EP1090384B1 - Vorrichtung zur erstellung von durch auffallendes licht erkennbaren bildern und texten - Google Patents

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EP1090384B1
EP1090384B1 EP99936454A EP99936454A EP1090384B1 EP 1090384 B1 EP1090384 B1 EP 1090384B1 EP 99936454 A EP99936454 A EP 99936454A EP 99936454 A EP99936454 A EP 99936454A EP 1090384 B1 EP1090384 B1 EP 1090384B1
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EP
European Patent Office
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colorant
reflector
color
container
containers
Prior art date
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EP99936454A
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French (fr)
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EP1090384A1 (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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    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • 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
    • 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
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • 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
    • 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
    • G09F9/372—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 by striking light recognizable images and text, in which the image area is composed of numerous electronically controllable, grid-like arranged point elements and that each point element at least one formed by a flat container and at least on the visible side of a transparent wall has a closed color mirror, the Interior communicates with a paint container via a channel, its content is put under pressure by electronic control can be that color from the paint container gets into the color mirror and by reducing the pressure in the paint container, the paint from the Color mirror can be sucked off.
  • each point element can or each pixel takes on only two colors, namely either the color of the Rear wall of the color mirror or the color that comes from the paint container into the Color mirror is pressed.
  • the transport of the colors from the paint containers in the color mirror happens in these known devices by means of Piezo actuators or with the help of an external electrical field.
  • the dot elements are white or accept black.
  • a point element or pixel has one Color mirror on, which is connected to a paint container, the one dark color, e.g. Black, is filled while the back floor of the color mirror has a light or white color.
  • the known color mirrors can be on different color containers Colors can be connected because each point element is only two Colors can take on, colored pictures are only with very coarse screening possible.
  • the object of the invention is to provide a device in which striking light, clearly visible and quickly exchangeable color images possible are.
  • each point element has at least color levels in connection with paint containers stand with different colors, especially black, cyan, yellow and magenta are filled.
  • the point elements composed in this way can accept the colors of the selected paint containers in the image area.
  • There two or more ink containers of a point element can also be controlled can, the dot elements can also the colors of color mixtures accept.
  • the color mixing can be done in an additive manner using the primary colors Red, green and blue. But it can also be done in a subtractive manner by means of the basic colors cyan, magenta and yellow and if necessary using a contrasting color: black.
  • the flat containers of the color mirror can each be used to form mixed colors Point element can be arranged close to each other.
  • the paint containers are placed in a known manner using piezo actuators Pressure put. These piezo actuators can be controlled via a diode matrix become.
  • valve that opens the channel depending on the control or closes.
  • This valve can also be formed by a piezo actuator become.
  • a color mirror can also have two spaced ones Color mirror can be connected to two paint containers. Then it can two colors are pressed into a color mirror, whereby for care is that the colors do not mix. That can once done that a movable wall within the Color mirror is arranged or the colors have a relatively large surface tension have and two pressed into a color mirror Colors are separated by a gas cushion.
  • An image area should consist of several modules and these of several Assemble units, each unit at least 200 to 300 Has point elements.
  • the modules each have one on their edges (bidirectional) interface over which it connects with another one there Module can communicate.
  • the data of a module group to be displayed are only in one of the modules via a free, with interface equipped edge fed and then passed on to the other edges.
  • An appropriate algorithm can be used after the Network structure for an optimized data distribution. All Modules are sent via this data network with all available input data provided.
  • Each module can use the determined network setup data determine its exact position within the module network in order to the image section of the overall image to be displayed display.
  • the in the display of video images (PAL) on large Scaling and interpolation work can occur can therefore be processed in parallel by the modules, which is high on the one hand Quality and low cost of using low dimensioned module processors.
  • PAL video images
  • 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 mirrors and the channels that connect the paint containers to the color mirrors can also 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 self-illuminating be formed by arranging light sources behind the color mirrors become.
  • the screen 13 according to FIGS. 4 and 5 is composed Modules 12, which in turn are composed of units 10 or tiles are. 1 shows a unit 10 with 30 x 40 point elements or Pixels 1.
  • Each point element 1 has at least one visible from FIG. 1
  • Color mirror 3 which consists of a flat container, the Visible side wall 2 is transparent and over a thin Channel 6 is connected to a paint container 5.
  • a micropump 7 which changes color due to volume change Paint container 5 can press into the color mirror 3 and paint from the Color mirror 3 can retrieve.
  • a point element 1 can have four color mirrors 3 that are connected via their channels 6 to paint containers 5, which with the Colors cyan, magenta, yellow and black are filled.
  • FIG. 3 shows a point element or pixel 1 with three color mirrors 3 that are connected via channels 6 to two paint containers 5 each.
  • the sections assigned to the channels 6 through movable walls 9 separated from each other.
  • the movable walls 9 are in the manner of a slide formed and are shaped so that they do not the inlets of the channels 6 can cover.
  • the separation can also be effected by a gas or air cushion 11 become.
  • the point element 1 has six Color mirror 3, which are each connected to only one paint container 5.
  • the color mirror 3 have the shape of a rectangular in plan view Triangle. Two color mirrors 3 are arranged so that they are rectangular Cover the area with the hypotenuses of the triangles diagonally through the rectangular area.
  • the image area or the screen 13 exposes itself four modules 12 together. All modules 12 can be placed anywhere the image area 13 are used. To make this simple and quick To enable the construction of an image area, each module 12 has on each of its Edges each have a bidirectional interface, via which it is connected to the adjacent modules 12 can communicate. Each module 12 can under Using the determined network setup data, its exact position within the module network to determine the predetermined To display image detail of the overall picture to be displayed. The at the Display of video images (PAL) on large screens Scaling and interpolation work can thus be done by the modules processed in parallel, which is high quality on the one hand and on the other hand low costs due to the use of small-sized module processors allows.
  • PAL Display of video images
  • the control signal can be multiplexed via a diode matrix.
  • the piezo actuators 7 are connected via a matrix. At plant of a potential at exactly one column and one row becomes a capacitor charged and feeds the piezo actuator 7 until the refresh voltage needed to display the image at this point. A Discharge of the capacitor through the matrix is not due to a diode possible. To achieve the required packing density, production is in Prefer thin film technology. To further increase the Circuit density is a higher integration of the matrix electronics within an integrated circuit conceivable.
  • the micropump 7 is composed of a bending piezo actuator 14, 15 and an elastic, compressible body 16, e.g. out Foam plastic or foam rubber.
  • the bending piezo actuator has a metal strip 14 on which a strip Piezoceramic 15 is glued on.
  • This piezoceramic strip 15 expands decreases or decreases depending on the applied voltage. Similar to a bimetal, this changes the shape of the metal strip 14, whereby the body 16 is more or less compressed and accordingly less or more dye in 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, in particular a liquid paraffin.
  • the inner surface of the color mirror 3, 3 ', 3 can be treated or coated with an agent which reduces the surface energy, as a result of which the adhesion of the liquid paint pressed into the color mirror 3, 3', 3" is reduced.
  • Each point element or pixel 1 has three next to each other arranged transparent color mirrors 3 'on the channels 6' with two Paint containers 5 'are connected. Located under these three color mirrors 3 ' a round color mirror 3, which is contrasted with a color, e.g. Black, can be filled.
  • a color e.g. Black
  • FIG. 9 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 that itself composed of several sheets 21 to 24 glued together, preferably made of ceramic. The back is from the bottom plate 21st educated.
  • On this rear Ink chamber plate 22 is another ink chamber plate 23, in the the paint containers 5 'for the front color mirror 3' are incorporated. It follows a color mirror plate 24, in which the color mirror 3 are incorporated, and the outer color mirror plate 25 in which the color mirror 3 'is incorporated are.
  • This protective disk 26 and the outer color mirror plate 25 are made made of clear material.
  • In the ink chamber plate 22 are the color chambers 5 for the contrast colors for the color mirror 3 housed while the color chambers 5 'with the transparent colors Yellow, magenta and cyan are filled.
  • the rear color mirror plate 24 can are made of white ceramic.
  • the base plate 21 is composed of a Contact plate 27, which contacts between the piezo actuators 14, 15 and produces the conductor tracks of the conductor track layer 28.
  • Another layer 29 can a multiplex circuit for controlling the piezo actuators 14, 15 exhibit.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erstellung von durch auffallendes Licht erkennbaren Bildern und Texten, bei der 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.
Vorrichtungen dieser Art sind bekannt aus der EP 0 783 163 A und der JP 04 166 981. Bei diesen bekannten Vorrichtungen kann jedes Punktelement oder jeder Pixel nur zwei Farben annehmen, nämlich entweder die Farbe der Rückwand des Farbspiegels oder die Farbe, die aus dem Farbbehälter in den Farbspiegel gedrückt wird. Der Transport der Farben aus den Farbbehältern in die Farbspiegel geschieht bei diesen bekannten Vorrichtungen mittels Piezoaktoren oder mit Hilfe eines äußeren elektrischen Feldes. Für Schwarz-Weiß-Darstellungen genügt es, wenn die Punktelemente die Farben Weiß oder Schwarz annehmen. Ein Punktelement oder ein Pixel weist einen Farbspiegel auf, der mit einem Farbbehälter verbunden ist, der mit einer dunklen Farbe, z.B. Schwarz, gefüllt ist, während der rückwärtige Boden des Farbspiegels eine helle oder weiße Farbe hat.
Die bekannten Farbspiegel können zwar an Farbbehältern mit unterschiedlichen Farben angeschlossen sein, weil aber jedes Punktelement nur zwei Farben annehmen kann, sind farbige Bilder nur mit sehr grober Rasterung möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der bei auffallendem Licht gut sichtbare und schnell wechselbare farbige Bilder möglich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Punktelement mindestens Farbspiegel aufweist, 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 dicht nebeneinander angeordnet sein.
Es hat sich gezeigt, daß die Farbspiegel eines Punktelementes auch hintereinander angeordnet sein können, sofern die jeweils vorgelagerten Farbspiegel aus klar durchsichtigem Material bestehen und an mit transparenten Farben gefüllten Farbbehältern angeschlossen sind.
Die Farbbehälter werden in bekannter Weise 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 Farbbehälter 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 angrenzenden 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 Zentralprozessor (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 aufeinandergeklebt 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 Schnittansicht eines bekannten Punktelementes mit Farbspiegel,
Fig. 2
eine Draufsicht auf ein Punktelement mit vier Farbspiegeln,
Fig. 3
eine Draufsicht auf ein Punktelement mit sechs Farbspiegeln,
Fig. 4
eine Draufsicht auf vier Punktelemente mit je drei Farbspiegeln,
Fig. 5
eine Draufsicht auf vier Module einer Bildfläche,
Fig. 6
einen Bildschirm,
Fig. 7
einen Längsschnitt zweier Punktelemente,
Fig. 8
eine Draufsicht auf zwei Punktelemente,
Fig. 9
eine Ansicht nach der Schnittlinie XII-XII in Fig. 11,
Fig. 10
eine perspektivische Explosionszeichnung einer Ecke einer Punktelemente- oder Pixel-Einheit mit in zwei Ebenen befindlichem Farbspiegel.
Der Bildschirm 13 gemäß Fig. 4 und Fig. 5 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. 1 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. 2 zeigt, kann ein Punktelement 1 vier Farbspiegel 3 aufweisen, die über ihre Kanäle 6 mit Farbbehältern 5 verbunden sind, welche mit den Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz gefüllt sind.
Die Fig. 3 zeigt ein Punktelement oder Pixel 1 mit drei Farbspiegeln 3, die über Kanäle 6 an jeweils zwei Farbbehältern 5 angeschlossen sind. Damit 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 Einlässe der Kanäle 6 nicht überdecken können.
Die Trennung kann aber auch durch ein Gas- oder Luftpolster 11 bewirkt werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 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.
Wie die Fig. 5 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. 6 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. 7 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. 8 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. 9 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 Farbbehälter 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. 19 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
3,3',3"
Farbspiegel
4
Boden
5,5',5"
Farbbehälter
6,6',6"
Kanal
7
Mikropumpe, Piezoaktor
8
Ventil
9
bewegliche Wand, Schieber
10
Einheit, Kachel
11
Gaspolster
12
Modul
13
Bildschirm
14
Metallstreifen
15
Piezokeramikstreifen
16
elastischer, dehnbarer Körper
21
Bodenplatte
22
hintere Farbkammerplatte
23
vordere Farbkammerplatte
24
hintere Farbspiegelplatte
25
vordere Farbspiegelplatte
26
Schutzscheibe
27
Kontaktplatte
28
Leiterbahnschicht
29
Matrix mit Spalten- und Zeilenleiterbahnen
C
Cyan
M
Magenta
G
Gelb

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Erstellung von durch auffallendes Licht erkennbaren Bildern und Texten, bei welcher die Bildfläche sich zusammensetzt aus zahlreichen elektronisch ansteuerbaren, rasterartig angeordneten Punktelementen (1) und bei der 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, dadurch gekennzeichnet, daß ein Punktelement (1) mindestens drei Farbspiegel (3) aufweist, die mit Farbbehältern (5) verbunden sind, welche mit unterschiedlichen Farben, insbesondere Schwarz, Cyan, Gelb, Magenta, gefüllt sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein 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.
  3. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1, 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 Farbbehälter (5) mit transparenten Farben angeschlossen sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Farbspiegel (3) und dem Farbbehälter (5) ein den Kanal (6) sperrendes oder öffnendes Ventil (8) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Punktelemente (1) kreisrund oder quadratisch ist und die Seitenlänge bzw. der Durchmesser nicht größer als 4 mm ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, 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.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, 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).
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Farbbehälter (5) eine das Volumen des Farbbehälters (5) verändernde Mikropumpe (14,15) angeordnet ist, die einen 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.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den aus transparentem Werkstoff bestehenden Farbspiegeln (3,3') und vor den Farbbehältern (5,5') eine oder mehrere Lichtquellen angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, 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.
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