EP1090384A1 - Vorrichtung zur erstellung von durch auffallendes licht erkennbaren bildern und texten - Google Patents

Vorrichtung zur erstellung von durch auffallendes licht erkennbaren bildern und texten

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EP1090384A1
EP1090384A1 EP99936454A EP99936454A EP1090384A1 EP 1090384 A1 EP1090384 A1 EP 1090384A1 EP 99936454 A EP99936454 A EP 99936454A EP 99936454 A EP99936454 A EP 99936454A EP 1090384 A1 EP1090384 A1 EP 1090384A1
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EP
European Patent Office
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color
color mirror
paint
mirror
colorant
Prior art date
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EP99936454A
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EP1090384B1 (de
Inventor
Friedrich-Josef Sacher
Nikolai RÜTHER
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ASPRE AG
Original Assignee
Pirschel Manfred
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP1090384B1 publication Critical patent/EP1090384B1/de
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    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
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    • G09F9/37—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being movable elements
    • G09F9/377—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being movable elements the positions of the elements being controlled by pneumatic means
    • G—PHYSICS
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    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
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    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
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    • G09F9/372—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being movable elements the positions of the elements being controlled by the application of an electric field

Definitions

  • the invention relates to a device for creating images and texts recognizable by incident light.
  • the images and texts created on a screen of a display or on a screen fade or disappear completely as soon as a stronger light strikes the screen or on the screen.
  • the invention has for its object to provide a device in which a clearly visible to brilliant image is formed in the light.
  • the image surface is composed of numerous electronically controllable, grid-like arranged point elements and that each point element has at least one color mirror formed by a flat container and closed at least on the visible side by a transparent wall, the interior of which via a channel is connected to a paint container, the content of which can be put under pressure by electronic control so that color reaches the color mirror from the paint container and the color can be sucked out of the color mirror by reducing the pressure in the paint container.
  • the dot elements take on the colors white or black or light or dark.
  • a point element or pixel has a color mirror that is connected to a color container that has a dark one Color, eg black, is filled. The rear bottom of the color mirror then has a light or white color.
  • a point element has at least three or four color mirrors which are connected to color containers which are filled with different colors, in particular black, cyan, yellow and magenta.
  • the point elements composed in this way can assume the colors of the selected color containers in the image area. Since two or more color containers of a point element can also be controlled, the point elements can also take on the colors of color mixtures.
  • the color can be mixed in an additive manner using the primary colors red, green and blue. However, it can also be done in a subtractive manner using the basic colors cyan, magenta and yellow and, if appropriate, using a contrasting color: black.
  • the flat containers of the color mirrors can be arranged next to each other to form mixed colors for each point element or pixel, or else one behind the other, provided that the respective upstream color mirrors consist of clear, transparent material and are connected to color containers filled with transparent colors.
  • the ink containers are advantageously put under pressure by means of piezo actuators. These piezo actuators can be controlled via a diode matrix.
  • valve in the channel between the color mirror and the color container, which valve opens or closes depending on the control.
  • This valve can also be formed by a piezo actuator.
  • a color mirror can also be connected to two color containers via two color mirrors arranged at a distance from one another. Two colors can then be pressed into a color mirror, taking care that the colors do not mix with one another. That can once happen that a movable wall is arranged within the color mirror or else the colors have a relatively large surface tension and two colors pressed into a color mirror are separated from a gas cushion.
  • An image area should consist of several modules and these of several units, each unit then having at least 200 to 300 point elements.
  • the modules each have a (bidirectional) interface on their edges, via which it can communicate with another module adjacent to it.
  • the data to be displayed for a module network is only fed into one of the modules via a free edge equipped with an interface and then passed on via the other edges.
  • An appropriate algorithm can be used to ensure optimized data distribution once the network structure has been identified. All modules are supplied with all available input data via this data network. With the aid of the network structure data determined, each module can determine its exact position within the module network in order to display the image section of the overall image to be displayed.
  • the scaling and interpolation work that occurs when displaying video images (PAL) on large screens can thus be processed in parallel by the modules, which on the one hand enables high quality and on the other hand low costs of using small-sized module processors.
  • PAL video images
  • central processor e.g. approx. 68030 or 80486
  • a random access memory RAM sufficient for real resolution and image resolution as well as possibly additional data
  • the approximately 1 to 3 mm 3 large paint containers are expediently incorporated as rectangular or square chambers in a plate made of ceramic material.
  • the color mirror as well as the channels that the Connecting the paint container to the color mirror can be incorporated into plates made of ceramic material. These plates are glued together and form a unit of 30 x 30 or 50 x 50 dot elements or pixels.
  • These tile-like units can, for example, be square and have a side length of 80 to 120 mm. Several of these pixel units are put together to form a module and several modules form a screen.
  • the screen can also be designed to be self-illuminating by arranging light sources behind the color mirrors.
  • 1 is a plan view of a module of an image area composed of four units
  • FIG. 2 is a sectional view of a point element with a color mirror
  • 3 is a plan view of a point element with four color mirrors
  • FIG. 4 is a plan view of a point element with three color mirrors
  • FIG. 5 is a plan view of a point element with three color mirrors
  • FIG. 6 is a plan view of a point element with six color mirrors
  • FIG. 7 is a plan view of four point elements, each with three color mirrors,
  • FIG. 8 is a plan view of four modules of an image area
  • FIG. 9 9 is a screen
  • 11 is a plan view of two point elements
  • FIG. 12 is a view along the section line XII-XII in Fig. 1 1,
  • FIG. 13 is an exploded perspective view of a corner of a point element or pixel unit with a color mirror located in two planes.
  • the invention relates to a device, in particular a screen, which shows a colored or black / white still image or moving image in the case of incident light. The stronger the incident light, the better the picture quality.
  • the screen 13 according to FIGS. 8 and 9 is composed of modules 12, which in turn are composed of units 10 or tiles. 1 shows a unit 10 with 30 x 40 point elements or pixels 1.
  • Each point element 1 has at least one color mirror 3 shown in FIG. 2, which consists of a flat container, the wall 2 facing the visible side of which is transparent and which is connected to a color container 5 via a thin channel 6.
  • a micropump 7 which, by changing the volume, can press paint from the paint container 5 into the color mirror 3 and can retrieve color from the color mirror 3.
  • a point element 1 can also have four color mirrors 3, which are connected via their channels 6 to color containers 5, which are filled with the colors cyan, magenta, yellow and black.
  • the movable walls 9 are designed in the manner of a slide and are shaped so that they cannot cover the inlets of the channels 6.
  • a gas or air cushion 11 separates the colors pressed into the color mirror 3.
  • the point element 1 has six color mirrors 3, which are each connected to only one color container 5.
  • the color mirror 3 have the shape of a rectangular in plan view
  • Triangular Two color mirrors 3 are arranged so that they are rectangular Cover the area, the hypotenuses of the triangles running diagonally through the rectangular area.
  • each color mirror 3 is connected via channels 6 to two color containers 5, one of which has the color black and the other color container 5 has the color cyan, or Magenta or yellow is filled. So that the colors in the color mirrors 3 remain separate, they are separated by a gas cushion 11. A basic color or a contrasting color can thus be introduced into each color mirror 3.
  • the amount of ink pressed into the color mirror 3 is controlled via a micropump 7 or a piezo actuator 7 and electronics.
  • the image area or the screen 13 is composed of four modules 12. All modules 12 can be used anywhere on the image area 13. In order to enable this simple and quick construction of an image area, each module 12 has a bidirectional interface on each of its edges, via which it can communicate with the adjacent modules 12.
  • each module 12 can determine its exact position within the module network in order to display the image section of the overall image to be displayed.
  • the scaling and interpolation work involved in the display of video images (PAL) on large screens can thus be processed in parallel by the modules, which on the one hand enables high quality and on the other hand low costs by using small-sized module processors.
  • the control signal For individual control of the micropumps 7, the control signal must be multiplexed via a diode matrix due to its large number.
  • the piezo actuators 7 are connected via a matrix. When a potential is applied to exactly one column and one row, a capacitor is charged and feeds the piezo actuator 7 until the refresh with the voltage required for the representation of the image at this point. A discharge of the capacitor via the matrix is not possible due to a diode. To achieve the required packing density, production is in Prefer thin film technology. To further increase the circuit density, higher integration of the matrix electronics within an integrated circuit is conceivable.
  • a screen according to FIG. 9 with a very high image and color quality and a size of 1.5 x 2 m is composed, for example, of twelve square modules 12 with a side length of 50 cm.
  • Each module 12 is composed of twenty-five units or tiles 10 together with a side length of 100 mm.
  • 10 shows a longitudinal section through two point elements or pixels 1, each having three color mirrors 3, 3 'and 3 "arranged one above the other, which are connected to the color containers 5.5' and 5" via channels 6, 6 'and 6 " are.
  • the micropump 7 is composed of a bending piezo actuator 14, 15 and an elastic, compressible body 16, e.g. made of foam plastic or foam rubber.
  • the bending piezo actuator has a metal strip 14 to which a strip of piezoceramic 15 is glued.
  • This piezoceramic strip 15 expands or shortens depending on the voltage applied. Similar to a bimetal, this changes the shape of the metal strip 14, as a result of which the body 16 is more or less compressed and accordingly less or more dye gets into the color levels 3, 3 ', 3 ".
  • the volume of the ink containers or ink chambers is 1 to 2 mm 3 .
  • the color liquid can be a hydrocarbon, especially a liquid one Be paraffin.
  • the inner surface of the color mirror 3, 3 ', 3 can be treated or coated with a surface energy reducing agent, thereby reducing the adhesion of the liquid paint pressed into the color mirror 3, 3', 3".
  • 11 shows the top view of two point elements 1, each with four color mirrors 3, 3 '.
  • Each dot element or pixel 1 has three transparent color mirrors 3 'arranged next to one another, which are connected to two color containers 5' via channels 6 '.
  • these three color mirrors 3 ' is a round color mirror 3, which is contrasted with a contrasting color, e.g. Black, can be filled.
  • FIG. 12 shows a sectional view along the section line XII-XII in FIG. 11.
  • This FIG. 12 shows the structure of a unit 10 or tile, which is composed of a plurality of plates 21 to 24, preferably made of ceramic, which are glued to one another. The back is formed by the base plate 21.
  • a cover and protective pane 26 On the front side there is a cover and protective pane 26.
  • This protective pane 26 and the outer color mirror plate 25 are made of a clear material.
  • the color chambers 5 for the contrast colors for the color mirror 3 are accommodated in the color chamber plate 22, while the color chambers 5 'are filled with the transparent colors yellow, magenta and cyan.
  • the rear color mirror plate 24 can consist of white ceramic.
  • the base plate 21 is composed of a contact plate 27 which produces the contacts between the piezo actuators 14, 15 and the conductor tracks of the conductor track layer 28.
  • a further layer 29 can have a multiplex circuit for controlling the piezo actuators 14, 15.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erstellung von durch auffallendes Licht erkennbaren Bildern und Texten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der bei auffallendem Licht ein gut sichtbares bis brillantes Bild entsteht. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Bildfläche sich zusammensetzt aus zahlreichen elektronisch ansteuerbaren, rasterartig angeordneten Punktelementen und dass jedes Punktelement mindestens einen Farbspiegel (3) aufweist, der von einem flachen und zumindest auf der Sichtseite durchsichtigen Behälter gebildet ist und dessen Innenraum über einen Kanal (6) mit einem Farbbehälter in Verbindung steht, dessen Inhalt durch elektronische Ansteuerung so unter Druck gesetzt werden kann, dass aus dem Farbbehälter Farbe in dem Farbspiegel (3) gelangt und durch Reduzierung des Drucks im Farbbehälter die Farbe aus dem Farbspiegel (3) abgesaugt werden kann.

Description

Beschreibung:
Vorrichtung zur Erstellung von durch auffallendes Licht erkennbaren Bildern und Texten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erstellung von durch auffallendes Licht erkennbaren Bildern und Texten.
Bei den bekannten Vorrichtungen zur Erzeugung stehender oder laufender Bilder wird entweder ein Elektronenstrahl auf einen Leuchtschirm gerichtet, auf dem dann ein Bild oder ein Text entsteht, oder ein Projektor wirft Licht auf einen durchscheinenden oder reflektierenden Bildschirm, auf dem dann die stehenden oder laufenden Bilder und Texte zu sehen sind.
Die so auf einem Bildschirm eines Displays oder auf einer Leinwand erzeugten Bilder und Texte verblassen oder verschwinden völlig, sobald auf den Bildschirm bzw. auf die Leinwand ein stärkeres Licht auffällt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der bei auffallendem Licht ein gut sichtbares bis brillantes Bild entsteht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bildfläche sich zusammensetzt aus zahlreichen elektronisch ansteuerbaren, rasterartig angeordneten Punktelementen und daß jedes Punktelement mindestens einen von einem flachen Behälter gebildeten und zumindest auf der Sichtseite von einer durchsichtigen Wand geschlossenen Farbspiegel aufweist, dessen Innenraum über einen Kanal mit einem Farbbehälter in Verbindung steht, dessen Inhalt durch elektronische Ansteuerung so unter Druck gesetzt werden kann, daß aus dem Farbbehälter Farbe in den Farbspiegel gelangt und durch Reduzierung des Drucks im Farbbehälter die Farbe aus dem Farbspiegel abgesaugt werden kann.
Für Schwarz-Weiß-Darstellungen oder Texte genügt es, wenn die Punktele- mente die Farben Weiß oder Schwarz bzw. Hell oder Dunkel annehmen. In diesem Fall genügt es, wenn ein Punktelement oder Pixel einen Farbspiegel aufweist, der mit einem Farbbehälter verbunden ist, der mit einer dunklen Farbe, z.B. Schwarz, gefüllt ist. Der rückwärtige Boden des Farbspiegels hat dann eine helle oder weiße Farbe.
Für farbige Darstellungen weist ein Punktelement mindestens drei oder vier Farbspiegel auf, die mit Farbbehältern in Verbindung stehen, die mit unterschiedlichen Farben, insbesondere Schwarz, Cyan, Gelb und Magenta gefüllt sind. Die so zusammengesetzten Punktelemente können in der Bildfläche die Farben der angesteuerten Farbbehälter annehmen. Da auch zwei oder mehr Farbbehälter eines Punktelementes angesteuert werden können, können die Punktelemente auch die Farben von Farbmischungen annehmen.
Die Farbmischung kann in additiver Weise erfolgen mittels der Grundfarben Rot, Grün und Blau. Sie kann aber auch in substraktiver Weise erfolgen mittels der Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb sowie gegebenenfalls mittels einer Kontrastfarbe: Schwarz.
Die flachen Behälter der Farbspiegel können zur Bildung von Mischfarben je Punktelement oder Pixel nebeneinander angeordnet sein oder aber auch hintereinander, sofern die jeweils vorgelagerten Farbspiegel aus klar durchsichtigem Material bestehen und an mit transparenten Farben gefüllten Farbbehältern angeschlossen sind.
Die Farbbehälter werden vorteilhafterweise mittels Piezoaktoren unter Druck gesetzt. Diese Piezoaktoren können über Diodenmatrix angesteuert werden.
Für Bildflächen, auf denen insbesondere stehende Bilder erzeugt werden sollen, ist es zweckmäßig, in den Kanal zwischen Farbspiegel und Farbbe- hälter ein Ventil anzuordnen, das den Kanal je nach Ansteuerung öffnet oder schließt. Dieses Ventil kann ebenfalls von einem Piezoaktor gebildet werden.
Ein Farbspiegel kann auch über zwei im Abstand voneinander angeordnete Farbspiegel an zwei Farbbehälter angeschlossen werden. Es können dann zwei Farben in einen Farbspiegel hineingedrückt werden, wobei dafür zu sorgen ist, daß sich die Farben nicht miteinander vermischen. Das kann einmal dadurch geschehen, daß eine bewegliche Wand innerhalb des Farbspiegels angeordnet ist oder aber die Farben eine relativ große Oberflächenspannung aufweisen und zwei in einen Farbspiegel hineingedrückte Farben von einem Gaspolster getrennt werden.
Eine Bildfläche sollte sich aus mehreren Modulen und diese aus mehreren Einheiten zusammensetzen, wobei dann jede Einheit mindestens 200 bis 300 Punktelemente aufweist. Die Module haben an ihren Kanten je eine (bidirektionale) Schnittstelle, über die es mit einem weiteren dort angren- zenden Modul kommunizieren kann. Die anzuzeigenden Daten eines Modulverbundes werden nur in eines der Module über eine freie, mit Schnittstelle ausgestattete Kante eingespeist und danach über die anderen Kanten weitergeleitet. Über einen entsprechenden Algorithmus kann nach Erkennung des Netzaufbaus für eine optimierte Datenverteilung gesorgt werden. Alle Module werden über dieses Datennetz mit allen verfügbaren Eingabedaten versorgt. Jedes Modul kann unter Zuhilfenahme der ermittelten Netzaufbaudaten seine genaue Position innerhalb des Modulverbundes ermitteln, um den dadurch vorgegebenen Bildausschnitt des darzustellenden Gesamtbildes darzustellen. Die bei der Darstellung von Videobildern (PAL) auf großen Bildwänden anfallenden Skalierungs- und Interpolationsarbeiten können somit von den Modulen parallel bearbeitet werden, was einerseits eine hohe Qualität und andererseits niedrige Kosten der Verwendung von gering dimensionierten Modulprozessoren ermöglicht.
Für ein Modul wird an Hardware benötigt:
- ein Zentral-Prozessor (z.B. ca. 68030 oder 80486);
- ein Direktzugriffsspeicher RAM, ausreichend für Realauflösung und Bildauflösung sowie evtl. zusätzlicher Daten;
- ein Festspeicher ROM / EPROM für Betriebsprogramm und evtl. Vektorinformationen für Standardschrift;
- vier Firewire-Ports,
- Ansteuerungselektronik für Piezogitter, Multiplexer möglichst über volle Modulgröße verteilt.
Die etwa 1 bis 3 mm3 großen Farbbehälter sind zweckmäßigerweise als rechteckige oder quadratische Kammern in eine Platte aus keramischem Werkstoff eingearbeitet. Auch die Farbspiegel sowie die Kanäle, welche die Farbbehälter mit den Farbspiegeln verbinden, können in Platten aus keramischem Werkstoff eingearbeitet sein. Diese Platten werden aufeinanderge- klebt und bilden eine Einheit von 30 x 30 oder 50 x 50 Punktelementen oder Pixeln. Diese kachelartigen Einheiten können beispielsweise quadratisch sein und eine Seitenlänge von 80 bis 120 mm haben. Mehrere dieser Pixeleinheiten werden zu einem Modul zusammengesetzt und mehrere Module bilden einen Bildschirm.
Weil die Keramikplatten für die Farbspiegel aus durchsichtigem Material bestehen können und auch die in die Farbspiegel hineindrückbaren Farben - bis auf Schwarz - transparent sind, kann der Bildschirm auch selbstleuchtend ausgebildet sein, indem hinter den Farbspiegeln Lichtquellen angeordnet werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus der folgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Bildschirms und seiner Teile unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert sind. Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine aus vier Einheiten sich zusammensetzendes Modul einer Bildfläche,
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Punktelementes mit Farbspiegel,
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Punktelement mit vier Farbspiegeln,
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Punktelement mit drei Farbspiegeln, F Fiigg.. 5 5 eine Draufsicht auf ein Punktelement mit drei Farbspiegeln,
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein Punktelement mit sechs Farbspiegeln,
Fig. 7 eine Draufsicht auf vier Punktelemente mit je drei Farbspiegeln,
Fig. 8 eine Draufsicht auf vier Module einer Bildfläche, F Fiigg.. 9 9 einen Bildschirm,
Fig. 10 einen Längsschnitt zweier Punktelemente,
Fig. 11 eine Draufsicht auf zwei Punktelemente,
Fig. 12 eine Ansicht nach der Schnittlinie XII-XII in Fig. 1 1 ,
Fig. 13 eine perspektivische Explosionszeichnung einer Ecke einer Punktelemente- oder Pixel-Einheit mit in zwei Ebenen befindlichem Farbspiegel. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, insbesondere einen Bildschirm, der bei auffallendem Licht ein farbiges oder schwarz/weißes Standbild oder Bewegtbild zeigt. Je stärker das auffallende Licht ist, um so besser ist die Bildqualität.
Der Bildschirm 13 gemäß Fig. 8 und Fig. 9 setzt sich zusammen aus Modulen 12, die ihrerseits aus Einheiten 10 oder Kacheln zusammengesetzt sind. Die Fig. 1 zeigt eine Einheit 10 mit 30 x 40 Punktelementen oder Pixeln 1.
Jedes Punktelement 1 weist mindestens einen aus Fig. 2 ersichtlichen Farbspiegel 3 auf, der aus einem flachen Behälter besteht, dessen zur Sichtseite weisende Wand 2 durchsichtig ist und der über einen dünnen Kanal 6 mit einem Farbbehälter 5 verbunden ist. Im Farbbehälter 5 befindet sich eine Mikropumpe 7, die durch Volumenveränderung Farbe aus dem Farbbehälter 5 in den Farbspiegel 3 drücken kann und Farbe aus dem Farbspiegel 3 zurückholen kann.
Wie Fig. 3 zeigt, kann ein Punktelement 1 auch vier Farbspiegel 3 aufwei- sen, die über ihre Kanäle 6 mit Farbbehältern 5 verbunden sind, welche mit den Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz gefüllt sind.
Die Fig. 4 und 5 zeigen je ein Punktelement oder Pixel 1 mit drei Farbspiegeln 3 , die über Kanäle 6 an jeweils zwei Farbbehältern 5 angeschlossen sind. Damit bei dem Punktelement 1 nach Fig. 4 die unterschiedlichen Farben in den Farbspiegeln 3 sich nicht vermischen, sind die den Kanälen 6 zugeordneten Abschnitte durch bewegliche Wände 9 voneinander getrennt. Die beweglichen Wände 9 sind nach Art eines Schiebers ausgebildet und sind so geformt, daß sie die Einlasse der Kanäle 6 nicht überdecken können.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 trennt ein Gas- oder Luftpolster 11 die in die Farbspiegel 3 gedrücken Farben.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 hat das Punktelement 1 sechs Farbspiegel 3 , die jeweils an nur einen Farbbehälter 5 angeschlossen sind.
Die Farbspiegel 3 haben in Draufsicht die Form eines rechtwinkligen
Dreiecks. Je zwei Farbspiegel 3 sind so angeordnet, daß sie eine rechteckige Fläche abdecken, wobei die Hypotenusen der Dreiecke diagonal durch die rechteckige Fläche verlaufen.
Die Fig. 7 zeigt vier Pixel oder Punktelemente 1 mit je drei nebeneinander angeordneten Farbspiegeln 3. Jeder Farbspiegel 3 ist über Kanäle 6 an zwei Farbbehältern 5 angeschlossen, von denen einer mit der Farbe Schwarz und der jeweils andere Farbbehälter 5 mit der Farbe Cyan, oder Magenta oder Gelb gefüllt ist. Damit die Farben in den Farbspiegeln 3 getrennt bleiben, sind sie durch ein Gaspolster 11 getrennt. In jeden Farbspiegel 3 kann somit eine Grundfarbe oder eine Kontrastfarbe eingeleitet werden. Die jeweils in die Farbspiegel 3 hineingedrückte Farbmenge wird über eine Mikropumpe 7 beziehungsweise einen Piezoaktor 7 und eine Elektronik gesteuert.
Wie die Fig. 8 zeigt, setzt sich die Bildfläche oder der Bildschirm 13 aus vier Modulen 12 zusammen. Alle Module 12 können an eine beliebige Stelle der Bildfläche 13 eingesetzt werden. Um diesen einfachen und schnellen Aufbau einer Bildfläche zu ermöglichen, hat jedes Modul 12 an jeder seiner Kanten je eine bidirektionale Schnittstelle, über die es mit den jeweils angrenzenden Modulen 12 kommunizieren kann.
Jedes Modul 12 kann unter Zuhilfenahme der ermittelten Netzaufbaudaten seine genaue Position innerhalb des Modulverbundes ermitteln, um den dadurch vorgegebenen Bildausschnitt des darzustellenden Gesamtbildes darzustellen. Die bei der Darstellung von Videobildern (PAL) auf großen Bildwänden anfallenden Skalierungs- und Interpolationsarbeiten können somit von den Modulen parallel bearbeitet werden, was einerseits eine hohe Qualität und andererseits niedrige Kosten durch Verwendung von gering dimensionierten Modulprozessoren ermöglicht.
Zur individuellen Ansteuerung der Mikropumpen 7 muß aufgrund ihrer hohen Zahl das Steuersignal über eine Diodenmatrix gemultiplext werden. Hierzu werden die Piezoaktoren 7 über eine Matrix verschaltet. Bei Anlage eines Potentials an genau einer Spalte und einer Zeile wird ein Kondensator geladen und speist den Piezoaktor 7 bis zu einem erneuten Refresh mit der für die Darstellung des Bildes an diesem Punkt benötigten Spannung. Eine Entladung des Kondensators über die Matrix ist aufgrund einer Diode nicht möglich. Zur Erreichung der benötigten Packungsdichte ist eine Fertigung in Dünnschichttechnologie zu bevorzugen. Zur weiteren Steigerung der Schaltungsdichte ist eine höhere Integration der Matrixelektronik innerhalb eines integrierten Schaltkreises denkbar.
Ein Bildschirm gemäß Fig. 9 mit sehr hoher Bild- und Farbqualität und einer Größe von 1 ,5 x 2 m setzt sich beispielsweise zusammen aus zwölf quadratischen Modulen 12 mit einer Seitenlänge von 50 cm. Jedes Modul 12 setzt sich aus fünfundzwanzig Einheiten oder Kacheln 10 zusammen mit einer Seitenlänge von 100 mm. Jede Einheit 10 hat 40 x 40 = 1600 Punktelemente oder Pixel 1. Jeder Pixel 1 hat drei bis sechs Farbspiegel 3 , die an sechs Farbbehältern 5 angeschlossen sind. Das bedeutet, daß sich jedes Modul aus 25 x 1600 = 40.000 Pixeln zusammensetzt und der Bildschirm 12 x 40.000 = 480.000 Pixel 1 aufweist.
Die Fig. 10 zeigt einen Längsschnitt durch zwei Punktelemente oder Pixel 1 , die jeweils drei übereinander angeordnete Farbspiegel 3 ,3 ' und 3 " aufweisen, die über Kanäle 6,6' und 6" mit den Farbbehältern 5,5 ' und 5 " verbunden sind.
In jedem Farbbehälter 5, 5 ' , 5 " befindet sich eine Mikropumpe 7, die durch Volumenveränderung mehr oder weniger Farbe in die Farbspiegel 3 , 3 ' ,3 " drückt.
Die Mikropumpe 7 setzt sich zusammen aus einem Biege-Piezoaktor 14, 15 und einem elastischen, zusammendrückbaren Körper 16, z.B. aus Schaumkunststoff oder Schaumgummi.
Der Biege-Piezoaktor weist einen Metallstreifen 14 auf, auf den ein Streifen aus Piezokeramik 15 aufgeklebt ist. Dieser Piezokeramikstreifen 15 dehnt sich oder verkürzt sich in Abhängigkeit von der angelegten Spannung. Ähnlich einem Bimetall, verändert sich dadurch die Form des Metallstreifens 14, wodurch der Körper 16 mehr oder weniger zusammengedrückt wird und dementsprechend weniger oder mehr Farbstoff in die Farbspiegel 3, 3 ' , 3 " gelangt.
Das Volumen der Farbbehälter oder Farbkammern beträgt 1 bis 2 mm3. Die Farbflüssigkeit kann ein Kohlenwasserstoff, insbesondere ein flüssiges Paraffin sein. Die Innenfläche der Farbspiegel 3 , 3 ' ,3 " kann mit einem die Oberflächenenergie herabsetzenden Mittel behandelt oder beschichtet sein, wodurch die Haftung der in den Farbspiegel 3 , 3 ' ,3 " gedrückten flüssige Farbe herabgesetzt wird.
Die Fig. 11 zeigt die Draufsicht auf zwei Punktelemente 1 mit je vier Farbspiegeln 3,3 ' .
Jedes Punktelement oder Pixel 1 weist drei nebeneinander angeordnete transparente Farbspiegel 3 ' auf, die über Kanäle 6' mit je zwei Farbbehältern 5 ' verbunden sind. Unter diesen drei Farbspiegeln 3 ' befindet sich ein runder Farbspiegel 3 , der mit einer Kontrastfarbe, z.B. Schwarz, gefüllt werden kann.
Die Fig. 12 zeigt eine Schnittansicht nach der Schnittlinie XII-XII in Fig. 11. Diese Fig. 12 zeigt den Aufbau einer Einheit 10 oder Kachel, die sich zusammensetzt aus mehreren aufeinandergeklebten Platten 21 bis 24, vorzugsweise aus Keramik. Die Rückseite wird von der Bodenplatte 21 gebildet. Darauf befindet sich eine Farbkammerplatte 22, in der die Farbbe- hälter 5 für die inneren Farbspiegel 3 eingearbeitet sind. Auf dieser hinteren Farbkammerplatte 22 befindet sich eine weitere Farbkammerplatte 23 , in der die Farbbehälter 5 ' für die vorderen Farbspiegel 3 ' eingearbeitet sind. Es folgt eine Farbspiegelplatte 24, in der die Farbspiegel 3 eingearbeitet sind, und die äußere Farbspiegelplatte 25, in der die Farbspiegel 3 ' eingearbeitet sind. An der vorderen Seite befindet sich eine Abdeck- und Schutzscheibe 26. Diese Schutzscheibe 26 sowie die äußere Farbspiegelplatte 25 bestehen aus klar durchsichtigem Material. In der Farbkammerplatte 23 sowie in der Farbspiegelplatte 24 befinden sich Kanäle 6,6' , welche die Farbspiegel 3 ,3 ' mit den jeweiligen Farbbehältern 5,5' verbinden. In der Farbkammerplatte 22 sind die Farbkammern 5 für die Kontrastfarben für die Farbspiegel 3 untergebracht, während die Farbkammern 5 ' mit den transparenten Farben Gelb, Magenta und Cyan gefüllt sind. Die hintere Farbspiegelplatte 24 kann aus weißer Keramik bestehen.
Es ist auch möglich, nicht nur die vordere Spiegelplatte 25 , sondern auch die hintere Spiegelplatte 24 aus durchsichtigem Material herzustellen und hinter den Farbspiegeln 3 ,3 ' und vor den Farbbehältern 5,5 ' bzw. vor den Farbkammerplatten 22,23 Lichtquellen anzuordnen, die bei Dunkelheit von hinten das von den Pixeln erzeugte Bild erleuchten. Die Beleuchtung kann nach dem Funktionsprinzip einer Planon-Flachlampe erfolgen, indem hinter den Farbspiegeln 3,3 ' eine Leuchtstoffschicht aufgebracht ist, die mit UV-Strahlen bestrahlt wird, die von einem flachen, mit Xenon-Gas gefüllten Raum ausgehen. In diesen flachen, isolierten Raum sind Anoden und Kathoden anzuordnen, die für eine gleichmäßige Verteilung der UV-Strahlung und damit auch des Lichtes hinter den Farbspiegeln 3,3 ' sorgen.
Die Fig. 13 zeigt, daß die Bodenplatte 21 sich zusammensetzt aus einer Kontaktplatte 27, welche die Kontakte zwischen den Piezoaktoren 14,15 und den Leiterbahnen der Leiterbahnschicht 28 herstellt. Eine weitere Schicht 29 kann eine Multiplex-Schaltung zur Ansteuerung der Piezoaktoren 14, 15 aufweisen.
Bezugszeichenliste :
1 Punktelement, Pixel
2 durchsichtige Wand
5 3 , 3 ' , 3 " Farbspiegel
4 Boden
5 , 5' , 5 " Farbbehälter
6, 6' , 6" Kanal
7 Mikropumpe, Piezoaktor
10 8 Ventil
9 bewegliche Wand, Schieber
10 Einheit, Kachel
11 Gaspolster
12 Modul
15 13 Bildschirm
14 Metallstreifen
15 Piezokeramikstreifen
16 elastischer, dehnbarer Körper
21 Bodenplatte
20 22 hintere Farbkammerplatte
23 vordere Farbkammerplatte
24 hintere Farbspiegelplatte
25 vordere Farbspiegelplatte
26 Schutzscheibe
25 27 Kontaktplatte
28 Leiterbahnschicht
29 Matrix mit Spalten- und Zeilenleiterbahnen
C Cyan
M Magenta
30 G Gelb

Claims

Ansprüche:
1. Vorrichtung zur Erstellung von durch auffallendes Licht erkennbaren Bildern und Texten, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildfläche sich zusammensetzt aus zahlreichen elektronisch ansteuerbaren, rasterartig angeordneten Punktelementen (1) und daß jedes Punktelement (1) mindestens einen Farbspiegel (3) aufweist, der von einem flachen und zumindest auf der Sichtseite durchsichtigen Behälter gebildet ist und dessen Innenraum über einen Kanal (6) mit einem Farbbehälter (5) in Verbindung steht, dessen Inhalt durch elektronischen Ansteuerung so unter Druck gesetzt werden kann, daß aus dem Farbbehälter (5) Farbe in den Farbspiegel (3) gelangt und durch Reduzierung des Drucks im Farbbehälter (5) die Farbe aus dem Farbspiegel (3) abgesaugt werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der rückseitige Boden (4) des Farbspiegels (3) im wesentlichen eine sehr helle oder weiße Farbe hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (4) des Farbspiegels (3) trichterförmig ausgebildet ist und der Kanal
(6) in der Mitte des Farbspiegels (3) in der Spitze des Trichterkegels einmündet.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Punktelement (1) mindestens drei Farbspiegel (3) aufweist, die mit unterschiedlichen Farben, insbesondere Schwarz, Cyan, Gelb, Magenta, gefüllten Farbbehältern (5) verbunden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener Farbspiegel (3 ') über zwei im größten Abstand voneinander in den Farbspiegel (3 ') einmündende Kanäle (6) an zwei Farbbehälter (5') angeschlossen ist und die unterschiedlichen, in den Farbspiegel (3') einströmenden Farben durch ein Gaspolster (11) oder durch eine im Farbspiegel (3 ') angeordnete bewegliche Wand (9) voneinander getrennt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbspiegel (3) eines Punktelementes (1) hintereinander angeordnet sind, wobei der vorgelagerte Farbspiegel (3) bzw. die vorgelagerten Farbspiegel (3) aus klar durchsichtigem Material bestehen und am Farbbe- hälter (5) mit transparenten Farben angeschlossen sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Farbbehältern (5) befindlichen Farben von über Diodenmatrix angesteuerte Piezoaktoren (7) unter Druck gesetzt werden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Farbspiegel (3) und dem Farbbehälter (5) ein den Kanal (6) sperrendes oder öffnendes Ventil (8) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Punktelemente (1) kreisrund oder quadratisch ist und die Seitenlänge bzw. der Durchmesser nicht größer als 4 mm ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich- net, daß zweihundert bis dreihundert Punktelemente (1) oder Pixel zu einer
Einheit (10) zusammengefaßt sind und mehrere Einheiten (10) ein Modul (12) der Bildfläche (13) bilden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einheit (10) sich aus mindestens vier übereinander angeordneten Platten
(21 ,22,23,24), vorzugsweise aus Keramik, zusammensetzt, nämlich
- einer Bodenplatte (21), welche die Farbbehälter (5) an der Rückseite abschließt und die Kontakte zur Ansteuerung der Piezoaktoren (14, 15) aufnimmt, - einer Farbbehälterplatte (23), in welche die Farbbehälter (5) eingearbeitet sind und welche die ansteuerbaren Piezoaktoren (14, 15) aufnimmt,
- einer Farbspiegelplatte (24), in welche die Farbspiegel (3) sowie die Farbspiegel (3) mit den Farbbehältern (5) verbindenden Kanäle (6) angeordnet sind und - einer klar durchsichtigen Abdeckplatte (26).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Farbbehälter (5) eine das Volumen des Farbbehälters (5) verändernde Mikropumpe (14, 15) angeordnet ist.
5 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikropumpe ein die Rückstellung bewirkender elastischer Körper (16), z.B. aus Schaumgummi, aufweist, der von einem Biege-Piezoaktor (14, 15) in Abhängigkeit von der angelegten Spannung zusammendrückbar ist.
10 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den aus transparentem Werkstoff bestehenden Farbspiegeln (3,3 ') und vor den Farbbehältern (5 ,5 ') eine oder mehrere Lichtquellen angeordnet sind.
15 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine hinter den Farbspiegeln (3,3 ') aufgebrachte Leuchtstoffschicht ist, die nach dem Funktionsprinzip einer Planon-Flachlampe von einem mit Xenon-Gas gefüllten Raum ausgehende UV-Strahlen bestrahlt ist.
20
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