DE2612088B2

DE2612088B2 - Verfahren zum Erzeugen eines einem Videosignal entsprechenden Bildes auf einer Bildebene und Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2612088B2
Application number: DE2612088A
Authority: DE
Inventors: Ronald S. 8901 Stettenhofen Smith
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-05-01
Filing date: 1976-03-22
Publication date: 1979-07-05
Also published as: NL7603494A; FR2310045B1; GB1539969A; CA1037148A; US4009488A; JPS51134517A; DE2612088C3; FR2310045A1; DE2612088A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines einem Videosignal entsprechenden Bildes auf einer Bildebene, bei welchem in einem die Bildebene bildenden elasto-optischen Material wenigstens eine in einer Abtastrichtung fortschreitende Verformungswelle erzeugt wird und bei welchem die Bildebene beleuchtet wird, wobei der Lichtfluß durch die Verformung des elasto-optischen Materials beeinflußt wird.

Bei einem üblichen Fernsehempfänger wird die Bildebene durch einen Elektronenstrahl in zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen abgetastet, wobei die Intensität dieses Elektronenstrahls und damit die auf dem Bildschirm erzeugte Lichtintensität gesteuert wird. Es ist hierfür eine Kathodenstrahlröhre erforderlich. Bei großen Bildschirmen werden diese Rohren sehr teuer. Außerdem ist dann die erreichbare Lichtintensität verhältnismäßig klein.

Es ist auch ein Verfahren zum Herstellen eines ein optisches Bild repräsentierenden elektrischen Signals bekannt (DE-OS 23 48 385), bei welchem ein optisches Bild auf einem Medium abgebildet wird, wobei die elektrischen Eigenschaften des Mediums von dem einfallenden Bild und von sich räumlich und zeitlich ändernden Verformungsspannungen im Medium abhängen, und bei welchem eine Vielzahl von unterschiedlichen, Zeit un-i Raum variierenden Störungen der Verformungsspannung in dem Medium verursacht werden, und bei welchem ferner die elektrischen Eigenschaften des Mediums an einer Vielzahl der unterschiedlichen Störungen der Verformungsspannung im Medium gemessen werden, so daß eine Vielzahl von elektrischen Signalen erhalten werden, die das optische Bild repräsentieren und die ziir Herstellung fouriertransformierten Darstellungen bildlicher Informationen geeignet sind. Zur Erzeugung eines üblichen Videobildes unter Verwendung üblicher Videosignale ist dieses Verfahren nicht geeignet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen eines einem Videosignal entsprechenden Bildes auf einer Bildebene zu schaffen, das mit den üblichen Fernsehsignalen durchführbar ist und die Bilddarstellung auf großen Bildebenen mit ausreichender Helligkeit ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in dem elasto-optischen Material nur in einer der beiden Abtastraster-Richtungen eine fortschreitende Verformungswelle erzeugt wird und in der anderen Richtung in der gesamten entsprechenden Rastdimension wirkende, parallel angeordnete Lichtemittoren wirken, die mit dem Videosignal beaufschlagt werden.

Eine solche Bildebene läßt sich mit vergleichsweise geringem Aufwand herstellen, und zwar auch mit sehr großen Abmessungen. Da hier für die zeilenweise Beleuchtung der Bildebene besondere Lichtemittoren verwendet werden, läßt sich eine große Helligkeit erreichen.

Die Erfinuung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine in dem elasto-optischen Material nur in einer der beiden Abtastraster-Richtungen eine fortschreitende Verformungswelle erzeugende Vorrichtung vorgesehen ist und daß in der anderen Abtastrichtung in der gesamten entsprechenden Rasterdimension wirkende, parallel angeordnete, mit dem Videosignal beaufschlagte Lichtemittoren vorgesehen sind.

Vorzugsweise ist das uie Bildebene bildende elastooptische Material transparent, wobei die Lichtemittoren so angeordnet sind, daß das Licht die Bildebene durchsetzt, wobei ferner zwischen der Bildebene und den Lichtemittoren ein erstes Polarisationsfilter angeordnet ist, welches das hindurchfallende Licht in einer ersten Polarisationsrichtung linear polarisiert und wobei der dem ersten Polarisationsfilter abgewandten Seite der Bildebene ein zweites Polarisationsfilter angeordnet ist, welches das hindurchfallende Licht in einer zur ersten Polarisationsrichtung senkrechten zweiten Polarisationsrichtung linear polarisiert. Dabei kann vorzugsweise das die Bildebene bildende Malerial im Bereich der Bildebene lichtreflektierend sein, wobei die Lichtemittoren so angeordnet sind, daß sie I .icht parallel zur Lichfebene rr.ii einem solchen Abstand von dieser emittiere i, daß dieses Licht im Bereich der Verformungswelle auf die Bildebene auftrifft und von dieser wegreflektiert wird.

Vorzugsweise ist — vom Betrachter her gesehen —

vor der Bildebene ein Filter angeordnet, welches dns von der Bildebene reflektierte Licht hindurchläßt, die Bildebene aber vor einfallendem Umgebungslicht schützt

Es kann eine Moduliervorrichtung vorgesehen sein, welche die Lichtemittoren in ihrer Intensität in Abhängigkeit von dem Videosignal moduliert Dabei kann die Moduüervorrichtung eine Schaltung enthalten,

ίο welche ein entsprechend der Video-Information impulsmoduliertes Digital-Signal erzeugt, wobei eine Schaltung vorgesehen ist, welche individuelle Impulse des Digital-Signals selektiv den Lichtemittoren zuführt, und zwar auf der Basis der Zeil: des Auftretens der Impulse in bezug auf ein Abtastsynchronisiersignal in der zweiten Abtastrichtung.

Die Moduliervorrichtung kann auch eine das Videosignal abtastende und eine Reihe die Intensitätsmodulation des Videosignals entlang den Abtastzeilen in der zweiten Abtastrichtung best; vmende modulierte Impulse erzeugende Schaltung entliären, wobei eine Schaltung vorgesehen ist, weiche nacheinander die modulierten den individuell steuerbaren Lichtemittoren zuführt und diese in der Intensität moduliert Dabei kann eine mehrere eine Abtastzeile der Video-Information in der zweiten Abtastrichtung bestimmende Impulse speichernde erste Schaltung vorgesehen sein, wobei eine diese gespeicherten Impulse den Lichtemittoren zuführende zweite Schaltung vorgesehen ist, so daß die Lichtemittoren moduliertes Licht entlang einer gesamten Zeile in der ersten Abtastrichtung emittieren, während gleichzeitig die folgende Zeile der Video-Information in der zweiten Abtastrichtung bestimmende Impulse in die erste Schaltung eingespeichert werden.

Es können kontinuierlich rotes, grünes und blaues Licht aussendende Lichtemittoren vorgesehen sein, wobei zusätzlich eine das rote, grüne und blaue Licht in Abhängigkeit von dem Videosignal in der Intensität modulierende Vorrichtung vorgesehen ist. Dabei kann die das Licht in der Intensität modulierende Vorrichtung ein .n optischen Faserkondensator enthalten, welcher das Licht mehreren individuell steuerbaren Lichtventilen zuführt. Diese Lichtventile können Flüssigkristalle sein.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine auseinandergezogene schenatische Darstellung eines Ausführungsbeispieles einer Wiedergabeso vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung verschiedener Wellenformen, die der Abtaststeuereinheit nach Fig. 1 zugeführt oder von der Steuereinheit geliefert werden,
Fig.3 eine auseinandergezogene schematische Darstellung eines zveiten Ausführungsbeispiels einer Wiedergabevorrichtung entsprechend der Erfindung,

Fig.4 ein Funktions-Blockschaltbild, welches ein Ausführungsbeifpiel der Abtaststeuereinheit nach den Fig. 1 und 3 darstellt,

F i g. 5 ein Funktions-Blockschaltbild, das eine zweite Ausführungsform einer Abtaststeuereinheit nach den Fig. I und3darstellt,

Fig. 6 eine auseinandergezogene schematische Darstellung einer Farbwiedergiabevorrichtung gemäß der

ι,-, Erfindung und

Fig. 7 eine Seitenansicht eines zusammengesetzten flachen Farbbildschirmes der Ausführungsform nach F i g. 6.

Gemäß der Ausführung nach Fig. I wird die Video-Information und die Sychronisations-Information einer Abtast-Steuereinheit 10 zugeführt, die im folgenden im einzelnen beschrieben wird. Bei dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Wiedergabevorrichtung verwendet, um eine Raster-Abtiist-Wiedergabc zu schaffen, und es können die Video Daten infolgedessen ein Videosignal, ein horizontales Synchronisationssignal und ein vertikales Synchronisationssignal enthalten. Die Abtast-Steuereinheit 10 kann das Video-Datensignal in irgendeiner geeigneten üblichen Weise in seine Komponenten trennen und ein Vidco-Datensignal VID. ein horizontales Abtastsignal //Sund ein vertikales Abtastsignal VSerzeugen, die für die Steuerung der Abtastung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie im folgenden beschrieben ist, geeignet sind.

Das Videosignal VID van der Ablast-.Sipiipminhcit in kann einer geeigneten, lichtemittierenden Vorrichtung zugeführt werden, die allgemein mit 12 bezeichnet ist. In dem Aiisführungsbeispiel nach Fig.] enthält die lichtemittierende Vorrichtung 12 vorzugsweise das horizontale Abtastsignal //5 und erzeugt eine horizontale Abtastfunktion entlang Abtastzeilen in der horizontalen Abtastrichtung, wie es im folgenden im einzelnen beschrieben wird.

In dieser Beziehung kann die lichtemittierende Vorrichtung 12 mehrere individuell steuerbare Lichtquellen 14 enthalten, von denen sich jede vertikal über eine Abmessung einer Bildebene erstreckt, die als Phantom mit 15 bezeichnet ist. Gleichzeitig erstrecken sich auch die Lichtquellen 14 über eine rechtwinklige Dimension der Bildebene 15 und bestimmen eine Abtastzeile in der horizontalen Abtastrichtung. So kann beispielsweise jede der Lichtquellen 14 einen vertikal angeordneten Streifen aus lichtemittierendem Material, wie z. B. eine Plasma-Glimmentladungsvorrichtung, enthalten, die zumindest ebensolang ist, wie die vertikale Abmessung der Bildebene. Die Lichtquellen 14 können entsprechend der gewünschten Auflösung der Wiedergabe in der horizontalen Abtastrichtung voneinander entfernt angeordnet sein.

Jede der einzelnen Lichtquellen 14 kann an einem Ende mit einer gemeinsamen Klemme 16 verbunden sein, der das Video-Signal VID von der Abtast-Steuereinheit 10 zugeführt wird.

Das horizontale Abtastsignai HS von der Abtast-Steuereinheit 10 kann den individuellen Lichtquellen 14 zugeführt werden, um deren Erregung zu steuern, wie es im folgenden im einzelnen beschrieben wird.

Ein vertikal angeordnetes transparentes Schirmeiement 18, das eine Schicht aus transparentem, eine Verformungswelle fortpflanzendem Material enthält, ist im Weg des durch die lichtemittierende Vorrichtung 12 emittierten Lichts angeordnet Ein geeigneter üblicher Verformungswellenübertrager 20 ist an einem Ende des Schirmelementes 18 angeordnet um die Fortpflanzung der Verformungswellen einzuleiten, vorzugsweise entlang einer ebenen Oberfläche des Fortpflanzungsmediums, das das Schirmelement 18 bildet und zwar erfolgt das Fortschreiten der Verformungswellen in vertikaler Abtastrichtung in Abhängigkeit von dem vertikalen Abtastsignai VS von der Abtast-Steuereinheit 10. Ein geeigneter Dämpfer 22 zum Dämpfen der das Schinne'ernerii 18 überquerenden Verformungsweiien kann am andern Ende des Schirmelements 18 angeordnet sein, um eine Reflektion der Verformungsweilen zu verhindern, nachdem diese in vertikaler

Abtastrichtung die Bildebene 15 überquert haben.

Zwischen dem Schirmelement 18 und der lichtemittierenden Vorrichtung 12 ist eine erste Schicht aus transparentem, polarisiertem Material angeordnet. Das polarisierte Material 24 hat eine Polarisationsachse, die allgemein mit 26 bezeichnet ist. Die Polarisationsachse 26 ist vorzugsweise in einer Richtung angeordnet, die den photoeiastischen Lichtschalteffekt verstärkt (z. B. bei etwa 45" zur Abtastachse), um das Licht von der üchtemitticrcndcn Vorrichtung 12 in einer ersten Polarisationsrichtung linear zu polarisieren, beispielsweise das Licht unter einem Winkel von 45° zur vertikalen Abtastrichtung linear zu polarisieren. F.ine zweite Schicht aus transparentem, polarisiertem Material 28 ist auf der anderen Seite des Schirmelements 18 gegenüber der ersten Schicht 24 angeordnet, so daß Licht von der Quelle 14. das die polarisierte Schicht 24 ijnH riac S'^hirrnelernsrit !S durchsei**t, cijf die polsrt^icr te Schicht 28 auftrifft. Die Polarisationsachse 30 der Schicht 28 ist rechtwinklig zur Polarisationsachse 26 der Schicht 24 angeordnet.

Das die Verformungswelle fortpflanzende Medium ist vorzugsweise eine einlagige Schicht aus transparentem Material einer Art, die für die Fortpflanzung von Oberflächenwellen geeignet ist, die auch als Raleigh-Wellen bezeichnet werden. Solche Wellen sind in dem Aufsatz ^Elastic Surface Waves« in »Physics Today«. Nov. 1972. Seiten 32 bis 39, und in »Stress Waves in Solides« von H. Kolsky auf den Seiten 16 bis 23 beschrieben. In dem dargestellter Ausführungsbeispiel kann das Oberflächenwellen fo-tpflanzende Material oder Medium, das die ebene Oberfläche des Schirmelements 18 bildet, irgendein geeignetes übliches Medium sein, das physikalische Eigenschaften aufweist, die für die vorgesehene Abtastfunktion geeignet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bewirkt die Fortpflanzung der Oberflächenwellen entlang der ebenen Oberfläche des die Oberflächenwelle fortpflanzenden Mediums die vertikale Abtastfunktion der Wiedergabe. Das Medium hat deshalb eine Fortpflanzungsgeschwindigkeitskonstante und eine vertikale Ausdehnung derart, daß die Oberflächenwelle die Bildebene in der Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden vertikalen Synchronisationsimpulsen überquert.

Das Schirmelement 18 kann beispielsweise gebildet sein aus einer Schicht aus transparentem, doppelbrechendem, isotropischem Elastomer, das eine Oberflächenverformungswellengeschwindigkeit von 26 m/sec. aufweist (eine Elastomer-Raleigh-Wellengeschwindigkeit, wie sie in der erwähnten Veröffentlichung von Kolsky angegeben ist). Die Dicke des Materials beträgt vorzugsweise einige Wellenlängen mehr als die Wellenlänge der fortschreitenden Welle, so daß das die Welle fortpflanzende Medium im wesentlichen nicht zerstreuend ist, d. h. es behält die Oberflächenwelle ihre Form über den Abtastbereich, der durch die Bildebene bestimmt ist und sie ist für praktische Zwecke ungedämpft

Angenommen, daß beispielsweise die Fortpflan-Zungsgeschwindigkeit eines geeigneten Elastomers zwischen 25 m/sec. und 40 m/sec. liegt und daß die Periode zwischen aufeinanderfolgende vertikale Synchronisationsimpulse 20 Millisekunden beträgt dann ändert sich die vertikale Ausdehnung des entsprechenden Schirmelements zwischen 5 und 8 m. Somit können sehr große Schirme hergestellt werden.

Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels der Erfindung nach F i g. 1 ist leichter verständlich unter

Bezugnahme auf die Wellenformen, wie sie in Fig. 2 graphisch dargestellt sind. Das vertikale Abtastsignal KS von der Abtas'-Steuereinheit 10 leitet die Fortpflanzung einer Oberflächenwelle entlang der Oberfläche des Schirmelements 18 ein, und zwar zu Beginn jedes Abtastzyklus oder jedes Bildes. Das horizontale Abtasfrignai WSerregt jede der Lichtquellen 14 in einer vorbestimmten Folge, vorzugsweise in der Reihenfolge von der am weitesten linken bis zu am weitesten rechten Lichtquelle. Die Lichtquellen werden dadiTch tatsächlich entsprechend der normalen horizontalen Abtastung einer Rasterwiedergabe abgetastet.

Die Intensität des durch die Lichtquellen emittierten Lichtes wird auch entsprechend dem Video-Signal moduliert, da die Quellen horizontal abgetastet werden. Das Video-Signal VID erregt die Lichtquelle, die durch das horizontale Abtastsignal //.Sausgewählt ist, und es emittiert die zu einem beliebigen Zeitpunkt ausgewählte Lichtquelle Licht proportional zur Amplitude des Video-Signals. Dies kann erfolgen durch Impulsdauermodulation der Lichtquellen 14 oder in irgendeiner anderen geeigneten bekannten Weise. Beispielsweise kann die in dem Vidro-Datensignal enthaltende Video-Information abgetastet werden, und es kann das den Lichtquellen 14 /ugeführte Video-Signal VID aus einer Reihe von Impulsen bestehen, von denen jeder einer besonderen Stelle in dem horizontalen Abtastmuster der Wiedergabe entspricht und von denen jeder in der Dauer der Amplitude des Video-Signals an dieser Stelle entspricht. Auf jeden Fall emittieren die Lichtquellen 14 eine vollständige horizontale Abtastzeile aus video-moduliertem Licht während jedem Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Synchronisationssignalen.

Das emittierte Licht wird durch die transparente Schicht 24 polarisiert, und es trifft in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vertikal polarisiertes Licht auf das Schirmelemcnt 18. Wenn das vertkal polarisierte Licht das Schirmelement 18 unverändert durchsetzt, sperrt die polarisierte Schicht 28 das vertikal polarisierte Licht wegen der Orientierung seiner Polarisationsachse. Das vertikal polarisierte Licht aber, das das Schirmelement 18 durch eine fortschreitende Oberflächenwelle durchsetzt, wirkt mit der fortschreitenden Oberflächenwelle zusammen und tritt aus dem Schirmelement 18 mit geänderter Polarisation aus.

In dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung bewirkt beispielsweise die Einwirkung des emittierten Lichtes auf die fortschreitenden Oberflächenwellen eine elliptische Polarisation des Lichtes Infolge dieser Änderung in der Polarisation des Lichtes, das auf die entlang dem Schirmelement 18 fortschreitende Oberfläche auftrifft, läßt die polarisierte Schicht 28 Licht beim Zusammentreffen der fortschreitenden Oberflächenwelle und der ausgewählten Lichtquelle hindurch. Infolgedessen tritt aus der Wiedergabevorrichtung ein video-modulierter, horizontal und vertikal abgetasteter Lichtstrahl aus.

Fig.3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier führt die Abtast-Steuereinheit IO das Video-Signal VlD einer gemeinsamen Eingangsklemme einer geeigneten, lichteniittierenden Vorrichtung zu, die allgemein mit 32 bezeichnet ist In dem in Fig.4 gezeigten Ausführungsbeispiel enthält die lichtemittierende Vorrichtung 32 mehrere individuell sieuerbare Punktlichtquellen 34, wie z. B. lichtemittierende Dioden. Die Lichtquellen 34 sind so angeordnet, daß sie eine horizontale Abtastfunktion bewirken, und es kann das horizontale Abtastsignal HS den individuellen Lichtquellen 34 zugeführt werden, um die Lichtquellen entlang der Abtastzeilen in horizontaler Richtung abzutasten, wie es in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bereits beschrieben ist. Das Schirmelement nach Fig. 3 enthält vorzugsweise eine vertikal angeordnete Schicht aus einem Material aus einem geeigneten, Oberflächenwellen fortpflanzenden Medium 36, wie z. B. das Oberflächenwellen fortpflan-/ende Material, das in Verbindung mit Fig. 1 bereits beschrieben ist. Die ebene Oberfläche des Mediums 36 kann mit einer reflektierenden Beschichtung versehen sein, beispielsweise versilbert sein, oder es kann das Medium selbst reflektierend sein statt transparent, wie es in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Fall ist. F.in geeigneter üblicher Oberflächenwellenübertrager 38 kann an einem Ende des Mediums 36 angeordnet sein, um die Fortpflanzung von Oberflächenwellen entlang der Oberfläche des Mediums 36 in vertikaler Abtastrichtung einzuleiten, und es kann ein geeigneter Oberflächenwellendämpfer 40 am anderen Ende des Mediums vorgesehen sein, um eine Reflektion der Wellen zu vermeiden.

Die lichtemittierenden Quellen 34 sind so angeordnet, daß sie Licht entlang einer horizontalen Abtastzeile der Wiedergabevorrichtung emittieren, so daß das emittierte Licht auf eine Oberflächenwelle 42 auftrifft, die entlang der ebenen Oberfläche des Mediums wandert. Insbesondere trifft das von den Quellen 34 emittierte Licht auf eine Oberfläche der fortschreitenden Oberflächenwelle 42, und infolge der reflektierenden Eigenschaften der Oberfläche wird es von der Oberfläche wegreflektiert, wie es bei 44 gezeigt ist.

Ein geeignetes übliches Blendungsreduktionsfilter 46 ist neben dem Schirmelement im Wege des hiervon reflektierten Lichtes angeordnet. Das Blendungs-Reduktionsfilter ermöglicht es dem emittierten Licht 44, das von der Oberfläche des Mediums 36 reflektiert wird, hindurchzutreten, während es Umgebungslicht sperrt, das in anderer Weise in die Wiedergabevorrichtung eintreten und von der reflektierenden Oberfläche des Schirmelementes auf den Betrachter zurückreflektiert werden könnte.

Die Arbeitsweise des Ausfühmngsbeispiels nach Fig.3 ist ähnlich derjenigen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 und dürfte in Verbindung mit den Fig.2 und 3 verständlich sein. Es wird nunmehr auf die F i g. 2 und 3 Bezug genommen. Das vertikale Sychronisationssignal kann durch die Abtast-Steuereinheit 10 geformt werden, um ein dreieckförmiges vertikales Abtastsignal VO zu schaffen. Das dem Übertrager 38 zugeführte vertikale Abtastsignal VS bewirkt die Fortpflanzung einer im wesentlichen dreieckförmigen Oberflächenwelle entlang der reflektierenden Oberfläche des

ss Mediums 36.

Gleichzeitig mit der Fortpflanzung der Oberflächenwelle entlang dem Oberflächenwellenmedium 36 wählt das horizontale Abtastsignal HS₁ — HS_n nacheinander die lichtemittierenden Quellen 34 aus, und es steuert das Video-Signal VID die Intensität der ausgewählten Quellen entsprechend der Video-Information. Es wird also ein videomodulierter horizontal abgetasteter Lichtstrahl parallel zur reflektierenden Oberfläche des Mediums 36 emittiert, welcher auf die entlang der Oberfläche des Mediums entiang-wandernde Oberflächenwelle auftrifft

Da das Medium 36 nicht zerstreuend ist, behält die fortschreitende Oberflächenwelle ihre dreieckförmiee

Form über die vertikale Abmessung des Mediums und erzeugt in der Tat einen vertikal sich fortbewegenden Spiegel, von welchem der horizontal abgetastete, video-modulierte Lichtstrahl nach auswärts durch das Blendungsreduktionsfilter 46 reflektiert wird. Aufgrund der Zusammenwirkung zwischen dem Lichtstrahl und der Oberflächenwelle tritt ein video-modulierter Lichtstrahl, der sovwhl horizontal als auch vertikal abgetastet ist, aus der Wiedergabevorrichtung aus.

Wie bereits vorher erwähnt, kann die Abtast-Steuereinheit 10 eine geeignete übliche Schaltung für die Zuführung von in Fig. 2 gezeigten Signalen von Fernsehdaten oder anderen Video-Eingangsdaten sein. In Fig. 4 ist beispielsweise ein Ausführungsbeispiel der Abtast-Steuereinheit 10 funktionsmäßig dargestellt. Dit: Video-Daten können einem üblichen Synchronisationsdetektor zugeführt werden, wie sie in einem Fernsehempfänger verwendet werden. Das horizontale Synchronisationssignal HORlZ vom Synchronisationsdetektor und Separator 48 wird einem geeigneten üblichen Zeilgeber-Signalgenerator 50 zugeführt, um das Zeitgcbersignal CL mit den horizontalen Synchronisationsimpulsen zu synchronisieren. Das Video-Signal VIDEO vom Synchronisationsdetektor und Separator 48 wird der Dateneingangsklemme eines geeigneten üblichen Impulsweitenmodulators 52 zugeführt, und es wird das vertikale Synchronisationssignal VERT des Synchronisationsdetektors und Separators 48 einer geeigneten, üblichen Formerschaltung 54 zugeführt.

Das Zeitgebersignal CL der Zeitgeberschaltung 50 wird der Zeitgebereingangsklemme des Impulsweitenmodulators 52 und einer üblichen Zähler- und Decodierschaltung 56 zugeführt.

Die Zähler- und Decodierschaltung 56 liefert die horizontalen Abtastsignale HS] — HS_n an die individuellen Lichtquellen der lichtemittierenden Vorrichtung 12 (32) der Wiedergabevorrichtung, und es führt der Impulsweitenmodulator 52 das VD-Signal der gemeinsamen Klemme der lichtemittierenden Vorrichtung zu. Das vertikale Synchronisationssignal VERTwird durch den Former 54 geformt und dem Oberflächenwellenübertrager 20(38) zugeführt.

Im Betrieb trennt der Synchronisationsdetektor und Separator 48 ilie horizontalen und vertikalen Synchronisationssignale in üblicher Weise von den Video-Daten ab. Der Zeitgeber 50 wird durch die horizontalen Synchronisationsimpulse HORIZ synchronisiert und liefert eine Reihe von Zeitgeberimpulsen in dem Intervall zwischen aufeinanderfolgenden horizontalen Synchronisationsimpulsen. Die Frequenz der Zeitgeberimpulse bestimmt die horizontale Auflösung der Wiedergabe. Diese Frequenz wird, wie gewünscht, in Übereinstimmung mit der horizontalen Erstreckung der Wiedergabe und der gewünschten Auflösung gewählt

Das Zeitgebersignal CL wird der Zähler- und Decodierschaltung 56 zugeführt, und es wird jeder Impuls des Zeitgebersignals gezählt Die Zähleranzeige in dem Zähler wird zu jeder Zeit in üblicher Weise decodiert, z. B. durch einen Binär-Zu-Dezimal-Decodierer, um die horizontalen Abtastsignale HS\ — HS_n zu liefern. Beispielsweise kann das HS\ -Signal in Abhängigkeit von der Zähleranzeige 1 in dem Zähler erzeugt werden. Das HS„-Signal kann zu einem etwas späteren Zeitpunkt erzeugt werden, und zwar in Abhängigkeit von einer Zähleranzeige η im Zähler, welcher die Zeitgeberimpulse zählt Die HS\ — //5_n-Sigrraie werden infolgedessen nacheinander erzeugt, um die individuellen Lichtquellen der lichtemittierenden Vorrichtung 12

(32) entsprecnind einer gewünschten Abtastfolge auszuwählen. Wahlweise kann für diesen Zweck ein Schieberegister verwendet werden, wodurch ein Zähler und ein Decodierer erübrigt wird.

Der Impulsweitenmodulator 52 transformiert das Video-Signal, um das V7D-Signal zu der lichtemittierenden Vorrichtung zu übertragen. Beispielsweise kann der Impulsweitenmodulator 52 eine geeignete übliche Schaltung sein, welche das Video-Signal in Abhängigkeit von den Impulsen des Zeitgebersignals CL abtastet. Die Amplitude des Abtast-Video-Signiils kann dann durch die Dauer eines Impulses dargestellt werden, d. h. das Video-Signal kann dargestellt werden durch ein impulsweiten-tnoduliertes Signal. Da der Impulsweitenmodulator 52 und der Zähler und Decodierer 56 beide durch das Zeitgebersignal CL gesteuert werden, wird die lichtemittierende Vorrichtung abgetastet und synchron mit dem Video-Signal gespeist.

Der Former 54 formt die vertikalen Synchronisationsimpulse, um die gewünschte Form des vertikalen Abtastsignals VD zu erzeugen. Beispielsweise ist eine dreieckförmige Wellenform erwünscht in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung, so daß eine dreieckförmige Oberflächenwelle durch den Oberflächenwellenübertrager 20 (38) eingeleitet wird. Der Former 54 kann irgendeine, übliche Schaltung sein, welche ein Impulssignal in ein dreieckförmiges Signal umwandelt. Während das vertikale Synchronisationssignal mit dem horizontalen Synchronisationssignal synchronisiert wird, können die horizontalen und vertikalen Abtastsignale HS und VD bei ihrer Erzeugung etwas unterschiedliche Verzögerungen erhalten. Infolgedessen kann eines oder können beide Signale in geeigneter Weise verzögert werden, um eine Synchronisation zwischen ihnen und in bezugauf das Video-Signai VIDsicherzustellen.

Entsprechend den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die lichtemittierenden Vorrichtungen 12 (20) entlang der Länge einer Abtastlinie angeordnet, die in der horizontalen Abtastrichtung liegt, so daß das hiervon periodisch emittierte Licht auf die Oberflächenwellen fallt, die in vertikaler Richtung über die Bildebene fortschreiten (d. h. durch jedes vertikale Abtastintervall zwischen aufeinanderfolgenden vertikalen Abtastimpulsen). Das Schirmelement

*5 kann um 90° gedreht werden, so daß die vertikalen und horizontalen Richtungen umgekehrt werden, jedoch bleiben die Wirkungsprinzipien die gleichen.

Ferner muß die lichtemittierende Vorrichtung nicht auf einer individuellen Basis periodisch erregt werden.

Statt der Abtastung der lichtemittierenden Vorrichtung auf einer individuellen Basis in horizontaler Richtung kann beispielsweise eine vollständige horizontale Abtastzeile der Video-Information der lichtemittierenden Vorrichtung zugeführt werden, und es kann die lichtemittierende Vorrichtung während jeder horizontalen Abtastperiode ausgewählt werden, während diese gesamte Zeile der Video-Information vorhanden ist

Ein Weg, auf welchem dieses durchgeführt werden kann, ist funktionsmäßig in F i g. 5 dargestellt Hier kann die Schaltungsanordnung der Abtast-Steuerschaltung 10 ähnlich derjenigen sein, wie sie in Verbindung mit Fig.4 beschrieben ist mit der Ausnahme, daß zwei zusätzliche Serien-Parallel-Ausgabeschieberegister 58 und 60. vorgesehen sind. Das Video-Signa] kann in eines der Schieberegister 58 oder 60 durch das Zeitgebersignal CL vom Zeitgeber 50 eingegeben werden. Der Ausgang des Speicher/Auslese-Flip-Flop 68 wird verwendet, um eine vollständige Zeile der in einem

Register gespeicherten Video-Daien auszulesen, und es kann der ganze Gehalt des Registers in zugehörigen Lichtquellen zugeführt werden, welche die lichtemittierende Vorrichtung 12 (32) bilden, während die folgende horizontale Abtastzeile der Video-Daten gleichzeitig in das andere Schieberegister eingespeichert wird. Die Auswahl der Register für die abwechselnde Speicherung und Auslesung der Video-Daten wird durch einen üblichen Schalter 68 gesteuert, der durch die horizontalen Synchronisationsimpulse umgeschaltet wird. to

Die Schieberegister 58 und 60 können binäre Schieberegister sein, wenn das Licht nur durch zwei Stufen der Video-Information moduliert werden muß (z. B. wenn njr Schwarz-Weiß-Bilder wiedergegeben werden sollen). Ein analoges Schieberegister oder eine andere geeignete Vorrichtung kann vorgesehen sein, um Zwischenschattierungen aufrechtzuerhalten oder um in Verbindung mit Anordnungen von drei farbigen Lichtquellen 'iisd individuell modulierten Lichtventilen (z. B. Flüsshkristallen oder anderen geeigneten Vorrichtungen) farbige lichtintensitätsmodulierte Fernsehbilder zu schaffen.

Die Fig. 6 und 7 zeigen beispielsweise ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung für die Erzeugung farbiger intensitätsmodulicrter Fernsehbilder. In den Fig. 6 und 7 verwendete Bezeichnungen, die in Verbind.,.ig mit F i g. 3 bereits verwendet sind, bezeichnen gleiche Elemente, wie eine Abtast-Steuerschaltung 10, die mit derjenigen identisch ist, die in Fig. 5 beschrieben ist und die mit der Wiedergabevorrichtung in der gezeigten Weise verbunden ist.

In Verbindung mit der dargestellten Farbwiedergabevorrichtung gemäß der Erfindung können hochwirksame farbige lichtemittierende Vorrichtungen, wie Rotlicht emittierende Vorrichtungen 62, Blaulicht emittierende Vorrichtungen 64 und Grünlicht emittierende Vorrichtungen 66 entlang der Länge einer Abtastzeile angeordnet sein, die in horizontaler Abtastrichtung liegt. Vorrichtungen, wie beispielsweise ein optischer Lichtfaserkondensator 70 kann Licht von der lichtemittierenden Vorrichtung 62, 64 und 66 durch mehrere Lichtventile 35 richten, so daß das periodisch von den Lichtventilen emittierte Licht auf eine Oberflächenwelle 42 fällt, die in vertikaler Richtung über die Erstreckung der Bildebene fortschreitet (d. h. durch jedes vertikale Abtastintervaii zwischen aufeinanderfolgenden Abtastimpulsen).

Die lichtemittierenden Vorrichtungen 62. 64 und 66 können aufeinanderfolgend betätigt werden in kontinuierlicher Weise, und zwar in Abhängigkeit von dem Signal HS, um entsprechende Farbfeldperioden zu schaffen. Insbesondere können die lichtemittierenden Vorrichtungen 62,64 und 66 aufeinanderfolgend für eine vorbestimmte Zeitperiode erregt werden, um für jede horizontale Abtastzeile ein Farbfeld zu schaffen, das durch die Lichtventile 35 intensitätsmoduliert ist. Alle drei lichtemittierenden Vorrichtungen können somit aufeinanderfolgend erregt werden, da die sich auf die entsprechende Farbe beziehenden Daten verwendet sind, um die Lichlintensität /11 modulieren

Die Speicherung der Video-Analog-Daten und die Steuerung der Arbeitsweise der lichtemittierenden Vorrichtungen während entsprechender Farbfeldperioden können bewirkt werden entsprechend dem Zustand eines üblichen Drei-Zustand-Zählers und Decodiergat tern (nicht dargestellt). Die Vidco-Analog-Daten (rot, blau und grün) werden nacheinander in einem der Schieberegister 58 oder 60 gespeichert, während die vorhergehende horizontale Datenzeile aus dem anderen Schieberegister ausgelesen wird und den Lichlventilen 35 als WD-Signal zugeführt werden. Die Auswahl des Schieberegisters für die Speicherung und die Auslesung wird gesteuert durch einen Schalter 68, welcher durch die horizontalen Synchroniiiationsimpulse umgeschaltet werden kann.

Die Intensitätsmodulation des emittierten Lichts wird durchgeführt durch Verwendung der Lichtventile 35 (z. B. Flüssigkristalle). Die Lichtventile 35 können entlang der Länge einer Abtastzeile angeordnet sein, die in einer horizontalen Abtasnrichtung liegt, um das durch den optischen Lichtfaserkondensator 70 gehende Licht zu ',teuern. Beispielsweise kann während einer horizontalen Zeilenabtastperiode, wenn eine gesamte Zeile der Video-Daten durch eines der Schieberegister gespeichert wird, das horizontale Abtastzeilensignal HS₁, verwendet werden, um die vorher gespeicherten Gehalte des anderen Schieberegisters auszulesen für die Anwendung auf die zugehörigen Lichtventile 35. Die üblichen Drei-Zustand-Zähler und Decodiergatter können gleichzeitig die zugehörige Farblichtquelle auswählen, so daß eine vollständige horizontale Zeile des videomodulierten Farblichts von den Lichtventilen 35 ausgeht. Die lichtemittierenden Vorrichtungen 62, 64 und 66 können somit ausgewählt v/erden, nacheinander in Synchronismus mit der Auslesung der Farbintensitätsdateneine Feldfolgefarbabtastungdurchzu.i.hren.

Das vorher beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 6 kann auch betrieben werden mit einer Abtast-Steuerschaltung 10, die identisch mit derjenigen nach Fig.4 sein kann. F i g. 7 zeigt eine teilweise Seitenansicht der ilachen Farb-Schirmwiedergabevorrichtung nach dem Ausfühmngsbeispiel nach Fig.6, wobei die gesamte Einheit einschließlich der Abtast-Steuercinheit 10 in einem kompakten Gehäuse kombiniert sein kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Verfahren zum Erzeugen eines einem Videosignal entsprechenden Bildes auf einer Bildebene, bei welchem in einem die Bildebene elasto-optischen Material wenigstens eine in einer Abtasteinrichtung fortschreitende Verformungswelle erzeugt wird und bei welchem die Bildebene beleuchtet wird, wobei der Lichtfluß durch die Verformung des elasto-optischen Materials beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem elasto-optischen Material nur in einer der beiden Abtastraster-Richtungen eine fortschreitende Verformungswelle erzeugt wird und in der anderen Richtung in der gesamten entsprechenden Rastdimension wirkende, is parallel angeordnete Lichtemittoren wirken, die mit dem Videosignal beaufschlagt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer aus einem elasto optischen Material bestehenden Bildebene, mit einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Verformungswelle in dem elasto-optischen Material in wenigstens einer Abtastrichtung und mit einer die Bildebene beleuchtenden Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, daß eine in dem elasto-optiscben Material nur in einer der beiden Abtastraster-Richtungen eine fortschreitende Verformungswelle erzeugende Vorrichtung (20, 38) vorgesehen ist und daß in der anderen Abtasteinrichtung in der gesamten entsprechenden Rasterdimension wirkende, parallel angeordnete, jo mit dem Videosignal beaufschlagte Lichtemittoren (14,34) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspru.li 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Bildebene (18) bildende elasto-optische Material transparent ist, daß die Lichtemittoren (12) so angeordnet sind, daß das Licht die Bildebene (18) durchsetzt, daß zwischen der Bildebene (18) und den Lichtemittoren (12) ein erstes Polarisationsfilter (24) angeordnet ist, welche·.» das hindurchfallende Licht in einer ersten Polarisa· tionsrichtung (26) linear polarisiert, und daß auf der dem ersten Polarisationsfilter (24) abgewandten Seite der Bildebene (18) ein zweites Polarisationsfilter (28) angeordnet ist, welches das hindurchfallende Licht in einer zur ersten Polarisationsrichtung senkrechten zweiten Polarisationsrichtung (30) linear polarisiert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Bildebene bildende Material irn Bereich der Bildebene lichtreflektierend ist und daß die Lichtemittoren (34) so angeordnet sind, daß sie Licht parallel zur Bildebene (36) mit einem solchem Abstand von dieser emittieren, daß dieses Licht in Bereich der Verformungswelle (42) auf die Bildebene auftrifft und von dieser weg reflektiert wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß — vom Betrachter her gesehen — vor der Bildebene (36) ein Filter (46) angeordnet ist, welches das von der Bildebene reflektierte Licht hindurchläßt, die Bildebene aber vor einfallendem m> Umgebungslicht schützt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Moduliervorrichtung (10) vorgesehen ist, welche die Lichtemittoren (14, 34) in ihrer Intensität in Abhängigkeit von dem Videosignal fr> moduliert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekenn zeichnet, daß die Moduliervorrichtung (10) eim:

Schaltung enthält, welche ein entsprechend der Video-Information impulsmoduliertes Digital-Signal erzeugt, und daß eine Schaltung vorgesehen ist, welche individuelle Impulse des Digital-Signals selektiv den Lichtemittoren (14, 34) zuführt, und zwar auf der Basis der Zeit des Auftretens der Impulse in bezug auf ein Abtastsynchronisiersignal in der zweiten Abtastrichtung.
8. Vorrichtung nach Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Moduliervorrichtung 10 eine das Videosignal abtastende und eine Reihe die Intensitätsmodulation des Videosignals entlang den Abtastzeilen in der zweiten Abtastrichtung bestimmende modulierte Impulse erzeugende Schaltung enthält und daß eine Schaltung vorgesehen ist, welche nacheinander die modulierten Impulse den individuell steuerbaren Lichtemittoren (14, 34) zuführt und diese in der Intensität moduliert
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrere eine Abtastzeile der Video-Information in der zweiten Abtastrichtung bestimmende Impulse speichernde erste Schaltung vorgesehen ist und daß eine diese gespeicherten Impulse den Lichtemittoren (14, 34) zuführende zweite Schaltung vorgesehen ist, so daß die Lichiemittoren moduliertes Licht entlang einer gesamten Zeile in der ersten Abtasteinrichtung emittieren, während gleichzeitig die folgende Zeile der Video-Information in der zweiten Abtastrichtung bestimmende Impulse in die erste Schaltung eingespeichert werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich rotes, grünes und blaues Licht aussendende Lichtemittoren (62,64,66) vorgesehen sind und duB zusätzlich eine das rote, grüne und blaue Licht in Abhängigkeit von dem Videosignal in der Intensität modulierende Vorrichtung (35) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach An-pruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die das Licht in der Intensität modulierende Vorrichtung einen optischen Faserkondensator (70) enthält, welcher das Licht mehreren individuell steuerbaren Lichtventilen (35) zuführt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtventile Flüssigkristalle sind.