WO2002021486A2

WO2002021486A2 - Bildschirm

Info

Publication number: WO2002021486A2
Application number: PCT/EP2001/010367
Authority: WO
Inventors: Maik GLÄTZER
Original assignee: Glaetzer Rainer
Priority date: 2000-09-09
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2002-03-14
Also published as: EP1323153A2; DE10044664A1; US20030164807A1; WO2002021486A3; AU2001291838A1; CN1468425A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bildschirm mit in Bildpunkten (2) aufgeteilter Sichtfläche (1), deren Bildpunkte (2) jeweils Licht emittieren und über Lichtwellenleiter (3) mit einem Lichtverteiler in Verbindung stehen, welcher an einem Rotor (20) angeordnete rotierende Lichtquellen (10) aufweist, welche mit Abstand zur Drehachse (22) angeordnet sind und deren emittiertes Licht in an den Enden der Lichtwellenleiter (3) angeordnete Rezeptoren (7) einer Einkoppelanordnung (5) einstrahlt, über die einzelnen Lichtwellenleiter (3) bis zur Sichtfläche (1) des Bildschirms gelangt und dort ein für den Betrachter sichtbares, aus den einzelnen Bildpunkten (2) zusammengesetztes Bild erzeugt. Herkömmliche Bildschirme haben den Nachteil einer zwingend großen Bauform bei Kontrast- und Lichtschwäche. Die Erfindung schlägt vor, daß die in dem Lichtverteiler angeordneten rotierenden Lichtquellen parallel zu der Drehachse (22) Licht emittieren und in die Rezeptoren (7) der Einkoppelanordnung (5) einstrahlen. Ein besonderer Vorteil liegt in der erfindungsgemäß flachen Bauweise.

Description

Bildschirm

Die Erfindung betrifft einen Bildschirm mit in Bildpunkten aufgeteilter Sichtfläche, deren Bildpunkte jeweils Licht emittieren und über Lichtwellenleiter mit einem Lichtverteiler in Verbindung stehen, welcher an einem Rotor angeordnete rotierende Lichtquellen aufweist, welche mit Abstand zur Drehachse angeordnet sind und deren emittiertes Licht in an den Enden der Lichtwellenleiter angeordnete Rezeptoren einer Einkoppelanordnung einstrahlt, über die einzelnen Lichtwellenleiter bis zur Sichtfläche des Bildschirms gelangt und dort ein für den Betrachter sichtbares, aus den einzelnen Bildpunkten zusammengesetztes Bild erzeugt.

Herkömmlichen Bildschirmen liegt in der Regel das Prinzip der Braun'schen Röhre zugrunde. Sowohl der heimische Fernseher, als auch die meisten Datenverarbeitungsanlagen nutzen diese Technik zur Visualisierung von Informationen. Hierbei wird ein Abbildungsschirm mit beschleunigten Elektronen beschossen, welche abhängig von ihrer kinetischen Energie beim Auftreffen auf dem Schirm eine sichtbare Lichtemission erzeugen. Mittels eines äußeren Magnetfelds wird die Flugbahn des Elektrons und die Position des Aufpralls auf dem Schirm kontrolliert. Ein großer Nachteil einer solchen Vorrichtung liegt in der für verzerrungsfreie Bilder zwingend großen Bauform, insbesondere Bautiefe. Weiterhin ist eine solche Anordnung nur für Bildschirme bis zu einer bestimmten Maximalgröße geeignet.

Für flachere Bildschirme werden in jüngster Zeit vermehrt Flüssigkristalldisplays eingesetzt. Insbesondere im Bereich transportabler Computer haben sich diese

Sichtgeräte bewährt und durchgesetzt. Da diesen Bildschirmen jedoch eine aufwendige Fertigung zugrundeliegt, ist das Endprodukt äußerst hochpreisig. Zudem erfordert jede Variante bisher bekannter Flüssigkristalldisplays eine Polarisation des vom Benutzer wahrgenommenen Lichts. Da eine Polarisation mit Lichtintensitätsverlusten von über 50% einhergeht, sind diese Bildschirme äußerst lichtschwach und kontrastarm. Das Betrachten eines solchen Bildschirms kann das menschliche Auge stark anstrengen.

Neben den weitverbreiteten Methoden wird in der europäischen Patentanmeldung EP 99 927 828.6 des Anmelders ein Bildschirm beschrieben, welcher ebenfalls mittels Lichtleitfasern bedarfsgerecht ausgeleuchtet wird. Diese Erfindung benötigt jedoch einen Lichtmodulator zwischen der Lichtquelle und der Sichtfläche des Bildschirms, welcher vorzugsweise aus sogenannten Shuttern besteht. Die Herstellung eines derartigen Lichtmodulators erfordert eine hoch entwickelte Spezialtechnologie und ist daher äußerst kostspielig.

Aus dem US-Patent 3 744 048 ist zudem ein gattungsgemäßer Bildschirm bekannt, bei welchem das Licht auf die einzelnen Lichtwellenleiter mittels eines zylindrischen Rotors verteilt wird. Der Bildschirm wird hierbei spaltenweise ausgeleuchtet, wobei komplette Spalten in Zeilenrichtung sequentiell mit Licht versorgt werden. Die vorgeschlagene Technologie hat jedoch mehrere

Nachteile. Zum einen müssen die Lichtstrahlen in den Lichtwellenleitern von der rückwärtigen Seite des sich drehenden Zylinders um 180° zur Sichtfläche des

Bildschirms umgelenkt werden, was die Verluste in den Lichtwellenleitern stark erhöht. Weiterhin ist die vorgeschlagene Anordnung äußerst raumgreifend und macht so einen modularen Aufbau, z. B. in der Art aneinandergrenzender

Bildschirmmodule, nahezu unmöglich. Ein zusätzlicher Nachteil entsteht durch die bei hohen Drehzahlen aufgrund der Unwucht des zylindrischen Rotors hervorgerufenen Schwingungen, die neben starker Geräuschemission auch einen hohen Verschleiß zur Folge haben.

Ausgehend von den geschilderten Nachteilen des Standes der Technik liegt der

Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Bildschirm der eingangs genannten Art in der Form weiterzubilden, daß eine flache Bauweise eines solchen Bildschirms auch bei großer Sichtfläche vorzugsweise in modularer Art und Weise ermöglicht wird und dem Benutzer ein hohes Maß an Helligkeit sowie an Kontrast zur Verfügung steht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Bildschirm der eingangs genannten Art vor, daß die in dem Lichtverteiler angeordneten rotierenden Lichtquellen parallel zu der Drehachse Licht emittieren und in die Rezeptoren der Einkoppelanordnung einstrahlen.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Bildschirms liegt in der erfindungsgemäß flachen Bauweise. Im Gegensatz zu dem bereits vorbekannten Bildschirm wird das Licht mit minimaler Umlenkung auf kürzestem Weg mittels der Lichtwellenleiter aus den Lichtquellen an die Sichtfläche des Bildschirms geleitet. Neben dem Vorteil eines minimalen Platzbedürfnisses werden auf diese Weise auch Intensitätsverluste vermieden.

Die Rotation der Lichtquellen, die sich mit Abstand zur Drehachse des Rotors bewegen, erlauben eine zeitlich aufeinanderfolgende Beleuchtung von Bildpunkten oder Gruppen von Bildpunkten. Eine entsprechend hohe Drehzahl der rotierenden Lichtquellen bedingt eine Wahrnehmung einer mittleren Helligkeit der einzelnen Bildpunkte des menschlichen Auges. Die Frequenz des Bildaufbaus kann abhängig von der Anzahl der Lichtquellen, der Bildpunkte und der Drehzahl des Rotors mit geringem Aufwand vorteilhaft erhöht werden, so daß sich die Sichtfläche für das menschliche Auge stets flimmerfrei darstellt. Hierbei kommt der erfindungsgemäßen Ausführung das minimale Raumerfordemis zugute, da sich so die Unwuchten und entstehenden Schwingungen auf ein Minimum reduzieren lassen. Der neuartigen Bildschirmtechnik liegt im Gegensatz zu vorhandenen Lösungen des Standes der Technik keine prinzipbedingte Abschwächung der Lichtstärke zugrunde. Lichtstärke und flimmerfreie Bilder ermöglichen eine großformatige entspannende Betrachtung. Während es herkömmliche Bildröhren nicht gestatten, verzerrungsfreie Bilder auf einer großen Sichtfläche von beispielsweise mehreren Quadratmetern herzustellen, gibt es mit der erfindungsgemäßen Technik keine prinzipbedingte Beschränkung des Formats. Die Probleme, welche sich bei Bildschirmen auf Flüssigkristallbasis ergeben, die erforderliche Genauigkeit von Schichtdecken betreffen, entfallen ebenfalls. Erfindungsgemäß kann ein modularer Aufbau äußerst einfach verwirklicht werden. Hierbei ist es denkbar, die Sichtfläche eines Bildschirms aus mehreren übereinander und nebeneinander angeordneten Einzelmodulen aufzubauen, von denen jedes über einen eigenen Rotor verfügt.

Um einen gleichmäßigen Aufbau und eine gleichmäßige Helligkeit der Sichtfläche des Bildschirms zu gewährleisten, ist es sinnvoll, wenn die Rezeptoren der Lichtwellenleiter in der Einkoppelanordnung in Umfangsrichtung der Drehbewegung des Rotors äquidistant angeordnet sind.

Für eine besonders hohe Lichtausbeute ist es zweckmäßig, wenn die Lichtquellen, insbesondere Leuchtdioden mit einer gepulsten Spannung betrieben werden. Eine Leuchtdiode, welche mit einer gepulsten Spannung betrieben wird, leuchtet im Maximum nahezu zehnmal heller als beim Betrieb mit einer konstanten Spannung.

Im Interesse einer besonders guten Ausleuchtung der Sichtfläche des Bildschirms ist es außerdem zweckmäßig, wenn die Spannung, mit welcher die Lichtquelle betrieben wird, derart gepulst ist, daß die Lichtquelle nur leuchtet, wenn sie sich direkt gegenüber des Rezeptors eines zu der Sichtfläche des Bildschirm führende Lichtwellenleiters befindet. Einerseits erhöht sich durch den Betrieb der Lichtquelle, vorzugsweise einer Leuchtdiode, mit einer gepulsten Spannung die maximale Helligkeit dieser Lichtquelle, andererseits für das Abschalten der Lichtquelle zu Zeiten, zu welchen die Übertragung zur Sichtfläche des Bildschirms unterbrochen ist, zu einem geringeren Energiebedarf.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Betriebsspannung für die Lichtquelle derart gesteuert ist, daß das Licht aus den Lichtquellen in einem bestimmten Winkel abweichend vom senkrechten Einfall in die Rezeptoren der Lichtwellenleiter einstrahlt. Der Lichteinfall kann über einen entsprechenden zeitlichen Versatz der Pulsung der Betriebsspannung in der Form beeinflußt werden, daß sich stets ein konstanter Drehwinkelversatz zwischen Rezeptor und Lichtquelle ergibt. Der Einfallswinkel in den Lichtwellenleiter zu der Sichtfläche bewirkt einen konstanten Querschnitt des Lichtwellenleiters für die Länge vorausgesetzt, einen identischen Austrittswinkel des Lichts aus dem Lichtwellenleiter an der Sichtfläche. Auf diese Weise ist es möglich, ein besonders kontraststarkes, gut ausgeleuchtetes Bild für bestimmte Betrachtungswinkel zu erzeugen oder einen stereoskopischen Effekt herbeizuführen. Die Erzeugung von Vexierbildern oder sogar dreidimensionalen Darstellungen ist auf diese Weise möglich.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Rotor mit drei verschiedenen Arten von Leuchtdioden bestückt ist. Vorzugsweise strahlen die Leuchtdioden rotes, grünes oder blaues Licht ab. Die auf dem Rotor befindlichen Lichtquellen strahlen nacheinander Licht in die zu der Einkoppelanordnung zusammengefaßten Rezeptoren der Lichtwellenleiter ein.

Neben der Variation des Einstrahlwinkels in Umfangsrichtung des Rotors ist auch eine gezielte Veränderung des Einstrahlwinkels in radialer Richtung des Rotors denkbar. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß einzelne Lichtquellen mittels eine Aktuators verschiebbar sind. Andere Effekte lassen sich durch die Verschiebung des Rotors oder der Einkoppelanordnung mittels Aktuatoren erzielen. Da aufgrund der geringen Abmessungen durch die Aktuatoren nur kurze Wege zu bewerkstelligen sind, sind Piezoelemente hervorragend geeignet. Neben der nahezu verschleißfreien Betriebsweise ermöglichen Piezoelemente ein sehr schnelles Verfahren der zu bewegenden Bauteile.

Vorzugsweise ist der Rotor scheibenförmig oder sternförmig ausgebildet. Dies gewährleistet minimale Abmaße, Unwuchten und Trägheitsmomente. Insbesondere bei sternförmiger Ausbildung des Rotors ist es zweckmäßig, die Lichtquellen gelenkig an dem Rotor anzubringen, damit sich die Lichtquellen bei Drehzahlaufnahme aufgrund der Fliehkräfte selbsttätig in der Betriebsposition zentrieren. Eine taumelnde Unwucht ist auf diese Weise ausgeschlossen. Die einzelnen Gelenke können vorteilhaft auch als Federn oder Faltscharniere ausgebildet sein. Gegebenenfalls können die gelenkigen, sternförmigen Träger der Lichtquellen an ihren äußeren Enden eine Gleitabstützung aufweisen, die zweckmäßig aus Teflon besteht. Auch eine magnetische Unterstützung der Gleitabstützung ist denkbar. Zur Visualisierung von stehenden und auch beweglichen Bildern ist es sinnvoll, wenn die Spannungsversorgung der Lichtquellen über eine Ansteuerung erfolgt, welche Videosignale abhängig von dem Drehwinkel des Rotors in die entsprechenden Spannungsimpulse für die Lichtquellen umsetzt. Bei einer der Frequenz des Überstreichens der Rezeptoren angepaßt gepulsten Lichtquelle wird dieses Signal in vorteilhafter Weise noch entsprechend dem darzustellenden Bild derart moduliert, daß die roten, grünen und blauen Anteile des von dem Bildpunkt emittierten Lichts dem auf der Sichtfläche darzustellenden Bild entsprechen. Damit der Phasenwinkel der Drehung des Rotors stets mit der Ansteuerung der Lichtquellen abgeglichen ist, ist es sinnvoll, wenn der Lichtverteiler mindestens einmal pro Umdrehung des Rotors ein Signal an die Ansteuerung sendet. Eine Vorgabe der Pulsung, bzw. der Taktfrequenz der Ansteuerung der Lichtquelle durch die Drehzahl des Rotors in der Form, daß bei jedem Überstreichen eines Lichtstrahlers mit einem Rezeptor ein Taktimpuls an die Ansteuerung gesendet wird, gewährleistet zuverlässig eine ständige Synchronisation von Rotor und Ansteuerung.

Statt einer galvanischen Verbindung der Lichtquellen über Schleifkontakte mit einer Spannungsquelle oder der Ansteuerung ist es zweckmäßig, wenn die rotierenden Lichtquellen mittels eines äußeren magnetischen Feldes induktiv mit der Betriebsenergie versorgt werden.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß der Rotor mittels eines Elektromotors angetrieben wird. Hierbei ist es ebenso zweckmäßig den Rotor, insbesondere bei der Verwendung stehender Lichtquellen, selbst als Anker eines Gleichstromoder Wechselstrommotors auszubilden. Im Interesse eine flachen Bauweise ohne jeglichen Schleifkontakt und einer langlebigen Lagerung sollte der Antrieb des Rotors als Elektromotor in Außenläuferbauweise ausgebildet sein. Hierbei kann der Rotor selbst den Außenläufer bilden.

Zur Minimierung der Schnittstellen zwischen rotierenden und stehenden

Bauteilen ist es zweckmäßig, wenn die Ansteuerung der Lichtquellen einen integralen Bestandteil des Rotors bildet. Komplexe Videosignale sind hierbei vorteilhaft nicht über Schleifkontakte zur Ansteuerung in dem Rotor zu übermitteln, sondern optisch auf die in dem Rotor integrierte Ansteuerung zu übertragen.

Die verwendeten Lichtwellenleiter können sowohl aus Polymeren als auch aus Glasfasern bestehen. Die Verwendung von Polymeren hat hierbei den Vorteil, daß Polymerfasern sehr viel preiswerter sind und nahezu identische Funktionen, insbesondere hinsichtlich ihres Transmissionsverhaltens, aufweisen. Statt der üblicherweise verwendeten Core-Cladding-Fasern ist es zweckmäßiger, Plexiglasfasern zu benutzen, da der Wirkungsgrad der Totalreflektion von Plexiglasfasern annähernd bei 100% liegt.

Eine fertigungsfreundliche und platzsparende Anordnung der Lichtwellenleiter ergibt sich, wenn die Rezeptoren der Einkoppelanordnung für einzelne Bildschirmsegmente auf einer Geraden angeordnet sind und die entsprechenden Geraden jeweils sternförmig um die Drehachse des Rotors angeordnet sind. Vorteilhaft läßt sich auf diese Weise die Sichtfläche in Zeilen oder Zeilenabschnitte untergliedern, die zu einer auf einer Geraden angeordneten Rezeptorgruppe führen. Derartige Gruppierungen von Lichtwellenleitern von Zeilen oder Zeilenabschnitten können jeweils standardisiert identisch ausgeführt werden. Hierbei ist es zweckmäßig, die Einkoppelanordnung aus identischen Kreis- oder Ringsegmenten auszuführen, in denen die Rezeptoren für einzelne Bildschirmsegmente angeordnet sind. Eine entsprechende Modularisierung wäre in dem Sinne möglich, daß Lichtquellenleiter an der zur Sichtfläche des Bildschirms gewandten Seite hintereinander angeordnet in ein Zeilen- oder Spaltenelement rechteckigen Querschnitts zusammengefaßt werden und an ihrem anderen Ende ebenfalls hintereinander angeordnet in einer tortenstückartigen Raumform zu einem Kreis- oder Ringsegment zusammengefaßt sind. Auf diese Weise läßt sich auch ein mehrfach modularer Aufbau verwirklichen. Beispielsweise können Zeilen oder Zeilenabschnitte in vorbeschriebener Weise zu Grundmodulen zusammengefaßt werden und beispielsweise zu Vierteilkreisen auf der Seite der Einkoppelanordnung, bzw. zu einem Viertelsegment der Sichtfläche des Bildschirms zusammengestellt werden. Hierbei ließe sich sowohl jedes Grundmodul identisch ausführen, als auch jedes geviertelte Sichtflächen- Einkoppelanordnungsbauteil. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die zu einzelnen Bildschirmsegmenten gehörigen Teile der Einkoppelanordnung mit einer digitalen oder analogen Kodierung versehen sind und an dem Rotor eine optische Ablesevorrichtung angeordnet ist, mittels welcher der jeweilige Teil der Einkoppelanordnung identifiziert wird. Auf diese Weise ist stets eine Synchronisation zwischen der Stellung des Rotors und der Ansteuerung des Bildschirms gewährleistet.

Zur Verminderung der Reflektion von Fremdlicht, welches von außen auf den Bildschirm einstrahlt, ist es sinnvoll, wenn die Sichtfläche des Bildschirms bis auf die Austrittsöffnungen der Lichtwellenleiter reflektionsarm abgedunkelt oder schwarz gefärbt ist. Daneben ist es zweckmäßig, wenn die Lichwellenleiter seitens der Einkoppelanordnung in eine reflektionsarme oder schwarz gefärbte Umgebung einmünden, in der ausschließlich die Lichtquellen Licht emittieren. Ist der Rotor als Scheibe ausgebildet, ist eine Schwarzfärbung auf der der Stirnseite der Lichtwellenleiter zugewandten Seite des Rotors zweckmäßig.

Im Interesse eines hohen Transmissionswirkungsgrades der Lichtwellenleiter ist es sinnvoll, die sich in Längsrichtung erstreckenden Begrenzungswände der Lichtwellenleiter an den Ein- und/oder Auskoppelstellen jeweils im Bereich der Zusammenfassung zur Einkoppelanordnung, bzw. zur Sichtfläche zu verspiegeln. Auf diese Weise ist der Kontakt der Lichtwellenleiter zu den angrenzenden Bauteilen nahezu unschädlich für den Wirkungsgrad der Transmission, bzw. der Reflektion an den seitlichen Begrenzungswänden der Lichtwellenleiter. Für einen starren und schwingungsresistenten Verbund von Rotor, Antrieb, Lichtwellenleiterbündeln und Sichtfläche ist es zweckmäßig, wenn der Rotor von einem Antrieb angetrieben wird, der sich zwischen Rotor und Sichtfläche des Bildschirms befindet und zentral zwischen den Lichtwellenleitern angeordnet ist. Die Vielzahl der Lichtwellenleiter bildet einen stabilen Verbund, der zur Befestigung des Antriebs hervorragend geeignet ist.

Zur präzisen Anordnung der einzelnen Lichtwellenleiter, insbesondere an der Ankoppelanordnung, ist es zweckmäßig, eine Vielzahl von Lichtwellenleitern zu

Flachbandverbünden zusammenzufassen. Diese Flachbandverbünde können vorteilhaft in einem kreis- oder ringförmigen Formstück, beispielsweise durch Eingießen mit Kunstharz, zusammengefaßt werden. Der Flachbandverbund stellt hierbei insbesondere den Abstand der einzelnen Lichtwellenleiter zueinander sicher.

Um Verschmutzungen, Körperschallübertragung und Strömungsgeräusche zu vermeiden, kann der Antrieb oder der Rotor oder ein komplettes Bildschirmmodul oder der gesamte Bildschirm bzw. sämtliche dieser Bauteile gasdicht ausgebildet sein. Im Bereich der Medizintechnik erleichtert eine gasdichte Ausbildung der Vorrichtung die Hygienebehandlung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen.

Fig. 1 : Eine Prinzipskizze des Aufbaus und der

Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Bildschirms dargestellt gegen die Blickrichtung eines Betrachters und

Fig. 2: Eine teilweise geschnittene, schematische

Darstellung eines erfindungsgemäßen Bildschirms quer zur Sichtfläche.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sichtfläche 1 des Bildschirmes mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Die Sichtfläche 1 ist matrixartig in eine Vielzahl von Bildpunkten 2 unterteilt, welche jeweils mit einem Lichtleiter 3 in Verbindung stehen. Auf der nicht dargestellten, dem Betrachter zugewendeten Seite der Sichtfläche 1 des Bildschirmes ist die Sichtfläche 1 bis auf die Austrittsöffnungen der Lichtwellenleiter 3 reflektionsarm schwarz gefärbt. Die gesamte Sichtfläche 1 ist in vier gleiche Bildsegmente 4 unterteilt.

Von dem Betrachter aus gesehen hinter der Sichtfläche 1 des Bildschirmes befindet sich eine Einkoppelanordnung 5. Die Einkoppelanordnung 5 ist entsprechend der Aufteilung der Sichtfläche 1 in vier Bildsegmente 4 ebenfalls in vier Module 6 aufgegliedert. In den einzelnen Modulen 6 sind die von den Bildsegmenten 4 der Sichtfläche 1 ausgehenden Lichtwellenleiter 3 an ihren Enden, die Rezeptoren 7 für einstrahlendes Licht bilden, zusammengefaßt. Jeweils eine Zeile 8 von Bildpunkten 2 eines Bildsegmentes 4 ist mittels der von den Bildpunkten 2 ausgehenden Lichtwellenleiter 3 auf die Einkoppelanordnung 5 geführt, wobei die Lichtwellenleiter 3 jeder Zeile 8 zu einem Flachbandverbund zusammengefaßt sind und an der Einkoppelanordnung 5 auf einer Geraden angeordnet sind, die in Verlängerung durch den Mittelpunkt der Einkoppelanordnung 5 verläuft.

Die Einkoppelanordnung 5 ist rund ausgebildet, wobei sie mit einer zentralen Ausnehmung 9 versehen ist. Die einzelnen Flachbandverbünde 10 der Lichtwellenleiter 3 sind seitens der Sichtfläche 1 zu in Bildpunkten 2 segmentierten Elementen 11 rechteckigen Querschnitts zusammengefaßt. Die einzelnen Elemente 11 bestehen aus Kunstharzguß und sind untereinander mittels Nut-Federverbindungen zusammengefügt.

Seitens der Einkoppelanordnung 5 sind die zu einem Flachbandverbund 10 gehörigen Lichtwellenleiter 3 jeweils mit einem kreisringsegmentförmigen bzw. tortenstückförmigen, umschließenden Anguß 12 versehen, der ebenfalls aus Kunstharz besteht. Die aus den Elementen 11 rechteckigen Querschnitts, den Flachbandverbünden 10 der Lichtwellenleiter 3 und den tortenstückförmigen Angüssen 12 bestehenden Grundelemente 13 sind für die gesamte Sichtfläche 1 des Bildschirmes standardisiert und identisch ausgeführt. Die Grundelemente 13 werden im Rahmen der Fertigung zunächst seitens der Einkoppelanordnung 5 zu viertelkreisförmigen Modulen 6 zusammengefügt. Anschließend erfolgt die Montage der Bildsegmente 4 und der Module 6 zu der Sichtfläche 1 bzw. der Einkoppelanordnung 5. Im Bereich der Zusammenfassung der Lichtwellenleiter 3 seitens der Sichtfläche 1 und der Einkoppelanordnung 5 sind die sich in Längsrichtung der Lichtwellenleiter 3 erstreckenden Begrenzungsflächen verspiegelt, damit der

Transmissionswirkungsgrad der Lichtwellenleiter 3 durch den Kontakt zu dem Kunstharzanguß nicht verschlechtert wird.

Jedes Modul 6 ist mit einer nicht dargestellten binären Codierung auf der Seite der Einkoppelanordnung 5 versehen. Zu diesem Zweck sind die Enden seitens der Einkoppelanordnung 5 der Lichtwellenleiter 3 der Flachbandverbünde 10 in jeweils unterschiedlicher Sequenz eingefärbt, so daß mittels eines nicht dargestellten Abtastlasers durch den transmissiven Kunstharz des Angusses 12 ein individueller binärer Code abgelesen werden kann.

Von dem Betrachter aus gesehen hinter der Einkoppelanordnung 5 ist der Rotor 20 angeordnet, der von einem Antrieb 21 in Drehung versetzt wird. Der Rotor 20 dreht sich in dargestellter Weise um eine zentrale Drehachse 22 in der Mitte der Einkoppelanordnung 5. Sternförmig von der Drehachse 22 ausgehend sind an dem Rotor 20 drei Arme 23 angebracht, die im Bereich der Rezeptoren 7 der Einkoppelanordnung 5 mit Leuchtdioden 24 versehen sind. Die Leuchtdioden 24 strahlen in die Rezeptoren 7 bedarfsgerecht ein. Die Arme 23 sind zwischen der Drehachse 22 und den Leuchtdioden 24 jeweils mit einem Gelenk 25 versehen, welches eine Bewegung der Arme 23 in Richtung der Drehachse 22 ermöglicht. Auf diese Weise wird jeder Arm 23 selbsttätig durch die Fliehkräfte der Rotation taumelfrei zentriert.

Der Antrieb 21 des Rotors 20 ist zentral in der Einkoppelanordnung 5 und zwischen den Lichtwellenleitern 3 angeordnet. Durch die zentrale

Ausnehmung 9 der Einkoppelanordnung 5 ist eine Antriebswelle 30 des

Antriebes 21 auf den Rotor 20 geführt. Gemeinsam mit dem Rotor 20 dreht sich eine Ansteuerung 40 für die Leuchtdioden 24. An der Ansteuerung 40 ist ein

Empfänger 41 für Videosignale angeordnet. Die Videosignale werden von einem Infrarotsender 42 auf den Empfänger 41 übertragen und von der

Ansteuerung 40 ausgewertet, welche die entsprechenden Spannungsimpulse auf die Leuchtdioden 24 gibt. Die Energieversorgung der Ansteuerung 40 und des Antriebes 21 erfolgt induktiv. Der Antrieb 21 ist als Außenläufer mit einer innen befindlichen Spulenanordnung 51 und einem ferritischen, außen befindlichen Läufer 50 ausgebildet.

Claims

Patentansprüche

1. Bildschirm mit in Bildpunkten (2) aufgeteilter Sichtfläche (1), deren Bildpunkte (2) jeweils Licht emittieren und über Lichtwellenleiter (3) mit einem Lichtverteiler in Verbindung stehen, welcher an einem Rotor (20) angeordnete rotierende Lichtquellen (10) aufweist, welche mit Abstand zur Drehachse (22) angeordnet sind und deren emittiertes Licht in an den Enden der Lichtwellenleiter (3) angeordnete Rezeptoren (7) einer Einkoppelanordnung (5) einstrahlt, über die einzelnen Lichtwellenleiter (3) bis zur Sichtfläche (1 ) des Bildschirms gelangt und dort ein für den Betrachter sichtbares, aus den einzelnen Bildpunkten (2) zusammengesetztes Bild erzeugt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die in dem Lichtverteiler angeordneten rotierenden Lichtquellen (10) parallel zu der Drehachse (22) Licht emittieren und in die Rezeptoren (7) der Einkoppelanordnung (5) einstrahlen.

2. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (10) mit einer gepulsten Spannung betrieben werden.

3. Bildschirm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung derart gepulst ist, daß die Lichtquellen (10) nur leuchten, wenn sie direkt nahezu zentrisch in einen zum Bildschirm führenden Rezeptor (7) der Einkoppelanordnung (5) eines Lichtwellenleiters (3) einstrahlen.

4. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung für die Lichtquellen (10) derart gesteuert ist, daß das Licht aus den Lichtquellen (10) in einem bestimmten Winkel abweichend vom senkrechten Einfall in die Rezeptoren (7) der Lichtwellenleiter (3) einstrahlt.

5. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lichtquellen (10) oder der Rotor (20) oder die Einkoppelanordnung (5) mittels eines Aktuators verschiebbar sind.

6. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (20) scheibenförmig oder sternförmig ausgebildet ist.

7. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung der Lichtquellen (10) über eine Ansteuerung (40) erfolgt, welche Signale (14) abhängig von dem Drehwinkel des Rotors (20) in die entsprechenden Spannungsimpulse für die Lichtquellen (10) umsetzt und der Lichtverteiler mindestens einmal pro Umdrehung des Rotors (20) ein Signal an die Ansteuerung (40) sendet.

8. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rotor (20) ein Spannungsgenerator integriert ist, der die rotierenden Lichtquellen (10) aufgrund eines äußeren magnetischen Feldes induktiv mit Spannung versorgt werden.

9. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung (40) der Lichtquellen (10) ein integraler Bestandteil des Rotors (20) ist.

10. Bildschirm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale (14) optisch auf die in dem Rotor (20) integrierte Ansteuerung (40) übertragen werden.

11. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (10) gelenkig an dem Rotor (20) angebracht sind und sich bei Drehzahlaufnahme aufgrund von Fliehkräften in die Betriebsposition bewegen.

12. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die

Rezeptoren (7) der Einkoppelanordnung (5) für einzelne Bildschirmsegmente auf einer Geraden angeordnet sind und die Geraden jeweils sternförmig um die Drehachse (22) des Rotors (20) angeordnet sind.

13. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einkoppelanordnung (5) aus identischen Kreis- oder Ringsegmenten besteht, in denen die Rezeptoren (7) für die einzelnen Bildschirmsegmente angeordnet sind.

14. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die zu einzelnen Bildschirmsegmenten gehörigen Teile der Einkoppelanordnung (5) mit einer digitalen oder analogen Kodierung versehen sind und an dem Rotor (20) eine optische Ablesevorrichtung angeordnet ist, mittels welcher der jeweilige Teil der Einkoppelanordnung (5) identifiziert wird.

15. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bildpunkt (2) der Sichtfläche (1 ) eine Austrittsöffnung für einen Lichtwellenleiter (3) aufweist und die Fläche um die Austrittsöffnung reflektionsarm abgedunkelt oder schwarz gefärbt ist.

16. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Längsrichtung erstreckenden Begrenzungswände der Lichtwellenleiter (3) an den Ein- und/oder Auskoppelstellen jeweils im Bereich der Zusammenfassung zur Einkoppelanordnung (5), beziehungsweise zur Sichtfläche (1 ) verspiegelt sind.

17. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (20) von einem Antrieb () angetrieben wird, der sich zwischen Rotor (20) und Sichtfläche (1 ) des Bildschirms befindet und zentral zwischen den Lichtwellenleitern (3) angeordnet ist.

18. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Mehrzahl von Lichtwellenleitern (3) zu Flachbandverbünden zusammengefaßt sind.

19. Bildschirm nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb und/oder der Rotor und/oder ein Bildschirmmodul und oder der gesamte Bildschirm gasdicht ausgebildet sind.