DE1020129B - Anordnung zur Verstaerkung der Lichtintensitaet eines optisch projizierten Bildes unter Verwendung einer Mehrfachschicht mit einer lichtempfindlichen, einer spiegelnden und einer den Kerr-Effekt aufweisenden Schicht - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verstärkung der Lichtintensität eines optisch projizierten Bildes.

Zu diesem Zweck ist bereits vorgeschlagen worden, in einer schlierenoptischen Anordnung das Licht einer separaten Lichtquelle mit Hilfe einer Steuerschicht zu steuern, welche eine lichtelektrisch empfindliche Schicht, eine Spiegelschicht und eine Schicht aus· einer Substanz mit elektrischem Kerr-Effekt aufweist. Bei den bekannten derartigen Lichtrelais wird sowohl das Steuerlicht wie auch das gesteuerte Licht der erwähnten separaten Lichtquelle von der gleichen Seite her auf die Steuerschicht geworfen, wobei verschiedenwellige Lichtarten benutzt werden müssen, um eine Beeinflussung der lichtelektrisch empfindlichen Schicht durch das zu steuernde Licht der separaten Lichtquelle zu vermeiden.

Die Anordnung gemäß der Erfindung weist ebenfalls eine Steuerschicht mit einer lichtempfindlichen Schicht, einer Spiegelschicht und einer Schicht aus einer Substanz mit elektrischem Kerr-Effekt auf. Das Neue wird erfindungsgemäß nun darin gesehen, daß die Spiegelschicht zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der den Kerr-Effekt aufweisenden Schicht liegt und aus elektrisch nichtleitendem Material besteht. Auf diese Weise wird es möglich, durch die Spiegelschicht eine Trennung zwischen dem steuernden Licht und dem gesteuerten Licht herbeizuführen und dennoch eine Beeinflussung der Schicht mit dem Kerr-Effekt durch das von der lichtempfindlichen Schicht gesteuerte elektrostatische Feld zu gewährleisten. Würde im Gegensatz hierzu die Spiegelschicht aus elektrisch leitendem Material hergestellt, so hätte die Spiegelschicht eine Abschirmung der Schicht mit dem Kerr-Effekt gegen jede elektrostatischen FeIdänderungen, die in der lichtempfindlichen Schicht hervorgerufen werden, zur Folge. Eine Steuerung der Intensität des Lichtes von der separaten Lichtquelle wäre dann nicht möglich, weil an allen Stellen längs der Fläche der Kerr-Effekt-Schicht das gleiche Potential herrschen würde.

Durch die mittels der Spiegelschicht erreichte Trennung der Räume für das steuernde und das gesteuerte Licht wird es möglich, in beiden Räumen gleichartige Lichtstrahlen zu benutzen, so daß die Verwendung von Selektionsfiltern entfällt. Das steuernde und das gesteuerte Licht werden von verschiedenen Seiten her auf die Steuerschicht geworfen.

Eine aus nichtleitendem Material bestehende Spiegelschicht läßt sich erfindungsgemäß als Interferenzspiegel realisieren. Sollte die Spiegelschicht nicht vollständig reflektieren, so kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Spiegelschicht eine Anordnung zur Verstärkung

der Lichtintensität eines optisch

projizierten Bildes unter Verwendung

einer Mehrfachschicht mit einer
lichtempfindlichen, einer spiegelnden und einer den Kerr-Effekt aufweisenden Schicht

Anmelder:
Gesellschaft zur Förderung der Forschung an der Eidgenössischen Technischen
Hochschule, Zürich (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing, E. Hoffmann, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 34

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 18. Januar 1955

lichtabsorbierende, elektrisch nichtleitende Zwischenschicht eingebaut werden, um sicher zu verhindern, daß Licht von der separaten Lichtquelle in störender Weise auf die lichtempfindliche Schicht auftrifft. Da wie der Interferenzspiegel auch die genannte Zwischenschicht aus elektrisch isolierendem Werkstoff besteht, hat diese Zwischenschicht keinen nachteiligen Einfluß auf die elektrostatische Steuerwirkung der lichtempfindlichen Schicht auf die Schicht mit dem Kerr-Effekt.

In der deutschen Patentschrift 698 461 ist zwar auch schon vorgeschlagen worden, bei einem Lichtrelais zwischen einer hauptsächlich lichtempfindlichen Kristallschicht und einer Kristallschicht mit Kerr-Effekt eine als Spiegelfläche ausgebildete Zwischenschicht anzubringen, die aber, was ausdrücklich erwähnt ist, elektrisch leitend sein soll. Eine elektrisch leitende Zwischenschicht macht aber aus den obenerwähnten Gründen eine örtlich unterschiedliche Beeinflussung der Kerr-Effekt-Schicht unmöglich, weshalb das Lichtrelais dann nicht zur Verstärkung der Lichtintensität von Bildern mit verschieden hellen Bildpunkten geeignet ist, sondern höchstens zur Verstärkung der Lichtintensität eines über seine ganze Fläche gleichmäßig hellen Feldes. Zur Verstärkung der Lichtintensität von eigentlichen Bildern müßte die

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leitende Spiegelschicht in eine große Anzahl von Einzelelementen unterteilt, d. h. gerastert sein. Demgegenüber liegt ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung gerade darin, daß eine solche Unterteilung der Spiegelschicht nicht nötig ist, weil dieselbe aus elektrisch nichtleitendem. Material besteht.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in welch letzterer rein beispielsweise einige

einer Ebene angeordnete Barren aufweist, welche an ihrer der Kondensorlinse 8 und der Steuerschicht 1 bis 6 zugekehrten Seite verspiegelt sind. An dem Barrensystem 17 wird daher Licht von der Bogenlampe 10 rechtwinklig umgelenkt und durch ein Schlierenobjektiv 16 hindurch zur Steuerschicht geworfen, an deren Spiegelschicht 5 das Licht reflektiert wird. Das Licht geht daher zweimal durch die obere Glasplatte la, die obere Elektrode 2 a und die

Ausführungsformen der- erfindungsgemäßen Anord- io Schicht 6 mit dem Kerr-Effekt hindurch und gelangt

dann durch das Objektiv 16 hindurch wieder zum Barrensystem 17 zurück. An die Elektroden 2 und 2 a der Steuerschicht wird eine Gleich- oder eine Wechselspannung beliebiger Frequenz angelegt. Die Anord

nung schematisch und unmaßstäblich dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausbildung der Steuerschicht im Querschnitt,

Fig. 2 die Gesamtanordnung mit einer ebenen 15 nung ist derart, daß bei homogenem elektrischem Steuerschicht nach Fig. 1, Feld in der Schicht 6 kein an der Spiegelschicht 5

Fig. 3 die Gesamtanordnung mit einer hohlkugelförmig gestalteten Steuerschicht in der Ausbildung

reflektiertes Licht zwischen den Barren des Barrensystems 17 hindurchgeht. Fällt nun aber Licht aus

nach Fig. 1. der Richtung P kommend auf ein kleines Flächen-

Gemäß der dargestellten Ausführung nach Fig. 1 20 element der lichtempfindlichen Schicht 3, so wird ist auf einem Glasträger 1 eine Elektrode 2 aus einer dort deren elektrischer Widerstand oder deren durchsichtigen, elektrisch leitenden, dünnen Metall- Dielektrizitätskonstante geändert. Daraus resultiert schicht, z. B. aus Platin, aufgebracht. Auf dieser an der gegenüberliegenden Stelle der Schicht 6 eine Elektrode 2 befindet sich eine besondere lichtempfind- Änderung des elektrischen Feldes und folglich auch liehe Schicht 3, z. B. aus Selen oder mit Kupfer akti- 25 eine lokale Änderung des Brechungsindex der viertem Zinksulfid usw., von geeigneter Dicke, deren Schicht 6. An der betreffenden Stelle wird deshalb physikalische Eigenschaften, wie Lichtempfindlichkeit, das von der Bogenlampe 10 stammende Licht bei Dunkelstrom, Dielektrizitätskonstante, Leitfähigkeit, seinem zweimaligen Durchtritt durch die Schicht 6 Lichtabsorption und lichtelektrische Trägheit, dem gedreht, und zwar derart, daß ein Teil des reflektier-Verwendungszweck entsprechend gewählt sind. Auf 30 ten Lichtes durch die Zwischenräume des Barrendieser Schicht 3 befindet sich eine dünne, lichtabsor- systems 17 hindurch auf einen Umlenkspiegel 12 und bierende und elektrisch isolierende Schicht 4, auf von hier auf eine Projektionsfläche 14 fällt. Zur geweicher ihrerseits eine Interferenzspiegelschicht 5 nauen Abbildung der Spiegelschicht 5 auf der Proaufgebracht ist. Wenn die Lichtdurchlässigkeit des jektionsfläche 14 ist noch eine Korrekturlinse 13 in Interferenzspiegels 5 sehr klein ist, so kann auf die 35 den Strahlengang eingefügt.

Anordnung der Zwischenschicht verzichtet werden; Durch diese Einrichtung gelingt es, das Bogen-

in diesem Falle ist die Spiegelschicht 5 unmittelbar lampenlicht punktweise zu steuern. Hierbei ist zu auf der lichtempfindlichen Schicht 3 aufgebracht. beachten, daß das auf die Halbleiterschicht 3 proji-Über der Spiegelschicht 5 befindet sich eine Schicht 6 zierte Bild gerastert werden muß, um auf der Leineaus einer Substanz, die einen elektrischen Kerr- 40 wand 14 ein äquivalentes Bild zu erhalten. Dies kann Effekt aufweist; diese Schicht 6 kann aus einer auf mannigfache Weise erfolgen, beispielsweise unFlüssigkeit, z. B. Nitrobenzol, oder aus bestimmten mittelbar vor der Halbleiterschicht 3 oder an einer kolloidalen Lösungen oder aus Substanzen bestehen, anderen, dieser optisch gleichwertigen Stelle, die flüssige Kristalle bilden, wie z. B. Paraazoxy- Fig. 3 zeigt eine andere Gesamtanordnung, wobei

anisol. Die Schicht 6 kann auch aus einem festen 45 zum Unterschied gegenüber der Anordnung nach

Körper bestehen, z. B. Mono-Kaliumphosphat oder Mono-Ammoniumphosphat. Über der Schicht 6 befindet sich eine mit einer Elektrodenschicht 2 α versehene Glasplatte 1 α, wobei die Schicht 2 a der Schichtö zugekehrt ist (Fig. 1). Die Dicke der durch die verschiedenen Schichten gebildeten Steuerschicht beträgt kaum mehr als 7 mm.

Die Schichten können sowohl in ebener Anordnung (Fig. 1 und 2) als auch in gewölbter Form, z. B. als

Fig. 2 die Steuerschicht hohlkugelförmig ausgebildet ist und damit das Schlierenobjektiv 16 im Schlierenkanal (und damit störende Glasflächen) wegfallen kann.

Die Steuerschicht gemäß der Erfindung hat gegenüber bereits vorgeschlagenen derartigen Steuerschichten unter anderem den Vorteil, daß alle verwendeten Schichten verhältnismäßig leicht und in ihrer Oberfläche in einwandfreier optischer Qualität

Hohlkugelsegment (Fig. 3), ausgeführt werden. Die 55 herstellbar sind.

Glasplatte 1 und gegebenenfalls auch die Glasplatte la Durch die Erfindung ist eine Anordnung geschaffen,

können zur Kühlung eingerichtet sein, z. B. indem der Träger bzw. Glasplatte in ein Wasserbad mit Kühlwasserzirkulation eingesetzt ist oder mit Kühlluft angeblasen wird.

Nachstehend sei die Wirkungsweise der beschriebenen Steuerschicht an Hand der gesamten Anordnung erläutert. Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Apparatur weist eine Lichtquelle 10, z. B. eine Bogenlampe, einen zugehörigen Reflektor 11, ein Bild- 6g fenster 9 und eine Kondensorlinse 8, auf. Dieses Beleuchtungssystem wirft Licht unter einem Winkel von 45° auf das Barrensystem 17, das mehrere senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 2 verlaufende, nach Art eines Rostes mit Zwischenräumen nebeneinander in

die in der Verwendung neuer Prinzipien zur Erzielung einer punktweisen Lichtsteuerung beruht. Die verschiedenen Anwendungen sind unter anderem die folgenden: episkopische Projektion, Fernseh-Großprojektion, Kinoprojektion großer Lichtintensität, Bildwandler.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verstärkung der Lichtintensität eines optisch projizieren Bildes, bei welcher in einer schlierenoptischen Anordnung das Licht einer separaten Lichtquelle durch eine Steuerschicht gesteuert wird, die eine lichtempfindliche Schicht, eine Spiegelschicht und eine

Schicht aus einer Substanz mit elektrischem Kerr-Effekt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschicht (5) zwischen der lichtempfindlichen Schicht (3) und der Schicht (6) mit dem Kerr-Effekt liegt, und aus elektrisch nichtleitendem Material besteht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschicht (5) ein Interferenzspiegel ist.

3. Anordnung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der lichtempfindlichen Schicht (3) und der Spiegelschicht (5) eine lichtabsorbierende, elektrisch nichtleitende Zwischenschicht (4) vorhanden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 698 082, 698 461.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen