeführt werden. Während es die herkömmliche Bildröhre nicht gestattet, verzerrungsfreie Bilder auf einer großen Sichtfläche von beispielsweise mehreren Quadratmetern darzustellen, gibt es mit der erfindungsgemäßen Technik keine prinzipbedingte Beschränkung des Formats. Die Probleme, welche sich bei Bildschirmen auf Flüssigkristallbasis ergeben, die erforderliche Genauigkeit von Schichtdicken betreffend, entfallen ebenfalls.

Weiterhin kann erfindungsgemäß ein modularer Aufbau äußerst einfach verwirklicht werden. Hierbei ist es sowohl denkbar für jeden Rotor einen eigenen Antrieb zu benutzen, als auch mittels eines Antriebs mehrere Rotoren zu betreiben.

Um einen gleichmäßigen Aufbau und eine gleichmäßige Helligkeit der Sichtfläche des Monitors zu gewährleisten, ist es sinnvoll, die Rezeptoren an den Enden der Lichtleiter, welche zu den einzelnen Bildpunkten führen, in Umfangsrichtung der Drehbewegung des Rotors äquidistant anzuordnen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß an dem Rotor min­ destens eine Optik angebracht ist, welche einstrahlendes Licht mindestens einer stehenden Lichtquelle in den jeweils überstrichenen stehenden Rezeptor umleitet. auf diese Weise ist es möglich, daß eine stehende Lichtquelle zeitlich aufeinanderfolgend mehrere Bildpunkte der Sichtfläche des Bildschirms beleuchtet. Daher ist es erfindungsgemäß möglich die Anzahl der erforderlichen Lichtquellen zur Beleuchtung einer gesamten Bildschirmsichtfläche auf einen Bruchteil der Bildpunktanzahl zu reduzieren. Eine Erhöhung der Drehzahl des Rotors hat automatisch eine Steigerung der Wiederholfrequenz des Bildaufbaus zur Folge. Bei entsprechender Lichtleistung der Lichtquelle kann so die Anzahl der Lichtquellen auf ein Minimum reduziert werden, indem die Drehzahl des Rotors erhöht wird.

Falls mehrere Lichtquellen verwendet werden, ist es zweckmäßig, wenn die Lichtquellen und die entsprechenden Einkoppelstellen der Optiken an dem Rotor in Umfangsrichtung der Drehbewegung des Rotors jeweils äquidistant angeordnet sind. So ist es beispielsweise möglich, in die einzelnen am Rotor angebrachten Optiken zeitlich aufeinanderfolgend mit den in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Lichtquellen einzustrahlen.

Eine besonders einfache und vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Bildschirms ergibt sich, wenn die Optik einen rotierenden Lichtleiter auf­ weist, welcher an dem einen Ende einstrahlendes Licht einer stehenden Licht­ quelle derart umleitet, daß es an dem anderen Ende des Lichtleiters in den jeweils überstrichenen stehenden Rezeptor einstrahlt. Die Benutzung eines Lichtleiters in dem Rotor empfiehlt sich vor allem aus Kostengründen und aus Gründen der Robustheit. Vor allem, wenn die verwendeten Lichtleiter in dem Rotor beispielsweise durch Ausgießen mit aushärtenden Kunststoff in ihrer Position fixiert sind, ist eine nachträgliche unerwünschte Änderung der Ausrichtung der Lichtleiter nahezu ausgeschlossen. Wird zudem zur Fixation der Lichtleiter durch Ausgießen ein Stoff ähnlicher oder nahezu gleicher Dichte benutzt, kann die Unwucht des Rotors auf ein Minimum reduziert werden. Ein solcher Rotor kann gleitgelagert, vorzugsweise luftgelagert werden. Gegebenenfalls können in den Rotor Permanentmagneten integriert werden, welche einerseits eine magnetische Lagerung des Rotors ermöglichen, welche automatisch jegliche geometrische Unwucht kompensiert, andererseits ist so der Antrieb der Drehbewegung mittels eines äußeren Magnetfeldes möglich. Darüber hinaus kann zur Isolation des Rotors, insbesondere um eine Geräuschentwicklung zu vermeiden und Reibungsverluste zu minimieren, die Umgebung des Rotors evakuiert und abgeschlossen von der Luftatmosphäre ausgeführt werden.

Vorteilhaft entspricht die Anzahl der umleitenden Optiken in dem Rotor der Anzahl der stehenden Lichtquellen und die Anzahl der Rezeptoren, bzw. der Bildpunkte sollte als ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Lichtquellen, bzw. der Anzahl der umleitenden Optiken ausgeführt werden. Vorteilhafterweise ist es bei gleicher Anzahl von umleitenden Optiken und stehenden Lichtquellen möglich, daß bei jeder Beleuchtung von Bildpunkten stets alle umleitenden Optiken und Lichtquellen genutzt werden. Weiterhin eröffnet die Ausführung der Bildpunkte als ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Lichtquellen, bzw. der umleitenden Optiken, die Möglichkeit, ganze Bildschirmbereiche, beziehungsweise Bildpunktgruppen gleichzeitig zu beleuchten oder die Sichtfläche zeilenweise, spaltenweise, beziehungsweise bildpunktweise, zeitlich aufeinanderfolgend zu beleuchten.

Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich, wenn sich bei dem rotierenden Lichtstrahler um eine rotierende Lichtquelle handelt, welche das Licht in die jeweils überstrichenen Rezeptoren einstrahlt. Auf diese Weise ist es nicht mehr notwendig, eine umleitende Optik zu installieren, da sich der Ort der Lichtquelle bedarfsgerecht aufgrund der Rotation verändert.

Von besonderem Vorteil ist die Verwendung von Leuchtdioden als Lichtquellen zur Beleuchtung der Sichtfläche. Leuchtdioden sind kostengünstig in großen Stückzahlen erhältlich, besitzen eine hohe Lichtausbeute und hohe Robustizität. Der Angriff hoher Zentrifugalkräfte bei einer etwaigen Anbringung der Leucht­ diode auf dem Rotor beeinträchtigt die Funktionsweise der Leuchtdiode nicht. Darüber hinaus ermöglicht die Leuchtdiode aufgrund ihrer kurzen Ansprechzei­ ten schnellste Schaltfolgen und erträgt eine nahezu unbegrenzte Anzahl an Schaltzyklen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß pro Lichtquelle drei Leuchtdioden benutzt werden, welche durch eine entsprechende Ansteuerung die Erzeugung beliebiger Farben auf der Sichtfläche ermöglichen. Bei der Ver­ wendung einer stehenden Lichtquelle kann das emittierte Licht dieser drei Leuchtdioden über Lichtleiter zusammengeführt werden, bevor es in den umlei­ tenden Lichtleiter des Rotors einstrahlt. Wird mindestens eine rotierende Licht­ quelle benutzt, ist es zweckmäßig, wenn die drei unterschiedliches Licht emittie­ renden Leuchtdioden nacheinander Licht in den Lichtleiter zur Sichtfläche ein­ strahlen.

Um eine besonders hohe Lichtausbeute zu erreichen, ist es sinnvoll, wenn die Lichtquellen, insbesondere Leuchtdioden mit einer gepulsten Spannung betrie­ ben werden. Eine Leuchtdiode, welche mit einer gepulsten Spannung betrieben wird, leuchtet im Maximum nahezu zehnmal heller als beim Betrieb mit einer konstanten Spannung.

Damit eine besonders gute Ausleuchtung der Sichtfläche des Bildschirms erreicht wird, ist es zweckmäßig, wenn die Spannung, mit welcher die Licht­ quellen betrieben werden, derart gepulst ist, daß die Lichtquellen nur leuchten, wenn sie direkt oder über eine Optik, bzw. einen Lichtleiter in einen zum Bild­ schirm führenden Rezeptor eines Lichtleiters einstrahlen. Einerseits erhöht sich durch den Betrieb der Lichtquelle, vorzugsweise einer Leuchtdiode, mit einer gepulsten Spannung die maximale Helligkeit dieser Lichtquelle, andererseits führt das Abschalten der Lichtquelle zu Zeiten zu welchen die Übertragung zur Sichtfläche des Bildschirms unterbrochen ist, zu einem geringeren Energiebe­ darf.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Betriebsspannung für die Lichtquellen derart gesteuert ist, daß das Licht aus den Lichtstrahlern in einem bestimmten Winkel abweichend vom senkrechten Einfall in die Rezeptoren der Lichtleiter einstrahlt. Der Lichteinfall kann über einen entsprechenden zeitlichen Versatz der Pulsung der Betriebsspannung in der Form beeinflußt werden, daß sich stets ein konstanter Drehwinkelversatz zwischen Rezeptor und Lichtstrahler ergibt. Der Einfallswinkel in dem Lichtleiter zu der Sichtfläche bewirkt, einen konstanten Querschnitt des Lichtleiters über die Länge vorausgesetzt, einen identischen Austrittswinkel des Lichts aus dem Lichtleiter an der Sichtfläche. Auf diese Weise ist es möglich ein besonders kontraststarkes, gut ausgeleuchtetes Bild für bestimmte Betrachtungswinkel zu erzeugen oder einen stereoskopischen Effekt herbeizuführen.

Bei speziellen Bauformen des erfindungsgemäßen Bildschirms kann es vorteil­ haft sein, wenn die rotierenden Lichtstrahler in dem Lichtverteiler parallel zu der Drehachse Licht emittieren. Andere Bauformen lassen sich platzsparender ver­ wirklichen, wenn die rotierenden Lichtstrahler in dem Lichtverteiler senkrecht zur Drehachse das Licht abstrahlen. Bei der erstgenannten Bauform ist es beson­ ders vorteilhaft, den Rotor scheibenförmig auszubilden, da dies eine besonders flache Bauweise ermöglicht.

Zur Reduktion etwaiger Unwuchten ist es zweckmäßig, wenn der Rotor als Rotationskörper ausgebildet ist. Auf diese Weise wird eine Geräuschentwicklung oder das Aufkommen von Vibrationen weitestgehend verhindert.

Von besonderem Vorteil ist die Ausbildung des Rotors als Zylinder. Bei der Ver­ wendung von stehenden Lichtquellen kann eine Einstrahlung sowohl axial als auch radial erfolgen. Die Abstrahlung in die Rezeptoren kann ebenfalls axial oder radial erfolgen, wobei der hohe Platzbedarf durch die vielen Bildpunkte der Sichtfläche eine radiale Abstrahlung in die Rezeptoren zweckmäßig macht.

Zur Visualisierung von stehenden und auch bewegten Bildern ist es sinnvoll, wenn die Spannungsversorgung der Lichtquellen über eine Ansteuerung erfolgt, welche Videosignale abhängig von dem Drehwinkel des Rotors in die entspre­ chenden Spannungsimpulse für die Lichtquellen umsetzt. Bei einer der Fre­ quenz des Überstreichens der Rezeptoren angepaßt gepulsten Lichtquelle wird dieses Signal vorteilhafterweise noch entsprechend dem darzustellenden Bild derart moduliert, daß die rot, grün, blau Anteile des von dem Bildpunkt emittier­ ten Lichts dem auf der Sichtfläche darzustellenden Bild entspricht.

Damit der Phasenwinkel der Drehung des Rotors stets mit der Ansteuerung der Lichtquellen abgeglichen ist, ist es sinnvoll, wenn der Lichtverteiler mindestens einmal pro Umdrehung des Rotors ein Signal an die Ansteuerung sendet. Eine Vorgabe der Pulsung, bzw. der Taktfrequenz der Ansteuerung der Lichtquelle durch die Drehzahl des Rotors in der Form, daß bei jedem Überstreichen eines Lichtstrahlers mit einem Rezeptor ein Taktimpuls an die Ansteuerung gesendet wird, gewährleistet zuverlässig eine ständige Synchronisation von Rotor und Ansteuerung.

Bei der Anordnung der Lichtquellen auf dem Rotor ist es sinnvoll, wenn die Lichtquellen galvanisch über Schleifkontakte mit einer Spannungsquelle bzw. mit der Ansteuerung in Verbindung stehen. Die Schleifkontakte übermitteln zuverlässig die von der Ansteuerung zu den Lichtquellen ausgesendeten modu­ lierten Spannungspulse.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Rotor mittels eines Elektromotors angetrieben wird. In Analogie hierzu ist es ebenso zweckmäßig den Rotor, insbesondere bei der Verwendung stehender Licht­ quellen, selbst als Anker eines Gleichstrom- oder Wechselstrommotors auszubilden.

Bei der Verwendung rotierender Lichtquellen ist es zweckmäßig, wenn statt oder zusätzlich zu den Schleifkontakten die für den Betrieb der rotierenden Licht­ quellen benötigte Spannung über ein äußeres Magnetfeld induktiv in dem Rotor erzeugt wird. Die Leistungsübertragung findet hierbei auf mechanischem Wege von dem motorischen Antrieb auf den Rotor statt. Ebenso ist es möglich, die für die Lichtquellen benötigte Energie ohne eine äußeres Magnetfeld mittels eines in dem Rotor integrierten Dynamos, bzw. Spannungsgenerators zu erzeugen.

Um die Kompaktheit der Anordnung zu erhöhen, ist es zweckmäßig, die An­ steuerung der Leuchtdioden als einen integralen Bestandteil des Rotors auszu­ führen. Damit die komplexen Videosignale nicht über Schleifkontakte zur Ansteuerung in dem Rotor übermittelt werden müssen, ist es darüber hinaus sinnvoll, die Videosignale optisch auf die in dem Rotor integrierte Ansteuerung zu übertragen.

Die verwendeten Lichtleiter können sowohl aus Polymeren, als auch aus Glas­ fasern bestehen. Die Verwendung von Polymeren hat hierbei den Vorteil, daß Polymerfasern sehr viel preiswerter sind und nahezu identische Funktion auf­ weisen.

Die Qualität des Bildes, welches auf der Sichtfläche des Bildschirms dargestellt wird, erhöht sich für den Betrachter, wenn die Enden der Lichtleiter zur Sichtflä­ che des Bildschirms hin derart ausgeführt sind, daß sie nahezu nahtlos anein­ andergefügt werden können.

Zur Minimierung der Verluste bei der Übertragung der Lichtsignale zwischen der Lichtquelle, gegebenenfalls der rotierenden Optik und den Rezeptoren der Lichtleiter, welche zu der Sichtfläche führen, ist es sinnvoll, wenn die Endflächen der Lichtleiter, in welche eingestrahlt wird, stets größer ist, als die Fläche des jeweiligen abstrahlenden Bauteils.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Prinzipskizze zur Darstellung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Bildschirms, bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung eines Bildes auf einem Bildschirm,

Fig. 2 Eine perspektivische Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Lichtverteilers mit rotierenden Lichtquellen, welche auf einer Scheibe angebracht sind,

Fig. 3 Eine perspektivische Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Lichtverteilers mit rotierenden Lichtquellen, welche auf der Mantelfläche eines Zylinders angebracht sind und

Fig. 4 Ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Lichtverteiler mit einem zylinderförmigen Rotor und rotierenden Lichtquellen.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sichtfläche des Bildschirms mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Die Sichtfläche 1 ist matrixartig in eine Vielzahl von Bildpunkten 2 unterteilt, welche jeweils mit einem Lichtleiter 3 in Verbindung stehen.

Die Lichtleiter 3 münden jeweils an dem von der Sichtfläche 1 entfernten Ende in Rezeptoren 4. Die Rezeptoren 4 einer Zeile von Bildpunkten 2 der Sichtfläche 1 sind jeweils entlang einer Linie parallel zur Drehachse 5 des Rotors 6 angeordnet. In der Fig. 1 sind lediglich aus Gründen der Darstellbarkeit die Rezeptoren 4 einer Bildpunktzeile der Sichtfläche 1 abgebildet. Tatsächlich sind die Rezeptoren 4 an den Enden der Lichtleiter 3 jeweils zugehörig zu den Bildpunktzeilen der Sichtfläche 1 äquidistant über den gesamten Umfang des Rotors 6 verteilt.

Die Rezeptoren 4 befinden sich jeweils gegenüber von Lichtstrahlern 7 des Rotors 6. Die Lichtstrahler 5 überstreichen während eines Umlaufs des Rotors 6 sämtliche über den Umfang des Rotors 6 äquidistant verteilte linienartig angeordnete Rezeptoren 4, so daß während eines Umlaufs des Rotors 6 das abzubildende Bild auf der Sichtfläche 1 genau einmal aufgebaut wird. Die Anzahl der Bildpunkte 2 entspricht bei diesem Beispiel dem Quadrat der Lichtquellen 9, wobei die Anzahl der Lichtstrahler 7 mit der Anzahl der Lichtquellen 9 übereinstimmt.

Die Lichtstrahler 7 sind jeweils über Lichtleiter mit am Rande des zylinder­ förmigen Rotors 6 auf dem Umfang angeordneten Einkoppelstellen für das einstrahlende Licht aus den Lichtquellen 9 verbunden. Die Lichtquellen 9 sind stehend in Umfangsrichtung der Drehbewegung äquidistant im Raum angeordnet. Jede Lichtquelle 9 besteht aus jeweils 3 Leuchtdioden 10 mit den Farben rot 10a, grün 10b, blau 10c. Bevor die Lichtquellen 9 in die Einkoppelstellen 8 das Licht einstrahlen, werden die drei Grundfarben 10a, 10b, 10c über eine optische Zusammenführung 11 vereinigt. Diese Zusammenführung kann beispielsweise mit Spiegeln oder Prismen ausgeführt sein.

Damit für jeden Bildpunkt 2 zur Zeit der Ausleuchtung die anforderungsgemäße Helligkeit und Farbe zur richtigen Zeit erzeugt wird, sind alle Leuchtdioden 10 der Lichtquellen 9 mit einer Ansteuerung 12 verbunden. Die Ansteuerung 12 gewährleistet die Erzeugung eines bedarfsgerechten Lichts jeder Lichtquelle 9 zu dem richtigen Zeitpunkt.

Zur Erhöhung der Lichtausbeute der Lichtquellen 9, bzw. der Leuchtdioden 10, werden die Leuchtdioden 10 mit einer Pulsung betrieben. Damit die Pulsung stets mit der Stellung des Rotors 6 korrekt synchronisiert ist, ist die Pulsfrequenz über eine Rückkopplung 13 direkt von dem Drehwinkel des Rotors 6 abhängig.

Die Ansteuerung 12 wird in diesem Ausführungsbeispiel von einem Computer 25 mit einem Videosignal 14 beaufschlagt. Das Videosignal 14 gibt die entsprechende Modulation 15 in Kombination mit der Pulsung 16 für die Spannungssignale der Leuchtdioden 10 vor.

Die Ansteuerung 12 ist an eine Spannungsquelle 17 angeschlossen.

Der Rotor 6 ist gleichzeitig durch die Integration von Permanentmagneten 18 als Anker eines Elektromotors ausgeführt. Über den Umfang angeordnete Spulen 19 erzeugen ein geeignetes Magnetfeld, um den Rotor 6 anzutreiben. Die Spulen 19 werden von einer Antriebssteuerung 20 mit Spannung versorgt, welche eine bedarfsgerechte Steuerung der Drehzahl zuläßt.

Der Rotor 6 befindet sich in einer evakuierten Rotorkammer 21 und wird über eine nicht dargestellte magnetische Lagerung in der Schwebe gehalten, so daß er sich stets unwuchtfrei um seine Hauptträgheitsachse in Längsrichtung dreht.

In Fig. 2 ist ein Lichtverteiler 22 eines erfindungsgemäßen Bildschirms dargestellt. Der Lichtverteiler 22 weist als Lichtquelle 9 jeweils Dreiergruppen von Leuchtdioden 10 auf, welche sich jeweils aus den Farben rot 10a, grün 10b und blau 10c zusammensetzen. Die verschiedenfarbigen Leuchtdioden 10 sind in Umfangrichtung aufeinanderfolgend auf einer festen Kreisbahn des Rotors 6 angeordnet. Die Rezeptoren 4 vier sind ebenfalls korrespondierend zu den, in diesem Fall zwei Gruppen von Lichtquellen 9 auf sich in Umfangsrichtung der Rotation erstreckenden festen Kreisbahnen angeordnet, so daß die jeweils zu einer Kreisbahn gehörenden Leuchtdioden 10 jeden Rezeptor 4 auf der korrespondieren Kreisbahn während eines Umlaufes überstreichen. Die Rezeptoren 4 stehen jeweils mit einem Bildpunkt 2 der Sichtfläche 1 in Verbindung. Jeder Bildpunkt 2 wird somit anforderungsgemäß über die drei auf einer festen Kreisbahn angeordneten Leuchtdioden 10 sequentiell mit der entsprechenden Farbe bedarfsgerecht beleuchtet. Es sei hier angemerkt, daß bei dieser Ausführungsform eine hohe Anzahl an Bildpunkten 2 mit nur wenigen Lichtquellen 9 bzw. Leuchtdioden 10 beleuchtet werden kann.

Eine ähnliche Ausführungsform, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, zeigt auch die Fig. 3. Es handelt sich ebenfalls um rotierende Lichtquellen 9 bzw. Leuchtdioden 10, welche hier jedoch vorteilhafterweise auf einem zylinderförmigen Rotor 6 angeordnet sind. Auch hier strahlen verschiedenfarbige Leuchtdioden 10 entsprechend gepulst und moduliert in über den Umfang des Rotors 6 angeordnete Rezeptoren 4 sequentiell ein. Die Rezeptoren 4 der Lichtleiter stehen mit Bildpunkten 2 der Sichtfläche 1 des Bildschirms in Verbindung. Zur Erzeugung der entsprechenden Beleuchtung der einzelnen Bildpunkte 2 moduliert eine nicht dargestellte Ansteuerung 12 die an den Leuchtdioden 10 anliegende Spannung entsprechend dem aktuellen Phasenwinkel des Rotors 6 und dem darzustellenden Bild.

In Fig. 4 ist das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 in einem Längsschnitt dargestellt. Der Antrieb 23 des Rotors 6 ist auf einem Träger 24 montiert. Die einzelnen Lichtquellen 9 rotieren um den Antrieb 23.

Claims (32)

1. Bildschirm mit in Bildpunkten (2) aufgeteilter Sichtfläche (1), deren Bildpunkte (2) jeweils Licht emittieren dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bildpunkte (2) jeweils über Lichtleiter (3) mit einem Lichtverteiler (22) in Verbindung stehen, welcher mindestens einen an einem Rotor (6) angeordneten rotierenden Lichtstrahler (7) aufweist, welcher mit Abstand zur Drehachse (5) angeordnet ist und dessen emittiertes Licht in an den Enden der Lichtleiter (3) angeordnete Rezeptoren (4) einstrahlt, über die einzelnen Lichtleiter (3) bis zur Sichtfläche (1) des Bildschirms gelangt und dort ein für den Betrachter sichtbares, aus den einzelnen Bildpunkten (2) zusammengesetztes Bild erzeugt.

2. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rezeptoren (4) an den Enden der Lichtleiter (3), welche zu den einzelnen Bildpunkten (2) führen, in Umfangsrichtung der Drehbewegung des Rotors (6) äquidistant angeordnet sind.

3. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rotor (6) mindestens eine Optik angebracht ist, welche einstrahlendes Licht mindestens einer stehenden Lichtquelle (9) in den jeweils überstrichenen stehenden Rezeptor umleitet.

4. Bildschirm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (9)n und die entsprechenden Einkoppelstellen (8) der Optiken an dem Rotor (6) in Umfangsrichtung der Drehbewegung des Rotors (6) jeweils äquidistant angeordnet sind.

5. Bildschirm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Optik einen rotierenden Lichtleiter aufweist, welcher an dem einen Ende einstrahlendes Licht einer stehenden Lichtquelle (9) derart umleitet, daß es an dem anderen Ende des Lichtleiters in den jeweils überstrichenen stehenden Rezeptor einstrahlt.

6. Bildschirm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der umleitenden Optiken in dem Rotor (6) der Anzahl der stehenden Lichtquellen (9) entspricht und die Anzahl der Rezeptoren (4), beziehungsweise der Bildpunkte (2) ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Lichtquellen (9) bzw. der Anzahl der umleitenden Optiken ist.

7. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem rotierenden Lichtstrahler (7) um eine rotierende Lichtquelle (9) handelt, welche das Licht in die jeweils überstrichenen Rezeptoren (4) einstrahlt.

8. Bildschirm nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Lichtquellen (9) um Leuchtdioden (10) handelt.

9. Bildschirm nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um mindestens drei Leuchtdioden (10) mit den Farben rot (10a), grün (10b) und blau (10c) handelt.

10. Bildschirm nach mindestens einem der Anspruch 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (9) mit einer gepulsten Spannung betrieben werden.

11. Bildschirm nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung derart gepulst ist, daß die Lichtquellen (9) nur leuchten, wenn sie direkt oder über eine Optik bzw. einen Lichtleiter (3) nahezu zentrisch in einen zum Bildschirm führenden Rezeptor eines Lichtleiters (3) einstrahlen.

12. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung für die Lichtquellen (9) derart gesteuert ist, daß das Licht aus den Lichtstrahlern (7) in einem bestimmten Winkel abweichend vom senkrechten Einfall in die Rezeptoren (4) der Lichtleiter (3) einstrahlt.

13. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Lichtstrahler (7) in dem Lichtverteiler (22) parallel zu der Drehachse (5) Licht emittieren.

14. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Lichtstrahler (7) in dem Lichtverteiler (22) senkrecht zu der Drehachse (5) Licht emittieren.

15. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) scheibenförmig ausgebildet ist.

16. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) als Rotationskörper ausgebildet ist.

17. Bildschirm nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) als Zylinder ausgebildet ist.

18. Bildschirm nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung der Lichtquellen (9) über eine Ansteuerung (12) erfolgt, welche Videosignale (14) abhängig von dem Drehwinkel des Rotors (6) in die entsprechenden Spannungsimpulse für die Lichtquellen (9) umsetzt.

19. Bildschirm nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtverteiler (22) mindestens einmal pro Umdrehung des Rotors (6) ein Signal an die Ansteuerung (12) sendet.

20. Bildschirm nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (9) galvanisch über Schleifkontakte mit einer Spannungsquelle (17), beziehungsweise mit der Ansteuerung (12) in Verbindung stehen.

21. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) über einen Elektromotor angetrieben wird.

22. Bildschirm nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Lichtquellen (9) aufgrund eines geeigneten magnetischen Feldes induktiv mit Spannung versorgt werden.

23. Bildschirm nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rotor (6) ein Spannungsgenerator integriert ist, welcher die Lichtquellen (9) mit Spannung versorgt.

24. Bildschirm nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung (12) der Leuchtdioden (10) ein integraler Bestandteil des Rotors (6) ist.

25. Bildschirm nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale (14) optisch auf die in dem Rotor (6) integrierte Ansteuerung (12) übertragen werden.

26. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Lichtleiter (3) aus Polymeren bestehen.

27. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Lichtleiter (3) aus Glasfasern bestehen.

28. Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Enden der Lichtleiter (3) zur Sichtfläche (1) des Bildschirms hin nahezu nahtlos aneinanderfügen.

29. Bildschirm nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Lichtleiter (3), in welche eingestrahlt wird, stets größer ist, als die abschließende Fläche des jeweiligen abstrahlenden Bauteils.

30. Verfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einem Bildschirm, dessen Sichtfläche (1) in Bildpunkte (2) unterteilt ist, welche jeweils Licht emittieren, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bildpunkte (2) jeweils über Lichtleiter (3) mit einem Lichtverteiler (22) in Verbindung stehen, welcher mindestens einen an einem Rotor (6) angeordneten rotierenden Lichtstrahler (7) aufweist, welcher mit Abstand zur Drehachse (5) angeordnet ist und dessen emittiertes Licht in an den Enden der Lichtleiter (3) angeordnete Rezeptoren (4) einstrahlt, über die einzelnen Lichtleiter (3) bis zur Sichtfläche (1) des Bildschirms gelangt und dort ein für den Betrachter sichtbares, aus den einzelnen Bildpunkten (2) zusammengesetztes Bild erzeugt.

31. Lichtverteiler (22) zur zeitlich aufeinanderfolgenden Verteilung von Licht an Rezeptoren (4), dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtverteiler (22) einen sich drehenden Rotor (6) aufweist, auf welchem mit Abstand zur Drehachse (5) Lichtstrahler (7) angeordnet sind, welche zu definierten Zeiten während des Drehens Licht in die Rezeptoren (4) einstrahlen.

32. Verfahren zur zeitlich aufeinanderfolgenden Verteilung von Licht an Rezeptoren (4) mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 31.