DD288469A5 - PROCESS FOR PROJECTION AND IMAGE STORAGE WITH OPTICALLY ADDRESSABLE LIQUID CRYSTAL VALVE - Google Patents

PROCESS FOR PROJECTION AND IMAGE STORAGE WITH OPTICALLY ADDRESSABLE LIQUID CRYSTAL VALVE Download PDF

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DD288469A5
DD288469A5 DD33335189A DD33335189A DD288469A5 DD 288469 A5 DD288469 A5 DD 288469A5 DD 33335189 A DD33335189 A DD 33335189A DD 33335189 A DD33335189 A DD 33335189A DD 288469 A5 DD288469 A5 DD 288469A5
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Guenther Spitzl
Arno Seeboth
Reinhard Spitzl
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Werk F Fernsehelektronik Im Ve
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Abstract

Verfahren zur Projektion und Bildspeicherung mit optisch adressierbarem Fluessigkristallichtventil, geeignet fuer Durchlicht als auch Reflexionsprojektion. Das Verfahren wird vorwiegend fuer das Fernsehen und andere Gebiete der Bildwiedergabetechnik verwendet. Lichtblockierschichten sind nicht vorgesehen. Erfindungsgemaesz wird ein Projektionslichtbuendel erzeugt, das einen Teil des Bildfeldes ausleuchtet. Um das Bildfeld vollstaendig abzubilden, fuehrt dieses Lichtbuendel eine Abtastbewegung aus. In einem raeumlich und zeitlich festgelegten Abstand folgt ein Adressierlichtstrahl der Abtastbewegung des Projektionslichtbuendels, so dasz er die Bildfeldstelle adressiert, welche zuvor gerade abgetastet worden ist.{Projektion; Bildspeicherung; Fluessigkristallichtventil; Durchlicht; Reflexionsprojektion; Fernsehen; Bildwiedergabetechnik; Lichtblockierschichten; Projektionslichtbuendel; Bildfeld; Abtastbewegung; Adressierlichtstrahl}Method for projection and image storage with optically addressable liquid crystal light valve, suitable for transmitted light as well as reflection projection. The method is mainly used for television and other fields of image reproduction technology. Light blocking layers are not provided. According to the invention, a projection light beam is produced which illuminates a part of the image field. To completely image the image field, this Lichtbuendel performs a scanning movement. At an interval spatially and temporally fixed, an addressing light beam follows the scanning movement of the projection light beam so as to address the field of view which has just been scanned. {Projection; Image storage; Fluessigkristallichtventil; By light; Reflection projection; Watch TV; Image reproduction technology; Light-blocking layers; Projektionslichtbuendel; Image field; scanning; Adressierlichtstrahl}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der Fernsehprojektion, der Bildspeicherung und der Diaprojektion. Darüber hinaus ist die Anwendung des Verfahrens zur Speicherung von Informationen für die Rechentechnik geeignet.The invention relates to a method of television projection, image storage and slide projection. In addition, the application of the method for storing information for computing is suitable.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Dem Stand der Technik nach haben Flüssigkristalle als elektrooptisch schaltende Stoffe für die Bildwiedergabetechnik aufgrund ihres geringen Leistungsbedarfs und der niedrigen Steuerspannungen zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dies trifft auch für die Projektionstechnik zu.According to the state of the art, liquid crystals have become increasingly important as electro-optically switching substances for image reproduction technology because of their low power requirement and the low control voltages. This also applies to the projection technology.

Am meisten durchgesetzt haben sich in der Praxis Flüssigkristalldisplays mit Dünnfilmtransistoren. Ihr Einsatz in Projektoren war bisher jedoch wenig erfolgreich. Um dennoch den Flüssigkristall für Projektionszwecke nutzbar zu machen, ist in US 3824002 ein Lichtventil vorgeschlagen worden, das optisch adressierbar ist. Das Bild wird dadurch erzeugt, daß der Fotoleiter durch eine schwache Adressierlichtquelle beschrieben wird. Die belichteten Fotoleitersteilen, die im dunkelleitfähigen Zustand gegenüber dem Flüssigkristall hochohmig waren, werden leitend und schalten einen Strom an den Flüssigkristall durch, wobei sich an diesem ein elektrisches Feld aufbaut, welches in der Lage ist, die Ausgangsorientierung des Flüssigkristalls zu ändern. Von der dem Flüssigkristall zugewandten Seite wird das Licht einer Hilfslichtquelle eingestrahlt und moduliert. Der größte Teil des Lichtes wird vom Spiegel reflektiert, während der nicht reflektierte Teil des Lichtes von der Blockierschicht absorbiert wird. Dadurch wird vermieden, daß der Fotoleiter durch die Hilfslichtquelle beschrieben wird. Dieses System hat jedoch folgende Nachteile. Es erlaubt keine Durchlichtprojektion. Die Blockierschicht ist ein elektrisch leitendes oder halbleitendes Material mit einem relativ niedrigen Widerstand zur Erlangung der lichtabsorbierenden Eigenschaften. An dieser Schicht fließen die Ladungen breit und reduzieren Auflösung und Kontrast. Der dielektrische Spiegel trägt durch seine Dicke zusätzlich zu einem Auflösungsverlust bei und macht infolge seines hohen Widerstandes Wechselstrombetrieb erforderlich. Der in DE 2028235 vorgeschlagene Lichtventilaufbau ersetzt Blockierschicht und Spiegel durch einen Rußspiegel. Er erlaubt zwar Gleichstrombetrieb, besitzt aber verstärkt einen durch seine hohe Leitfähigkeit begründeten negativen Einfluß auf die Auflösung. Eine andere Lösung sieht den Einsatz von Fotoleitern vor, die für weißes Licht weitgehend transparent sind und mit UV- oder IR-Strahlung adressiert werden. Entsprechend ist von der Projektionslichtquelle der für die Adressierung bestimmte Lichtanteil herauszufiltern. Dieses Schichtsystem erlaubt jedoch nur geringe Lichtströme, da eine Restempfindlichkeit der Fotoleiter für weißes Licht besteht.Liquid crystal displays with thin-film transistors have become the most popular in practice. Their use in projectors has been unsuccessful. In order nevertheless to make the liquid crystal usable for projection purposes, a light valve has been proposed in US 3824002, which is optically addressable. The image is generated by writing the photoconductor through a weak addressing light source. The exposed photoconductive members, which were high-resistance to the liquid crystal in the dark-capable state, become conductive and turn on a current to the liquid crystal to build up an electric field capable of changing the output orientation of the liquid crystal. From the liquid crystal side facing the light of an auxiliary light source is irradiated and modulated. Most of the light is reflected by the mirror while the non-reflected portion of the light is absorbed by the blocking layer. This avoids that the photoconductor is described by the auxiliary light source. However, this system has the following disadvantages. It does not allow transmitted light projection. The blocking layer is an electrically conductive or semiconductive material having a relatively low resistance to obtain the light absorbing properties. At this layer, the charges flow widely and reduce resolution and contrast. The dielectric mirror, in addition, contributes to a loss in resolution due to its thickness and requires AC operation due to its high resistance. The light valve construction proposed in DE 2028235 replaces the blocking layer and mirror with a soot level. Although it allows DC operation, but has an increased due to its high conductivity negative influence on the resolution. Another solution provides for the use of photoconductors, which are largely transparent to white light and addressed with UV or IR radiation. Accordingly, the light source intended for addressing must be filtered out by the projection light source. However, this layer system allows only low luminous fluxes, since there is a residual sensitivity of the photoconductor for white light.

Allen Verfahren ist gemeinsam, daß die Maßnahmen zur Unschädlichmachung des Lichtdurchgriffes von Projektionslicht auf die für die Adressierung bestimmte fotoempfindliche Schicht Auflösung, Kontrast und zulässigen Lichtstrom reduzieren. Ein erster Schritt zur Vermeidung der vorgenannten Mängel wird in DE 2154150 gegangen. Hier wird erstmalig als Verfahren der Elektrofotografie eine zeitliche Trennung von Adressierung und Abtastung vorgeschlagen. Das in dieser VeröffentlichungAll methods have in common that the measures for neutralizing the light penetration of projection light on the specific photosensitive layer for addressing the resolution, contrast and allowable luminous flux reduce. A first step to avoid the aforementioned deficiencies is gone in DE 2154150. Here, for the first time as a method of electrophotography, a temporal separation of addressing and scanning is proposed. That in this publication

beschriebene Lichtventil benötigt trotz gewöhnlicher fürweißes Lichtempfindlicher Fotoleiter keine lichtblockierende Schichten. Jedoch können keine nematischen Flüssigkristalle allein verwendet werden, da der Flüssigkristall über ein dauerhaftes Speichervermögen verfügen muß. Auch kommt das Verfahren ohne zusätzliche Schaltmittel nicht aus, d. h. die optische Adressierung allein genügt nicht mehr, um ein altes Bild durch ein neues zu ersetzen. Im vorliegenden Fall wird ein Gemisch aus cholesterinischen und nematischen Flüssigkristallen verwendet, welches über ein dauerhaftes Speichervormögen verfügt. Der Bildinhalt wird optisch adressiert. Der Fotoleiter schaltet eine Gleichspannung an den Flüssigkristall durch, welche diesen orientiert. Anschließend wird die Spannung extern abgeschaltet, wobei der Flüssigkristall die Bildinformation speichert. Zum Löschen genügt ein Wechselspannungsimpuls. Diozeitliche Trennung von Adressierung und Abtastung erlaubt kein Fernsehen, da beim Fernsehen die Adressierung kontinuierlich erfolgt. Auch kann dieses Flüssigkristallgemisch nur den Richtungsparameter beeinflussen, d. h. es wird je nach Orientierung des Flüssigkristalls das Licht gestreut oder unbeeinflußt durchgelassen. Gerade der Richtungsparameter sollte jedoch unverändert bleiben, da die Unterscheidung der Zustände „transparent" oder „streuend" entweder sehr große Optiken oder kleine lichtschluckende Blenden zur Bedingung macht.described light valve requires no light-blocking layers despite ordinary white photosensitive photoconductor. However, nematic liquid crystals alone can not be used because the liquid crystal must have a long-term storage capacity. Also, the method does not work without additional switching means, d. H. Optical addressing alone is no longer enough to replace an old picture with a new one. In the present case, a mixture of cholesteric and nematic liquid crystals is used, which has a durable storage device. The image content is optically addressed. The photoconductor switches a DC voltage to the liquid crystal, which orients it. Subsequently, the voltage is externally turned off, the liquid crystal storing the image information. To delete an alternating voltage pulse is sufficient. Diozeitliche separation of addressing and scanning does not allow television because the television is the addressing continuously. Also, this liquid crystal mixture can only influence the directional parameter, d. H. Depending on the orientation of the liquid crystal, the light is scattered or passed through unaffected. However, the directional parameter should remain unchanged, since the distinction of the states "transparent" or "scattering" makes either very large optics or small light-absorbing apertures a condition.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung bestand darin, den Einsatz des Flüssigkristallichtventils sowohl für Durchlicht- als auch Reflexionsprojektion zu gewährleisten. Dabei sollen einfache optische Systeme Anwendung finden. Negative Einflüsse auf dio Auflösung bzw. den Lichtstrom sollen weitestgehend vermindert werden.The aim of the invention was to ensure the use of the liquid crystal light valve for both transmitted light and reflection projection. Here, simple optical systems are to be used. Negative influences on the resolution or luminous flux should be reduced as much as possible.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, den Durchgriff des Projektionslichtes auf die fotoleitende Schicht unwirksam zuThe object of the invention was to ineffective the penetration of the projection light on the photoconductive layer

machen, obwohl das Durchleuchten oder Beleuchten dieser Schicht mit Projektion* Jcht beabsichtigt ist. Die Aufgabe bestehtferner darin, die bisher benötigten Blockierschichten, die den Projektionslichtdurchgriff verhindert haben und z. B. zualthough the lightening or lighting of this layer is projected with projection. The object is further, the previously required blocking layers that have prevented the projection light penetration and z. B. too

Auflösungsverlusten führten, zu beseitigen.Resolution losses led to eliminate. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß da durch gelöst, daß zuerst ein Projektionslichtbündel derart fokussiert oder erzeugt wird,The object is achieved as by that first a projection light beam is focused or generated such

daß es statt des gesamten Bildfeldes nur einen Teil davon ausleuchtet. Um das Bildfeld danach vollständig abzubilden, führtdieses Lichtbündel eine Abtastbowegung aus. In einem vorher räumlich und zeitlich festgelegten Abstand folgt einthat it illuminates only a part of it instead of the entire image field. In order to fully image the image field thereafter, this light beam performs a scan bounce. In a previously spatially and temporally fixed distance follows

Adressierlichtstrahl der Abtastbewegung des Projektionslichtbündels, so daß er die Bildfeldstelle adressiert, welche zuvorAddressing light beam of the scanning movement of the projection light beam, so that it addresses the image field location, which previously

gerade abgetastet worden ist. Sowohl Adressierlichtbündel als auch Abtastlichtbündel werden gleichzeitig über das Bildfeldgeführt, wobei die Abtastreihenfolge willkürlich sein kann, und während einer vorgegebenen Bilddarstellungsperiode dashas just been scanned. Both addressing light beams and scanning light beams are simultaneously scanned across the image field, the scanning order being arbitrary, and during a given image presentation period

Bildfeld einmal vollständig adressiert bzw. vollständig abgetastet wird.Image field once completely addressed or completely scanned. Die Leuchtfleckgröße des Adressierlichtstrahls Ist beliebig, wobei als oberer Grenzfall ein stehender „Leuchtflock" anzusehen Ist,The luminous spot size of the addressing light beam is arbitrary, with the upper limit case being a stationary "luminous flock".

der nach Art der Diaprojektion von Bildwechsel zu Bildwechsel ein lichtschwaches Adressierbild stationär auf das Lichtventilprojeziert. Das Projektionslichtbündel führt die Abtastbewegung für sich allein aus.which, in the manner of the slide projection from picture change to picture change, projects a faint addressing picture stationarily onto the light valve. The projection light beam carries out the scanning motion on its own.

Als unterer Grenzfall gilt ein Leuchtfleck von der Größe, die einen einzelnen zu adressierenden Bildpunkt entspricht. Es wird einThe lower limit is a spot of size that corresponds to a single pixel to be addressed. It will be a Projektor mit einem Lichtventil eingesetzt. Das Lichtventil besteht aus folgenden Schichten:Projector used with a light valve. The light valve consists of the following layers: Substratträger, Elektrode, Fotoleiter mit Orientierungsschicht, Flüssigkristall, Elektrode mit Orientierungsschicht undSubstrate carrier, electrode, photoconductor with orientation layer, liquid crystal, electrode with orientation layer and Substratträger.Substrate carrier. Prinzipiell lassen sich alle herkömmlichen Schichtsysteme, also auch solche mit dielektrischem Spiegel oder/undIn principle, all conventional layer systems, including those with dielectric mirror and / or Isolationsschichten verwenden.Use insulation layers. Sowohl durch Adressiei licht als auch durch Projektionslicht wird der Fotoleiter elektrisch leitend geschaltet und derBoth by Adressiei light and by projection light of the photoconductor is switched electrically conductive and the Flüssigkristall, ausgehend von einer homogenen Ausgangsorientierung bzw. einem ungeordneten Flüssigkristallvolumen durchLiquid crystal, starting from a homogeneous initial orientation or a disordered liquid crystal volume

ein elektrisches Feld orientiert. Da jedoch nicht das ganze Bildfeld durch das Projektionslicht ausgeleuchtet wird, sondern ein Teilunbelichtet bleibt, relaxiert das Flüssigkristallvolumen an diesen abgedunkelten Stellen. Lediglich ein in das abgedunkeltean electric field oriented. However, since the entire image field is not illuminated by the projection light but a part remains unexposed, the liquid crystal volume relaxes at these darkened spots. Only one in the darkened

Bildfeldteil gerichteter Adressierlichtstrahl ist in der Lage, den fotoleitenden Zustand an getroffenen Stellen aufrechtzuerhaltenImage field part directed addressing light beam is able to maintain the photoconductive state at struck locations

und die Relaxation zu verhindern. Nach Einnahme der feldfreien Ausgangsorientierung in den nicht vom Adressierlichtstrahlgetroffenen Stellen wird das abgeschaltete Bildfeldteil der Projektionslichtabtastung ausgesetzt.and to prevent relaxation. After taking the field-free output orientation in the non-addressed by the addressing light beam, the switched-off image field portion of the projection light scan is suspended.

Durch das Projektionslicht wird der Fotoleiter im Bildfeldausschnitt einheitlich leitend geschaltet und der Flüssigkristall beginntBy the projection light of the photoconductor is switched uniformly in the image field section and the liquid crystal begins

erneut seine dem elektrischen Feld entsprechende Orientierung einzunehmen. Es kann solange abgetastet werden bis dieagain to take its orientation corresponding to the electric field. It can be scanned as long as the

Neuorientierung, d.h. der Einschaltvorgang des Flüssigkristalls abgeschlossen ist und alle Flüssigkristalle desReorientation, i. the liquid crystal is turned on and all liquid crystals of the liquid crystal are completed Bildfeldausschnittes wieder einheitlich orientiert sind, oder die nächste Adressierung beginnt. Damit erübrigt sich dieImage field section are again uniformly oriented, or the next addressing begins. Thus, the superfluous Verwendung von Blockierschichten bzw. dielektrischen Spiegeln. Durch dieses Verfahren ist die zeitliche Trennung vonUse of blocking layers or dielectric mirrors. By this method, the temporal separation of Adressierung und Abtastung realisiert. Ferner ist damit die Verwendung rein nematischer Flüssigkristalle in SchichtsystemenAddressing and sampling realized. Furthermore, it is the use of purely nematic liquid crystals in layer systems

möglich, welche zuvor ausschließlich der Elektrofotografie vorbehalten waren. Nicht zuletzt können sämtliche Schaltvorgängedes Flüssigkristalls, die sich kontrastmindernd auf die Bildqualität auswirken, ausgeblendet werden.possible, which were previously reserved exclusively for electrophotography. Last but not least, all switching operations of the liquid crystal, which have a negative effect on the image quality, can be faded out.

Das Verfahren kann erfindungsgemäß um einen dritten Verfahrensschritt „das Spannungsfreischalten von Bildfeldteilen"The method can according to the invention by a third method step "the voltage isolation of image field parts"

unabhängig vom Fotoleiterzustand erweitert werden. Mindestens eine der Feldelektroden des Bildfeldes ist in mehrereunabhängige Sektoren unterteilt.be extended regardless of the photoconductor state. At least one of the field electrodes of the image field is divided into a plurality of independent sectors.

Erfindungsgemäß wird zuerst an den unbelichteten Bildfeldsektor eine Spannung angelegt. Anschließend wird er optischAccording to the invention, a voltage is first applied to the unexposed field of view sector. Then he becomes optical

adressiert. Danach wird er spannungsfrei geschaltet und abschließend mit dem Projektionslichtbündel abgetastet.addressed. Thereafter, it is disconnected from the power supply and finally scanned with the projection light beam.

Durch dieses Verfahren wird nicht die Einschaltverzögerung, sondern die Ausschaltverzögerung des Flüssigkristalls für dieBy this method, not the turn-on delay, but the turn-off delay of the liquid crystal for the Bildspeicherung genutzt. Bedingung ist hier, daß sich Adressier- und Projektionslichtbündel bei ihrer Abtastbewegung auf domImage storage used. The condition here is that addressing and projection light bundles in their scanning on Dom Bildfeld nicht begegnen. Darüber hinaus dürfen sich unter Spannung stehende Sektoren und Projektionslichtbündel nichtDo not encounter image field. In addition, live sectors and projection beams should not be allowed

begegnen, wenn maximale Bildkontraste erzielt werden sollen.encounter if maximum image contrast is to be achieved.

Bei Verwendung nichtnematischer Flüssigkristalle (z. B. smektischer, cholesterinischer) kann erfindungsgemäß ein vierter Verfahrensschritt bei Vorhandensein sektorierter Elektroden - ,des Setzen von Löschspannungen" - ausgeführt werden. Speziell bei cholesterinischen Flüssigkristallen unterscheidet sich das Wesen der Einschaltspannung (z. B. Gleichstrom) von der Ausschaltspannung (z. B. Wechselstrom). Um die Löschspannung setzen zu können, muß diese entweder so hoch gewählt werden, daß sie den gesperrten Fotoleiter überwindet, oder aber es muß Licht in den Sektor eingestrahlt werden, welches jedoch gegen Projektion zum Bildschirm ausgeblendet wird. Der Verfahrensschritt „Setzen von Löschspannungen" steht ferner stellvertretend für örtliche, d. h. über die Sektorelektrode ausgeführte, Widerstandsheizung um einen Phasenwechsel herbeizuführen, örtliche Wärmeeinstrahlung oder -übertragung, Ultraschalleinstrahlung oder -erzeugung oder eine Kombination hiervon.When non-nematic liquid crystals (for example smectic, cholesteric) are used, according to the invention a fourth process step can be carried out in the presence of sectored electrodes, "the setting of erase voltages." Especially in the case of cholesteric liquid crystals, the nature of the turn-on voltage (eg direct current) differs. To set the erase voltage, this must either be set so high that it overcomes the locked photoconductor, or it must be radiated light into the sector, which, however, against projection to the screen The step "setting extinguishing voltages" is further representative of local, d. H. resistive heating performed across the sector electrode to effect a phase change, localized heat radiation or transmission, ultrasonic irradiation or generation, or a combination thereof.

Als Mittel zum Abschalten dienen beispielsweise Flügelräder, deren Flügel jedoch das Bild nur teilweise abdecken dürfen. Ebenso können fest angeordnete elektrooptische Lichtventile in Sektorgröße verwendet werden, oder das Abtastlichtbündel ist einfach auf Sektorgröße fokussiert und wird mittels Scanner abgelenkt.As a means for switching off, for example, serve impellers whose wings, however, may only partially cover the picture. Similarly, fixed sector size electrooptical light valves may be used, or the scanning light beam is simply focused on sector size and deflected by scanner.

Als Adressiermittel können lichtschwache monochromatische Bildröhren, Leuchtdiodenzeilen und anderes zur Anwendung kommen. Als Fotoleiter dienen Fotowiderstandsschichten oder Fotodiodenschichten und andere Wandler, die in Abhängigkeit von einer Lichteinstrahlung elektrische Ströme schalten können.As addressing means faint monochromatic picture tubes, LED rows and others can be used. The photoconductor used are photoresist layers or photodiode layers and other transducers which can switch electrical currents as a function of light irradiation.

Ausführungsbeispieleembodiments

Fig. 1: Gesamtdarstellung des ProjektorsFig. 1: Overall view of the projector

Fig. 2: Detailskizze vom SchichtsystemFig. 2: Detail sketch of the layer system

Fig. 3: Detailskizze vom sektorierten SchichtsystemFig. 3: Detail sketch of the sectored layer system

Das Bildfeld gemäß Flg. 2 besteht infolgender Ausführung ausO,6mm dicken Glassubstraten 21, mit jeweils einertransparenten Elektrode 22 aus Indiumoxid/Zinnoxid. Auf einem Substrat ist eine ca, 1 μιη dicke CdS-Schicht 23 aufgebracht. Diese ist für einen Abtastlichtstrom bereits hinreichend transparent, besitzt aber andererseits einen genügend großen Absorbtionskoeffizienten für die Adressierung. Der Flüssigkristall 24 ist in diesem Beispiel vom nematischen Typ mit der Bezeichnung E 5 (Merck). Die Schichtdicke beträgt typisch 1 bis 20μπΊ vorzugsweise jedoch 6-8 μιυ. Auf der CdS-Schicht 23 ist mittels Tauchverfahren eine Orientierungsschicht 25 von 150 bis 200Ä Dicke, bestehend aus einem Maieinsäureanhydrid-Copolymer, welches aus der Reaktion Maleinsäureanhydrid-Vinylacetat mit Butylamin erhalten wurde, aufgetragen. Dieses Schichtsystem hat die Größe eines Bildfeldes 16 und ist stationär im Projektor gemäß Fig. 1 angeordnet. Das Bildfeld befindet sich im Lichtweg des Abtastlichtes ausgehend von der Lichtquelle 11. Das Abtastlicht wird durch den Kondensator 12 so gesammelt, daß es das gesamte Bildfeld vollständig ausleuchtet, so daß vom gesamten Bildfeld über Projektionsobjektiv 17 ein Abbild auf dem Bildschirm erzeugt werden kann. Vor und hinter dem Bild 16 sind Polarisatoren 13 angeordnet. Unmittelbar vor dem Bildfeld ist ein Schlitzblendenband 14 eingefädelt, welches das Abtastlichtbündel auf Sektorgröße ausblendet. Auf der gegenüberliegenden Seite des Bildfeldes 16 ist die Adressierlichtquelle, eine Bildröhre 18 mit dem Adressierobjektiv 19, angeordnet, derart, daß die optischen Achsen von Bildfeld 16, Adressierobjektiv 19 und Bildröhre 18 parallel zueinander verlaufen, um Verzeichnungen vollkommen auszuschließen. Das Verfahren der Bilderzeugung ist folgendes. Zuerst wird der untere Bildfeldteil vom Schlitzblendenband 14 abgeschattet, da wegen der seitenverkehrten Darstellung bei Projektion das Bild von unten aufgebaut werden muß.The image field according to Flg. 2 consists of O, 6mm thick glass substrates 21, each having a transparent electrode 22 of indium oxide / tin oxide. On a substrate, a ca, 1 μιη thick CdS layer 23 is applied. This is already sufficiently transparent for a scanning luminous flux, but on the other hand has a sufficiently large absorption coefficient for the addressing. The liquid crystal 24 in this example is of the nematic type called E 5 (Merck). The layer thickness is typically 1 to 20μπΊ but preferably 6-8 μιυ. On the CdS layer 23, an orientation layer 25 of 150 to 200 Å in thickness consisting of a maleic anhydride copolymer obtained from the reaction of maleic anhydride-vinyl acetate with butylamine is applied by dipping. This layer system has the size of an image field 16 and is arranged stationary in the projector according to FIG. The image field is located in the light path of the scanning light from the light source 11. The scanning light is collected by the capacitor 12 so that it completely illuminates the entire image field, so that from the entire image field on projection lens 17, an image can be generated on the screen. Before and behind the image 16 polarizers 13 are arranged. Immediately before the image field, a slit diaphragm band 14 is threaded, which hides the scanning light beam to sector size. On the opposite side of the image field 16, the addressing light source, a picture tube 18 with the addressing lens 19, arranged such that the optical axes of frame 16, addressing lens 19 and picture tube 18 are parallel to each other to completely exclude distortion. The method of image formation is as follows. First, the lower part of the image field is shaded by the slit band 14, since because of the reversed representation in projection, the image must be built from below.

Der von der Bildröhre 18 ausgehende Schreibstrahl adressiert danach den abgeschatteten Bildfeldteil, während der darüberliegende Teil abgetastet wird. Im abgeschatteten Bildfeldteil nehmen die nicht adressierten Fotoleiterstellen ihren dunkelleitenden Zustand ein, wodurch die Flüssigkristalle relaxieren. An den adressierten Stellen bleibt die Spannungsversorgung der Flüssigkristalle, wie sie seit der Projektionslichtabtastung bestand, weiter bestehen, so daß die Flüssigkristalle ihre durch ein elektrisches Feld bewirkte Orientierung behalten. Das elektrische Feld kann im adressierten Bildpunkt durch mehrere Einflußgrößen aufrechterhalten werden. Solche sind eine der Schaltzeit des Flüssigkristalls angepaßte Nachleuchtzeit des Luminophors, eine geringe Ausschaltverzögerung des Fotoleiters und die kapazitive Speicherung der Ladungen am Flüssigkristallvolumen als Dielektrikum. Die Öffnungen des Schlitzblendenbandes 14 folgen durch eine kontinuierliche Transportbewegung in einem festen Abstand dem Schreiblichtstrahl 120 und Schlitz sowie deren Bewegungsrichtung sind aus Fig. 1 ersichtlich. Statt eines CdS-Fotoleiters kann auch ein Fotoleiter verwendet werden, der für weißes Licht wesentlich transparenter ist, zu seiner Adressierung aber UV-Licht oder IR-Licht benötigt. Solch ein Fotoleiter ist beispielsweise ZnS für UV-Licht. Ferner können Fotoleiter verwendet werden, die selbst spiegelnd sind, und andere Spiegel für Reflexioinsprojektion erübrigen. Solch ein Fotoleiter ist zum Beispiel aus Silizium herstellbar. Prinzipiell ist auch der Einbau dielektrischer Spiegel wieder möglich, was jedoch den gewünschten Effekt der Auflösungsverbesserung etwas schmälert, den Herstellungsaufwand in die Höhe treibt und Wechselstrombetrieb mit allen Problemen der Impedanzanpassung erfordert. Ebenso kann auch eine der Elektroden ein metallischer Spiegel und zugleich Substratträger sein. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn durch diese Elektroden ein Heizstromimpuls oder einfach ein Löschstromimpuis geleitet werden soll. Letzteres ist vor allem bei sektorierten Elektroden von Bedeutung.The writing beam emanating from the picture tube 18 then addresses the shadowed picture field portion while scanning the overlying portion. In the shaded field part, the unaddressed photoconductor sites assume their dark-conducting state, causing the liquid crystals to relax. At the sites addressed, the power supply of the liquid crystals as they existed since the projection light scan continues to exist, so that the liquid crystals retain their orientation caused by an electric field. The electric field can be maintained in the addressed pixel by several factors. Such are the luminescence time of the luminophore matched to the switching time of the liquid crystal, a small switch-off delay of the photoconductor and the capacitive storage of the charges on the liquid crystal volume as a dielectric. The openings of the slit diaphragm band 14 follow by a continuous transport movement at a fixed distance from the writing light beam 120 and slot and their direction of movement are shown in FIG. 1. Instead of a CdS photoconductor, it is also possible to use a photoconductor which is considerably more transparent for white light but requires UV light or IR light for its addressing. Such a photoconductor is, for example, ZnS for UV light. In addition, photoconductors that are self-reflective may be used and eliminate other mirrors for reflectance projection. Such a photoconductor is made of silicon, for example. In principle, it is also possible to install dielectric mirrors, which, however, somewhat diminishes the desired effect of the resolution improvement, increases the production outlay and requires AC operation with all the problems of impedance matching. Likewise, one of the electrodes can also be a metallic mirror and at the same time a substrate carrier. This is particularly advantageous if a heating current pulse or simply an extinguishing current impulse is to be conducted through these electrodes. The latter is particularly important in the case of sectored electrodes.

Das Verfahren der Bilderzeugung mit sektoriertem Bildfeld 16 gemäß Fig.3 sei zunächst unter der Voraussetzung der weiteren Verwendung nematischer Flüssigkristalle beschrieben. Das Bildfeld 16 wird wieder von unten nach oben adressiert. Der Schlitz des Blendenbandes 14 hat die Sektorelektrode verlassen und befindet sich gegenüber Sektorelektrode 352. Die frisch abgeschattete Sektorelektrode 351 ist spannungsfrei geschaltet. Fotoleiter und Flüssigkristall haben die Möglichkeit den Ruhezustand einzunehmen. Durch die ständige Transportbewegung des Schlitzblendenbandes 14 wird danach die Sektorelektrode 352 abgeschattet, während zur selben Zeit an der Sektorelektrode 351 die Versorgungsspannung angelegt und mit der Adressierung begonnen wird. Der Schlitz befindet sich gegenüber der Sektorelektrode 353. Anschließend wandert der Schlitz zur Sektorelektrode 354, während mit der Spannungsversorgung und der Adressierung der Sektorelektrode 352 fortgefahren wird. Die Sektorelektrode 351 bleibt noch abgeschaltet und hat Zeit, die mit der Adressierung verbundenen Schaltvorgänge abzuschließen. Dabei kann die Versorgungsspannung noch angelegt bleiben, wenn der Fotoleiter seinenThe method of imaging with sectored image field 16 according to FIG. 3 is initially described on the premise of the further use of nematic liquid crystals. The image field 16 is again addressed from bottom to top. The slit of the aperture band 14 has left the sector electrode and is opposite the sector electrode 352. The freshly shaded sector electrode 351 is de-energized. Photoconductor and liquid crystal have the possibility to take the rest state. Thereafter, the sector electrode 352 is shaded by the constant transport movement of the slit band 14, while at the same time the supply voltage is applied to the sector electrode 351 and the addressing is started. The slot is opposite to the sector electrode 353. Subsequently, the slot travels to the sector electrode 354 while continuing the power supply and addressing of the sector electrode 352. The sector electrode 351 still remains off and has time to complete the switching associated with the addressing. The supply voltage can still remain applied when the photoconductor his

angeregten Zustand kurzzeitig speichert, wie es gewöhnlich bei Fotowiderstandsschichten der Fall ist, sie kann aber bereits abgeschaltet werden, wenn schnellschaltsnde Fotodiodenschichten zur Anwendung gelangen. Anschließend wandert der Schlitz oben aus dem Bildfeld heraus, während von unten ein neuer in das Bildfeld hineinwandert und die Sektorelektrode für di6 Abtastung freigibt. Dieser Ablauf wiederholt sich ständig.stores the excited state for a short time, as is usually the case with photoresist layers, but it can already be turned off when fast switching photodiode layers are used. Subsequently, the slot moves out of the frame at the top, while from below a new one moves into the image field and releases the sector electrode for di6 scanning. This process is repeated constantly.

Wie bereits vorweggenommen wurde, können die Sektorelektroden 351 bis 354, die das Bildfeld in entsprechende Sektoren unterteilen, metallisch und spiegelnd ausgebildet werden.As already anticipated, the sector electrodes 351 to 354, which divide the image field into corresponding sectors, can be made metallic and specular.

Damit sind sie gleichzeitig vorteilhaft als Heizelektroden zur Herbeiführung von Phasenwechseln im Flüssigkristallvolumen verwendbar. Der Heizstromimpuls wird im zeitlichen Ablauf der Bilderzeugung stets dann gesetzt, wenn der Schlitz das Bildfeldteil gerade verlassen hat.Thus, they are also advantageous as heating electrodes for bringing about phase changes in the liquid crystal volume usable. The Heizstromimpuls is always set in the timing of image generation when the slot has just left the image field part.

Gewöhnlich wird dann ein Sektor mehr bis zur Adressierung benötigt. Andererseits erübrigt sich der Sektor nach der Adressierung bis zur Abtastung, da beispielsweise smektische Flüssigkristalle um mehrere Größenordnungen schneller schalten als nematische. Prinzipiell ist auch eine Überschneidung von Abtastung und Erwärmung erlaubt. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn der Abtastlichtstrahl selbst zum Erwärmen beitragen soll. In diesem Fall empfiehlt sich aber die Verwendung eines zweiten Blendenschlitzbandes auf der gegenüberliegenden Bildfeldseite, welches schmalere Schlitze aufweist als das erste, deren Oberkanten miteinander synchron laufen, so daß der Schaltvorgang ausgeblendet wird. Nicht zuletzt sei ergänzt, daß das Schichtsystem auch größer als ein Bildfeld sein darf, wodurch die Schaltzeiten vergrößert oder Simultanbetrieb mehrerer Sektoren ermöglicht werden. Jedoch wird prinzipiell für jeden Sektor, der Ober ein ganzzahliges Vielfaches von einem Bildfeld hinausgeht, ein Objektiv 17 zusätzlich benötigt.Usually one more sector is needed until addressing. On the other hand, the sector is unnecessary after the addressing to sampling, since, for example, smectic liquid crystals switch several orders of magnitude faster than nematic. In principle, an overlap of sampling and heating is allowed. This is especially true when the scanning light beam itself is to contribute to the heating. In this case, however, it is advisable to use a second aperture slit band on the opposite field side, which has narrower slits than the first, the upper edges run synchronously with each other, so that the switching process is hidden. Last but not least, it should be added that the layer system may also be larger than an image field, which increases the switching times or allows simultaneous operation of several sectors. However, in principle, an objective 17 is additionally required for each sector which exceeds an integer multiple of an image field.

Claims (3)

1. Verfahren zur Projektion und Bildspeicherung mit optisch adressierbarem Flüssigkribtallichtventll, geeignet sowohl für Durchlicht als auch Reflexionsprojektion durch Verwendung eines fotoleitenden oder-schaltenden Materials für optische Adressierung, gekennzeichnet dadurch, daß zuerst ein Projektionslichtbündel erzeugt wird, welches das Bildfeld nur teilweise ausleuchtet und anschließend zu einer Abtastbewegung veranlaßt wird, welcher gleichzeitig in einem vorher räumlich und zeitlich festgelegten Abstand ein Adressierlichtstrahl folgt, derart, daß das Bildfeld von Bildwechsel zu Bildwechsel sowohl vom Projektionslichtstrahl als auch vom Adressierlichtstrahl einmal vollständig abgetastet wird.1. Method for projection and image storage with optically addressable Flüssigkribtallichtventll, suitable for both transmitted light and reflection projection by using a photoconductive or switching material for optical addressing, characterized in that first a projection light beam is generated, which only partially illuminates the image field and then to a scanning movement is initiated, which simultaneously follows an addressing light beam in a previously spatially and temporally fixed distance, such that the image field is completely scanned once from image change to image change from both the projection light beam and the addressing light beam. 2. Verfahren zur Projektion und Bildspeichen mg nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß statt der Einschaltverzögerung der Flüssigkristalle die Ausschaltverzögerung für die Gewinnung der Bildinformation nutzbar gemacht werden kann, indem mindestens eine der Elektrodenflächen sektoriort ausgebildet wird, und an diese Elektrodensektoren nur dann eine Schaltspannung angelegt wird, wenn der diesem Elektrodensektor entsprechende Bildfeldsektor gerade adressiert wird, bzw. nach dessen Adressierung bis zur Abtastung für die Vollendung des Schaltvorganges noch ein elektrisches Feld benötigt wird, anschließend aber für die danach folende Projektionslichtabtastung das elektrische Feld entfernt wird.2. Method for projection and image spokes mg according to claim 1, characterized in that instead of the turn-on delay of the liquid crystals, the turn-off delay for obtaining the image information can be made available by at least one of the electrode surfaces is formed sectoriort, and to these electrode sectors only a switching voltage is applied when the field sector corresponding to this electrode sector is being addressed, or after its addressing to the scan for the completion of the switching process still an electric field is required, but then for the subsequent projection light scanning the electric field is removed. 3. Verfahren zur Projektion und Bildspeicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Auslösung dos Ausschaltvorganges bei Verwendung von beispielsweise nichtnematischen Flüssigkristallen die Elektrodensektoren verwendet werden, derart, daß die Elektrodensektoren mit einer Löschspannung, mit einem elektrischen Heizstrom oder einer Wechselspannung für die z. B. piezokeramische Ultraschallerzeugung beschaltet werden und zwar stets in den Bildfeldabschnitten, die vom Abtastlichtbündel gerade verlassen werden oder schon verlassen worden sind, vom Adressier'ichtstrahl jedoch noch nicht erreicht oder beeinflußt wurden.3. A method for projection and image storage according to claims 1 and 2, characterized in that the triggering dos-off operation using, for example, non-nematic liquid crystals, the electrode sectors are used, such that the electrode sectors with an erase voltage, with an electrical heating current or an AC voltage for the z. B. piezoceramic ultrasound generation are always connected in the image field sections that are just left by the scanning light bundle or have already been abandoned by the Adressier'ichtstrahl, however, have not yet been reached or influenced.
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