DE3689791T2 - Verfahren und vorrichtung zur elektro-optischen farbbildformung. - Google Patents

Description

Allgemeiner Stand der Technik Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung liegt auf dem Gebiet elektro-optische Abbildung, und betrifft insbesondere Systeme zum Umsetzen elektrischer Signale in chromatische Strahlung für ein Lichtgate-Array- Decodieren auf einem flachen plattenförmigen Display (FPD).
• Beim Stand der Technik ist die Farb-Kathodenstrahlröhre (CRT) universell für die Umsetzung von elektrischen Signalen in monochromatische oder polychromatische Bilder benutzt worden. Deren vielseitige Verwendungsmöglichkeit wird jedoch durch deren inhärente Eigenschaften hinsichtlich einer geometrischen Verzerrung, einer Packungsdichte, hoher Spannungen, einem Mangel an gleichförmigem Auflösungsvermögen, einer Stoßempfindlichkeit, eines hohen Gesamtgewichts und der augenscheinlichen Unbrauchbarkeit behindert, grobe (größer als eine Diagonale von 89 cm) oder kleine (kleiner als eine Diagonale von 5 cm) Bildflächen ohne eine Projektion bzw. optische Verkleinerung zu erreichen.
• Von besonderem Interesse ist derzeit das sogenannte Flach-Display (Flat Panel Display (FPD)), wie es in kommerziellen Druckschriften (1) bezeichnet wird. Diese Art Display steht heute in mehreren Varianten (2) zur Verfügung, die bekannt sind als Gas-Plasma (GPD)-, elektrophoreszierende oder elektroluminiszierende (ELD), fluoreszierende (VFD) und Flüssigkristall (LCD)-Displays.
• Bei einem bekannten LCD, (US-Patent US-A 4 090 219 (Ernstoff et al)) werden sequentielle Farbfeldtechniken, ein variables Flüssigkristall-Reflexionsvermögen und aktive Elektronik an jeder Bildelement-(Pixel)Stelle benutzt, um eine Farbabbildung zu erreichen. Bei derartigen Displays sind im allgemeinen ein geringes Bildauflösungsvermögen infolge eines langsamen Pixel-Ansprechens, schmale Blickwinkel und eine Video-Bandbreiten-Verschlechterung bezüglich eines sequentiellen Farbfeldbetriebs nachteilig. Die System-Funktionsfähigkeit wird ferner durch die Mechanik des Farbfilterschaltens, das Verwenden von Feldeffekt- Transistoren und Kondensatoren an jeder Pixelstelle und die Anforderungen an verschiedene Video-Schieberegister, ein elektronisches Verriegeln sowie eine Abtast-Halte-Schaltungsanordnung kompliziert.
• Displays, die Gas-Plasma (wie Neon- und Argon-Ionen) verwenden, sind grundsätzlich als monochrome oder Ton-in-Ton-Vorrichtungen weit verbreitet. Spannungen, um diese Gase zu aktivieren, sind hoch (90 bis 185 V) im Vergleich zu den Spannungen, welche in modernen integrierten Schaltungen benutzt werden (üblicherweise 15 V oder niedriger). Bildauffrischzeiten (von etwa 200 ms) werden für normales Video als zu langsam angesehen. Obwohl diese Einheiten im Vergleich zu den normalen Kathodenstrahlröhren (CRT) verhältnismäßig dünn (7,5 cm) sind, haben sie wie die Kathodenstrahlröhre den Nachteil eines unerwünscht hohen Gewichts und sind als Glas-Vakuumröhren stoßempfindlich. Handelsübliche ELD- und VFD-Einheiten, wie die gerade erwähnten FPDs haben sich als nicht brauchbare Alternativen zu den Farb-Kathodenstrahlröhren erwiesen; sie weisen generell einen Mangel an Farbempfindlichkeit bei langsamem Videoansprechen und eine geringe Bandbreite auf; es ist nicht möglich, breite Grauskalen-Intensitätsschattierungen zu erreichen.
• Eine Methode, die sich von allen vorhergehenden unterscheidet, ist in dem US-Patent US-A-4 170 772 (Bly) beschrieben, bei welchem vertikale Streifen aus abwechselnd roten, grünen und blauen Leuchtstoffen quer über einer gemeinsamen transparenten Vorderseiten-Elektroden und zwischen einer Anzahl horizontaler rückseitiger Elektrode angeordnet sind. Bei Anlegen der entsprechenden Spannung(en) zwischen einer horizontalen Elektrode und der vorderen Fläche, kommen die dazwischen angeordneten Leuchtstoffe zum Glühen und erscheinen als eine Reihe von rotgrün-blauen Punkten, die sich auf der ganzen Länge der angeregten horizontalen Zeile wiederholen. Eine elektrisch doppelt brechende Lichtventil-(Lichtgate) Spaltenanordnung, bei welcher PLZT-Keramikmaterial in einem quadratischen (Kerrzellen-) Format verwendet ist, ist zwischen Betrachter und horizontalen Leuchtstoff - Punktemissionen über die Vorderfläche angeordnet, so daß die Lichtventilspalten jeweils einen Leuchtstoffpunkt adressieren. Wenn die Spalten-Lichtventile ihre Durchlässigkeit entsprechend Videosignalen ändern, wobei sie entsprechend sequentiell angeordnet sind, ergibt sich ein Bild.
• Leuchtstoff- bzw. Phosphormaterialen sprechen im allgemeinen nicht auf Dauerzustand-Stromänderungen an, da sie unter Vakuumbedingungen und kurzen Hochspannungsimpulsen auf eine Elektronenstrahl-Anregung ansprechen. Ferner erfordern Degradationseffekte infolge von Ladungswanderungen, wenn Leuchtstoffe durch gepulsten oder kontinuierlichen Gleichstrom angeregt werden, zur Erleichterung ein periodisches Ändern der angelegten Spannungspolarität, was wiederum zusätzliche Schalteinrichtungen erfordert. Ein Elektrodenabstand bei transversalen (quadratischen) elektrisch doppelt-lichtbrechenden Materialien wird auch problematisch, wenn sie mit peripheren Ansteuer-Schaltungsanschlüssen für Computer-Displays u.ä. kombiniert werden. Beispielsweise ist, um ein Schalten mit 10 V von PLZT-keramischen Lichtventil-Anordnungen vorzusehen, die 15.000 V/inch (6.000 V/cm) zwischen schräg verlaufenden Elektroden erfordern, ein sehr kleiner Elektrodenabstand von etwa 0,00067 inch (0,00170 cm) erforderlich. Die Elektroden selbst würden, wenn 15% des Abstands genutzt wird, nur 0,0001 inch in der Breite bei einer Dichte von 1.500 pro Inch sein. Folglich hat abgesehen von wissenschaftlichen, militärischen oder speziellen industriellen Anwendungsfällen eine Nutzung von PLZT-modulierten Leuchtstoff-Emissionseinheiten als Farbvideo-Bildgeräten in großem Umfang nicht stattgefunden.
• Die vorliegende Erfindung trägt zu der Lösung vieler Probleme bei, die sich, wie vorstehend ausgeführt, beim Stand der Technik ergeben haben. Durch die Verwendung von Lichtgeneratoren (wie Laser oder LED), um unmittelbar chromatische Strahlung abzugeben, die insgesamt auf die Video-Eingangssignale anspricht, wird die Notwendigkeit hinsichtlich CRT-Elektronenstrahl-Einrichtungen und die damit zusammenhängenden großen Abmessungen sowie die hohen Spannungen entfallen. Insbesondere LEDs lassen niedrige Video-Ansteuerspannungen (von 2 bis 10 V) zu, während sie ein schnelleres Ansprechen (von 2 ns oder weniger) als andere vorstehend erörterte FPD-Methoden schaffen. Ferner weist die Erfindung nicht die Komplexität auf, welche durch aktive Emitter und/oder Elektronik an jeder Pixel-Stelle vorhanden sein muß. Obwohl lineare doppelt-lichtbrechende Materialien, wie Lithium-Niobat (LiNbO3) in dem Lichtgate-Decoder verwendet werden, ist ein einigermaßen brauchbar zugänglicher Elektrodenabstand von 0,008 inch vorgesehen, wobei eine gute Bildauflösung (0,20 mm Pixel-Abstand) erhalten wird. Ein dünner Decoder (0,003 cm), bei welchem dieses Material verwendet wird, sorgt für ein optisches Schalten bei weniger als 10 V.
• Wie in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, ist eine umfangreiche Schaltung zum Verriegeln, Abtasten und Malten, ein Ansteuern mit hoher Spannung und eine FET-Kondensator-Steuerung auf der Pixel-Stelle nicht erforderlich. In der "Festkörper"-Ausführung weist die Ausführungsform ein robustes und praktisches flaches Display (Flat Panel Display) mit schnellem Videoansprechverhalten entweder für eine monochromatische oder eine Mehrfarben-Abbildung auf. Obwohl die Erfindung in der Lage ist, selektiv an verschiedenen Oberflächen-Abgabestellen zu strahlen, ermöglichen weitere aus dem Stand der Technik bekannte Zusätze mehrwegige geschaltete Übertragungen, wie sie für ein Signal-Multiplexen/Demultiplexen verwendet werden können.
Quellenangaben
• (1) Zeitschriften:
• - "Video Signals and Monitor Design", Les Solomon, Dez. 1984 erschienen, Computers & Electronics, Bd. 22, Nr. 12, Seite 53.
• - "Super - TVs", David Lachenbruch, Juli 1985 erschienen, Popular Science, Bd. 227, Nr. 1, Seite 64.
• - "Flat Panel Display - Apple Computer", Cynthia E. Field, Juni 1985 erschienen, inCider-The Apple II Journal, Bd. 3, Nr. 6, Seite 95.
• - "Flat Panel Color TV", Carl Laron, Dez. 1984 erschienen, Radio-Electronics, Bd. 55, Nr. 12, Seite 57.
• - "New Flat Panel Displays", Bob Margolin, Febr. 1985 erschienen, Computers & Electronics, Bd. 23, Nr. 2, Seite 66.
• (2) Instruktionsmaterial:
• - Understanding Optronics, 1981, Masten, Masten & Luecke, Texas Instruments Learning Center, Dallas, TX Publ. Tandy Corp; Abschnitt 5, Stn. 14 bis 27 inclusiv.
Zusammenfassung der Erfindung
• Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden elektrische Signale in ein nicht-kohärentes, aber eindeutiges Feld optischer Strahlung codiert, welche anschließend für eine kohärente Abbildung decodiert wird. Die Erfindung wird daher vom Erfinder als das "Chromachron" bezeichnet, um dadurch deren Eigenschaften hinsichtlich zeitlicher Steuerung und Multi-Chrominanz zu veranschaulichen. Die Begriff "optisch", "Farbtöne", "Strahlung" und "Licht" sind verwendet, um alle Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums von der Mikrowelle bis den Röntgenstrahl-Bereichen einschließlich infraroter, sichtbarer und ultravioletter Strahlung einzuschließen, da sie sich für eine Verwendung bei der Erfindung eignen.
• In einer Ausführungsform der Erfindung beruht die Konzeption auf einer Anzahl von Lichtquellen (zwei oder mehr) verschiedener Farbtöne (zwei oder mehr), welche weiß einschließen können, die erforderlichenfalls erregt werden, um verschiedene Strahlungsfarbtöne erforderlichenfalls in einem dreidimensionalen begrenzten Raum zu erzeugen. Ein Abgeben von optischer Strahlung aus dem Raum ist nur durch die Öffnung eines binären Lichtgates ("Gate") in einer Gruppe von sonst geschlossenen "Gates" vorgesehen, die in Matrixform in einem spezifizierten Ausgangsbereich des begrenzten Raums angeordnet sind, welcher der "Abbildungsschirm" bezeichnet sind. Die "Gates" in dieser Matrixanordnung, die hier als die RyCx-Licht-Gates bezeichnet sind, bilden im wesentlichen den Abbildungsschirm. Entsprechend Signalen, welche die Farbtöne anregen, werden eindeutig "Gates" an synchronisierten Stellen und Zeitpunkten durch digitale Anregungen geöffnet und geschlossen, um so Ausgangsgröße(n) über die Abbildungsschirmfläche zu schaffen. Bei einer Nutzung für eine TV-Abbildung können die Zeitsteuer- und Auffrischtechniken verwendet werden, um ein visuelles Flimmern des Bildmosaiks auszuschließen, wenn es tatsächlich aus sich schnell bewegenden Punkten von unterschiedlich übertragenen Farbtönen über der gesamten Anzeigefläche zusammengesetzt ist.
• Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden strahlende bzw. leuchtende Farbtöne selbst in den dreidimensionalen begrenzten Raum übertragen, um dadurch bei der Erfindung die Notwendigkeit auszuschließen, Lichtquellen zu erregen.
• Die Verwendung von Primär- oder Sekundärfarben von zwei oder mehr Farbtönen ist wesentlich, wie von Maxwell 1861 untersucht worden ist, um drei Farbbilder (Rot, Grün und Blau), zur Deckung gebracht, zu projizieren, um so Bilder verschiedener Farbtöne wahrzunehmen. Ein Arbeiten mit zwei Farben ist von Hauron 1985 vorgenommen worden und anschließend sind Arbeiten mit zwei und drei Farbkombinationen von anderen ausgeführt worden, wie Fox und Hickey (1914), Troland (1926), Judd (1949) und Land (1959)
• In den Grundlagen-Wissenschaften stellt das CIE-Chrominanzdiagramm eine graphische Wiedergabe von Mehrfarben-Mischreaktionen dar, während für Kommunikation (wie Fernsehen, Farbcomputer-Monitore, usw.) NTSC-Chrominanz-Richtlinien oft spezifiziert werden.
• Eine grundlegende Aufgabe der Erfindung ist es, ein Festkörper- Flach-Display als Alternative zu der Kathodenstrahlröhre (CRT) zu schaffen. Bei den Verfahren und Einrichtungen gemäß der Erfindung ist eine derartige Alternative in einem Gerät realisiert, welches effizienter bezüglich einer Abbildung ist als die CRT, wobei es gleichzeitig ein wesentlich geringeres Gewicht und Volumen aufweist.
• Im Unterschied zu der Kathodenstrahlröhre (CRT) erfordert die Erfindung keine hohe Spannung und ist statt dessen funktionell kompatibel mit den niedrigen Signalpegeln und Anregungsspannungen, wie sie heutzutage in Computer- und Kommunikationsschaltungen verwendet werden.
• Bei dem Verfahren und der Einrichtung gemäß der Erfindung werden elektrische RGB-Video-Signale (wobei rote, grüne und blaue Farben in einem entsprechenden Verhältnis gemischt werden, um einen wahrgenommenen Farbton eines Bildes zu erreichen) an die Wandler der elektro-optischen Umsetzer angelegt, wobei der Umsetzer ein integraler Teil des Codierers der Erfindung ist. Der Umsetzer, welcher die RGB-Farben bei Anregung emittieren kann, setzt die elektrischen RGB-Signale direkt in die geforderte, diskreten optischen RGB-Strahlungen um.
• Es hat keine Folgen, wenn die Emissionen von den Wandlern kohärente oder nicht-kohärente Formen haben, solange die Farbtöne, die Intensität und die Dauer von Emissionen so sind, wie sie durch die anregenden RGB-Signale vorgeschrieben sind. Unter den verschiedenen Arten von bekannten elektro-optischen Wandlern, welche die geforderten Funktionen ausführen können, habe ich herausgefunden, daß der Festkörper-Laser oder die LED (lichtemittierende Diode) für diesen Zweck am besten geeignet sind. Insbesondere die LED wird in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet.
• Wenn vorgeschriebene Farbtöne von dem Umsetzer aus strahlen, werden sie sofort überall in einem die Strahlung begrenzenden Bereich in dem Codierer zerlegt; der "Ganzfeld-Verteiler"; dieser Ganzfeld-Bereich ist so konfiguriert, um die verfügbare Strahlung in einer eindeutigen "Ganzfeld-Strahlungs"-Form zu erhalten, so daß das erhaltene Feld nicht kohärent im Sinne von Kollimation und Wellen/Strahlungs-Phasenabgleich ist, sondern gleichförmig bezüglich der Farbton- und Feldstärke, d. h. isochron und isotrop in dem Ganzfeld-Verteiler ist. Verfahren der Erfindung sorgen für die Ganzfeld-Farbtöne, die entweder über "Schwarzpegel"- oder "Weißpegel"-Grundmoden zu erreichen sind, wobei diskrete Farbemissionen zugefügt oder subtrahiert werden. Diese Ganzfeld-Strahlung besitzt keinen diskreten Strahl und durchdringt den dreidimensionalen Ganzfeld-Bereich als einen strahlenden/leuchtenden und gleichförmig empfundenen Farbton mit einer durchwegs gleichförmigen Intensität. Ein Austritt dieser Strahlung ist nur über eine vorgeschriebene Fläche des Ganzfeld-Verteilers zugelassen, die an den Eingang zu dem Abbildungsschirm der Erfindung angrenzt. Die Ganzfeld-Verteiler- Funktion kann über bekannte, passive, optische Elemente ermöglicht werden, wobei der durchlässige (Containment) Bereich hohl ist, mit Fluid (Gas oder Flüssigkeit) Feststoffen, Granulat oder einem heterogenen Gemisch der vorstehenden Materialien gefüllt ist.
• Die geschaffene Ganzfeld-Strahlung durchleuchtet vollständig und gleichmäßig die Abbildungsschirm-Eingabefläche, welche in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem lichtdurchlässigen Polarisator aus einer dünnen Schicht oder Folie oder in Plattenform besteht. Die Austrittsfläche des Abbildungsschirms besteht aus einem ähnlichen Polarisator, welcher orthogonal zu dem Eingangspolarisator ausgerichtet ist, so daß ein Polarisator nur vertikal polarisiertes Licht durchläßt, während der andere nur horizontal polarisiertes Licht durchläßt.
• Zwischen den zwei Polarisatoren des Abbildungsbildschirms befindet sich eine durchlässige Platte (E-B-Platte) aus elektrisch-doppelt-lichtbrechendem Material, von welchem verschiedene Arten bekannt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein dünnes, den Pockels-Effekt ausnützendes, lineares elektrisch-doppelt- lichtbrechendes Material, wie Lithium-Niobat (LiNbO3) verwendet, wobei transparente Elektrodenleitungen jeder der Flächen senkrecht zu der optischen Achse nahe beieinander angeordnet sind. Die Elektrodenleitungen einer Seite der E-B-Platte sind senkrecht bezüglich der Elektroden-Leitungen der anderen Seite angeordnet. Diese zusammengesetzte Konfiguration, nämlich zwei orthogonal zueinander angeordnete Polarisatoren, die eine E-B-Platte bilden, welche orthogonal zueinander verlaufende Elektroden-Leitungen an ihren Oberflächen aufweist, welche den Polarisatoren benachbart sind, weist ein elektro-optisches Lichtgate auf, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Da es ferner eine Vielzahl von orthogonal zu einander angeordneten Elektrodenleitungen gibt, ist ein in Matrixform angeordneter Plexus von sehr kleinen Lichtgates (den RyCx-Gates), welche den Abbildungsschirm der Erfindung aufweisen, ausgebildet. An die Elektrodenleitungen angelegte Spannungen aktivieren die Lichtgates.
• Diese Konfiguration kann als ein x-y-Matrix-Koordinatensystem sichtbar gemacht werden, bei welchem Elektroden die x- und y-Linien einer Ticktack- oder Schachbrett-Anordnung sind, wobei die schachbrett-ähnlichen Quadrate einzeln schaltbare Lichtgates oder "Fenster" sind, welche bei optischen Übertragungen entweder geöffnet oder geschlossen sein können. Es kann ferner sichtbar gemacht werden, daß, sollten die verschiedenen Farbtöne eines Bildes über diese "Fenster" in entsprechender Zuordnung übertragen werden, ein Farbbild-Mosaik wahrgenommen wird, oder ein monochromatisch empfundenes Bild Übertragungen desselben Farbtons mit Intensitäts-Schattierungen haben sollte.
• Bei dem Verfahren, die Lichtgates für eine Farbton-Übertragung zu schalten, werden x-y-Elektroden in vorgeschriebener Weise durch Anregungsspannungen adressiert. Durch ein solches Adressieren wird bzw. werden ein "Fenster" oder "Fenster" (Gates) in der Abbildungsschirm-Lichtgate-Anordnung geöffnet, um so die Zeit und Stelle vorzuschreiben, an welche das Bildmosaik zu übertragen ist, so daß ein eindeutiger Farbton, welcher durch ein eindeutiges RGB-Signal vorgeschrieben ist, welches das System der Erfindung anregt, als eine Punkt-Übertragung ausgestrahlt wird. Die gesamte Lichtgate-Anordnung wird bezüglich Raum und Zeit entsprechend RGB-Signalen, die an das System anzulegen sind, abgetastet, um dadurch das Bildmosaik zu eindeutigen Vielfach- Punktübertragungen der vorgeschriebenen Farbtöne auf dem Abbildungsschirm zu machen.
• Optische Strahlungen, welche durch die Verfahren und Einrichtungen der Erfindung abgeleitet und geschaltet worden sind, werden auf dem elektro-optischen Gebiet und nicht nur zum Abbilden von Szenen verwendet. Durch Koppeln des Ausgangs des Abbildungsschirms der Erfindung in angemessener Weise an den Eingang der elektro-optischen Bild-Umsetzeinrichtung, wie eine CCD-(ladungsgekoppelte) Videokamera oder eine andere ikonoskopische Einrichtung kann Strahlung, welche von dem Abbildungsschirm austritt, für eine Speicherung, ein Demultiplexen oder erneutes Übertragen in analoge elektrische Signale umgewandelt werden
• Ferner können durch Verbinden von Lichtleit- oder anderen aufnehmenden übertragungs-Elementen mit den Abbildungsschirm- Lichtgates die diskreten strahlenden Punkt-Übertragungen, welche durch die Übertragungselemente geschaffen sind, für eine Fernanzeige von Szenen oder Punkt-Übertragungen benutzt, oder in elektrische Analogons der chromatischen Bestandteile umgesetzt werden oder können über eine große Anzahl von Empfangskanälen verteilt werden, die ein optisches Schalt- oder Demultiplex-System aufweisen.
• Einrichtungen und Verfahren der Erfindung können auch zum Multiplexen in elektro-optischen System verwendet werden. Ein Umsetzen von diskreten oder mehrfachen elektrischen RGB-Signalen in die optische Ganzfeld-Strahlung, die gleichförmige Farbton- und Feldstärke-Kenndaten aufweist, schließt wirksam ein elektro-optisches Multiplexen ein. Ferner schließt das direkte Umsetzen von diskreten oder vielfachen optisch strahlenden Farbtönen in die vorerwähnte Ganzfeld-Strahlung ein direktes optisches Multiplexen ein.
• Folglich ist es ein Ziel der Erfindung, Einrichtungen und Verfahren zu schaffen, die auf dem Gebiet einer Farbabbildung und des elektro-optischen Schaltens vorteilhaft sind. Ein weiteres Ziel ist es, Einrichtungen zu schaffen, um elektrische Videofarbsignale direkt in erzeugte chromatische Strahlung mit Farbtönen zu codieren, welche auf die eingegebenen Videosignale ansprechen.
• Ein weiteres Ziel ist es, Verfahren und Einrichtungen zu schaffen, um ein gleichförmig codiertes optisches Strahlungsfeld unmittelbar aus einem diskreten Strahlungsfarbton oder mehrfachen Strahlungsfarbtönen zu erreichen, welche zu codierende Bestandteile enthalten.
• Ein weiteres Ziel ist es, eine Verarbeitungs- und Richteinrichtung zu schaffen, in welcher das gesamte erzeugte Strahlungsfeld im wesentlichen an den Eingang eines Decoder-Abbildungsschirms gekoppelt wird. Ein weiteres Ziel ist es, Einrichtungen zu schaffen, um die codierte Strahlung elektro-optisch zu decodieren, um das Abbilden von Szenen oder von decodierten Punkt- Übertragungen zu erreichen.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Einrichtungen zu schaffen, wodurch ein Teil einer Fläche, welche mittels der codierten Strahlung beleuchtet ist, denselben augenblicklichen Informationsgehalt enthält. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein gleichzeitig identisches Mehrfachabbilden in den Grenzen eines Decoder-Abbildungsschirms zu schaffen, welcher von der erzeugten Strahlung durchleuchtet wird.
• Ein weiteres Ziel ist es, Einrichtungen und Geräte für ein Multiplexen und Demultiplexen von Signalen in Kommunikations- und Logiksystemen zu schaffen. Ein weiteres Ziel ist es, eine Abbildungseinrichtung zu schaffen, welche mit Computer- und Kommunikations-Signalpegeln und -Formaten kompatibel ist.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Flach-(Panel)-Display zu schaffen, das im Vergleich zu der bekannten Farb-Kathodenstrahlröhre die Eigenschaften und Vorteile eines im Querschnitt dünnen Festkörperaufbaus, dessen Zuverlässigkeit, dessen geringen Energieverbrauch und dessen geringes Gewicht hat.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schafft das direkte Umsetzen von elektrischen Videosignalen in Abbildungs- Farbtönen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm des Systems der Erfindung;
• Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm des Decoders, welcher einen Abbildungsschirm und eine digitale Ansteuereinheit aufweist;
• Fig. 3 ist eine Ansicht der Chromachron-Einrichtung;
• Fig. 3A ist eine Seitenansicht der Chromachron-Einrichtung;
• Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.
• Fig. 5 ist eine Ansicht der Umsetzereinheit der Erfindung;
• Fig. 5A ist eine Seitenansicht der Umsetzereinheit der Erfindung;
• Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Abbildungsschirms;
• Fig. 6A ist eine Draufsicht der Abbildungsschirm-Abgabefläche;
• Fig. 6B ist eine Draufsicht der Abbildungsschirm-Eingabefläche;
• Fig. 7 ist eine in Einzelteile aufgelöste, perspektivische Darstellung der Chromachron- Einrichtung;
• Fig. 8 ist eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines einfachen Gehäuses, das die Verteilereinrichtung festlegt;
• Fig. 9 ist eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Verteiler-Einrichtung, welche als eine Mischung von Dispersionspartikeln abgegrenzt ist, die in einem einfachen Gehäuse enthalten sind;
• Fig. 10 ist eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Verteiler-Einrichtung, die als eine feste, durchlässige dispergierend-brechende Substanz dargestellt ist;
• Fig. 11 ist ein optisches Emissions-Zeitsteuerdiagramm, um chromatische Ganzfeld-Strahlung zu erhalten, wobei die Erfindung in einem Schwarzpegel-Referenzmode betrieben wird;
• Fig. 12 ist ein optisches Emissions-Zeitsteuerdiagramm, um chromatische Ganzfeld-Strahlung zu erhalten, wobei die Erfindung in einem Weißpegel-Referenzmode betrieben wird;
• Fig. 13 ist eine partielle Schnittansicht der Chromachron-Einrichtung, die optische "Lichtleiter" veranschaulicht, welche mit dem Abbildungsschirm verbunden sind;
• Fig. 14 ist eine partielle Schnittansicht der Chromarchron-Einrichtung, welche Spot-Übertragungen veranschaulicht, welche mittels der photo-elektrischen Einrichtung gefühlt worden sind;
• Fig. 15 ist eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Verteilereinrichtung, die als eine passive optische Verarbeitungseinrichtung dargestellt ist, die mit Lichtleitern für eine Zwischenübertragung von optischen Signalen verbunden ist, und
• Fig. 16 ist eine Darstellung eines Abbildungswürfels, welcher Mehrfach-Abbildungsschirme veranschaulicht, die Mehrfachbilder von demselben augenblicklichen Ganzfeld- Strahlungsfeld erzeugen.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Durch die nachstehend im einzelnen beschriebenen Verfahren und Einrichtungen werden abgeleitete und verarbeitete analoge, optische Video-Strahlungsfelder ausgerichtet, um selektiv chromatische Pixels (Bildelemente) zu übertragen, wodurch die Notwendigkeit einer Verwendung von Leuchtstoffen und Elektronenstrahlen, wie bei der Kathodenstrahlröhre (CRT), entfällt.
• In Fig. 1 der Erfindung werden augenblickliche elektrische RGB-Videosignale 1 (Signale 1), die mit horizontalen und vertikalen Sync-Signalen 27 synchronisiert sind, durch eine polychromatische Umsetzereinrichtung 3 umgesetzt, um sofort optische Emissionen 5 abzuleiten, deren Strahlung für eine Abbildung oder Übertragung als ein Pixel oder ein Strahl zu verarbeiten und auszurichten ist.
• Emissionen 5 werden über eine Ganzfeld-Verteiler-Einrichtung 7 einer Codiereinheit 11 dispersiv verarbeitet, um als ein erzwungenes und isochron wahrgenommenes, momentanes, isotropes optisches Strahlungsfeld 9 (Feld 9) ausgebildet zu werden, dessen wahrgenommener Farbton durch chromatisches Mischen in einer Art abgeleitet wird, die den Diagrammen von Fig. 11 oder 12 nicht unähnlich ist.
• Das Feld 9 hat die isotrope Ganzfeld-Form, wobei die augenblickliche Intensität, Persistenz und der isochrone Farbton (eine durchwegs gleichförmige Farbe) die synergetische, optische Resultierende der Dreibereich-Bestandteilwerte von Signalen 1 ist. Das Feld 9 befindet sich augenblicklich in dem dreidimensionalen Bereich der Codiereinheit 11, welche mit der Decodiereinheit 13 verbunden ist, und durchdringt diesen dreidimensionalen Bereich, um so einen elektro-optischen Abbildungsschirm 21 gänzlich und gleichförmig zu durchleuchten, wobei die Einrichtung 21 eine aneinandergrenzende Vielzahl von binären Lichtgate- RyCx-Abbildungspunkten aufweist, was nachstehend noch beschrieben wird.
• Ein momentan eindeutiger RyCx- Lichtgate -Abbildungspunkt wird durch eine Adressen-Steuereinheit 23 synchron ausgewählt und angeregt, um so eine Ganzfeld-Übertragung des gesamten residenten Strahlungsfeldes durch den eindeutigen RyCx-Lichtgate-Abbildungspunkt der Einrichtung 21 als einen abgebildeten optischen Pixel- oder Strahlungsstrahl zu richten. Durch eine wiederholt durchgeführte Verarbeitung mittels der vorstehend angeführten Verfahren und Einrichtungen für jeweils später eintreffende, momentane Signale 1 werden nacheinander momentane Ganzfeld-Übertragungen von Feldern 9 über den Schirm 21 als entsprechend zeitlich gesteuerte und räumlich ausgerichtete, benachbarte Pixels einer abzubildenden optischen Zusammensetzung erzeugt. Eine kontinuierliche Wiederholung oder ein "Auffrischen", was beim Stand der Technik bekannt ist, sorgt für eine wirklichkeitsgetreue (echte, genaue) Abbildung, ohne daß ein visuelles Flackern wahrgenommen wird.
• Ergänzend werden nunmehr Fig. 2 und 7 beschrieben; Decodierverfahren, um zeitlich gesteuert einen RyCx-Lichtgate-Abbildungspunkt des Schirms 21 zeitlich gesteuert auszuwählen und anzuregen, um so ein augenblicklich residentes Feld 9 abzubilden, welches die optische Strahlung ist, die einem augenblicklichen RGB-Signal 1 entspricht, werden nunmehr erörtert: Eine Adressensteuereinrichtung 23, die später noch beschrieben wird, von einer System-Energieeinheit 25 versorgt ist und durch Sync-Signale 27 synchronisiert ist, aktiviert Zeilen- und Spalten-Adressenleitungen 21 bzw. 19 zum Zwecke des elektro-optischen Schaltens in einem Abbildungsschirm 21; der Schirm 21 weist eine Anzahl von benachbarten, selektiv durchlässigen, binären Lichtgates (RyCx-Gates) auf, die in Matrixform angeordnet sind und als Abbildungspunkte für gerichtete Ganzfeld-Übertragungen von Strahlungsfeldern in Form von Pixels oder Strahlen dienen.
• Über die Leitungen 17 bzw. 19 werden Zeilenelektroden 39 und Spaltenelektroden 41 des Schirms 21 mit entsprechenden Spannungen von der Steuereinheit 23 beaufschlagt, um so ein synchron ausgewähltes Öffnen eines eindeutigen, binären E/O-(elektro-optischen) Gates RyCx aus dessen remanenten geschlossenen Zustand zu ermöglichen. Ein "offenes" Gate RyCx läßt Strahlung durch, während ein "geschlossenes" Gate RyCx dies nicht tut. Dieses eindeutige, offene Lichtgate RyCx wird aus einer verfügbaren Anzahl von sonst geschlossenen Lichtgates RyCx ausgewählt, die in einem Zeilen/Spalten-(Y/X-)Abbildungsmatrixformat angeordnet sind. Die für Gates RyCx eingegebene Strahlung wird in einen Polarisator 47 des Schirms 21 eingegeben, und die für Gates RyCx abgegebene Strahlung wird von dem Polarisator 51 des Schirms 21 abgegeben.
• Bei den vorstehend wiedergegebenen Prozessen wird das eindeutig offene Gate RyCx sofort mit dem residenten, analogen, optischen Strahlungsfeld 9 synchronisiert, welches momentan mit RGB-Signalen 1 synchronisiert ist. Das Feld 9 durchdringt einen Abschnitt der Verteilereinheit 7 des Codierers 11 und wird an den Eingang des Schirms 21 angekoppelt. Durch die Verfahren und Einrichtungen der Erfindung ist das Feld 9 vorgesehen, um den Eingang an allen Gates RyCx, welche die Abbildungsmatrixanordnung des Schirms 21 bilden, gleichförmig und gleichzeitig zu durchleuchten, kann aber nur über den Schirm 21 zu einem "offenen" RyCx-Gate durchgelassen werden.
• Folglich wird das ganze momentane Strahlungsfeld 9 so, wie es durch die Steuereinheit 23 ausgerichtet ist, durch das momentan einzige offene Lichtgate RyCx des Schirms 21 als der Punkt-Übertragungsfarbton 15 durchgelassen. Der so hergeleitete, verarbeitete und gerichtete Farbton 15 ist ein eindeutiger, chromatischer, isochron wahrgenommener Strahl der Strahlung oder ein eindeutiges Strahlungspixel; hierbei enthält der Strahl oder das Pixel alle die Eigenschaften, einschließlich einer zeitlichen und räumlichen Auflösung, die zu dessen Anregungs-RGB-Signal 1 gehören und kann ferner als eines der Pixels einer abzubildenden Szene wahrgenommen werden. Ferner kann der Farbton 15 als ein diskretes optisches Signal für andere Anwendungen der Erfindung benutzt werden, was später noch beschrieben wird.
• Elemente 1 bis 29 von Fig. 1 bilden eine Ausführungsform des Betriebssystems der Erfindung. Teile 3 bis 23 von Fig. 1 bilden die Einrichtung 29 der Erfindung. Teile 3 bis 7 der Fig. 1 sind Komponenten des Codierers 11 der Erfindung. Teile 17 bis 23 der Fig. 1 sind Komponenten des Decodierers 13 der Erfindung. Elemente der Umsetzereinheit 3, der Verteilereinheit 7, des Schirms 21, der Adressensteuereinheit 23 und anderer Einrichtungen und Verfahren, die in der vorstehenden Beschreibung noch nicht zu finden sind, werden nachstehend im einzelnen beschrieben.
• RBG-Signale 1 sind elektrische Signale, welche den roten, grünen und blauen optischen Inhalt anzeigen, der in dem Strahlungsfeld 9 festzustellen ist, und sie besitzen die analogen Eigenschaften hinsichtlich Amplitude und Dauer, die zu einem diesbezüglichen optischen Beitrag zu dem Feld 9 proportional sind. Da die zur Zeit verfügbaren Videokameras und Bildröhren nur auf Luminanz basierende Informationen aufnehmen und anzeigen, löst eine TV-Kamera eine Farbszene in gesonderte rote, grüne und blaue Bilder auf, die auf jeweils drei Kameraröhren fokussiert sind. Ausgangsspannungen Er, Eg und Eb dieser drei Röhren, die proportional zu den Intensitäten der drei Primärfarben sind, werden zu einer "zusammengesetzten Video"-Form (PAL oder NTSC) für eine hochfrequente Trägermodulation verarbeitet.
• RGB-Signale 1, die an der Umsetzereinheit 3 der Erfindung vorzusehen sind, haben die Kamera-Abgabeform (Er, Eg, Eb) und nicht die "zusammengesetzte Video"-Form und werden daher als die "RGB" - oder "Basis-Video"-Form bezeichnet, welcher synchron Sync-Signale 27 zugeordnet ist.
• Eine Synchronisation der untereinander zusammenhängenden Prozesse der Erfindung, bei welcher Basis-Video-Signale 1 mittels des Codierers 11 in Feldern 9 codiert werden, um über den Schirm 21 als Farbtöne 15 übertragen zu werden, ist durch das Anlegen von Sync-Signalen 27 an die Adressensteuer-Einrichtung 23 erreicht. Das Benutzen von elektro-optischen Bildprozeß-Synchronisiersignalen ist ebenso wie deren Herleiten und Anlegen allgemein bekannt. Insbesondere können Signale 27 die horizontalen und vertikalen Sync-Signale der herkömmlichen TV-Systeme sein, können so bei der Erfindung verwendet werden oder können eine andere spezifische Art von Sync-Signalen sein, die in anderen spezifischen Anwendungsfällen erforderlich sind.
• RGB- oder "Basis-Video"-Signale stehen heutzutage ohne weiteres von einer Vielzahl von Quellen zur Verfügung, wie Fernseh-Videodatenquellen, Computer-Videodatenquellen, aufgezeichneten Videodatenquellen und Telekommunikations-Videodatenquellen für eine Bilddaten-Übertragung. Alle derartigen und ähnliche Quellen von RGB-Signalen (Signalen 1) werden nachstehend insgesamt als "Video-Datenquellen" bezeichnet. Ferner sind elektrische Video-Datenquellen-Signale (VDS-Signale) elektrische Signale, welche nicht nur Signale 1 vorsehen, sondern auch die dazu gehörenden Synchronisiersignale, welche hier als Sync-Signale 27 bezeichnet sind. Wenn bei Anwendungen zum Verarbeiten von Strahlung für eine Abbildung oder eine Übertragung mittels der Verfahren und Einrichtungen der Erfindung direkte optische Eingangssignale und nichtelektrische umzuwandelnde RGB-Signale 1 benutzt werden, um so unmittelbar angelegte optische Emissionen 5 zu bilden, dann dienen solche optische Signale als optische RGB-Videosignale und werden angesehen, daß sie von optischen Datenquellen als "ODS"-Signalen geschaffen worden sind, die von "VDS"-Signalen zu unterscheiden sind. In solchen Fällen sind dann erforderlichenfalls Sync-Signale 27 synchron zu den ODS-Signalen vorhanden und zusammen mit diesen vorzusehen. Ein momentanes und naheliegendes Beispiel von ODS-Signalen ist die vorliegende Erfindung selbst, wobei RGB-Signale 1 in optische Felder 9 umgesetzt worden sind, um eine codierte Übertragung über den Abbildungsschirm 21 als Farbtöne 15 zu leiten, welche eindeutige chromatische Strahlungspixels oder Strahlen bilden; die Pixels oder Strahlen werden ferner verwendet, wenn sie (als Licht oder Farbe) über durchlässige Lichtleiter übertragen werden, die mit dem Ausgang des Schirms 21 verbunden sind. Rote, grüne und blaue auf diese Weise übertragene, optische Strahlen (wobei auch andere Farbtöne verwendet werden können) können als Farbpixel-Dreibereich-Bestandteile von optischen RGB-Videosignalen benutzt werden, um dadurch eine Art ODS-Signal zu schaffen. Andere bekannte Beispiele von ODS-Signalen enthalten optische Übertragungssignale in Lichtleitersystemen, in optischen LED- und Laser-Systemen und Übertragungs-Kommunikationssystemen und enthalten optische Strobe- und Tachometer-Signale, die in optischen Verarbeitungssystemen benutzt werden. ODS- und VDS-Signale können generell als IDS-(Bilddatenquellen-)Signale bezeichnet werden.
• Eine Systemenergieeinheit 25 kann eine herkömmliche Einrichtung sein, um eine Gleichspannung von 15 V an eine Adressensteuereinheit 23 in einer bevorzugten Ausführungsform zu liefern, in welcher integrierte Schaltungen verwendet sind, wobei die gesamte erforderliche Energie und möglicherweise andere Spannungen von anderen Faktoren abhängen, die von den Herstellern solcher Schaltungen genau festgelegt sind. Eine Energieeinheit 25 kann einfach eine Batterie oder irgendeine andere Quelle sein, die eine entsprechende Energie liefert.
• Anhand von Fig. 2 werden in Verbindung mit Fig. 1 Verfahren und Einrichtungen zum Aktivieren des Schirms 21 beschrieben, so daß ein entsprechendes Gate RyCx für die Übertragung eines eindeutigen Farbtons 15 an dessen Pip (Pixelabbildungspunkt) geöffnet wird. Die Energieeinheit 25 und Synchronisiersignale 27 dienen dazu, Generatoren 31 und 33 und Ansteuereinheiten 35 und 37 in der Steuereinheit 23 zu erregen, um dadurch Mehrfach-Adressenleitungen 17 für Zeilenelektroden 39 und Mehrfach-Adressenleitungen 19 für Spaltenelektroden 41 anzuregen.
• In Abhängigkeit von den Ansteuerimpuls- und Zeitsteuer-Kenndaten, welche mittels der Einheit 23 bei entsprechenden Anwendungen der Erfindung erzeugt worden sind, können Gates RyCx diskret für eine Aktivierung adressiert oder kontinuierlich in einem TV-Rasterformat abgetastet werden, wodurch die Pips des Schirms 21 für ein Abbilden in TV-Systemen sequentiell geordnet werden können. Wenn sie so verwendet werden, erfolgt das herkömmliche Abtasten von der oberen zur unteren Zeile, während die Spalten von links nach rechts abgetastet werden.
• Verschiedene ähnliche Techniken für ein Zeilen/Spalten-Adressieren von Lichtgates ist bekannt; Beispiele hierfür sind in dem US-Patent US-A-4 090 219 (Ernstoff et al), dem US-Patent US-A-4 170 772 (Bly) und in vielen kommerziellen Computern und TV-Produkten zu finden, in welchen heutzutage LCD und andere flache Displays verwendet werden. Selbstverständlich ist das Matrix- Adressierformat für den Schirm 21 der Erfindung nicht unähnlich dem herkömmlichen Format.
• Zu beachten ist jedoch, daß die grundsätzlichen Funktionen der RyCx-Gates in dem Verfahren der Erfindung sich von den üblichen unterscheiden. Insbesondere werden Gates RyCx nicht dazu benutzt, um die Intensität des Feldes 9 oder einer anderen optischen Strahlung zu modulieren, wenn sie für eine Übertragung über den Schirm 21 als Farbton 15 durchläuft. Ferner werden diese RyCx-Lichtgates nicht für die Modulation von diskreten chromatischen Emissionen, Reflexionen oder Brechungen verwendet, um einen vorgeschriebenen Farbton oder eine Farbtonschattierung zu formulieren; auch werden sie nicht für die Schattierung eines monochromatischen optischen Farbtondurchlaufs für eine Reflexion oder eine Brechung verwendet, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Zweck von Gates RyCx besteht darin, für den Austritt der Felder 9 über den Schirm 21 an Pips zu sorgen, was mit den Zeit- und Platzanforderungen von RGB-Signalen 1 verbunden ist.
• Somit sind RyCx-Lichtgates der Erfindung funktionelle binäre Elemente, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem von zwei Zuständen, d. h. entweder einem offenen oder einem nicht-offenem Zustand, für eine Übertragung eines Feldes 9 als Farbton 15 betrieben werden. Selbstverständlich werden die Farbe und die Intensität, die als Farbton 15 wahrgenommen werden, in dem Strahlungsfeld 9 vordisponiert. Folglich zeigt ein Mangel im Farbton 15 an einem synchronisierten Pip nicht ein Verschließen eines RyCx-Gates an, um ein 100% schwarzes Pixel zu erzeugen; im Gegenteil es zeigt an, daß das Feld 9 momentan aufgehört hat, und daß der Pixelfarbton schwarz ist,wie durch RGB-Signale 1 vorgeschrieben ist.
• In Fig. 1, 3 und 4 ist ein Codierer 11 als ein Abschnitt eines Geräts 29 dargestellt. Der Codierer 11 weist eine Umsetzereinheit 3 und eine Verteilereinheit 7 auf, die so ausgerichtet sind, daß gebeamte optische Emissionen 5 (5R, 5G und 5B für rot, grün bzw. blau), die von Farbwandlern 43R, 43G und 43B erzeugt worden sind, welche mittels RGB-Signalen 1 angesteuert worden sind, nicht direkt auf den in Fig. 6 und 7 dargestellten Eingangspolarisator 47 des Schirms 21 strahlen. Vielmehr werden diese Emissionen 5 an die Verteilereinheit 7 übertragen, um in dieser gestreut zu werden, um dadurch ein Strahlungsfeld für den Eingangspolarisator 47 zu erzeugen.
• In der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 5 besteht die Umsetzereinheit 3 aus einem einfachen Tragrahmen 45, welche Wandlereinheiten 43 enthält. In Verbindung mit Fig. 3 ist eine Wandlereinheit 43 dargestellt, welche aus vier Reihen 67 besteht, welche beispielsweise drei Emitter (Wandler) enthalten, (jeweils Emitter 43R, 43G, 43B für rot, grün bzw. blau), die in dein Rahmen 45 gehaltert sind, um so den Peripheriebereich am Schirm 21 in der Chromachron-Einrichtung 29 zu bilden. Obwohl in Fig. 4 und 5 eine Reihe 67 dargestellt ist, die polychrome Eigenschaften besitzt, wobei durchaus mehr als ein Emitter für jeden diskreten Farbton zulässig sind, können durchaus auch andere Anordnungen verwendet werden. Solche Anordnungen könnten Verfahren einschließen, bei welchen jede Reihe 67 aus einer Anzahl Einzelfarbton-Emittern oder genau aus einem Einzelfarbton-Emitter besteht, wodurch eine eindeutige Reihe 67 für jeden monochromen Bestandteil von Emissionen 5 erforderlich ist, was durch RGB-Signale 1 vorgeschrieben ist. Andererseits könnte eine einzige polychrome Reihe 67 verwendet werden.
• Wandlereinheiten 43 sind E/O-(elektro-optische) Vorrichtungen, welche Emissionen 5 aus RGB-Signalen 1 ableiten können. Es sind viele derartiger Vorrichtungen bekannt; die häufigsten sind die weißglühenden, phosphorizierenden, fluoreszierenden Vorrichtungen, Plasma- oder Gasentladungseinheiten, elektrische Lichtbogen erzeugende Einheiten und die Laser- und LED-Ausführungen. Die beiden letzteren sind bekannt für ihre schnellen E/O-Umsetzzeiten in dem Nano/Pikosekunden-Bereich, so daß sie in Video-Lichtgeneratoren für schnelle TV- und Kommunikationsvorgänge brauchbar sind, während die zuerst angeführten Arten für langsamere Abbildungs- und Daten-Displays brauchbar sind.
• Die Verwendung von LED-Emittern für Wandlereinheiten 43 ist in Anwendungsfällen der Erfindung zweckdienlich, bei welchen Wirtschaftlichkeit, eine entsprechende Größe, ein schnelles Ansprechen und Robustheit gewünscht werden, und somit insbesondere bei Festkörper-Ausführungen der Erfindung für ein Video-Abbildungs- und Kommunikations-Schalten. Solche LEDs stehen von verschiedenen Gesellschaften zur Verfügung, wie Dialight (Brooklyn, NY), IDI (Edgewater, NJ) und Inter-Devices (Anaheim, CA); die LEDs stehen auch für verschiedene diskrete Farbemissionen und Ausgangsintensitäten zur Verfügung, die bis zu 300 mcd (Millicandela) und darüber hinaus reichen. Halbleitermaterialien, die sowohl für Festkörper-Laser als auch -LEDs verwendet werden, enthalten Gallium-, Aluminium-, Arsen-, Phosphor- Indium- und Nitrid-Verbindungen.
• Der Rahmen 45 für die Wandler 43, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, ist so ausgeführt, daß er zu dem Codierer 11 und dem Schirm 21 der Erfindung paßt. Das Material des Rahmens 45 ist vorzugsweise Aluminium, kann jedoch auch irgendein anderes geeignetes Material sein, wie Kunststoff, Holz, Metall oder Glas. Es kann auch ohne den Rahmen 45 ausgekommen werden; in diesem Fall können die Wandlereinheiten 43 in der Verteilereinheit 7 untergebracht sein, wie in Fig. 10 dargestellt ist.
• In Fig. 1, 4, 7 und 8 ist eine Verteilereinheit 7 als ein dreidimensionaler Begrenzungsraum dargestellt, dessen Begrenzungen der Eingangspolarisator 47 des Schirms 21 und die Innenfläche des Codierergehäuses 65 sind. Der Eingangspolarisator 47, der später noch im einzelnen beschrieben wird, ist ein linearer Polarisator, welcher die einzige Einheit für ein Strahlungsfeld 9 am Ausgang des Codierers 11 und am Eingang zum Schirm 21 darstellt.
• Die Funktion der Verteilereinheit 7 besteht darin, Emissionen 5 der Wandler 43 in einer passiven dispersiven Weise zu verarbeiten, um so ein Strahlungsfeld 9 mit einem gleichförmigen Farbton und einer Intensität zu erzeugen, welche insgesamt und gleichförmig den Eingangspolarisator 47 des Schirms 21 durchleuchtet.
• In der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform ist die Verteilereinheit 7 als ein einfaches, hohles oder fluidgefülltes Gehäuse dargestellt, dessen Außenfläche das Codierergehäuse 65 ist, wobei die Innenfläche hoch reflektierende, brechende, dispersive optische Eigenschaften hat. Beschichtete oder polierte Spiegel, dünne Kunststoff-, Glas- oder Kristall-Refraktoren oder eine weiße Beschichtung können verwendet werden. Andere dispersive Verfahren zum Erzeugen des Ganzfeld-Strahlungsfeldes 9 sind in Fig. 9 und 10 dargestellt.
• Fig. 9 zeigt die Verteilereinheit 7, die ein Gehäuse 65 aufweist, das eine lichtdurchlässige, dispersive, heterogene Mischung von Partikeln enthält, wie Glaskugeln oder andere lichtdurchlässige Polyeder oder Formen, die mit Hohlräumen durchsetzt sind, welche evakuiert sein können, mit einem Fluid (Flüssigkeit und/oder Gas) gefüllt sein können und/oder Partikel mit unterschiedlichen Geometrien enthalten.
• In Fig. 10 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Verteilereinheit 7 als eine massive, lichtdurchlässige, brechende und dispersive Substanz dargestellt, wie beispielsweise Glas, Kunststoff, Kristall, Keramik oder Epoxiharz, in welcher Wandlereinheiten 43 eingebettet sind, wobei die Innenfläche des Codierergehäuses 65 für ein Reflektieren, wie in Fig. 8 dargestellt, verspiegelt oder beschichtet ist. Somit ist eine Einheit für eine Refrakto-Reflekto-Dispersion von Emissionen 5 in Form eines Strahlungsfeldes 9 geschaffen. Soll die reflektierende Beschichtung direkt auf die gesamte Außenfläche der massiven dispersiven Substanz aufgebracht werden (außer an dem mit dem Schirm 21 verbundenen Ausgang), wird die Verteilereinheit 7, in welcher Wandlereinheiten 43 untergebracht sind, eine praktische Ausführungsform für den Codierer 11.
• Verschiedene andere Einrichtungen, um ein Strahlungsfeld 9 aus Emissionen 5 gemäß der Erfindung zu erzeugen, können vom Fachmann verwendet werden; ebenso ist das Verwenden von Elementen, wie Linsen, Spiegeln, Gittern, Diffusoren und Prismen in das Ermessen des Fachmanns gestellt.
• In Fig. 2 ist ein funktionelles Blockdiagramm der Adressensteuereinheit 43 der Erfindung dargestellt. Ein Vertikalgenerator 31 ist der Generator, welcher eine entsprechende digitale Impulsfolge an einer Zeilen-Ansteuereinheit 35 schafft. Die Ansteuereinheit 35, die sequentiell-verteilt-parallel arbeitet, schaltet im wesentlichen Impulselemente der Folge so, wie sie eintreffen; folglich können durch das sequentielle Beaufschlagen von Zeilenadressenleitungen 17 die damit verbundenen Zeilenelektroden 39 in dem Schirm 21 angesteuert werden. Der horizontale Generator 33 ist der Zeitsteuergenerator, welcher eine entsprechende digitale Impulsfolge an der Spalten-Ansteuereinheit 37 erzeugt. Die Ansteuereinheit 37, die sequentiell-verteilt - parallel arbeitet, schaltet tatsächlich Impulselemente der Folge so, wie sie eintreffen; hierdurch können durch das sequentielle Beaufschlagen der Spaltenadressenleitungen 19 die entsprechenden Spaltenelektroden 41 in dem Schirm 21 angesteuert werden.
• Die Polaritätsrichtung und die Spannungsamplitude der Impulse, welche an die Elektroden 31 und 41 angelegt werden, sind entsprechend, um die RyCx-Lichtgates des Schirms 21 zu aktivieren. Der Vertikalgenerator 31 und der Horizontalgenerator 33 der Steuereinheit 23 können herkömmliche digitale Impulse erzeugende und zeitlich steuernde Einrichtungen sein, wie beispielsweise der TTL-Typ SN54S124 (Texas Instruments, Inc. Dallas TX.)
• Die Zeilen- und die Spalten-Ansteuereinheiten 35 bzw. 37 können die gleichen Einrichtungen sein, wie beispielsweise die ICM 7281-Ansteuereinheit (Intersil, Inc., Santa Clara, CA). Obwohl diese speziellen Einheiten nur zum Ansteuern von 30 Ausgangsleitungen vorgesehen sind, kann ohne weiteres eine größere Anzahl verwendet werden, um eine Ausführungsform des Schirms 21 anzusteuern, welcher mehr als 30 Zeilen- oder Spaltenelektroden 39 bzw. 41 enthält. Insbesondere steuert eine Anordnung aus vier ICM 7281-Ansteuereinheiten, die in Tandem geschaltet sind und als Zeilenansteuereinheit 35 dienen, 120 Zeilenelektroden an, wobei dieselbe Anordnung auch für die Spaltenansteuereinheit 37 verwendet werden kann.
• In Fig. 6, 6A und 6B sind Ansichten wiedergegeben, welche eine bevorzugte Ausführungsform des Schirms 21 darstellen, von welchem in Fig. 7 eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Ansicht wiedergegeben ist. Ein Strahlungsfeld 9 ist an den Schirm 21 über einen Eingangspolarisator 47 gekoppelt, welcher eine entsprechende lichtdurchlässige lineare Polarisatorplatte, ein Blatt oder eine Folie ist, wie beispielsweise Polaroid Brand MN32 oder MN38S. Der Ausgangspolarisator 51 des Schirms 21 besteht aus einem entsprechenden polarisierten Material, das orthogonal zu dem Eingangspolarisator ausgerichtet ist, so daß ein Polarisator Licht in Richtung einer vertikalen Ebene durchläßt, während der andere Polarisator Licht in Richtung einer horizontalen Ebene durchläßt. Es hat keine Auswirkung auf die vorliegende Erfindung, welcher Polarisator in vertikaler Richtung polarisiert ist, solange der andere eine horizontale Richtung besitzt, was bekannt ist.
• Zwischen dem Eingangspolarisator 47 und dem Ausgangspolarisator 51 ist eine lichtdurchlässige E-B-(elektro-doppelt-brechende) Platte 49 angeordnet, deren Material eines von verschiedenen bekannten Materialien sein kann. Lineare (Pockels-Effekt-) E-B-Materialien, wie Lithium-Niobat (LiNbO3) Lithium-Tantalat (LiTaO3), Kalium-Dihydrogen-Phosphat (KDP) und deren deuterierte Form (KD*P) können verwendet werden; die ersten beiden sind nicht-hygroskopisch. Ferner ist es bekannt, quadratische oder quer verlaufende (Kerr-Effekt) E-B-Materialien, wie Lanthan-modifiziertes Blei-Zirkonium-Titanat (PLZT), ein zerbrechliches heterogenes Keramikmaterial und Nitrobenzol, eine toxische Flüssigkeit, zu verwenden. Zusätzlich können nematische Flüssigkristalle alternativ bei Anwendungen der Erfindung mit etwas niedrigerem Ansprechverhalten verwendet werden, und wenn sie in einer Platten- oder Blattform enthalten sind, können sie unmittelbar anstelle der Platte 49 verwendet werden. Für ein schnelles Video- oder Kommunikationsansprechen werden jedoch Flüssigkristalle nicht bevorzugt, da sie verhältnismäßig langsam auf Schaltspannungen ansprechen und bei Einwirken von Temperatur schlechter werden.
• In einer in Fig. 6 dargestellten, bevorzugten Ausführungsform eines Schirms 21 ist eine dünne Pockels-Effekt-E/B-Platte 49 aus kristallinem LiNbO3-Material verwendet, das nahe beieinander angeordnete, parallele Elektronenleitungen aufweist, welche in jeder der Oberflächen angeordnet sind, die dem Eingangspolarisator 47 und dem Ausgangspolarisator 51 benachbart sind und senkrecht zu der optischen Achse Z verlaufen, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Elektrodenleitungen 39 auf einer Fläche der Platte 49 sind orthogonal bezüglich Elektrodenleitungen 41 auf der gegenüberliegenden Fläche der Platte 49 angeordnet. Obwohl in Fig. 2 und 6 nur neun Leitungen 39 bzw. elf Leitungen 41 dargestellt sind, kann bei der entsprechenden Verwendung der Erfindung auch eine entsprechend andere Anzahl verwendet werden. Durch eine Spannung, welche zwischen den einander gegenüberliegenden orthogonalen Elektroden angelegt wird, wird ein elektrisches Feld in der Platte 49 in einer zu der optischen Achse Z parallelen Richtung erzeugt; das elektrische Feld ist an einem bestimmten Punkt oder Punkten diskret, was durch die geometrischen Zeilen/Spalten-Beziehung der Elektrodenleitungen 39 und 41 in dem Schirm festgelegt ist, an welche Spannungen angelegt werden. Die Elektrodenleitungen 39 und 41 können aus praktisch transparenten, elektrisch leitenden Materialien aufgebracht werden, welche Metalle oder Metallverbindungen sein können, wie Gold, Silber, Kupfer, Aluminium, Indium, Zinnoxid oder Indium-Zinn-Oxid (ITO); in einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Leitungen 39 und 41 aus im Vakuum auf gebrachtem ITO.
• Anhand von Fig. 7 und 2 wird ein Schirm 21 beschrieben, der entsprechend wirkt, um einen Übertragungsfarbton 15A über das Lichtgate RC1 zu erzeugen, das mit "A" bezeichnet ist. Das Gate R1C1 ist das erste der RyCx-Decodierer-Lichtgates, und ist, wie in Fig. 2 der Erfindung dargestellt ist, in Zeile 1, Spalte 1 angeordnet.
• Durch die vorstehend beschriebenen Verfahren und Einrichtungen können RGB-Signale 1A in Fig. 2 in ein Strahlungsfeld 9a umgewandelt und entsprechend verarbeitet werden, um so einen Decodierer-Eingangspolarisator 47 zu durchleuchten, wobei der Polarisator in diesem Fall in vertikaler Richtung polarisiert ist. Wenn an den Schirm 21 keine Aktivierungsspannungen angelegt sind, erstreckt sich das Feld 9a durch den Eingangspolarisator 47 und die E-B-Platte 49 hindurch als eine vertikal polarisierte, optische Ausführung von Signalen 1A. Ein Übertragen des Feldes 9A an den Ausgang des Schirms 21 ist jedoch nicht zulässig, wenn der Ausgangspolarisator 51 entsprechend ausgerichtet ist, so daß nur Strahlung mit einer horizontal polarisierten Ausrichtung durchgelassen wird.
• Wenn Elektrodenleitungen 39A und 41A, die zu dem Lichtgate A (R1, C1) gehören, über die Leitungen 17 und 19 von der Adressensteuereinheit 23 aus durch entsprechende Spannungen aktiviert werden, ändert sich jedoch die E-B-Platte 49 von einem isotropen in einen doppelt brechenden Zustand nur in dem Bereich des Gates A. Während dieser Aktion wird die vertikal polarisierte Strahlung des Feldes 9a wirksam um 90º gedreht, so daß sie an dem Ausgangspolarisator 51 horizontal angeordnet wird. Folglich wird das Feld 9a über den Schirm 21 als ein Farbton 15A übertragen, das von dem Auge 53 an einem eindeutigen Pip wahrgenommen wird, welche durch das Lichtgate R1C1 festgelegt ist.
• Ein anschließend aktiviertes Lichtgate R1C2 [Elektrodenleitung 39a an der ersten Zeile, Elektrodenleitung 41b an der zweiten Spalte] an einem Punkt "B" läßt synchron eine Übertragung eines anschließenden Feldes (9B) über den Schirm 21 als ein Farbton (15B) zu; ein anschließendes Signal (1B) sollte über den Codierer 11 angelegt werden. (Das Gate A an der Stelle R1C1 ist geschlossen). Wenn entsprechend fortgefahren wird, und wenn alle RyCx Lichtgates des Schirms 21 synchron in einer vorgeschriebenen Weise entsprechend RGB-Signalen 1, die auf dem Codierer 11 dargestellt sind, aktiviert oder "abgetastet" werden, können Szenen oder andere Bilder erhalten werden. "R-Abtast"- und "C"-Abtast-Richtungen, die in Fig. 2 der Erfindung dargestellt sind, sind so ausgelegt, daß sie zu dem herkömmlichen Abtastformat passen, das bei derartigen Anwendungen im allgemeinen verwendet wird.
• Die vorliegende Erfindung kann auch bei E/O-Schalt- und Abbildungs-Anwendungen verwendet werden. Beispielsweise bei Television werden, wie aus Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, synchronisierte RGB-Signale 1 an den Umsetzer 3 mit entsprechenden Pegeln angelegt, um Wandlereinheiten 43 anzusteuern. Durch die Funktionen des Codierers 11 werden Emissionen 5 von Wandlereinheiten 43 zu analoger, optischer Videostrahlung verarbeitet, welche als Feld 9 an dem Eingangspolarisator 47 des Schirms 21 anliegt. Sync- Signale 27 und eine Energieeinheit 25 aktivieren die Adressensteuereinheit 23 des Decodierers 13, wodurch digitale Zeilen- und Spaltenimpulse zum Abtasten von binären Lichtgates RyCx auf dem Schirm 21 erzeugt werden. Synchrone Strahlungsfelder 9 werden durch die synchron geöffneten RyCx-Gates als Farbtöne 15 an Pips durchgelassen, die zu den RGB-Signalen 1 gehören, wodurch das Abbilden von Szenen möglich wird.
• Verfahren und Einrichtungen der Erfindung sind für E/O-Ansprech- und Schaltzeitpunkte vorgesehen, die wesentlich über 4 MHz hinausgehen, so daß sie dadurch ohne weiteres zu den in der Praxis vorkommenden Video-Bandbreiten des kommerziellen Fernsehens passen. Durch Auslegen des Schirms 21 als eine Anordnung mit 256 · 256 Zeilen/Spalten-Lichtgates sind 65 536 Pips/Szenen geschaffen, welche bei einer Wiederholung von 60 Szenen pro Sekunde eine OSD-Bandbreite von 3,932 MHz ermöglichen, was somit einer praktischen TV-Abbildung entspricht. Bei einer gesteuerten Anwendung, wie beispielsweise in einem geschlossenen TV-Schaltkreis könnte diese 3,932 MHz-Auslegung die Impulsfolgefrequenz für den horizontalen Generator 33 sein. Bei dieser Anwendung muß jedoch eine Anpassung bezüglich der vertikalen 60 Hz- und der horizontalen 15,75 kHz-Synchronisierfrequenzen des kommerziellen Fernsehens vorgenommen werden. Folglich wird die Pulsfolge für den horizontalen Generator 33 auf 4,032 MHz eingestellt, um so 262,5 Ry-Zeilen · 256 Cx-Spalten zu schaffen; selbstverständlich sind die 6,5 Zeilen, die über R256 hinausgehen, virtuell und nicht Teil der OSD-Bandbreite.
• Spalten C1 bis C256 können nunmehr wiederholt 15 750 mal pro Sekunde bei 63,5 us/Abtastung mittels digitaler Impulse abgetastet werden, welche durch die Einrichtung 33 über die Ansteuereinheit 37 erzeugt werden. Der Horizontalgenerator 33 enthält zwei zu 50% ausgelastete Impulsquellen, die in einem Phasenänderungsmode bei einem Arbeitszyklus von annähernd 100% betrieben werden, wodurch Impulsbreiten von 248 ns bei einer Frequenz von 4,032 MHz erzeugt werden. Diese Impulse werden durch die Spaltenansteuereinheit 37 über die Leitungen 19 auf die Elektrodenleitungen 41 verteilt. Sync-Signale 47 sind für die Video-Synchronisation von 15,75 kHz sowohl für den Horizontalgenerator 33 als auch für die sich wiederholende Cx-Spaltenabtastfunktion der Spaltenansteuereinheit 37 vorgesehen.
• Obwohl zur Vereinfachung des Beispiels ein progressives (nichtverschachteltes) Abtasten von Ry-Zeilen durchgeführt wird, könnte selbstverständlich auch ein voller 525 Zeilen Abtastmode verwendet werden; eine derartige Konfiguration der Erfindung liegt jedoch im Wissen des Durchschnittsfachmanns. Der Vertikalgenerator 31 kann dann mit einer Frequenz von 15,45 kHz für den Zeilen-Abtastmode arbeiten, während bei Impulsbreiten von 63,5 us bei einem annähernd 100%-igen Arbeitszyklus an der Zeilenansteuereinheit 35 in einer Weise vorgesehen werden, welche nicht unähnlich den Verfahren sind, die bei dem Horizontalgenerator 33 angewendet worden sind. Über die Leitungen 17 an den Spaltenelektroden 39 aktiviert die Zeilenansteuereinheit 35 anschließend die Zeilen R1 bis R256 bei einer R-Abtastung, während eine C-Abtastung an den Spalten C1 bis C256 vollständig während jeder Zeilenaktivierungszeit von 63,5 us erfolgt.
• Die Zeilen-Ansteuereinheit 35 ist im wesentlich untätig für die 6,5 Zeilenimpulse, die auf jeweils 256 Zeilenabtast-Iterationen folgen, zu welchem Zeitpunkt der nächste, vertikale 60 Hz-Synchronisierimpuls von Signalen 27, die an die Ansteuereinheit 35 angelegt worden sind, eine Zeilenabtast-Reiteration bewirkt. Derselbe Sync-Impuls kann verwendet werden, um gleichzeitig die Impulsfolge des Vertikalgenerators 31 mit einem Reset zu synchronisieren, um dadurch irgendwelche partiellen Impulszeit- Steuerprobleme zu mildern. Die Pulsfolgefrequenz von 15,75 kHz des Vertikalgenerators 31 kann vom Fachmann ohne weiteres mit Hilfe von System-Sync-Signalen 27 synchronisiert werden.
• Durch die vorstehend beschriebenen Einrichtungen und Verfahren ist ein Synchronisieren des Systems der Erfindung mit RGB-Signalen 1 für eine synchrone Übertragung von Feldern 9 in Form von Farbtönen 15 über den RyCx-Lichtgate-Abbildungsschirm 21 erreicht, wodurch eine wirklichkeitsgetreue Abbildung von Szenen geschaffen ist.
• Andere Anwendungen der Erfindung werden nunmehr kurz unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Fig. 13 ist eine partielle Schnittansicht des Geräts 29 in Fig. 4, wobei eine Faseroptik oder andere lichtdurchlässige Lichtleiter-Einrichtungen 55 mit dem Ausgang des Schirms 21 an dem Lichtgate R1Cx verbunden sind. Die Übertragung des Feldes 9 als Farbton 15, was durch die vorstehend im einzelnen beschriebenen Einrichtungen und Verfahren der Erfindung abgeleitet, verarbeitet und ausgerichtet ist, wird erzwungen, um dem Verlauf des Lichtleiters 55, welcher nicht starr oder gerade sein muß, für eine Fernbeobachtung durch das Auge 53 zu folgen.
• Die Lichtgates RyCx des Schirms 21 können jeweils in gleicher Weise mit entsprechenden Lichtleitern 55 verbunden sein, um verschiedene Punkt-Übertragungsfarbtöne 15 weiterzuleiten, um dadurch ein entferntes Abbilden von ganzen Szenen zu ermöglichen. Wenn jeder dieser Lichtleiter 55 mit einzelnen RyCx-Gates verbunden und durch sie geschaltet wird, gibt es gesondere Kanäle für das Weiterleiten jedes eindeutigen Farbtons 15 zu gesonderten und unterschiedlichen Empfangsstellen, wodurch ein optisches Kommunikationsschalten und/oder Multiplexen/Demultiplexen geschaffen ist. Das Abgeben des Farbtons 15 an diesen Empfangsstellen kann optisch weiter verarbeitet oder über eine oder mehrere P/E-(photoelektrische) Fühleinrichtungen 57 in eine P/E-Reihe 59 umgewandelt werden, wie in Fig. 14 dargestellt ist. Fig. 14 zeigt einen diskreten Farbton 15 von dem Schirm 21, der auf eine P/E-Einheit 57 auftrifft, um elektrische analoge Signale 61 zu erzeugen. Zusätzlich kann durch Verwenden von optischen Trenneinrichtungen, z. B. Filter, Prismen oder Gitter ein Farbton 15 ohne weiteres in seine primären oder die anderen Farbbestandteile aufgeteilt werden. Wenn jeder dieser Farbbestandteile in ähnlicher Weise auf die P/E-Detektoren auftrifft, welche den Einheiten 57 der P/E-Reihe 59 entsprechen, wird ein elektrisches Analogon jedes Bestandteils des Farbtons 15 geschaffen. Durch diese Einrichtungen und Verfahren können dann diskrete elektrische Analogsignale 61 aus diskreten optischen Farbtönen 15 oder aus den Farbbestandteilen der Farbtöne 15 für anschließende Anwendungen auf dem jeweiligen Gebiet der Technik erhalten werden.
• Der Lichtleiter 55 kann aus einem herkömmlichen Übertragungsmaterial bestehen, wie Faseroptik, Glas, Kunststoff, Kristall, Keramik oder Epoxiharz, oder auch aus einem hohlen, nicht-lichtdurchlässigen opaken Material, wie Metall, Holz, Gummi oder aus hohlem opakem Glas, Kunststoff, Kristall, Keramik oder Epoxiharz und kann massiv hohl oder ein Hohlkörper sein, welcher mit lichtdurchlässigem Fluid, lichtdurchlässigen Partikeln oder einer Zusammensetzung hieraus gefüllt ist und er kann flexibel oder nicht sein. Die P/E-Detektoren 57 können herkömmlich sein, wie beispielsweise Photodioden, Phototransistoren, Solarzellen und Photovervielfacher.
• Eine P/E-Reihe 59, wie sie in Fig. 14 dargestellt ist, kann eine CCD-(ladungsgekoppelte) Anordnung oder ein anderer Videokamera- P/E-Bilddetektor sein. Bei einem entsprechenden Anschließen an die Ausgangs-Abbildungsfläche des Bildschirms 21 der Erfindung kann durch die Einrichtung 59 jeder Farbton 15 in einem abgegebenen Bildmosaik bezüglich eines eindeutigen P/E-Detektors 57 adressiert werden,wodurch elektrische Signale 61 geschaffen sind, die proportional zu den Intensitäten der Farbtöne 15 sind. So erhaltene Signale 61 können als elektrische Analogons von Bildern oder Szenen vom Schirm 21 für weitere Videoanwendungen genutzt werden. Diese elektrischen Analogons können auch als Datenübertragungs-Ausgangssignale gemäß der Erfindung betrachtet werden, welche für Kommunikationszwecke und/oder für ein Datenschalten genutzt werden.
• Fig. 15 zeigt eine Verteilereinheit 7, die passive optische Verarbeitungseinrichtungen aufweist, die aus lichtdurchlässigen, brechenden, dispersiven Materialien, wie Glas, Kunststoff, Keramik oder Epoxiharz gebildet sind, die mit Lichtleitern 69, 71 und 73 verbunden sind, so daß direkt Signale von optischen Datenquellen an die Einheit 7 übertragen werden können. Diese ODS-Signale, die als ODSR, ODSG, und ODSB für rote, grüne und blaue optische Signale dargestellt sind, können alternativ als Emissionen 5 dienen, um in Strahlungsfeldern 9 für ein Decodieren über den Schirm 21 der Erfindung verarbeitet zu werden, wie vorstehend beschrieben ist.
• Fig. 16 zeigt eine außergewöhnliche und einzigartige Möglichkeit, welche durch die Verfahren und Einrichtungen der Erfindung geschaffen ist. Durch Strahlungsfelder 9 des Ganzfeld-Formats, welche, wie vorstehend beschrieben, hergeleitet, verarbeitet und ausgerichtet sind, können Abbildungsfarbtöne 15 über eine Anzahl Schirme 21, die parallel zu den Einrichtungen des Systems der Erfindung geschaltet sind, gleichzeitig verbunden und vorgesehen werden.
• Zwei Schirme 21 können mit Strahlungsfeldern 9 verbunden werden, um identische Bilder oder Punkt-Übertragungen auf gegenüberliegenden Seiten eines flachen Displays zu erzeugen, ohne daß dessen Dicke zunimmt, oder es können viele Bildschirme 21 an Felder 9 gekoppelt und von vielen Displays von einer einzigen Decoder 11-Quelle aus benutzt werden. In Fig. 16 ist ein Abbildungswürfel 63 dargestellt, an welchem fünf Abbildungsflächen mit Hilfe von fünf identischen Schirmen 21 ausgebildet sind. Der sechste Flächenbereich enthält die Umsetzeinheit 3. Für den Fachmann ist es auch möglich, eine Abbildung auf allen sechs Würfelflächen vorzusehen und über andere Geometrien und Konfigurationen mehr als sechs Abbildungsflächen zu schaffen.
• Die Funktion der Verteilereinheit 7 ist über den eingeschlossenen Bereich der sechs Flächen im Inneren des Abbildungswürfels 63 geschaffen, welcher in dem vorliegenden Beispiel als der Codierer 11 betrachtet werden kann. Diese Flächen sind aus dem Umsetzer 3 und Flächen von fünf Eingangspolarisatoren 57 von fünf Schirmen 21 gebildet (Fig. 6). Ein Abgeben von Feldern 9 ist nur über Schirme 21 wie bei den vorher beschriebenen Verfahren der Erfindung vorgesehen. Obwohl andere Abbildungskonfigurationen, welche Felder 9 nutzen, vorstellbar sind und über die hier beschriebenen Verfahren und/oder Einrichtungen angewendet werden können, können bei allen derartigen Konfigurationen die Vielseitigkeit, Effizienz und die grundsätzlichen Konzepte und Methoden der Erfindung ausgenutzt werden.

Claims (15)

1. Displayeinrichtung zum Erzeugen eines Bildes, das aus einer Vielzahl von Bildelementen (Pixels) gebildet ist, mit

zumindest einer ersten und einer zweiten lichtabgebenden Einrichtung, wobei jede lichtabgebende Einrichtung, um als ein individuelles Ansprechen auf ein Videosignal sichtbare Lichtstrahlen zu erzeugen, eine Farbe hat, welche sich von derjenigen der anderen lichtabgebenden Einrichtung unterscheidet, eine Einrichtung zum Mischen der Farbstrahlen;

eine Blendschirmeinrichtung zum Begrenzen des Mischlichts, wobei die Blendschirmeinrichtung aus einer Vielzahl einzeladressierbarer Licht-Gates gebildet ist, damit, wenn sie adressiert sind, die Mischfarben-Strahlen emittiert werden können, und

eine Einrichtung, um die Licht-Gates in einer zeitlichen Beziehung zu dem Videosignal selektiv zu adressieren, so daß ein zusammengesetztes Mehrfarben-Display erzeugt wird.

2. Displayeinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Mischeinrichtung passive optische Einrichtungen zum Mischen der Farbstrahlen aufweist.

3. Displayeinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die passiven optischen Einrichtungen Lichtleiter enthalten.

4. Displayeinrichtung nach Anspruch 2, bei welchem die passiven, optischen Einrichtungen ein im wesentlichen zeitgleich empfundenes, im wesentlichen isotropes Strahlungsfeld erzeugen.

5. Displayeinrichtung nach Anspruch 1, bei welchem die Licht-Gates binäre Licht-Gates sind, so daß, wenn sie adressiert sind, Lichtstrahlung emittiert wird, und wenn sie nicht adressiert sind, im wesentlichen keine Lichtstrahlung emittiert wird.

6. Displayeinrichtung nach Anspruch 5, bei welcher die Blendschirmeinrichtung eine aneinanderstoßende Vielzahl der binären Licht-Gates aufweist.

7. Displayeinrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Blendschirmeinrichtung ferner gekreuzte Polarisatoren, transparente Elektrodenleitungen und ein elektro-optisches Material aufweist.

8. Displayeinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher zumindest eine der ersten und zweiten lichtabgebenden Einrichtungen diskrete Farblicht emittierende Dioden aufweist.

9, Displayeinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher zumindest eine der ersten und zweiten lichtabgebenden Einrichtungen diskrete Farblaser aufweist.

10. Displayeinrichtung mit

einem Gehäuse mit einem darin vorgesehenen Hohlraum, wobei der Hohlraum durch eine licht-undurchlässige Fläche begrenzt ist, und wobei das Gehäuse ferner eine Öffnung in einem Teil der Fläche aufweist, welche Öffnung mit dem Hohlraum in Verbindung steht;

eine erste lichtabgebende Einrichtung, um chromatische Lichtstrahlung veränderlicher Intensität in dem Hohlraum zu erzeugen;

eine zweite lichtabgebende Einrichtung, um chromatische Lichtstrahlung veränderlicher Intensität in dem Hohlraum zu erzeugen, welche verschieden ist von der Strahlung, die mittels der ersten lichtabgebenden Einrichtung erzeugt worden ist; ein optischer Schirm, welcher die Öffnung abdeckt und von der Lichtstrahlung beleuchtet wird, wobei der Schirm aus einer Vielzahl einzeladressierbarer Licht-Gates gebildet ist, um, wenn sie adressiert sind, ein Bildelement (Pixel) monochromatischer Lichtstrahlung von dem Hohlraum aus über den Schirm abzugeben;

eine Einrichtung zum Erzeugen eines Videosignals an der ersten und zweiten lichtabgebenden Einrichtung, um individuell die Intensität der Lichtstrahlung zu ändern, welche mittels der jeweiligen lichtabgebenden Einrichtung erzeugt worden ist;

eine Einrichtung, um individuell die Licht-Gates in einer zeitlichen Beziehung zu dem Videosignal zu adressieren, so daß ein zusammengesetztes mehrfarbiges Display, das aus den Lichtbildelementen (-pixels) gebildet ist, von der Displayeinrichtung erzeugt wird, und

eine Einrichtung zum Mischen der chromatischen Strahlung, um ein im wesentlichen isochromes, im wesentlichen isotropes Feld zu erzeugen.

11. Displayeinrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die Mischeinrichtung passive, optische Elemente aufweist.

12. Displayeinrichtung nach Anspruch 11, bei welcher die passiven, optischen Elemente Reflektoreinrichtungen, welche die Hohlraumseite der Gehäuseoberfläche abdecken, um auftreffende optische Strahlung zu reflektieren, und lichtstreuende und - brechende Einrichtungen zum Streuen und Mischen der optischen Emissionen aufweisen.

13. Verfahren zum Herstellen eines Bildes, das aus einer Viezahl von Bildelementen (Pixels) gebildet ist, bei welchem Verfahren

ein Videosignal geschaffen wird,

entsprechend dem Videosignal sichtbare Lichtstrahlen von einer Vielzahl lichtabgebender Einrichtungen erzeugt werden, wobei jede lichtabgebende Einrichtung Farbemissionen erzeugt, die sich von derjenigen der anderen lichtabgebenden Einrichtung unterscheidet;

die Farbstrahlen in einem begrenzenden Gehäuse gemischt werden, das aus einer Blendschirmeinrichtung gebildet ist, die eine Vielzahl einzeladressierbarer Licht-Gates hat, damit, wenn sie adressiert sind, die gemischten Lichtstrahlen als ein Licht- Bildelement (-Pixel) emittiert werden zu können, und

die Licht-Gates in einer zeitlichen Beziehung zu dem Videosignal selektiv adressiert werden, so daß ein zusammengesetztes Mehrfarbendisplay erzeugt wird.

14. Verfahren zum Erzeugen eines Bildes nach Anspruch 1, bei welchem bei dem Mischschritt ein im wesentlichen isochrones, im wesentlichen isotropes Feld erzeugt wird.

15. Verfahren zum Erzeugen eines Bildes nach Anspruch 14, bei welchem das Videosignal die Intensität der Emissionen der lichtabgebenden Einrichtungen steuert, so daß ein zusammenhängendes Farbstrahlungsband durch Ändern der Emissionsintensität der lichtabgebenden Einrichtungen erzeugt wird.