DE19845377B4

DE19845377B4 - Bildschirm zur Darstellung farbiger Bilder

Info

Publication number: DE19845377B4
Application number: DE1998145377
Authority: DE
Inventors: Gerold Wesling
Original assignee: Weßling Gerold
Current assignee: Weßling Gerold
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2018-10-03
Also published as: DE19845377A1

Abstract

Bildschirm zur Wiedergabe farbiger Bilder mit den Merkmalen:
a) der Bildschirm (1) umfaßt eine Farbtafel (3), die auf der dem Betrachter zugewandten Seite eine vorgegebene Anzahl sich aneinander anschließender Anzeigenelemente (21-21^IV) aufweist;
b) jedes Anzeigenelement (21-21^IV) setzt sich aus mindestens drei benachbarten Farbelementen (13-15) zusammen, wobei die Farbtöne der Farbelemente (13-15) derart wählbar sind, daß die auf dem Bildschirm (1) darzustellenden Mischfarben erzeugt werden können;
c) das einzelne Farbelement (13-15) umfaßt ein einen einheitlichen Farbton aufweisendes Grundelement (8-10) sowie mindestens ein erstes durch eine elektronische Steuervorrichtung (22) ansteuerbares auf der dem Betrachter zugewandten Seite sich senkrecht erstreckendes farbiges Abdeckelement (11, 11'), welches derart ausgebildet ist, daß es das Grundelement (8-10) auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Farbtafel (3) entsprechend der Ansteuerung durch die elektronische Steuervorrichtung (22) nicht, teilweise oder vollständig abdeckt und welches einen von dem jeweiligen Grundelement (8-10) abweichenden Farbton aufweist;
d) die Abdeckelemente...

Description

Die Erfindung betrifft einen Bildschirm zur Darstellung farbiger Bilder.
Bildschirme zur Wiedergabe farbiger Bilder sind seit langem bekannt und werden beispielsweise in Fernsehgeräten oder Farbmonitoren verwendet. Diese bekannten Bildschirme bestehen im wesentlichen aus einem Leuchtschirm mit etwa 400 000 Leuchtstoff-Farbelementen für jede der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau. Jeweils drei Farbelemente mit unterschiedlichen Grundfarben bilden ein Anzeigenelement (Bildpunkt) und sind derart gegeneinander versetzt angeordnet, daß die Verbindungslinien ihrer Mittelpunkte ein gleichseitiges Dreieck bilden (vgl. z.B. Meyers Lexikon der Technik und der exakten Naturwissenschaften, zweiter Band; Bibliographisches Institut AG, Mannheim 1970; S. 930).
Zur Anregung der Leuchtstoff-Farbelemente befindet sich auf der dem Betrachter des Bildschirmes abgewandten Seite eine Lochmaske, wobei jedem Anzeigenelement ein Loch zugeordnet ist. Durch diese Löcher der Lochmaske gelangen die den Grundfarben zugeordneten drei Elektronenstrahlen auf die entsprechenden Farbelemente und regen sie zum Leuchten an.
Die Mischfarben entstehen dabei durch gleichzeitiges Aufleuchten verschiedenfarbiger Farbelemente. Das Auge integriert die Farben der Farbelemente zu dem entsprechenden Farbeindruck (additive Farbmischung).
Nachteilig ist bei diesen bekannten Bildschirmen unter anderem, daß sie relativ aufwendig aufgebaut sind und eine Anregung der Leuchtstoff-Farbelemente mit einem System aus drei Elektronenstrahlen erfolgen muß. Hierdurch ist der gesamte Aufbau zur Wiedergabe von Bildern außerordentlich voluminös. Außerdem lassen sich nur relativ kleine Bildschirme herstellen, so daß zur Darstellung von Wandtafelbildern (Autokino, Werbetafel etc.) zusätzliche Projektoren verwendet werden müssen. Ferner ist bei den bekannten Bildschirmen besonders nachteilig, daß die Bilder bei Tageslicht, insbesondere bei Sonnenbestrahlung, kaum sichtbar sind.

Aus der nicht vorveröffentlichten Druckschrift WO 00/00947 A1 ist eine Vorrichtung zur Erstellung von durch auffallendes Licht erkennbaren Bilder und Texten, die einen Bildschirm mit einer Farbtafel umfaßt, welche auf der dem Betrachter zugewandten Seite eine vorgegebene Anzahl sich rasterartig aneinander anschließender Anzeigenelemente auf- weist. Dabei weist jedes Anzeigenelement mindestens einen Farbspiegel auf, der von einem flachen, zumindest auf der Sichtseite durchsichtigen Behälter gebildet ist, dessen Innenraum über mindestens einen Kanal mit mindestens einem Farbbehälter in Verbindung steht. Der Inhalt des jeweiligen Farbbehälters kann durch eine elektronische Ansteuerung so unter Druck gesetzt werden, daß aus dem Farbbehälter Farbe in den Behälter gelangt und durch Reduzierung des Druckes im Farbbehälter die Farbe aus dem Farbspiegel abgesaugt wird.

Aus der US 4,161,832 ist eine aus sieben Anzeigenelementen bestehende Anzeigenvorrichtung zur Darstellung numerischer Informationen bekannt. Dabei bestehen die einzelnen Anzeigenelemente jeweils aus einem Block aus transparentem Material, der bodenseitig mit einer fluoreszierenden Schicht versehen ist. Die Anzeigenelemente werden seitlich mittels einer Lichtquelle beleuchtet und weisen alle den gleichen Farbton auf. Um unterschied liche numerische Informationen darzustellen (z.B. die Zahlen von 0 – 9) können die einzelnen Anzeigenelemente jeweils mittels eines verschwenkbaren Abdeckelementes entweder nicht oder vollständig abgedeckt werden, wobei die Schwenkbewegung des Abdeckelementes mittels eines sich auf der dem Betrachter abgewandten Seite des Anzeigenelementes befindlichen Elektromotors erfolgt.

Aus der DE 44 25 034 A1 ist ein Farb-Flüssigkristall-Sichtanzeigesystem mit einem Bildschirm bekannt, wobei jedes Anzeigenelement sich aus drei benachbarten Farbelementen zusammensetzt, so daß alle auf dem Bildschirm darzustellenden Mischfarben erzeugt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach und relativ flach aufgebauten Bildschirm weitgehend beliebiger Größe anzugeben, mit dem Bilder dargestellt werden können, die auch bei Tageslicht gut sichtbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, als Bildschirm eine Farbtafel zu verwenden, bei der die Farbelemente nicht aus Leuchtstoffen bestehen, die von der dem Betrachter abgewandten Seite jeweils durch Elektronenstrahlen angeregt werden müssen, sondern aus Echtfarben, die auf der dem Betrachter des Bildschirmes zugewandten Seite aufgebracht werden und deren Farbkraft durch Lichteinflüsse nicht oder nur unwesentlich beeinflußt wird. Unterschiedliche Mischfarben und eine Änderung der Bildhelligkeit werden dabei durch Änderungen der Farbanteile, die die einzelnen Farbelemente zum Farbeindruck des jeweiligen Anzeigenelementes beisteuern, mittels einer elektronischen Steuervorrichtung erreicht.

Hierzu umfassen die einzelnen Farbelemente jeweils ein einen einheitlichen Farbton aufweisendes Grundelement, welches z. B. mittels zungenförmig ausgebildeter weißer, schwarzer oder farbiger Abdeckelemente abgedeckt werden kann. Für einen Betrachter ergibt sich dann z.B. bei einem blauen Grundelement, welches teilweise mit einem weißen Abdeckelement abgedeckt ist, ein hellblauer Farbton, der mit den Farben der weiteren Farbelemente zu einer entsprechenden Mischfarbe des Anzeigenelementes führt.

Ein derartiger Bildschirm läßt sich besonders einfach herstellen, wenn die Farbtafel aus einem lichtundurchlässigen Träger, z.B. aus Keramik, besteht, auf den ein Grundfarbmuster mit farblichen Grundelementen konstanter Abmessungen aufgebracht wird.

Die Farben der Abdeckelemente können weitgehend beliebig gewählt werden, dürfen allerdings nicht mit den Farben des jeweils abzudeckenden Grundelementes übereinstimmen. Weisen die Grundelemente der Farbtafel die Farben rot, gelb und blau auf, so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Abdeckelemente eine weiße Farbe besitzen. Weisen die Grundelemente der Farbtafel hingegen die Farben rot, weiß und blau auf, so sollte für die Abdeckelemente eine gelbe Farbe verwendet werden. Die Farben der Grundelemente eines Anzeigenelementes der jeweiligen Farbtafel und die Farben der Abdeckelemente können also untereinander beliebig getauscht werden, sie müssen aber zusammen die Grundfarben umfassen, aus denen sich bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Bildschirmes die gewünschten Mischfarben erzeugen lassen.

Ferner ist es bei Grundelementen mit zwei getrennt angeordneten Abdeckelementen möglich, das erste (weiße) Abdeckelement zur Änderung des Hell-/Dunkelkontrastes des jeweiligen Farbelementes heranzuziehen (z.B. bei einem blauen Farbton des Grundelementes wird am Ort des Betrachters ein mehr oder weniger hellblauer bis weißer Farbton erzeugt) und das zweite Abdeckelement zur Änderung der Farbanteile des jeweiligen Anzeigenelementes zu verwenden. Dabei soll die Farbe des zweiten Abdeckelementes (z.B. rot) weder mit der Farbe des Grundelementes (z.B. blau) noch mit der Farbe des ersten Abdeckelementes (z.B. weiß) übereinstimmen.

Besonders einfach läßt sich der erfindungsgemäße Bildschirm aufbauen, wenn man anstatt der mechanischen Abdeckelemente eine Schicht aus einem durchsichtigen Material, wie Glas, Keramik oder Kunststoff, verwendet, deren Farbe und deren Farbausdehnung in einem vorgebbaren Bereich durch Anlegen einer entsprechenden Steuerspannung veränderbar ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

1 die Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Bildschirmes mit einer Farbtafel, auf der mehrere sich aus jeweils drei Farbelementen zusammensetzende Anzeigenelemente dargestellt sind;

2 einen vergrößerten Ausschnitt des in 1 mit II bezeichneten Farbelementes, bei dem ein farbiges Grundelement durch zwei Abdeckelemente unterschiedli cher Farbe von jeweils gegenüberliegenden Seiten überdeckbar ist;

3 eine schematische Darstellung eines 2 entsprechenden Farbelementes, bei dem das farbige Grundelement durch zwei Abdeckelemente unterschiedlicher Farbe von der gleichen Seite überdeckbar ist;

4 bis 7 vier Beispiele von Anzeigenelemente, die sich aus unterschiedlich geformten Farbelementen zusammensetzen, und

8 eine weitere bevorzugte Anordnung eines Grundfarbmusters einer Farbtafel.

In 1 ist mit 1 ein erfindungsgemäßer Bildschirm bezeichnet, der eine auf einer Bodenplatte 2 befindliche Farbtafel 3 umfaßt. Auf der Farbtafel 3 sind eine mit Führungsstegen 4 versehene, nach oben hin durchsichtige Abdeckplatte 5 und darüber eine Glasplatte 6 zum Schutz der Farbtafel 3 und der Abdeckplatte 5 angeordnet.

Die Farbtafel 3 besteht aus einer lichtundurchlässigen Trägerplatte 7 (2) aus Keramik, auf der ein Grundfarbmuster aus balkenförmigen Grundelementen 8, 9 und 10 konstanter Abmessungen aufgebracht ist. Die Grundelemente weisen entweder einen Rot-, Gelb- oder Blauton auf. Die einzelnen farbigen Grundelemente 8-10 sind jeweils durch ein weißes und ein schwarzes zungenförmiges Abdeckelement 11, 12 aus einem elastischen, reibungsarmen Material abdeckbar. Die farbigen Grundelemente 8-10 und die dazugehörigen Abdeckelemente 11, 12 definieren Farbelemente 13-15, die hinsichtlich des Hell-/Dunkelkontrastes durch Verschieben der Abdeckelemente 11, 12 veränderbar sind.

Die zungenförmigen Abdeckelemente 11, 12 sind durch spaltförmige Öffnungen 16, 17 der Trägerplatte 7 in das kammerförmige Unterteil 18 der Farbtafel 3 geführt und dort jeweils mit einem mittels eines Antriebselementes (aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt) verschiebbar angeordneten Zungensockel 19, 20 verbunden. Die Führung der zungenförmigen Abdeckelemente 11, 12 im Bereich oberhalb der Farbtafel 3 erfolgt durch die Führungsstege 4 der Abdeckplatte 5 (1).

Jeweils drei benachbarte Farbelemente 13-15 unterschiedlicher Farben bilden ein Anzeigenelement 21.

Als Antriebselemente für die zungenförmigen Abdeckelemente 11, 12 können beispielsweise Elektromotoren (für relativ niedrige Bildwechselfrequenzen, wie sie für Werbetafeln ausreicht) oder Piezoelemente (für hohe Bildwechselfrequenzen, wie sie bei Farbmonitoren benötigt wird) etc. verwendet werden. Dabei können die mit den Antriebselementen und einer elektronischen Steuervorrichtung 22 verbundenen elektrischen Leitungen 23 über die Bodenplatte 2 den Antrieben zugeführt werden (1).

Im folgenden wird auf die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Bildschirmes eingegangen:
Soll beispielsweise ein mit einer Videokamera 24 aufgenommenes Bild auf dem Bildschirm 1 dargestellt werden, so wird das Videosignal der elektronischen Steuervorrichtung 22 zugeführt. Diese verarbeitet das jeweilige Videosignal in entsprechende Stellsignale für die Antriebe der zungenförmigen Abdeckelemente 11, 12, so daß die einzelnen Grundelemente 8 durch die Abdeckelemente 11, 12 entweder teilweise, ganz oder nicht abgedeckt werden. Für den Betrachter des Bildschirmes 1 ergibt sich in einem vorgegebenen Abstand ein Anzeigenelement 21 mit einheitlicher Farbe (einschließlich der Farben schwarz und weiß), dessen Farbe sich entsprechend den darzustellenden Bildern fortlaufend ändern kann.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise mindestens eines der beiden Abdeckelemente auch mit einer der Grundfarben rot, gelb oder blau versehen werden und das zugeordnete Grundelement die Farbe weiß besitzen.

Außerdem müssen die beiden Abdeckelemente das jeweilige Grundelement nicht zwingend von gegenüberliegenden Seiten überdecken. Vielmehr ist es auch möglich, daß die Abdeckelemente das jeweilige Grundelement nur von einer Seite überdecken. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt 3, wobei mit 7' die Trägerplatte, mit 9' das gelbe Grundelement sowie mit 11' und 12' die beiden Abdeckelemente bezeichnet sind.

Ferner brauchen die einzelnen Grundelemente der Farbelemente nicht zwingend balkenförmig (vgl. 4) ausgebildet zu sein, sondern können quadratisch (5), kreisausschnittförmig (6) oder teilweise auch kreisförmig (7) ausgebildet sein (die entsprechenden Anzeigenelemente sind in den 4-7 mit 21, 21', 21'' und 21''' bezeichnet).

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Grundelemente unterschiedlicher Farben zeilenförmig angeordnet (8) und benachbarte Zeilen gegeneinander verschoben sind. Dabei können je nach der gewählten elektronischen Ansteuerung als Anzeigenelement 21^IV entweder drei nebeneinanderliegende Farbelemente (unterschiedlicher Farben) oder auch drei Farbelemente aus zwei benachbarten Zeilen, deren Mittelpunkte jeweils ein Dreieck bilden, verwendet werden.

Ferner muß der Bildschirm und damit die Farbtafel nicht zwingend eine ebene Form besitzen, sondern kann, je nach Verwendungszweck, auch gewölbt ausgebildet sein.

Schließlich kann es zweckmäßig sein, die Farbelemente bzw. die farbigen Grundelemente zusätzlich (z.B. von der dem Betrachter zugewandten Seite) zu beleuchten, um den Bildschirm auch bei Dunkelheit verwenden zu können.

1: Bildschirm
2: Bodenplatte
3: Farbtafel
4: Führungsstege
5: Abdeckplatte
6: Glasplatte
7,7': Trägerplatte
8-10: Grundelemente
11,11': erste Abdeckelemente, Abdeckelemente
12,12': zweite Abdeckelemente, Abdeckelemente
13-15: Farbelemente
16,17: spaltförmige Öffnung
18: Unterteil (Farbtafel)
19,20: Zungensockel
21-21^IV: Anzeigenelemente
22: elektronische Steuervorrichtung
23: elektrische Leitung
24: Videokamera

Claims

Bildschirm zur Wiedergabe farbiger Bilder mit den Merkmalen: a) der Bildschirm (1) umfaßt eine Farbtafel (3), die auf der dem Betrachter zugewandten Seite eine vorgegebene Anzahl sich aneinander anschließender Anzeigenelemente (21-21^IV ) aufweist; b) jedes Anzeigenelement (21-21^IV ) setzt sich aus mindestens drei benachbarten Farbelementen (13-15) zusammen, wobei die Farbtöne der Farbelemente (13-15) derart wählbar sind, daß die auf dem Bildschirm (1) darzustellenden Mischfarben erzeugt werden können; c) das einzelne Farbelement (13-15) umfaßt ein einen einheitlichen Farbton aufweisendes Grundelement (8-10) sowie mindestens ein erstes durch eine elektronische Steuervorrichtung (22) ansteuerbares auf der dem Betrachter zugewandten Seite sich senkrecht erstreckendes farbiges Abdeckelement (11, 11'), welches derart ausgebildet ist, daß es das Grundelement (8-10) auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Farbtafel (3) entsprechend der Ansteuerung durch die elektronische Steuervorrichtung (22) nicht, teilweise oder vollständig abdeckt und welches einen von dem jeweiligen Grundelement (8-10) abweichenden Farbton aufweist; d) die Abdeckelemente (11-12') sind zungenförmig ausgebildet und bestehen aus einem biegsamen Material, und e) die Farbtafel (3) ist mit spaltförmigen Öffnungen (16, 17) versehen, derart, daß jedem Grundelement (8-10) randseitig mindestens eine spaltförmige Öffnung (16, 17) zugeordnet ist, durch welche das zungenförmig ausgebildete Abdeckelement (11-12') auf die dem Betrachter abgewandten Seite der Farbtafel (3) hindurchgeführt und dort mit einem durch die elektronische Steuervorrichtung (22) steuerbaren Antrieb verbunden ist.
Bildschirm zur Wiedergabe farbiger Bilder mit den Merkmalen: a) der Bildschirm (1) umfaßt eine Farbtafel (3), die auf der dem Betrachter zugewandten Seite eine vorgegebene Anzahl sich aneinander anschließender Anzeigenelemente (21-21^IV ) aufweist; b) jedes Anzeigenelement (21-21^IV ) setzt sich aus mindestens drei benachbarten Farbelementen (13-15) zusammen, wobei die Farbtöne der Farbelemente (13-15) derart wählbar sind, daß die auf dem Bildschirm (1) darzustellenden Mischfarben erzeugt werden können; c) das einzelne Farbelement (13-15) umfaßt ein einen einheitlichen Farbton aufweisendes Grundelement (8-10) sowie mindestens ein erstes durch eine elektronische Steuervorrichtung (22) ansteuerbares auf der dem Betrachter zugewandten Seite sich senkrecht erstreckendes farbiges Abdeckelement (11, 11'), welches derart ausgebildet ist, daß es das Grundelement (8-10) auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Farbtafel (3) entsprechend der Ansteuerung durch die elektronische Steuervorrichtung (22) nicht, teilweise oder vollständig abdeckt und welches einen von dem jeweiligen Grundelement (8-10) abweichenden Farbton aufweist; d) das jeweilige Abdeckelement (11-12') besteht aus einem durchsichtigen Material, wie Glas, Keramik oder Kunststoff, dessen Farbe und Farbausdehnung in einem vorgebbaren Bereich durch Anlegen einer entsprechenden Steuerspannung veränderbar ist.
Bildschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem jeweiligen Anzeigenelement (21-21^IV ) zugeordneten drei Grundelemente (8-10) einen roten, gelben und blauen Farbton besitzen und daß das den Grundelementen jeweils zugeordnete erste Abdeckelement (11, 11') zur Gänze einen weißen Farbton aufweist.
Bildschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der dem jeweiligen Anzeigenelement (21-21^IV ) zugeordneten drei Grundelemente (8-10) einen weißen Farbton besitzt und daß das den drei Grundelementert (8-10) jeweils zugeordnete erste Abdeckelement (11, 11') einen roten, gelben oder blauen Farbton aufweist.
Bildschirm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem ersten Abdekkelement (11, 11') ein zweites, ebenfalls durch die elektronische Steuervorrichtung (22) ansteuerbares Abdeckelement (12, 12') vorgesehen ist, welches einen schwarzen Farbton aufweist.
Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbtafel (3) auf einer undurchsichtigen Trägerplatte (7, 7') angeordnet ist.
Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbtafel (3) auf der dem Betrachter zugewandten Seite mit einer durchsichtigen Glasplatte (6) abgedeckt ist.
Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbelemente (13-15) eines Anzeigenelementes (21-21''') derart angeordnet sind, daß jedes Farbelement (13-15) an die jeweils beiden anderen Farbelemente angrenzt.