DE1106541B

DE1106541B - Anordnung zur elektrooptischen Darstellung von Zeichen

Info

Publication number: DE1106541B
Application number: DEI16404A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Paul Schweitzer; Juergen Trapp; Dr Rer Nat Werner Kulcke; Liselotte Fischle
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1959-05-09
Filing date: 1959-05-09
Publication date: 1961-05-10
Also published as: DE1023614B; FR1167695A

Description

DEUTSCHES

kl. 43 a 41/03

INTERNATIONALE KL

PATENTAMT

G06f;k

I16404IX/43a

ANMELDETAG: 9.MAI1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 10.MAI1961

Bei datenverarbeitenden Maschinen ist die Frage der optischen Anzeige von Zwischen- und Endergebnissen von großer Bedeutung. Von noch größerer Wichtigkeit ist das Problem der Ausgabevorrichtungen, die die Ergebnisse registrieren und gegebenenfalls auch erläuternde Zwischentexte schreiben und der meist sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeit der Rechenanlagen angepaßt sein sollten. Um den vielseitigen Anforderungen nachzukommen, die an die Anzeige und Ausgabe gestellt werden, wurden diese Aufgaben bisher in getrennten Anordnungen verwirklicht.

Zur Anzeige der meist in Form von elektrischen Signalen vorliegenden Informationen wurden bisher im allgemeinen Glimmlampenfelder verwendet, die aber den Nachteil hatten, sehr unübersichtlich zu sein. Um den Nachteil der Unübersichtlichkeit zu vermeiden, wurde auch schon vorgeschlagen, mechanisch bewegte Zahlenträger als Anzeigemittel zu verwenden. Derartige Anlagen haben sich aber wegen der großen Anzahl mechanisch zu bewegender Bauteile und der damit verbundenen Störanfälligkeit sowie wegen ihrer Trägheit für die Zwecke der datenverarbeitenden Maschinen nicht bewährt. Weiterhin wurden auch schon Anzeigevorrichtungen vorgeschlagen, die aus einer größeren Anzahl von selektiv betätigbaren Glüh- oder Glimmlampen bestehen, die über Schlitze oder Masken Zeichen auf eine Mattscheibe projizieren. Diese Anordnungen haben aber wegen ihrer langen Einstellzeit und ihrer relativ geringen Lichtleistung wenig Aussicht, sich in der Praxis durchzusetzen. Als ein weiterer Nachteil dieser Anordnungen ist die große Störanfälligkeit, die durch die außerordentlich hohe Anzahl von verwendeten einzeln anzusteuernden Glimm- oder Glühlampen gegeben ist, die komplizierte Steuerlogik und der relativ große Raumbedarf anzusehen. Als ein weiterer Weg zur Lösung des Problems ist eine speziell ausgebildete Kathodenstrahlröhre mit phosphoreszierendem Schirm bekanntgeworden, bei der durch eine Reihe von hintereinanderliegenden Ablenkvorrichtungen, elektronischen Linsen und Masken die darzustellenden Zeichen auf dem Schirm dieser Röhre sichtbar gemacht wurden. Diese Anordnung hat zwar eine sehr hohe Anzeigegeschwindigkeit und gute Lichtausbeute, ist aber so kostspielig, daß sie für die meisten Anwendungen nicht wirtschaftlich ist.

Als Ausgabeanordnungen wurden bisher im wesentliehen mechanische Druckwerke verwendet, die einmal als Anzeigevorrichtung nicht zu gebrauchen waren, zum anderen aber wegen ihres großen technischen Aufwandes und ihrer relativ geringen Schreibgeschwindigkeit für viele Anwendungen nicht voll befriedigend waren.

Eine sehr schnelle Ausgabeeinheit besteht aus der obengenannten Kathodenstrahlröhre in Verbindung mit einer xerographischen Druckeinrichtung. Diese Anordnung ist aber wegen der außerordentlich hohen Kosten und der Anordnung

zur elektrooptischen Darstellung von Zeichen

Anmelder:

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H., Sindelfingen (Württ.), Tübinger Allee 49

Dr. rer. nat. Paul Schweitzer, Sindelfingen (Württ.), Jürgen Trapp, Dr. rer. nat. Werner Kulcke,

Böblingen (Württ.),

und Liselotte Fischle, Sindelfingen (Württ.), sind als Erfinder genannt worden

relativ großen Störanfälligkeit für die meisten in Frage kommenden Anwendungen unwirtschaftlich.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung eine Anordnung zur optischen Darstellung von Schriftzeichen auf Grund von in Form von elektrischen Impulsen vorliegenden Informationen angegeben, bei der auf einem oder mehreren von einem Strahlenbündel durchsetzten, zwischen gekreuzten Polarisatoren angeordneten elektrooptisch aktiven Kristallen an gegenüberliegenden, von der Strahlung durchsetzten Flächen Elektroden und Gegenelektroden angeordnet sind, die durch selektive Verbindung mit einer elektrischen Spannungsquelle das sie durchsetzende Strahlenbündel derart beeinflussen, daß dessen Projektion je nach den ausgewählten Elektroden ein bestimmtes Zeichen darstellt. Als besondere Vorteile dieser Anordnung sind die sehr kurze Einstellzeit, die durch die Verwendung einer fremden Lichtquelle bedingte sehr hohe Lichtausbeute und die Möglichkeit, eine große Anzahl von alphanumerischen Zeichen mit einer geringen Anzahl von steuerbaren Elementen mit gutem Kontrast darzustellen. Darüber hinaus sind derartige Anlagen, bedingt durch die geringe Anzahl der erforderlichen Bauelemente und durch die Möglichkeit der Verwendung gedruckter Schaltungen, außerordentlich klein und billig herzustellen.

Gemäß eines besonders einfachen Ausführungsbeispiels der Erfindung werden die einzelnen Elektroden in Form

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von Linienelementen angeordnet, durch die die Gesamt- weiterer Vorteil der Verwendung eines Immersionsbades heit aller darzustellenden Zeichen zusammensetzbar ist. besteht darin, daß eine Immersionsflüssigkeit mit einem Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, daß die derartigen optischen Brechungsindex gewählt werden Gesamtheit aller je Anzeigestelle vorgesehenen elektrisch kann, daß Unebenheiten der Kristalloberfläche wirkungsansteuerbaren Elektroden in einer einzigen zur Durch- 5 los werden, derart, daß Kristalle mit nicht feinbearbeistrahlungsrichtung senkrechten Ebene auf einem oder teten Flächen verwendbar sind. Dadurch entfällt die mehreren elektrooptisch aktiven Kristallen aufgebracht Notwendigkeit, die Kristalle zu polieren oder sonstwie ist. Es ist demnach möglich, mehrere Kristalle in einer für eine besonders gute Oberflächenbeschaffenheit Sorge Ebene nebeneinander anzuordnen und die zur Darstellung zu tragen. Um dieses Ziel zu erreichen, muß der Breeines Zeichens erforderlichen Elektroden auf diese mosaik- io chungsindex der Immersionsflüssigkeit etwa dem Mittelartig zusammengesetzte Kristallfläche aufzubringen. Es wert der Brechzahlen des eingetauchten Kristalls entkann aber auch zweckmäßig sein, die je Anzeigestelle sprechen. Mit diesem Verfahren kann ein weiterer Vorteil vorgesehenen elektrisch ansteuerbaren Elektroden in verbunden werden, und zwar kann auf diese Weise eine mehreren zur Durchstrahlungsrichtung senkrecht und Abfuhr der im Kristall entstehenden Wärme erzielt hintereinanderliegenden Ebenen auf mehreren elektro- 15 werden. Diese Wärmeabfuhr kann dadurch weiter veroptisch aktiven Kristallen oder Kristallgruppen anzu- bessert werden, daß die Immersionsflüssigkeit relativ zum ordnen, derart, daß eine gegenseitige elektrische Beein- Kristall bewegt wird, was beispielsweise durch ein Ströflussung einander überschneidender bzw. einander sehr men oder einen Zwangsumlauf dieser Flüssigkeit erzielt nahe kommender Elektroden vermieden wird. Es ist werden kann. Sollen bei der erfindungsgemäßen Anordselbstverständlich, daß jeder dieser mit selektiv ansteuer- 20 nung Strahlungen eines bestimmten Spektralbereiches baren linienförmigen Elektroden versehenen Ebenen auch verwendet werden, so kann der Immersionsflüssigkeit eine vorzugsweise flächenförmige und lichtdurchlässige eine feinkörnige Substanz nach Art eines Christiansen-Gegenelektrode zugeordnet ist. Gemäß einer weiteren Filters zugesetzt werden. Ein weiterer Vorteil des Immer-Ausbildungsform des Erfindungsgedankens werden die sionsbades besteht ferner darin, daß auch hygroskopische Gegenelektroden aus mehreren selektiv elektrisch an- 25 bzw. luftempfindliche Kristalle verwendet werden können, steuerbaren, ganz oder teilweise lichtdurchlässigen, elek- Es ist bekannt, daß zur Erzielung eines hohen Kon-

trisch leitenden Flächenelementen ausgebildet, die ein trastes der darzustellenden Zeichen das Auftreten von nur teilweises Wirksamwerden der auf der gegenüber- divergenter Strahlung möglichst zu vermeiden ist. Zu liegenden Kristallfläche angeordneten linienförmigen diesem Zweck werden Wabenblenden zur Eliminierung Elektroden ermöglicht, derart, daß die Anzahl der zur 30 von eine Aufhellung des Untergrundes bewirkendem Darstellung aller Zeichen erforderlichen Elektroden her- Streulicht an einer oder an mehreren Stellen des Strahlenabgesetzt wird. ganges vorgesehen.

So ist es beispielsweise möglich, die aus einem licht- Um die von einer punktförmigen Lichtquelle ausge-

durchlässigen Bereich bestehende, ein gesamtes Zeichen- hende divergente Strahlung voll auszunutzen, können feld umfassende Gegenelektrode in zwei viereckige Seg- 35 auch doppelbrechende Kompensationskristalle vorgemente zu unterteilen, so daß beispielsweise eine auf der sehen werden, deren Dicke und Brechzahldifferenz derart anderen Kristallseite angeordnete kreisförmige Elektrode bemessen ist, daß der in den im ungesteuerten Zustand als Halbkreiselektrode wirksam wird. Als besonders befindlichen steuerbaren Kristallen bei divergenten Strahzweckmäßig hat es sich erwiesen, auch die Gegenelek- len infolge der Doppelbrechung auftretende Ganguntertroden linienförmig auszubüden und ihnen die Form der 40 schied rückgängig gemacht wird.

auf der gegenüberliegenden Kristallfläche angeordneten Eine besonders einfache Ausführungsform der erfin-

Elektroden zu geben. Dabei kann der Linienzug der dungsgemäßen Anordnung wird dadurch verwirklicht, Gegenelektrode entweder durchgehend oder wiederum in daß eine der je Anzeigestelle vorgesehenen Anzahl von einzelne selektiv ansteuerbare Elemente unterteilt sein. Zeichen entsprechende Anzahl von im Strahlengang Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform 45 hintereinander angeordneten Kristallen vorgesehen ist, der Erfindung werden die an einer senkrecht zur Durch- die außer den Gegenelektroden linienförmige, der Form Strahlungsrichtung liegenden Kristallfläche angeordneten der einzelnen Zeichen entsprechende Elektroden auflinienförmigen Gegenelektroden so angeordnet, daß sie weisen. Bei dieser Anordnung trägt jeder Kristall eine mit der Projektion der auf der gegenüberliegenden Kri- ein bestimmtes Zeichen darstellende ansteuerbare Elekstallfläche angeordneten linienförmigen Elektroden zu- 50 trode. Wird eine bestimmte Elektrode mit einer Spansammenfallen. Es ist aber auch möglich, die an einer nungsquelle verbunden, so erscheint das Bild dieses senkrecht zur Durchstrahlungsrichtung liegenden Kri- Zeichens auf der Mattscheibe. Die Elektroden sind so stallfläche angeordneten linienförmigen Gegenelektroden ausgebildet, daß sie im nicht angesteuerten Zustand gegenüber der Projektion der auf der gegenüberliegenden keinen merklichen Einfluß auf den Strahlengang ausüben. Kristallfläche angeordneten linienförmigen Elektroden 55 Zur Herabsetzung der zur Darstellung einer bestimmderart versetzt anzuordnen, daß die elektrooptisch ver- ten Anzahl von Zeichen erforderlichen Anzahl von Elekänderten Kristallbereiche mit den den Kristall durch- troden wird eine vereinfachte Darstellung der Zeichen setzenden Strahlen einen spitzen Winkel einschließen, so verwendet. Zu diesem Zweck wird eine an und für sich daß der aufgehellte Bereich etwa dem Betrag der Ver- bekannte Kombination von einzeln ansteuerbaren, die setzung entspricht. 60 Form von geraden und gekrümmten Linien aufweisenden

Als besonders vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, Elektroden vorgesehen, deren Anzahl kleiner ist als die daß die mit Elektroden versehenen Kristalle einzeln oder Anzahl der darzustellenden Zeichen und die gemäß der gruppenweise in ein Immersionsbad von hoher elektrischer Erfindung auf einem oder mehreren Kristallen angeordnet ¹^j Durchschlagsfestigkeit eingebracht sind. Dieses Verfahren sind. Durch geeignete Ansteuerung bestimmter Elekhat den Vorteil, daß die einzelnen, getrennt angesteu- 65 trodenkombinationen werden die entsprechenden Zeichen erten Elektroden mit sehr kleinen Zwischenräumen ange- auf der Mattscheibe sichtbar. Es hat sich dabei als beordnet werden können, ohne daß bei Anlegung von hohen sonders vorteilhaft erwiesen, auf den die Darstellung der elektrischen Spannungen an bestimmte Elektroden oder Zeichen bewirkenden steuerbaren Kristallen linienförmige Elektrodengruppen ein elektrischer Durchschlag auf Elektroden in Form zweier übereinanderliegender Kreise, "■"' nicht angesteuerte Elektroden zu befürchten ist. Ein 70 eines die Kreise halbierenden, senkrecht stehenden und

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eines dazu konzentrischen, schrägstehenden Kreuzes und elektrischen Spannungsquelle 10 über einen Schalter 11

ein die genannten Elektroden einhüllenden Rechtecks verbunden werden kann. Dabei wird infolge des elektro-

anzuordnen. optischen Effekts der Kristall in der Durchstrahlungs-

Der durch die bisher beschriebenen Mittel beeinflußte richtung optisch anisotrop und verändert den Polarisa-Strahlengang wird beispielsweise über eine Fresnellinse 5 tionszustand des ursprünglich in Durchlaßrichtung des (Ringlinse), über eine Mattscheibe, durch fluoreszierende Polarisators 4 linear polarisierten Lichtbündels. Je nach Schichten oder durch Belichtung photoempfindlicher Sub- der an den Kristall gelegten Spannung kann mehr oder stanzen sichtbar gemacht. Da es bei Zeichengeneratoren weniger Licht den Analysator 8 passieren, so daß die für photographische bzw. xerographische Schnelldrucker Mattscheibe 9 als Funktion der angelegten Spannung auf hohe Lichtstärke, hohe Schreibgeschwindigkeit und io erhellt wird. Die größte Helligkeit, die theoretisch dem große Betriebssicherheit ankommt, Eigenschaften, die halben in die Anordnung eingestrahlten Lichtstrom entdie bisher bekanntgewordenen und im Zusammenhang spricht, wird erzielt, wenn die an den Kristall 5 gelegte mit den genannten Schnelldruckern verwendbaren An- Spannung gleich der für den Kristall charakteristischen Zeigevorrichtungen nicht im erforderlichen Umfang auf- A/2-Spannung ist. Die Λ/2-Spannung ist bekanntlich die weisen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die 15 Spannung, bei der die Weglängen der beiden Strahlungserfindungsgemäße Anzeigevorrichtung als Zeichengene- komponenten in Richtung der Achsen des Indexellipsoides rator in einem nach einem photographischen oder xero- des Kristalls beim Durchlaufen des Kristalls einen Weggraphischen Verfahren arbeitenden Schnelldrucker zu längenunterschied von einer halben Wellenlänge erfahren, verwenden. Die wichtigsten λ/2-Spannungen sind:

Die in der oben beschriebenen Anordnung verwendeten so Ammoniumdihydrogenphosphat 8,75 kV

elektro-optisch aktiven KnstaUe können vorzugsweise aus Kaliumdihydrogenphosphat 7,1 kV

Verbindungen vom Typ der pnmären Alkaliphosphate _{Mt schwerem Wasser subst}it_uiertes

und deren Isomere beispielsweise NH₄H₂PO₄, KH₂PO₄, Kaliumdihydrogenphosphat 2,5 kV

KD₂PO₄, der Alkalitartrate und deren Isomere, beispielsweise Seignette-Salz, C₄H₄O₆NaK, oder der Barium- 25 Da auch schon bei geringeren Weglängendifferenzen als titanate und deren Isomere, beispielsweise BaTiO₃, be- einer halben Wellenlänge beträchtliche Aufhellungen aufstehen. Die gemäß der Erfindung zu verwendenden treten, genügen unter Umständen schon 0,2fache Werte Kompensationskristalle bestehen vorzugsweise aus Ver- der oben angegebenen 2/2-Werte.

bindungenvomTypNH₄NO₃,K₂S₂O₆,KHC₂O₄₁Na₃PO₄, Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 wird vorausgesetzt,

(NHj)₂C₄H₄O₆, AgNO₃ oder Rutil. 3° daß der Kristall 5 im spannungsfreien Zustand in der

Die Erfindung wird anschließend an Hand der Figuren Durchstrahlungsrichtung isotrop ist. Es ist jedoch auch

näher erläutert. Es zeigt möglich, solche Kristalle zu verwenden, die schon im

Fig. 1 das Prinzipschema eines elektrooptischen Ver- spannungsfreien Zustand in der Durchstrahlungsrichtung

Schlusses; doppelbrechend sind. In diesem Falle kann ein zweiter

Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen 35 Kristall vor oder hinter dem elektrooptisch aktiven Kri-

Anordnung, bestehend aus zehn auf zehn gesonderten stall gesetzt werden, der die ursprüngliche Doppelbrechung

Kristallen angeordneten Elektroden; aufhebt.

Fig. 3 eine gemäß der Erfindung ausgebildete Anord- Der im obengenannten Beispiel beschriebene Effekt

nung zur Darstellung stilisierter Zeichen mit siebenund- setzt sich aus zwei Teileffekten zusammen: der unmittel-

zwanzig auf zwei im Strahlengang hintereinanderliegen- 40 baren Einwirkung des elektrischen Feldes auf die Elek-

den Kristallen angeordneten selektiv ansteuerbaren tronenkonfiguration der Kristallbausteine (direkter elek-

Elektroden; trooptischer Effekt) und dem durch die piezoelektrische

Fig. 4 und 5 eine schematische Darstellung der Elek- Deformation sekundär hervorgerufenen Effekt (elasto-

troden gemäß der Anordnung nach Fig. 3; optischer Effekt). Von diesen ist der erstere im Bereich der

Fig. 6 eine schaubildliche Darstellung der mit der An- 45 Radiowellen frequenzunabhängig, der letztere verschwin-

ordnung gemäß den Fig. 3, 4 und 5 wiederzugebenden det oberhalb der mechanischen Resonanzfrequenz des

Zeichen. Kristalls, die bei einem etwa 1 cm großen Kristall etwa

In der Fig. 1 ist eine prinzipielle Anordnung zur Aus- bei 100 kHz liegt. Vom gesamten elektrooptischen Effekt nutzung des elektrooptischen Effektes dargestellt, die in sind etwa 70 °/₀ durch den direkten, 30 °/₀ durch den elastoder Literatur als elektrooptischer Verschluß bezeichnet 50 optischen Effekt bedingt. Ist nur ein verschwindender wird. In dieser Figur ist ein elektrooptisch aktiver Kri- Teil der Kristalloberfläche mit Elektroden belegt und der stall 5 zwischen einem Polarisator 4 und einem Analysa- überwiegende Teil elektrodenfrei, so behindern die elektor 8 angeordnet. Die Durchlaßrichtungen des Polarisa- trodenfreien Bereiche die piezoelektrischen Deformationen tors 4 und des Analysators 8 schließen einen Winkel von und bringen damit den elastooptischen Effekt zum Ver-90° ein, wie durch die Doppelpfeile angedeutet ist. Hinter 55 schwinden. Wenn in diesem Falle die Frequenz der andern Analysator 8 befindet sich eine Mattscheibe 9. Das gelegten Spannung nicht gerade gleich einer der mechani-Licht einer hellen punktförmigen Lichtquelle 1 wird durch sehen Eigenfrequenzen des Kristalls ist, so tritt in einer eine Kollimatorlinse 2 parallel gerichtet und als paralleles Anordnung gemäß Fig. 1 eine Aufhellung nur unmittelbar Strahlenbündel 3 durch die Anordnung geleitet. Im Bei- zwischen den Elektroden und innerhalb eines schmalen spiel gemäß Fig. 1 ist der Kristall 5 ein optisch einachsiger 60 Saumes von etwa 0,5 mm um die Elektroden herum auf. Ammonium-Dihydrogen-Phosphat-Kristall, der senkrecht Gemäß der Erfindung wird dieser Effekt zur Darstellung zu seiner optischen Achse geschnitten ist. Infolgedessen alphanumerischer Zeichen ausgenutzt. Selbstverständlich wird der Polarisationszustand des den Kristall in Rieh- kann die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung auch mit tung seiner optischen Achse durchsetzenden Lichtes im mehreren hintereinanderliegenden Kristallen aufgebaut feldfreien Kristall nicht verändert. Daher gelangt nor- 65 sein, ohne daß die einzelnen Kristalle sich gegenseitig malerweise keinerlei Licht durch die gekreuzten Polarisa- stören.

toren 4 und 8 auf die Mattscheibe 9. Die durchstrahlten In Fig. 2 wird eine Anordnung beschrieben, bei der die

Flächen 5 a und 5 δ des Kristalls 5 sind in bekannter Weise von einer punktförmigen Lichtquelle 1 ausgehende Strah-

mit halbdurchlässigen Elektroden 6 und 7 belegt, von lung durch eine Kondensorlinse 32 tritt. Hinter der Linse

denen die eine geerdet ist, während die andere mit einer 70 32 ist eine Lochblende 33 angeordnet, hinter der eine

weitere Linse 2 zur Kollinearisierung des Lichtes vorgesehen ist. Hinter dieser Linse 2 ist ein Polarisator 4 angeordnet, der nur Licht mit einer durch den Doppelpfeil dargestellten Polarisationsrichtung durchläßt. Das den Polarisator 4 verlassende linear polarisierte Licht durchsetzt zehn in der Fig. 2 nur teilweise angeführte Kristalle 50 bis 59, die neben je einer eine gesamte Kristallfläche bedeckenden lichtdurchlässigen Gegenelektrode 60 bis 69 auch je eine von zehn verschiedenen Elektroden 70 bis 79 aufweisen, die die Form der Ziffern »1«, »2«, »3«, ..., »9« und »0« haben. Hinter dem Kristall 59 ist ein Analysator 8 angeordnet, dessen Durchlaßrichtung mit der Durchlaßrichtung des Polarisators 4 einen Winkel von 90° einschließt. Die Kristalle 50 bis 59 bestehen aus senkrecht zur optischen Achse geschnittenen und in dieser Richtung optisch isotropen Verbindungen, so daß der Polarisationszustand des Lichtes in diesen Kristallen im feldfreien Zustand nicht verändert wird. Auf diese Weise gelangt durch den Analysator 8 kein Licht auf die dahinter angeordnete Mattscheibe 9. Die Elektroden 70 bis 79 der Kristalle 50 bis 59 sind mit Zuleitungen 80 bis 89 versehen, mit deren Hilfe sie über die Spannungsversorgungseinheit 90 selektiv mit elektrischen Spannungen verbunden werden können. Die auf den gegenüberliegenden Kristallflächen befindlichen halbdurchlässigen Gegenelektroden 60 bis 69 sind über die Leitung 92 geerdet. Die Spannungsversorgungseinheit 90 ist mittels einer mit 93 bezeichneten Einrichtung steuerbar, der die Informationen über die Leitungen 94 in Form von elektrischen Impulsen zugeführt werden. Wird über die Spannungs-Versorgungseinheit 90 an eine der Elektroden 70 bis 79 eine Spannung gelegt, so wird der Kristallbereich zwischen der flächenförmigen Gegenelektrode und der an Spannung gelegten Elektrode optisch anisotrop, so daß der Polarisationszustand des diesen Kristallbereich durchsetzenden Lichtes verändert wird. Das in seinem Polarisationszustand veränderte Licht kann nun den Analysator 8 durchsetzen, so daß auf dem Mattscheibenschirm 9 die der mit Spannung verbundenen Elektrode entsprechende Figur als helle Lichtspur sichtbar wird. Bedingt durch die Tatsache, daß die die einzelnen Zeichen darstellenden Elektroden aus sehr dünnen Leitern bestehen und den den Kristall durchsetzenden Strahl kaum behindern, ist die Helligkeit der auf die Mattscheibe projizierten Ziffern sehr groß. Darüber hinaus wird die auf der Mattscheibe erscheinende Figur durch die auf den anderen Kristallen angeordneten linienförmigen Elektroden nicht gestört. Zur Vermeidung von den Kontrast der Abbildung störendem Streulicht ist zwischen dem Analysator 8 und der Mattscheibe 9 die Wabenblende 95 angeordnet.

In Fig. 3 wird eine Anordnung zur Darstellung stilisierter Zeichen beschrieben, bei der die Anzahl der ansteuerbaren Elektroden wesentlich geringer als die Zahl der darzustellenden Zeichen ist. Die Lichtquelle 1 wird durch die Kondensorlinse 32 auf der Lochblende 33 abgebildet. Das Bild dieser Lochblende wird durch die Kollimatorlinse 2 in einen parallelen Strahlengang 3 verwandelt, der den Polarisator 4, den Kristall 96, den Kristall 97, den Analysator 8 und die Wabenblende 95 durchsetzt. Die Kristalle 96 und 97 sind mit einzeln ansteuerbaren Elektroden 120 bis 127 und 101 bis 119 versehen, die je nach ihrer Ansteuerung das Lichtbündel derart beeinflussen, daß auf der Mattscheibe 9 eines der in Fig. 6 dargestellten Zeichen erscheint. Die auf dem Kristall 96 angeordneten Elektroden 120 bis 127 entsprechen der Elektrodenanordnung gemäß Fig. 5 und sind über acht getrennte Zuleitungen 170 bis 177 mit der Spannungsversorgungseinheit 90 verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite des Kristalls 96 ist die gleiche, in der Fig. 3 nicht sichtbare Elektrodenanordnung vorgesehen, nur daß diese Elektroden durchgehend verbunden und über eine einzige Zuleitung 180 geerdet sind. Die auf dem Kristall 97 angeordneten Elektroden 101 bis 119 entsprechen der Elektrodenanordnung gemäß Fig. 4 und sind über neunzehn gesonderte Zuleitungen 151 bis 169 mit der Spannungsversorgungseinheit 90 verbunden. Auf der Rückseite dieses Kristalls ist das gleiche Elektrodenbild vorgesehen, nur sind die Elektroden durchgehend verbunden und über die Zuleitung 181 geerdet. Zur Steuerung der Spannungsversorgungseinheit 90 ist eine Steuereinheit 93 vorgesehen, der die optisch darzustellenden Informationen in Form von elektrischen Impulsen über die Leitungen 94 zugeführt werden. Wird der Steuereinheit 93 ein bestimmtes Zeichen in Form von elektrischen Impulsen zugeleitet, so wird die Spannungsversorgungseinheit 90 derartig ausgesteuert, daß sie alle diejenigen Elektrodenelemente 101 bis 127 mit Spannung versorgt, die zur optischen Darstellung dieses Zeichens erforderlich sind. Wird der Steuereinheit 93 beispielsweise die Ziffer »8« in Form von elektrischen Impulsen über die sieben Zuleitungen 94 zugeführt, so wird die Spannungsversorgungseinheit 90 so eingestellt, daß sie die Zuleitungen der Elektroden 120 bis 127 mit Spannung versorgt. Da die Gegenelektrode auf Erdpotential liegt, entsteht zwischen Elektroden und Gegenelektroden ein elektrisches Feld, das die darin liegenden Kristallbereiche derartig beeinflußt, daß sie optisch anisotrop werden und die durch den Polarisator 4 durchtretende linear polarisierte Strahlung in ihrem Polarisationszustand ändert. Diese Strahlung, die beim Durchtreten durch die nicht beeinflußten Kristallbereiche eine derartige Lage zur Durchlaßrichtung des Analysators hat, daß keinerlei Licht durchgelassen wird, wird in den anisotrop gewordenen Bereichen derart verändert, daß sie durch den Analysator 8 hindurchtreten kann und das Bild der in Fig. 5 dargestellten Elektroden 120 bis 127 auf der Mattscheibe 9 als Lichtbild der Ziffer »8« sichtbar werden läßt. Es ist noch zu bemerken, daß die auf beiden Kristallen befindlichen Elektroden so dünn sind und im nicht angesteuerten Zustand den Strahlengang so wenig stören, daß sie auf der Mattscheibe 9 nicht sichtbar werden. Zur Darstellung anderer Zeichen werden Elektroden des Kristalls 96 und/oder des Kristalls 97 gleichzeitig mit Spannung verbunden, so daß das sich ergebende Lichtbild ein bestimmtes Zeichen darstellt. So wird beispielsweise die Ziffer »9« durch die Versorgung der Elektroden 120 bis

123, 104, 125 und 126 mit Spannung dargestellt. In gleicher Weise wird die Ziffer »3« durch die Versorgung der Elektroden 101,102,113,124,125 und 126 mit Spannung und das Zeichen »6« durch Versorgung der Elektroden 120, 123, 109, 110 und 124 bis 127 mit Spannung dargestellt. In ähnlicher Weise wird der Buchstabe »A« durch Versorgung der Elektroden 108, 109, 110, 120, 123, 104, 105, 114 und 118 mit Spannung, das Zeichen »B« durch Versorgung der Elektroden 108 bis 111,101,120,121,118,

124, 125 und 107 mit Spannung, das Zeichen »C« durch Versorgung der Elektroden 109,110,120,123,125 und 126 mit Spannung usw. erzeugt.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur optischen Darstellung von Schriftzeichen auf Grund von in Form von elektrischen Impulsen vorliegenden Informationen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem oder mehreren von einem Strahlenbündel durchsetzten, zwischen gekreuzten Polarisatoren angeordneten elektrooptisch aktiven Kristallen an gegenüberliegenden, von der Strahlung durchsetzten Flächen Elektroden und Gegenelektroden angeordnet sind, die durch selektive Verbindung mit einer elektrischen Spannungsquelle das sie durch-

setzende Strahlenbündel derart beeinflussen, daß dessen Projektion je nach den ausgewählten Elektroden ein bestimmtes Zeichen darstellt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Elektroden die Form von S Linienelementen haben, durch die in an sich bekannter Weise die Gesamtheit aller darzustellenden Zeichen zusammensetzbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit aller je Anzeigestelle vorgesehenen elektrisch ansteuerbaren Elektroden in einer einzigen zur Durchstrahlungsrichtung senkrechten Ebene auf einem oder mehreren elektrooptisch aktiven Kristallen aufgebracht ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die je Anzeigestelle vorgesehenen elektrisch ansteuerbaren Elektroden in mehreren zur Durchstrahlungsrichtung senkrechten und hintereinanderliegenden Ebenen auf mehreren elektrooptisch aktiven Kristallen oder Kristallgruppen angeordnet sind, derart, daß eine gegenseitige elektrische Beeinflussung einander überschneidender bzw. einander sehr nahe kommender Elektroden vermieden wird.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektroden aus einer die gesamte Fläche eines Zeichens umfassenden, ganz bzw. teilweise lichtdurchlässigen, elektrisch leitenden Schicht bestehen.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektroden aus mehreren selektiv elektrisch ansteuerbaren, ganz oder teilweise lichtdurchlässigen, elektrisch leitenden Flächenelementen bestehen, die ein nur teilweises Wirksamwerden der auf der gegenüberliegenden Kristallfläche angeordneten linienförmigen Elektroden ermöglichen, derart, daß die Anzahl der zur Darstellung aller Zeichen erforderlichen Elektroden herabgesetzt wird.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode linienförmig ist und der Form der auf der gegenüberliegenden Kristallfläche angeordneten Elektroden entspricht.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode aus einem zusammenhängenden Leiter besteht.

9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode aus mehreren einzeln elektrisch ansteuerbaren Linienelementen besteht.

10. Anordnung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die an einer senkrecht zur Durchstrahlungsrichtung liegenden Kristallfläche angeordneten linienförmigen Gegenelektroden mit der Projektion der auf der gegenüberliegenden Kristallflache angeordneten linienförmigen Elektroden zusammenfallen.

11. Anordnung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die an einer senkrecht zur Durchstrahlungsrichtung liegenden Kristallfläche angeordneten linienförmigen Gegenelektroden gegenüber der Projektion der auf der gegenüberliegenden Kristallfläche angeordneten linienförmigen Elektroden derart versetzt angeordnet sind, daß die elektrooptisch veränderten Kristallbereiche mit den den Kristall durchsetzenden Strahlen einen spitzen Winkel einschließen, so daß der aufgehellte Bereich etwa dem Betrag der Versetzung entspricht.

12. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Elektroden versehenen Kristalle einzeln oder gruppenweise in ein Immersionsbad von hoher elektrischer Durchschlagsfestigkeit eingebracht sind.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Immersionsflüssigkeit einen derartigen optischen Brechungsindex aufweist, daß Unebenheiten der Kristalloberflächen wirkungslos werden, derart, daß Kristalle mit nicht feinbearbeiteten Flächen verwendbar sind.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der Immersionsflüssigkeit dem Mittelwert der Brechzahlen des eingetauchten Kristalls entspricht.

15. Anordnung nach den Ansprüchen 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Immersionsflüssigkeit die Abfuhr der im Kristall entstehenden Wärme bewirkt.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Immersionsflüssigkeit zur Verbesserung des Wärmeaustausches relativ zum Kristall bewegt wird.

17. Anordnung nach den Ansprüchen 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Immersionsflüssigkeit feinkörnige Substanzen nach Art eines Christiansen-Filters enthält, derart, daß nur Strahlung eines bestimmten Spektralbereiches durchgelassen wird.

18. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 17, gekennzeichnet durch die Verwendung von Wabenblenden zur Eliminierung von eine Aufhellung des Untergrundes bewirkendem Streulicht.

19. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 17, gekennzeichnet durch einen oder mehrere in einem divergenten Strahlengang vorgesehene doppelbrechende Kompensationskristalle, deren Dicke und Brechzahldifferenz derart bemessen ist, daß der in den im ungesteuerten Zustand befindlichen steuerbaren Kristallen bei divergenten Strahlen infolge der Doppelbrechung auftretende Gangunterschied rückgängig gemacht wird.

20. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine der je Anzeigestelle vorgesehenen Anzahl von Zeichen entsprechende Zahl von im Strahlengang hintereinander angeordneten Kristallen vorgesehen ist, die außer den Gegenelektroden linienförmige, der Form der einzelnen Zeichen entsprechende Elektroden aufweisen.

21. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung vereinfachter Zeichen einzeln ansteuerbare Elektroden in Form von geraden und gekrümmten Linien verwendet werden.

22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die die Darstellung der Zeichen bewirkenden steuerbaren Kristalle linienförmige Elektroden in Form zweier übereinanderliegender Kreise, eines die Kreise halbierenden, senkrecht stehenden und eines dazu konzentrischen, schräg stehenden Kreuzes und ein die genannten Elektroden einhüllenden Rechtecks aufweisen.

23. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die darzustellenden Zeichen über eine Fresnellinse (Ringlinse), über eine Mattscheibe, durch fluoreszierende Schichten oder durch Belichtung photoempfindlicher Substanzen sichtbar gemacht werden.

24. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrooptisch aktiven Kristalle aus Verbindungen vom Typ der primären Alkaliphosphate und deren Isomere, beispielsweise NH₄H₂PO₄, KH₂PO₄, KD₂PO₄, der Alkalitartrate und deren Isomere, beispielsweise Seignette-Salz, C₄H₄O₆NaK, oder der Bariumtitanate und deren Isomere, beispielsweise BaTiO₃, bestehen.

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25. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationskristalle vorzugsweise aus Verbindungen vom Typ NH₄NO₃, K₂S₂O₆, KHC₂O₄, Na₃PO₄, (NH₄J₂C₄H₄O₆, AgNO₃ oder Rutil bestehen.

26. Verwendung einer Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 25 in einem nach einem photographischen oder xerographischen Verfahren arbeitenden Schnelldrucker.

In Betracht gezogene Druckschriften:

USA.-Patentschrift Nr. 2 705 903; Elektronische Rechenanlagen, 1959, H. 1, S. 40 und 41 ; automatik, 1959, Aprilheft, S. 122; radio mentor, 1959, H. 4, S. 242 und 243; Instruments and Automation, Oktober 1958, S. 1665; American Institute of Physics Handbook, McGraw-Hill Book Company, 1957, S. 6 bis 97.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen