DE69226851T2

DE69226851T2 - Farbanzeigevorrichtung unter Verwendung räumlichen Modulatoren

Info

Publication number: DE69226851T2
Application number: DE69226851T
Authority: DE
Inventors: Richard A. Plano Texas 75025 Stoltz
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 1999-04-15
Anticipated expiration: 2012-12-18
Also published as: JPH05273506A; EP0547601A2; US5231388A; JP3247169B2; EP0547601B1; EP0547601A3; DE69226851D1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf Farbanzeigesysteme und insbesondere auf ein Farbanzeigesystem, wie es in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Farbbildes unter Verwendung eines solchen Systems.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Räumliche Lichtmodulatoren (SLMs; engl.: spatial light modulator) sind Vorrichtungen, die verwendet werden, um die Verteilung von Licht in einem optischen System zu steuern. SLMs sind typischerweise in Form von ein- oder zweidimensionalen Matrizen einzeln ansteuerbarer optischer Elemente aufgebaut, die die Pixel eines Bildes darstellen. Diese Elemente modifizieren entweder die Amplitude oder die Phase der Lichtverteilung innerhalb des optischen Systems.
SLMs können in verschiedene Typen unterteilt werden, zu denen elektrooptische, magnetooptische, Flüssigkristall- und verformbare Spiegelvorrichtungen gehören. Diese verschiedenen Typen kennzeichnen sich darüber hinaus dadurch, ob sie für Amplituden- oder Phasenmodulation oder beide geeignet sind.
SLMs haben sich bei vielen Arten von Anwendungen als nützlich erwiesen. Viele Anwendungen betreffen ihre Verwendung in Anzeigesystemen, bei denen ein optisches SLM-System ein Rasterabtastsystem ersetzt. Andere Anwendungen sind die optische Informationsverarbeitung und das elektrostatische Drucken. SLMs und deren Anwendungen sind in den Patenten und Patentanmeldungen, die oben in dem Abschnitt "verwandte Patente" aufgelistet sind, beschrieben, wobei diese verwandten Patente alle auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind. Die Hintergrundabschnitte dieser Referenzdruckschriften, die durch diesen Hinweis hierin mit einbezogen sind, enthalten ausführliche Erläuterungen von SLM-Anzeigesystemen und insbesondere solchen, die räumliche Lichtmodulatoren verwenden.
Zur Erzeugung von Graustufenbildern verwenden SLM-Systeme verschiedene Modulationsverfahren, z. B. das Steuern der Zeit, in der die Pixel ein- oder ausgeschaltet sind. Zum Erzeugen von Farbe werden verschiedene Lichtquellen für verschiedene Farben, typischerweise rot, blau und grün verwendet, um den SLM zu beleuchten. Für jedes Vollbild werden alle Pixel der SLM-Matrix gleichzeitig angesteuert und die Beleuchtung des SLMs läuft zyklisch durch drei Farben. Um Veränderungen bei "z54color" zu erzeugen, werden verschiedene Verfahren verwendet, z. B. das Modulieren der Zeitdauer, in der jedes Pixelelement eingeschaltet ist.
Ein anderer Ansatz zum Erzeugen von Farbe besteht darin, die Intensität der Lichtquellen zu verändern. Jedoch besteht ein Problem bei diesem Ansatz darin, daß veränderliche Quellen, wie abstimmbare Laser, teuer sind. Außerdem muß dann, wenn die Farbe bei der Quelle eingestellt werden soll, ein Mittel vorhanden sein, das sicherstellt, daß die richtige Farbe das richtige Pixel erreicht, z. B. indem jedes Pixel einzeln angesteuert wird, wenn seine Farbe erzeugt wird. Dieses erhöht jedoch die Zeit, die erforderlich ist, um ein vollständiges Bild anzuzeigen. Um ein vollständiges Bild innerhalb der Zeiteinschränkungen des menschlichen Auges zum Integrieren getrennter Pixel zu erzeugen, muß die Zeit zum Schalten zwischen den Farben sehr kurz sein.
In diesem Zusammenhang wird auf die EP-A-0 391 529 Bezug genommen. Aus dieser vorherigen Veröffentlichung ist ein optisches Anzeigesystem bekannt, das aus einem Bilderzeugungssystem und einem Anzeigeschirm besteht, wobei das Bilderzeugungssystem einen räumlichen Lichtmodulator mit einzeln und simultan steuerbaren Elementen umfaßt, die zusammen das anzuzeigende Bild erzeugen. Es sind zwei Möglichkeiten zum Verändern der Helligkeit des angezeigten Bildes offenbart, entweder die Modulation der Zeitdauer, in der jedes Pixelelement eingeschaltet ist oder die Veränderung der Intensität der Lichtquellen. Um die Farbe hinzuzufügen, werden die drei Bilderzeugungssysteme, von denen jedes für eine Grundfarbe sorgt, optisch kombiniert.
Aus der EP-A-0 139 991 ist ein optisches System zur Projektionsanzeige unter Verwendung eines räumlichen Lichtmodulators bekannt. Gemäß einer Ausführungsform liegt der räumliche Lichtmodulator in der Form einer verformbaren Spiegelvorrichtung vor, die mehrere einzelne Zellen aufweist, die ebenfalls zusammen das anzuzeigende Bild erzeugen und deren Verformung einzeln gesteuert werden kann, um einen Betrachtungsschirm zu beleuchten und das Bild darauf zu erzeugen. Die Intensität des Bildes auf dem Schirm entspricht dem Ausmaß an Verformung der entsprechenden Spiegelzelle. Es ist vorgeschlagen, Farbanzeigen durch Verwendung mehrerer verformbarer Spiegelvorrichtungen mit Farbfiltern zu erzeugen.
Aus "IBM Technical Disclosure Bulletin", Volume 22, No. 12, Mai 1980, Seiten 5575 bis 5577 ist ein Farbprojektionsanzeigesystem bekannt, das ein Siliziummikromechaniksystem verwendet. Die Möglichkeit zur Erzeugung einer Farbanzeige wird durch eine einzelne Ablenkvorrichtungsmatrix anstelle der Verwendung von drei getrennten Matrizen erreicht, wobei jede Zelle der Matrix aus drei mikromechanischen Ablenkvorrichtungen besteht. Wenn eine bestimmte Farbablenkvorrichtung abgelenkt wird, reflektiert sie farbiges Licht durch eine Linse auf einen Anzeigeschirm, wodurch zusammen mit den anderen abgelenkten Farbablenkvorrichtungen der Matrix ein vollständiges Farbbild auf dem Schirm erzeugt wird. Jedoch wird die Steuerung der Farbintensität dieses Bildes nicht erwähnt.
Da es eine große Vielzahl an Anwendungen für SLM-Anzeigesysteme gibt, besteht ein Bedarf an alternativen Verfahren zum Erzeugen der Farbe, so daß jedes System das dafür am besten geeignete Verfahren verwenden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Farbanzeigesystem zum Anzeigen eines Bildes aus einem eingehenden Datensignal, das aus Daten besteht, die das Bild in Form von Pixeln repräsentieren, wobei jedes Pixel Farbdaten aufweist, die eine Intensität jeder der drei Grundfarben repräsentieren. Das Anzeigesystem besitzt eine Reihe von Lichtquellen, wobei jeweils eine für jede Grundfarbe vorgesehen ist. Das Licht von diesen Quellen wird auf einen Satz von die Farbe steuernden SLMs gerichtet, so daß jeder die Farbe steuernde SLM Licht von einer der Quellen empfängt. Jeder die Farbe steuernde SLM besitzt eine Matrix aus Pixelelementen, die gleichzeitig entsprechend einer gewünschten Farbintensität ein- oder ausgeschaltet werden können. Das Licht von jedem der die Farbe steuernden SLMs wird entlang einem Pfad auf einen Ansteuerungs-SLM linearisiert und bei der bevorzugten Ausführungsform zu einem einzigen Strahl gemischten Farblichts, der auf den Ansteuerungs-SLM gerichtet ist, kombiniert. Der Ansteuerungs-SLM empfängt den linearisierten Lichtstrahl und reflektiert Licht zu einer lichtempfindlichen Fläche. Der Ansteuerungs-SLM besitzt eine Matrix aus einzeln ansteuerbaren Pixelelementen, so daß nur eines oder mehrere Pixel, die der durch die die Farbe steuernden SLMs erzeugten Farbe zugeordnet sind, zur lichtempfindlichen Fläche reflektiert wird.
Ein technischer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie eine Alternative zu SLM-Modulationsverfahren zum Erzeugen von Farbbildern bereitstellt. Statt des Einstellens der Farbe jedes Pixels bei einem Haupt-SLM werden zusätzliche SLMs in Verbindung mit einer Quelle jeder Farbe verwendet, um die Farbe einzustellen.
Das in richtiger Weise gefärbte Licht kann zu jedem Pixel in einem einzelnen Strahl geliefert werden. Dadurch besteht keine Notwendigkeit, Leuchtstoffe auf dem Anzeigeschirm auszurichten oder auf andere Weise eine Reihe von drei Grundfarben unterzubringen.
Die Erfindung ermöglicht die Verwendung herkömmlicher Lichtquellen. Dieses führt zu einem System, das kostengünstiger ist als eines, das Laser verwendet, besonders, wenn die Laser in ihrer Intensität verändert werden müssen. Außerdem liegt die Zeit zum Schalten zwischen Farben innerhalb des zum Ansteuern und Laden eines einfachen SLMs erforderlichen Zeitbereichs, d. h. im Bereich von 10-20 Mikrosekunden. Dies kann einen Echtzeitbetrieb ermöglichen, vorausgesetzt, daß die Pixel für ein gesamtes Bild innerhalb der Bedingungen, die sich durch die Integration durch das menschliche Auge ergeben, angesteuert werden können.
Ein Farbanzeigesystem und ein Verfahren zum Erzeugen eines Farbbildes gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen 1 bzw. 9 beansprucht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nun wird, um ein Beispiel zu liefern, auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
Fig. 1 eine optische Einheit für ein digitales Anzeigesystem darstellt, das die SLMs gemäß der Erfindung verwendet;
Fig. 2 ein Fernsehanzeigesystem darstellt, das die optische Einheit der Fig. 1 enthält;
Fig. 3 ein Beispiel einer DMD zusammen mit einer Schaltungsanordnung zum Laden eines Bilds an Pixelelementen darstellt;
Fig. 4A und 4B ein Pixelelement einer DMD darstellen; und
Fig. 5 eine Verbesserung der Erfindung darstellt, die eine DMD mit geteilten Pixelelementen aufweist.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Fig. 1 zeigt eine optische Einheit 10 für ein digitales Bildanzeigesystem. Die optische Einheit 10 verwendet räumliche Lichtmodulatoren (SLMs) für zwei verschiedene Funktionen. Die die Farbe steuernden SLMs 12a-12c stellen die Farbintensitäten von den farbigen Lichtquellen 11a-11c ein. Das so eingestellte Licht wird von einem Ansteuerungs-SLM 13 empfangen, dessen einzelne Spiegelelemente ein- und ausgeschaltet werden, um ein Pixelbild auf einem Anzeigeschirm 18 zu erzeugen. So empfangen für jedes anzuzeigende Pixel die SLMs 12a-12c Daten, die die Farbe darstellen, und das SLM 13 empfängt Daten, die dessen Ort auf einer lichtempfindlichen Fläche 18, z. B. einem Anzeigeschirm, darstellen. Der Aufbau und die Arbeitsweise der optischen Einheit 10 werden im einzelnen näher erläutert, jedoch wird zunächst ein Beispiel für ein Anzeigesystem, mit dem zusammen die optische Einheit 10 verwendet werden kann, sowie ein Beispiel einer SLM-Vorrichtung beschrieben.
Die hier gegebene Beschreibung verläuft anhand der Implementierung der SLMs 12a-12c und 13 in Form von verformbaren Spiegelvorrichtungen (DMDs). Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von DMDs für die SLMs 12a-12b beschränkt und kann mit anderen Arten von SLMs implementiert werden. Ein gemeinsames Merkmal einer geeigneten SLM-Vorrichtung ist die Fähigkeit, Licht von Pixelelementen zu reflektieren, die einzeln ansteuerbar sind.
Die Fig. 2 zeigt ein Fernsehanzeigesystem, das die optische Einheit 10 enthält. Eine andere Art von Videoanzeigeanwendung, die die optische Einheit 10 enthält, ist ein Computerbildschirm. Bei diesen beiden Anwendungen ist die lichtempfindliche Fläche 18 ein Anzeigeschirm. Andere bilderzeugende Anwendungen können unter Verwendung der gleichen Konzepte implementiert werden. Zum Beispiel braucht das System der Fig. 2 nicht unbedingt ein Videosignal zur Anzeige auf einem Schirm zu empfangen, sondern es kann auch Teil eines Druckersystems oder eines anderen Systems sein, bei dem ein eingehendes Signal, das Bilddaten repräsentiert, empfangen und verarbeitet werden soll. Außerdem kann die lichtempfindliche Fläche 18 eine Sensorvorrichtung sein, die elektronische Signale für die weitere Übertragung oder für die Speicherung erzeugt. Die lichtempfindliche Fläche 18 kann ferner ein Film, z. B. zum Aufnehmen eines Standbildes, sein.
Bei dem Fernsehanzeigesystem empfängt der Empfänger 21 ein Fernsehsignal irgendeines standardisierten Formats und leitet es zum Tuner 22 weiter, der das Signal in eine Audio- und eine Videokomponente aufteilt. Der Audioanteil des Signals wird hier nicht weiter betrachtet. Der Tuner 22 leitet das Signal zu einem Signalprozessor 23 zur Analog/Digital-Umsetzung und weiteren Verbesserung. Das verbesserte digitale Signal wird dann zum Projektionssystem 24 geschickt, das einen Bildsteuerprozessor 25, einen Bildspeicher 26 und die optische Einheit 10 umfaßt. Der Bildsteuerprozessor 25 wandelt das Signal in eine Form um, die zur Speicherung in dem Bildspeicher 26 geeignet ist. Der Bildspeicher 26 liefert Zeile für Zeile Daten in Bitvollbildern zur optischen Einheit 10. Wie unten erläutert, emp fängt die optische Einheit 10 Licht von internen Lichtquellen und erzeugt ein Anzeigebild für einen Betrachter.
Um ein Beispiel zu geben, sei angenommen, daß die eingehenden Anzeigedaten aus einem NTSC-Signal (d. h. einem Signal nach dem "National Television Standards Committee") bestehen, das Werte für 480 Zeilen und 640 Spalten an Pixeln aufweist. Jedes Pixel wird durch 24 Datenbits dargestellt. Diese Daten stellen Rotblau-grün-Daten dar, wobei jede Farbe durch 8 Bits dargestellt wird.
Ein Beispiel für einen Prozessor 25, der Datenwerte liefert, ist in EP-A-0 507 270 (veröffentlicht am 07.10.92), EP-A- 0 689 343 (veröffentlicht am 27.12.95), EP-A-0 689 344 (veröffentlicht am 27.12.95) und EP-A-0 689 345 (veröffentlicht am 27.12.95) mit dem Titel "DMD Architecture and Timing for Use in a Pulse-Width Modulated Display System" beschrieben. Andere Anwendungen können andere Arten von Prozessoren verwenden, jedoch besteht ein gemeinsames Merkmal darin, daß digitale Daten für den Bildspeicher 26 bereitgestellt werden. Der Prozessor 25 reformatiert die eingehenden Daten so, daß sie in den Bildspeicher 26 so eingelesen werden können, daß es ermöglicht wird, daß Bit-Vollbilder aus dem Bildspeicher 26 ausgelesen werden können.
Der Bildspeicher 26 besteht aus Bildwiederholspeichervorrichtungen (VRAMs). Diese VRAM-Vorrichtungen lösen das Problem des Zugriffs auf einen hoch auflösenden Bildspeicher dadurch, daß sie ein internes Schieberegister mit parallelem Eingang und seriellem Ausgang enthalten, auf das unabhängig von dem Rest der Speichereinheit zugegriffen werden kann. In einem Speicherzyklus wird eine gesamte Pixeldatenzeile vom Speicher zum Schieberegister übertragen. Während des Auslesens des Schieberegisters ist der Speicher frei, und es kann in ihn eingeschrieben werden.
Ein Beispiel einer VRAM-Vorrichtung ist die integrierte Schaltung TMS4161, die von Texas Instruments, Incorporated hergestellt wird. Das Schieberegister ist so breit wie die Speichermatrix und kann parallel durch Einsetzen eines Übertragungssignals geladen werden, während eine Speicherzeile ausgelesen wird. Das serielle Register besitzt einen eigenen Daten taktgeber, der es ihm ermöglicht, Daten mit großen Geschwindigkeiten aus dem Chip zu transportieren. Andere VRAM-Vorrichtungsarten können verwendet werden, wenn sie das wesentliche Merkmal aufweisen, daß ihre Anordnung einem RAM ähnlich ist, jedoch mit einem Datenregister mit parallelem Ausgang und seriellem Eingang, das mit einem zweiten Datenanschluß verbunden ist. Wenn übliche, im Handel erhältliche VRAM-Vorrichtungen verwendet werden, wird die Größe und Anzahl der VRAM-Vorrichtungen, die benötigt werden, durch Faktoren wie den Umfang der Pixelmatrix und der erforderlichen parallelen Datenausgabe bestimmt.
Zur Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit kann der Bildspeicher 26 in mehrere Teile unterteilt werden. Die Einzelheiten und Vorteile dieser Unterteilung sind in EP-A-0 530 761 (veröffentlicht am 10.03.93) mit dem Titel "Partitioned Frame Memory for Spatial Light Modulator" beschrieben. Diese Patentschrift beschreibt außerdem die verschiedenen Steuersignale, die verwendet werden, um den Bildspeicher 26 zu steuern. Um ein Beispiel zu geben, sei hier angenommen, daß der Bildspeicher 26 in einen oberen und einen unteren Teil unterteilt ist. Andere Unterteilungskonfigurationen können verwendet werden, ohne von den hierin beschriebenen Konzepten abzuweichen.
Bei einem 640 · 480 Pixelbild empfängt der obere Teil des Bildspeichers 26 die oberen 240 Zeilen an Videodaten und der untere Teil des Bildspeichers 26 empfängt die unteren 240 Zeilen. Die Videodaten werden in dem oberen Teil und dem unteren Teil des Bildspeichers 26 Zeile für Zeile gespeichert. So wird nur der obere oder der untere Teil des Bildspeichers 26 zu einer bestimmten Zeit geladen.
Die Fig. 3 zeigt eine verformbare Spiegelvorrichtung (DMD) 12, so wie sie z. B. für die SLMs 12a-12c verwendet werden kann. Wie im Hintergrund dieser Patentanmeldung erläutert wurde, sind DMDs eine Art SLM mit einer Matrix aus Spiegelelementen entsprechend den Pixeln eines Bildes. Jedes Spiegelelement ist elektronisch ansteuerbar und in der Lage, eine eigene mechanische Bewegung als Reaktion auf ein elektrisches Eingangssignal durchzuführen. Für die Anzeige wird die DMD durch eine Lichtquelle beleuchtet, und jedes Spiegelelement wird ent weder in eine eingeschaltete oder eine ausgeschaltete Position geschaltet. Wenn ein Spiegelelement eingeschaltet ist, reflektiert es Licht zu einem Projektionsbild. Sonst wird kein Licht zu dem Bild reflektiert.
Ein Beispiel ist die von Texas Instruments Incorporated gefertigte DMD-Vorrichtung, bei der jedes Pixelelement einer Speicherzelle zugeordnet ist, die 2 Bits an Datenspeicher aufweist und einzeln angesteuert werden kann. Andere DMD-Vorrichtungen können verwendet werden und sind durch verschiedene Arten der Architektur gekennzeichnet. Die Spiegelelemente können durch Torsionsbalken- oder Auslegearmträger bewegbar sein, oder sie können Elastomer- oder Membranaufbauten aufweisen. Die Ansteuerung kann durch ein Elektronenstrahleingangssignal, optisch oder durch integrierte Schaltungen erfolgen. Verschiedene Arten von DMD-Vorrichtungen sind in den Druckschriften beschrieben, auf die in dem "Hintergrundabschnitt" dieser Patentanmeldung Bezug genommen wurde.
Die hier gegebene Beschreibung erfolgt anhand von SLMs 12a-12c und 13, die durch verformbare Spiegelvorrichtungen (DMDs) realisiert sind. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von DMDs für die SLMs 12a-12b begrenzt und sie kann auch mit anderen Arten von SLMs implementiert werden. Ein gemeinsames Merkmal einer geeigneten SLM-Vorrichtung ist die Fähigkeit, Licht von Pixelelementen zu reflektieren, die einzeln ansteuerbar sind.
Bei dem Beispiel dieser Beschreibung besteht die DMD 12 aus einer Matrix mit 256 Pixeln, wobei sie 16 Zeilen und 16 Spalten aufweist. Dies ermöglicht es, daß 2&sup8; oder 256 Intensitätsniveaus für jede Farbe angezeigt werden können.
Die DMD 12 ist in einen oberen Teil 30a und in einen unteren Teil 30b unterteilt. Obwohl die Daten in den oberen und den unteren Teil des Bildspeichers 26 zu unterschiedlichen Zeiten geladen werden, werden die Ausgabedaten von dem Bildspeicher 26 gleichzeitig in den oberen Teil 30a und den unteren Teil 30b der DMD 12 geladen. Bei dem Beispiel dieser Beschreibung wird die Ausgabe von dem Bildspeicher 26 zur DMD 12 in zwei Sätzen à 16 Zeilen geliefert, wobei jede Zeile ein Bit trägt. Ein Satz an Datenzeilen wird in den oberen Teil 30a und der andere Satz in den unteren Teil 30b gleichzeitig geladen.
Die DMD 12 empfängt diese in parallelen Auffangspeichern 33a und 33b. Die parallelen Auffangspeicher 33a und 33b werden durch gemeinsame Lade-, Setz- und Rücksetzsignale (LD, PSET und PRESET) gesteuert. Die Spaltenansteuervorrichtungen 34a und 34b steuern 1 Bit der Zeilendaten zu jeder Zeile der Pixelelementmatrizen 30a und 30b. Die obere Matrix 30a und die untere Matrix 30b stehen jeweils in Verbindung mit einem Zeilenauswahlelement 35a und 35b. Die Zeilenauswahlvorrichtungen 35a und 35b sind einfache Decodierer, die jeweils 9 Bits an Adreßdaten (UADD und LADD) empfangen, die eine der 240 zu füllenden Zeilen darstellen.
Um alle Pixelelemente der Spiegelmatrix 30 der DMD 12 zu füllen, ist ein Taktzyklus pro Zeile · 8 Zeilen erforderlich. Wenn alle Pixelspeicher der oberen Spiegelmatrix 30a und der unteren Spiegelmatrix 30b geladen worden sind, ändern sich die Zustände der Pixel gemäß den gespeicherten Daten in Reaktion auf ein Resetsignal (BIASRST) gleichzeitig.
Die Funktion und Größe des SLMs 13 unterscheidet sich von denen der SLMs 12a-12c. Der SLM 13 ist größer und seine Pixelelemente werden einzeln eingeschaltet. Bei dem Beispiel dieser Beschreibung ist der SLM 13 eine 640 · 480 DMD-Pixelmatrix, passend zu den Zeilen und Spalten der abgetasteten eingehenden Daten. Jedoch können die hierin beschriebenen Konzepte bei einer Matrix beliebiger Größe implementiert werden, wobei geeignete Änderungen bezüglich der hierin beschriebenen Dateneingaben vorzunehmen sind.
Eine wichtige Betrachtung für den Echtzeitbetrieb der Erfindung ist die Fähigkeit des menschlichen Auges, Pixelelemente zu integrieren und eine Wahrnehmung eines Flimmerns zu vermeiden, wenn Pixelelemente ein- und ausgeschaltet werden. Wenn die lichtempfindliche Fläche 18 ein Anzeigeschirm ist, hilft das Projizieren des Bildes auf einen Schirm, dessen Pixelelemente aus einer Mischung aus Körnern dieser drei Farbleuchtstoffe bestehen, dabei, das Flimmern zu vermindern. Idealerweise werden die Ansteuerungs- und Schaltperiode für jedes Pixelelement des SLMs 13 so minimiert, daß ein gesamtes Bild in einer Periode angezeigt werden kann, die kurz genug ist, um einen Betrachter mit einem kohärenten Bild zu versorgen. Das bedeutet, daß wenn 8 Taktzyklen zum Laden der SLMs 12a-12c erforderlich sind, jedes neue Pixelelement des SLMs 13 mit wenigstens der gleichen Frequenz angesteuert und geschaltet werden sollte. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der SLM 13 nicht als gesamte Matrix Zeile für Zeile unter Verwendung des Schemas der Fig. 3 geladen, sondern durch Ansteuern einzelner Pixelelemente. Mit "Echtzeit" ist gemeint, daß die Erzeugung eines bewegten Bildes auf der lichtempfindlichen Fläche 18 mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit wie der Empfang der eingehenden Pixeldaten erfolgt, mit den Verzögerungen, die möglicherweise durch die Beschränkungen der elektronischen Schaltungsanordnung in der Praxis verursacht werden. Zur Verbesserung des Echtzeitbetriebs kann der Prozessor 25 ein Mittel enthalten, das bestimmt, welche Pixel eines Bildes die gleiche Farbe aufweisen, so daß für jedes Bild diese Farbe einmal durch die die Farbe steuernden SLMs 12a-12c eingestellt wird, während sämtliche Pixel dieser Farbe eingeschaltet werden und den SLM 13 ansteuern.
Wenn die Auflösung des SLMs 13 zunimmt, um ein zufriedenstellendes Bild ohne störendes Flimmern zu liefern, so können verschiedene Ausführungsformen der Erfindung mehr als ein System an Lichtquellen 11a-11c und die Farbe steuernden SLMs 12a- 12c verwenden. Zum Beispiel können bei zwei Sätzen an Lichtquellen und die Farbe steuernden SLMs zwei Lichtwege auf den SLM 13 gerichtet werden. Zwei Pixel könnten gleichzeitig angesteuert und angezeigt werden, so daß das Bild doppelt so schnell angezeigt werden würde. Bei Anwendungen, bei denen ein Echtzeitbild nicht erforderlich ist, z. B. bei einer Kamera für Standbilder, ist die für ein Vollbild erforderliche Zeit nicht so wichtig.
Wenn es z. B. 20 · 10&supmin;&sup6; Sekunden dauert, um die SLMs 12a- 12c zu laden und zu schalten, würde es 20 · 10&supmin;&sup6; · 640 · 480 dauern, um einen gesamten Schirm mit dem SLM 13 mit der Anzeige zu füllen. Das sind 6,14 Sekunden pro Vollbild. Das Auge braucht wenigstens 5 Vollbilder pro Sekunde (0,2 Sekunden pro Vollbild). Daher könnten 32 Sätze (oder 8 Sätze, die viermal so schnell sind) verwendet werden, um Echtzeit- oder nahezu Echtzeitanwendungen zu erreichen.
Die Fig. 4A und 4B zeigen ein bewegliches Pixelelement 41, wie es die Pixelmatrizen der DMDs enthalten, die für die SLMs 12a-12c und den SLM 13 verwendet werden. Wenn das Pixelelement 41 sich in einer Position befindet, wird das auf die DMD einfallende Licht zur Linse 17 zurückgerichtet und somit zum Schirm 18. Dieses Pixel wird beleuchtet werden. Wenn sich das Pixelelement 41 in einer anderen Position befindet, wird das Licht nicht auf die Linse 17 gerichtet und dieses Pixel wird dunkel sein.
Das Pixelelement 41 der Fig. 4A und 4B weist ein Torsionsbalkendesign auf, bei dem ein dicker reflektierender Balken, d. h., der Spiegel 42, über einem Luftspalt aufgehängt ist und zwischen zwei steifen Trägern durch zwei dünne Torsionsgelenke 43a und 43b verbunden ist, die unter Spannung stehen. Wenn eine Ansteuerungselektrode 44a oder 44b, die unter einer Hälfte des Spiegels 42 liegt, angesteuert wird, werden die Torsionsgelenke 43a und 43b verdreht, und der Spiegel 42 dreht sich um die Achse der zwei Gelenke 43a und 43b.
Die Bewegung des Spiegels 42 ist in der Fig. 4B dargestellt. Der Spiegel 42 bewegt sich um eine Achse von der durch die gestrichelte Linie 45a dargestellten Position zu der Position, die durch die gestrichelte Linie 45b dargestellt ist, relativ zur ebenen Fläche 45c des Spiegels 42. In einer "an"- Position berührt der Rand des Spiegels 42 die Anschlagselektrode 46a. Der Spiegel 42 wird in die "an"-Position durch Anlegen von geeigneten Spannungen an die Ansteuerungselektroden 44a und 44b bewegt. Die Differenzvorspannung wird an den Spiegel 42 über die Elektrode 47 angelegt. Wenn eine entgegengesetzte Spannung an die Elektroden 44a und 44b angelegt wird, wird sich der Spiegel 42 in die Position drehen, die durch die gestrichelte Linie 45b dargestellt ist, und er wird das Licht irgendwo anders hin lenken.
Der Torsionsbalkenpixel der Fig. 4A und 4B ist lediglich eine Art von Pixelarchitektur. Viele andere Architekturen sind möglich. Diese unterscheiden sich durch Merkmale wie ihren Verformungsmodus, die Pixelform und die Gelenkträgerarchitek tur. Jedoch ist für die Zwecke der Erfindung jede Art von Architektur ausreichend, solange jedes Pixelelement in der Lage ist, eine unabhängige Bewegung durchzuführen.
Es ist zu erkennen, daß neben dem digitalen und hierin beschriebenen Betrieb eine DMD auch in einem "analogen" Modus betrieben werden kann, indem der Winkel, mit dem sie verkippt wird, verändert wird. Verschiedene Arten der Phasen- und Amplitudenmodulation können auf diese Weise erreicht werden, so wie sie z. B. in der EP-A-0 477 566 (veröffentlicht am 01.04.92) mit dem Titel "Spatial Light Modulator with Full Complex Light Modulator Capability" beschrieben sind. Diese Patentschrift beschreibt darüber hinaus Pixelelemente, die geteilte Spiegelelemente aufweisen. Die dort beschriebenen Konzepte könnten bei den DMDs 12a-12c oder 13 implementiert werden.
Unter Rückbezug auf die Fig. 1, einem Überblick des Anzeigesystems, ist zu erkennen, daß die drei Lichtquellen 11a-11c die Lichtenergie für die endgültige Beleuchtung der lichtempfindlichen Fläche 18 erzeugen. Jede Quelle 11a-11c liefert Licht einer anderen Grundfarbe (rot, grün und blau). Drei die Farbe steuernde SLMs 12a-12c empfangen jeweils Licht von einer der Quellen 11a-11c und werden verwendet, um die Intensität jeder Farbe zu steuern. Das gesteuerte Licht jeder Farbe wird gemischt, um einen einzelnen Strahl zu bilden, der auf einen Bildansteuerungs-SLM 13 gerichtet wird, um ein Pixelbild zu erzeugen. Dieses Bild wird auf einer lichtempfindlichen Fläche 18 angezeigt. So wie er hierin verwendet wird, umfaßt der Begriff "lichtempfindliche Fläche" Flächen, die reflektierend oder zerstreuend sind.
Wenn jedes Pixel durch den Ansteuerungs-SLM 13 angezeigt wird, wird seine Farbe durch die die Farbe steuernden SLMs 12a- 12b eingestellt. Das bedeutet, daß bei einem typischen Anzeigesystem, bei dem jedes Pixel seiner Farbe zugeordnet ist, die beiden Arten der SLMs mit der gleichen Geschwindigkeit arbeiten.
Insbesondere können die Lichtquellen 11a-11c von herkömmlicher Form sein, sie können z. B. aus einer Glühlampe, einer Halogenlampe, oder einer Lichtbogenlampe bestehen oder von irgendeinem anderen Typ sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform liefert jede Lichtquelle 11a-11c einen Strahl hoher Intensität, der zusammen mit der Nachleuchtdauer der lichtempfindlichen Fläche 18 ein Bild ausreichender Helligkeit sicherstellt, um die Tatsache zu kompensieren, daß die Beleuchtung der lichtempfindlichen Fläche 18 lediglich auf einer Pixel-für-Pixel- Basis erfolgt. So erzeugen bei der bevorzugten Ausführungsform die Rotquelle 11a, die Grünquelle 11b und die Blauquelle 11c jeweils einen Strahl des entsprechenden farbigen Lichts.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei der einfachsten Ausführungsform jede Lichtquelle 11a-11c mit einer konstanten Intensität leuchten kann. Jedoch kann bei anderen Ausführungsformen die Intensität jeder Lichtquelle auch verändert werden.
Die die Farbe steuernden SLMs 12a-12c empfangen das rote, grüne und blaue Licht von den Lichtquellen 11a-11c. Im Betrieb werden, gemäß der gewünschten Lichtintensität des gerade angezeigten Pixels, eine vorherbestimmte Anzahl an Pixeln eingeschaltet. Die Farbe mit der größten Intensität erfordert es, daß alle Pixel eingeschaltet sind. Beim Nichtvorhandensein von Farbe sind keine Pixel eingeschaltet. Was das Verändern der Intensitäten angeht, so ist die gewünschte Intensität der Anzahl eingeschalteter Pixel direkt proportional. Jeder SLM 12a-12c kann relativ einfach aufgebaut sein. Zum Beispiel kann ein typischer die Farbe steuernder SLM 12a-12c aus einer 256 Pixel umfassenden Matrix bestehen, mit der Bemessung 16 · 16 Pixel. Das würde 2&sup8; oder 256 verschiedene Intensitätsniveaus liefern.
Kombinationsspiegel 14a und 14b werden verwendet, um das verschiedenfarbige Licht nach der Reflexion von den die Farbe steuernden SLMs 12a-12b zu linearisieren und zu mischen. Ein erster Kombinationsspiegel 14a empfängt Licht auf dem Pfad "a" von dem SLM 12a und Licht auf dem Pfad "b" von dem SLM 12b. Es läßt Licht vom Pfad "a" zum Pfad "c" durch und richtet das Licht vom Pfad "b" zum Pfad "c". Ein zweiter Kombinationsspiegel 14b empfängt das gemischte Licht auf dem Pfad "c" und Licht auf dem Pfad "d" von dem SLM 12c. Es läßt das Licht von dem Pfad "c" zum Pfad "e" und richtet das Licht von dem Pfad "d" zum Pfad "e' zurück. Da die Spiegel 14a und 14b möglicherweise nicht das gesamte Licht transmittieren, muß eventuell die In tensität des Lichts jeder Quelle eingestellt werden, so daß die richtigen Anteile bei dem Pfad "e" vorhanden sind.
Eine Strahlerweiterungslinse 15 erweitert das Licht von dem Pfad "e" zu einem Strahl größeren Durchmessers. Der Klappspiegel 16 reflektiert dieses Licht zum Ansteuerungs-SLM 13.
Der Ansteuerungs-SLM 13 wird über Steuersignale auf eine Pixel für-Pixel-Basis unter Verwendung von bekannten Ansteuerungsverfahren für SLMs angesteuert. Ein Bildrahmen für die Anzeige auf der lichtempfindlichen Fläche 18 besteht aus Licht von der gesamten Matrix an Pixelelementen des Ansteuerungs-SLMs 13. Im Vergleich zu den die Farbe steuernden SLMs 12a-12c besitzt der Ansteuerungs-SLM 13 eine große Anzahl an Pixelelementen, deren Anzahl von der gewünschten Pixelauflösung abhängt. Zum Beispiel würde eine für den SLM 13 verwendete 640 · 480 Pixel DMD für heutige Verhältnisse eine hohe Auflösung liefern.
Wenn im Betrieb die von dem SLM 13 empfangenen Steuersignale eine angelegte Spannung aufweisen, die einen "an"- Zustand für ein Pixelelement darstellt, wird es sich in einer bestimmten Richtung drehen. Ansonsten wird es sich nicht in dieser Richtung drehen. Wenn das Pixelelement "an" ist, wird Licht von dem Klappspiegel 16 zur Projektionslinse 17 reflektiert, die das Licht zur lichtempfindlichen Fläche 18 projiziert.
So werden, wenn jedes Pixelelement für einen Bildrahmen angesteuert wird, seine Farben darstellenden Daten, ausgedrückt durch veränderliche Intensitäten jeder der drei Grundfarben, durch den Computer 19 in Steuersignale für jeden die Farbe steuernden SLM 12a-12c umgesetzt. Nimmt man das Beispiel einer DMD mit 256 Pixeln, so empfängt jede DMD "an"-Signale für jedes von 2 Niveaus an Intensität jeder Farbe. Das von den DMDs 12a- 12c reflektierte Licht wird gemischt und auf den SLM 13 über die Spiegel und Linsen, wie oben beschrieben, gerichtet. Das gemischte Licht wird durch das angesteuerte Pixel des SLMs 13 zur lichtempfindlichen Fläche 18 reflektiert.
Die lichtempfindliche Fläche 18 kann aus einer lichtempfindlichen Matrix aus Leuchtstoffpixeln bestehen, wobei jedes Pixel einen Leuchtstoff für jede der drei Grundfarben auf weist. Da der SLM 13 auf einer Pixel-für-Pixel-Basis arbeitet, sollte die Nachleuchtdauer der Leuchtstoffe sowie die Geschwindigkeit des SLMs 13 und die Intensität von den Lichtquellen 11a-11c ausreichend sein, um ein kohärentes Bild zu liefern. Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht die lichtempfindliche Fläche 18 aus Materialien, die im Stand der Technik bekannt sind, z. B. aus Uranylionen, Lanthanionen, Erbiumionen, organischen Tageslichtfluoreszenzpigmenten, etc., die eine optische Fluoreszenz zeigen, wenn sie durch Licht angeregt werden, das Anregungslicht der Wellenlänge enthält, bei der der Leuchtstoff eine Fluoreszenz zeigt. Wenn jedoch die Geschwindigkeit ausreicht, kann die lichtempfindliche Fläche 18 reflektierend sein und braucht nicht auf einem Leuchtstoff zu basieren.
Typischerweise wird die lichtempfindliche Fläche 18 in einem Rückseitenprojektionsmodus verwendet. Wahlweise dazu kann eine Schicht auf dem Schirm 18 das Licht in den Vorderseitenprojektionsmodus reflektieren. In beiden Fällen sollte das fluoreszierende Material eine Abfallzeit aufweisen, die angesichts der zum Anzeigen eines kompletten Vollbilds an Pixeln und der Intensität der Lichtquellen 11a-11c ausreichen sollte, um ein komplettes Bild zu liefern.
Die Steuerungs- und Zeitsteuerungssignale für die SLMs 12a-12c und den SLM 13 können von dem Prozessor 25 kommen. Alternativ dazu kann eine Steuereinheit 19b, die ihre eigenen Zeitsteuerungsvorrichtungen besitzt, verwendet werden, um den speziellen Betrieb dieser SLMs zu steuern. In beiden Fällen wird der Steuerbus 19a verwendet, um die Steuersignale und Daten zu den SLMs zu transportieren.
Als Alternative zu dem einzigen entlang dem Pfad "e" linearisierten gemischten Strahl können die drei Lichtstrahlen von den die Farbe steuernden SLMs 12a-12c entlang dreier verschiedener Pfade linearisiert werden. In diesem Fall gäbe es mehrere Sätze an Kombinationsspiegeln 14a und 14b und Fokussierungslinsen 15. Dann können mehrere Adressierungs-SLMs 13 verschiedene Farben des in bezug auf die Farbe gesteuerten Lichts empfangen und können verwendet werden, um das Licht weiter zu modulieren, z. B. um die Intensität auf einer Pixel für-Pixel-Basis einzu stellen. Das Licht würde dann kombiniert und auf die lichtempfindliche Fläche 18 gerichtet.
Die Fig. 5 zeigt dieses Konzept der weiteren Modulation des farbgesteuerten Lichts mit dem Ansteuerungs-SLM 13.
In der Fig. 5 ist das Licht von jeder Quelle 11a-11c entlang einem eigenen Pfad zu einem einzelnen Pixelelement 50 auf einer DMD mit geteilten Spiegelteilen gerichtet. Solch eine DMD ist in der EP-A-0 477 566 (veröffentlicht am 01.04.92) mit dem Titel "Spatial Light Modulator with Full Complex Light Modulation Capability" beschrieben. Geeignete Spiegel und Linsen würden verwendet, um das Licht von jeder Quelle 11a-11c auf einen Spiegelteil 51a-51c jedes Pixelelements 50 zu richten. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß jede Lichtfarbe, die auf den SLM 13 fällt, getrennt von dem SLM 13 moduliert werden könnte. Wenn eine Spannung an die Ansteuerungselektrode 52a angelegt wird, dann wird der Spiegel 51a nach unten verformt, wobei er sich auf den Gelenken 53a und 54a biegt. Die Spiegelabschnitte 51b und 51c werden nicht verformt, solange keine Spannung an deren Ansteuerungselektroden 52b und 52c angelegt wird, was einen unabhängigen Betrieb dieser drei Spiegelabschnitte 51a-51c ermöglicht. Biegegelenke 53a-53c und 54a- 54c sind auf Trägerpfosten 55 getragen, was einen Zwischenraum zwischen den Spiegelelementen 51a-51c und ihren jeweiligen Elektroden 52a-52c erzeugt.
Die optische Einheit 10 kann auch nur mit den SLMs 12a-12c (ohne den Ansteuerungs-SLM 13) verwendet werden, um Licht jeder beliebigen Farbe und Intensität bei einem großen Bereich von Anwendungen zu erzeugen. Ein Beispiel für eine solche Anwendung ist die Bühnenbeleuchtung.

Claims

1. Farbanzeigesystem (10) zum Erzeugen einer Bildanzeige aus einem eingehenden Datensignal, das aus Daten besteht, die das Bild in Form von Pixeln darstellen, von denen jedes Farbdaten aufweist, die die Intensität jeder der drei Farben darstellen, mit einer Gruppe von Lichtquellen (11a-11c), von denen für jede Farbe eine vorgesehen ist; einer Gruppe von die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren (12a-12c), von denen jeder Licht von einer der Lichtquellen empfängt und eine Matrix aus Pixelelementen (42) umfaßt; Mitteln zum Übertragen von Licht von den die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren und Richten des Lichts auf eine lichtempfindliche Fläche (18), dadurch gekennzeichnet, daß das System darüber hinaus

wenigstens einen räumlichen Ansteuerungslichtmodulator (13) umfaßt, der aus einzeln ansteuerbaren Pixelelementen (42; 50) besteht, die das Licht von den die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren (12a-12c) empfangen und von den angesteuerten Pixelelementen auf die Fläche (18) reflektieren, um ein Pixelbild auf der lichtempfindlichen Fläche (18) zu erzeugen; und dadurch, daß die die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren (12a-12c) die Intensität jeder Farbe für jedes Pixel auf dem räumlichen Ansteuerungslichtmodulator (13) steuern, indem eine vorherbestimmte Anzahl von Pixelelementen (42) auf den die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren (12a-12c) eingeschaltet wird, so daß die Intensität des von den Lichtmodulatoren reflektierten Lichts entsprechend eingestellt wird.

2. System nach Anspruch 1, das darüber hinaus Mittel (14a, 14b) umfaßt, die das von jedem einzelnen der die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren (12a-12c) stammende Licht vereinigen, so daß ein gemischter Lichtstrahl vor dem räumlichen Ansteuerungslichtmodulator (13) erzeugt wird.

3. System nach Anspruch 1, bei dem der wenigstens eine räumliche Ansteuerungslichtmodulator darüber hinaus drei räumliche Ansteuerungslichtmodulatoren umfaßt und das von den räumlichen Ansteuerungslichtmodulatoren reflektierte Licht nach den Lichtmodulatoren und vor dem Auftreffen auf die Fläche (18) gemischt wird.

4. System nach Anspruch 1, bei dem jedes der Pixelelemente (50) des räumlichen Ansteuerungslichtmodulators (13) in einzeln ansteuerbare Pixelabschnitte (51a-51c) unterteilt ist, von denen jeder eine einzelne Lichtfarbe von den die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren (12a-12c) empfängt.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren (12a-12c) aus verformbaren Spiegelvorrichtungen bestehen.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das darüber hinaus Steuermittel (25) umfaßt, die die die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren (12a-12c) entsprechend den eingehenden Daten steuern.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die lichtempfindliche Fläche (18) ein Anzeigeschirm ist.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die lichtempfindliche Fläche (18) ein lichtempfindlicher Film ist.

9. Verfahren zum Erzeugen eines Farbbilds aus einem eingehenden Signal, das aus Daten besteht, die das Bild in Form von Pixeln darstellen, von denen jedes Farbdaten aufweist, die die Intensität mehrerer verschiedener Farben darstellen, bei dem: eine Anzahl von Lichtstrahlen erzeugt wird, von denen jeder eine andere der Farben aufweist; jeder der Lichtstrahlen an einem zugeordneten die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulator (12a- 12c) empfangen wird, von denen jeder eine Matrix aus Pixelelementen (42) umfaßt; die Anzahl an Pixelelementen, die von den die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren (12a-12c) ein geschaltet werden, eingestellt wird, um die Farbsättigung und - intensität für jedes Pixel auf wenigstens einem räumlichen Ansteuerungsmodulator (13) einzustellen; das von den die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren reflektierte Licht zu dem wenigstens einen räumlichen Ansteuerungslichtmodulator (13) übertragen wird, um das Bild auf einer lichtempfindlichen Fläche (18) zu erzeugen; und die Pixel auf dem räumlichen Ansteuerungslichtmodulator (13) entsprechend angesteuert werden, um das Bild auf die lichtempfindliche Fläche (18) zu reflektieren.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das von den die Farbe steuernden räumlichen Lichtmodulatoren (12a-12c) stammende Licht vereinigt wird, um einen gemischten Lichtstrahl zu erzeugen, der bei dem räumlichen Ansteuerungslichtmodulator (13) empfangen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, bei dem der Schritt des Empfangens des von dem räumlichen Ansteuerungslichtmodulator (13) reflektierten Lichts durch die lichtempfindliche Fläche (18) durch einen Anzeigeschirm ausgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem darüber hinaus die Schritte so zeitlich abgestimmt werden, daß sie sich in Echtzeit in bezug auf das eingehende Signal ereignen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem mehr als ein Pixelelement des räumlichen Ansteuerungslichtmodulators (13) gleichzeitig angesteuert wird und die Schritte für jedes der gleichzeitig angesteuerten Pixel wiederholt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, das darüber hinaus den Schritt des Empfangens von von dem räumlichen Ansteuerungslichtmodulator (13) reflektierten Lichts auf einem lichtempfindlichen Film zum Aufnehmen eines stehenden Bilds umfaßt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, das darüber hinaus den Schritt des Empfangens von von dem räumlichen Ansteuerungslichtmodulator (13) reflektierten Licht auf einem lichtempfindlichen Sensor umfaßt, der ein elektronisches Signal erzeugt.