DE10332647A1

DE10332647A1 - Verfahren zur Bilderzeugung mit MEMS-Schaltfilter

Info

Publication number: DE10332647A1
Application number: DE2003132647
Authority: DE
Inventors: Monty Knopp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2005-02-17

Abstract

Verfahren zur Bilderzeugung mit MEMS-Schaltfilter. DOLLAR A Bekannte Verfahren zur Bilderzeugung steuern Licht in den Farbkomponenten Rot, Grün und Blau einzeln zu den Pixeln oder bündeln dieses aufwendig zu einer gemeinsamen Information auf einem Punkt. DOLLAR A Technisch einfach und preiswert erhöht dieses Verfahren die Bildqualität in Farbe und Kontrast. Eine Matrix 1 mit MEMS-Schaltfilter 2 pro Pixel wird mit weißem Licht auf der ganzen Fläche beispielsweise mit einer Plasmaflachlampe oder Leuchtfolie 3 durchleuchtet. Auf der Bildschirm- bzw. Displayoberfläche 4 wird damit ein Bild erzeugt. DOLLAR A Für eine Darstellung mit 16,7 Millionen Farben liegen 24 MEMS-Schaltfilter 5 mit je acht unterschiedlichen Filtereigenschaften pro Farbe bzw. Intensitäten parallel hintereinander. Die Addition der Filtereigenschaften sowie das subtrahierte durchscheinende weiße Licht geben die gesamte ursprüngliche Pixelinformation im Bild wieder. Dieses Verfahren generiert Bewegt- und Standbilder sowie Standbilder ohne zusätzlichen Bildaufbau bzw. Energiefluß.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bilderzeugung mit MEMS-Schaltfilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Wiederherstellung eines binär codierten Bildes auf einem Display, in der pro Pixel die gesamte Farbinformation vorliegt. Bilderzeugungen sind in mehreren Varianten bekannt.

Es gibt mehrere Methoden zur Bilderzeugung, drei Pixel für die Farbenunterteilung in Rot, Grün und Blau in der Röhrentechnologie, ebenso für Transistoren-, Flüssigkristall- und Plasmamonitore. Da neben sind zwei Verfahren bekannt, die die volle Information pro Pixel abbilden, die Laser-Display-Technologie in der ein roter, grüner und blauer Laserstrahl gemischt und projektiert wird. Und von digitalen Filmprojektoren, die das Licht, das durch einen Filmstreifen scheint mit drei Prismen brechen und dieses mit Mikro-Spiegeln eines mikroelektromechanischen Systems (MEMS) bündeln. Das Licht wird durch eine Linse dann auf eine Leinwand projiziert.

Um Nachrichten übertragen zu können, bedarf es immer der Codierung. Information ist ein Sachverhalt oder ein Ergebnis in codierter Form, ein Abbild der Realität. Diese Einzelinformationen, Daten oder Signale werden addiert zur ursprünglichen Information.

Beispielsweise 24 Bit Einzelbildinformationen werden entweder zu je 8 Bit nebeneinander bzw. untereinander dargestellt bzw. mit Laserstrahlen gebündelt oder mit Spiegeln zusammengeführt auf ein Pixel.

Ziel der Erfindung ist es, mit dem vorgestellten Verfahren zur Bilderzeugung eine sehr hohe Bildqualität in Farbe und Kontrast pro Pixel zu erreichen. Einfacher und preiswerter die geteilte Bildinformationen als ein gemeinsames Signal darzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu offenbaren, in dem mehrere Einzelinformationen eines Pixels im Bild, in den Farben Rot, Grün und Blau nach einer Übertragung insgesamt in einem Pixel zu reproduzieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 – 7 gelöst.

Es entsteht aus einer mehrstelligen geteilten Bildinformation, pro Pixel die gesamte Bildinformation des ursprünglichen Pixels im Bild.

Dieses Verfahren kann angewendet werden beispielsweise für Monitore, Werbeanzeigetafeln und Schautafeln bzw. -bildern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
1 zeigt das Schema der Bilderzeugungseinrichtung mit MEMS-Schaltfilter
2 zeigt die Bilderzeugungseinrichtung mit MEMS-Schaltfilter
An Hand von 1 wird ein Schema der Bilderzeugungseinrichtung mit MEMS-Schaltfilter dargestellt.
Eine Matrix 1 mit 24 MEMS-Schaltfilter 2 pro Pixel, wird mit weißem Licht auf der ganzen Fläche beispielsweise mit einer Plasmaflachlampe oder Leuchtfolie 3 durchleuchtet. Auf der Bildschirm- bzw. Displayoberfläche 4 wird ein Bild erzeugt.
An Hand von 2 wird die Bilderzeugungseinrichtung mit MEMS-Schaltfilter dargestellt. Mit dem Datentransport für die Bilddarstellung bzw. dessen Aufbau gelangen beispielsweise die seriellen digitalen Daten vorzugsweise über einen nicht dargestellten Seriell-Parallel-Wandler bzw. über einen parallelen Ausgang und parallelen Datenleitungen zu jedem MEMS-Schaltfilter 2 pro Pixel. Das Bild wird somit Reihen- und spaltenweise aufgebaut.
Über parallele Datenleitungen wird zu jedem parallel hintereinander in einem Array 1 sich befindenden MEMS-Schaltfilter 2 pro Pixel bei einer binären Null der Schaltzustand geändert. Die mit einem Filter kombinierten MEMS-Schalter 2 kommen aus dem Herstellungsprozeß in einem Winkel aufgestellt. Das Anliegen einer Spannung und der Stromfluß glättet den MEMS-Schaltfilter 2 und neigt diesen flach. Beispielsweise eine binäre Null wird mit einem nicht dargestellten NICHT-Logik-Gatter invertiert und schließt einen Schalter. Durch den Stromfluß legt sich der MEMS-Schaltfilter 2 darauf aus der gekippten Position flach. Die MEMS-Schaltfilter 2 klappen je nach Anweisung aus der Datenübertragung beispielsweise aus einem Computerspeicher bzw. einer signalverarbeitenden Software pro Sekunde tausende Mal auf und zu.
Für eine Darstellung mit 16.7 Millionen Farben die einer 24 Bit Darstellung entspricht, liegen 24 MEMS-Schaltfilter 5 mit den Filtereigenschaften bzw. Intensitäten, Blau: 1 zu 2 zu 4 zu 8 zu 16 zu 32 zu 64 zu 128, Grün: 1 zu 2 zu 4 zu 8 zu 16 zu 32 zu 64 zu 128 und Rot: 1 zu 2 zu 4 zu 8 zu 16 zu 32 zu 64 zu 128 parallel hintereinander.
Die Addition der Filtereigenschaften sowie das subtrahierte durchscheinende weiße Licht beispielsweise aus einer Plasmaflachlampe oder Leuchtfolie 3 durch die gesamte Bildfläche 4, geben die gesamte ursprüngliche Pixelinformation im Bild wieder. Mit einer Breite von ca. 50 Mikrometern für einen MEMS-Schalter 2 kann der Pixelabstand verringert, die Auflösung noch einmal deutlich erhöht und die Bilderzeugungseinrichtung flach gehalten werden.
Ebenso wie für Bewegtbilder in verschiedenen Geschwindigkeiten können auch mit diesem Verfahren Standbilder erzeugt werden. Dabei muß das Standbild nicht immer wieder neu erzeugt bzw. wiederholt werden. Mit der Auswahl bzw. Übersendung der Daten für ein Standbild bleiben die MEMS-Schaltfilter 2 in der gewünschten Position ohne einen weiteren Datenaustausch bzw. Stromfluß.
Ähnlich kann auch auf ein Display nach Stromabschaltung ein Bild generiert werden. Nach einer Stromabschaltung neigen sich die MEMS-Schalter 2, in ihre ursprüngliche gekippte Position zurück und erzeugen das auf ihnen hergestellte Bild. Für dieses Verfahren ist nur ein MEMS-Schalter pro Pixel nötig. Durch einen erneuten Stromfluß, beispielsweise dem Einschalten des Gerätes, neigen sich die MEMS-Schalter 2 flach und die Displayoberfläche ist frei für andere Darstellungen.
Das hiermit dargestellte Verfahren eignet sich für viele Anwendungen zur Bilderzeugung ebenso wie für das Verschließen von transparenten Flächen. Autoscheiben können beispielsweise mit diesem Verfahren undurchsichtig werden bzw. ein Bild erzeugen und beim Einschalten der Zündung die Sicht wieder freigeben.

1: Array, matrixförmige Anordnung elektronischer Bauelemente
2: MEMS-Schaltfilter, mikroelektromechanisches System,
3: weiße Lichtquelle, Plasmaflachlampe oder Leuchtfolie
4: Bildschirm bzw. Display, Bauteil zur optischen Darstellung einer Information
5: 24 MEMS-Schaltfilter parallel hintereinander, 8 je für Blau, Grün und Rot, pro Pixel

Claims

Verfahren zur Bilderzeugung mit MEMS-Schaltfilter dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelinformationen einer Farbe, in einem Array (1) mit optischen Filter kombiniert mit MEMS-Schalter (2), zu einer gemeinsamen Information vereint und nur mit einer Wellenlänge des elektromagnetischen Spektrums in einem Pixel auf einem optischen Datenträger (4) dargestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Addition der Einzelinformationen der Filtereigenschaften, das subtrahierte und durchscheinende Licht (3) das Ergebnis darstellt.
Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel hintereinander liegende Filteranzahl (2) pro Pixel, gleich der Bitauflösung pro Pixel ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vereinen von Einzelinformationen einer Farbe, von mindestens zwei optischen Filtern (2) mit unterschiedlichen Filtereigenschaften erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass MEMS-Schaltfilter (2) für die Farben Rot, Grün und Blau nebeneinander und untereinander sowie in der jeweiligen Farbintensität pro Teilfarbe hintereinander liegen.
Verfahren zur Bilderzeugung mit MEMS-Schaltfilter dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelinformationen eines Bildes in einem Array (1), hergestellt auf einem MEMS-Schalter (2), nach Abschalten der elektronischen Steuerung zur Bilderzeugung auf einem optischen Datenträger (4) durch Filterung, Reflexion und Absorption der Lichtquelle dargestellt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die MEMS-Schaltfilter (2) nach Abschalten der elektronischen Steuerung in die Ausgangslage zurückneigen.