DE4401784A1 - Optisch aktive Matrixanzeige - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optisch aktive Matrixanzeige einer solchen Art, welche einen optischen Scanner (Abtaster) mit einem sich drehenden Polygonspiegel verwendet. Die vorliegende Erfindung ist besonders für großflächige Flüssigkristallanzeigen geeignet und kann in unterschiedlichen Arten von audiovisuellen Geräten (AV) und Rüroautomatisierungsgeräten (OA) verwendet werden.

Infolge ihrer Fähigkeit zur Erzeugung von Bildern hoher Qualität wird eine Flüssigkristallanzeige mit einer aktiven Matrix in ständig wachsendem Maße bei Flüssigkristallanzeigen eingesetzt. Allerdings werden Dünnfilmtransistoren (TFT), aus denen die aktive Matrix gebildet wird, in einer komplizierten Sequenz von Herstellungsschritten hergestellt, und hauptsächlich in Kreuzungsbereichen der Metallisierungsschichten können Fehler auftreten. Durch diese Fehler wird die Ausbeute bei der Herstellung verringert, und daher ist eine Verringerung der Herstellungskosten schwierig.

Um das Erfordernis einer größeren Kapazität des Anzeigegerätes zu erfüllen, ist es in letzter Zeit notwendig geworden, die Anzahl der Pixel (Bildpunkte) von 400 × 600 auf 1000 × 1000 oder mehr zu erhöhen, und gleichzeitig müssen die Abmessungen des Anzeigebildschirms erhöht werden, und zwar von der momentanen Größe 10 Zoll (Diagonale 254 mm) auf eine erhöhte Größe 20 Zoll (Diagonale 508 mm). Bei Flüssigkristallanzeigegeräten des Aktivmatrixtyps ist insbesondere bei Verwendung von Dünnfilmtransistoren (TFT) die Länge von Metallisierungsleitungen so groß, daß der Widerstand der Metallisierungsleitungen entsprechend ansteigt, und dies führt dazu, daß eine Schwierigkeit bezüglich verzögerter Signalwellenformen auftritt, infolge des Widerstands der Metallisierungsleitungen und ihrer Streukapazität. Alternativ hierzu ist auch eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung eines einfachen Matrixtyps nicht frei von Schwierigkeiten; proportional zur Vergrößerung der Abtastzeile, die bei einer Vergrößerung des Bildschirms auftritt, steigt die Schwierigkeit an, das Spannungsverhältnis (Tastverhältnis) zwischen ausgewählten und nicht ausgewählten Pixeln sicherzustellen, und diese Schwierigkeit führt zu beeinträchtigten Anzeigeeigenschaften.

Die nachstehend geschilderte Vorrichtung ist vorgesehen, um diese Schwierigkeiten auszuräumen, nämlich eine optisch aktive Matrixanzeige, wie sie in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist (Veröffentlichung des japanischen, ungeprüften Patents Nr. Hei 1-173016, usw.). Wie dargestellt, weist die Anzeige ein Glassubstrat 101 auf, welches mit mehreren parallelen Lichtführungswegen 102 versehen ist, die auf seiner Oberfläche ausgebildet sind, und es sind mehrere Elemente 103 aus fotoleitfähigem Material über den Lichtführungswegen 102 in Berührung mit den Lichtkanälen vorgesehen, welche keine Umhüllung aufweisen, so daß ein Teil des Lichtes, welches sich entlang der Lichtführungswege 102 ausbreitet, in Richtung auf die Elemente 103 aus fotoleitfähigem Material ausgesandt wird, die darüber liegen. Die einzelnen Elemente 103 aus fotoleitfähigem Material führen eine Ein/Aus- Steuerung durch, um eine Umschaltung zwischen Streifen 104 und Streifen 105 in Form eines dünnen Metallfilms durchzuführen, so daß sie auf diese Weise als optische Schaltelemente 106 arbeiten. Eine Gruppe von Streifen 105 ist an die Pixelelektroden 107 angeschlossen, welche Pixel in der Flüssigkristallanzeige bilden, und ein elektrisches Bildsignal für eine Flüssigkristallanzeige wird an die andere Gruppe von Streifen 104 angelegt, wodurch dieses elektrische Bildsignal an die Pixelelektroden 107 über die optischen Schaltelemente 106 angelegt wird. Bei dem in Fig. 7 dargestellten Fall sind die Streifen 104 in Horizontalrichtung vorgesehen, wogegen die Lichtführungswege 102 in Vertikalrichtung vorgesehen sind. Wird Licht an die Lichtführungswege 102 angelegt, so schalten die darüberliegenden optischen Schaltelemente 106 ein, und das elektrische Signal, welches an dem Metallstreifen 104 anliegt, wird an die Pixelelektroden 107 angelegt, wodurch die molekulare Ausrichtung des Flüssigkristalls gesteuert wird. Es wird nunmehr angenommen, daß Licht vom linken Ende der Fig. 7 aus auf die Lichtführungswege 102 auftrifft. Wird Licht zuerst in die Lichtführungswege 102 am linken Ende eingeführt, so schalten sämtliche optischen Schaltelemente 106 ein, die oberhalb des betreffenden Lichtführungsweges 102 vorgesehen sind, jedoch bleiben andere optische Schaltelemente 106, die über den anderen Reihen der Lichtführungswege 102 angeordnet sind, im ausgeschalteten Zustand. Dann wird ein Bildsignal (ein Pixelinformation entsprechendes elektrisches Signal) an die Streifen 104 angelegt, worauf dasselbe elektrische Signal an die Pixelelektroden in der linken Zeile in Fig. 7 angelegt wird, wodurch die molekulare Ausrichtung des inneren Flüssigkristalls gesteuert wird. Entsprechendes gilt für die zweite Zeile von rechts von Pixelelementen 107. Durch Wiederholung des voranstehend beschriebenen Verfahrens wird das Bildsignal aufeinanderfolgend an sämtliche Pixelelektroden 107 angelegt, und die molekulare Ausrichtung des Flüssigkristalls wird zur Anzeige eines gewünschten Bildes ordnungsgemäß gesteuert.

Optisch aktive Matrixanzeigen der voranstehend beschriebenen Art erfordern es, daß Licht aufeinanderfolgend an die einzelnen Lichtführungswege angelegt wird. Zu diesem Zweck wurde vorgeschlagen, daß lichtemittierende Vorrichtungen (beispielsweise LEDs, LDs und EL-Vorrichtungen) in Zuordnung zu den einzelnen Lichtführungswegen vorgesehen werden.

Zwar gibt es verschiedene Verfahren zum Abtasten oder Scannen von Licht, jedoch besteht eine Vorgehensweise in der Abtastung von Laserlicht durch ein optisches System mit einem rotierenden Polygonspiegel und dergleichen, wie dies typischerweise in Laserdruckern durchgeführt wird. Das Abtastsystem eines Laserdruckers ist in Fig. 12 dargestellt, wobei ein Laserstrahl, der auf eine Brennpunktgröße von etwa 100 µm eingeschränkt wurde, für eine Abtastung der Oberfläche einer Fotoleitertrommel fokussiert wird.

Eine Schwierigkeit bei dem voranstehend beschriebenen System, bei welchem für jeden Lichtführungsweg eine lichtemittierende Vorrichtung vorgesehen ist, besteht darin, daß zumindest einige Hundert und gewöhnlich noch mehr lichtemittierende Vorrichtungen erforderlich sind, um eine Flüssigkristallanzeige üblicher Größe herzustellen. Dies führt zu Schwierigkeiten bezüglich der Sicherstellung einer gleichmäßigen Intensität der Emission von den einzelnen Vorrichtungen, und es ist nicht nur mühsam, eine derartig große Anzahl an Vorrichtungen zu montieren, sondern es tritt auch in der Hinsicht eine Schwierigkeit auf, daß die Abtastlichtquelle, die aus diesen Vorrichtungen besteht, erheblich zu teuer ist. Da die Lichtemission der einzelnen Vorrichtungen in zeitlicher Abfolge gesteuert werden muß, führt dies darüber hinaus unvermeidlicherweise dazu, daß eine komplizierte Steuerschaltung erforderlich ist.

Das Lichtabtastsystem, welches konventionellerweise bei Laserdruckern eingesetzt wird, weist verschiedene Merkmale auf; um nur einige herauszugreifen, erfährt das Laserlicht eine Intensitätsmodulation entsprechend der gewünschten Information, die angezeigt werden soll, und die fR-Linse, die als Fokussierlinse verwendet wird, um Licht auf der Abtastoberfläche einer Fotoleitertrommel zu konzentrieren, muß nicht eng bezüglich des Winkels der Hauptstrahlen gesteuert werden, die auf der Abtastoberfläche der Fotoleitertrommel empfangen werden. Wie auch aus der ins einzelne gehenden, nachstehenden Beschreibung deutlich wird, läßt sich eine Anzeige mit gleichmäßiger Qualität nicht dadurch erreichen, daß nur die bekannte Lichtquelle und das bekannte optische System mit der optisch aktiven Matrixanzeige der voranstehend beschriebenen Art kombiniert werden.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung dieser Gegebenheiten entwickelt, und die ihr zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine optisch aktive Matrixanzeige einer solchen Art zur Verfügung zu stellen, welche Licht mit Hilfe eines rotierenden Polygonspiegels abtastet, und welche mit einem optischen System so versehen ist, daß sichergestellt wird, daß die einzelnen Lichtführungswege in der aktiven Matrix wirksam und gleichmäßig auf einfache Weise adressiert werden können, und zwar durch Licht von einer begrenzten Anzahl von Lichtquellen, wodurch die Eigenschaften der optischen Schaltelemente ausreichend stabilisiert werden, um so die Anzeige von Bildern in hoher Qualität zu ermöglichen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung einer optisch aktiven Matrixanzeige, welche mehrere Lichtführungswege aufweist, die in einer Richtung in der Ebene eines transparenten Substrats angeordnet sind, sowie mehrere lineare Elektroden, die so angeordnet sind, daß sie die Lichtführungswege schneiden, und zum Anlegen eines Bildsignals dienen, wobei Pixelelektroden für eine Bildanzeige in einem Feld angeordnet sind, und ein Feld optischer Schaltelemente vorgesehen ist, die sich nahe an den Schnittstellen der jeweiligen Lichtführungswege und der linearen Elektroden befinden, um die linearen Elektroden mit den Pixelelektroden zu verbinden, und hierbei werden die optischen Schaltelemente von einem ausgeschalteten Zustand in einen eingeschalteten Zustand in Reaktion auf Licht versetzt, welche sich durch die Lichtführungswege ausbreitet, um so in die optischen Schaltelemente einzutreten. Zur Erzielung der voranstehend erwähnten Ziele der vorliegenden Erfindung ist die optisch aktive Matrixanzeige mit Lichtführungswegen versehen, die einen solchen Aufbau aufweisen, daß ihre Endoberflächen auf dem transparenten Substrat auftreten, und es ist ein optischer Abtaster (Scanner) vorgesehen, der eine Lichtquelle zum Aussenden eines Lichtstrahls aufweist, einen rotierenden Polygonspiegel, der die Richtung des Lichtstrahls ändert, sowie eine Linse, die das von dem rotierenden Polygonspiegel reflektierte Licht auf die oberen Endoberflächen der Lichtführungswege aufbringt, und zwar durch Änderung des Lichtwinkels, unabhängig von der Abtastrichtung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist als Linse, welche den Lichtstrahl auf die Endoberflächen aufbringt, ein Linsenfeld vorgesehen, welches mehrere Linsen aufweist, die in Positionen angeordnet sind, welche den einzelnen Lichtführungswegen entsprechen, und zwar ist das Linsenfeld vorzugsweise neben den Endoberflächen der Lichtführungswege angeordnet, wodurch der Lichtstrahl, der durch das Linsenfeld gelangt, nahe den Endoberflächen dieser Lichtführungswege konzentriert wird. Die Linsen in dem Linsenfeld können verschieden ausgebildet sein, beispielsweise als übliche Konvexlinse, als Fresnel-Linse, usw. Um bei der Anzeige ein Übersprechen zu verhindern, ist vorzugsweise eine Lichtabschirmschicht in einer optimalen Position auf dem Weg von dem rotierenden Polygonspiegel zur Oberfläche des Substrats vorgesehen, auf welchem die Lichtführungswege angeordnet sind. Falls eine derartige Lichtabschirmschicht vorgesehen werden soll, ist deren Breite vorzugsweise größer als der Punktdurchmesser des Lichtstrahls, welcher auf sie auftrifft.

Als bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Lichtführungswege darüber hinaus so ausgebildet, daß ihre Endoberflächen auf dem transparenten Substrat auftauchen, und sie weisen einen optischen Abtaster auf, der eine Lichtquelle zur Aussendung zweier Lichtstrahlen aufweist, einen rotierenden Polygonspiegel, welcher die Richtung der Lichtstrahlen ändert, eine Linse, durch welche der Winkel der Lichtstrahlen, die durch den rotierenden Polygonspiegel reflektiert werden, so geändert wird, so daß sie in Richtung auf die Endoberflächen der Lichtführungswege gerichtet werden, unabhängig von der Abtastrichtung, sowie ein Linsenfeld, welches an den Endoberflächen der Lichtführungswege angeordnet ist, um die Lichtstrahlen nahe den Endoberflächen dieser Lichtführungswege zu konzentrieren. Das Linsenfeld besteht aus zwei Linsengruppen, die in zwei Reihen angeordnet sind, wobei eine Linsengruppe aus ungeradzahligen Seitenlinsen besteht, die an Orten angeordnet sind, welche ungeradzahligen Reihen oder Zeilen in den Lichtführungswegen entsprechen, und die andere Linsengruppe aus geradzahligen Seitenlinsen besteht, die an Orten angeordnet sind, welche geradzahligen Reihen oder Zeilen in den Lichtführungswegen entsprechen. Das Linsenfeld ist so ausgebildet, daß der Lichtstrahl, welche die Gruppe ungeradzahliger Seitenlinsen abtastet, in die ungeradzahligen Zeilen in den Lichtführungswegen geschickt wird, und alternierend der Lichtstrahl, welcher die Gruppe geradzahliger Seitenlinsen abtastet, in die geradzahligen Zeilen in den Lichtführungswegen geschickt wird.

Vorzugsweise ist eine Fotodetektorvorrichtung an der Lichtstrahlabtast-Startseite des Linsenfeldes oder des transparenten Substrats vorgesehen, wodurch das Ausgangssignal der Fotodetektorvorrichtung als Triggersignal zum Steuern des Schreibens von Bildinformation verwendet wird. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein Feld von Fotodetektorvorrichtungen auf solche Weise vorgesehen sein, daß sich die einzelnen Fotodetektorvorrichtungen an den Austrittsendoberflächen der jeweiligen Lichtführungswege in der optisch aktiven Matrix befinden; diese Anordnung ist in der Hinsicht wirksam, daß sie sicherstellt, daß die der Lichtquelle zuzuführende Energie auf solche Weise gesteuert oder geregelt wird, daß ein im wesentlichen konstanter Fotostrom aus den einzelnen Fotodetektorvorrichtungen herausfließt.

Der von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrahl wird bezüglich seiner Richtung wirksam so gesteuert, daß er sich in Richtung zum rotierenden Polygonspiegel hin ausbreitet, welcher infolge seiner Drehung eine kontinuierliche Änderung der Richtung reflektierten Lichtes hervorruft, so daß der Lichtstrahl eine solche Abtastung durchführt, daß er einen fächerförmigen Bereich überstreicht. Die Linse veranlaßt den Abtastlichtstrahl zur Ausbreitung zu den Endoberflächen der Lichtführungswege in der optisch aktiven Matrix hin. In diesem Fall bricht die Linse die Hauptstrahlen des Lichtstrahls so, daß diese einen im wesentlichen konstanten Winkel mit dem Linsenfeld bilden, unabhängig von der Abtastrichtung. Die optisch aktive Matrixanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, daß die Endoberflächen der Lichtführungswege auf dem transparenten Substrat auftauchen, und daher trifft der durch das Linsenfeld konzentrierte Lichtstrahl auf die Endoberflächen der Lichtführungswege auf, wodurch er in diese eintritt. Wenn der Winkel zwischen den Endoberflächen des Substrats für die Lichtführungswege und den Hauptstrahlen des Lichtstrahls stark variiert, abhängig von dem Ort des Lichteinfalls, so tritt eine Intensitätsschwankung des Lichts auf, welches in die einzelnen Lichtführungswege eintritt, wodurch es unmöglich wird, ein gleichmäßiges Anzeigebild zu erzeugen. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, muß der Austrittswinkel konstant gehalten werden, und beträgt daher besonders bevorzugt im wesentlichen 90°, um einen hohen Wirkungsgrad zur Verfügung zu stellen.

Wenn ein Linsenfeld, welches mehrere Linsen aufweist, die an Orten angeordnet sind, welche den einzelnen Lichtführungswegen entsprechen, an den Endoberflächen dieser Lichtführungswege vorgesehen ist, so wird der einfallende Lichtstrahl durch die einzelnen Linsen so konzentriert, daß eine wirksamere Nutzung des Lichtes sichergestellt wird. Das Linsenfeld ist auch in der Hinsicht wirksam, daß der Lichtstrahl jederzeit an einem festen Punkt konzentriert werden kann, selbst wenn die Abtastposition des Strahls schwankt, infolge verschiedener Faktoren, wie beispielsweise Schwankungen der mechanischen Abmessungen. Dies führt dazu, daß die optisch aktive Matrixanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung weniger empfindlich bezüglich Änderungen der mechanischen Eigenschaften oder Temperaturänderungen ist und ihr Betrieb auf äußerst wirksame Weise stabilisiert wird.

Die optisch aktive Matrixanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einer Lichtabschirmschicht versehen sein, die auf der Seite der Lichtführungswege vorgesehen ist, an welcher der Lichtstrahl einfällt, und dies ist wirksam zur Verhinderung eines Übersprechens bei der Anzeige.

Die optisch aktive Matrixanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung kann so ausgebildet sein, daß alternierend zwei Lichtstrahlen von einer Lichtquelle ausgehen. Einer der beiden Lichtstrahlen tastet eine Gruppe ungeradzahliger Seitenlinsen ab und tritt aufeinanderfolgend in die Lichtführungswege in ungeradzahligen Zeilen ein, wogegen der andere Lichtstrahl eine Gruppe geradzahliger Linsen abtastet und aufeinanderfolgend in die Lichtführungswege in geradzahligen Zeilen eintritt. Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine verschachtelte Abtastung mit Hilfe eines Linsenfeldes durchgeführt, bei welchem die beiden Linsengruppen in zwei Zeilen angeordnet sind.

Eine Fotodetektorvorrichtung kann auf der Abtaststartseite des optischen Strahls des Linsenfeldes oder des transparenten Substrats vorgesehen sein, und das Ausgangssignal dieser Fotodetektorvorrichtung kann als Triggersignal zum Steuern des Schreibens von Bildinformation verwendet werden.

Die optisch aktive Matrixanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiterhin mit einem Feld von Fotodetektorvorrichtungen versehen sein, welche den Austrittsendoberflächen der jeweiligen Lichtführungswege in der aktiven Matrix entsprechen. Durch Steuern oder Regeln der Energiezufuhr zur Lichtquelle auf solche Weise, daß das Feld im wesentlichen konstante Lichtsignale erzeugt, kann die Ausbildung der Anzeige oder deren Bildauflösung verbessert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer optisch aktiven Matrixanzeige gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Linsenfeldes;

Fig. 3 den Aufbau des Substrats für ein Feld von Lichtführungswegen in der in Fig. 1 dargestellten, optisch aktiven Matrixanzeige;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A von Fig. 3;

Fig. 5 zwei Schritte des Verfahrens zur Herstellung des Substrats für ein Feld von Lichtführungswegen in der in Fig. 1 dargestellten, optisch aktiven Matrixanzeige;

Fig. 6 einen Querschnitt, welcher vergrößert das wesentliche Teil einer optisch aktiven Matrixanzeige nach dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 7 eine teilweise vergrößerte Aufsicht auf die in Fig. 6 gezeigte, optisch aktive Matrix nach dem Stand der Technik;

Fig. 8 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer optisch aktiven Matrixanzeige gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9A und 9B vergrößerte Ansichten eines Linsenfeldes;

Fig. 10 eine erläuternde Darstellung zur Verdeutlichung, wie das Linsenfeld optisch an das Substrat für ein Feld von Lichtführungswegen angekoppelt ist;

Fig. 11 eine erläuternde Darstellung zur Verdeutlichung, wie ein Feld von Fotodetektorvorrichtungen auf dem Substrat für ein Feld von Lichtführungswegen angebracht ist; und

Fig. 12 das Layout eines optischen Abtastsystems für einen Laserdrucker.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht mit einer Darstellung eines Beispiels einer optisch aktiven Matrixanzeige gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Linsenfeldes, und zeigt, wie ein einfallender Lichtstrahl in einen Lichtführungsweg eintritt.

Zunächst wird ein Beispiel für ein Substrat 10 für ein Feld von Lichtführungswegen beschrieben, welches in der optisch aktiven Matrixanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll. Fig. 3 zeigt die grundsätzliche Anordnung der Lichtführungswege, und Fig. 4 ist eine Schnittansicht der Linie A-A in Fig. 3. Zur Erleichterung der Erläuterung sind die Glassubstrate, eine transparente Elektrode, eine Flüssigkristallschicht und ein Dichtmittel in Fig. 3 weggelassen. Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, sind mehrere Lichtführungswege Y₁, Y₂, . . . , Y_n-1 und Y_n in der Y-Richtung auf einem der beiden Glassubstrate 5a vorgesehen, und sind mehrere lineare Elektroden X₁, X₂, . . . , X_m-1 und X_m in der X-Richtung so angeordnet, daß sie oberhalb dieser Lichtführungswege diese kreuzen. Die Lichtführungswege Y₁, Y₂, . . . , Y_n-1 und Y_n, die linearen Elektroden X₁, X₂, . . . , X_m-1 und X_m, sowie Pixelelektroden 2 zum Treiben eines Anzeigemediums, wie beispielsweise eines Flüssigkristalls, sind in derselben Ebene ausgebildet, so daß optische Schaltelemente 1 so angeordnet sind, daß sie die linearen Elektroden X₁, X₂, . . . , X_m-1 und X_m mit den Pixelelektroden 2 verbinden. Eine transparente Elektrode 3 ist auf dem anderen Glassubstrat 5b vorgesehen, und eine Flüssigkristallschicht 7 ist in dem Raum enthalten, der durch die beiden Glassubstrate 5a und 5b sowie ein Dichtmittel 9 ausgebildet wird. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Lichtführungswege Y₁, . . . , Y_n auf dem Glassubstrat 5a auf solche Weise vorgesehen, daß die Endoberflächen der Folge dieser Lichtführungswege an einer Endoberfläche des Glassubstrats 5a auftauchen.

Der optische Abtaster, der bei der optischen Matrixanzeige des momentan beschriebenen Beispiels verwendet wird, ist in Fig. 1 gezeigt und weist ein Laseroptiksystem 20 auf, einen rotierenden Polygonspiegel 22, zwei Reflektorspiegel 24 und 26, und ein telezentrisches, optisches System 28, welches durch eine torische Linse gebildet wird (die nachstehend einfach als "telezentrisches, optisches System" bezeichnet wird). Wie besonders deutlich aus Fig. 2 und 4 hervorgeht, ist das Feldsubstrat 10 weiterhin an einer Endoberfläche mit einem Linsenfeld 30 versehen. Ein von dem Laseroptiksystem 20 ausgehender Lichtstrahl 40 wird durch den Polygonspiegel 22 reflektiert, der mit konstanter Drehzahl durch einen Motor angetrieben oder auf andere Weise gedreht wird, wodurch der Lichtstrahl kontinuierlich bewegt (gescannt) wird, um einen fächerförmigen Bereich zu überstreichen. Die Abtast- oder Scanrichtung ist durch einen Pfeil S bezeichnet. Der Abtastlichtstrahl wird durch die beiden Reflektorspiegel 24 und 26 so reflektiert, daß er seine Richtung ändert, bevor er in das telezentrische, optische System 28 eintritt. Das telezentrische, optische System 28, welches den einfallenden Lichtstrahl bricht, führt in der Hinsicht eine Korrekturfunktion durch, daß der gebrochene Lichtstrahl in einer Richtung austritt, die im wesentlichen senkrecht zu einer Endoberfläche des Feldsubstrats 10 verläuft, unabhängig von der Abtastrichtung. Infolge dieser Wirkung wird der Lichtstrahl in das Linsenfeld 30 in einer im wesentlichen senkrechten Richtung eingeführt, und zwar über den Zeitraum zwischen dem Beginn der Abtastung bis zu deren Ende. Das Linsenfeld 30 konzentriert den einfallenden Lichtstrahl an vorbestimmten Positionen auf der Eintrittsendoberfläche des Feldsubstrates 10. Die einzelnen Linsen 32 sind an solchen Positionen angeordnet, welche in einer 1 : 1-Beziehung den Lichtführungswegen Y₁, . . . , Y_n entsprechen.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird der Lichtstrahl durch das telezentrische, optische System 28 durch die Konvexlinsen 32 in dem Linsenfeld 30 so gebrochen, daß er in die einzelnen Lichtführungswege Y₁, . . . , Y_n eintritt. Die Funktion der Konvexlinsen 32 besteht in der Konzentrierung des Abtastlichtstrahls, so daß dieser an vorbestimmten Einfallspunkten auf den zugehörigen Lichtführungswegen Y₁, . . . , Y_n fokussiert wird. Die Position der Lichtkonzentration ist beim Abtastvorgang unverändert. Die Bereitstellung des Linsenfeldes 30 stellt daher sicher, daß der Lichtstrahl auf einen festen Konzentrationspunkt auftrifft, selbst wenn er in unterschiedlichen Positionen auf die Eintrittsoberfläche der Lichtführungswege einfällt; dies führt dazu, daß es möglich wird, Schwierigkeiten zu verhindern, die infolge derartiger Faktoren, wie beispielsweise Variationen der mechanischen Abmessungen oder Temperaturänderungen, einer geringen Genauigkeit und dergleichen auftreten.

Wenn das Laserlicht 40 in die Lichtführungswege Y₁, . . . , Y_n hineingebracht wird, und wenn die optischen Schaltelemente 1 mit Licht beleuchtet werden, so nimmt deren elektrischer Widerstand ab, und das Bildsignal von der linearen Elektrode X₁ wird an die Pixelelektroden 2 angelegt, wodurch sich der Zustand der molekularen Ausrichtung des Flüssigkristalls ändert. Wenn daher die Lichtführungswege Y₁ bis Y_n aufeinanderfolgend durch das Laserlicht 40 abgetastet werden, und entsprechend elektrische Signale an die linearen Elektroden X₁, . . . , X_m angelegt werden, schalten die optischen Schaltelemente 1 auf dem jeweiligen Lichtführungsweg Y₁, . . . , Y_n ein, solange sich das Licht entlang dieser Wege ausbreitet, wodurch die elektrischen Signale von den linearen Elektroden X₁, . . . , X_m an die jeweilige Pixelelektrode 2 angelegt werden. Mit anderen Worten, stellen die optischen Signale, die sich durch die Lichtführungswege X₁, . . . , Y_n ausbreiten, statt des elektrischen Geldsignals bei Dünnfilmtransistorvorrichtungen, sicher, daß die optischen Schaltelemente, welche eine Verbindung mit diesen Lichtführungswegen durchführen, aufeinanderfolgend eingeschaltet werden, und zwar jeweils zeilenweise. Die Lichtquelle, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist nicht auf einen Halbleiterlaser beschränkt, und es können irgendwelche anderen Laser verwendet werden, beispielsweise ein IR-Laser oder ein UV-Laser, soweit diese Licht bei Wellenlängen aussenden, bei welchen die fotoleitfähige Schicht empfindlich ist, welche die optischen Schaltelemente 1 bildet.

Das Substrat für ein Feld von Lichtführungswegen, welches in Fig. 3 gezeigt ist, kann durch das in Fig. 5 dargestellte Verfahren hergestellt werden. Zuerst werden Nuten mit einer Klinge in der Oberfläche eines Glassubstrats 5c hergestellt. Die Breite jeder Nut wird durch den Durchmesser der Umhüllung einer Faseroptik Z festgelegt, die verwendet werden soll, und liegt typischerweise im Bereich von etwa 5 bis 500 µm. Der Teilungsabstand zwischen Nuten wird durch die Anzeigefeldgröße festgelegt, sowie die gewünschte Bildauflösung und liegt typischerweise im Bereich von 150 bis 800 µm, vorzugsweise zwischen 300 und 600 µm. In Fig. 5 sind die Nuten so dargestellt, daß sie einen V-förmigen Querschnitt aufweisen, jedoch kann ihr Boden auch flach oder halbkreisförmig ausgebildet sein. Die Nuten können durch ein chemisches Verfahren, wie beispielsweise Ätzung, bearbeitet werden. Eine Faseroptik Z wird in jede der auf diese Weise hergestellten Nuten eingebracht, und ein unter UV aushärtendes Kunstharz 11 wird über dem Glassubstrat 5c aufgebracht. Dann wird das andere Glassubstrat 5a oben auf das Substrat 5c aufgelegt, und das Kunstharz 11 durch Beleuchtung mit UV-Strahlung ausgehärtet. Die Faseroptik Z weist einen solchen Aufbau auf, daß der zentrale Kern 12 von einer Hülle 13 umgeben ist, die wiederum mit einer Lichtabschirmschicht 14 bedeckt ist. Im nächsten Schritt wird die Oberfläche des Glassubstrats 5c zur Faseroptik Z hin optisch poliert, bis ein Teil des Lichtes austritt, welches sich durch die Faseroptik Z ausbreitet.

Eine fotoleitfähige Schicht, die als das optische Schaltelement 1 dient, ist an Gitterpunkten (Y, X) vorgesehen, an welchen die Lichtführungswege Y₁, . . . , Y_n die linearen Elektroden X₁, . . . , X_m schneiden. Zur Ausbildung dieser Fotoleitschicht wird zunächst ein Film aus hydriertem amorphen Silizium (a-Si:H) durch eine plasmaunterstützte, chemische Dampfablagerung hergestellt und dann durch Ätzen mit einem Muster versehen. Abhängig von der Wellenlänge der zu verwendenden Lichtquelle kann die fotoleitfähige Schicht auch aus anderen Materialien hergestellt werden, beispielsweise aus einem Film aus hydriertem, amorphen Silizium-Germanium (A-SiGe:H), einem Film aus hydriertem, amorphen Siliziumcarbid (a-SiC:H), einem Film aus hydriertem, amorphen Siliziumoxid (a-SiO:H), und einem Film aus hydriertem, amorphen Siliziumnitrid (a-SiN:H). Im nächsten Schritt wird Aluminium oder ein anderes Metall durch Elektronenstrahlverdampfung oder ein anderes Verfahren abgelagert und dann durch Ätzen mit einem Muster versehen, um lineare Elektroden X₁, . . . , X_m auszubilden. Andere Materialien zur Herstellung der linearen Elektroden sind Metalle, wie beispielsweise Molybdän und Legierungen, wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid.

Zur Herstellung von Pixelelektroden 2 wird durch Sputtern Indium-Zinn-Oxid aufgebracht und dann durch Ätzen mit einem Muster versehen. Die Lichtführungswege, linearen Elektroden, optischen Schaltelemente und Pixelelektroden werden dann durch eine Ausrichtungsschicht 6a abgedeckt, die aus einem Spin-Coating-Polyimidfilm besteht, welcher daraufhin poliert wird. Alternativ hierzu kann die Ausrichtungsschicht 6a auch durch einen Druckvorgang erzeugt werden. Eine transparente Elektrode 3 ist über dem anderen Glassubstrat 5b vorgesehen. Diese transparente Elektrode 3 besteht aus Indium-Zinn-Oxid, welches durch Sputtern aufgebracht wird. Der transparenten Elektrode 3 wird eine Lichtabschirmschicht 4 überlagert, die in Ausrichtung zum Muster der optischen Schaltelemente 1 hergestellt wird, die aus der fotoleitfähigen Schicht auf dem gegenüberliegenden Glassubstrat 5a gebildet werden. Die Lichtabschirmschicht 4 besteht aus Aluminium, welches durch Elektronenstrahlverdampfung abgelagert wird, und dann wird das aufgebrachte Aluminium geätzt. Alternativ hierzu kann die Lichtabschirmschicht 4 aus einem Metall, wie beispielsweise Molybdän hergestellt werden, oder aus einem organischen oder anorganischen Kunstharz, welches mit Pigmenten versehen ist. Im vorliegenden Fall ist die Lichtabschirmschicht 4 auf der transparenten Elektrode 3 angeordnet, jedoch kann sie auch, falls gewünscht, auf der Rückseite des Glassubstrats 5b vorgesehen werden. Die transparente Elektrode und die Lichtabschirmschichten werden daraufhin durch eine Ausrichtungsschicht 6b abgedeckt, die ebenfalls durch Polieren eines Polyimidfilms hergestellt werden kann. Wenn die erforderlichen Schichten auf die voranstehend beschriebene Weise hergestellt wurden, werden die beiden Glassubstrate 5a und 5b durch ein Abstandsstück (nicht gezeigt) voneinander im Abstand gehalten und dann durch ein dazwischen angeordnetes Dichtmittel 9 verbunden. Unter Vakuum wird in den Raum zwischen den beiden Substraten ein Flüssigkristall eingespritzt, wodurch eine Flüssigkristallschicht 7 zur Verfügung gestellt wird. Diese Flüssigkristallschicht 7 weist eine Dicke von etwa 5 µm auf, und die Art ihrer Anzeige ist normalerweise weiß, verdreht nematisch (TN). Ein Beispiel hierfür ist das Flüssigkristallmaterial, welches von Merck & Co., Inc. unter der Handelsbezeichnung ZLI-1565 (PCH-Flüssigkristall) bezogen werden kann. Nachdem auf die voranstehend beschriebene Weise ein Flüssigkristallanzeigefeld hergestellt wurde, welches mit dem Feld von Lichtführungswegen versehen ist, wird ein Linsenfeld 30 angebracht.

Wie aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht, weist die optisch aktive Matrixanzeige gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Lichtabschirmschicht 34 auf, die zwischen benachbarten Konvexlinsen 32 an der Eintrittsendoberfläche des Linsenfeldes 30 vorgesehen ist. Falls die Lichtabschirmschicht 34 nicht vorhanden ist, so könnte Licht zwischen zwei benachbarten Lichtführungswegen verteilt werden, wenn sich der einfallende Lichtstrahl von einer Konvexlinse zur nächsten bewegt. Daher ist die Lichtabschirmschicht 34 vorgesehen, um zu verhindern, daß der einfallende Lichtstrahl gleichzeitig in zwei Lichtführungswege eintritt. Zu diesem Zweck muß die Breite der Lichtabschirmschicht 34 größer sein als der Punktdurchmesser des einfallenden Lichtstrahls. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Lichtabschirmschicht zwischen Konvexlinsen 30 vorgesehen, jedoch stellt dies nicht die einzige Ausführungsform der Erfindung dar, und daher kann die Lichtabschirmschicht in jeder wirksamen Position zwischen dem Drehspiegel und dem Substrat für die Lichtführungswege angeordnet sein; Sie kann daher beispielsweise zwischen dem Linsenfeld 30 und dem Substrat 10 für das Feld der Lichtführungswege angeordnet sein.

Das voranstehend beschriebene Linsenfeld 30 kann durch verschiedene Verfahren hergestellt werden, unter denen der nachstehend beschriebene Ionenaustauschvorgang typisch ist. Zuerst wird ein Metallfilm über einem Glassubstrat hergestellt, welches ein Alkalimetall enthält, beispielsweise Natrium, und es werden kleine Öffnungen (Löcher) in diesem Film ausgebildet. Das Glassubstrat, welches den durchlöcherten Metallfilm trägt, wird in eine Lösung eingetaucht, die Ionen, wie beispielsweise Thalliumionen enthält, worauf die Alkalionen in den Bereichen des Glassubstrates, die unterhalb der Öffnungen in dem Metallfilm liegen, durch Thalliumionen ausgetauscht werden. Die Bereiche des Glassubstrates, in welchem infolge des Austausches nunmehr die Thalliumionen vorhanden sind, weisen einen größeren Brechungsindex auf als die anderen Bereiche. Verlängert man die Zeit für diesen Ionenaustauschvorgang, so geht der Austausch zwischen Alkalionen und Thalliumionen weiter, wodurch halbkugelförmige Bereiche erzeugt werden, die einen erhöhten Brechungsindex aufweisen, und zwar um die Öffnungen in dem Metallfilm herum. Diese Bereiche arbeiten als Konvexlinsen. Durch Änderung der Position der Löcher, die in dem Metallfilm hergestellt werden sollen, läßt sich frei der Ort der Linsenausbildung in dem Feld festlegen.

Bei der vorliegenden Ausführungsform werden zwei Reflektorspiegel in Kombination verwendet, jedoch kann die Anzahl und Anordnung der Reflektorspiegel abgeändert werden, je nach dem spezifischen Aufbau des optischen Systems. Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß das bei der vorliegenden Erfindung zu verwendende Linsenfeld nicht auf den voranstehend beschriebenen Aufbau beschränkt ist, und in anderen Fällen auch einzelne Linsen hergestellt werden können, beispielsweise Fresnel-Linsen oder holografische Linsen.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 8 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Beispiels für eine optisch aktive Matrixanzeige gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Fig. 9A und 9B zeigen Einzelheiten des Linsenfeldes, welches in der aktiven Matrixanzeige verwendet wird, und Fig. 10 erläutert, wie das Substrat für ein Feld von Lichtführungswegen optisch an das Linsenfeld angekoppelt ist, um so einen wirksamen Eintritt eines Lichtstrahls in einen einzelnen Lichtführungsweg zu erzielen.

Das Substrat 10 für das Feld der Lichtführungswege kann grundsätzlich ebenso ausgebildet sein wie beim Stand der Technik, der in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Daher werden zur Erleichterung der Beschreibung Einzelheiten der jeweiligen Teile des Substrats in der nachstehenden Erläuterung nicht wiederholt. Allerdings wird erneut darauf hingewiesen, daß gemäß der Darstellung in Fig. 10 Lichtführungswege 14 auf einem transparenten Substrat 12 auf solche Weise ausgebildet werden, daß die Endoberflächen der Abfolge dieser Lichtführungswege an einer Endoberfläche des transparenten Substrats 12 auftreten.

Der optische Abtaster, der bei der optischen Matrixanzeige des vorliegenden Beispiels verwendet wird, weist ein Halbleiterlaser-Optiksystem 20 auf, welches zwei Lichtstrahlen aussendet, einen rotierenden Polygonspiegel 22, zwei reflektierende Spiegel 24 und 26, ein telezentrisches, optisches System 28 und ein Linsenfeld 30. Das Halbleiterlaser-Optiksystem 20 sendet zwei Lichtstrahlen 40o und 40e alternierend zu unterschiedlichen Zeiten aus, wobei 40o den Lichtstrahl zur Abtastung einer Gruppe ungeradzahliger Linsen bezeichnet, und 40e den Lichtstrahl zur Abtastung einer Gruppe geradzahliger Linsen. Die beiden Lichtstrahlen werden vom Polygonspiegel 22 reflektiert, der mit konstanter Drehzahl durch einen Motor angetrieben oder auf andere Weise gedreht wird, wodurch die Lichtstrahlen kontinuierlich bewegt werden (eine Abtastung durchführen), so daß sie einen fächerförmigen Bereich überstreichen. Die Abtastrichtung ist durch einen Pfeil S angedeutet. Die auf diese Weise eine Abtastung durchführenden Lichtstrahlen werden von den beiden Reflektorspiegeln 24 und 26 reflektiert, so daß sie ihre Richtung ändern, bevor sie in das telezentrische, optische System 28 in zwei in Vertikalrichtung unterschiedlichen Positionen eintreten. Die torische Linse 28 (das telezentrische, optische System), welche die einfallenden Lichtstrahlen bricht, führt in der Hinsicht eine Korrekturfunktion aus, daß die gebrochenen Lichtstrahlen in einer Richtung austreten, die im wesentlichen senkrecht (Normalenrichtung) zu einer Endoberfläche des Linsenfeldes 30 austreten, unabhängig von der Abtastrichtung. Infolge dieser Wirkung treten die Lichtstrahlen in das Linsenfeld 30 in im wesentlichen senkrechter Richtung ein während des Zeitraums vom Beginn der Abtastung bis zu deren Beendigung.

Das vorliegende Linsenfeld 30 besteht aus zwei Linsengruppen, die sich in Horizontalrichtung in einer oberen und einer unteren Zeile erstrecken; eine Linsengruppe besteht aus ungeradzahligen Linsen 32o, die an Orten angeordnet sind, welche den Lichtführungswegen in ungeradzahligen Zeilen entsprechen, und die andere Linsengruppe besteht aus geradzahligen Linsen 32e, die an Orten angeordnet sind, welche den Lichtführungswegen in geradzahligen Zeilen entsprechen. Einzelheiten der Anordnung der beiden Linsengruppen sind in den Fig. 9A und 9B gezeigt, wobei Fig. 9A eine Aufsicht ist und Fig. 9B eine Schnittansicht entlang einer Linie X-X in Fig. 9A. Jede der ungeradzahligen Linsen 32o und der geradzahligen Linsen 32e ist eine Konvexlinse, welche einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, und diese ungeradzahligen und geradzahligen Linsen sind alternierend regelmäßig auf dem transparenten Substrat 34 so angeordnet, daß ihre Brennpunkte (Fo, Fe) oder Konzentrationspunkte entlang einer geraden Linie ausgerichtet sind. Daraufhin wird das Linsenfeld 30 optisch an das Substrat 40 für das Feld der Lichtführungswege so angekoppelt, daß die jeweiligen Brennpunkte (Fo, Fe) bezüglich der Orte ausgerichtet sind, an welchen Licht auf die Endoberflächen der zugehörigen Lichtführungswege einfällt (vgl. Fig. 10). Infolge dieser Kopplung wird der Lichtstrahl 40o, welcher die Gruppe ungeradzahliger Linsen 32o abtastet, durch die Linsen gebrochen, die ihn in die Lichtführungswege in ungeradzahligen Zeilen befördern, und wird der Lichtstrahl 40e, welcher die Gruppe geradzahliger Linsen 32e abtastet, durch die Linsen gebrochen, die ihn in die Lichtführungswege in geradzahligen Zeilen befördern. In Fig. 9A ist die durch einen Laser abgetastete Linie für ungeradzahlige Felder durch ein Bezugszeichen 50o bezeichnet, und die durch einen Laser abgetastete Linie für geradzahlige Felder durch 50e.

Das einfallende Licht wird durch die Lichtführungswege 14 übertragen und wird dann dem Vorgang einer Flüssigkristallanzeige ausgesetzt, wie dies hier bereits bezüglich des Standes der Technik beschrieben wurde. Wie bereits erläutert, besteht die Funktion der Konvexlinsen 32o und 32e darin, die Abtastlichtstrahlen so zu konzentrieren, daß sie an vorbestimmten Einfallspunkten auf den zugehörigen Lichtführungswegen 14 fokussiert werden. Die Brennpunktlage oder die Lichtkonzentrationsposition bleibt beim Abtastvorgang unverändert. Die Bereitstellung des Linsenfeldes 30 stellt daher sicher, daß die Lichtstrahlen auf einen festen Konzentrationspunkt auftreffen, selbst wenn sie in unterschiedlichen Positionen auf die Eintrittsoberfläche des Linsenfeldes einfallen; dies führt dazu, daß es möglich wird, Schwierigkeiten zu vermeiden, die sonst infolge schädlicher Einflüsse, wie beispielsweise Variationen der mechanischen Eigenschaften oder Temperaturvariationen, infolge geringer Genauigkeit usw. auftreten könnten.

Der Betriebsablauf der optisch aktiven Matrix gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beginnt mit dem Einschalten des Lasers in dem optischen System 20, welcher der Abtastung ungeradzahliger Linsen zugeordnet ist, und der austretende Lichtstrahl 40o wird so durch den Polygon-Drehspiegel 22 reflektiert, daß er eine Abtastung entlang der Linie 50o in Fig. 9A durchführt. Infolge dieses Abtastzyklus wird der Lichtstrahl 40o am Punkt Fo fokussiert und tritt aufeinanderfolgend in die Zeile entsprechender ungeradzahliger Lichtführungswege ein. In dem nächsten Abtastzyklus wird der Laser eingeschaltet, welcher der Abtastung geradzahliger Linsen zugeordnet ist. Der austretende Lichtstrahl 40e führt eine Abtastung entlang der Linie 50e für geradzahlige Felder durch und wird an einem Punkt Fe so fokussiert, daß er in die Zeile zugehöriger, geradzahliger Lichtführungswege aufeinanderfolgend eintritt. Durch alternierende Durchführung des ersten und zweiten Abtastzyklus wird eine versetzte Abtastung erreicht.

Vorzugsweise sind Lichtabschirmschichten 36 nicht nur zwischen ungeradzahligen Konvexlinsen 32o vorgesehen, sondern auch zwischen geradzahligen Konvexlinsen 32e an der Eintrittsendoberfläche des Linsenfeldes 30. Die Bereitstellung der Lichtabschirmschichten ist in der Hinsicht wirksam, daß hierdurch verhindert wird, daß jeder der einfallenden Lichtstrahlen auf zwei benachbarte Lichtführungswege verteilt wird, wenn sich der Strahl von einer Konvexlinse zur nächsten bewegt. Damit sie wirksam wird, weist die Lichtabschirmschicht vorzugsweise eine Breite auf, die größer ist als der Punktdurchmesser jedes Lichtstrahls.

Bei den voranstehend beschriebenen zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung muß der Lichtstrahl durch den rotierenden Polygonspiegel reflektiert werden, und die daraus folgende Ungleichmäßigkeit der Drehung sowie andere Fehler machen es schwierig, exakt den Zeitpunkt zu steuern, zu welchem der Lichtstrahl in einzelne Lichtwellenwege eingeführt wird. Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, wird der Lichtstrahl vorzugsweise durch eine Fotodetektorvorrichtung überwacht, die an dem Ort des Linsenfeldes vorgesehen ist, an welchem die Abtastung mit dem Lichtstrahl beginnt. Beispielsweise kann jede der zwei Linsengruppen mit einem zusätzlichen Linsenelement versehen werden, um die Anzahl jedes der numerierten Lichtquellenwege zu erhöhen, und eine Fotodetektorvorrichtung an den Endoberflächen des Substrats für das Feld der Lichtführungswege entsprechend den zusätzlichen Linsenelementen vorgesehen werden. Diese Anordnung gestattet eine Erfassung von Signalen zum Zeitpunkt des Beginns der Lichtstrahlabtastung mit Hilfe der Fotodetektorvorrichtung, und wenn die erfaßten Signale als Einzelbildstartsignale erfaßt werden, kann die Zeitablaufsteuerung verschiedener Arbeitsvorgänge, beispielsweise das Schreiben von Bildinformation, exakt durchgeführt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Feld derartiger Fotodetektorvorrichtungen eingesetzt werden, wie es in Fig. 11 gezeigt ist. Das mit dem Bezugszeichen 60 in Fig. 11 bezeichnete Feld besteht aus mehreren Fotodetektorvorrichtungen 62 und ist an der Austrittsendoberfläche des Substrats 10 für das Feld der Lichtführungswege vorgesehen. Im einzelnen sind die Fotodetektoren 62 an Orten angeordnet, welche den Austrittsendoberflächen der jeweiligen Lichtführungswege 14 entsprechen. Andererseits treten beim Abtastlichtstrahl Variationen der Lichtmenge auf, infolge verschiedener Faktoren, wie beispielsweise einer Positionsversetzung infolge geringer mechanischer Präzision und von Temperaturschwankungen. Um mit diesem Problem fertig zu werden, kann eine Laserlichtüberwachungs- Lichtempfangsvorrichtung nahe dem Halbleiterlaser vorgesehen sein, um hierdurch die Lasertreiberstromversorgung so zu steuern oder zu regeln, daß eine konstante Laserausgangsleistung sichergestellt wird. Allerdings besteht die Möglichkeit, daß das in die Lichtführungswege eingeführte Licht infolge anderer mechanischer Faktoren schwankt. Der Vorteil der in Fig. 11 dargestellten Anordnung besteht darin, daß das Licht, welches durch die einzelnen Lichtführungswege übertragen wird, in die entsprechenden Fotodetektorvorrichtungen 62 übertragen wird, und daß der Fotostrom infolge des Lichtempfangs durch eine externe Schaltung aufgenommen werden kann. Die Stromzufuhr für den Halbleiterlaser wird so gesteuert, daß der auf diese Weise detektierte Fotostrom für die Ausgänge sämtlicher Lichtführungswege in dem Substrat 10 im wesentlichen konstant ist. Dies führt dazu, daß irgendwelche Reaktionen kompensiert werden, die infolge verschiedener Faktoren auftreten können, und die Menge des einfallenden Lichts in die Lichtführungswege auf einen konstanten Pegel gesteuert oder geregelt werden kann, um hierdurch eine ordnungsgemäße Adressierung mittels Licht durchzuführen.

Bei den voranstehenden Ausführungsformen wird eine Kombination von zwei Reflektorspiegeln verwendet, jedoch kann die Anzahl und Anordnung von Reflektorspiegeln je nach speziellem Aufbau des optischen Systems entsprechend abgeändert werden. Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß das Linsenfeld, welches bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, nicht auf den voranstehend beschriebenen Aufbau begrenzt ist, und daß einzelne Linsen auch auf andere Weise bearbeitete Arten sein können, beispielsweise eine Fresnel- Linse oder ein Hologramm.

Wie voranstehend erläutert, ist eine optisch aktive Matrixanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgebildet, daß ein Lichtstrahl durch einen rotierenden Polygonspiegel für die Abtastung und darauffolgende Einbringung in Lichtführungswege reflektiert wird. Die Anzahl erforderlicher Teile für die Anzeige ist daher ausreichend verringert, so daß ein einfacher Zusammenbau und eine kostengünstige Herstellung möglich sind. Weiterhin treten bei der Anzeige weniger negative Effekte auf, die durch derartige schädliche Faktoren, wie beispielsweise Variationen der mechanischen Parameter, hervorgerufen werden, und daher ist die Betriebsstabilität der Anzeige verbessert.

Weiterhin ist die optisch aktive Matrixanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgelegt, daß ein Lichtstrahl zur Abtastung durch einen rotierenden Polygonspiegel reflektiert wird, und ein Linsenfeld, in welchem eine Gruppe ungeradzahliger Linsen und eine Gruppe geradzahliger Linsen in zwei Zeilen angeordnet ist, zum Konzentrieren oder Fokussieren einfallenden Lichtes verwendet wird, so daß dieses in Lichtführungswege in zwei unterschiedlichen Zeilen eintreten kann, von denen die eine eine ungeradzahlige Zeile und die andere eine geradzahlige Zeile ist. Mit Hilfe dieser Anordnung kann eine versetzte Abtastung durchgeführt werden, nämlich durch alternierend abwechselnde Abtastzyklen unter Verwendung zweier Lichtstrahlen.

Claims (12)

1. Optisch aktive Matrixanzeige, welche einen Lichtstrahl durch mehrere Lichtführungswege in einem transparenten Substrat zum Umschalten von Signalen zur Bildanzeige verwendet, gekennzeichnet durch:
Endoberflächen der Lichtführungswege, die an einer Seitenoberfläche des transparenten Substrats auftrauchen;
eine Lichtquelle zum Aussenden zumindest eines Lichtstrahls;
einen rotierenden Polygonspiegel zur Abtastung der Richtung des Lichtstrahls; und
eine optische Einrichtung zum Ändern eines Winkels des Lichtstrahls, der von dem rotierenden Polygonspiegel reflektiert wird, so daß der Lichtstrahl an den Endoberflächen der Lichtführungswege unabhängig von den Richtungen der Abtastungen einfällt.

2. Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung die Hauptstrahlen des Lichtstrahls in einen im wesentlichen konstanten Winkel in bezug auf die Endoberflächen der Lichtführungswege bringt.

3. Anzeige nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des konstanten Winkels annähernd 90° beträgt.

4. Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung ein Linsenfeld aufweist, welches mit mehreren Linsen entsprechend den einzelnen Lichtführungswegen versehen ist, benachbart den Endoberflächen der Lichtführungswege, wobei das Linsenfeld den Lichtstrahl auf die Endoberflächen der Lichtführungswege konzentriert.

5. Anzeige nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung eine Mikrolinse und telezentrische, optische Elemente einschließlich einer torischen Linse aufweist.

6. Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung eine Lichtabschirmschicht zum Abschirmen des Lichtstrahls, der an das Ende des Substrats angelegt wird, abgesehen von den Endoberflächen der Lichtführungswege, aufweist.

7. Anzeige nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Lichtabschirmschicht zwischen den Lichtführungswegen größer ist als der Punktdurchmesser des Lichtstrahls, der auf die Lichtabschirmschicht einfällt.

8. Anzeige nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle zwei Lichtstrahlen aussendet.

9. Anzeige nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsenfeld aus zwei Linsengruppen besteht, die in zwei Zeilen angeordnet sind, wobei eine Linsengruppe aus Linsen auf der ungeradzahligen Seite entsprechend ungeradzahligen Zeilen der Lichtführungswege besteht, und die andere Linsengruppe aus Linsen auf der geradzahligen Seite entsprechend geradzahliger Zeilen der Lichtführungswege besteht, und einer der Lichtstrahlen zur Abtastung der Gruppe von Linsen auf der ungeradzahligen Seite den ungeradzahligen Zeilen zugeführt wird, der andere Lichtstrahl zur Abtastung der Gruppe der Linsen auf der geradzahligen Seite den geradzahligen Zeilen zügeführt wird, und beide Lichtstrahlen alternierend zugeführt werden.

10. Anzeige nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsenfeld oder das transparente Substrat mit einer Fotodetektorvorrichtung in einer Position des Starts der Lichtstrahlabtastung versehen ist, und daß ein von der Fotodetektorvorrichtung erzeugtes Signal als ein Triggersignal verwendet wird.

11. Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Substrat eine weitere Seitenoberfläche aufweist, die an den Austrittsendoberflächen der Lichtführungswege erscheint, von welchen die einfallenden Lichtstrahlen ausgegeben werden.

12. Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Substrat mit einem Feld von Fotodetektorvorrichtungen entsprechend den Austrittsendoberflächen der jeweiligen Lichtführungswege versehen ist.