DE102018126065A1

DE102018126065A1 - Optische anzeigevorrichtung und verfahren zum betrieb einer optischen anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102018126065A1
Application number: DE102018126065.2A
Authority: DE
Inventors: Klaus Flock; Hubert Halbritter
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2020-04-23
Also published as: DE112019005196A5; US11425348B2; WO2020078903A1; US20210352249A1

Abstract

Es wird eine optische Anzeigevorrichtung (1) angegeben, umfassend eine Mehrzahl von Emittern (10), die zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in eine Hauptabstrahlrichtung (M) eingerichtet sind und zumindest eine Modulationsoptik (20), die eine einstellbare Brennweite (F) aufweist. Die Emitter (10) sind in einer Hauptebene (H) angeordnet und jeweils separat voneinander ansteuerbar. Die Modulationsoptik (20) ist den Emittern (10) in der Hauptabstrahlrichtung (M) nachgeordnet. Mittels der Modulationsoptik (20) werden Abbilder (50) der Emitter (10) erzeugt, wobei die Abbilder (50) der Emitter (10) jeweils einen mittels der einstellbaren Brennweite (F) vorgebbaren Abstand (D) zur Hauptebene (H) aufweisen.
Es werden ferner Verfahren zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung (1) angegeben.

Description

Es wird eine optische Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung angegeben. Die optische Anzeigevorrichtung kann zur Darstellung von für das menschliche Auge wahrnehmbarer Bildinhalten eingerichtet sein. Insbesondere ist die optische Anzeigevorrichtung zur Darstellung von dreidimensionalen Bildinhalten eingerichtet.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine optische Anzeigevorrichtung anzugeben, die eine Anzeige von für das menschliche Auge wahrnehmbarer Bildinhalten ermöglicht.
Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung anzugeben, das eine Anzeige von für das menschliche Auge wahrnehmbarer Bildinhalten ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optische Anzeigevorrichtung eine Mehrzahl von Emittern, die zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in eine Hauptabstrahlrichtung eingerichtet sind. Die Emitter sind bevorzugt zur Emission von inkohärenter elektromagnetischer Strahlung eingerichtet. Die Emitter weisen insbesondere ein gerichtetes Emissionsverhalten auf. Je kleiner die Ausdehnung der emittierenden Fläche des Emitters ist, desto mehr nähert sich der Emitter einer Punktlichtquelle an, die gleichmäßig in alle Raumrichtungen abstrahlt. Eine Abstrahlung über einen gewissen Winkelbereich ist vorteilhaft, damit die Abbildung eines Punktes punktförmig erscheint. Ein Laserstrahl kann, je nach Strahldurchmesser und/oder Divergenz gegebenenfalls aufgeweitet werden, um eine kleine Abbildung zu ermöglichen. Die Hauptabstrahlrichtung ist die Richtung, in die ein Großteil der von den Emittern emittierten elektromagnetischen Strahlung emittiert wird. Jeder Emitter kann mit einer Mehrzahl von Emissionsbereichen gebildet sein, die jeweils zur Emission von elektromagnetischer Strahlung mit einer unterschiedlichen Wellenlänge eingerichtet sind. Eine unterschiedliche Wellenlänge meint hier und im Folgenden, eine für das menschliche Auge wahrnehmbare unterschiedliche Wellenlänge. Ferner kann ein Emitter ein pixelierter Emitter sein, der eine Mehrzahl von Subemittern aufweist, die jeweils zur Emission von elektromagnetischer Strahlung mit einer unterschiedlichen Wellenlänge eingerichtet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optische Anzeigevorrichtung zumindest eine Modulationsoptik, die eine einstellbare Brennweite aufweist. Die Modulationsoptik ist beispielsweise mit zumindest einem optischen Element gebildet, das eine diffraktive oder eine refraktive Wirkung aufweist. Die Modulationsoptik ist insbesondere eine abbildende Optik. Die Modulationsoptik kann von einem Gegenstand, der in einer bestimmten Gegenstandsweite von der Modulationsoptik beabstandet angeordnet ist, beispielsweise einem Emitter, ein Abbild in einer entsprechenden Bildweite erzeugen. Die Bildweite wird von der Brennweite der Modulationsoptik und der Gegenstandsweite bestimmt. Die Brennweite der Modulationsoptik ist variabel einstellbar auf einen vorgebbaren Wert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optischen Anzeigevorrichtung sind die Emitter in einer Hauptebene angeordnet. Die Emitter sind in einer gemeinsamen Ebene lateral beabstandet zueinander oder direkt angrenzend aneinander angeordnet. Die Hauptebene verläuft quer insbesondere senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung der Emitter. Mit anderen Worten die Hauptabstrahlrichtungen der Emitter verlaufen parallel zueinander.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optischen Anzeigevorrichtung sind die Emitter jeweils separat voneinander ansteuerbar. Die Emitter können unabhängig voneinander ein- oder ausgeschaltet werden. Die Emitter eignen sich somit insbesondere zur Darstellung von visuellen Mustern und/oder Bildern.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optischen Anzeigevorrichtung ist die Modulationsoptik den Emittern in der Hauptabstrahlrichtung nachgeordnet. Die Modulationsoptik ist den Emittern derart nachgeordnet, dass die von den Emittern im Betrieb emittierte elektromagnetische Strahlung möglichst ungehindert in die Modulationsoptik eingekoppelt werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optischen Anzeigevorrichtung werden mittels der Modulationsoptik Abbilder der Emitter erzeugt, wobei die Abbilder der Emitter jeweils einen mittels der einstellbaren Brennweite der Modulationsoptik vorgebbaren Abstand zur Hauptebene aufweisen. Für einen Betrachter der optischen Anzeigevorrichtung korreliert die wahrgenommene Entfernung eines Emitters mit dem Abstand des Abbildes des Emitters zur Hauptebene. Vergrößert sich der Abstand des Abbildes des Emitters zur Hauptebene, so erscheint das Abbild des Emitters für einen Betrachter näher zu kommen. Umgekehrt erscheint das Abbild des Emitters weiter von einem Betrachter entfernt, wenn sich der Abstand des Abbildes des Emitters zur Hauptebene verringert. Bedingt durch die Brennweite der Modulationsoptik kann so der für einen Betrachter wahrnehmbare Abstand zu einem Abbild eines Emitters auf einen vorgebbaren eingestellt werden. Für einen Betrachter kann so eine dreidimensionale Punktewolke erzeugt werden, die auch ein dreidimensionales Bild darstellen kann. Das Abbild eines Emitters kann sowohl ein virtuelles als auch ein reelles Bild des Emitters darstellen. Bei einem virtuellen Abbild kann sich das für einen Betrachter wahrnehmbare Abbild des Emitters auch hinter der Hauptebene befinden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optische Anzeigevorrichtung

- eine Mehrzahl von Emittern die zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in eine Hauptabstrahlrichtung eingerichtet sind, und
- zumindest eine Modulationsoptik, die eine einstellbare Brennweite aufweist, wobei
- die Emitter in einer Hauptebene angeordnet sind,
- die Emitter jeweils separat voneinander ansteuerbar sind,
- die Modulationsoptik den Emittern in der Hauptabstrahlrichtung nachgeordnet ist, und
- mittels der Modulationsoptik Abbilder der Emitter erzeugt werden, wobei die Abbilder der Emitter jeweils einen mittels der einstellbaren Brennweite vorgebbaren Abstand zur Hauptebene aufweisen.

Einer hier beschriebenen optischen Anzeigevorrichtung liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde: Beim menschlichen Betrachter fließen in die Ermittlung eines Abstands zu einem optisch wahrnehmbaren Objekt sowohl die Eindrehung der Augen (Vergenz) als auch der Abstand, in dem das Auge ein Objekt scharf wahrnimmt (Akkommodation), ein. Vergenz und Akkommodation sind bei realen Objekten zueinander korreliert. Bei der Darstellung von dreidimensionalen bildlichen Inhalten kann der dreidimensionale Eindruck durch eine Simulation der Vergenz hervorgerufen werden, wobei dem linken und dem rechten Auge unterschiedliche, der Vergenz entsprechende Bildinhalte präsentiert werden. Hierzu kann beispielsweise eine Verschluss- oder Polarisationsbrille verwendet werden. Herkömmliche Systeme zur Anzeige von dreidimensionalen Inhalten arbeiten häufig nur mittels einer solchen simulierten Vergenz.
Wenn allerdings einem menschlichen Betrachter ein dreidimensionales Bild über eine simulierte Vergenz suggeriert wird ohne eine entsprechende Akkommodation der Augen zu bewirken, ergibt sich für den Betrachter aus der unpassenden Akkommodation ein sogenannter Vergenz-Akkommodations-Konflikt. Beispielsweise entspricht der Akkommodationsabstand bei der Betrachtung eines dreidimensionalen Bildes, das mittels einer stereoskopischen Anzeigevorrichtung auf einer Leinwand dargestellt wird, dem Abstand des Betrachters von der Leinwand, während der durch die simulierte Vergenz wahrgenommene Abstand zu dem dargestellten Objekt auch vor oder hinter der Leinwand liegen kann. Bedingt durch diesen Akkommodations-Vergenz-Konflikt können Nebenwirkungen wie beispielsweise Ermüdung und Unwohlsein auftreten. Um einem Betrachter ein weitgehend ermüdungsfreies und angenehmes Betrachten von dreidimensionalen Inhalten zu ermöglich, ist es vorteilhaft auch die richtige Akkommodation der Augen abzubilden. Bisherige Ansätze, dieses Problem zu beheben, verwenden holographische Methoden mit beispielsweise kohärenter elektromagnetischer Strahlung in Kombination mit räumlichen Lichtmodulatoren. Räumliche Lichtmodulatoren können beispielsweise Phasen- oder Amplitudendisplays sein, die kohärente elektromagnetische Strahlung in ihrer Phase und/oder ihrer Amplitude modulieren können. Die Auflösung einer mittels kohärenter elektromagnetischer Strahlung erzeugten Szene ist grundsätzlich durch Speckle-Effekte begrenzt. Ferner sind räumliche Lichtmodulatoren vergleichsweise komplexe Anordnungen, die bislang für den Einsatz in marktfähigen Produkten weniger geeignet scheinen. Die hier beschriebene optische Anzeigevorrichtung macht unter anderem von der Idee Gebrauch, mittels einer Modulationsoptik, die eine einstellbare Brennweite aufweist, ein Abbild jedes Emitters einer optischen Anzeigevorrichtung zu erzeugen. Die erzeugten Abbilder der Emitter weisen jeweils einen durch die Brennweite der Modulationsoptik vorgebbaren Abstand zur Hauptebene der optischen Anzeigevorrichtung auf. Dies bewirkt eine Akkommodation der Augen auf den Abstand des Abbildes, in dem das Abbild scharf wahrgenommen werden kann. Damit lässt sich ein für das menschliche Auge dreidimensionales Erscheinungsbild eines vorgebbaren Bildes erzeugen. Durch die Nachbildung der Akkommodation der Augen kann vorteilhaft ein Akkommodations-Vergenz-Konflikt vermindert oder vermieden werden. Eine dreidimensionale Szene kann so für eine beliebige Anzahl von Betrachtern erzeugt werden. Ferner ergibt sich eine naturgetreue Parallaxe unter einer Verschiebung der Betrachterposition. Mit anderen Worte, ein Betrachter kann sich in gewissen Grenzen um einen mittels der hier beschriebenen optischen Anzeigevorrichtung dargestellten dreidimensionalen Gegenstand herum bewegen. Weiterhin ist man nicht mehr auf eine große Kohärenz der elektromagnetischen Strahlung angewiesen, da eine feste Phasenbeziehung der elektromagnetischen Strahlung unterschiedlicher Emitter nicht erforderlich ist und somit die verwendeten Emitter keine kohärenten Strahlungsquellen sein müssen. Das Generieren einer Punktewolke aus der Abbildung eines zweidimensionalen Displays in verschiedenen Tiefenebenen kann einen wichtigen Anwendungsfall für diese Technologie darstellen.
Ferner wird für das linke und das rechte Auge ein einheitlicher Bildinhalt dargestellt. Eine Kanaltrennung für die Bildinformation des linken und des rechten Auges kann somit vorteilhaft entfallen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform einer optischen Anzeigevorrichtung ist der Mehrzahl von Emittern genau eine Modulationsoptik nachgeordnet. Insbesondere weist eine Anzeigevorrichtung eine Mehrzahl von Gruppen auf, die jeweils eine Mehrzahl von Emittern umfassen, denen jeweils eine Modulationsoptik nachgeordnet ist. Eine Modulationsoptik kann so die Brennweite einer Gruppe von Emittern einstellen. Sollen unterschiedlichen Emittern innerhalb einer Gruppe von Emittern eine unterschiedliche Brennweite zugewiesen werden, so muss der Einschaltzeitpunkt der Emitter innerhalb dieser Gruppe entsprechend unterschiedlich gewählt sein. Die Modulationsoptik ist beispielsweise groß - in der Größenordnung von Millimetern - im Vergleich zur Größe eines einzelnen Emitters der optischen Anzeigevorrichtung, die in der Größenordnung von Mikrometern liegen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform einer optischen Anzeigevorrichtung umfassend eine Mehrzahl von Modulationsoptiken ist jedem Emitter genau eine Modulationsoptik nachgeordnet. Die Modulationsoptiken sind separat voneinander ansteuerbar. Jede Modulationsoptik kann so auf eine individuelle Brennweite eingestellt sein.
Insbesondere entspricht die Anzahl der Emitter der Anzahl von Modulationsoptiken. Ist jedem Emitter genau eine Modulationsoptik nachgeordnet, kann jedem Emitter vorteilhaft eine beliebige vorgebbare Brennweite der Modulationsoptik zugeordnet sein. Ferner können auch zusätzliche Emitter vorhanden sein, denen keine Modulationsoptiken nachgeordnet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optischen Anzeigevorrichtung kann die Brennweite der Modulationsoptik mit einer Frequenz von mindestens 5 kHz, bevorzugt von mindestens 10 kHz und besonders bevorzugt mit einer Frequenz von mindestens 10 MHz variiert werden. Die Brennweite der Modulationsoptik kann kontinuierlich oszillieren. Die Modulationsoptik kann nahe ihrer eigenen Resonanzfrequenz oszillieren. Dadurch kann sich vorteilhaft eine besonders gleichmäßige Oszillation mit einer großen Amplitude und einer stabilen Frequenz ergeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die von den Emittern emittierte elektromagnetische Strahlung einen Farbort auf, und die Farborte der elektromagnetischen Strahlung verschiedener Emitter sind unabhängig voneinander einstellbar. Als Farbort gilt ein für das menschliche Auge wahrnehmbarer Farbeindruck der aus der Wahrnehmung einer elektromagnetischen Strahlung resultiert. Beispielsweise umfasst ein Emitter eine Mehrzahl von Emissionsbereichen mit jeweils unterschiedlichen Farborten. Somit kann durch eine Mischung der Farborte jeder beliebige Farbort, der sich innerhalb der von den Farborten der einzelnen Emissionsbereichen aufgespannten Fläche befindet, erreicht werden. Ein Emitter ist insbesondere mit Emissionsbereichen gebildet, die elektromagnetische Strahlung in einem roten, einem grünen und einem blauen Spektralbereich emittieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optischen Anzeigevorrichtung sind die Emitter mit mindestens einer Leuchtdiode oder mindestens einer Laserdiode gebildet. Weitergehend kann jeder Emitter eine oder mehrere Leuchtdioden, eine oder mehrere Laserdioden oder eine Kombination aus mindestens einer Leuchtdiode und mindestens einer Laserdiode aufweisen. Auch kann ein Teil der Emitter mit Leuchtdioden und ein anderer Teil der Emitter mit Laserdioden gebildet sein. Leuchtdioden umfassen insbesondere anorganische Leuchtdioden. Leuchtdioden weisen eine vorteilhaft besonders kurze Reaktionszeit auf und emittieren inkohärente elektromagnetische Strahlung. Inkohärente Strahlung kann eventuell nachteilige Effekte von kohärenter Strahlung, wie zum Beispiel die Ausbildung von unerwünschten Speckle-Mustern vermeiden. Laserdioden haben andererseits vorteilhaft eine besonders hohe Leuchtdichte und lassen sich vorteilhaft leicht und fehlerarm mittels einer Optik abbilden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform einer optischen Anzeigevorrichtung, bei dem die Modulationsoptik ein erstes optisches Element umfasst, das längs der Hauptabstrahlrichtung beweglich ist und die Brennweite der Modulationsoptik ist mittels der Bewegung des ersten optischen Elements einstellbar. Beispielsweise kann in einem optischen System, welches aus einem ersten optischen Element und einem zweiten optischen Element gebildet ist, wobei das erste optische Element und das zweite optische Element jeweils eine Linse umfassen, die Brennweite des optischen Systems durch einen Abstand der beiden optischen Elemente zueinander eingestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optischen Anzeigevorrichtung erfolgt die Auslenkung des ersten optischen Elements mittels elektrostatischer Aktoren. Ein elektrostatischer Aktor kann durch einen Plattenkondensator dargestellt werden. In Abhängigkeit einer an den Platten angelegten Spannung entsteht eine anziehende oder eine abstoßende elektrostatische Kraft auf die Platten. Elektrostatische Aktoren zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Geschwindigkeit aus. Durch eine schnelle Variation des Spannungssignals kann eine vorteilhaft schnelle Modulation der Brennweite der Modulationsoptik erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optischen Anzeigevorrichtung ist das erste optische Element ein diffraktives optisches Element. Unter diffraktiven Elementen versteht man strukturierte Materialien mit einer Strukturgröße, die kleiner oder gleich der Größenordnung der Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung in dem für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich ist. Ein diffraktives optisches Element ist ein optisches Element, das die Ausbreitung von elektromagnetischer Strahlung mittels Beugungs- und Interferenzeffekten beeinflussen kann. Beispielsweise kann auch die Wirkung eines refraktiven Elements, insbesondere einer Linse durch ein diffraktives Element erzielt werden. Gegenüber einem refraktiven Element kann ein diffraktives Element kleiner und leichter ausgeführt sein, wodurch es eine geringere Massenträgheit aufweist und so vorteilhaft eine schnelle Oszillationsbewegung ausführen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optischen Anzeigevorrichtung weist das erste optische Element eine META-Linsen-Struktur auf. Eine META-optik kann man als ein META-Material verstehen, beispielsweise ein Glas, das so strukturiert ist, dass es eine besondere, genau auf die Anwendung zugeschnittene optische Eigenschaft aufweist. META-Linsen beziehungsweise META-optische Elemente weisen Strukturgrößen auf, die deutlich kleiner sind als die Wellenlänge von elektromagnetischer Strahlung in dem für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich. Eine META-optische Struktur zeichnet sich insbesondere durch Strukturgrößen aus, die kleiner sind als ein Zehntel der Wellenlänge der durch sie hindurchtretenden elektromagnetischen Strahlung. Derart kleine Strukturen können eine diffraktive Wirkung für elektromagnetische Strahlung aufweisen. META-optische Strukturen können die optische Wirkung von größeren, beispielsweise refraktiv wirkenden Strukturen imitieren, aber gleichzeitig wesentlich kompakter und kleiner ausgeführt sein. Kleinere und leichtere Strukturen lassen sich vorteilhaft mit einer besonders hohen Frequenz bewegen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optischen Anzeigevorrichtung sind die Emitter zur Emission von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen mit einer Pulsbreite von höchstens 20 µs, bevorzugt von höchstens 10 ns und besonders bevorzugt von höchstens 1 ns vorgesehen. Die Pulsbreite ist als eine Halbwertspulsbreite zu verstehen (FWHM-Breite). Eine Halbwertspulsbreite ist die Zeit eines Pulses gemessen ab einem Überschreiten von 50% der maximalen Pulsenergie in seinem Scheitel bis zum Unterschreiten dieser 50% Schwelle. Kleine Pulsbreiten sind insbesondere wichtig, um beispielsweise eine Dimmung eines Emitters mittels Pulsweitenmodulation (PWM) zu realisieren, ohne einen für einen menschlichen Betrachter sichtbaren Flimmereffekt zu verursachen.
Ausgehend von einer Pulsbreite von 1 ns könnte eine Punktewolke aus einer Anzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von Emittern dargestellt werden, wobei die Auflösung des Abstandes eines Abbildes eines Emitters in der Hauptabstrahlrichtung 100 Ebenen umfasst, und die Punktewolke mit einer Wiederholfrequenz von 60 Hz erneuert wird. Ferner kann eine Helligkeit der Emitter durch Pulsweitenmodulation mit mindestens 256 Stufen, entsprechend einer Auflösung von 8-bit, eingestellt werden. Weiterhin kann die sequentielle Darstellung von mindestens drei unterschiedlichen Farben mit einer Frequenz von mindestens 500 Hz erfolgen. Eine sequentielle Darstellung von Farben mit einer Frequenz von 500 Hz trägt vorteilhaft zur Vermeidung eines Color-Breakup-Effektes bei. Der Color-Breakup-Effekt beschreibt eine für einen Betrachter bei schnellen Bildbewegungen wahrnehmbare Farbverschiebung, der bei einer sequentiellen Darstellung von Farben auftreten kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optischen Anzeigevorrichtung weisen die Emitter in einer Richtung quer zur Hauptabstrahlrichtung eine Kantenlänge von höchstens 50 µm, bevorzugt von höchstens 20 µm und besonders bevorzugt von höchstens 10 µm auf. Eine geringe Kantenlänge resultiert in einer kleinen Ausdehnung des Emitters insgesamt. Eine kleine Ausdehnung des Emitters erleichtert dessen Fokussierung in einer abbildenden Optik. Um eine ausreichende Helligkeit des Emitters zu gewährleisten ist zusätzlich eine hohe Leuchtdichte der Emitter vorteilhaft.
Des Weiteren wird ein Verfahren zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung angegeben. Mit dem Verfahren wird insbesondere eine hier beschriebene optische Anzeigevorrichtung betrieben. Das heißt, sämtliche für die optische Anzeigevorrichtung offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren zum Betrieb offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung, umfassend eine Mehrzahl von Emittern, die elektromagnetische Strahlung in eine Hauptabstrahlrichtung emittieren, und zumindest eine Modulationsoptik, die eine einstellbare Brennweite aufweist, sind die Emitter in einer Hauptebene angeordnet und werden jeweils separat voneinander angesteuert. Die Modulationsoptik ist den Emittern in der Hauptabstrahlrichtung nachgeordnet. Mittels der Modulationsoptik werden Abbilder der Emitter erzeugt, wobei die Abbilder der Emitter jeweils einen Abstand zur Hauptebene aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens oszilliert die Brennweite der Modulationsoptik und der Abstand des Abbildes eines Emitters von der Hauptebene wird durch eine phasenabhängige Ansteuerung des Emitters eingestellt. Die Modulationsoptik kann in ihrer Resonanzfrequenz oszillieren, wodurch sich eine besonders gleichmäßige Oszillation mit einer großen Amplitude ergibt. Die Emitter werden jeweils phasenabhängig zu der Oszillationsbewegung der Modulationsoptik eingeschaltet, sofern die Brennweite der Modulationsoptik in der passenden Position ist, um einen gewünschten Abstand des Abbildes des Emitters von der Hauptebene zu erzeugen. Für den Fall einer sich kontinuierlich bewegenden Brennweite der Modulationsoptik ist die Auflösung der dargestellten Position des Abbildes des Emitters abhängig von der minimalen erreichbaren Pulsbreite des Emitters. Der Emitter wird genau dann eingeschaltet, wenn die Brennweite dem darzustellenden Abstand des Abbildes des Emitters entspricht. Ausgehend von einer Modulationsfrequenz der Modulationsoptik von 10 kHz ergibt sich eine Periodendauer von 100 µs. Soll das Abbild des Emitters beispielsweise in 100 Schritten aufgelöst werden, ergibt sich ein Zeitfenster von 1 µs in dem der Emitter ein- und wieder ausgeschaltet wird. Eine höhere Auflösung der Abstände des Abbildes des Emitters erfordert somit eine verringerte Pulsbreite und somit einen schnelleren Emitter.
Gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl von Modulationsoptiken oszillieren die Brennweiten der Modulationsoptiken mit einer festen Phasenbeziehung zueinander. Mit anderen Worten, die Modulationsoptiken beginnen ihre Oszillation mit einer festen, vorzugsweise gleichen Phasenlage zueinander, und die Phasenbeziehung zwischen ihnen bleibt starr. Zur Darstellung von unterschiedlichen Abständen der Abbilder der Emitter müssen die Einschaltzeitpunkte der Emitter ebenfalls unterschiedlich voneinander sein. Mit anderen Worten, ein gleichzeitiger Betrieb der Emitter erlaubt so nur eine gleichmäßige Verschiebung des Abstandes aller Emitter zur Hauptebene.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung, umfassend eine Mehrzahl von Emittern, die elektromagnetische Strahlung in eine Hauptabstrahlrichtung emittieren, und zumindest eine Modulationsoptik, die eine einstellbare Brennweite aufweist, sind die Emitter in einer Hauptebene angeordnet und werden jeweils separat voneinander angesteuert. Die Modulationsoptik ist den Emittern in der Hauptabstrahlrichtung nachgeordnet. Mittels der Modulationsoptik werden Abbilder der Emitter erzeugt, wobei die Abbilder der Emitter jeweils einen Abstand zur Hauptebene aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Emitter innerhalb einer Darstellungszeitspanne gleichzeitig angesteuert und die Brennweite der Modulationsoptik ist während der Darstellungszeitspanne konstant. Die Darstellungszeitspanne bezeichnet die maximale Zeitspanne, die zur Verfügung steht um ein vorgegebenes Bild darzustellen. Bei einer angenommenen Bildwiederholfrequenz von 60 Hz, ergibt sich somit eine Darstellungszeitspanne von 16,6 ms. Während dieser Darstellungszeitspanne wird die Brennweite der Modulationsoptik in die vorgegebene Position gefahren, um das Abbild des Emitters in dem vorgegebenen Abstand erscheinen zu lassen und der Emitter erzeugt eine vorgegebene Helligkeit und beispielsweise Farbkombination. Die Brennweite der Modulationsoptik sollte während der Darstellungszeitspanne ausreichend konstant sein, um ein Flimmern des Abbildes des Emitters in der Hauptabstrahlrichtung zu verhindern. Die Zeit, die die Modulationsoptik zur Einstellung der vorgegebenen Brennweite benötigt, ist deutlich kleiner als die Darstellungszeitspanne. Die Anforderung an die minimal erreichbare Pulsdauer der Emitter ist bei diesem Betriebsmodus vorteilhaft reduziert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung beträgt die Darstellungszeitspanne zwischen einschließlich 1 ms und 16 ms. Die Modulationsoptik verharrt dabei vorzugsweise mit einer Abweichung von weniger als 10%, weiter bevorzugt mit einer Abweichung von weniger als 1% an der jeweils eingestellten Stelle. Die Anforderungen an die Schnelligkeit des Emitters sind bei dieser Ausführungsform vorteilhaft reduziert. Beispielsweise könnten die Emitter auch mit einem Flüssigkristall gebildet sein, der mit einer Reaktionszeit von 1 ms ausreichend schnell ist, um ein dreidimensionales Bild mit Hilfe einer derartigen Modulationsoptik darzustellen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung wird die Helligkeit der von den Emittern emittierten elektromagnetischen Strahlung während der Darstellungszeitspanne mittels Pulsweitenmodulation eingestellt. Die reduzierte Helligkeit wird beispielsweise durch eine kürzere Einschaltzeit des Emitters erreicht. Zusätzlich kann eine Dimmung der Emitter mittels einer analogen Stromdimmung erfolgen. Somit ist vorteilhaft ein größerer Dynamikbereich der Helligkeit der Emitter darstellbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung ist jedem Emitter genau eine Modulationsoptik nachgeordnet. Die Modulationsoptiken sind separat voneinander ansteuerbar. Jede Modulationsoptik kann so auf eine individuelle Brennweite eingestellt sein. Insbesondere entspricht die Anzahl der Emitter der Anzahl von Modulationsoptiken. Ist jedem Emitter genau eine Modulationsoptik nachgeordnet, kann jedem Emitter vorteilhaft eine beliebige vorgebbare Brennweite der Modulationsoptik zugeordnet sein. Ferner können auch zusätzliche Emitter vorhanden sein, denen keine Modulationsoptiken nachgeordnet sind.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des optoelektronischen Halbleiterbauelements ergeben sich aus den folgenden, in Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten, Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Modulationsoptik gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen optischen Anzeigevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
3 und 4 schematische Schnittansichten einer hier beschriebenen optischen Anzeigevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen Modulationsoptik 20 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Modulationsoptik 20 umfasst ein erstes optisches Element 81 und ein zweites optisches Element 82. Der Modulationsoptik 20 ist eine bildseitige Hauptebene S zugeordnet. Elektromagnetische Strahlung passiert die Modulationsoptik 20 in einer Hauptrichtung Z, die parallel zur Hauptachse der Modulationsoptik 20 verläuft. Die Hauptrichtung Z verläuft quer, insbesondere senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des ersten optischen Elements 81 und des zweiten optischen Elements 82. Die optischen Elemente 81, 82 sind in der Hauptrichtung Z hintereinander angeordnet. Die elektromagnetische Strahlung durchläuft zuerst das zweite optische Element 82 und danach das erste optische Element 81. Ein umgekehrter Strahlungsverlauf ist ebenso realisierbar. Mit anderen Worten kann sich die elektromagnetische Strahlung sowohl in positiver als auch in negativer Hauptrichtung Z ausbreiten. Die optischen Elemente 81, 82 umfassen jeweils elektrostatische Aktoren 70. Die elektrostatischen Aktoren 70 sind mit einem elektrisch leitenden Material gebildet und mechanisch fest mit dem ersten optischen Element 81 und dem zweiten optischen Element 82 verbunden. Die elektrostatischen Aktoren 70 können mit einer Spannung V beaufschlagt werden, wodurch eine anziehende- oder eine abstoßende Kraft auf die elektrostatischen Aktoren 70 wirkt. Der Abstand der optischen Elemente 81, 82 zueinander kann in Abhängigkeit von der an den elektrostatischen Aktoren 70 angelegten Spannung V variiert werden.
Das erste optische Element 81 umfasst neben den elektrostatischen Aktoren 70, Aufhängungen 801 sowie eine META-Linsen-Struktur 800. Die Aufhängungen 801 sind mit einem flexiblen Material, beispielsweise einer dünnen Glas- oder Siliziumstruktur gebildet. Mithilfe der Aufhängungen 801 kann das erste optische Element 81 mechanischen flexibel befestigt werden. Bedingt durch die flexible Befestigung kann das erste optische Element 81 in Richtung der Hauptrichtung Z bewegt werden. Fest mit den flexiblen Aufhängungen 801 verbunden ist die META-Linsen-Struktur 800. Die META-Linsen-Struktur 800 umfasst insbesondere Strukturen, die kleiner sind als ein Zehntel der Wellenlänge einer verwendeten elektromagnetischen Strahlung. Die META-Linsen-Struktur 800 ist insbesondere kein refraktives, sondern ein diffraktives optisches Element. Die META-Linsen-Struktur 800 kann einfallende Wellenfronten von elektromagnetischer Strahlung in einer vorgebbaren Weise modulieren, beispielsweise unter Verwendung von Beugungs- und Interferenzeffekten. Insbesondere ist die META-Linsen-Struktur 800 derart ausgeprägt, dass sie das Verhalten einer refraktiv wirkenden Linse aufweist, und parallel auf sie einfallende elektromagnetische Strahlung in einem Brennpunkt abbildet, der sich in einer Brennweite F befindet. Die Brennweite F ist als der Abstand der bildseitigen Hauptebene S zu dem Brennpunkt zu verstehen. Das erste optische Element 81 ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Linse aus einem Vollmaterial vorteilhaft besonders klein und leicht ausführbar, sodass es sich in der Hauptrichtung Z vorteilhaft mit einer Frequenz von mehreren Kilohertz anregen und bewegen lässt.
Das zweite optische Element 82 ist mit einem transparenten Material gebildet und umfasst eine weitere diffraktive optische Struktur. Alternativ kann das zweite optische Element 82 eine refraktive optische Struktur umfassen, wie beispielsweise eine herkömmliche Linse aus einem Vollmaterial. Eine herkömmliche refraktive Linse kann unter anderem einen Kostenvorteil mit sich bringen. Das zweite optische Element 82 ist bevorzugt an einer ortsfesten Position. Das zweite optische Element 82 benötigt daher vorteilhaft keine besonders leichte Ausführung, da es nicht zu einer schnellen Bewegung imstande sein muss. Das erste optische Element 81 und das zweite optische Element 82 bilden ein abbildendes optisches System, das eine veränderliche Brennweite F aufweist. In Abhängigkeit des Abstandes des ersten optischen Elements 81 von dem zweiten optischen Element 82 lässt sich die Brennweite F der Modulationsoptik 20 variieren.
2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen optischen Anzeigevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die dargestellte optische Anzeigevorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von Modulationsoptiken 20, sowie eine Mehrzahl von Emittern 10. Die Emitter 10 sind in einer gemeinsamen Hauptebene H angeordnet und befinden sich auf einem Träger 60. Jedem Emitter 10 ist genau eine Modulationsoptik 20 zugeordnet. Der Träger 60 ist mechanisch stabil und umfasst insbesondere eine elektronische Ansteuerung der Emitter 10 und kann auch zur elektrischen Kontaktierung der Emitter 10 dienen.
Jeder Emitter 10 umfasst mindestens drei Emissionsbereiche, die zur Emission von elektromagnetischer Strahlung mit jeweils unterschiedlicher Emissionswellenlänge eingerichtet sind. Der Farbort der elektromagnetischen Strahlung jedes Emitters 10 ist somit einstellbar. Die Emitter 10 weisen eine Hauptabstrahlrichtung M auf, die quer, insbesondere senkrecht zu der Hauptebene H verläuft. Ferner verläuft die Hauptabstrahlrichtung parallel zu der Hauptrichtung Z.
Den Emittern 10 ist in ihrer Hauptabstrahlrichtung M eine Mehrzahl von Modulationsoptiken 20, gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel, nachgeordnet. Die Brennweite F der Modulationsoptiken 20 ist abhängig von dem jeweiligen Abstand der ersten optischen Elemente 81 zu den zweiten optischen Elementen 82. Die Brennweite F jeder Modulationsoptik 20 kann unabhängig voneinander auf einen vorgebbaren Wert eingestellt werden.
Jede Modulationsoptik 20 erzeugt ein Abbild 50 des ihr zugeordneten Emitters 10 in einem Abstand D zur Hauptebene H der Emitter 10. Der Abstand D des Abbildes 50 von den Emittern 10 kann mithilfe der Modulationsoptik 20 auf einen vorgebbaren Wert eingestellt werden. Damit lässt sich ein für einen menschlichen Betrachter E sichtbares dreidimensionales Bild erzeugen.
Im Betrieb der optischen Anzeigevorrichtung 1 kann die Brennweite F der Modulationsoptik 20 beispielweise oszillieren. Der Abstand D des Abbildes 50 eines Emitters 10 von der Hauptebene H wird dann durch eine phasenabhängige Ansteuerung des Emitters 10 eingestellt. Die Brennweite F der Modulationsoptik 20 oszilliert insbesondere in ihrer Resonanzfrequenz, wodurch sich eine besonders gleichmäßige Oszillation mit einer großen Amplitude ergibt. Die Emitter 10 werden jeweils phasenabhängig zu der Oszillationsbewegung der Modulationsoptik 20 eingeschaltet, sofern die Brennweite F der Modulationsoptik 20 in der passenden Position ist, um einen gewünschten Abstand D des Abbildes 50 des Emitters 10 von der Hauptebene H zu erzeugen. Mit anderen Worten, jeder Emitter 10 wird genau dann eingeschaltet, wenn die Brennweite F dem darzustellenden Abstand D des Abbildes 50 des Emitters 10 entspricht. Für den Fall einer sich kontinuierlich bewegenden Brennweite F der Modulationsoptik 20 ist die Auflösung der dargestellten Position des Abbildes 50 des Emitters 10 abhängig von der minimalen erreichbaren Pulsbreite des Emitters 10. Die erreichbare Auflösung der dargestellten Position des Abbildes 50 des Emitters 10 hängt von der Breite des Zeitschlitzes ab, in dem der Emitter 10 eingeschaltet ist. Ein schmälerer Zeitschlitz benötigt einen schnelleren Emitter 10 und ermöglicht vorteilhaft eine hohe Auflösung.
Ferner kann im Betrieb der optischen Anzeigevorrichtung 1 die Brennweite F der Modulationsoptik 20 innerhalb einer Darstellungszeitspanne konstant sein. Die Emitter 10 werden dann innerhalb der Darstellungszeitspanne gleichzeitig angesteuert. Die Darstellungszeitspanne bezeichnet die maximale Zeitspanne, die zur Verfügung steht um ein vorgegebenes Bild darzustellen. Bei einer angenommenen Bildwiederholfrequenz von 60 Hz, ergibt sich somit eine Darstellungszeitspanne von 16,6 ms. Während dieser Darstellungszeitspanne wird die Brennweite F der Modulationsoptik 20 in die vorgegebene Position gefahren, um das Abbild 50 des Emitters 10 in dem vorgegebenen Abstand D erscheinen zu lassen und der Emitter 10 erzeugt eine vorgegebene Helligkeit und beispielsweise Farbkombination. Die Brennweite F der Modulationsoptik 20 sollte während der Darstellungszeitspanne ausreichend konstant sein, um ein Flimmern des Abbildes 50 des Emitters 10 in der Hauptabstrahlrichtung M zu verhindern. Die Zeit, die die Modulationsoptik 20 zur Einstellung der vorgegebenen Brennweite F benötigt, ist deutlich kleiner als die Darstellungszeitspanne. Die Anforderung an die minimal erreichbare Pulsdauer der Emitter 10 ist bei diesem Betriebsmodus vorteilhaft reduziert. Folglich ist auch ein Emitter 10 mit einer weniger kleinen minimalen Pulsbreite verwendbar.
3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen optischen Anzeigevorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die hier gezeigte optische Anzeigevorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von Emittern 10, die in einer gemeinsamen Hauptebene H auf einem Träger 60 angeordnet sind. Die Emitter 10 weisen eine Hauptabstrahlrichtung M auf, die senkrecht zu der Hauptebene H verläuft.
Den Emittern 10 ist in ihrer Hauptabstrahlrichtung M eine Modulationsoptik 20 gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Modulationsoptik 20 nachgeordnet. Die Modulationsoptik 20 weist eine ausreichend große Ausdehnung in ihrer Haupterstreckungsrichtung auf, dass sämtliche Emitter 10 mittels der einen Modulationsoptik 20 abgebildet werden.
Die Abbilder 50 der Mehrzahl von Emittern 10 befinden sich für einen menschlichen Betrachter E in einem Abstand D von der Hauptebene H. Dieser Abstand D ist nun für alle Emitter 10 gleich, da es nur eine gemeinsame Modulationsoptik 20 gibt. Der Aufbau mit nur einer Modulationsoptik 20 für eine Mehrzahl von Emittern 10 verringert vorteilhaft die Anforderungen an die minimale Größe der Modulationsoptik 20. Ferner ist eine geringere Anzahl von Modulationsoptiken 20 ausreichend um eine optische Anzeigevorrichtung 1 zu bilden.
4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer hier beschriebenen optischen Anzeigevorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel einer optischen Anzeigevorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von Emittern 10, die in einer gemeinsamen Hauptebene H auf einem Träger 60 angeordnet sind.
Die Emitter 10 weisen eine Hauptabstrahlrichtung M auf, die senkrecht zu der Hauptebene H verläuft. Den Emittern 10 ist in ihrer Hauptabstrahlrichtung M eine Modulationsoptik 20 gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Modulationsoptik 20 nachgeordnet. Das Abbild 50 der Emitter 10 befindet sich für einen Betrachter E hinter der Hauptebene H. Der Abstand D des Abbildes 50 der Emitter 10 weist einen negativen Abstand D zur Hauptebene H auf. Das Abbild 50 ist somit ein virtuelles Abbild der Emitter 10. Der Eindruck eines virtuellen Abbildes der Emitter 10 ergibt sich durch eine geeignete Einstellung der Brennweite F der Modulationsoptik 20. Dadurch ist die für die Darstellung eines dreidimensionalen Bildes verwendbare Bildtiefe vorteilhaft erhöht.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: optische Anzeigevorrichtung
10: Emitter
20: Modulationsoptik
50: Abbild
60: Träger
70: elektrostatische Aktoren
81: erstes optisches Element
82: zweites optisches Element
800: META-Linsen-Struktur
801: Aufhängung
H: Hauptebene
E: Betrachter
V: Spannung
Z: Hauptrichtung
M: Hauptabstrahlrichtung
D: Abstand
F: Brennweite
S: bildseitige Hauptebene

Claims

Optische Anzeigevorrichtung (1), umfassend - eine Mehrzahl von Emittern (10), die zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in eine Hauptabstrahlrichtung (M) eingerichtet sind, und - zumindest eine Modulationsoptik (20), die eine einstellbare Brennweite (F) aufweist, wobei - die Emitter (10) in einer Hauptebene (H) angeordnet sind, - die Emitter (10) jeweils separat voneinander ansteuerbar sind, - die Modulationsoptik (20) den Emittern (10) in der Hauptabstrahlrichtung (M) nachgeordnet ist, und - mittels der Modulationsoptik (20) Abbilder (50) der Emitter (10) erzeugt werden, wobei die Abbilder (50) der Emitter (10) jeweils einen mittels der einstellbaren Brennweite (F) vorgebbaren Abstand (D) zur Hauptebene (H) aufweisen.
Optische Anzeigevorrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei der der Mehrzahl von Emittern (10) genau eine Modulationsoptik (20) nachgeordnet ist.
Optische Anzeigevorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, umfassend eine Mehrzahl von Modulationsoptiken (20), bei der jedem Emitter (10) genau eine Modulationsoptik (20) nachgeordnet ist.
Optische Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Brennweite (F) der Modulationsoptik (20) mit einer Frequenz von mindestens 5 kHz, bevorzugt von mindestens 10 kHz und besonders bevorzugt mit einer Frequenz von mindestens 10 MHz variiert werden kann.
Optische Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die von den Emittern (10) emittierte elektromagnetische Strahlung einen Farbort aufweist, und die Farborte der elektromagnetischen Strahlung verschiedener Emitter (10) unabhängig voneinander einstellbar sind.
Optische Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeder Emitter (10) mit mindestens einer Leuchtdiode und/oder mindestens einer Laserdiode gebildet ist.
Optische Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Modulationsoptik (20) ein erstes optisches Element (81) umfasst, das längs der Hauptabstrahlrichtung (M) beweglich ist, und die Brennweite (F) der Modulationsoptik (20) mittels der Bewegung des ersten optischen Elements (81) einstellbar ist.
Optische Anzeigevorrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Auslenkung des ersten optischen Elements (81) mittels elektrostatischer Aktoren (70) erfolgt.
Optische Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem das erste optische Element (81) ein diffraktives optisches Element ist.
Optische Anzeigevorrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das erste optische Element (81) eine META-Linsen-Struktur (800) aufweist.
Optische Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Emitter (10) zur Erzeugung von elektromagnetischen Strahlungsimpulsen mit einer Pulsbreite von höchstens 20 µs, bevorzugt von höchstens 10 ns und besonders bevorzugt von höchstens 1 ns vorgesehen sind.
Optische Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Emitter (10) in einer Richtung quer zur Hauptabstrahlrichtung (M) eine Kantenlänge von höchstens 50 µm, bevorzugt von höchstens 20 µm und besonders bevorzugt von höchstens 10 µm aufweisen.
Verfahren zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung (1), umfassend - eine Mehrzahl von Emittern (10), die elektromagnetische Strahlung in eine Hauptabstrahlrichtung (M) emittieren, und - zumindest eine Modulationsoptik (20), die eine einstellbare Brennweite (F) aufweist, wobei - die Emitter (10) in einer Hauptebene (H) angeordnet sind, - die Emitter (10) jeweils separat voneinander angesteuert werden, - die Modulationsoptik (20) den Emittern (10) in der Hauptabstrahlrichtung (M) nachgeordnet ist, - mittels der Modulationsoptik (20) Abbilder (50) der Emitter (10) erzeugt werden, wobei - die Abbilder (50) der Emitter (10) jeweils einen Abstand (D) zur Hauptebene (H) aufweisen, - die Brennweite (F) der Modulationsoptik (20) oszilliert, und - jeweils der Abstand (D) des Abbildes eines Emitters (10) von der Hauptebene (H) durch eine phasenabhängige Ansteuerung des Emitters (10) eingestellt wird.
Verfahren zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, mit einer Mehrzahl von Modulationsoptiken (20), wobei die Brennweiten (F) der Modulationsoptiken (20) mit einer festen Phasenbeziehung zueinander oszillieren.
Verfahren zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung (1), umfassend - eine Mehrzahl von Emittern (10), die elektromagnetische Strahlung in eine Hauptabstrahlrichtung (M) emittieren, - zumindest eine Modulationsoptik (20), die eine einstellbare Brennweite (F) aufweist, wobei - die Emitter (10) in einer Hauptebene (H) angeordnet sind, - die Emitter (10) jeweils separat voneinander angesteuert werden, - die Modulationsoptik (20) den Emittern (10) in der Hauptabstrahlrichtung (M) nachgeordnet ist, - mittels der Modulationsoptik (20) Abbilder (50) der Emitter (10) erzeugt werden, wobei - die Abbilder (50) der Emitter (10) jeweils einen Abstand (D) zur Hauptebene (H) aufweisen, und - die Emitter (10) innerhalb einer Darstellungszeitspanne angesteuert werden und die Brennweite (F) der Modulationsoptik (20) während der Darstellungszeitspanne konstant ist.
Verfahren zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Darstellungszeitspanne zwischen einschließlich 1 ms und 16 ms beträgt.
Verfahren zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung (1) gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei eine Helligkeit der von den Emittern (10) emittierten elektromagnetischen Strahlung während der Darstellungszeitspanne mittels Pulsweitenmodulation eingestellt wird.
Verfahren zum Betrieb einer optischen Anzeigevorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedem Emitter (10) genau eine Modulationsoptik (20) nachgeordnet ist.