-
Technisches
Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Video- und Graphikmikrodisplaysysteme
und insbesondere ein System zur Beleuchtung von Mikrodisplays.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Die
Technologie zur Verwendung von Flüssigkristallmaterialien in
Mikrodisplays ist relativ neu. Das Flüssigkristallmaterial, das die
optische Komponente des Mikrodisplays bildet, wird direkt auf einer integrierten
Siliziumschaltung bzw. einem Pixelarray unter einer transparenten
Abdeckung angeordnet und die Signale zum Ein- und Ausschalten der
individuellen Bildelemente bzw. Pixel des Mikrodisplays werden auf
der integrierten Siliziumschaltung erzeugt.
-
Der
Ausdruck „Mikrodisplay" wird verwendet, da
die Anzeige bei einer typischen Ausführungsform ein Array von 1.024 × 768 Pixel
aufweist (die individuelle Pixelgröße beträgt ungefähr l2 μ) und der Siliziumchip eine
Fläche
von ungefähr
1,3 cm × 1
cm umfaßt.
-
Das
Mikrodisplaysystem arbeitet, indem Licht von einer gewöhnlichen
Lichtquelle durch einen Illuminator hindurchgelassen wird, der nicht
polarisiertes Licht von der gewöhnlichen
Lichtquelle in einen polarisierten Lichtstrahl umwandelt. Der polarisierte
Lichtstrahl wird dann auf das Mikrodisplay gerichtet. Das Mikrodisplay
reflektiert das Licht in der Weise, daß die Polarisationsebene des
Lichts entweder gedreht wird oder nicht. Das Licht wird dann zum Illuminator
zurückreflektiert,
der die Wirkung eines Analysators hat und bewirkt, daß die Pixel
abhängig davon,
ob die Polarisationsebene gedreht wurde oder nicht, entweder hell
oder dunkel sind. Die hellen und dunklen Pixel bilden ein Bild zur
Betrachtung.
-
Die
Anwendungen für
derartige Mikrodisplays nehmen zu. Bei einer Anwendung werden sie für Sucher
bei digitalen Kameras und Camcordern verwendet. Bei einer anderen
Anwendung werden zwei Mikrodisplays an einem Rahmen, wie beispielsweise
einer Brille befestigt, wodurch einem Nutzer ein virtuelles Bild
eines virtuellen Computerbildschirms geboten wird, der ein sehr
geringes Gewicht aufweist und sehr persönlich ist.
-
Im
Dokument WO 99/34246 wird ein Head-Up-Display mit LEDs als Lichtquelle,
einer reflektierenden, auf einem LCD-Display basierenden Displayvorrichtung,
einem Strahlteiler, der gegenüber
dem LCD-Display wie auch gegenüber
den LEDs geneigt ist, die ein virtuelles Bild erzeugen, das von einem
Betrachter betrachtet werden kann, beschrieben.
-
Im
Dokument
US 4,884,860 wird
ein Fasermarkierer mit einer zylindrischen phosphoreszierenden Schicht
offenbart, die zwischen ein Paar koaxialer optischer Wellenleiter
eingefügt
ist, die das auftreffende Umgebungslicht auf die phosphoreszierende
Schicht konzentrieren, was zu einem höheren Wirkungsgrad bezüglich des
gesammelten und zurückemittierten
Lichts führt.
-
Da
Mikrodisplays ausreichend klein sind, daß sie tragbar sind, werden
Batterien zur Beleuchtung der Displays vorgesehen. Um das Batteriegewicht
zu minimieren und die Lebensdauer der Batterie so groß wie möglich zu
machen, muß der
Energieverbrauch des Mikrodisplays minimiert werden. Der hohe Energieverbrauch
stellt eines der größten Probleme
bei Mikrodisplays dar. Es wurden im Stand der Technik Versuche unternommen,
Umgebungslicht zur Beleuchtung von Mikrodisplays zu verwenden. Jedoch
ist die Intensität
und Energiedichte von Umgebungslicht allein im allgemeinen nicht
ausreichend, um Mikrodisplays in geeigneter Weise zu beleuchten.
-
Offenbarung
der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Mikrodisplaysystem unter Verwendung von Umgebungslicht
zur Beleuchtung des Mikrodisplays bereitgestellt. Ein Wellenleiter
umfaßt
einen darin eingebetteten ersten Farbstoff, der das Umgebungslicht durch
die Oberflächen
des Wellenleiters absorbiert und ein verstärktes Licht reemittiert, das
vom Wellenleiter erfaßt
wird. Mit Hilfe interner Totalreflektion im Wellenleiter und Reflektion
von einem Reflektor an einem Ende des Wellenleiters wird im wesentlichen das
gesamte Licht durch ein lichtdurchlässiges Ende zu einem Illuminator
zur Beleuchtung des Mikrodisplays gerichtet. Das Mikrodisplay umfaßt mehrere
Pixel, die aktiviert werden, um das Licht zurück durch den Illuminator zu
reflektieren, um das Mikrodisplaybild zu betrachten. Bei dieser
Vorgehensweise wird der Energieverbrauch minimiert und die Lebensdauer
der Batterie verlängert,
was bei tragbaren Mikrodisplaysystemen besonders zweckmäßig ist.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird des weiteren ein Mikrodisplaysystem bereitgestellt,
bei dem Umgebungslicht zur farbigen Beleuchtung des Mikrodisplays
verwendet wird. Ein Wellenleiter weist verschiedene darin eingebettete
Farbstoffe auf, die Umgebungslicht absorbieren und Licht in den
drei Primärfarben,
d.h. Rot, Grün
und Blau reemittieren. Durch interne Totalreflekion im Wellenleiter
und Reflektion von einem Reflektor am Ende des Wellenleiters wird
das reemittierte Licht durch das durchlässige Ende in ein Festkörper-Farbrad
gerichtet. Das Festkörper-Farbrad
wird durch die integrierte Schaltung so gesteuert, daß die Transmission
einzelner farbiger Lichter zu einem Illuminator zur Beleuchtung des
Mikrodisplays in Synchronisation mit der Aktivierung der Pixel wahlweise
zugelassen werden kann. Die Pixel werden aktiviert, um zur Betrachtung
des Mikrodisplaybildes Licht durch den Illuminator zurückzureflektieren.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird des weiteren ein Mikrodisplaysystem bereitgestellt,
bei dem Umgebungslicht zur Beleuchtung des Mikrodisplays in Farbe
verwendet wird. Drei Wellenleiter umfassen verschiedene darin eingebettete
Farbstoffe, die Umgebungslicht absorbieren und Licht in den drei Primärfarben,
d.h. Rot, Grün
und Blau reemittieren. Durch interne Totalreflexion im Wellenleiter
und Reflektionen von Reflektoren an den Enden der Wellenleiter wird
das reemittierte Licht durch die durchlässigen Enden in Flüssigkristall-(FK)-Shutter gerichtet. Jeder
der FK-Shutter wird unabhängig
gesteuert, um die Transmission des Lichts mit der jeweiligen Farbe durch
die jeweiligen FK-Shutter zu einem Koppler einzuschalten oder auszuschalten,
der das Licht zur Beleuchtung des Mikrodisplays zu einem Illuminator richtet.
Das Mikrodisplay umfaßt
mehrere Pixel, die aktiviert werden, um Licht zurück durch
den Illuminator zur Betrachtung des Mikrodisplaybildes reflektieren.
Bei dieser Methode wird der Energieverbrauch minimiert und die Lebensdauer
der Batterie verlängert,
was für
tragbare Mikrodisplaysysteme besonders zweckmäßig ist.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird des weiteren ein Mikrodisplaysystem mit einer energieversorgten
Hilfslichtquelle zur Verwendung mit den Wellenleitern zur zusätzlichen
Beleuchtung des Mikrodisplays bereitgestellt.
-
Die
oben angegebenen und zusätzliche
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der Lektüre der folgenden
detaillierten Beschreibung deutlich, wenn diese in Verbindung mit
den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird.
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine isometrische Ansicht einer Kamera, die die vorliegende Erfindung
verkörpert;
-
2 ist
eine isometrische teilweise aufgebrochene Ansicht eines einzelnen
Farbmikrodisplaysystems gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
3 ist
eine isometrische Ansicht eines Mehrfarbenmikrodisplaysystems gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
4 ist
eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
eines Mehrfarbenmikrodisplaysystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
5 ist
eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
eines Mikrodisplaysystems gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einer mit Energie versorgten Hilfslichtquelle;
-
6 ist
eine schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
eines Mikrodisplaysystems gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einer weiteren mit Energie versorgten Hilfslichtquelle;
und
-
7 ist
eine schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
eines Mikrodisplaysystems gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einer weiteren mit Energie versorgten Hilfslichtquelle.
-
Beste Form
zur Realisierung der Erfindung
-
Struktur:
-
Im
Folgenden wird auf 1 Bezug genommen. In 1 ist
eine typische Verwendung der vorliegenden Erfindung in einer Digitalkamera 10 gezeigt.
Die Kamera 10 umfaßt
eine Optik 12 und einen Bildsensor, wie beispielsweise
einen ladungsgekoppelten Baustein (CCD) 14. Die CCD 14 sendet
ein digitalisiertes Bild an eine integrierte Schaltung 16,
die ein Mikrodisplay 18 steuert.
-
Das
Mikrodisplay 18 umfaßt
ein Flüssigkristallmaterial,
das direkt auf einer integrierten Schaltung aus Silizium mit einem
Array individueller Bildelemente oder Pixel angeordnet ist. Das
typische Array umfaßt
ein Array von 1.024 × 768
Pixel (die individuelle Pixelgröße beträgt ungefähr 12 μ) und der
Siliziumchip weist eine Fläche
von ungefähr
1,3 cm × 1 cm
auf. Der Flüssigkristall
reagiert auf Signale, die von der integrierten Schaltung aus Silizium
unter der Steuerung der integrierten Schaltung 16 erzeugt
werden, um die Pixel zu aktivieren, so daß die Polarisationsebene des
auf das Mikrodisplay 18 gerichteten Lichtes zu ändern, so
daß sie
mit der des auf die CCD 14 einfallenden Lichts übereinstimmt.
-
Das
Mikrodisplay 18 wird mit polarisiertem Licht beleuchtet,
das durch einen Strahlteiler bzw. einen Illuminator 22 tritt,
der durch einen Polarisator gebildet ist, der gewöhnliches,
nicht polarisiertes Licht in polarisiertes Licht umwandelt. Einer
Seite des Illuminators 22 wird gewöhnliches Licht zugeführt, das
unter rechten Winkeln auf das Mikrodisplay 18 reflektiert
wird. Das Licht wird vom Mikrodisplay 18 in der Weise reflektiert,
daß die
Polarisationsebene des reflektierten Lichts entweder gedreht oder
nicht gedreht wird. Das reflektierte Licht wird dann zum Illuminator 22 zurückreflektiert,
der die Wirkung eines Analysators hat und die Pixel reflektierend
oder nicht reflektierend (schwarz) in Abhängigkeit davon erscheinen läßt, ob die
Polarisationsebene des polarisierten Lichts gedreht wurde oder nicht.
-
Für einen
Nutzer ist das Bild auf dem Mikrodisplay 18 durch den Illuminator 22 und
ein Okular oder einen Bildsucher 20 zu erkennen. Bei Betrachtung
durch einen am Bildsucher 20 bilden die reflektierenden
und dunklen Pixel das betrachtete Bild, wobei die reflektierenden
Pixel Licht mit der Farbe des polarisierten Lichts liefern.
-
Bei
der Ausführungsform
aus 1 der vorliegenden Erfindung wird das nicht-polarisierte
Licht von einem Wellenleiter 24 geliefert. Der Wellenleiter 24 umfaßt ein optisches
Material, wie beispielsweise Glas oder Kunststoff, wobei eine Ummantelung
mit einem niedrigen Brechungsindex vorgesehen sein kann, und enthält einen
herkömmlichen
auf Licht reagierenden Farbstoff 26, der Licht in einem
breiten Frequenzbereich absorbiert und die Lichtenergie in einem
anderen, schmäleren
Frequenzbereich emittiert. Er ist mit einer oberen, unteren und
Seitenoberflächen 28,
einem lichtdurchlässigen
vorderen Ende 34 und einem hinteren Ende 36 mit
einer reflektierenden Einrichtung 38, wie beispielsweise
einer Verspiegelung, versehen.
-
In
der Kamera 10 sind die Oberflächen 28 des Wellenleiters 24 gewöhnlichem
Licht von einer Umgebungslichtquelle 40 ausgesetzt und
sind so geformt, daß der
Großteil
des auf die Oberflächen 28 einfallenden
Lichts zum lichtdurchlässigen
vorderen Ende 34 gerichtet wird.
-
Im
Folgenden wird auf 2 Bezug genommen, in der ein
Wellenleiter 42 gezeigt ist, der das Grundprinzip der Funktionsweise
der Wellenleiter gemäß der vorliegenden
Erfindung wiedergibt. Dieselben Elemente wie in 1 sind
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Zu Darstellungszwecken ist der
Wellenleiter 42 geradlinig gezeigt. Es ist jedoch verständlich,
daß er
jede beliebige Konfiguration aufweisen kann, die erforderlich ist,
damit er in ein System zum Gebrauch einer Mikrovorrichtung paßt, in dem
er verwendet wird. Beispielweise könnte der Wellenleiter 42 so
konfiguriert sein, daß er
die Wellenform 24 aus 1 bildet.
-
Im
Wellenleiter 42 ist eine Vielzahl von Molekülen des
Farbstoffs 26 eingebettet. Zu Darstellungszwecken ist in 2 jedoch
nur ein Molekül
des Farbstoffs 26 gezeigt. Das eine Molekül des Farbstoffs 26 absorbiert
Licht von der Umgebungslichtquelle 40 und reemittiert es
als reemittiertes Licht 44 in alle Richtungen. Der Großteil des
reemittierten Lichts 44 bleibt im Innern des Wellenleiters 42 durch Reflektion
an der Grenzfläche
zwischen Material und Luft oder an einer brechenden Ummantelung
gefangen. Das in Richtung des hinteren Endes 36 reemittierte
Licht 44 wird durch die reflektierende Einrichtung 38 durch
das lichtdurchlässige
vordere Ende 34 des Wellenleiters 42 nach vorne
reflektiert.
-
Um
eine gleichförmigere
Lichtdurchlässigkeit zu
gewährleisten,
kann das lichtdurchlässige
vordere Ende 34 als eine Möglichkeit aufgerauht werden,
um eine diffuse Quelle für
den Illuminator 22 zu erzeugen.
-
Im
Folgenden wird auf 3 Bezug genommen, in der Wellenleiter 42R, 42G und 42B gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt sind, wobei dieselben Elemente wie in 1 mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Ein Wellenleiter 42R umfaßt Oberflächen 28R,
ein lichtdurchlässiges
vorderes Ende 34R, ein hinteres Ende 36R mit einer
reflektierenden Einrichtung 38R und einen darin eingebetteten
Farbstoff 26R. Der Wellenleiter 42G umfaßt Oberflächen 28G,
ein lichtdurchlässiges
vorderes Ende 34G, ein hinteres Ende 36G mit einer
reflektierenden Einrichtung 38G und einen darin eingebetteten
Farbstoff 26G. Auf ähnliche
Weise umfaßt
der Wellenleiter 42B Oberflächen 28B, ein vorderes Ende 34B,
ein hinteres Ende 36B mit einer reflektierenden Einrichtung 38B und
einen darin eingebetteten Farbstoff 26G. Bei dieser Ausführungsform
erfassen die Farbstoffe 26R, 26G und 26B Umgebungslicht
durch die jeweiligen Oberflächen 28R, 28G und 28B und
reemittieren Licht mit roter (R), grüner (G) bzw. blauer (B) Farbe.
Für den
Fachmann ist offensichtlich, daß andere
Farbkom binationen mit einer kleineren oder größeren Zahl von Farben abhängig von
der Anwendung verwendet werden können.
-
An
den lichtdurchlässigen
vorderen Enden 34R, 34G und 34B sind
jeweilige Lichtshutter oder Flüssigkristall-(FK)-Shutter 50R, 50G und 50B vorgesehen.
Die FK-Shutter 50R, 50G und 50B reagieren auf
elektrische Signale, so daß eine
jeweilige Transmission von rotem, grünem und blauem reemittierten Licht
durch diese zugelassen oder verhindert wird. Auf der anderen Seite
der FK-Shutter 50R, 50G und 50B befindet
sich ein Koppler 52.
-
Der
Koppler 52 ist ein Wellenleiter aus einem optischen Material,
wie beispielsweise Glas oder Kunststoff, der mit einer Ummantelung
mit einem niedrigen Brechungsindex versehen sein kann. Der Koppler 52 richtet
eines der farbigen Lichter abhängig
davon, durch welchen der FK-Shutter die Transmission von Licht zugelassen
ist, zum Illuminator 22. Wenn beispielsweise der FK-Shutter 50R eingeschaltet
ist, wird reemittiertes rotes Licht durch den Wellenleiter 42R zum
Koppler 52 durchgelassen. Wenn der FK-Shutter 50R ausgeschaltet
ist, wird reemittiertes Licht durch den Wellenleiter 42R nicht
zum Koppler 52 durchgelassen. Die FK-Shutter 50R, 50G und 50B werden
durch die integrierte Schaltung 16 so gesteuert, daß sie in
Verbindung mit dem Mikrodisplay 18 arbeiten.
-
Im
Folgenden wird auf 4 Bezug genommen, in der ein
Wellenleiter 60 gezeigt ist, in den alle drei Farbstoffe 26R, 26G und 26B integriert
sind. Zur Vereinfachung der Darstellung sind dieselben Elemente
wie in 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Der
Wellenleiter 60 umfaßt
die Oberflächen 28,
das lichtdurchlässige
vordere Ende 34 und das hintere Ende 36 mit der
reflektierenden Einrichtung 38. Bei dieser Ausführungsform
absorbieren die Farbstoffe 26R, 26G und 26B Umgebungslicht
von den Oberflächen 28 und
reemittieren Licht roter, grüner
bzw. blauer Farbe, das zu weißem
Licht kombiniert wird. Durch den Wellenleiter 60 wird das
weiße Licht
zu einem am lichtdurchlässigen
vorderen Ende 34 angeordneten Festkörper-Farbrad 62 geleitet,
um den Durchlaß des
roten, blauen und grünen
Lichts zum Illuminator 22 wahlweise zuzulassen. Das Farbrad 62 wird
durch die integrierte Schaltung 16 so gesteuert, daß es in
Synchronisation mit dem Mikrodisplay 18 arbeitet.
-
Unter
Verwendung desselben Wellenleiters 60 könnte das weiße Licht
dazu verwendet werden, ein Display zu beleuchten, in dem die Pixel
farbig sind.
-
Im
Folgenden wird auf 5 Bezug genommen, in der der
Wellenleiter 42 aus 2 optisch
mit einem Zweig eines Kopplers 70 mit zwei Zweigen verbunden
gezeigt ist. Bei dem Koppler 70 handelt es sich um einen
Wellenleiter aus Glas oder Kunststoff, dessen anderer Zweig optisch
mit einer mit Energie versorgten Hilfslichtquelle 72 verbunden
ist. Die Lichtquelle 72 ist dazu eingerichtet, zusätzliches Licht
oder Ersatzlicht zum Wellenleiter 42 zuzuführen, das
durch das lichtdurchlässige
vordere Ende 34 zum Illuminator 22 übertragen
werden kann. Bei einer Ausführungsform
handelt es sich bei der Lichtquelle 72 um eine lichtaussendende
Diode (LED).
-
Im
Folgenden wird auf 6 Bezug genommen, in der ein
Wellenleiter 80 mit einer Anzahl von Hilfslichtquellen 82, 84, 86 und 88 gezeigt
ist, die neben ihren Oberflächen 28 angeordnet
sind. Zur Vereinfachung der Darstellung sind dieselben Elemente wie
in 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Die
Lichtquellen 82, 84, 86 und 88 können das vom
Farbstoff (nicht gezeigt) aufgenommene Umgebungslicht verstärken und
die Intensität
des durch das lichtdurchlässige
vordere Ende 34 des Wellenleiters 80 reemittierten
Lichts erhöhen.
Auch die Lichtquellen 82, 84, 86 und 88 können unterschiedliche Farben
aufweisen, um das zu speziellen roten, grünen, blauen und weißen Farbstoffen
(nicht gezeigt) im Wellenleiter 80 zugeführte Licht
zu verstärken. Wiederum
sind bei einer Ausführungsform
die Lichtquellen 82, 84, 86 und 88 aus
LEDs gebildet.
-
Im
Folgenden wird auf 7 Bezug genommen, in der der
Wellenleiter 42 mit einer am lichtdurchlässigen vorderen
Ende 34 des Wellenleiters 42 angeordneten Hilfslichtquelle
gezeigt ist. Die Lichtquelle 90 kann im Weg des Lichts
des Wellenleiters 42 ausgebildet sein. Zur Vereinfachung
der Darstellung sind dieselben Elemente wie in 1 mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet. Die Lichtquelle 90 kann
transparent sein, wie beispielsweise eine transparente LED, oder
sehr dünn,
so daß sie
Licht zum Illuminator 22 nicht behindert. Bei einer Ausführungsform
ist die Lichtquelle 90 wiederum durch eine LED gebildet.
Bei einer weiteren Ausführungsform
ist die Lichtquelle 90 integral mit oder im Innern des
Wellenleiters 42 ausgebildet.
-
Betriebsweise:
-
Beim
Betrieb der Ausführungsformen
aus 1 und 2 wird das Licht von der Umgebungslichtquelle
durch die Oberflächen 28 des
Wellenleiters 24 bzw. 42 durch den darin eingebetteten
Farbstoff erfaßt.
Das Umgebungslicht wird vom Farbstoff 26 als reemittiertes
Licht 44 reemittiert, das im Wellenleiter 24 bzw. 42 gebrochen
und durch die reflektierende Einrichtung 38 reflektiert
und aus dem lichtdurchlässigen
vorderen Ende 34 nach außen gerichtet wird.
-
Da
der Großteil
des reemittierten Lichts vom Wellenleiter 24 bzw. 42 eingefangen
wird, ist das am lichtdurchlässigen
vorderen Ende 34 austretende reemittierte Licht 44 ausreichend,
um das Mikrodisplay 18 zu beleuchten. Durch Verstärkung des
Umgebungslichts mit dem Gebrauch des Wellenleiters 24 bzw. 42 mit
dem eingebetteten Farbstoff 26 wird das mit unzureichendem
Umgebungslicht in Verbindung stehende Problem gelöst.
-
Für Farb-Mikrodisplays
wird von der in 3 gezeigten Ausführungsform
Licht mit den drei Primärfarben
RGB von den drei Wellenleitern 42R, 42G und 42B geliefert.
Bei dieser Ausführungsform
erfassen die Farbstoffe 26R, 26G und 26B Umgebungslicht
und reemittieren rotes, grünes
bzw. blaues Licht. Die FK-Shutter 50R, 50G und 50B lenken
gefärbtes Licht
sequentiell in den Koppler 52, wo das gefärbte Licht
auf den Illuminator 22 gerichtet wird. In der Kamera 10 wird
das farbige Licht durch den Illuminator 22 polarisiert
und auf das Mikrodisplay 18 gerichtet, wo gewählte Pixel
dementsprechend, wo eine bestimmte Farbe gewünscht wird, aktiviert werden.
Die Polarisationsebene der betreffenden Farbe würde nicht gedreht, wenn das
Licht durch den Illuminator 22 zurückreflektiert werden soll,
so daß es
für den Nutzer
zum Bildsucher 20 übertragen
wird. Unter Verwendung einer hohen Erneuerungsgeschwindigkeit würde der
Nutzer ein vollständiges
Farbbild durch den Bildsucher 20 erkennen.
-
Alternativ
können
die drei Farbstoffe 26R, 26G und 26B in
einem einzigen Wellenleiter 60 gemischt sein, wie in 4 gezeigt
ist. Bei dieser Ausführungsform
erfassen die Farbstoffe 26R, 26G und 26B Umgebungslicht
und reemittieren Licht roter, grüner
bzw. blauer Farbe. Das Festkörper-Farbrad 62 erlaubt
selektiv einen Durchgang des Lichts mit roter, grüner und
blauer Farbe zum Illuminator 22. Wie oben beschrieben,
wird das farbige Licht in der Kamera 10 durch den Illuminator 22 polarisiert
und auf das Mikrodisplay 18 gerichtet, wo gewählte Pixel aktiviert
werden, wenn eine bestimmte Farbe gewünscht wird. Die Polarisationsebene
der speziellen Farbe würde
nicht gedreht werden, wenn sie durch den Illuminator 22 zurückreflektiert
werden soll, so daß sie
zum Bildsucher 20 für
den Nutzer übertragen wird.
Wiederum würde
der Nutzer unter Verwendung einer hohen Erneuerungsgeschwindigkeit
ein vollständiges
Farbbild durch den Bildsucher 20 erkennen.
-
An
Orten, an welchen Bedingungen mit wenig Licht vorliegen, wird zusätzlich zum
Wellenleiter 42 die mit Strom versorgte Hilfslichtquelle 72 vorgesehen,
wie in 5 gezeigt ist. Die mit Strom versorgte Hilfslichtquelle 72 wird
dazu verwendet, das Mikrodisplay 18 in Situationen mit
geringer Beleuchtung zu beleuchten oder um das Umgebungslicht zu verstärken, wenn
dies erforderlich ist.
-
Da
der Illuminator 22 ein Strahlteiler ist, könnte sich
die mit Strom versorgte Hilfslichtquelle 72 ohne den Koppler 70 auch
benachbart zu diesem befinden, müßte jedoch
auf derselben Seite des Illuminators 22 positioniert werden
wie der Wellenleiter 42.
-
Bei
der Ausführungsform
aus 6 verstärken
die farbigen bzw. weißen
Lichtquellen 82, 84, 86 und 88 das
vom Farbstoff bzw. von den Farbstoffen erfaßte Umgebungslicht und erhöhen die
vom Wellenleiter 80 reemittierte Lichtmenge. Für farbiges Licht
wäre das
Farbrad 62 aus 5 erforderlich. Für weißes Licht
wäre das
System aus 6 ausreichend.
-
Bei
der Ausführungsform
aus 7 wird die mit Strom versorgte Hilfslichtquelle 90 am
lichtdurchlässigen
vorderen Ende 34 des Wellenleiters 42 entlang
des Weges des Lichts des Wellenleiters 42 angeordnet, um
das Umgebungslicht zu ergänzen.
Die Betriebsweise ist aufgrund der oben angegebenen Beschreibungen
der anderen Ausführungsformen
offensichtlich.
-
Wie
für den
Fachmann verständlich
ist, ist der Illuminator 22 zwischen dem Mikrodisplay 18 und dem
Bildsucher 20 angeordnet, da das Mikrodisplay 18 eine
reflektierende Bauart umfaßt.
Wenn das Mikrodisplay 18 eine transmissive Bauart umfassen
würde,
bei der Licht durch den darin angeordneten Flüssigkristall entweder durchgelassen
oder sein Durchgang verhindert wird, würde das Mikrodisplay 18 zwischen
dem Illuminator 22 und dem Bildsucher 20 angeordnet.
-
Während die
vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer speziellen besten
Ausführungsform beschrieben
wurde, ist selbstverständlich,
daß viele Alternativen,
Abwandlungen und Änderungen
für den Fachmann
im Licht der vorhergehenden Beschreibung erkennbar sind. Beispielsweise
könnten
anstelle eines Wellenleiters mit einem rechtwinkligen Querschnitt
ersatzweise Wellenleiter mit anderen Formen, wie beispielsweise
einem kreisförmigen
oder ovalen Querschnitt verwendet werden. Es wird beabsichtigt, daß alle derartigen
Alternativen, Abwandlungen und Modifizierungen umfaßt sind,
die in den Umfang der eingeschlossenen Ansprüche fallen. Der gesamte hier
dargelegte oder in den beigefügten
Zeichnungen gezeigte Gegenstand ist in einem illustrierenden und nicht
beschränkenden
Sinn zu interpretieren.