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Title:
USE OF AN IMAGE DISPLAY DEVICE, METHOD FOR OPTICAL FREE-SPACE SIGNAL TRANSMISSION TOGETHER WITH ASSOCIATED APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/122169
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the use of an image display device, which has an at least partially light-transmissive image display surface having separately controllable image pixels, for receiver-side optical signal filtering and/or signal selection of a signal source in optical free-space signal transmission and/or for transmitter-side optical signal filtering and/or signal selection of a receiver in optical free-space signal transmission. The invention further relates to a corresponding method for optical free-space signal transmission and to an apparatus for optical free-space signal transmission.

Inventors:
FORKEL GILBERT (DE)
HÖHER PETER (DE)
KROHN ADRIAN (DE)
PACHNICKE STEPHAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/086266
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
December 20, 2018
Export Citation:
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Assignee:
UNIV KIEL CHRISTIAN ALBRECHTS (DE)
International Classes:
H04B10/112; G08C23/04; G09G3/00; G09G5/00; H04B10/114; H04B10/116
Domestic Patent References:
WO2015001381A12015-01-08
WO2008068544A12008-06-12
Foreign References:
EP0629881A21994-12-21
US20110006996A12011-01-13
Attorney, Agent or Firm:
GRAMM, LINS & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTGMBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verwendung eines Bildanzeigegeräts, das eine zumindest teilweise licht- durchlässige Bildanzeigefläche (5) mit separat ansteuerbaren Bildpixeln (6) aufweist, für eine empfängerseitige optische Signalfilterung und/oder eine Signalauswahl einer Signalquelle (1 , 7) in der optischen Freiraum-Signal- übertragung und/oder für eine senderseitige optische Signalfilterung und/o- der eine Signalauswahl eines Empfängers (4) in der optischen Freiraum-Sig- nalübertragung.

2. Verfahren für die optische Freiraum-Signalübertragung, bei der optische Sig nale von wenigstens einer Signalquelle (1 , 7) zu wenigstens einem Empfän- ger (4) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass in der optischen Signalübertragungsstrecke (2, 8, 9, 11 ) zwischen der Signalquelle (1 , 7) und dem Empfänger (4) ein optisches Signalfilterelement, das eine zumindest teilweise lichtdurchlässige Filterfläche (5) mit separat ansteuerbaren Seg- menten (6) aufweist, angeordnet wird und durch Ansteuerung der Segmente (6) eine empfängerseitige und/oder senderseitige optische Signalfilterung und/oder eine Signalauswahl durchgeführt wird.

3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Segmente (6), die in der optischen Signalübertragungsstre- cke (2, 8, 9, 11 ) von einer gewünschten Signalquelle (1 , 7) und einem ge- wünschten Signaldetektor (3, 10) des Empfängers (4) angeordnet sind, in ei- nen anderen Zustand geschaltet werden als andere Segmente (6).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Filterfläche (5) des optischen Signalfilterelementes gleichzeitig mehrere Signalübertragungen zwischen unterschiedlichen Kombinationen von Signalquelle (1 , 7) und Signaldetektor (3, 10) unabhängig voneinander durchgeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der für die optische Freigabe einer Signalübertragungsstrecke (2, 8, 9, 11 ) zwischen einer Signalquelle (1 , 7) und einem Empfänger (4) angesteu- erten Bildpixel (6) die Position der Signalquelle (1 , 7) und/oder des Empfän- gers (4) bestimmt wird.

6. Vorrichtung für die optische Freiraum-Signalübertragung, aufweisend we- nigstens eine Signalquelle (1 , 7) zum Aussenden optischer Signale und we- nigstens einen Empfänger (4) zum Empfangen der optischen Signale, dadurch gekennzeichnet, dass in der optischen Signalübertragungsstrecke (2, 8, 9, 11 ) zwischen der Signalquelle (1 , 7) und dem Empfänger (4) ein opti- schen Signalfilterelement, das eine zumindest teilweise lichtdurchlässige Fil- terfläche (5) mit separat ansteuerbaren Segmenten (6) aufweist, angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mehrere Signalquellen (1 , 7) und/oder mehrere Signal- detektoren (3, 10) im Empfänger aufweist, wobei zwischen Paaren von Sig nalquelle und Signaldetektor jeweilige voneinander unabhängige optische Signalübertragungsstrecken (2, 8, 9, 11 ) vorhanden sind, die die Filterfläche (5) schneiden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterfläche (5) planar oder gekrümmt ist, insbesondere sphärisch gekrümmt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterfläche (5) aus mehreren Bildanzeige-Teilflächen gebildet ist.

10 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das optischen Signalfilterelement als Monochrom-Bildanzeigegerät, als Graustufen-Bildanzeigegerät, als Farb-Bildanzeigegerät oder als wellenlän- genabhängiges Bildanzeigegerät ausgebildet ist.

Description:
Verwendung eines Bildanzeigegeräts, Verfahren für die optische Freiraum- Signalübertragung nebst dazugehöriger Vorrichtung

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Bildanzeigegeräts, das eine zumin- dest teilweise lichtdurchlässige Bildanzeigefläche mit separat ansteuerbaren Bild- pixeln aufweist, für eine empfängerseitige optische Signalfilterung und/oder eine Signalauswahl einer Signalquelle in der optischen Freiraum-Signalübertragung und/oder für eine senderseitige optische Signalfilterung und/oder eine Signalaus- wahl eines Empfängers in der optischen Freiraum-Signalübertragung. Die Erfin- düng betrifft außerdem ein dementsprechendes Verfahren für die optische Frei- raum-Signalübertragung sowie eine Vorrichtung für die optische Freiraum-Signal- übertragung.

Bei der optischen Freiraum-Signalübertragung, die auch als optische Freiraum- Kommunikation bezeichnet wird, werden optische Signale von einer Signalquelle zu einem Empfänger bzw. zu einem optischen Signaldetektor eines Empfängers übertragen. Die Signalübertragung erfolgt über eine freiliegende Signalübertra- gungsstrecke, z.B. im Bereich der Erdatmosphäre durch die Luft oder außerhalb davon durch den Weltraum. Kennzeichnend für die Freiraumübertragung ist, dass die Signalübertragungsstrecke im Wesentlichen nicht durch mittels Bauelementen gebildete Lichtleitpfade gebildet ist, durch die das Licht geführt wird, d. h. im We- sentlichen nicht mit Lichtleitfasern oder ähnlichen Elementen. Dennoch kann auch bei der Freiraum-Signalübertragung die optische Signalübertragungsstrecke an bestimmten Stellen das Licht beeinflussende Elemente aufweisen, wie z. B. Spie- gel oder optische Filter. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird als optische Freiraum-Signalübertragung insbesondere eine optische Signalübertragung ver- standen, bei der die Signalübertragungsstrecke zu wenigstens 90% ihrer Länge nicht durch mittels Bauelementen gebildete Lichtleitpfade gebildet ist. Die Länge der Signalübertragungsstrecke kann von wenigen Millimetern bis hin zu vielen Ki- lometern reichen.

Der Begriff der Freiraumübertragung ist dabei nicht beschränkt auf eine Signal- Übertragung„im Freien“, d. h. außerhalb von Gebäuden. Vorteilhafte Anwen- dungsgebiete der Freiraumübertragung beinhalten auch die Indoor-Signalübertra- gung, d. h. die Signalübertragung innerhalb von Gebäuden oder innerhalb von Räumen, eine zumindest teilweise Unterwasser erfolgende Signalübertragung so- wie die Signalübertragung vom Boden zu Flugzeugen und Satelliten hin und um- gekehrt oder auch zwischen Flugzeugen und/oder Satelliten.

Das am Empfänger ankommende optische Signal bei der optischen Freiraum-Sig- nalübertragung ist typischerweise eine Überlagerung von Nutzsignal- und Störsig- nalanteilen. Insbesondere können beliebige Lichtquellen in der Umgebung, die nicht für die optische Signalübertragung ausgebildet sind, und natürlich auch an- dere fremde optische Signalquellen einen Störsignalanteil hervorrufen. Der Erfin dung liegt die Aufgabe zugrunde, die Signalübertragung im Hinblick auf solche Störeinflüsse bei der optischen Freiraum-Signalübertragung zu verbessern. Aus der US 2011 / 0 069 960 A1 sind Systeme und Verfahren für die Kommunika- tion mit sichtbarem Licht bekannt. Aus der WO 2008 / 068 544 A1 ist ein Verfah- ren und ein Gerät für die drahtlose optische Datenübertragung bekannt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung eines Bildanzeigegeräts, das eine zumindest teilweise lichtdurchlässige Bildanzeigefläche mit separat ansteuer- baren Bildpixeln aufweist, für eine empfängerseitige optische Signalfilterung und/oder eine Signalauswahl einer Signalquelle in der optischen Freiraum-Signal- übertragung und/oder für eine senderseitige optische Signalfilterung und/oder eine Signalauswahl eines Empfängers in der optischen Freiraum-Signalübertragung. Die Erfindung ermöglicht es, auf einfache und kostengünstig zu realisierende

Weise, das Verhältnis von Nutzsignal zu Störsignal und damit die Empfangseigen- schaften bei der optischen Freiraum-Signalübertragung zu verbessern. Zudem wird es möglich, unerwünschte optische Signalquellen auszublenden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass auch eine Selektion der Signale unterschied- licher optischer Signalquellen desselben Kommunikationssystems durchgeführt werden kann, und zwar durch eine Signalauswahl im Bereich des Empfängers un- ter Verwendung des Bildanzeigegeräts, genauer gesagt durch Ansteuerung der Bildanzeigefläche, z.B. indem durch Ansteuerung der Segmente (z.B. Bildpixel) eine empfängerseitige optische Signalfilterung und/oder eine Signalauswahl durchgeführt wird. Es wurde festgestellt, dass herkömmliche Bildanzeigegeräte mit zumindest teilweise durchlässiger Bildanzeigefläche, wie z. B. LCD-Displays oder transmissive E-Paper Displays wie Droplet-Driven-Displays, als optische Emp- fangsfilter in der optischen Freiraum-Signalübertragung geeignet sind. Es ist hier- bei vorteilhaft, Bildanzeigegeräte einzusetzen, die über einen hohen Kontrastum- fang verfügen, z.B. einen Kontrastumfang von wenigstens 1 :10, oder wenigstens 1 : 30 oder wenigstens 1 : 100, z.B. PVA/MVA mit Kontrastwerten von z.B. 1 :1500.

Unter einer teilweise lichtdurchlässigen Fläche wird verstanden, dass die Licht- durchlässigkeit zwischen zwei oder mehr Zuständen variierbar ist. Flierunter wird insbesondere eine klare/diffuse Fläche (z.B. eine PDLC-Folie), eine reflektiv/dif- fuse Fläche (z.B. ein schaltbarer Spiegel) oder eine absorbierend/durchlässige Fläche (z.B. LCD, elektrochromes Glas, transmissives e-Paper) verstanden. Vorteilhaft ist es eine möglichst hohe Durchlässigkeit der Fläche vorzusehen, um das Nutzsignal möglichst wenig zu beeinflussen. Weiterhin ist es vorteilhaft, einen möglichst großen Kontrast zwischen zwei Zuständen (Kontrastverhältnis) vorzuse- hen, um die Störeinflüsse zu reduzieren. Geeignet ist z.B. eine PDLC-Folie mit etwa 80% Durchlässigkeit +-10% Toleranz, bei der ein geringes Kontrastverhältnis hingenommen werden kann. Geeignet ist auch ein LCD das ein hohes Kontrast- verhältnis aufweist, bei dem eine geringere Durchlässigkeit hingenommen werden kann.

Unter einem Bildanzeigegerät wird sowohl ein einzelnes Element, als auch eine Anordnung von mehreren diskreten Elementen verstanden. Es muss nicht zur An- zeige eines Bildes eingerichtet sein und/oder genutzt werden. Das Bildanzeigege- rät kann hinsichtlich der Zahl der Bildpixel unterschiedlich ausgebildet sein. Es können Bildanzeigegeräte mit einer vergleichsweise geringen Anzahl von Bildpi- xeln bis hin zu Bildanzeigegeräten mit einer hohen Anzahl von Bildpixeln einge- setzt werden, z.B. hochauflösende Bildanzeigegeräte.

Wie bisher beschrieben, kann das Bildanzeigegerät empfängerseitig für die opti sche Signalfilterung und/oder die Signalauswahl eingesetzt werden. Ebenso ist es vorteilhaft möglich, ein solches Bildanzeigegerät senderseitig einzusetzen, bei spielsweise um senderseitig einen gewünschten Empfänger oder einen ge- wünschten Signaldetektor des Empfängers auszuwählen. Es ist auch möglich, ein Bildanzeigegerät empfängerseitig und ein Bildanzeigegerät senderseitig einzuset- zen. Hiermit kann z.B. ein Schutz der optischen Kommunikation gegen Abhören erreicht werden, oder die Vermeidung des Biendens eines Nutzers.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren für die optische Freiraum-Signalübertragung, bei der optische Signale von wenigstens ei- ner Signalquelle zu wenigstens einem Empfänger übertragen werden, wobei in der optischen Signalübertragungsstrecke zwischen der Signalquelle und dem Empfän- ger ein optisches Signalfilterelement, bspw. ein an sich zur Bildanzeige vorgese- henes Bildanzeigegerät, das eine zumindest teilweise lichtdurchlässige (Bildan- zeige-) Fläche mit separat ansteuerbaren Bildpixeln aufweist, angeordnet wird und durch Ansteuerung der Bildpixel eine empfängerseitige und/oder senderseitige op- tische Signalfilterung und/oder eine Signalauswahl durchgeführt wird. Auch hier- durch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden. Durch entspre- chende Ansteuerung der Segmente (z.B. Bildpixel) des Signalfilterelementes (Bild anzeigegeräts) kann auf einfache Weise festgelegt werden, welche optischen Sig- nale zu dem Empfänger durchgelassen werden bzw. welche Signale von einer

Signalquelle zu einem bestimmten Signaldetektor des Empfängers durchgelassen werden oder nicht durchgelassen werden.

Die optische Signalquelle kann z. B. als Leuchtdiode oder anderes geeignetes Leuchtmittel ausgebildet sein. Der Signaldetektor kann als handelsüblicher Fo- todetektor ausgebildet sein, z. B. als Halbleiter-Fotodetektor. Der Signaldetektor kann ein einziges Erfassungselement (Erfassungspixel) oder mehrere Erfassungs- elemente aufweisen, z. B. mehrere in Matrixform angeordnete Erfassungspixel. Mittels der Segmente (z.B. Bildpixel) kann das durch die Filterfläche bzw. Bildan- zeigefläche hindurchtretende Licht entweder geringfügig oder stark gedämpft wer- den, je nach Ansteuerung der Segmente (z.B. Bildpixel). Zur Trennung verschie- dener Signalquellen kann die unterschiedliche Positionierung der Signalquellen re- lativ zum Signaldetektor und/oder unterschiedliche optische Spektren der Signal- quellen ausgenutzt werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dieje- nigen Segmente (z.B. Bildpixel), die in der optischen Signalübertragungsstrecke von einer gewünschten Signalquelle und einem gewünschten Signaldetektor des Empfängers angeordnet sind, in einen anderen Zustand geschaltet werden als an- dere Bildpixel. Auf diese Weise kann Streulicht ausgeblendet werden, ebenso wie andere dem Signaldetektor nicht zugeordnete Signalquellen. Eine wellenlängen- abhängige Filterung ist mit einem optischen Signalfilterelement (Bildanzeigegerät) möglich, welches Segmente (z.B. Bildpixel) mit Wellenlängenabhängigkeit auf- weist. Z. B. lässt sich mit einem herkömmlichen Farbbildanzeigegerät rote, grüne und blaue Signale bzw. Signalanteile unterscheiden. Ein Angleichen von Signalpe- geln ist z. B. mit einem Bildanzeigegerät mit Graustufendarstellung möglich oder z. B. mittels entsprechender Zustandsänderung der Segmente (z.B. Bildpixel) wie z. B. einer Reduzierung der Signalintensität durch Reduzierung der Anzahl der licht- durchlässigen Segmente (z.B. Bildpixel). Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass durch eine Bildanzeigefläche des optischen Signalfilterelementes (Bildanzeigegerätes) gleichzeitig mehrere Signalübertragungen zwischen unterschiedlichen Kombinatio- nen von Signalquelle und Signaldetektor unabhängig voneinander durchgeführt werden. Auf diese Weise können unterschiedliche simultane Signalübertragungen durch die eine Bildanzeigefläche geführt werden und voneinander selektiert wer- den. Flierdurch kann ein höherer Datendurchsatz der Signalübertragung realisiert werden, wenn mehrere Signaldetektoren vorhanden sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an- hand der für die optische Freigabe einer Signalübertragungsstrecke zwischen ei- ner Signalquelle und einem Empfänger angesteuerten Segmente (z.B. Bildpixel) die Position der Signalquelle und/oder des Empfängers bestimmt wird. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur zur Verbesserung der Da- tenübertragung eingesetzt werden, sondern zusätzlich zumindest zum Abschätzen der Position des Senders und/oder des Empfängers. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn eine optische Kommunikationsverbindung zwischen der Signalquelle und dem Empfänger vorhanden ist, beispielsweise in Form von ausgestrahlten Ken- nungen.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Vorrichtung für die optische Freiraum-Signalübertragung, aufweisend wenigstens eine Signal- quelle zum Aussenden optischer Signale und wenigstens einen Empfänger zum Empfangen der optischen Signale, wobei in der optischen Signalübertragungsstre- cke zwischen der Signalquelle und dem Empfänger ein optisches Signalfilterele- ment (Bildanzeigegerät), das eine zumindest teilweise lichtdurchlässige Bildanzei- gefläche mit separat ansteuerbaren Segmente (z.B. Bildpixeln) aufweist, angeord- net ist. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mehrere Signalquellen und/oder mehrere Signaldetektoren im Emp- fänger aufweist, wobei zwischen Paaren von Signalquelle und Signaldetektor je- weilige voneinander unabhängige optische Signalübertragungsstrecken vorhan- den sind, die die Bildanzeigefläche schneiden. Auf diese Weise können unter- schiedliche simultane Signalübertragungen durch die eine Bildanzeigefläche ge- führt werden und voneinander selektiert werden. Hierdurch kann ein höherer Da- tendurchsatz der Signalübertragung realisiert werden, wenn mehrere Signaldetek- toren vorhanden sind. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bildanzeigefläche, d.h. die Fläche des optischen Signalfilters, planar oder ge- krümmt ist, insbesondere sphärisch gekrümmt. Hierzu kann die Bildanzeigefläche beispielsweise als flexible Folie ausgebildet sein, die in die entsprechende ge- krümmte Form gebracht wird. So kann die Bildanzeigefläche beispielsweise halb- kugelförmig oder kugelförmig um einen Signaldetektor herum angeordnet sein. Im Fall einer planaren Bildanzeigefläche kann z. B. ein Flachbildschirm üblicher Bau- art eingesetzt werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bildanzeigefläche aus mehreren Bildanzeige-Teilflächen gebildet ist. Diese aus mehreren Bildanzeige-Teilflächen gebildete Bildanzeigefläche kann selbst planar oder nicht planar ausgebildet sein, z.B. gewölbt oder gekrümmt. Die einzelnen Bildanzeige-Teilflächen können jeweils planar oder nicht planar ausgebildet sein, z.B. gewölbt oder gekrümmt. So kann beispielsweise durch ein würfelartiges Zu- sammensetzen von sechs planaren Bildanzeige-Teilflächen eine würfelförmige Bildanzeigefläche gebildet werden. Auch andere geometrische Formen sind vor- teilhaft realisierbar, z.B. eine Annäherung an eine sphärische Form (geodätische Kuppel). In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, mehrere Signaldetek- toren einzusetzen, die in mehreren Ebenen und/oder Orientierungen angeordnet sind, z.B. ebenfalls in einer Würfelform.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bildanzeigegerät als Monochrom-Bildanzeigegerät, als Graustufen-Bildanzeigege- rät, als Farb-Bildanzeigegerät oder als wellenlängenabhängiges Bildanzeigegerät ausgebildet ist.

Als Anwendungen der Erfindung sei beispielhaft die Unterdrückung von Umge- bungslicht und von Intersymbolinterferenz genannt. Als Umgebungslicht werden dabei natürliche Lichtquellen, wie die Sonne ebenso wie künstliche Quellen also etwa eine konventionelle Raumbeleuchtung bezeichnet. Die Trennung kann dabei sowohl über die unterschiedlichen Einfallrichtungen als auch das unterschiedliche Spektrum erfolgen. Intersymbol Interferenz entsteht in Innenräumen vor allem durch Reflexionen und Streuungen. Das Interferenzsignal weist deswegen zum

Teil andere Einfallswinkel als der Nutzsignalanteil auf. Bei Bedarf können auch nur bestimmte Anteile des Störsignales durch selektive Auswahl der zu blockierenden Segmente (Pixel) gedämpft werden. Der Vorteil der Erfindung gegenüber einer Filterung des Empfangssignals nach der Detektion (z.B. Software-Filterung) ist erstens, dass durch die verringerte Empfangsleistung auch die Rauschleistung am Empfänger, z.B. hervorgerufen durch Schrotrauschen durch den Fotostrom, reduziert wird, und zweitens, dass die Richtungs- und Spektral Information des Empfangssignals berücksichtigt werden können. Diese stehen bei der Filterung nach der Detektion nicht mehr zur Verfü- gung.

Weitere Anwendungen nutzen typischerweise mehrere Signalquellen und/oder Signaldetektoren, um den Datendurchsatz zu erhöhen. Diese Verfahren werden in der Literatur als Multiple-input multiple-output (MIMO) bezeichnet. Die Erfindung erlaubt die Trennung verschiedener Signalquellen, indem die jeweils nicht benö- tigte(n) Signalquelle(n) durch das Bildanzeigegerät möglichst stark unterdrückt werden. Anwendungsszenarien sind etwa mehrere Benutzer im Raum mit jeweils individuellen Signalen zu erreichen und die Interferenzleistung an den jeweils an- deren Empfängern zu reduzieren. Zusätzlich oder alternativ kann die Erfindung ferner so ausgeführt werden, dass mehrere Datenströme an einem Empfänger ausgewertet werden. Hierzu können mehrere Signaldetektoren unter einem opti schen Signalfilterelement (Bildanzeigegerät) angeordnet werden oder alternativ je- der Signaldetektor mit einem separaten optischen Signalfilterelement (Bildanzei- gegerät) ausgestattet werden. Dieses Szenario wird in Figur 4 gezeigt.

Die Ansteuerung der Bildpixel des optischen Signalfilterelement (Bildanzeigege- räts) kann mittels eines Algorithmus über die Auswertung des Empfangssignals er- folgen, z.B. indem eine Abfolge von Mustern auf dem optischen Signalfilterelement (Bildanzeigegerät) dargestellt werden und eine Veränderung des Empfangssignals erreicht wird. Auch eine Berücksichtigung von Kenntnis über die Anordnung ist möglich. Eine weitere Anwendung der Erfindung ist die Auswertung der Richtungs- information, um die Position und Orientierung des/der Empfänger(s) und/oder der/des Sender(s) zu schätzen. Auch eine mögliche Blickwinkelabhängigkeit des Bildanzeigegeräts und/oder des Empfängers kann bei der Signalauswertung be- rücksichtigt werden und/oder zur Filterwirkung beitragen. Die Erfindung kann ne- ben der Datenkommunikation auch in der Messtechnik Anwendung finden. Gegenüber anderen Ansätzen wie z.B. richtungssensitive Empfänger mit mehre- ren in den Raum ausgerichteten Signaldetektoren kann typischerweise die Anzahl der benötigten Signaldetektoren identisch zu der Anzahl der unabhängig zu erfas- senden Datenströme gewählt werden und ist damit typischerweise um ein vielfa- ches geringer. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwen- dung von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 4 - verschiedene Varianten einer optischen Freiraum-Signalübertra- gung in stark schematisierter Darstellung und Fig. 5 - beispielhafte Messergebnisse bezüglich der Richtungsselektivität bei zwei optischen Signalquellen und

Fig. 6 - eine weitere Anwendung eines Bildanzeigegeräts. Die Figur 1 zeigt zwei optische Signalquellen 1 , 7, beispielsweise in Form von

Leuchtdioden. Des Weiteren ist ein Empfänger 4 zum Empfang der von einer der Signalquellen 1 , 7 abgegebenen optischen Signale vorhanden. Der Empfänger 4 weist einen Signaldetektor 3 auf, an dem die empfangenen optischen Signale, d. h. empfangene Lichtstrahlen, ausgewertet werden. Die optischen Signale von der Signalquelle 1 zum Signaldetektor 3 werden über eine optische Signalübertra- gungsstrecke 2 im Freiraum übertragen. Im Strahlengang dieser Signalübertra- gungsstrecke 2 ist ein Bildanzeigegerät angeordnet, von dem in der Figur 1 ledig lich die Bildanzeigefläche 5 mit einer Vielzahl von separat ansteuerbaren Bildpi- xeln 6 (d.h. Segmenten) dargestellt ist (in Seitenansicht).

Von der Signalquelle 7 werden optische Signale über eine Signalübertragungs- strecke 8 in Richtung zum Signaldetektor 3 ausgesandt. Im dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel wird angenommen, dass lediglich das von der Signalquelle 1 ausge- sandte Licht am Signaldetektor 3 empfangen und ausgewertet werden soll. Dem- entsprechend sind die Bildpixel 6 derart angesteuert, dass sie die optischen Sig nale auf der Signalübertragungsstrecke 2 bestmöglich durchlassen, sie weisen eine niedrige oder bestenfalls gar keine Dämpfung auf. Dagegen sind zumindest die im Bereich der Signalübertragungsstrecke 8 liegenden Bildpixel auf eine hohe Dämpfung angesteuert, so dass die optischen Signale der Signalübertragungs- strecke 8 nicht oder zumindest stark gedämpft am Signaldetektor 3 ankommen.

Um sonstige Störsignal-Einstreuungen am Signaldetektor 3 zu minimieren, können auch die übrigen Bildpixel auf hohe Dämpfung angesteuert sein.

Die Figur 2 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der die Bildanzeigefläche 5 sphärisch gewölbt ist, z. B. halbkugelförmig oder halbzylinderförmig. In diesem Fall ist nur die eine Signalquelle 1 mit der Signalübertragungsstrecke 2 dargestellt.

Die Figur 3 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, bei der die Bildanzeigefläche 5 über den vollen Umfang um den Signaldetektor 3 herum gewölbt ausgebildet ist, z. B. zylinderförmig oder kugelförmig. Die Figur 4 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der der Empfänger 4 außer dem bereits beschriebenen Signaldetektor 3 einen weiteren Signaldetektor 10 aufweist, der etwas beabstandet vom Signaldetektor 3 angeordnet ist. Dies ermöglicht es beispielsweise, dass parallel optische Signale am Signaldetektor 3 von der Signal- quelle 1 und am Signaldetektor 10 von der Signalquelle 7 empfangen werden. Die Bildanzeigefläche 5 ist hinsichtlich ihrer Bildpixel 6 nun so angesteuert, dass, wie bei der Figur 1 beschrieben, die optischen Signale über die Signalübertragungs- strecke 2 zum Signaldetektor 3 durchgelassen werden und die optischen Signale von der Lichtquelle 7 über eine Signalübertragungsstrecke 11 zum weiteren Sig naldetektor 10 durchgelassen werden. Andere Übertragungswege sind durch An- Steuerung der Bildpixel 6 gesperrt, insbesondere die Signalübertragungsstrecke 8 (zwischen der Signalquelle 7 und dem Signaldetektor 3) sowie eine Signalübertra- gungsstrecke 9 (zwischen der Signalquelle 1 und dem weiteren Signaldetektor 10). Auf diese Weise kann gleichzeitig auf mehreren optischen Kanälen eine Sig nalübertragung durchgeführt werden.

Die Figur 5 zeigt eine am Signaldetektor 3 erfasste optische Empfangsleistung der beispielsweise über die Signalübertragungsstrecke 2 übertragenen optischen Sig nale, aufgetragen über eine Ortskoordinate der Bildanzeigefläche (z. B. Bildpixel- Nummer). Erkennbar ist im Kurvenverlauf 21 ein Verlauf des über die Signalüber- tragungsstrecke 2 übertragenen Lichts, im Kurvenverlauf 22 das über die Signal- Übertragungsstrecke 8 übertragene Licht (wenn diese Signalübertragungsstrecke durch entsprechende Ansteuerung der Bildpixel freigeschaltet ist). Der untere Kur- venverlauf 20 wird gemessen, wenn keine optische Signalquelle 1 , 7 eingeschaltet ist. Hierbei wird die gute Trennschärfe und Selektivität des Bildanzeigegeräts bei Verwendung als optischer Empfangsfilter deutlich.

Die Figur 6 zeigt einen Empfänger 4, der mehrere in unterschiedlichen räumlichen Orientierungen angeordnete Signaldetektoren 3 aufweist. Beispielhaft dargestellt sind sechs Signaldetektoren 3, die in Form eines Würfels angeordnet sind. Die Signaldetektoren 3 sind von einer aus mehreren Bildanzeige-Teilflächen gebildete Bildanzeigefläche 5 umgeben, die konzentrisch würfelförmig um die Signaldetekto- ren 3 herum angeordnet ist. Beispielsweise kann jede Seite des Würfels der Bild- anzeigefläche 2 x 2 Bildpixel 6 aufweisen. Auf diese Weise kann das am Empfän- ger 4 ankommende Licht aus unterschiedlichen räumlichen Richtungen gefiltert o- der durchgelassen werden, ggf. mit einer Dämpfung.