EP1812924A2 - Monitor mit glasfaser-projektor zur grossbilddarstellung und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Monitor mit glasfaser-projektor zur grossbilddarstellung und verfahren zu seiner herstellung

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Publication number
EP1812924A2
EP1812924A2 EP05798148A EP05798148A EP1812924A2 EP 1812924 A2 EP1812924 A2 EP 1812924A2 EP 05798148 A EP05798148 A EP 05798148A EP 05798148 A EP05798148 A EP 05798148A EP 1812924 A2 EP1812924 A2 EP 1812924A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screen
imaging element
monitor
pixels
pixel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05798148A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Vierling
Michael J. Pabst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nova Informationstechnik GmbH
Original Assignee
Nova Informationstechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nova Informationstechnik GmbH filed Critical Nova Informationstechnik GmbH
Publication of EP1812924A2 publication Critical patent/EP1812924A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
    • G02B6/06—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres the relative position of the fibres being the same at both ends, e.g. for transporting images
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0285—Improving the quality of display appearance using tables for spatial correction of display data

Definitions

  • the invention relates in the first place to a monitor for large image display according to claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing a monitor according to claim 7.
  • EPO 101 112 Bl discloses an image transmission apparatus having at least one image display device and an image intensifier (glass fiber projector) consisting of a stack of single-layer fiber tapes and having a substantially rectangular entrance window and a substantially rectangular exit window the axial distance between the individual fibers in two orthogonal directions at the exit window is greater than that at the entrance window.
  • the entrance window is arranged in a plane which is substantially parallel to a plane perpendicular to the exit window and in this vertical plane the first side or a second side of the exit window is arranged perpendicular to the first side.
  • the exit window is formed by a window plate having a light-absorbing surface, and this window plate is formed with openings in which the fiber ends are arranged.
  • the window panel includes a stack of strips having a light absorbing surface in or on which the fiber ends are disposed, the fiber ends being provided with an anti-reflective coating and waved on the side of the exit window in at least one direction parallel to that of the rectangle sides of the exit window , Alternatively, it can be provided to arrange on the exit window a transparent plate, wherein the spaces between the fiber ends and the Plate are filled with a paste whose refractive index is equal to the refractive index of the plate.
  • this plate can be formed wave-shaped on the side facing the exit window, wherein this wave formation extends parallel to one of the orthogonal sides of the exit window and is provided with an antireflecting coating on the side facing away from the exit window.
  • the fibers may be compressed such that there is no space left between the fibers, the fibers being provided with a light absorbing coating and an anti-reflective coating.
  • the display assembly includes three picture tubes illuminated in red, green and blue, a two-color mirror device and a lens system, and the two-color mirror device and the lens system focus the three images on the exit window.
  • the image display tube can be provided with a glass fiber window plate and the image display device is formed by a controllable light modulator.
  • each pixel of the monitor screen is connected to the corresponding pixel of a projecting beyond the monitor screen flat and rectangular display surface by means of glass fibers and on all sides of this protruding display area more monitors are accurately connected.
  • each pixel of the picture tube surface of the monitor with the corresponding pixel of a projecting beyond the picture tube edges of the monitor, flat and rectangular display area to connect by means of glass fibers.
  • This coupling surface corresponds in shape to the surface of the cathode ray tube, while the display surface is flat.
  • These areas are z. B. produced by grinding the resulting from the glued glass fibers intent block, which is screwed with an adjustable device to the monitor.
  • the image sharpness can be fully retained by the optical fibers or glass fibers, wherein the point resolution is somewhat reduced due to the larger display area compared to the coupling surface.
  • the glass fibers are - as already mentioned glued together, preferably to individual bundles and at the four on the picture tube edges protruding strips of the display area now more monitors can be connected with pinpoint accuracy.
  • the layer thickness serving to distance the To determine fibers to each other, whereby different light spot sizes are generated on a screen.
  • a translucent base plate which is anti-reflective and slightly diffuse to avoid light reflections.
  • a rigid plate for. B. a glass plate, or a flexible plate, z. B. plastic, can be used. This then allows the construction of a flexible screen.
  • the principle of the screen uses the Lichtleitfahtechnik of the glass fiber, so that at one end per glass fibers, a screen light point can be irradiated and visible at the other end of the light spot on the base plate
  • Each individual, merged into rows and lines surfaces, glass fibers is z .
  • the individual glass fibers can, depending on the intended use, have different cross-sections Round and hexagonal cross-sections have proven to be very versatile, but it is also possible to choose square, diamond-shaped or triangular or polygonal cross-sections.
  • hexagonal cross sections are suitable for the construction of screens whose individual points of light have no edge to the adjacent light point.
  • the other end has different embodiments depending on the purpose. If, for example, brown tubes (electron irradiation) are used to generate the light spot on the screen, then the glass fiber radiating ends can be concave in or configured in the form of a partially open hollow sphere.
  • a light exit body for fiber optic light guides, in particular for signal display devices for displaying traffic signs is known from EP 0580 942 A1.
  • a tapered extension portion is provided at the outlet end of the light exit body, whereby not only the desired broadening of the emission angle is achieved, but also over the entire effective angle range uniform, high light intensity with a sharp drop in light intensity towards larger angles.
  • truncated cone shape of the central region leads to the effect according to the invention, but also other geometric shapes that are close to the truncated cone shape, such as a truncated pyramid with regular or irregular polygon as a base, a truncated cone with a round cut surface, but with a Base with any shape, for example, to achieve a desired asymmetry in the angular distribution of the radiation, including the latter may be desirable if one wants to achieve an angular distribution of the radiated light, which is not rotationally symmetrical This may for example be the case when in a signal display device of Beam angle in the horizontal direction is relatively wide, but in the vertical direction should be limited to the eye level of an observer, whereby light loss up and down are avoided.
  • EP 0 415 026 B1 discloses a signal arrangement with a lamp arranged in a lamp housing, and with a radiator which is distant therefrom, with a windshield and a light transmission device arranged between the lamp housing and the radiator.
  • the outer diameter of the lens corresponds to an enveloping circle diameter of the light bundle at a distance corresponding to the focal length from the light exit surface, wherein the lenses are formed approximately hyperbolic or kugelkalotten- or parabolic.
  • the lenses are associated with their convex side of the side of the end of the light guide and in the beam cross section, in particular on the side facing the lens of the front screen, at least one Umlenklinse arranged with a light beam bundle and at a deflection angle to an optical axis of the lenses is distracted.
  • These deflection lenses have cylinder barrel surfaces or spherical cap surfaces facing the optical fiber ends.
  • each coordinate point has n display elements and the display elements are arranged in n nested matrices, wherein the bundles of optical fibers are each assigned to a matrix and the control lines are matrix-individually, so that simultaneously n numeric displays can be displayed.
  • the number of matrices determines the number of colors in a display.
  • n displays can be displayed independently of each other on the scoreboard, if only certain sections of the scoreboard are assigned to it via the control of the switching elements.
  • each matrix of the switching elements can be assigned a partial control circuit, via which each switching element of the matrix can be controlled individually, and the partial control circuits can be controlled by the control unit according to the desired display or partial displays.
  • the control commands for the control unit can be contained in a programmable memory, which then predefined the most diverse displays, can be retrieved as needed and displayed.
  • the switching elements can also be designed as a rotatably mounted and electrically operable by means of a coil flap. The training as a filter for the light waves is possible.
  • the transmission characteristics of the filters can be changed magnetically, electrically or thermally.
  • the filters can be changed magnetically, electrically or thermally.
  • differently designed display devices for optical reproduction of alphanumeric and / or graphical representations for various applications are known.
  • a disadvantage of these known display devices is that the means for image magnification between entrance and exit levels are very expensive, especially for lens and mirror, and that the assignment of the pixels in the X and Y plane must be exact in order to avoid geometric distortions. Therefore, in practice, inexpensive display devices are lacking, which permit both an arbitrary allocation of the pixels and also permit extensive flexibility. This is particularly important because the consumer electronics or display device manufacturing industry is considered to be a highly advanced, development-friendly industry that is quick to pick up on and make improvements and simplifications.
  • the invention has the object of providing a monitor in such a way that it allows a large image display and is inexpensive manufacturable.
  • a plurality of optical waveguides each pixel of the imaging element being connected to one of the optical waveguides
  • each pixel of the screen being connected to one of the optical fibers, • And connected to the imaging element control electronics, wherein in accordance with the screen scanned pixels, the assignment of the pixels of the imaging element takes place.
  • the monitor according to the invention has the advantage that in a surprisingly simple and cost-effective manner, a free allocation of the pixels of the imaging element and the pixels of the screen is made possible, so that the screen can be adapted to any technical need.
  • all systems such as PAL, SECAM, etc. can be used, but it is not necessary to select a line by line representation of individual pixels.
  • the monitor is therefore highly flexible and can be adapted to all existing standards.
  • the monitor as a passive optical element on a very long life and is as a flat display surface with a small depth, for example, 12 cm, executable. '
  • this object is achieved in a method for producing a monitor with a glass fiber projector, consisting of an imaging element, a plurality of optical waveguides, a screen and connected to the imaging element control electronics for large image display according to claim 7, wherein:
  • the inventive method according to claim 7 has the advantage that the monitor is automatically produced in a surprisingly simple and cost-effective manner with a few steps and that during assembly or adjustment no complicated assembly or adjustment is required. This is due to the fact that by means of the control electronics, the individual pixels in the X-Y direction are displaced and that by parallel processing, e.g. line by line, the adjustment process can be done in a short time.
  • each optical fiber is connected via a magnifying calender to the screen.
  • the enlargement calender is designed as a shape of the optical waveguide or the glass body.
  • This development of the invention has the advantage that, on the one hand, a corresponding enlargement is achieved by the enlargement calender and, on the other hand, that the bonding of the optical waveguide does not require exact positioning.
  • the projection screen and the glass body are arranged in a receptacle which - according to claim 6 i
  • FIG. 1 the monitor according to the invention as a block diagram to illustrate the adjustment process
  • FIG. 2b in side view of the screen of the monitor according to the invention in the disassembled and assembled state and FIG. 3 a and
  • FIG. 3 b shows an embodiment of the screen in section and in plan view.
  • FIG. 1 to FIG. 3b show the monitor according to the invention for large-screen display with an imaging element 2 and a plurality of optical waveguides 3.
  • Each optical waveguide 3 is connected on the one hand to a pixel of the imaging element 2 and on the other hand to a pixel 45 of the screen 4.
  • a control electronics 1 is connected to the imaging element 2, wherein according to the invention in accordance with the screen 4 scanned pixels 45 (or x b , y b ), the assignment of the pixels (x a , y a ) of the imaging element 2 takes place.
  • the control electronics 1 has a memory area 7 for storing correction values which are determined by a comparator 6 connected to the imaging element 2 and a screen scanning device 5.
  • the screen 4 preferably consists of a projection screen 41 and a glass body 42, each optical waveguide 3 being connected to the screen 4 via a magnification dome 33.
  • the enlargement calotte 33 is preferably designed as a configuration of the optical waveguide 3 or of the glass body 42.
  • the projection screen 41 and the glass body 42 are arranged in a receptacle 43 and the receptacle 43 has a suction nozzle 44 for generating negative pressure in the receptacle 43.
  • the monitor according to the invention is structurally simple constructed using fewer items, allows a rational, automatic Installation practically in one operation and is therefore inexpensive to produce.
  • the monitor As a passive optical element, the monitor has a very long service life, has a high degree of flexibility and can be adapted to all existing standards as a result of the free assignment of the pixels of the imaging element 2 and the pixels 45 of the screen 4.
  • the feed is flat and direct (ie without light losses) and by grinding or polishing reflections are reliably avoided.
  • webs can be arranged between the enlargement calender 33, in order to enable positioning during bonding of the optical waveguide 3 or to prevent sinking into the intermediate space of the enlargement calotte 33 u; by a modular arrangement of various monitors according to the invention is virtually an arbitrarily large and flexibly configurable display area can be built; the projection screen 41 and / or the base body 42 (with the embedded optical waveguides 3) can be made rigid or flexible; for the color representation, a polychromatic light source and only an optical fiber system 3 or a triple optical fiber system 3 may be used; the permanent suction of the projection screen 41 and the base body 42 can be improved by a concave and / or flexible configuration of contiguous edge regions of the projection screen 41 and / or the base body 42 u.a ..

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

Es sind unterschiedlich ausgestaltete Anzeigevorrichtungen zur optischen Wiedergabe alphanumerischer und/oder graphischer Darstellungen für verschiedene Anwendungsfälle bekannt. Nachteilig bei diesen bekannten Anzeigevorrichtungen ist, dass die Mittel zur Bildvergrösserung zwischen Eintritt- und Austrittsebene sehr aufwendig sind, insbesondere für Linse und Spiegel, und dass die Zuordnung der Bildpunkte in X- und Y-Ebene exakt sein muss, um Geometrieverzerrungen zu vermeiden. Um einen Monitor derart auszugestalten, dass dieser eine Grossbilddarstellung ermöglicht und kostengünstig fertigbar ist, weist dieser erfindungsgemäss auf: ein bildgebendes Element (2), eine Vielzahl von Lichtwellenleitern (3), wobei jeder Bildpunkt des bildgebenden Elements (2) mit einem der Lichtwellenleiter (3) verbunden ist, einen Bildschirm (4), wobei jeder Bildpunkt (45) des Bildschirms (4) mit einem der Lichtwellenleiter (3) verbunden ist, und eine mit dem bildgebenden Element (2) verbundene Ansteuerelektronik (1), wobei nach Massgabe am Bildschirm (4) abgetasteter Bildpunkte (45) die Zuordnung der Bildpunkte des bildgebenden Elements (2) erfolgt. Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Unterhaltungselektronik bzw. der Anzeigevorrichtungen herstellenden Industrie.

Description

"Monitor mit Glasfaser-Projektor zur Großbilddarstellung und Verfahren zu seiner Herstellung"
Beschreibung
Die Erfindung betrifft in erster Linie einen Monitor zur Großbilddarstellung gemäß Patentanspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Monitors gemäß Patentanspruch 7.
Monitore mit Glasfaser-Projektor sind seit langem bekannt. Beispielsweise ist aus der EP O 101 112 Bl ein Bildübertragungsgerät mit zumindest einer Bildanzeigeanordnung und einem Bildverstärker (Glasfaser-Projektor) bekannt, der aus einen Stapel von aus Fasern bestehenden Einschichtbändern besteht und ein im wesentlichen rechteckiges Eintrittsfenster und ein im wesentlichen rechteckiges Austrittsfenster besitzt, wobei der axiale Abstand zwischen den einzelnen Fasern in zwei orthogonalen Richtungen am Austrittsfenster größer als der am Eintrittsfenster ist. Im Einzelnen ist das Eintrittsfenster in einer Ebene angeordnet, die im wesentlichen parallel zu einer Ebene senkrecht zum Austrittsfenster verläuft und in dieser senkrechten Ebene ist die erste Seite bzw. eine zweite Seite des Austrittsfensters senkrecht zur ersten Seite angeordnet. Das Austrittsfenster ist durch eine Fensterplatte mit lichtabsorbierender Oberfläche gebildet, und diese Fensterplatte ist mit Öffnungen ausgebildet, in denen die Faserenden angeordnet sind. Die Fensterplatte enthält einen Stapel Streifen mit einer lichtabsorbierenden Oberfläche, in der oder auf der die Faserenden angeordnet sind, wobei die Faserenden mit einer antireflektierenden Beschichtung versehen und an der Seite des Austrittsfensters mit wenigstens in einer Richtung parallel zu der der Rechteckseiten des Austrittsfensters wellenförmig ausgebildet sind. Alternativ kann vorgesehen werden, auf dem Austrittsfenster eine transparente Platte anzuordnen, wobei die Zwischenräume zwischen den Faserenden und der Platte mit einer Paste ausgefüllt werden, deren Brechungsindex gleich dem Brechungsindex der Platte ist. Bei dieser Ausgestaltung kann diese Platte an der dem Austrittsfensters zugewandten Seite wellenförmig ausgebildet werden, wobei diese Wellenbildung sich parallel zu einer der orthogonalen Seiten des Austrittsfensters erstreckt und mit einer antireflektierenden Beschichtung an der vom Austrittsfenster abgewandten Seite versehen ist. Am Austrittsfenster können die Fasern derart zusammengedrängt werden, dass zwischen den Fasern kein Raum übrig ist, wobei die Fasern mit einem lichtabsorbierenden Überzug und mit einer antireflektierenden Beschichtung versehen sind. Bei allen Ausgestaltungen enthält die Anzeigeanordnung drei Bildröhren die in den Farben Rot, Grün und Blau leuchten, eine Zweifarben-Spiegeleinrichtung und ein Linsensystem, und durch die Zweifarben-Spiegeleinrichtung und das Linsensystem werden die drei Bilder auf dem Austrittsfenster fokussiert. Dabei kann die Bildwiedergaberöhre mit einer Glasfaserfensterplatte versehen sein und die Bildanzeigeanordnung wird durch einen steuerbaren Lichtmodulator gebildet.
Weiterhin ist aus der DE 40 16 967 Cl eine Einrichtung zur Großbilddarstellung durch Aneinandersetzung einer Anzahl von Monitoren bekannt, wobei jeder Bildpunkt der Monitor-Bildfläche mit dem entsprechenden Bildpunkt einer über die Monitorbildfläche hinausragenden ebenen und rechteckigen Darstellungsfläche mittels Glasfasern verbunden wird und an allen Seiten dieser hinausragenden Darstellungsfläche weitere Monitore punktgenau anschließbar sind. Um große nahtlose Darstellungsflächen zu erhalten, d.h. um zu vermeiden, dass das Großbild sichtbar aus einzelnen umrandeten Rechteckbildern zusammengesetzt ist, wird im einzelnen vorgeschlagen, jeden Bildpunkt der Bildröhrenfläche des Monitors mit dem entsprechenden Bildpunkt einer über die Bildröhrenränder des Monitors hinausragenden, ebenen und rechteckigen Darstellungsfläche mittels Glasfasern zu verbinden. Diese Einkopplungsfläche entspricht in ihrer Form der Oberfläche der Kathodenstrahlröhre, während die Darstellungsfläche eben ist. Diese Flächen werden z. B. durch Schleifen des durch die verklebten Glasfasern entstandenen Vorsatzblocks erzeugt, welcher mit einer justierbaren Einrichtung an den Monitor geschraubt ist. Die Bildschärfe kann durch die Lichtleiter bzw. Glasfasern voll erhalten bleiben, wobei die Punktauflösung auf Grund der größeren Darstellungsfläche gegenüber der Einkopplungsfläche etwas verringert ist. Die Glasfasern werden - wie bereits erwähnt untereinander verklebt, vorzugsweise zu einzelnen Bündeln und an den vier über die Bildröhrenränder hinausragenden Streifen der Darstellungsfläche können nun jeweils weitere Monitore punktgenau angeschlossen werden.
Weiterhin ist aus der DE 44 15 782 Al ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbau von starren, sowie flexiblen und somit spontan verformbaren Bildschirmen bekannt, welche in der Lage sind hohe Lichtintensitäten abzustrahlen, ohne optische Randverzerrungen sind und besonders flach gestaltet werden können und welche mechanischen Beanspruchungen gegenüber unempfindlich sind, sowie gleichseitig ein Bild senden und empfangen können. Hierzu werden einzelne Glasfasern zu Zeilen und Zeilenschichten zusammengelegt und jede einzelne Glasfaser dient zur Darstellung eines Bildpunktes auf dem Bildschirm. Um einen flächigen Bildschirm herzustellen, werden ferner die Glasfasern nebeneinander zu Zeilen verklebt oder verschmolzen und auf diese erste Glasfaserzeile oder auch Glasfaserschicht, wird eine weitere aufgeklebt oder aufgeschmolzen. Dies wird solange wiederholt, bis die gewünschte Schichtenzahl und Schichtenbreite erreicht worden ist. Danach werden die Enden durch schneiden, sägen auf eine einheitliche Länge gebracht. Werden die Glasfasern miteinander verklebt, so kann die Schichtdicke dazu dienenden Abstand der Fasern zueinander zu bestimmen, wodurch unterschiedliche Lichtpunktweiten auf einem Schirm erzeugt werden. Auf diese Glasfaserfläche wird zur Stabilisierung und zur Veränderung der optischen Eigenschaften eine lichtdurchlässige Grundplatte aufgeklebt oder aufgeschmolzen, welche entspiegelt und leicht diffuse ist, um Lichtreflexionen zu vermeiden. Dabei kann eine starre Platte, z. B. eine Glasplatte, oder auch eine flexibel Platte, z. B. aus Kunststoff, verwendet werden. Dies ermöglicht dann den Aufbau eines flexiblen Bildschirmes. Das Prinzip des Bildschirmes nutzt die Lichtleitfahigkeit der Glasfaser aus, so dass an einem Ende je Glasfasern ein Bildschirmlichtpunkt eingestrahlt werden kann und am anderen Ende der Lichtpunkt auf der Grundplatte sichtbar wird Jede einzelne, der zu Zeilen und Zeilenflächen zusammengelegten, Glasfasern wird durch eine Lichtquelle z. B. Laser oder Braunsche Röhre, wie bei einem konventionellen Bildschirmen mit Lochmaske, die Bildpunkte, angesprochen bzw. abgetastet. Die einzelnen Glasfasern können, je nach Verwendungszweck, verschiedene Querschnitte besitzen Als sehr vielseitig erwiesen sich runde und hexagonale Querschnitte, es können aber auch quadratische, rautenförmige oder dreieckige, bzw. vieleckige Querschnitte gewählt werden. Besonders die hexagonalen Querschnitte eignen sich zum Aufbau von Bildschirmen deren einzelne Lichtpunkte keinen Rand mehr zu dem benachbarten Lichtpunkt besitzen. Das andere Ende (Einstrahlende) hat je nach Verwendungszweck verschiedene Ausgestaltungsformen. Werden beispielsweise Braunsche Röhren (Elektroneneinstrahlung) zur Erzeugung des Lichtpunktes auf dem Bildschirm verwendet, so können die Glasfasereinstrahlenden konkav eingebuchtet oder in Form einer zum Teil geöffneten Hohlkugel ausgestaltet werden.
Ein Lichtaustrittskörper für faseroptische Lichtleiter, insbesondere für Signalanzeigevorrichtungen zum Anzeigen von Verkehrszeichen, ist aus der EP 0580 942 Al bekannt. Um eine Vergrößerung des Abstrahl winkeis bei gleichmäßiger hoher Lichtstärke über den gesamten Winkelbereich zu erreichen, ist ein sich verjüngender Verlängerungsabschnitt am Austrittsende des Lichtaustrittskörpers vorgesehen, wodurch nicht nur die erwünschte Verbreiterung des Abstrahlwinkels erzielt wird, sondern auch eine über den gesamten wirksamen Winkelbereich gleichmäßige, hohe Lichtstärke mit einem steilen Abfall der Lichtstärke zu größeren Winkeln hin. Der mittlere Bereich des Lichtaustrittskörpers, in welchem das Licht vom Eintritts- zum Austrittsende gefuhrt wird, erweitert sich im Wesentlichen konisch oder pyramidal zum Austrittsende hin. Dies bedeutet, dass nicht nur die bevorzugte Kegelstumpfgestalt des Mittelbereiches zu der erfindungsgemäßen Wirkung führt, sondern auch andere geometrische Formen, die der Kegelstumpfgestalt nahe kommen, wie z.B. ein Pyramidenstumpf mit regelmäßigem oder unregelmäßigem Vieleck als Grundfläche, ein Kegelstumpf mit runder Schnittfläche, aber mit einer Grundfläche mit beliebiger Gestalt, z.B. zur Erzielung einer gewünschten Asymmetrie in der Winkelverteilung der Strahlung, u.a. Letzteres kann wünschenswert sein, wenn man eine Winkelverteilung des abgestrahlten Lichts erzielen will, die nicht rotationssymmetrisch ist Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn bei einer Signalanzeigevorrichtung der Abstrahlwinkel in horizontaler Richtung verhältnismäßig breit, in vertikaler Richtung aber auf die Augenhöhe eines Beobachters beschränkt bleiben soll, wodurch Lichtverluste nach oben und unten vermieden werden.
Auf dem vorgenannten technischen Gebiet ist aus der EP 0 415 026 Bl eine Signalanordnung mit einer in einem Lampengehäuse angeordneten Lampe, und mit einem von dieser distanzierten Strahler, mit einer Frontscheibe und einer zwischen dem Lampengehäuse und dem Strahler angeordneten Lichtübertragungsvorrichtung bekannt. Um unter Verwendung der über ein Bündel von Lichtleitern zugeführten Lichtstrahlen ein großflächiges Signalbild zu schaffen, welches auch aus unterschiedlichen Stellungen und weiten Entfernungen gut sichtbar ist und aus wenigen Teilen kostengünstig herstellbar ist, ist im einzelnen einer jedem dem Strahler zugewandten Ende jedes Lichtleiters, eine eigene, unabhängige, transparente Linse zugeordnet, die auf der Lichtaustrittsseite als Fresnellinse bzw. Stufenlinse ausgebildet ist und in deren endlichen Brennpunkt das Ende eines Lichtleiters angeordnet ist. Der Außendurchmesser der Linse entspricht einem Hüllkreisdurchmesser des Lichtbündels in einer der Brennweite entsprechenden Distanz von der Lichtaustrittsfläche, wobei die Linsen annähernd hyperbel- oder kugelkalotten- bzw. parabelförmig ausgebildet sind. Die Linsen sind mit ihrer konvexen Seite dem Seite dem Ende des Lichtleiters zugeordnet und im Strahlenbündelquerschnitt, insbesondere auf der der Linse zugewendeten Seite der Frontscheibe, ist zumindest eine Umlenklinse angeordnet, mit der ein Lichtstrahlbündel geformt und unter einem Ablenkwinkel zu einer optischen Achse einer der Linsen abgelenkt ist. Diese Umlenklinsen weisen den Lichtleiterenden zugewandte Zylindermantel- bzw. Kugelkalottenflächen auf. Dadurch wird erreicht, dass aus dem von der Signalanordnung bzw. dessen Strahler austretenden Parallellichtbündel ein Teil der Lichtstrahlen in einer dazu winkeligen Richtung abgeleitet werden kann, um aus unterschiedlichen Stellungen und/oder Entfernungen zur Signalanordnung das Signalbild einwandfrei erkennen zu können. Vor allem wird in einfacher Weise das Erkennen des Signalbildes von einer Stellung seitlich neben der Signalanordnung auch aus geringen Entfernungen vom Signalbild erreicht. Dazu kommt, dass durch die Anordnung vieler kleiner Linsen die jeweils einem Lichtleiterende zugeordnet sind, die Bildung von Spiegel- und Phantombildern gleichzeitig ohne zusätzliche Maßnahmen verhindert werden kann. Schließlich ist aus der EP O 397 917 Bl eine Anzeigevorrichtung für alpha-numerische Anzeigen mit einer Anzeigetafel bekannt, bei der eine eingeschaltete Lichtquelle ein Bündel von Lichtleitfasern beleuchtet und bei der in jeden über eine Lichtleitfaser zu einem Anzeigeelement eines Koordinatenpunktes führenden Lichtweg, ein über eine Steuerleitung ansteuerbares Schaltelement eingefügt ist, mit dem der zugeordnete Lichtweg wahlweise freigebbar oder sperrbar ist. Um die Variationsmöglichkeiten der Anzeigevorrichtung zu erhöhen, weist jeder Koordinatenpunkt n Anzeigeelemente auf und die Anzeigeelemente sind in n ineinander verschachtelten Matrizen angeordnet, wobei die Bündel von Lichtleitfasern jeweils einer Matrix zugeordnet sind und die Ansteuerung der Steuerleitungen erfolgt matrixindividuell, so dass gleichzeitig auch n alpha-numerische Anzeigen darstellbar sind. Die Anzahl der Matrizen bestimmt dabei die Anzahl der Farben in einer Anzeige. Außerdem können auf der Anzeigetafel auch n Anzeigen unabhängig voneinander dargestellt werden, wenn dafür über die Ansteuerung der Schaltelemente nur bestimmte Teilbereiche der Anzeigetafel zugeordnet werden. Dazu kann jeder Matrix der Schaltelemente eine Teil-Steuerschaltung zugeordnet werden, über die jedes Schaltelement der Matrix individuell ansteuerbar ist, und die Teil-Steuerschaltungen sind von der Steuereinheit entsprechend der gewünschten Anzeigen oder Teilanzeigen ansteuerbar. Die Steuerbefehle für die Steuereinheit können in einem programmierbaren Speicher enthalten sein, wodurch dann die unterschiedlichsten Anzeigen vorgegeben, bei Bedarf abgerufen und zur Anzeige gebracht werden können. Die Schaltelemente können auch als drehbar gelagerte und mittels einer Spule elektrisch betätigbare Klappe ausgebildet sein. Auch die Ausbildung als Filter für die Lichtwellen ist möglich. Die Durchlasskennlinien der Filter können dazu magnetisch, elektrisch oder thermisch verändert werden. Dazu eignen sich insbesondere als Flüssigkristall ausgebildete Schaltelemente. Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind unterschiedlich ausgestaltete Anzeigevorrichtungen zur optischen Wiedergabe alphanumerischer und/oder graphischer Darstellungen für verschiedene Anwendungsfälle bekannt. Nachteilig bei diesen bekannten Anzeigevorrichtungen ist, dass die Mittel zur Bildvergrößerung zwischen Eintritt- und Austrittsebene sehr aufwendig sind, insbesondere für Linse und Spiegel, und dass die Zuordnung der Bildpunkte in X- und Y-Ebene exakt sein muss, um Geometrieverzerrungen zu vermeiden. Deshalb fehlen in der Praxis kostengünstige Anzeigevorrichtungen, welche sowohl eine frei wählbare Zuordnung der Bildpunkte erlauben als auch eine weitgehende Flexibilität ermöglicht. Besonders bedeutsam ist dies, weil die Unterhaltungselektronik bzw. Anzeigevorrichtung herstellende Industrie als äußerst fortschrittliche, entwicklungsfreudige Industrie anzusehen ist, die sehr schnell Verbesserungen und Vereinfachungen aufgreift und in die Tat umsetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Monitor derart auszugestalten, dass dieser eine Großbilddarstellung ermöglicht und kostengünstig fertigbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Monitor zur Großbilddarstellung nach Patentanspruch 1 gelöst, welcher aufweist:
• ein bildgebendes Element,
• eine Vielzahl von Lichtwellenleitern, wobei jeder Bildpunkt des bildgebenden Elements mit einem der Lichtwellenleiter verbunden ist,
• einen Bildschirm, wobei jeder Bildpunkt des Bildschirms mit einem der Lichtwellenleiter verbunden ist, • und eine mit dem bildgebenden Element verbundenen Ansteuerelektronik, wobei nach Maßgabe am Bildschirm abgetasteter Bildpunkte die Zuordnung der Bildpunkte des bildgebenden Elements erfolgt.
Der erfindungsgemäße Monitor weist den Vorteil auf, dass auf überraschend einfache und kostengünstige Art und Weise eine freie Zuordnung der Bildpunkte des bildgebenden Elements und der Bildpunkte des Bildschirms ermöglicht wird, so dass der Bildschirm jedem technischen Bedürfnis angepasst werden kann. Für die zeilenweise Darstellung der Bilder können alle Systeme, wie zum Beispiel PAL, SECAM etc. Verwendung finden, wobei es jedoch nicht notwendig ist, eine zeilenweise Darstellung einzelner Bildpunkte zu wählen. Der Monitor weist somit eine hohe Flexibilität auf und lässt sich auf alle bestehenden Standards anpassen. Schließlich weist der Monitor als passives optisches Element eine sehr hohe Lebensdauer auf und ist als ebene Anzeigefläche bei geringer Bautiefe, beispielsweise von 12 cm, ausführbar. '
Weiterhin wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Herstellung eines Monitors mit einem Glasfaser-Projektor, bestehend aus einem bildgebenden Element, einer Vielzahl von Lichtwellenleitern, einem Bildschirm und einer mit dem bildgebenden Element verbundenen Ansteuerelektronik zur Großbilddarstellung nach Patentanspruch 7 gelöst, wobei:
• mit einem Bildschirmabtastgerät die Bildpunkte am Bildschirm abgetastet werden,
• mit einem mit Bildschirmabtastgerät und bildgebenden Element verbundenen Vergleicher die Position jedes Bildpunkt des Bildschirms mit dem zugehörigen Bildpunkt des bildgebenden Element verglichen und daraus ein Korrekturwert abgeleitet wird und • mit in einem Speicherbereich der Ansteuerelektronik enthaltenen Korrekturwerten, die punktgenaue Abbildung und Zuordnung vorgenommen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren nach Patentanspruch 7 weist den Vorteil auf, dass der Monitor auf überraschend einfache und kostengünstige Art und Weise mit wenigen Arbeitsschritten automatisch herstellbar ist und dass beim Zusammenbau bzw. Abgleichvorgang keine komplizierte Montage bzw. Abgleichung erforderlich ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass mittels der Ansteuerelektronik die einzelnen Bildpunkte in X-Y-Richtung verschiebbar sind und dass durch parallele Bearbeitung, z.B. zeilenweise, der Abgleichvorgang in kurzer Zeit erfolgen kann.
In Weiterbildung der Erfindung besteht, gemäß Patentanspruch 3, der Bildschirm aus einer Projektionsscheibe und einen Glaskörper, wobei jeder Lichtwellenleiter über eine Vergrößerungskalotte an den Bildschirm angeschlossen ist. Insbesondere ist, gemäß Patentanspruch 4, die Vergrößerungskalotte als Ausformung des Lichtwellenleiters oder des Glaskörpers ausgestaltet.
Diese Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass durch die Vergrößerungskalotte einerseits eine entsprechende Vergrößerung erreicht wird und dass andererseits die Anbondung des Lichtwellenleiters keine exakte Positionierung erfordert.
Vorzugsweise sind, gemäß Patentanspruch 5, die Projektionsscheibe und der Glaskörper in einer Aufnahme angeordnet, welche - gemäß Patentanspruch 6 i
- einen Saugstutzen zur Erzeugung von Unterdruck in der Aufnahme aufweist.
Dadurch wird eine sichere Positionierung bei der Montage sowie eine kompakte und robuste Bauweise ermöglicht, woraus eine höhere Lebensdauer resultiert, was häufig erwünscht und von Bedeutung ist.
Schließlich werden in Weiterbildung der Erfindung, gemäß Patentanspruch 8, für einen Bildschirm, bestehend aus einer Projektionsscheibe und einen Glaskörper, diese in eine Aufnahme eingelegt und durch Unterdruck in der Aufnahme zusammengehalten.
Diese Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass einerseits durch den Unterdruck ein planes Ansaugen der geschliffenen ebenen Flächen erzielt wird und dass andererseits durch den Unterdruck in der Aufnahme bzw. das Ansaugen die beiden Teile auch auf Dauer zuverlässig zusammen gehalten werden. Zur Montage können alle Einzelteile auf der Aufnahme aufgebaut werden, ohne dass ein Drehen oder Wenden der Aufnahme erforderlich ist, so dass die Montagezeiten erheblich verkürzt werden können. Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
FIG. 1 den erfindungsgemäßen Monitor als Blockschaltbild zur Verdeutlichung des Abgleichvorgangs,
FIG. 2a und
FIG. 2b in Seitenansicht den Bildschirm des erfindungsgemäßen Monitors im zerlegten und zusammengebauten Zustand und FIG. 3 a und
FIG.3b eine Ausgestaltung des Bildschirm im Schnitt und in der Draufsicht.
FIG. 1 bis FIG. 3b zeigen den erfindungsgemäßen Monitor zur Großbilddarstellung mit einem bildgebenden Element 2 und einer Vielzahl von Lichtwellenleitern 3. Jeder Lichtwellenleiter 3 ist einerseits mit einem Bildpunkt des bildgebenden Elements 2 und andererseits mit einem Bildpunkt 45 des Bildschirms 4 verbunden. Eine Ansteuerelektronik 1 ist mit dem bildgebenden Element 2 verbunden, wobei erfindungsgemäß nach Maßgabe am Bildschirm 4 abgetasteter Bildpunkte 45 (bzw. xb, yb) die Zuordnung der Bildpunkte (xa, ya) des bildgebenden Elements 2 erfolgt. Hierzu weist die Ansteuerelektronik 1 einen Speicherbereich 7 zur Speicherung von Korrekturwerten auf, welche von einem mit dem bildgebenden Element 2 und einen Bildschirmabtastgerät 5 verbundenen Vergleicher 6 ermittelt werden.
Der Bildschirm 4 besteht vorzugsweise aus einer Projektionsscheibe 41 und einen Glaskörper 42, wobei jeder Lichtwellenleiter 3 über eine Vergrößerungskalotte 33 an den Bildschirm 4 angeschlossen ist. Die Vergrößerungskalotte 33 ist vorzugsweise als Ausformung des Lichtwellenleiters 3 oder des Glaskörpers 42 ausgestaltet.
Im Einzelnen sind die Projektionsscheibe 41 und der Glaskörper 42 in einer Aufnahme 43 angeordnet und die Aufnahme 43 weist einen Saugstutzen 44 zur Erzeugung von Unterdruck in der Aufnahme 43 auf.
Der erfindungsgemäße Monitor ist konstruktiv einfach unter Benutzung weniger Einzelteile aufgebaut, ermöglicht eine rationelle, automatische Montage praktisch in einem Arbeitsgang und ist damit kostengünstig herstellbar. Der Monitor weist als passives optisches Element eine sehr hohe Lebensdauer auf, weist eine hohe Flexibilität auf und lässt sich, infolge der freien Zuordnung der Bildpunkte des bildgebenden Elements 2 und der Bildpunkte 45 des Bildschirms 4 auf alle bestehenden Standards anpassen. Die Einspeisung erfolgt plan und direkt (d.h. ohne Lichtverluste) und durch Schleifen bzw. Polieren werden Reflektionen zuverlässig vermieden. Weiterhin ist von Vorteil, dass eine Umprogrammierung auf einen anderen Standard oder die Behebung von optischen Störstellen softwaremäßig mittels Ansteuerelektronik 1 und Speicherbereich 7, d.h. ohne Hardware-Änderung, erfolgen kann.
In Weiterbildung der Erfindung können beispielsweise Stege zwischen den Vergrößerungskalotte 33 angeordnet sein, um beim Bonden des Lichtwellenleiters 3 ein Positionieren zu ermöglichen bzw. Absinken in den Zwischenraum der Vergrößerungskalotten 33 u verhindern; durch eine modulartige Aneinanderreihung verschiedener erfindungsgemäßer Monitore ist quasi eine beliebig große und flexibel konfigurierbare Anzeigefläche aufbaubar; die Projektionsscheibe 41 und/oder der Grundkörper 42 (mit den eingebetteten Lichtwellenleitern 3) kann starr oder flexibel ausgestaltet werden; für die Farbdarstellung kann eine polychromatische Lichtquelle und nur ein Lichtwellenleitersystem 3 oder ein Dreier-Lichtwellenleitersystem 3 verwendet werden; das dauerhafte Ansaugen von Projektionsscheibe 41 und Grundkörper 42 kann durch eine konkave und/oder flexible Ausgestaltung aneinander liegender Randbereiche von Projektionsscheibe 41 und/oder Grundkörper 42 verbessert werden u.a..

Claims

Patentansprüche
1. Monitor zur Großbilddarstellung mit
• einem bildgebenden Element (2),
• einer Vielzahl von Lichtwellenleitern (3), wobei jeder Bildpunkt des bildgebenden Elements (2) mit einem der Lichtwellenleiter (3) verbunden ist,
• einem Bildschirm (4), wobei jeder Bildpunkt (45) des Bildschirms (4) mit einem der Lichtwellenleiter (3) verbunden ist,
• und einer mit dem bildgebenden Element (2) verbundenen Ansteuerelektronik (1), wobei nach Maßgabe am Bildschirm (4) abgetasteter Bildpunkte (45) die Zuordnung der Bildpunkte des bildgebenden Elements (2) erfolgt.
2. Monitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelektronik (1) einen Speicherbereich (7) zur Speicherung von Korrekturwerten, welche von einem mit dem bildgebenden Element (2) und einen Bildschirmabtastgerät (5) verbundenen Vergleicher (6) ermittelt werden, aufweist.
3. Monitor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (4) aus einer Projektionsscheibe (41) und einen Glaskörper (42) besteht, wobei jeder Lichtwellenleiter (3) über eine Vergrößerungskalotte (33) an den Bildschirm (4) angeschlossen ist.
4. Monitor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergrößerungskalotte (33) als Ausformung des Lichtwellenleiters (3) oder des Glaskörpers (42) ausgestaltet ist.
5. Monitor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsscheibe (41) und der Glaskörper (42) in einer Aufnahme (43) angeordnet sind.
6. Monitor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (43) einen Saugstutzen (44) zur Erzeugung von Unterdruck in der Aufnahme (43) aufweist.
7. Verfahren zur Herstellung eines Monitors mit einem Glasfaser-Projektor, bestehend aus einem bildgebenden Element (2), einer Vielzahl von Lichtwellenleitern (3), einem Bildschirm (4) und einer mit dem bildgebenden Element (2) verbundenen Ansteuerelektronik (1) zur Großbilddarstellung, bei dem
• mit einem Bildschirmabtastgerät (5) die Bildpunkte (45) am Bildschirm (4) abgetastet werden,
• mit einem mit Bildschirmabtastgerät (5) und bildgebenden Element (2) verbundenen Vergleicher (6) die Position jedes Bildpunkt (45) des Bildschirms (4) mit dem zugehörigen Bildpunkt des bildgebenden Element (2) verglichen und daraus ein Korrekturwert abgeleitet wird und
• mit in einem Speicherbereich (7) der Ansteuerelektronik (1) enthaltenen Korrekturwerten, die punktgenaue Abbildung und Zuordnung vorgenommen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Bildschirm (4), bestehend aus einer Projektionsscheibe (41) und einen Glaskörper (42), diese in eine Aufnahme (43) eingelegt und durch Unterdruck in der Aufnahme (43) zusammengehalten werden.
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