DD230092A1

DD230092A1 - Anordnung zur ansteuerung von substanzen mit elektrooptischem effekt

Info

Publication number: DD230092A1
Application number: DD27102484A
Authority: DD
Inventors: Winfried Angermann; Wolfgang Ende; Bernd Mey; Gerd Mueller; Georg Packheiser; Uwe Sandig
Original assignee: Numerik Karl Marx Veb
Priority date: 1984-12-18
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1985-11-20
Also published as: DD230092B1

Abstract

Das Anwendungsgebiet der Erfindung sind Anordnungen zur technischen Ausnutzung des elektrooptischen Effektes in Pockelszellen, insbesondere bei der Beleuchtungsstaerkeregelung in optischen Einrichtungen numerisch gesteuerter Lichtzeichenmaschinen. Ziel der Erfindung ist es, die Zersetzung der Pockelszellen zu vermindern, ohne dass bei Intensitaetssteuerung in der Beleuchtungsstaerkeregelung das Kontrastverhaeltnis auf dem zu belichtenden Material vermindert wird. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, bei der mittels einer Pockelszelle die Beleuchtungsstaerkeregelung erfolgt. Die Pockelszelle wird mit Hochspannung gesteuert, indem durch eine Doppeltriode die Polaritaet an der Pockelszelle umgeschaltet wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung sind Anordnungen zur technischen Ausnutzung des elektrooptischen Effektes, insbesondere bei der Beleuchtungsstärkeregelung für numerisch gesteuerte Lichtzeichenmaschinen. Die Lösung kann auch bei der Ermittlung des Drehwinkels in automatisierten Polarimetern der chemischen Analytik angewendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, den elektrooptischen Effekt in einem Kristall unter Einwirkung einer elektrischen Feldstärke auszunutzen. Bei linearem elektrooptischem Effekt in Kristallen (= Pockelseffekt) ändern sich die Berechnungsindizees in verschiedenen Richtungen im Kristall proportional der Feldstärke. Diese Wirkung wird zur Modulation von Licht angewendet. Bekannt ist eine Anordnung zur Beleuchtungsstärkeregelung beim Lichtzeichen (DD-WP 209149), bei derein Bauelement mit elektrooptischem Effekt zur Lichtregelung eingesetzt ist. Die dabei verwendete Pockelzelle befindet sich zwischen Polarisationsfiltern in einem Lichtregelkreis mit Fotoempfänger, Regelverstärkerund Stellglied. In der Patentanmeldung WP B 43 L/267 984.0 dient zusätzlich als Sollwertvorgabe das über einen Analogrechner gebildete Quadrat der Bahngeschwindigkeit und es wird über eine entsprechende Verschaltung eine Anpassung an das verwendete lichtempfindliche Material und an spezifische Eigenschaften der Lichtzeichenmaschme erreicht. Die Steuerung der Substanz mit elektrooptischem Effekt erfolgt durch das Anlegen einer Gleichspannung, die ständig auf die Substanz mit gleicher Polarität einwirkt, eine Zersetzung der Substanz hervorruft und damit die Standzeit einer solchen Zelle wesentlich verringert.

Die Verwendung von sinusförmiger Wechselspannung bringt den Nachteil eines schlechten Kontrastverhältnisses auf dem zu belichtenden Material.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu beseitigen und bei notwendig hohen Spannungen mittels geringem Schaltungsaufwand eine Verminderung der elektrolytischen Zersetzung der Substanz mit elektrooptischem Effekt zu erlangen, ohne daß bei Intensitätssteuerung in der Beleuchtungsstärkeregelung das Kontrastverhältnis auf dem zu belichtenden Material verringert wird, sowie den Einsatz verschleißgefährdeter Schaltelemente zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung zur Ansteuerung von Substanzen mit elektrooptischem Effekt, insbesondere bei der Beleuchtungsstärkeregelung in optischen Einrichtungen numerisch gesteuerter Lichtzeichenmaschinen, wobei das Licht einer Lichtquelle über die Substanz mit elektrooptischem Effekt und über einen teilweise durchlässigen Spiegel auf lichtempfindliches Material gelenkt wird und diese Anordnung mit einem Lichtregelkreis verbunden ist, wobei die Polarität der vorwiegend analogen Steuerspannung für die Substanz mit elektrooptischem Effekt gewechselt wird und die Zeitintegrate der Spannungen beider Potentiale statistisch etwa gleich groß sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ausgänge einer Steuereinrichtung und des damit verbundenen Lichtregelkreises an einen elektronischen Verteiler angeschlossen sind, dessen zwei Ausgänge auf eine Hochspannungssteuereinrichtung geführt sind, mit der die Substanz mit elektrooptischem Effekt verschaltet ist. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zur Hochspannungssteuerung die Substanz mit elektrooptischem Effekt mit ihren beiden Anschlüssen an die mit positiver Hochspannung gespeisten Anordenanschlüsse einer Elektronenröhre mit zwei Systemen angeschlossen ist und die beiden Steuergitter der Elektronenröhre über von der Steuereinrichtung aufrufbare Schaltelemente des elektronischen Verteilers abwechselnd mit dem Lichtregelkreis oder mit einem festen Spannungswert verbunden sind.

Eine andere Ausgestaltung beinhaltet, daß ein Steuergitter der Elektronenröhre direkt mit dem Lichtregelkreis verbunden ist und das andere Steuergitter der Elektronenröhre über das von der Steuereinrichtung aufrufbare Schaltelement abwechselnd an den festen Spannungswert oder an einen Spannungsmittelwert angeschlossen ist.

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Ausführungsbeispiel

Figur 1: zeigt die erfindungsgemäße Anordnung nach Punkt 1, Figur 2: die Ausgestaltung nach Punkt 2 und

Figur 3: die Ausgestaltung nach Punkt 3 des Erfindungsanspruches.

Die Ausgänge einer Steuereinrichtung 5 und des damit verbundenen Lichtregelkreises 4 sind auf einen elektronischen Verteiler 8 geführt, von dem zwei Ausgänge mit einer Hochspannungssteuereinrichtung 3 verbunden sind. An die Hochspannungssteuereinrichtung 3 ist die Substanz mit elektrooptischen! Effekt 1 angeschlossen. Das Licht der Lichtquelle 2 wird über die Substanz 1 und über den teilweise durchlässigen Spiegel 6 auf das lichtempfindliche Material 7 gelenkt und diese Anordnung ist mit Lichtregelkreis 4 verbunden.

In Figur 2 ist für die Hochspannungssteuerung eine Elektronenröhre mit 2 Systemen 3 eingesetzt, an deren mit positiver Hochspannung gespeisten Anorden die Substanz mit elektrooptischen! Effekt 1 angeschlossen ist. Die beiden Steuergitter der Elektronenröhre 3 sind von der Steuereinrichtung 5 aufrufbare Schaltelemente 9 des elektronischen Verteilers 8 mit dem Lichtregelkreis 4 oder mit dem festen Spannungswert U_F verbunden.

Nach Figur 3 ist ein Steuergitter der Elektronenröhre 3 direkt mit dem Lichtregelkreis 4 verbunden und das andere Steuergitter über das aufrufbare Schaltelement 9 an den festen Spannungswert U_F oder an den Spannungsmittelwerk U_M angeschlossen.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt: Für die Anwendung in einer Lichtzeichenmaschine wird als Substanz mit elektrooptischen! Effekt 1 eine Pockelszelle, angeordnet zwischen Polarisationsfiltern, an den Lichtregelkreis 4 angeschlossen. Die Steuerung erfolgt über die zwei Systeme der Elektronenröhre, die als Hochspannungssteuereinrichtung 3 eingesetzt ist. Diese beiden Systeme werden abwechselnd im Regelkreis betrieben. Es wird die Polarität nach jeder Belichtung durch die Lichtquelle 2 umgeschaltet. Zu diesem Zweck ist die Pockelszelle zwischen die beiden Anode der mit positiver Hochspannung gespeisten Elektronenröhre 3 geschaltet. Die Steuergitter der Elektronenröhre 3 werden über den elektronischen Verteiler 8 abwechseln mit dem Ausgang des Lichtregelkreises 4 bzw. mit der festen Spannung U_F zur Arbeitspunkteinstellung der Elektronenröhre 3 verbunden, indem die Schaltelemente 9 durch die Steuereinrichtung 5 bestätigt werden. Ist bei Ansteuerung einer Polarität, wie bei der Dunkelfahrt beim Lichtzeichen, ein fester Spannungswert U_M ausreichend, so kann ein elektronisches Schaltelement 9 direkt mit der Spannungsquelle des Mittelwertes U_M verbunden werden. In diesem Fall kann auf das andere Schaltelement verzichtet werden, wenn zusätzlich gewährleistet wird, daß während der Ansteuerung der betrachteten Polarität der Ausgang des Lichtregelkreises 4 einen festen Spannungswert hat.

Die beiden Steuergitter der Elektronenröhre werden gegenphasig oder abwechselnd angesteuert und realisieren so den Polarisationswechsel an der Pockelszelle 1.

Durch die Anordnung wird erreicht, daß die elektrolytische Zersetzung der Substanz, die bei einer Gleichspannungssteuerung auftritt, vermindert wird. Gleichzeitig wird aber bei Intensitätssteuerung der Vorteil der Gleichspannungsansteuerung, der für die analoge Betriebsart durch ein höheres Kontrastverhältnis gekennzeichnet ist, erhalten. Die Polarität der Steuerspannung wird derart gewechselt, daß die.Zeitintegrate der Spannungen beider Polaritäten statistisch etwa gleich groß sind. Die Ansteuerung einer Polarität kann dabei auch mit einem festen Mittelwert erfolgen. Der Polaritätswechsel wird bei Steuerspannung Null oder mit steiler Schaltflanke nach festen oder der Spannungshöhe umgekehrt proportionalen oder errechneten Zeitintervallen durchgeführt. Die Umschaltfrequenz wird vom Innenwiderstand der Substanz mit elektrooptischen! Effekt und von der Größe der Spannung an der Substanz bestimmt. Durch den Polaritätswechsel wird bewirkt, daß die durch den hohen Innenwiderstand der Substanz ohnehin gering einsetzende Ionenwanderung teilweise rückgängig gemacht und die Zersetzung vermindert wird. Es können außerdem Substanz-Kontaktierungsmittelkombinationen oder lichtdurchlässige Kontaktierungsstöffe mit geringer loneleitung und umkehrbaren Elektrodenvorgängen benutzt werden. Der Einsatz der gegeneinander oder abwechselnd zu betreibenden Steuerelemente umgeht die Verwendung hochspannungsfester und verschleißgefährdeter Schaltelemente. Das Hochspannungssteuersystem ermöglicht das Betreiben der Substanz mit elektrooptischen! Effekt bei jeder Spannung mit der Grenzfrequenz der eingesetzten Steuerelemente, d. h. der Elektronenröhre mit zwei Systemen.

Claims

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Erfindungsanspruch:

T. Anordnung zur Ansteuerung von Substanzen mit elektrooptischen! Effekt, insbesondere bei der Beleuchtungsstärkeregelung in optischen Einrichtungen numerisch gesteuertes Lichtzeichenmaschinen, wobei das Licht einer Lichtquelle über die Substanz mit elektrooptischen! Effekt und über einen teilweise durchlässigen Spiegel auf lichtempfindliches Material gelenkt wird und diese Anordnung mit einem Lichtregelkreis verbunden ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgänge einer Steuereinrichtung (5) und des damit verbundenen Lichtregelkreises (4) an einen elektronischen Verteiler (8) angeschlossen sind, dessen zwei Ausgänge auf eine Hochspannungssteuereinrichtung (3) geführt sind, mit der die Substanz mit elektrooptischem Effekt (1) verschaltet ist.
2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Hochspannungssteuerung die Substanz mit elektrooptischem Effekt (1) mit ihren beiden Anschlüssen (+; -) an die mit positiver Hochspannung gespeisten Anodenanschlüsse einer Elektronenröhre mit zwei Systemen (3) angeschlossen ist und die beiden Steuergitter der Elektronenröhre (3) über von der Steuereinrichtung (5) aufrufbare Schaltelemente (9) des elektronischen Verteilers (8) abwechselnd mit dem Lichtregelkreis (4) oder mit einem festen Spannungswert (U_F) verbunden sind.
3. Anordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß ein Steuergitter der Elektronenröhre (3) direkt mit dem Lichtregelkreis (4) verbunden ist und das andere Steuergitter der Elektronenröhre (3) über das von der Steuereinrichtung (5) aufrufbare Schaltelement (9) abwechselnd an den Festen Spannungswert (U_F) oder an einen Spannungsmittelwert (Ü_M) angeschlossen ist.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen