DE19751190A1 - Laseranzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Laseranzeigevorrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genann­ ten Merkmalen.

Stand der Technik

Es ist bekannt, daß Laserlicht beim Auftreffen auf endlich rauhe Oberflächen charakteristische Muster zeichnet. Beim Auftreffen von mit einer Linse aufge­ weitetem Laserlicht auf eine weiße Oberfläche, wird ein granulationsartiges Fleckenmuster sichtbar. Die­ ses Fleckenmuster besitzt zudem die Eigenart, an al­ len Punkten des Raumes scharf zu erscheinen. Dieses sogenannte Specklemuster resultiert aus der Kohärenz des Laserlichts im Zusammenspiel mit der Rauhigkeit der Oberfläche. Besonders bei solchen Lasersystemen, die ein reelles Zwischenbild im Strahlengang zur Bil­ derzeugung verwenden, beeinträchtigen diese Muster die Wiedergabequalität des Abbildungssystems. Diese Specklemuster beeinträchtigen in erster Linie den subjektiven Bildeindruck eines Betrachters.

Bekannt sind Systeme zur Vermeidung dieser Specklemu­ ster, bei denen durch periodisches Ein- und Ausschal­ ten des Lasingprozesses das Laserlicht moduliert beziehungsweise gepulst wird. Nachteilig ist jedoch, daß an sich einfache Laserlichtquellen mit relativ aufwendiger Technik zur Pulsation versehen werden müssen. Bekannt sind weiterhin Methoden, bei denen zwei Streuscheiben in einer Zwischenbildebene des Strahlenganges mechanisch bewegt werden. Nachteilig sind jedoch die zusätzlich notwendigen bewegten me­ chanischen Teile, die zudem sehr präzise geführt werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache Filtereinrichtung für Laseranzei­ gevorrichtungen zur Vermeidung von Specklemustern zu schaffen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Laseranzeigevorrichtung mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen bietet den Vorteil, daß die im Strahlengang einer Laserlicht­ quelle angeordnete Filtereinrichtung auf relativ ein­ fachem Wege die Abbildungsqualität der Laseranzeige­ vorrichtung verbessern kann. Durch in einer Matrix aus Polymermaterial eingebettete Flüssigkristalle entsteht eine sogenannte Polymer-Dispergierte Flüs­ sigkristallscheibe (PDLC), die völlig ohne mechani­ sche Teile auskommt und deren Filterwirkung durch Anlegen einer äußeren Spannung an mit den Flüssig­ kristallen in Verbindung stehende Elektroden beein­ flußbar ist. Eine solche PDLC kann beispielsweise im Strahlengang einer Laserlichtquelle mit nachgeschal­ teten Zeilen-Spalten-Scanner angeordnet sein und dadurch die Abbildungsqualität einer Zwischenbild­ ebene verbessern. Ebenso möglich ist eine Hinterein­ anderanordnung mehrerer solcher PDLC mit zwischenge­ schalteten Sammellinsen zur weiteren Verbesserung der Abbildungsqualität.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genann­ ten, Merkmalen.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispie­ len anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung zur Funktions­ weise einer Flüssigkristall-Streuscheibe;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung zur Anordnung einer Flüssigkristall-Streuscheibe in einer Zwischenbildebene und

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer Laser­ anzeigevorrichtung mit zwei Flüssig­ kristall-Streuscheiben im Strahlengang.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung zur Verdeutli­ chung der Funktionsweise einer im Strahlengang 3 einer hier nicht dargestellten Laserlichtquelle be­ findlichen Flüssigkristall-Streuscheibe 10. Diese besteht im wesentlichen aus einer Polymer-Dispergier­ ten Flüssigkristallanzeige (PDLC). Eine derartige, im folgenden als PDLC 10 bezeichnete Polymer-Disper­ gierte Flüssigkristallanzeige, eignet sich durch ihre besonderen optischen Eigenschaften gut als Streu­ scheibe, die in eine Zwischenbildebene des Strahlen­ ganges einer Laseranzeigevorrichtung eingebracht wer­ den kann. Eine solche PDLC 10 besteht typischerweise aus zwei Glasscheiben 16, 18 und einer dazwischen befindlichen Matrix 12 aus Polymermaterial, in die kleine Bereiche mit Flüssigkristallen 14 eingebettet sind. An die Flüssigkristalle 14 kann über zwei nach außen geführte Elektroden 20, 22 ein elektrisches Feld angelegt werden. Abhängig vom diesem elektri­ schen Feld bilden sich in den Flüssigkristallen 14 kleine optische Streuzentren. Durch eine gezielte Modulation der Ansteuerspannung an die PDLC 10 lassen sich die Lage und die Wirkung der Streuzentren beein­ flussen. Dadurch kann die Bildung von Specklemustern minimiert werden, wodurch die Abbildungsqualität von Laseranzeigevorrichtungen verbessert wird. Beispiels­ weise wird durch Anlegen einer schwächeren Ansteuer­ spannung eine relativ schwache Streuung erzielt. Diese Situation ist in Bild 1b durch einen leicht aufgefächerten Laserstrahl 6 angedeutet. Wie in Bild 1a erkennbar, ist bei voller Ansteuerspannung die Streuung nahezu vollständig ausgeschaltet. Ein ein­ kommender Laserstrahl 3 geht nahezu ohne Streuung durch das PDLC 10 und bildet einen ausgehenden Laser­ strahl 4. Bei spannungslosem PDLC ist die Streuung dagegen relativ stark (Fig. 1c), was durch einen weiter aufgefächerten ausgehenden Strahl 8 angedeutet wird. Hier treten dann entsprechend ausgeprägtere Specklemuster auf.

Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Anordnung einer PDLC 10 in einer Zwischenbildebene eines Strahlenganges einer Laseranzeigevorrichtung. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht noch einmal erläutert. Eine Laserlichtquelle 2 erzeugt ein kohärentes Laserlichtbündel 3, das mit einer optischen Ablenkeinheit, beispielsweise einem Zeilen-Spalten-Scanner 24 auf eine Fläche abgebildet wird. In diesem aufgefächerten Strahlenbündel 7 ist eine erfindungsgemäße PDLC 10 angeordnet, die ent­ sprechend einer an seine Elektroden angelegten An­ steuerspannung für eine mehr oder weniger starke Auffächerung des ausgehenden Laserlichtbündels 28 und damit für eine Verbesserung der Abbildungsqualität der Laseranzeigevorrichtung sorgen kann.

Fig. 3 zeigt schließlich eine weitere Variante, bei der zwei PDLC 10 nacheinander in einem Strahlengang angeordnet sind, um auf diese Weise eine weitere Verbesserung der Abbildungsqualitäten durch Auftreten von Specklemustern zu erreichen. Gleiche Teile wie in den vorangegangenen Figuren sind mit gleichen Bezugs­ zeichen versehen und nicht noch einmal erläutert.

Hier ist einem Zeilen-Spalten-Scanner 24 eine erste PDLC 10 nachgeordnet, diesem dann eine Sammellinse 26 und eine zweite PDLC 11 in einer zweiten reellen Zwi­ schenbildebene. Die erste PDLC 10 sorgt bereits für eine Verbesserung der Anzeigequalität durch eine Verringerung von Specklemustern. Der die PDLC 10 durchlaufende Strahlengang 30 wird weiter fokussiert mit der Sammellinse 26 und durchläuft als gebündelter Laserstrahlengang 32 eine zweite PDLC 11 und bildet schließlich den ausgehenden Strahlengang 34, der nochmals eine deutlich höhere Abbildungsqualität liefern kann als beispielsweise der Strahlengang 28 aus Fig. 2, der lediglich eine PDLC 10 durchlaufen hat.

Claims (7)

1. Laseranzeigevorrichtung mit einer Laserlichtquelle zur Aussendung kohärenten Laserlichts und einer der Laserlichtquelle nachgeordneten, in ihrer Streuwir­ kung veränderbaren, optischen Filtereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Filterein­ richtung wenigstens eine Flüssigkristallscheibe (10) mit in einer Matrix (12) aus Polymermaterial einge­ betteten Flüssigkristallen (14) ist.

2. Laseranzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallscheibe eine Polymer-Dispergierte Flüssigkristallscheibe (PDLC) (10) ist.

3. Laseranzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Polymermatrix (12) eingebetteten Flüssigkristalle (14) durch Anlegen einer äußeren Spannung an zwei Elektroden (20, 22) veränderlich ausrichtbar sind.

4. Laseranzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Elektroden (20, 22) anlegbare äußere Spannung kontinuierlich veränderbar ist.

5. Laseranzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die PDLC (10) in einer Zwischen­ bildebene im Strahlengang der Laseranzeigevorrichtung angeordnet ist.

6. Laseranzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere PDLC (10, 11) nacheinan­ der im Strahlengang der Laseranzeigevorrichtung ange­ ordnet sind.

7. Laseranzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine erste PDLC (10) ein erstes reelles Zwischenbild abgebildet wird und daß durch eine zweite PDLC (11) ein zweites reelles Zwi­ schenbild abgebildet wird und daß sich zwischen den beiden PDLC (10, 11) wenigstens eine Sammellinse (26) befindet.