DE68922265T2

DE68922265T2 - System zur Darstellung eines Bildes oder Objekts in Gegenwart von Umgebungslicht.

Info

Publication number: DE68922265T2
Application number: DE68922265T
Authority: DE
Inventors: Ian Alexander Shanks
Original assignee: Thorn EMI PLC
Current assignee: Central Research Laboratories Ltd
Priority date: 1988-10-06
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1995-11-23
Anticipated expiration: 2009-10-06
Also published as: ATE121584T1; CA2000317A1; CN1045458A; EP0363207A2; JPH02168293A; US4997271A; GB8823523D0; JP3242909B2; EP0363207A3; DE68922265D1; EP0363207B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur Anzeige eines Bildes oder eines Objekts bei Vorhandensein von Umgebungslicht, umfassend: eine Lichtquelle zur Erzeugung des Bildes oder zur Beleuchtung des Objekts, wobei die Intensität der Lichtquelle im Betrieb mit einer Rate schwankt, die gleich oder größer ist als die kritische Verschmelzungsfrequenz für einen Beobachter des Bildes oder des Objekts. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein System, bei dem die Wirkung von unerwünschtem Umgebungslicht vermindert wird.
Eine Art eines visuellen Signals ist das von einem Videogerät, einem Dia- oder Film-Projektor erzeugte Bild. Im allgemeinen ist die Verwendung solcher Projektoren durch die Notwendigkeit begrenzt, sie in Situationen zu verwenden, in denen der Pegel der Umgebungsbeleuchtung begrenzt ist. Dies beruht darauf, daß Umgebungslicht, das von dem Schirm gestreut oder reflektiert wird, den Kontrast des projizierten Bildes verschlechtert. Statt dessen oder zusätzlich ist es notwendig, eine Projektorlampe mit hoher Durchschnittsintensität zu verwenden.
Eine andere Art eines visuellen Signals ist das Erscheinungsbild eines ersten Bereiches, das von einem zweiten Bereich betrachtet wird, wobei die beiden Bereiche durch eine Trennwand so getrennt sind, daß das Erscheinungsbild des zweiten Bereiches nicht vom ersten Bereich betrachtet werden kann, d.h. die Trennwand wirkt als Einweg-Fenster. Bekannte Einweg-Fenster, z.B. ein halbdurchlässiger Spiegel, sind wirksam, wenn der zweite Bereich mit einer niedrigeren Luminanz beleuchtet wird als der erste Bereich, aber sie sind nicht wirksam, wenn der zweite Bereich mit einer höheren Luminanz beleuchtet wird.
Ein reflektierendes Schirmsystem, das die Erhöhung des Bildkontrastes anstrebt, ist in US-A-4,726,662 offenbart. Bei diesem System werden Lichtmodulationsmittel in form eines eingekapselten Flüssigkristallmaterials zur Bildung des Bildes verwendet, und die Lichtmodulationsmittel werden durch eine Lichtquelle beleuchtet. Die in dem System verwendete Lichtquelle hat eine konstante Heiligkeit.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Anzeige eines Bildes oder eines Objekts bei Vorhandensein von Umgebungslicht gemäß dem ersten Absatz vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es ferner umfaßt Lichtmodulationsmittel zur Verminderung der Wirkung, die das Umgebungslicht sonst auf den scheinbaren visuellen Kontrast des Bildes oder des Objektes bei Betrachtung durch den Beobachter haben würde, wobei die Lichtmodulationsmittel einen ersten und einen zweiten Zustand haben, Mittel zur Steuerung der Lichtmodulationsmittel zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand synchron mit den Intensitätsschwankungen der Lichtquelle derart, daß sich die Lichtmodulationsmittel im ersten Zustand zu Zeiten befinden, in denen die Intensität der Lichtquelle vergleichsweise hoch ist, und daß sie sich im zweiten Zustand zu Zeiten befinden, in denen die Intensität der Lichtquelle vergleichsweise niedrig ist, wobei die Lichtmodulationsmittel so ausgebildet sind, daß sie erlauben, daß weniger auf das Bild oder das Objekt auftreffendes Umgebungslicht den Beobachter im zweiten Zustand als im ersten erreicht.
Das Bild oder Objekt kann betrachtet werden, wenn sich die Modulationsmittel im ersten Zustand befinden, wobei die integrale Wirkung über der Zeit, wenn die Modulationsmittel sich im ersten Zustand befinden, ausreicht, um das erforderliche visuelle Signal zu erzeugen. Da jedoch irgendwelches Licht von der zweiten Quelle, d.h. Umgebungslicht, geschwächt wird, wenn die Modulationsmittel sich in ihrem zweiten Zustand befinden, kann der Kontrast des beobachteten Bildes oder Objekts verbessert werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein System zur Anzeige eines Bildes oder eines Objekts bei Vorhandensein von Umgebungslicht vorgesehen, wobei die Intensität des Lichts im Betrieb mit einer Rate schwankt, die gleich oder größer als die kritische Verschmelzungsfrequenz für einen Beobachter des Bildes oder des Objekts ist, umfassend: eine Lichtquelle zur Erzeugung des Bildes oder zur Beleuchtung des Objekts, dadurch gekennzeichnet, daß das System umfaßt: Lichtmodulationsmittel zur Verminderung der Wirkung, die das Umgebungslicht sonst auf den scheinbaren visuellen Kontrast des Bildes oder des Objekts bei Betrachtung durch den Beobachter haben würde, wobei die Lichtmodulationsmittel einen ersten und einen zweiten Zustand haben, und Mittel zur Steuerung der Lichtmodulationsmittel zwischen dem ersten und zweiten Zustand synchron mit den Intensitätsschwankungen des Umgebungslichts derart, daß zu Zeiten, in denen die Intensität des Umgebungslichts vergleichsweise niedrig ist, die Lichtmodulationsmittel sich in dem ersten Zustand befinden, und zu Zeiten, in denen die Intensität des Umgebungslichts vergleichsweise hoch ist, die Lichtmodulationsmittel sich in dem zweiten Zustand befinden, wobei die Lichtmodulationsmittel so ausgebildet sind, daß sie erlauben, daß weniger auf das Bild oder das Objekt auftreffendes Umgebungslicht den Beobachter im zweiten Zustand als im ersten erreicht.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein System zur Anzeige eines Subjekts für einen Beobachter vorgesehen, während das Subjekt an der Betrachtung des Beobachters verhindert ist, wobei das System umfaßt:
a) eine erste Lichtquelle zur Beleuchtung des Subjekts,
b) eine zweite Lichtquelle zur Beleuchtung des Beobachters, wobei die Intensität des Lichts im Betrieb mit einer Rate schwankt, die gleich oder größer als die kritische Verschmelzungsfrequenz für den Beobachter ist,
TEXT FEHLT
Fig. 7 und 8, Abwandlungen der Verfahren von fig. 1, 4 und 5;
Fig. 9 ein Verfahren zur Erzeugung eines projizierten Bildes unter Verwendung einer Kathodenstrahlröhren- Raster-Abtastung;
Fig. 10 Modulationsmittel, die bei dem Verfahren von fig. 9 verwendet werden;
Fig. 11 eine Abwandlung des Verfahrens von Fig. 4 zur Erzeugung eines von hinten beleuchteten Schirms;
Fig. 12 ein Verfahren zur Erzeugung eines projizierten Bildes, das einer Drucksache überlagert ist;
Fig. 13 und 14 die Verwendung des Verfahrens zur Erzeugung eines "Einweg"-Fensters.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines ersten Verfahrens zur Verbesserung des Kontrastes zwischen einem durch eine erste Lichtquelle auf eine definierte Oberfläche, d.h. einen Schirm, projizierten Bild und dem durch Umgebungslicht von einer zweiten Lichtquelle erzeugten Rauschen dargestellt. Ein Quellenbild 2 wie ein üblicher LCD (z.B. eine aktive Matrix, ein gemultiplexter getwisteter nematischer oder ein ferroelektrischer Farbfernseh-LCD), ein fotografisches Transparentbild oder ein Kinofilm-Bild wird von einem Projektor 3 unter Verwendung einer Xenon-Stroboskop-Lampe 4 oder einer anderen Lichtquelle, deren Intensität verändert werden kann, projiziert. Der Projektor ist sonst von üblicher Art, oder er kann ein linsenloser Schatten- Projektor sein, z.B. vom Linnebach-Typ (d.h. Verwendung einer "Punkt"-Quelle, um ein vergrößertes Farb-Schattenbild auf einen Schirm zu projizieren).
Die Lampe 4 blitzt mit einer gegebenen Frequenz, üblicherweise 50 Hz, wobei jeder Blitz eine Zeitdauer im Bereich der Größenordnung von einer Mikrosekunde bis zu wenigen Millisekunden hat. Um ein Bild zu erzeugen, das kontinuierlich erscheint, d.h. ohne Flackern, muß die gegebene Frequenz gleich oder größer als eine kritische Verschmelzungsfrequenz sein, die sowohl durch die Luminanz als auch die Größe des Bildes beeinflußt wird. Die Luminanz eines so erzeugten kontinuierlichen Bildes ist gleich der durchschnittlichen Luminanz des blitzenden Bildes.
Das Licht von der blitzenden Lampe 4 wird übe ein optisches Bündelungssystem 6 und eine Projektionslinse 8 projiziert und auf eine Ebene P&sub1; fokussiert, in der sich Mittel 10 zur Modulation von Licht befinden. Die Modulationsmittel 10 liefern die definierte Oberfläche und sind zwischen einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart betreibbar, wobei der Betrieb mit der Änderung der Lichtintensität synchronisiert wird, so daß mehr Licht ausgesendet wird, um das Bild auf die Ebene zu projizieren, wenn sich die Modulationsmittel 10 in der ersten Betriebsart befinden.
Die Modulationsmittel 10 umfassen eine elektro-optische Schicht, die einen Flüssigkristall enthält, z.B. eine Zelle, die sich von einer cholesterischen in eine nematische Phase ändert, oder vorzugsweise - wie in Fig. 2 dargestellt - eine Platte 12 aus Kunststoffmaterial, die mikroverkapselte Tröpfchen aus einem nematischen Flüssigkristallmaterial enthält (hergestellt unter anderem unter dem Namen NCAP von Taliq Corporation, Sunnyvale, California, USA). Auf jeder Seite der Platte 12 ist eine Kunststoff-Folie 14 bzw. 16 mit durchsichtigen Indium-Zinnoxid-Elektroden auf ihrer Oberfläche laminiert. Dies bildet einen groß flächigen elektro-optischen Verschluß von z.B. 1m x 3m, der von transluzent zu transparent übergeht, wenn eine Potentialdifferenz angelegt wird. Daher kann das Material schnell (mit einer Ansprechzeit von etwa 1 ms - 5 ms) elektrisch zwischen einer ersten Betriebsart, bei der die Modulationsmittel 10 transluzent sind und einer zweiten Betriebsart, in der die Modulationsmittel trdnsparent sind, geschaltet werden.
Die Modulationsmittel bilden in der ersten Betriebsart einen transluzenten Schirm, von dem ein Bild (d.h. das erforderliche visuelle Signal) reflektiert wird, um unmittelbar von einem Beobachter (bei 17 angedeutet) auf derselben Seite der Modulationsmittel wie der Projektor 3 (d.h. Front-Projektion) betrachtet zu werden. In der zweiten Betriebsart sind die Modulationsmittel 10 transparent, und somit kann kein oder nur wenig Licht diffus von der Ebene P&sub1; zum Beobachter reflektiert werden. Auf diese Weise wird die von dem auf die definierte Oberfläche der Modulationsmittel auftreffenden Umgebungslicht erzeugte Wirkung vermindert. Hinter den Modulationsmitteln 10 sind eine oder mehrere Schichten 18, 20 vorgesehen, um zu verhindern, daß Umgebungslicht, das hinter die Modulationsmittel 10 gelangt, von dem Beobachter 17 wahrgenommen wird, wenn die Modulationsmittel transparent sind. Ein schwarzem Material würde für eine der Schichten 18 geeignet sein, um darauf auftreffendes Umgebungslicht zu absorbieren, das bis hinter die Modulationsmittel 10 reicht. Eine mit jalousieartigen Schlitzen versehene Platte 20 kann hinter den Modulationsmitteln 10 verwendet werden, um darüber hinaus zu verhindern, daß Umgebungslicht, das hinter die Modulationsmittel reicht, von dem Beobachter gesehen wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schicht 18 ein vorderseitig versilberter Spiegel und wird in Verbindung mit der mit Schlitzen versehenen Platte 20 verwendet. Der vorderseitig versilberte Spiegel 18 würde beispielsweise das Bild einer dunklen Wand, wenn sich die Modulationsmittel in der zweiten Betriebsart befinden, und das hauptsächlich nach vorne gestreute Licht des Bildes, wenn die Modulationsmittel sich in der ersten Betriebsart befinden, reflektieren, um ein helleres reflektiertes Bild zu erhalten.
Statt dessen kann ein richtungsabhängiger Reflektor verwendet werden, der auf ihn auftreffendes Licht innerhalb eines oder mehrerer vorgegebener Winkelbereiche reflektiert aber Licht absorbiert, das auf ihn außerhalb des oder der vorgegebenen Winkelbereiche auftrifft. In einem solchen Fall wird der Projektor so angeordnet, daß er Licht auf die Modulationsmittel 10 und den richtungsabhängigen Reflektor unter Winkeln innerhalb des einen oder der mehreren vorgegebenen Winkelbereiche projiziert, während der Beobachter 17 so positioniert ist, daß er die Modulationsmittel außerhalb des einen oder der mehreren vorgegebenen Winkelbereiche betrachtet. Wenn sich somit die Modulationsmittel in der ersten (Streu)-Betriebsart befinden, wird das von den Modulationsmitteln 10 reflektierte Bild durch Licht von dem richtungsabhängigen Reflektor verbessert, das durch die Modulationsmittel 10 in Richtung auf den Beobachter gestreut werden kann, während in der zweiten (transparenten) Betriebsart der Modulationsmittel 10 auf den richtungsabhängigen Reflektor auftreffendes Licht entweder absorbiert oder vom Beobachter 17 fort reflektiert wird. Ein Typ eines richtungsabhängigen Reflektors ist in US-A-4,726,662 (Cromack) offenbart. Ein anderer Typ eines richtungsabhängigen Reflektors ist in Fig. 3a dargestellt. Der Reflektor 21 besteht aus einer Platte aus Kunststoffmaterial 22, in deren eine Seite eine Reihe von gleichmäßigen parallelen Prismen eingeprägt ist, und aus einer absorbierenden Schicht 23, die sich auf der anderen Seite der prismatischen Platte 22 und von dieser getrennt erstreckt. Auf der geprägten Seite der prismatischen Platte ist jede zweite Stirnfläche mit einer reflektierenden Schicht 24a und einer absorbierenden Schicht 24b beschichtet. Wie die dargestellten Lichtstrahlen und das Polardiagramm des Reflexionsvermögens (Achse 23' zeigt die Oberfläche 23 an) zeigen, wird auf den Reflektor 21 innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs auftreffendes Licht reflektiert, während außerhalb des vorgegebenen Bereiches auftreffendes Licht absorbiert wird.
Fig. 1 zeigt ferner einen Anti-Reflexionsfilm 25 vor den Modulationsmitteln, um die Reflexion von auf die Vorderflächen der Modulationsmittel 10 auftreffendem Umgebungslicht zu vermindern. Somit wird das blitzende Bild maximal auf das Auge des Beobachters 17 gerichtet, wenn sich die Modulationsmittel 10 in der ersten Betriebsart befinden, während jegliches Umgebungslicht während der Intervalle zwischen den Blitzen geschwächt wird. Demzufolge wird der Kontrast zwischen dem projizierten Bild, d.h. dem erforderlichen visuellen Signal, und dem durch gestreutes Umgebungslicht von einer zweiten Lichtquelle erzeugten Rauschen verbessert.
Somit kann ein projiziertes Bild mit demselben Kontrast wie beim Stand der Technik projizierte Bilder durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Lichtquelle mit niedrigerer Durchschnittsleistung erzeugt werden, oder statt dessen kann ein projiziertes Bild mit besserem Kontrast erzeugt werden, wenn eine Lichtquelle mit derselben Durchschnittsleistung verwendet wird.
Fig. 1 zeigt ferner schematisch die elektrische Schaltung, die bei dem Verfahren verwendet wird. Von einer Quelle 26 erzeugte Wellenformen, die von Mitteln 28 wahlweise modifiziert werden, steuern einen Impulsgenerator 30. Die Quelle 26 könnte eine 50 Hz-Wechselstrom-Netzversorgung oder Bildsynchronisationsimpulse eines Fernsehsystems, z.B. einer LCD-Anzeige bei 2 sein, wobei die erzeugten Wellenformen durch Mittel 28 modifiziert werden, z.B. einen Doppelweg-Gleichrichter und eine Vergleichsschaltung. Statt dessen könnte die Quelle 26 ein Fotodetektor sein, der das pulsierende Umgebungslicht mißt, wobei der Fotodetektor mit dem Eingang der Mittel 28 verbunden ist, z.B. einer Vergleichsschaltung, die die Lampe 4 und die Modulationsmittel 10 auslöst, wenn das Umgebungslicht eine minimale Intensität hat.
Die Quelle 26 und der Impulsgenerator 30 sind für die Schaltung zur Speisung der Lampe 4 und die Schaltung zum Schalten der Modulationsmittel 10 gemeinsam und synchronisieren das Blitzen der Lampe 4 und das Schalten der Modulationsmittel 10. Die Schaltung für die Lampe 4 enthält ferner eine Impulsverzögerungs- Einheit 32 und die Blitzlampen-Ansteuer-Elektronik 34, z.B. eine übliche Ansteuer-Einheit für eine Stroboskop-Lampe. Die Schaltung zum Schalten der Modulationsmittel enthält ferner eine Impulsverzögerungs-Einheit 36, einen Ansteuer-Wellenform-Generator 38 (z.B. einen Zufalls-Wellenform-Generator, der von Wavetech Ltd. hergestellt wird) und einen Verstärker 40, um der Platte 12 eine Potentialdifferenz über die Elektroden 14, 16 zuzuführen. Die Impuls-Verzögerungs-Einheiten 32, 36 beeinflussen so die zugeführten Impulse zum Blitzen der Lampe 4 und zum Schalten der Modulationsmittel 10, so daß eine niedrige oder Null-Potential- Differenz zugeführt wird, um die Modulationsmittel 10 in die erste transluzente Betriebsart zu schalten, wenn Strom zugeführt wird, um die Lampe 4 zu blitzen, und eine Potential-Differenz von z.B. 60 Volt Mittelwert wird zugeführt, so daß die Modulationsmittel 10 in die zweite transparente Betriebsart schalten können, wenn der Lampe 4 kein Strom zugeführt wird.
Die Verwendung eines Fotodetektors als Quelle 26 ermöglicht eine weitere Verbesserung des Kontrasts zwischen dem Bild und dem von dem Umgebungslicht erzeugten Rauschen. Der Fotodetektor mißt das Umgebungslicht, z.B. von einer Leuchtstoffröhre oder einer Entladungslampe und ist in der Lage, Zeiten festzustellen, in denen der Lichtausgang der Leuchtstoffröhre minimal ist. Diese Information wird einer Vergleichsschaltung 28 zugeführt, die bewirkt, daß der Impuls-Generator 30 Impulse erzeugt, so daß die Modulationsmittel 10 sich in der ersten Betriebsart befinden, z.B. als Schirm wirksam sind, wenn der Lichtausgang der Leuchtstoffröhre minimal ist. Demzufolge wird das von den Modulationsmitteln reflektierte Umgebungslicht weiter geschwächt.
Man kann sich ferner vorstellen, daß eine Verbesserung im Kontrast des projizierten Bildes gemäß der vorliegenden Erfindung erzeuge werden kann, indem der Betrieb der Modulationsmittel 10 zwischen der ersten und zweiten Betriebsart mit einer Änderung der Intensität des Umgebungslichts allein synchronisiert wird, so daß mehr Ungebungslicht vorhanden ist, wenn die Modulationsmittel sich in der zweiten Betriebsart befinden, als wenn sich die Modulationsmittel in der ersten Betriebsart befinden. Eine solche Änderung der Intensität ist von Natur aus vorhanden, wenn die Quelle des Umgebungslichtes eine Leuchtstofflampe oder eine Entladungslampe ist, die vom Wechselstromnetz gespeist wird. Wenn jedoch das Umgebungslicht kontinuierlich ist, z.B. Tageslicht durch ein Fenster, kann das Fenster aus NCAP oder gefärbtem NCAP hergestellt werden, das geschaltet wird, um ein Minimum an Umgebungslicht zu erzeugen.
Das hier beschriebene Verfahren kann auch mit Modulationsmitteln verwendet werden, die andere Durchlässigkeitseigenschaften in der ersten und zweiten Betriebsart haben. Das wesentliche Merkmal für dieses Verfahren besteht darin, daß die Modulationsmittel als reflektierender Schirm in der ersten Betriebsart wirksam sind und weniger Licht in der zweiten Betriebsart als in der ersten Betriebsart reflektieren. Demzufolge ist das erforderliche visuelle Signal, das von den Modulationsmitteln in der ersten Betriebsart reflektierte und vom Beobachter betrachtete Bild, die integrale Wirkung von blitzenden Bildern, die maximal auf das Auge des Beobachters gerichtet werden, während jegliches Umgebungslicht, das entweder auf die Vorderseite oder die Rückseite der Modulationsmittel auftrifft, während der Intervalle zwischen den Blitzen geschwächt wird, wenn sich die Modulationsmittel in der zweiten Betriebsart befinden.
Eine zweite Ausführungsform, die ein zweites Verfahren zur Verbesserung des Kontrastes zwischen einem auf einen Schirm projizierten Bild und dem durch Umgebungslicht verursachten Rauschen zeigt, ist in Fig. 4 veranschaulicht. Die verwendete Vorrichtung ist ähnlich wie die bei dem ersten Verfahren verwendete Vorrichtung, und demzufolge sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Das zweite Verfahren unterscheidet sich vom ersten Verfahren dadurch, daß es für die Verwendung in einem Rück-Projektionssystem vorgesehen ist. Licht zur Bildung eines Bildes wird auf eine Ebene P&sub2; fokussiert, in der Lichtmodulationsmittel 50 vorgesehen sind. Die Modulationsmittel 50 liefern eine definierte Oberfläche und umfassen eine Kombination aus gefärbtem NCAP-Material mit einer transluzenten Platte und werden zwischen einem ersten und einer zweiten Betriebsart betrieben. In der ersten Betriebsart sind die Modulationsmittel 50 transluzent und bilden einen streuenden Schirm, von dem Licht nach vorn gestreut wird, um ein Bild zu erzeugen, das von einem Beobachter (bei 51 angedeutet) auf der anderen Seite der Modulationsmittel 50 betrachtet werden kann. In der zweiten Betriebsart sind die Modulationsmittel 50 lichtundurchlässig und absorbierend, und demzufolge wird darauf auftreffendes Licht nicht nach vorn gestreut oder zum Beobachter 51 reflektiert. Somit werden wie bei dem ersten Verfahren die blitzenden Bilder maximal auf das Auge des Beobachters gerichtet, d.h. wenn sich die Modulationsmittel in der ersten Betriebsart befinden, während jegliches Umgebungslicht während der Intervalle zwischen den Blitzen nicht zum Beobachter 51 gestreut wird. Demzufolge wird der Kontrast zwischen dem projizierten Bild, d.h. dem erforderlichen visuellen Signal und dem von dem gestreuten Umgebungslicht erzeugten Rauschen verbessert. Ein Anti-Reflexions- Film 52 vor den Modulationsmitteln 50 vermindert die Reflexion von auf die Vorderflächen der Modulationsmittel 50 auftreffendem Umgebungslicht.
Wie bei dem ersten Verfahren wird erwartet, daß eine Verbesserung im Kontrast eines projizierten Bildes dadurch erzeugt werden kann, daß der Betrieb der Modulationsmittel mit einer Änderung in der Intensität des von einer zweiten Lichtquelle allein erzeugten Umgebungslichts synchronisiert wird, oder zusätzlich zu einer Veränderung der Intensität des Lichts von dem Projektor.
Statt dessen sind bei einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) die Modulationsmittel in der ersten Betriebsart transparent und lichtundurchlässig und absorbierend in der zweiten Betriebsart. Eine Anordnung aus einer Fresnel-Linse und einem linsenförmigen Schirm (allgemein verwendet bei bekannten Rück- Projektions-Systemen) ist zwischen dem Projektor und den Modulationsmitteln vorgesehen. Die Kombination der Modulationsmittel und der Anordnung verteilt darauf auftreffendes Licht, wenn die Modulationsmittel sich in der ersten Betriebsart befinden und verhindert die Verteilung von Licht davon, wenn sich die Modulationsmittel in der zweiten Betriebsart befinden.
Ein drittes Verfahren zur Verbesserung des Kontrastes zwischen einem auf einen Schirm projizierten Bild und dem von Umgebungslicht erzeugten Rauschen wird durch eine in Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Dieses Verfahren verwendet eine Vorrichtung, die ähnlich wie die Vorrichtung in Fig. 1 und 2 ist, und demzufolge sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Das dritte Verfahren ist für die Verwendung in einem System mit Projektion von vorn bestimmt. Licht zur Bildung eines Bildes wird auf eine Ebene P&sub3; fokussiert, in der sich ein reflektierender Schirm 60 befindet, der aus einem transluzenten Material oder aus einem lichtundurchlässigen und reflektrierenden Material besteht, z.B. aus Aluminiumfarbe, Glasperlen oder Linsen. Der reflektierende Schirm 60 bildet die definierte Oberfläche. Mittel 61 zur Modulation von Licht sind zwischen dem Projektor 3 und dem Schirm 60 vorgesehen. Die Modulationsmittel wirken als elektrooptischer Verschluß und sind zwischen einer ersten Betriebsart, in der sie transparent sind, und einer zweiten Betriebsart, in der sie absorbieren, d.h. nicht-transparent sind, zu betreiben. In der ersten Betriebsart erlauben die Modulationsmittel 61, daß Licht von der Blitzlampe 4 auf den reflektierenden Schirm auftrifft und ein Bild erzeugen, das durch einen Beobachter (mit 62 angedeutet) vor den Modulationsmitteln 61 betrachtet werden kann. In der zweiten ZBetriebsart sind die Modulationsmittel absorbierend und verhindern so, daß Umgebungslicht auf die Vorderfläche der Modulationsmittel 61 fällt und zum Beobachter 62 reflektiert wird, während sie auch verhindern, daß Umgebungslicht, das die rückseitige Fläche der Modulationsmittel 61 erreicht, nach vorne zum Beobachter 62 ausgesendet wird. Somit wird die Wirkung von auf die definierte Oberfläche der Modulationsmittel auftreffenden Lichtes vermindert.
Wie in Fig. 6 dargestellt ist, umfassen die Modulationsmittel eine Platte 63 aus Kunststoffmaterial, das eingekapselte Mikrotröpfchen aus einem nematischen Flüssigkristallmaterial einschließlich einer aufgelösten dichroitischen Farbe (gefärbtes NCAP, das u.a. von Talliq Corporation, Sunnyvale, California, USA, hergestellt wird), enthält. Ein solches Material geht vom absorbierenden zum transparenten Zustand über, wenn zwischen den beiden transparenten Elektroden 14 und 16 eine Potentialdifferenz angelegt wird.
Fig. 5 zeigt ferner einen Anti-Reflexions-Film 25 vor den Modulationsmitteln 61, um die Reflexion von Umgebungslicht zu vermindern, das auf die Vorderflächen der Modulationsmittel 61 auftrifft, und eine lichtundurchlässige Schicht 64 aus einem Material, das Umgebungslicht daran hindert, auf die hintere Fläche des Schirms 60 aufzutreffen. Geeignete Materialien für eine solche Schicht 64 sind ein vorderseitig versilbertes Material und ein absorbierendes schwarzes Material. Somit verbessert - wie das erste und zweite Verfahren - dieses dritte Verfahren den Kontrast zwischen dem projizierten Bild, d.h. dem erforderlichen visuellen Signal, und dem vom Umgebungslicht erzeugten Rauschen.
Bei einer Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 5 und 6 wird ein reflektierender Schirm verwendet, der sechs dichroitische Schichten besitzt, die cholesterisches Flüssigkristallmaterial in der Form von Flüssigkristall-Polymerschichten oder gedruckten Schichten aus emulgierten oder dispersierten cholesterischen Tröpfchen enthalten. Wegen der Eigenschaften des cholesterischen Materials können die Schichten des reflektierenden Schirms so ausgebildet werden, daß sie Licht mit Wellenlängen in schmalen spektralen Bändern im roten, grünen und blauen Teil des Spektrums reflektieren. (Für jedes benötigte Spektralband werden zwei Schichten mit gegensinnigem Pitch verwendet, so daß sowohl eine linksdrehende als auch eine rechtsdrehende Kreispolarisation reflektiert wird). Wenn somit Umgebungslicht, z.B. Tageslicht oder normales Kunstlicht, das eine breite spektrale Verteilung hat, auf den Schirm auftrifft, wird der Haupt-Teil der mitgeführten Energie nicht reflektiert, sondern von dem Schirm durchgelassen. Nur ein verhältnismäßig kleiner Teil des Umgebungslichtes wird reflektiert. Ein solcher Schirm wird in Verbindung mit einem Projektor mit Lichtquellen verwendet, die Licht mit Wellenlängen in den schmalen spektralen Bändern aussenden, das von dem Schirm reflektiert wird. Da die Helligkeit des projizierten Bildes von dem Projektor gesteuert werden kann, während die Wirkung von Umgebungslicht vermindert wird, verbessert die Verwendung dieses Schirms den Kontrast zwischen dem projizierten Bild und dem Umgebungslicht weiter.
Wie bei dem ersten und zweiten Verfahren ist es denkbar, daß eine Verbesserung des Kontrastes eines projizierten Bildes auch durch Synchronisation des Betriebs der Modulationsmittel mit einer Intensitätsänderung des von einer zweiten Lichtquelle allein erzeugten Umgebungslichts, oder zusätzlich zu einer Änderung der Intensität des Lichtes von einem Projektor erzielt werden kann.
Bei einer weiteren Abwandlung dieses Verfahrens werden die Modulationsmittel in Form einer vom Beobachter getragenen Brille oder Schutzbrille vorgesehen.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung verwenden eine einzelne Lichtquelle, um ein Bild auf einzelne Modulationsmittel zu projizieren. Zur Erleichterung der Herstellung oder des Betriebes könnten die Modulationsmittel als Platte aus NCAP-Material mit einer Vielzahl von Elektroden auf beiden Seiten hergestellt werden, wahlweise jede mit ihrer eigenen elektronischen Ansteuer-Schaltung.
Die Auflösung des erzeugten Bildes kann durch Verwendung einer Vielzahl von Projektoren erhöht werden, um eine Vielzahl von verschachtelten oder benachbarten und aneinander angrenzenden Bildern mit angepaßter Durchschnitts-Helligkeit auf den Modulationsmitteln zu bilden. Fig. 7 zeigt ein Quellenbild 70, das in Abschnitte unterteilt worden ist, um als Bild durch eine Gruppe von MxN, in diesem Fall 4 x 3 Projektoren, projiziert zu werden. Jeder Projektor projiziert einen entsprechenden Abschnitt des Quellenbildes auf die Modulationsmittel, um ein Bild zu erzeugen. Das erzeugte zusammengesetzte Bild 72 ist eine Matrix von Bildern ohne Zwischenräume.
Eine erste Abwandlung der zuvor beschriebenen Verfahren verwendet eine solche Gruppe von Projektoren, um ein zusammengesetztes Bild zu erzeugen. Dieses wird auf Modulationsmitteln erzeugt, die zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsart geschaltet werden können, um einen Schirm in der ersten Betriebsart zu bewirken. Die Lichtquellen der Projektoren werden gleichzeitig und synchron mit dem Schalten der Modulationsmittel aufgeblitzt, so daß Bilder projiziert werden, wenn die Modulationsmittel sich in oer ersten Betriebsart befinden.
Bei einer zweiten Abwandlung, die in Fig. 8 dargestellt ist, wird ein Quellenbild 76 in Abschnitte 76aa, 76ab, ... 76mn aufgeteilt, um für die Erzeugung eines Bildes durch eine Gruppe von MxN-Projektoren projiziert zu werden. Der Schirm 78, auf den das Bild projiziert werden soll, wird als Gruppe von MxN-Modulationsmitteln 78aa, 78ab, ... 78mn gebildet. Jedes Modulationsmittel (allgemein mit 78xy bezeichnet) wird einem entsprechenden Projektor und einer Blitzlichtquelle so zugeordnet, daß die Modulationsmittel 78xy sich in der ersten Betriebsart befinden, um einen Schirm zu bilden, wenn die Lichtquelle des entsprechenden Projektors eingeschaltet ist, wobei ein Bild projiziert wird.
Die Modulationsmittel 78xy können unabhängig voneinander geschaltet werden. Auf diese Weise können die Durchlaßeigenschaften eines bestimmten Modulationsmittels eingestellt werden, um die Luminanz des von dem entsprechenden Projektor erzeugten Bildes anzupassen. Statt dessen oder zusätzlich dazu können die Modulationsmittel 78xy sequentiell mit dem Blitzen der Lichtquelle des entsprechenden Projektors geschaltet werden. Dies vermindert Flackern und verteilt den Leistungsbedarf der Blitze gleichmäßig über der Zeit.
Fig. 8 zeigt ein Modulationsmittel 78xy für jeden Abschnitt des Quellenbildes 76. Statt dessen kann der Schirm, auf den das Bild projiziert werden soll, eine Vielzahl von Modulationsmitteln umfassen, die ausgerichtet sind, um Reihen oder Spalten auf dem Schirm zu bilden.
Fig. 9 zeigt eine weitere Abwandlung der Verfahren, die verwendet werden kann, um ein abgetastetes zwei- oder dreidimensionales moduliertes Lichtmuster zu projizieren, das von einer Lichtquelle stammt und durch eine Matrix von Pixeln dargestellt wird, um ein projiziertes Muster oder Bild zu bilden. Ein solches Muster kann unter Verwendung eines abgetasteten Lasers, eines Farb-Video-Projektors oder einer auf einem Video-Projektor (nicht dargestellt) beruhenden Kathodenstrahlröhre (CRT) erzeugt werden. Bei einer auf einem Video-Projektor beruhenden Kathodenstrahlröhre (z.B. einer Farb-Kathodenstrahlröhre vom Strahl-Index-Typ) wird beispielsweise ein Elektronenstrahl schnell bewegt, um ein Raster zu bilden (eine große Anzahl von abgetasteten parallelen Zeilen auf einer Anzeige-Stirnfläche). Die Anzeige-Stirnfläche ist mit einem oder mehreren Leuchtstoffen bedeckt, die erregt werden, um Licht durch den Elektronenstrahl auszusenden. Das Lichtmuster, das durch eine Matrix von Pixeln dargestellt werden kann, wird auf eine definierte Fläche projiziert, die durch ein Modulationsmittel 80 gebildet wird.
Wie in Fig. 10 dargestellt ist, umfassen die Modulationsmittel 80 eine Platte 82 aus NCAP-Material, das vom transluzenten in den transparenten Zustand übergeht, wenn an sie eine Potentialdifferenz angelegt wird. Eine Seite der NCAP-Platte besteht aus einer Vielzahl von horizontalen Streifenelektroden 86 aus Indium- Zinnoxid. Demzufolge werden die Modulationsmittel 80 in eine Vielzahl von horizontalen streifenförmigen Modulationsmitteln 88 unterteilt, von denen jedes einer Vielzahl von Pixeln zugeordnet ist, die zwischen einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart unabhängig voneinander betrieben werden können.
Der Betrieb der streifenförmigen Modulationsmittel 88 und die Bewegung der Rasterabtastung, die bewirkt, daß jedes Pixel auf der Anzeige-Stirnfläche des Projektors als Blitzlichtquelle wirkt, werden synchronisiert. Die Anordnung ist so, daß a) ein entsprechendes Modulationsmittel 88 sich in der ersten Betriebsart befindet, wenn seine zugeordnete Vielzahl von Pixeln abgetastet wird, und b) eine entsprechende Vielzahl von Pixeln nicht abgetastet wird, wenn deren zugeordnete Modulationsmittel 88 sich in der zweiten Betriebsart befinden.
Wenn ein Pixel Licht aussendet, wird dieses projiziert und trifft auf ein bestimmtes streifenförmiges Modulationsmittel 88 auf, das sich in der ersten Betriebsart befindet, d.h. transluzent ist, um einen reflektierenden Schirm zu bilden. Das Schalten jedes streifenförmigen Modulationsmittels 88 wird durch eine entsprechende Ansteuer-Elektronik 90 bewirkt, die an die entsprechenden streifenförmigen Elektroden 86 angeschlossen ist. Diese wird durch einen Ansteuer-Wellenform-Generator und Selektor 92 gesteuert, dem als Eingang ein Synchronisationssignal 94 von dem Laser oder dem CRT-Projektor (z.B. über eine Infrarot-Verbindung) und wahlweise eine Größen/Abstands-Steuerung 95 zugeführt wird, die in Abhängigkeit von der Trennung der Modulationsmittel 80 von dem Projektor verändert werden kann. Die Größen/Abstands-Steuerung 95 kann eine manuelle oder eine automatische Steuerung sein, bei der ein Ultraschall- oder Infrarot-Entfernungsmesser verwendet wird, der das Timing des Schaltens von verschiedenen Modulationsmitteln 88 einstellt, um unterschiedliche Bildgrößen, die von unterschiedlichen Trennungen der Modulationsmittel 80 vom Projektor erhalten werden, zu kompensieren. Statt dessen hat der Projektor eine Zoom-Einrichtung, so daß dieselbe Bildgröße bei unterschiedlichen Trennungen erhalten werden kann. Es kann auch eine Infrarot-Verbindung verwendet werden, um ein Audiosignal vom Projektor zu Lautsprechern am Schirm zu befördern.
Wenigstens eine Mehrheit jener streifenförmigen Modulationsmittel 88, auf die Licht von dem CRT-Projektor nicht auftritt, ist in der zweiten Betriebsart, und somit transparent. Demzufolge kann von jenen streifenförmigen Modulationsmitteln 88 kein Licht zu einem Beobachter auf derselben Seite der Modulationsmittel 80 wie der Projektor (d.h. Vorderseiten-Projektion) reflektiert werden. Wie bei der zuvor beschreibenen Ausführungsform 1 absorbiert bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Materialschicht hinter den Modulationsmitteln 80, Umgebungslicht, das auf die Vorderfläche der Modulationsmittel 80 auftrifft und verhindert auch, daß Umgebungslicht hinter den Modulationsmitteln, von dem Beobachter durch jene streifenförmigen Modulationsmittel betrachtet werden kann, die transparent sind. Auf diese Weise ist die Mehrzahl der Bereiche der Modulationsmittel 80, die nicht durch Licht von dem CRT-Projektor benutzt werden, nicht wirksam, um irgendwelches Licht zurück zum Beobachter zu reflektieren. Somit wird das von dem Umgebungslicht erzeugte Rauschen vermindert, und der Kontrast zwischen dem benötigten visuellen Signal, d.h. dem projizierten Bild, und diesem Rauschen wird verbessert.
Diese Abwandlung wurde in bezug auf Modulationsmittel beschrieben, die ähnlich denen der Ausführungsform 1 sind. Es ist ersichtlich, daß diese Abwandlung auch bei den anderen zuvor beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden kann.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist ferner vorteilhaft für die Erzeugung anderer visueller Signale als projizierte Bilder, was nachfolgend beschrieben wird.
Das zweite Verfahren kann zur Erzeugung eines erforderlichen visuellen Signals in Form des Erscheinens einer transparenten oder transluzenten Sache auf einer Schicht verwendet werden, z.B. Informationen auf einer von hinten beleuchteten Reklametafel einer LCD oder eines Straßenschildes, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Die Vorrichtung ist ähnlich wie die von Fig. 4, und demzufolge sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Information wird auf der definierten Oberfläche des Schirms geliefert. Bei der ersten Betriebsart erlauben die Modulationsmittel 50, daß Licht von der Blitzlampe 4, das durch eine transluzente Schicht 102 diffus gemacht wird, auf den Schirm 100 auftrifft, um die Information zu beleuchten. In der zweiten Betriebsart absorbieren die Modulationsmittel und verhindern so, daß auf die Vorder- und Rückseite der Modulationsmittel auftreffendes Licht jeweils zum Beobachter reflektiert und übertragen wird. Somit wird der Kontrast zwischen der beleuchteten Information, d.h. dem erforderlichen visuellen Signal, und dem von irgendwelchem Umgebungslicht erzeugten Rauschen verbessert.
Eine gleiche Wirkung kann auch unter Verwendung des dritten Verfahrens zur Beleuchtung eines Schirms von der Vorderseite erzeugt werden, insbesondere in einem Fall, der eine Änderung der Farbe des beleuchtenden Lichts erfordert.
Eine verwandte Anwendung für die Ausführungsform 1 ist die Herstellung eines visuellen Signals, das ein Bild umfaßt, das auf eine gedruckte Information, z.B. eine Landkarte, projiziert wird. Gegenwärtig wird die Produktion eines solchen Signals durch das jeweilige Reflexionsvermögen der verwendeten Farben und des Materials, auf das die Farben aufgedruckt werden, beeinflußt. Das Verfahren der Erfindung liefert ein Modulationsmittel mit einer ersten Betriebsart, die entweder transluzent oder lichtundurchlässig und reflektierend ist, und mit einer zweiten Betriebsart, die transparent ist. Dies wird auf ein undurchlässiges Material gelegt, das die erforderliche gedruckte Information trägt.
Das Verfahren ist schematisch in Fig. 12 dargestellt. Fig. 12a zeigt die Modulationsmittel 106 in der ersten Betriebsart, in der sie als Schirm wirken, um eine definierte Oberfläche zu erzeugen, auf die ein Bild 107 projiziert wird. Fig. 12b zeigt die Modulationsmittel in der zweiten Betriebsart, in der sie transparent sind, und demzufolge ist die gedruckte Sache 108 auf dem lichtundurchlässigen Material 109 für den Beobachter sichtbar. Da die Modulationsmittel 108 zwischen der ersten und zweiten Betriebsart umgeschaltet werden, können das projizierte Bild 107 und die gedruckte Sache in gleichem Maße sichtbar sein, und so besteht das vom Beobachter gesehene resultierende Bild in der in Fig. 12c dargestellten Kombination. Das Reflexionsvermögen des lichtundurchlässigen Schirms und der gedruckten Sache 108 beeinflußt nicht das Erscheinen des projizierten Bildes 107, da dieses nicht unmittelbar auf den lichtundurchlässigen Schirm 109 projiziert wird, sondern auf den Schirm der Modulationsmittel in der ersten Betriebsart.
Eine andere Anwendung der Erfindung kann allgemein unter dem Konzept von "Einweg-Fenstern" in Betracht gezogen werden.
Das Konzept ist schematisch in Fig. 13 dargestellt. Eine Trennwand 110 zwischen einem ersten Abschnitt 112 und einem zweiten Abschnitt 114 umfaßt wenigstens teilweise Modulationsmittel 116. Die Modultionsmittel 116 bestehen aus NCAP-Material und sind zwischen einer transparenten Betriebsart und einer nicht-transparenten, z.B. transluzenten Betriebsart, umschaltbar. Eine erste Lichtquelle 117 im ersten Abschnitt 112 beleuchtet den ersten Abschnitt, und eine zweite Lichtquelle 118 im zweiten Abschnitt 114 blitzt mit einer Frequenz, die ausreichend hoch ist, um Flackern zu beseitigen.
Der Betrieb der Modulationsmittel 116 ist mit dem Blitzen der zweiten Quelle 118 so synchronisiert, daß die zweite Quelle 18 ausgeschaltet ist, wenn die Modulationsmittel sich in der transparenten Betriebsart befinden, und daß sie eingeschaltet ist, wenn die Modulationsmittel sich in der nicht-transparenten Betriebsart befinden. Demzufolge ist ein Beobachter 120 im zweiten Abschnitt 114 in der Lage, das Erscheinen des ersten Abschnitts 112 zu betrachten, wenn die Modulationsmittel transparent sind, während er sich in der beleuchteten Umgebung des zweiten Abschnittes 114 befindet. Eine Person 122 in dem ersten Abschnitt sieht jedoch ein transluzentes, d.h. mattes Fenster, wenn sich die Modulationsmittel 116 in der nicht-transparenten Betriebsart befinden und die zweite Quelle 118 eingeschaltet ist, jedoch sieht sie Dunkelheit, wenn die Modulationsmittel 116 sich in der transparenten Betriebsart befinden. Demzufolge ist der integrale, von der Person 122 gesehene Effekt, ein mattes Fenster.
Die Wirkung eines solchen Einweg-Fensters kann verbessert werden, wenn ein halb-durchlässiger Spiegel zusätzlich zu den Modulationsmitteln vorgesehen wird. Statt dessen oder zusätzlich können die Modulationsmittel in der nicht-transparenten Betriebsart absorbierend sein. Die Kombination einer gefärbten NCAP-Platte und einer normalen NCAP-Platte kann verwendet werden - wobei die beiden Platten gleichzeitig transparent sind.
Ein solches Einweg-Fenster kann in zahlreichen Bereichen verwendet werden. Ein Bereich ist der Sicherheitsbereich, wenn ein Sicherheitswächter einen Raum einsehen möchte, ohne selbst beobachtet zu werden. Ein anderer Bereich ist bei Motorfahrzeugen in der Nacht gegeben, wenn die Passagiere ausreichendes Licht zum Sehen haben nöchten, der Fahrer aber in der Lage sein möchte, durch einen verdunkelten Passagierbereich hindurchzusehen, um so aus dem Rückfenster sehen zu können - die Modulationsmittel würden lichtundurchlässig sein und in der nicht-transparenten Betriebsart absorbieren sowie zwischen dem Fahrer und dem Passagierbereich angeordnet werden. In gleicher Weise würden solche in den Außenfenstern angeordnete Modulationsmittel bei einem Blitzlicht im Motorfahrzeug verhindern, daß Licht aus dem Inneren des Motorfahrzeugs Fahrer von anderen Motorfahrzeugen ablenkt.
Eine andere Variation dieses Konzepts ist in Fig. 14 dargestellt. Ein Korridor 130 wird durch eine erste Trennwand 132a und eine zweite Trennwand 132b gebildet, von denen jede wenigstens teilweise entsprechende Modulationsmittel 134a, 134b aufweist. Die entsprechenden Abschnitte 136a, 136b auf der anderen Seite der Trennwände 132a, 132b werden jeweils mit einer Lichtquelle 138a, 138b beleuchtet, die mit einer ausreichend hohen frequenz blitzen, um Flackern zu beseitigen. Beide Modulationsmittel 134a, 134b sind zwischen einer transparenten Betriebsart und einer nicht-transparenten Betriebsart zu betreiben.
Das Umschalten der beiden Modulationsmittel 134a, 134b wird mit dem Blitzen der entsprechenden Lichtquelle 138a, 138b so synchronisiert, daß das Licht eingeschaltet ist, wenn die Modulationsmittel 134a, 134b transparent sind, und daß das Licht ausgeschaltet ist, wenn die Modulationsmittel nicht-transparent sind. Demzufolge erscheint jeder Abschnitt 136a, 136b kontinuierlich beleuchtet. Das Blitzen der Lichtquellen 138a, 138b ist jedoch in Antiphase zueinander, so daß die Modulationsmittel 134a der ersten Trennwand 132a nicht-transparent sind, wenn die Modulationsmittel 134b der zweiten Trennwand 132b transparent sind, und umgekehrt. Somit ist ein Beobachter 140, z.B. eine Kinderschwester, im Korridor 130 in der Lage, das Erscheinungsbild der beiden Abschnitte 136a, 136b vom Korridor aus zu beobachten. Die Privatsphäre von Leuten in den beiden Abschnitten 136a, 136b voneinander bleibt jedoch gewahrt, da die beiden Modulationsmittel 134a, 134b nicht gleichzeitig transparent sind.
Die Erfindung deckt einen weiten Bereich von Verfahren und Konzepten ab. Andere Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann ersichtlich.
Insbesondere ist in Betracht zu ziehen, daß die drei beschriebenen Verfahren zur Verbesserung des Kontrastes zwischen einem auf eine definierte Oberfläche wie z.B. einen Schirm projizierten Bild und dem von Umgebungslicht erzeugten Rauschen, das von der definierten Oberfläche gestreut wird, modifiziert werden können, um ein dreidimensionales Bild, z.B. ein Hologramm, in einem definierten Bereich zu erzeugen.

Claims

1. System zur Anzeige eines Bildes oder eines Objekts bei Vorhandensein von Umgebungslicht, umfassend:

eine Lichtquelle zur Erzeugung des Bildes oder zur Beleuchtung des Objekts, wobei die Intensität der Lichtquelle im Betrieb mit einer Rate schwankt, die gleich oder größer ist als die kritische Verschmelzungsfrequenz für einen Beobachter des Bildes oder des Objekts, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner umfaßt:

Lichtmodulationsmittel zur Verminderung der Wirkung, die das Umgebungslicht sonst auf den scheinbaren visuellen Kontrast des Bildes oder des Objektes bei Betrachtung durch den Beobachter haben würde, wobei die Lichtmodulationsmittel einen ersten und einen zweiten Zustand haben, Mittel zur Steuerung der Lichtmodulationsmittel zwischen dem ersten und zweiten Zustand synchron mit den Intensitätsschwankungen der Lichtquelle derart, daß sich die Lichtmodulationsmittel im ersten Zustand zu Zeiten befinden, in denen die Intensität der Lichtquelle vergleichsweise hoch ist, und daß sie sich im zweiten Zustand zu Zeiten befinden, in denen die Intensität der Lichtquelle vergleichsweise niedrig ist, wobei die Lichtmodulationsmittel so ausgebildet sind, daß sie erlauben, daß weniger auf das Bild oder das Objekt auftreffendes Umgebungslicht den Beobachter im zweiten Zustand als im ersten erreicht.

2. System zur Anzeige eines Bildes oder eines Objekts bei Vorhandensein von Umgebungslicht, wobei die Intensität des Lichts im Betrieb mit einer Rate schwankt, die gleich oder größer als die kritische Verschmelzungsfrequenz für einen Beobachter des Bildes oder des Objekts ist, umfassend:

eine Lichtquelle zur Erzeugung des Bildes oder zur Beleuchtung des Objekts, dadurch gekennzeichnet, daß das System umfaßt:

Lichtmodulationsmittel zur Verminderung der Wirkung, die das Umgebungslicht sonst auf den scheinbar visuellen Kontrast des Bildes oder des Objekts bei Betrachtung durch den Beobachter haben würde, wobei die Lichtmodulationsmittel einen ersten und einen zweiten Zustand haben, und Mittel zur Steuerung der Lichtmodulationsmittel zwischen dem ersten und zweiten Zustand synchron mit den Intensitätsschwankungen des Umgebungslichtes derart, daß zu Zeiten, in denen die Intensität des Umgebungslichts vergleichsweise niedrig ist, die Lichtmodulationsmittel sich in dem ersten Zustand befinden, und zu Zeiten, in denen die Intensität des Umgebungslichts vergleichsweise hoch ist, die Lichtmodulationsmittel sich in dem zweiten Zustand befinden, wobei die Lichtmodulationsmittel so ausgebildet sind, daß sie erlauben, daß weniger auf das Bild oder das Objekt auftreffendes Umgebungslicht den Beobachter im zweiten Zustand als im ersten erreicht.

3. System nach Anspruch 2, bei dem die Lichtquelle so ist, daß ihre Intensität auch im Betrieb schwankt.

4. System nach Anspruch 1, bei dem die Lichtquelle eine Vielzahl von Lichtquellen umfaßt, die so ausgebildet sind, daß die Intensität jeder Quelle periodisch im Betrieb schwankt und eine maximale Intensität zu einer jeweils unterschiedlichen Zeit hat.

5. System nach Anspruch 1, umfassend wenigstens eine weitere Lichtquelle und wenigstens ein weiteres Lichtmodulationsmittel, wobei wenigstens eine Lichtquelle jedem Lichtmodulationsmittel so zugeordnet ist, daß das Schalten jedes Lichtmodulationsmittels mit der Änderung der Intensität einer entsprechenden Lichtquelle oder entsprechender Lichtquellen synchronisiert ist.

6. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Lichtmodulationsmittel im ersten Zustand einen Schirm bilden, der auftreffendes Licht zerstreut.

7. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Lichtmodulationsmittel einen Schirm bilden, der auftreffendes Licht reflektiert.

8. System nach Anspruch 1 oder 2, das einen Schirm zur Verteilung von auf ihn auftreffendem Licht von einer Lichtquelle umfaßt, wobei die Lichtmodulationsmittel aus einem optischen Verschluß bestehen, der im ersten Zustand durchlässig und im zweiten Zustand nicht durchlässig ist.

9. System nach Anspruch 8, bei dem die Lichtmodulationsmittel an einer Stützbrille angebracht sind.

10. System zur Anzeige eines Subjekts für einen Beobachter, während das Subjekt an der Betrachtung des Beobachters verhindert ist, wobei das System umfaßt:

a) eine erste Lichtquelle zur Beleuchtung des Subjekts,

b) eine zweite Lichtquelle zur Beleuchtung des Beobachters, wobei die Intensität des Lichts im Betrieb mit einer Rate schwankt, die gleich oder größer als die kritische Verschmelzungsfrequenz für den Beobachter ist,

c) Lichtmodulationsmittel zwischen dem Beobachter und dem Subjekt, durch die der Beobachter das Subjekt betrachten kann, wobei die Lichtmodulationsmittel einen ersten und einen zweiten Zustand haben, und

d) Mittel zur Steuerung der Lichtmodulationsmittel zwischen dem ersten und zweiten Zustand synchron mit der Intensität von Schwankungen der zweiten Lichtquelle derart, daß sich die Lichtmodulationsmittel im ersten Zustand zu Zeiten befinden, in denen die Intensität der zweiten Lichtquelle vergleichsweise niedrig ist, und daß sie sich im zweiten Zustand zu Zeiten befinden, in denen die Intensität der zweiten Lichtquelle verhältnismäßig hoch ist, wobei die Lichtmodulationsmittel so ausgebildet sind, daß sie die Aussendung von mehr Licht im ersten Zustand als im zweiten Zustand erlauben.

11. System nach Anspruch 10, das weitere Lichtmodulationsmittel enthält, die so ausgebildet sind, daß sie in Gegenphase mit den ersten Lichtmodulationsmitteln arbeiten und den ersten Lichtmodulationsmitteln zugekehrt sind, so daß es im Betrieb nicht möglich ist, durch die beiden Modulationsmittel gleichzeitig aus der Position des Subjekts hindurchzusehen.

12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Lichtmodulationsmittel aus einer Schicht aus Flüssigkristallmaterial bestehen.