DE1235027B - Optisches Informationsdarstellungsgeraet - Google Patents

Description

DEUTSCHES VfflT^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT G 03 b

Deutsche KL: 42 h-23/26

Nummer: 1235 027

Aktenzeichen: N 24942IX a/42 h

1 235 027 Anmeldetag: 8.Mail964

Auslegetag: 23. Februar 1967

Die Erfindung betrifft im allgemeinen optische Informationsdarstellungsgeräte, insbesondere solche zum Darstellen von sich zeitlich ändernden Informationen auf einem Hintergrund oder auf einer feststehende Informationen enthaltenden Bezugsunter- S lage.

Es wird von einem Darstellungssystem ausgegangen, bei dem die Sichtbarkeit oder die Dauer der Sichtbarkeit (Vorhandenheitszeit) bestimmter Teile eines dargestellten Bildes steuerbar verändert werden kann. Im allgemeinen wird dies dadurch erreicht, daß entlang einer optischen Achse eine feststehende Information so projiziert wird, daß ein optisches Bild von ihr in einer ersten Ebene erzeugt wird, in der ein metachromatischer Film, im folgenden photochromer Film genannt, angeordnet ist. Der photochrome Film, der normalerweise in einem klaren lichtdurchlässigen Zustand ist, kann jedoch seine Lichtdurchlässigkeit punktweise infolge von Hilfsstrahlung in Form von ultraviolettem Licht verändern. Die in den photochromen Film durch die Hilfsstrahlung eingebrachte Information stellt die zusätzliche, sich zeitlich ändernde Information dar, die in das Bild einzufügen ist, das auf einer zweiten Bildebene oder auf einem Bildschirm dargestellt werden soll. Diese sich zeitlich ändernde Information kann z. B. der Bewegungsverlauf eines sich bewegenden Objekts darstellen, der auf dem Bildschirm in Form eines eine Bewegungsbahn darstellenden Bildes erscheint, das dem der feststehenden Information zugeordneten Bild, beispielsweise eine Landkarte, überlagert ist. Der photochrome Film dient somit als Objektebene, auf der die sich ändernde Information fortlaufend dem projizierten Bild der feststehenden Information überlagert wird und von der durch die zweite Projektionsvorrichtung des Systems sofort eine bildliche Darstellung erhalten wird.

Obgleich ein solches Darstellungssystem gegenüber bisherigen, nur geringere Vielseitigkeit aufweisenden Darstellungssystemen eine Verbesserung darstellt, bestehen bei ihm noch verschiedene Probleme, die seine Anwendbarkeit begrenzen. So kann es beispielsweise zu bestimmten Zeitpunkten erwünscht sein, keine Kontrastdarstellung der Bahn eines verfolgten Objekts zu erzeugen, sondern lediglich die äugenblickliche Position des verfolgten Objekts auf dem Bildschirm anzuzeigen, d. h., das sich bewegende Objekt ohne Hinterlassung von Aufzeichnungsspuren zu verfolgen. Des weiteren kann es zu bestimmten Zeitpunkten erwünscht sein, auf dem Bildschirm wahlweise einen hell beleuchteten, sichtbaren Lichtfleck zu erzeugen, um den Führungspunkt einer be-Optisches Informationsdarstellungsgerät

Anmelder:

The National Cash Register Company,
Dayton, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. A. Stappert, Rechtsanwalt,
Düsseldorf Nord, Feldstr. 80

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 8. Mai 1963 (278 922) - -

stimmten, in Darstellung befindlichen Bewegungsbahn hervorzuheben.

Diese Maßnahme hat den Zweck, daß die Aufmerksamkeit einer Beobachtungsperson auf einen solchen Lichtfleck gelenkt wird und daß die Beobachtungsperson ihre Aufmerksamkeit auf bestimmte der sich laufend bildenden Bahnspuren konzentrieren kann, was insbesondere überall da von hohem Nutzen ist, wo der Bildschirm sehr groß ist oder wenn auf ihm eine Vielzahl vorangehend gebildeter Bahnen bereits vorhanden ist. Wird jedoch ein »achsenentfernter« sichtbarer Lichtstrahl zur Bildung eines nichtschreibenden Lichtstrahles verwendet, d. h. ein Lichtstrahl, der im ultravioletten Band kein Licht enthält, dann geht der nichtschreibende Lichtstrahl lediglich in der Richtung der »Achsenentfernung« durch den photochromen Film. Da somit der auf dem photochromen Film auftretende, nicht beständige Lichtfleck die betreffende Stelle des Films nicht dunkel, d. h. nicht lichtundurchlässig macht, wird der genannte Lichtfleck nicht zusammen mit dem Bild der Hintergrundinformation durch die zweite Projektionsvorrichtung des Systems projiziert. Der Lichtfleck wird somit auf dem Bildschirm nicht sichtbar gemacht.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen Anordnung zum Umlenken und Steuern eines »achsenentfernten« optischen Hilfsstrahles sichtbaren Lichts, so daß ein nichtschreibender Lichtfleck wahlweise allein oder in Verbindung mit einer durch einen gleichzeitig vorhandenen schreibenden Lichtstrahl hervorgerufenen Spur auf einen Bildschirm projiziert werden kann.

Die Erfindung betrifft somit ein optisches Informationsdarstellungsgerät mit einem optischen Hauptsystem zum Erzeugen eines Lichtstrahles einer ersten

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Wellenlänge entlang einer optischen Hauptachse und zum Fokussieren eines in diesem Lichtstrahl enthaltenen Bildes auf eine Bildebene, einem in dieser Bildebene angeordneten Film, der aus einem Stoff besteht, der gegenüber Licht der genannten ersten Wellenlänge durchlässig ist, jedoch durch Licht einer zweiten Wellenlänge lichtundurchlässig gemacht wird, mindestens einem optischen Hilfssystem zum Erzeugen eines aus einer Strahlung der genannten zweiten Wellenlänge bestehenden kollimierten Lichtstrahles und mit einer beweglichen Fokussiervorrichtung zum Fokussieren zumindest eines Teiles des Hilfslichtstrahles auf die Bildebene in einem bestimmten Winkel zur optischen Hauptachse, wodurch eine reversible lichtundurchlässige Spur auf dem Film erzeugt wird, und ferner mit einer Vorrichtung zum Projizieren des in der genannten Bildebene erhaltenen Bildes auf eine Darstellungsfläche.

Bei einer Vorrichtung dieser Art wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Hilfslichtstrahl auch eine Strahlung der genannten ersten Wellenlänge enthält und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die die erste Wellenlängenkomponente des durch den Film hindurchgehenden Hilfslichtstrahles auf die Darstellungsfläche umlenkt, wodurch auf ihr ein heller Lichtfleck durch das umgelenkte Licht am Führungsende einer auf der Darstellungsfläche erscheinenden dunklen Spur erzeugt werden kann, die durch die dunkle, lichtundurchlässige Spur auf dem Film bewirkt wird.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gerätes wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des gesamten Darstellungssystems, wobei das Darstellungsgerät ein Bild von feststehenden Informationen (Hintergrundinformationen) und überlagerten Bewegungsbahnen (Bahnkurven) auf einen Bildschirm projiziert,

F i g. 2 eine schematische Darstellung des optischen Systems des Darstellungsgerätes,

F i g. 3 eine vergrößerte Ansicht einer der X-Y-Auslenkvorrichtungen, die eine der Schreiblinsen des Darstellungsgerätes abstützen und bewegen,

Fig. 4 eine schematisch-perspektivische Ansicht der X-F-Auslenkvorrichtung,

F i g. 5 a ein Blockdiagramm einer Servovorrichtung zum Steuern der X-Y-Auslenkvorrichtungen und Blendenanordnungen,

Fig. 5b eine Darstellung verschiedener Signalformen, wie sie in einem der Servosysteme der Senkvorrichtung erzeugt werden,

F i g. 6 eine vergrößerte Ansicht gemäß Linie 6-6 nach F i g. 9 der Blendenanordnung für einen der zum Aufzeichnen von Spuren verwendeten Hilfsstrahlen,

F i g. 7 eine vergrößerte Ansicht gemäß Linie 7-7 in F i g. 9 des Teiles des Darstellungsgerätes, der vor allem den photochromen Film und die optische Faserstoffplatte enthält,

F i g. 8 eine vergrößerte Ansicht einer Ecke des photochromen Films und der optischen Faserstoff-Plattenanordnung und

Fig. 9 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht des gesamten Darstellungsgerätes, bei dem das Gehäuse und einige andere Teile aus Darstellungsgründen teilweise weggebrochen gezeigt sind.

In den Zeichnungen, insbesondere in Fig. 1, ist ein Darstellungssystem gezeigt, bei dem ein Dar-

Stellungsgerät 10 verwendet wird, das ein Bild au einem Bildschirm 12 projiziert. Das auf dem Bild schirm 12 projizierte Bild enthält einen Hintergrmw mit feststehenden oder teilweise feststehenden Infor mationen, z. B. eine Landkarte mit überlegtem Ghter netz. Das auf dem Bildschirm 12 projizierte Bild ent hält ferner vier Bahnkurven oder Spuren 13 a, 136 13 c und 13 d. Diese Spuren sind bzw. werden au der Karte fortlaufend gebildet oder geschrieben. Jed<

ίο Spur, z.B. 13a, besitzt ein gleichförmig verschwindendes, verjüngtes, hinteres Ende 16 a und ein hei beleuchteten weißen Fleck 14 a an ihrem vorderer (Führungs-)Ende. Bei zwei der Spuren, nämlich 13 1 und 13 b, weisen die Lichtflecke 14 a bzw. 14 δ einf annähernd runde Form auf, wohingegen die anderer beiden Spuren 13 c und 13 d weiße Lichtflecke 14< und 14 d länglicher Form aufweisen. Die verschiedenen Formen der weißen Lichtfiecke können zur Unterscheidung der verschiedenen Objekte verwende'

so werden, die auf dem Bildschirm unter Verfolgung bzw. Beobachtung stehen. So können beispielsweis« die runden weißen Lichtflecke 14 a und 14 b dii augenblickliche Position von zwei sich verhältnismäßig langsam bewegenden Objekten und die längliehen weißen Lichtflecke 14 c und 14 d die augenblicklich eingenommene Position zweier sich schnellei bewegender Objekte anzeigen. Das Darstelhingssystem veranschaulicht jeweils die augenblickliche Position der Lichtflecke 14 a, 14 b, 14 c und 14 d und zeichnet die entsprechenden Spuren 13 a, 13 b, 13 c und 13 d auf der auf dem Bildschirm 12 projizierten Karte in später näher beschriebener Weise unter Vermittlung geeigneter elektrischer Signale auf, die dem System über ein Kabel 17 zugeführt werden. Diese Signale können beispielsweise von einem nicht gezeigten Radarverfolgungsgerät abgegeben werden. Die Spuren 13 ^ 13 b, 13 c und 13 d veranschaulichen die Bewegungsbahn (Bahnkurve) der verfolgten Objekte, wobei die Längen der auf dem Bildschirm gezeigten Bewegungsbahnen unmittelbar auf die relative Geschwindigkeit des verfolgten Objekts bezogen sind.

Die Arbeitsweise des Darstellungsgeräts 10 zur Erzeugung des in F i g. 1 gezeigten Bildes, insbesondere der in ihm enthaltenen Bahnkurven darstellenden Spuren, mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Gemäß F i g. 2, in der eine schematische Darstellung des optischen Systems des Darstellungsgerätes 10 gezeigt ist, wird das auf dem Bildschirm 12 von Fig. 1 dargestellte Bild durch einen Hauptlichtstrahl erzeugt, der durch ein zu einer Hauptachse 18 ausgerichtetes Strahlenbündel B1 dargestellt ist. Als Lichtquelle, die die Lichtstrahlen für den Hauptstrahl B1 liefert, ist beispielsweise eine Quecksilberdampflampe 19 vorgesehen, die Lichtstrahlen sowohl im sichtbaren als auch im ultravioletten Teil des Spektrums erzeugt. Ein UV-Filter 25 ist in der Nähe der Lampe 19 innerhalb des Strahles B1 angeordnet, um das ultraviolette Licht zu absorbieren. Ein Hauptkondensorsystem 21 sammelt das das Filter 25 passierende sichtbare Licht und erzeugt den Hauptlichtstrahl B1. Das Hauptkondensorsystem fokussiert das Licht in einer Ebene, in der eine Übertragungslinse 22 angeordnet ist.

In dem Hauptlichtstrahl B1 ist zwischen dem Hauptkondensorsystem 21 und der Übertragungslinse 22 ein Diapositiv 23 eingeführt. Es enthält die feststehende Information oder die im Bild auf dem Bild-

schirm 12 (F i g. 1) projizierte Karte und ist in bezug zu der Übertragungslinse 22 so angeordnet, daß ein Bild des Diapositivs 23 in einer ersten Bildebene erzeugt wird, in der auch der photochrome Stoff in Form eines dünnen photochromen Films 24 angeordnet ist. Neben dem photochromen Film 24 befindet sich eine Lichtumlenkvorrichtung 103, deren Funktion noch näher beschrieben wird. Das in der Ebene des photochromen Films 24 erzeugte Bild wird durch ein Projektionssystem 26 so reprojiziert, daß das Bild auf dem Bildschirm 12 erscheint. In der Achse 18 ist in der Nähe des Films 24 ein geeigneter Strahlenteiler 97 angeordnet, der einen Teil des Lichts des Lichtbündels B1 auf Spiegel 99 reflektiert, von wo es auf eine Kamera 98 geworfen wird, so daß eine permanente Aufzeichnung des auf dem Bildschirm 12 projizierten Bildes vorgenommen werden kann. Im Bereich des Hauptlichtbündels B1 befindet sich außerdem ein neutrales Lichtfilter 101, das zum Steuern der Helligkeit auf dem Bildschirm 12 dient.

Um die Information, die durch das auf dem Bildschirm 12 projizierte Bild dargestellt ist, zeitlich zu verändern, d. h., um die Darstellung von Spuren (Bahnkurven) von sich bewegenden Objekten auf dem Bildschirm zu erhalten, sind ein oder mehrere Hilfslichtstrahlen vorgesehen. Zum Aufzeichnen des Verlaufs einer eine Bahnkurve darstellenden Spur wird jeweils ein eigener Hilfslichtstrahl verwendet. In F i g. 2 sind zwei umgelenkte Strahlengänge 27 und 27' zum Erzeugen von zwei Hilfslichtstrahlen schematisch gezeigt. Da die so erzeugten, beiden Hilfslichtstrahlen einander gleich sind, wird nur einer von ihnen, nämlich der Strahlengang 27, beschrieben.

Der zum Erzeugen eines der Hilfsstrahlen B 2 dienende Strahlengang 27 enthält ein Hilfskondensorsystem 28, das in der Nähe der Lampe 19 angeordnet ist. Die von der Lampe 19 ausgehenden Lichtstrahlen werden durch das Hilfskondensorsystem 28 gesammelt und durch einen ersten Umlenkspiegel 29 auf eine mit einer öffnung versehene Platte 31 gelenkt, die in der durch das Hilfskondensorsystem 28 gebildeten Brennebene angeordnet ist. Die von der Lampe 19 ausgehenden Lichtstrahlen werden an der Platte 31 fokussiert. Die Platte 31, die eine Öffnung 31' (F i g. 6) enthält, ist in bezug zu dem Strahlengang in einem Winkel von beispielsweise 45° angeordnet. Die Gründe hierfür werden an nachfolgenden Stellen noch näher erläutert.

Die aus der Öffnung 31' austretenden, divergierenden Lichtstrahlen gehen alsdann durch eine ebenfalls noch näher zu erläuternde Blendenanordnung 80, woraufhin der Strahlengang 27 durch einen zweiten Umlenkspiegel 33 erneut umgelenkt wird und dann annähernd parallel zur optischen Achse 18 verläuft. Eine im Strahlengang 27 angeordnete Kollimatorlinse 34 bewirkt, daß das von der Öffnung 3Γ der Platte 31 herkommende divergierende Strahlenbündel B2 parallel gemacht wird, wodurch ein kollimierter Lichtstrahl B2' gebildet wird, der eine verhältnismäßig große Querschnittsfläche mit einer im wesentlichen gleichförmigen Lichtintensität aufweist und dadurch eine Lichtquelle simuliert, die sich in bezug zu einer Schreiblinse 38 scheinbar in unendlicher Entfernung befindet. Dieses wird am besten dadurch erreicht, daß die öffnung 3Γ der Platte 31 am hinteren Brennpunkt der KolHmatorlinse 34 angeordnet wird. Der kollimierte Strahl B2' wird dann durch einen dritten Umlenkspiegel 36 so umgelenkt, daß er

in einem Winkel von 45°, bezogen zur Achse 18, auf den photochromen Film 24 gerichtet ist. Die Querschnittsfläche des kollimierten Strahles B2' ist so bemessen, daß die gesamte Planfläche des photochromen Films 24 sowie die den Film umgebende Fläche durch ihn beleuchtet werden. Die Intensität des UV-Lichts in dem kollimierten Lichtstrahl B2' ist zu gering, um den photochromen Film 24 lichtundurchlässig zu machen. Um somit auf dem Film ίο Aufzeichnungen zu erzeugen, werden die Lichtstrahlen des Hilfsstrahlenbündels B2' einschließlich des UV-Lichts fokussiert und auf einen kleinen Fleck konzentriert, wodurch die Intensität des UV-Lichts verhältnismäßig groß wird. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel des Darstellungsgerätes 10 fokussiert die Sammel- oder Schreiblinse 38 einen Lichtfleck auf den photochromen Film 24, weil die Linse 38 so angeordnet ist, daß sie innerhalb des Bereiches der Querschnittsfläche des Lichtstrahles B2' bewegbar ist, wie dies durch die Strichlinien 38' und 38" angezeigt ist (Fig. 2). Die Linsenöffnung der Schreiblinse 38 ist kleiner als die Querschnittsfläche des Lichtstrahles B2'. Mithin bildet nur derjenige Teil dieses Lichtstrahles, der in die Schreiblinse 38 eintritt, den konvergierenden Lichtstrahl, der durch das konvergierende Lichtstrahlenbündel B2" angezeigt ist. Die konvergierenden Lichtstrahlen B 2" sind auf den photochromen Film 24 in einem Winkel von etwa 45° gerichtet. Da dies der gleiche Winkelbetrag ist, mit dem auch die Platte 31 im Strahlengang 27 angeordnet ist, wird ein fokussiertes, verkleinertes Bild, das eine Wiedergabe der öffnung 31' ist, durch die konvergierenden Lichtstrahlen B2" auf dem Film 24 erzeugt. Dieses verkleinerte Bild wird im folgenden als Lichtfleck bezeichnet.

Gemäß F i g. 3 wird die Schreiblinse 38 von einer X-F-Auslenkvorrichtung 37 geführt, die sie in zwei orthogonalen Richtungen in einer Ebene bewegen kann, die parallel zur Ebene des photochromen Films 24 verläuft. Die Ebene, in der sich die Linse 38 bewegen muß, ist durch die starke Linie P angedeutet (Fig. 2). Da sich die Linse nur in einer parallel zur Ebene des Films 24 liegenden Ebene bewegt und da die Querschnittsfläche des Lichtstrahles B 2' größer ist als die Öffnung der Linse 38, ist der Lichtfleck immer auf dem Film fokussiert, und die von der Linse 38 aufgenommene Lichtmenge pro Zeiteinheit ist stets gleichbleibend, selbst dann, wenn der Lichtfleck in die Randbereiche des photochromen Films 24 fokussiert wird. Folglich wird ohne Rücksicht darauf, wo sich der Lichtfleck auf dem photochromen Film 24 befindet, stets ein fokussierter Lichtfleck gleichmäßiger Intensität erzeugt. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß das Gerät und die Servovorrichtungen, durch die eine lineare Bewegungsrelation von 1:1 zwischen der Bewegung der Linse 38 und dem Lichtfleck zur Erzeugung der Spuren bewirkt wird, sehr vereinfacht sind, was nachfolgend noch näher beschrieben wird. Ein weiterer Vorteil €0 besteht darin, daß eine gleichmäßig erscheinende Spur auf dem photochromen Film 24 durch das Darstellungsgerät 10 erzeugt werden kann, solange die Geschwindigkeit des verfolgten Objekts gleichförmig ist. Ist die Geschwindigkeit des verfolgten Objekts jedoch nicht gleichförmig und sind in dem System keine entsprechenden Vorkehrungen getroffen, dann würde keine gleichmäßig erscheinende Spur erzeugt werden, da ein Überbelichten des photochromen

Films 24 eintritt, wenn das verfolgte Objekt seine Geschwindigkeit verlangsamt. Bei Vergrößerung der Bewegungsgeschwindigkeit würde dagegen eine Unterbelichtung des Films eintreten. Die Vorkehrungen, durch die eine gleichmäßig erscheinende Spur 13 auch dann erzeugt wird, wenn die Geschwindigkeit des verfolgten Objekts nicht gleichmäßig ist, werden nachfolgend beschrieben.

Zum Erzeugen der vier Bahnen 13 a, 13 b, 13 c und 13 d, wie sie auf dem Bildschirm 12 gezeigt sind, sind vier Hilfsstrahlen erforderlich. Jede Schreiblinse 38 bewegt sich unabhängig von jeder anderen Schreiblinse. In dem erfindungsgemäßen System ist daher eine X-F-Auslenkvorrichtung für jede der Schreiblinsen vorgesehen. Eine dieser X-Y-Auslenkvorrichtungen 37 ist in F i g. 3 gezeigt. Die X-Y-Auslenkvorrichtung 37, die die Schreiblinse 38 nur innerhalb der durch die Linie P (F i g. 2) definierten Ebene und parallel zum photochromen Film bewegt, so daß ständig ein fokussierter Lichtfleck erzeugt wird, wird nachfolgend näher beschrieben. F i g. 3 zeigt eine der in dem Darstellungsgerät 10 vorgesehenen X-Y-Auslenkvorrichtungen in Seitenansicht, während F i g. 4 eine perspektivische Darstellung einer solchen Vorrichtung wiedergibt. Die X-Y-Auslenkvorrichtung 37 enthält einen ortsfesten Rahmen 42, der sich in geeigneter Weise im Darstellungsgerät 10 abstützt. Gemäß F i g. 4 sind im Rahmen 42 zwei drehbare Führungsspindeln, nämlich eine Y-Führungsspindel 43 und eine X-Führungsspindel 43' angeordnet. An jedem Ende der Führungsspindeln 43 und 43' und zwischen ihnen und dem Rahmen 42 sind geeignete Abstützlager vorgesehen. Aus Darstellungsgründen sind in F i g. 4 die verschiedenen Teile des Rahmens

42 weggebrochen dargestellt. Die Führungsspindel

43 ist so angeordnet, daß sie sich um eine Achse dreht, die parallel zur Ordinate (Y-Pfeil) liegt, während die X-Führungsspindel 43' so angeordnet ist, daß sie sich um eine Achse dreht, die parallel zur Abszisse (X-Pfeil) liegt. Auf der X-Führungsspindel 43 ist ein Y-Joch 45 aufgeschraubt, das bei Drehen der Y-Führungsspindel 43 in Y-Richtung bewegbar ist. Um das Y-Joch 45 genau geradlinig zu bewegen, sind zwei voneinander beabstandete Y-Führungsstangen 46 vorgesehen, die verschiebbar in Hülsen gleiten, welche am Y-Joch 45 ausgebildeten Ansätzen gelagert sind. Die Y-Führungsstangen 46 sind mit ihren Enden am Rahmen 42 befestigt, und die Bewegung des Y-Joches 45 auf der Y-Führungsspindel 43 ist auf das durch die Wandung des Rahmens 42 bestimmte Ausmaß begrenzt. Ein für die Y-Auslenkung vorgesehener Elektromotor 47, vorzugsweise ein Schrittmotor, bewirkt über ein geeignetes Getriebe 48 ein Drehen der Y-Führungsspindel 43. Um die Bewegung des Y-Joches 45 innerhalb des Rahmens 42 zu begrenzen, sind an letzterem obere und untere Y-Mikroschalter 49 (Fig. 3) in geeigneter Weise so angebracht, daß sie durch einen Stift 51 betätigbar sind, der am Y-Joch 45 befestigt ist und sich zusammen mit diesem bewegt. Wird der eine oder andere der Y-Mikroschalter 49 durch den Stift 51 betätigt, dann wird in geeigneter Weise (nicht gezeigt) verhindert, daß die in F i g. 5 a gezeigte Schaltung den Motor 47 erregt, wodurch letzterer angehalten wird und das Y-Joch nicht weiter im Rahmen 42 bewegen kann.

Eine Bewegung in Y-Richtung wird vom Y-Joch 45 auf die Schreiblinse 38 über eine Stange 53 über-

tragen, die so befestigt ist, daß sie sich zusammen mit dem Y-Joch 45 bewegen kann. Auf der Stange 53 ist das Abstützende eines Schreibarmes 52 angebracht. Die Schreiblinse 38 ist an dem dem Abstützende gegenüberliegenden Ende des Schreibarmes 52 so befestigt, daß die Hauptachse der Schreiblinse parallel zu dem Lichtstrahl B2' verläuft, nach dem dieser durch den dritten Umlenkspiegel 36 reflektiert wurde. Wie in F i g. 4 gezeigt, sind am Abstützende

ίο des Schreibarmes 52 zwei zueinander senkrecht stehende Bohrungen vorgesehen. In einer dieser Bohrungen führt sich die Stange 53 verschiebbar in einer geeigneten Büchse. Die Stange 53 ist parallel zur Abszisse angeordnet und mit ihren Enden am Y-Joch 45 befestigt. Führt das Y-Joch 45 eine Senkrechtbewegung aus, dann bewegt sich auch die Schreiblinse 38 senkrecht, d. h. in Y-Richtung.

Bewegungen in X-Richtung werden auf den Schreibarm 52 und die Schreiblinse 38 durch ein

ao X-Joch 56 übertragen, das auf der X-Führungsspindel 43' aufgeschraubt ist und sich beim Drehen der genannten Spindel bewegt. Das X-Joch 56 stützt sich in gleicher Weise wie das Y-Joch 45 verschiebbar auf zwei X-Führungsstangen 57 ab, die mit ihren Enden ebenfalls am Rahmen 42 befestigt sind. Die X-Bewegung des X-Joches 56 auf der X-Führungsspindel 43' ist auf Bewegungen innerhalb des Rahmens 42 begrenzt. Ein für die X-Bewegung vorgesehener Elektromotor 58, vorzugsweise ein Schrittmotor, kann die X-Führungsspindel 43' über ein geeignetes Getriebe 59 drehen. Um die Bewegung des X-Joches 56 innerhalb des Rahmens 42 zu begrenzen, sind zwei X-Mikroschalter in geeigneter Weise und in zueinander geeignetem Abstand am Rahmen 42 angebracht. Ein Gehäuse 60 für einen dieser X-Mikroschalter ist in F i g. 3 gezeigt. Die X-Mikroschalter sind den Y-Mikroschaltern 49 in bezug auf Ausbildung und Funktion sehr ähnlich. Ein am X-Joch 56 angebrachter Stift 61 kann, wenn das X-Joch 56 sich dem Endpunkt seiner Bewegungsbahn nähert, den einen oder anderen der X-Mikroschalter 60 betätigen, was zur Folge hat, daß das X-Joch 56 angehalten wird und keine weitere Bewegung in dieser Richtung mehr durchführt. In der anderen Bohrung des Abstützendes des Schreibarmes 52 führt sich verschiebbar eine Stange 62, die parallel zur Y-Richtung verläuft und mit ihren Enden am X-Joch 56 befestigt ist. Wird dem X-Joch 56 eine Antriebsbewegung erteilt, so bewegt sich auch die Schreiblinse 38 in X-Richtung.

Die X-Y-Auslenkvorrichtung arbeitet wie folgt: Wird der Y-Schrittmotor 47 bei abgeschaltetem X-Schrittmotor 58 angetrieben, dann dreht sich nur die Y-Führungsspindel 43, wodurch das Y-Joch 45 in X-Richtung bewegt wird. Die Y-Führungsstangen 46 verhindern dabei, daß sich das Y-Joch 45 zusammen mit der Y-Führungsspindel 43 dreht. Die am Y-Joch befestigte Stange 53 wird durch die Antriebsbewegung des Y-Joches ebenfalls in Y-Richtung mit- bewegt und ist stets parallel zur Abszisse ausgerichtet. Durch die Antriebsbewegung der Stangen 53 in Y-Richtung werden auch der Arm 52 und die Schreiblinse 38 in Y-Richtung mitbewegt, wobei sich der Arm 52 verschiebbar auf der Stange 62 führt. Ist jedoch der Y-Schrittmotor 57 angehalten und wird der X-Schrittmotor 58 eingeschaltet, dann dreht sich nur die X-Führungsspindel 43' und bewirkt eine Bewegung des X-Joches 56 in X-Richtung, wobei die

Z-Führungsstangen 57 verhindern, daß sich das Z-Joch 56 zusammen mit der Z-Fiihrungsspindel dreht. Bei der Bewegung des Z-Joches 56 in der Z-Richtung wird die Stange 62, die immer parallel zur Ordinate ausgerichtet ist, in Z-Richtung mitbewegt, wodurch auch der Arm 52 und die Schreiblinse 38 in der gleichen Bewegungsrichtung mitgenommen werden, was zur Folge hat, daß der Arm 52 entlang der F-Stange 53 gleitet. Werden beide Schrittmotoren 47 und 58 gleichzeitig angetrieben, dann werden die horizontalen und vertikalen Bewegungsoperationen in der Z-F-Auslenkvorrichtung 37 gleichzeitig durchgeführt.

Um die Z-F-Auslenkvorrichtung 37 gemäß den vom Radarverfolgungsgerät kommenden Signalen selbsttätig arbeiten zu lassen, sollte die relative Position des durch die Schreiblinse erzeugten Lichtflecks in bezug zu der feststehenden Information bekannt sein. Ein für die F-Auslenkung vorgesehenes Potentiometer 64, das mit dem F-Getriebe 48 zusammenwirkt, dient zum Anzeigen der Position der Schreiblinse 38 in F-Richtung in bezug zu einer feststehenden Information. Ein mit dem Z-Getriebe 59 zusammenwirkendes Z-Potentiometer 65 dient in der gleichen Weise zum Anzeigen der Position der Schreiblinse 38 in der Z-Richtung. Das Z-Getriebe 59 und das F-Getriebe 48 sind so ausgebildet, daß die Spannungsabgriffe 65' und 64' des Z-Potentiometers 65 bzw. des F-Potentiometers 64 nicht mehr als eine Umdrehung ausführen, wenn sich die Schreiblinse 38 von Endpunkt zu Endpunkt ihrer Bewegungsbahn in Z-Richtung bewegt. Die von den Spannungsabgriffen 64' bzw. 65' abgehende Leitung ist jeweils zu einer später noch näher beschriebenen Servovorrichtung (F i g. 5 a) geführt.

Da, wie bereits erwähnt, F i g. 4 eine schematische Ansicht der Z-F-Auslenkvorrichtung 37 ist, sind die einzelnen Bauteile nicht maßstabgerecht dargestellt. Bestimmte Bauteile, z. B. der F-Schrittmotor 47, das F-Potentiometer 64, der Z-Schrittmotor 58 und das Z-Potentiometer, sind folglich anders angeordnet, als in F i g. 3 gezeigt, um die Arbeitsweise deutlicher erkennen zu lassen. Der F-Schrittmotor 47 und das F-Potentiometer 64 sind in F i g. 3 erkennbar, nicht jedoch der Z-Schrittmotor 58 und das Z-Potentiometer 65, die beide hinter einem Flansch 42' des Rahmens 42 liegen. Das Z-Getriebe 59 ist in F i g. 3 jedoch deutlich erkennbar. Die beiden Motoren 47 und 48 sind direkt am Rahmen 42 befestigt. Sämtliche Bauteile der Z-F-Auslenkvorrichtung sind als , Präzisionsbauteile so gefertigt, daß sie ohne Spiel und toten Gang arbeiten.

Da die Schreiblinse 38 durch den Z-Schrittmotor bzw. den F-Schrittmotor um kleine Teilschritte entweder in Z-Richtung oder in F-Richtung bewegt ; wird, ist für das Darstellungsgerät 10 eine weitere Vorkehrung getroffen, die die Schreibzeit für jeden lichtundurchlässigen (dunklen) Fleck steuert, der zur Bildung der Spuren auf dem photochromen Film verwendet wird. Der Lichtfleck, der die dunkle Stelle < bzw. Spur auf dem Film 24 aufzeichnet, wird durch die Schreiblinse 38 erzeugt, die einen Teil der Lichtstrahlen in dem Strahlenbündel B2' (Fig. 2) sammelt und ein verkleinertes Bild der Öffnung 31' der Platte Jl auf dem photochromen Film 24 fokussiert. Jeder < Bewegungsschritt, der der Schreiblinse 38 durch die X- F-Auslenkvorrichtung 37 erteilt wird, ist so benessen, daß dadurch der neuaufgezeichnete, dunkle

Fleck den vorangehend erzeugten dunklen Fleck überlappt. Da die dunklen Flecke einander sich überlappen und da jeder dunkle Fleck von gleicher Persistenz ist, wird bei der Bildprojektion auf dem Bildschirm 12 eine regelmäßig erscheinende Spur 13 erzeugt. Unter einer regelmäßig erscheinenden Spur wird vorliegend eine Spur verstanden, die gleichmäßiger Gestalt ist, wobei jeder kleine Teilabschnitt der Spur im direkten Verhältnis zu der Zeitdauer, ίο die seit seiner Aufzeichnung vergangen ist, wieder verschwindet bzw. erlischt.

Nachfolgend wird die Vorrichtung beschrieben, mittels derer das Darstellungsgerät 10 eine Spur aufzuzeichnen vermag, die durch eine Reihe dunkler Flecke gleicher Dauer auf dem photochromen Film 24 erzeugbar ist. Fig. 5a ist ein Blockschaltdiagramm der Servovorrichtung zum Steuern einer der Z-F-Auslenkvorrichtungen 37 und einer der Lichtblendenanordnungen 80, die in F i g. 6 vergrößert gezeigt sind. Das Ausführungsbeispiel der in F i g. 5 a gezeigten Servovorrichtung wird von einer Gleichstromquelle gespeist und enthält zwei gleiche Servosysteme, nämlich ein Z-Servosystem 67 und ein F-Servosystem 68, die den Z-Schrittmotor 58 bzw. den F-Schrittmotor 47 in Gang setzen. Das durch eine Signalquelle 69 dargestellte, bereits mehrfach erwähnte Radarverfolgungsgerät erzeugt getrennte Z- und F-Eingangssignale in Form analoger Spannungen für die Z-Position und die F-Position des verfolgten Objekts. Die Z-Eingangssignale und die F-Eingangssignale werden an die Klemmen Z bzw. F angelegt. Da die Servosysteme 67 und 68 gleich sind, wird vorliegend nur das Z-Servosystem 67 beschrieben. Falls nicht ausdrücklich anders angegeben, sind für die Bauteile des nicht näher beschriebenen F-Servosystems 68, die mit den entsprechenden Bauteilen im Z-Servosystem 67 identisch sind, die gleichen Bezugszahlen mit angehängtem Indexbuchstaben a verwendet. Die elektrischen Z-Eingangs-4.0 signale, die veränderbar sind und vorzugsweise unter Erdpotential liegen, werden über einen .Summierwiderstand 71 an einen Eingang eines Verstärkers 70 angelegt. Die Gleichstromquelle ist mit dem Z-Potentiometer 60 gekoppelt, um die Rückkopplungsspan-1-5 nung zu liefern, die vorzugsweise über Erdspannung liegt und durch die die relative Lage des Abgriffs 65' am F-Potentiometer 65 bestimmt wird. Da der Abgriff 65' schrittweise bewegt wird, ist auch die Rückkopplungsspannung schrittweise veränderbar (F i g. 5). Die Rückkopplungsspannung wird auch an den Eingang des Verstärkers 70 über einen weiteren Summierwiderstand 72 angelegt. Die Widerstände 71 und 72 bilden ein Ausführungsbeispiel eines Summiernetzwerkes und sind an eine gemeinsame )5 Klemme A angeschlossen, die ihrerseits mit dem Verstärker 70 verbunden ist. Die Ströme beider Widerstände 71 und 72 addieren sich an der Klemme A, wodurch die Signalform^ (Fig. 5b) erzeugt wird. Signale mit dieser Signalform werden an den Verstärker 70 angelegt. Ist der Spannungsunterschied zwischen dem Abgriff 65' und Erde größer als der Spannungsunterschied zwischen der Klemme Z und Erde, dann wird an der Klemmet ein positiver Fehlerstrom erzeugt. Ist der Spannungsunterschied zwischen dem Abgriff 65' und Erde geringer als der Spannungsunterschied zwischen der Klemme Z und Erde, dann wird ein negativer Fehlerstrom an der Klemme A erzeugt. Der Fehlerstrom wird durch den

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Verstärker 70 verstärkt und gleichzeitig an eine positive Fehlerdetektor- und Impulsformerschaltung 73 und eine negative Fehlerdetektor- und Impulsformerschaltung 74 angelegt.

Die positive Fehlerdetektor- und Impulsformerschaltung 73 kann eine beliebige Standardschaltung sein, die ein positives Rechtecksignal immer dann erzeugt, wenn der an sie angelegte Fehlerstrom über einen gegebenen positiven Schwellstrom liegt. Das gleiche gilt für die negative Fehlerdetektor- und Impulsformerschaltung 74, die ein negatives Rechtecksignal erzeugt, wenn der an sie angelegte Fehlerstrom niedriger als ein gegebener negativer Schwellstrom ist. Gemäß Fig. 5b stellt beispielsweise die Signalform Λ ein typisches Muster eines Zusammengesetz- ten Analogfehlerstromsignals an der Klemme A (Fig. 5 a) dar. Die Signalform A wird verstärkt und sowohl an die positive als auch an die negative Fehlerdetektor- und Impulsformerschaltung 73 und 74 angelegt. Die durch die Signalkurve A verlaufenden Strichlinien (F i g. 5 b) stellen den positiven bzw. negativen Schwellstrom + A bzw. — A dar. Die Signalform B stellt die Form des Signals dar, das durch die positive Fehlerdetektor- und Impulsformerschaltung 73 infolge positiver Teile der Signalform A erzeugt wird. Die Signalform C stellt die Form des Signals dar, das durch die negative Fehlerdetektor- und Impulsformerschaltung 74 infolge negativer Teile der Signalform A erzeugt wird. Beide Signalformen B und C sind auf Nullpotential während der Zeit, während welcher der durch die Signalform A dargestellte Fehlerstrom zwischen den Werten + A und — A liegt. Steigt die Signalform A über den Wert + A an, dann erzeugt die Schaltung 73 einen steilen Anstieg in der Signalform B. Fällt die Signalform A unter den Wert + A ab, dann läßt die Schaltung 73 die Signalform B steil auf Nullpotential abfallen. Fällt die Signalform/1 unter den Wert — A ab, dann erzeugt die Schaltung 74 einen steilen Abfall der Signalform C, wohingegen beim Anstieg der Signalform A über den Wert — A die Signalform C auf den O-Volt-Pegel zurückkehrt. Die Signalform B wird an ein UND-Gatter 76 und die SignalformC an einen geeigneten Inverter / angelegt, wo sie in ein positives" Signal umgewandelt wird, das einem UND-Gatter 77 zugeführt wird. An die UND-Gatter 76 und 77 werden jeweils auch durch die Signalform CL dargestellte Taktsignale angelegt. In Abhängigkeit davon, welches der UND-Gatter 76 und 77 durch die Signale der Form B und durch invertierte Signale der Form C geöffnet wird, werden dann Taktsignale durch das entsprechende Gatter durchgelassen. Die Signalform D stellt das auf dem Ausgangsleiter 75 durch das UND-Gatter 76 erzeugte Signal dar, wohingegen die Signalform E das auf dem Ausgangsleiter 79 durch das UND-Gatter 77 erzeugte Signal darstellt.

Wird, wenn die Rückkopplungsspannung zu hoch ist, ein Taktsignal durch das UND-Gatter 76 durchgelassen, dann wird das durchgelassene Taktsignal einer Treiberschaltung 78 zugeführt, die den ^-Schrittmotor 58 in einer Richtung antreibt, wodurch der Abgriff 65' näher an Erdpotential bewegt wird, so daß die Rückkopplungsspannung abfällt (vgl. F i g. 5 a, linke Seite). Läßt jedoch das UND-Gatter 77 ein Taktsignal durch, wenn die Rückkopplungsspannung zu niedrig ist, dann wird das durchgelassene Taktsignal der Treiberschaltung 78 züge-

führt, die dann den ^-Schrittmotor 58 in einer Rieh tung antreibt, in der der Abgriff 65' auf einen höhe ren Pegel über Erdpotential gebracht wird. Es ver steht sich, daß der ^-Schrittmotor nicht angetriebei wird, wenn weder das UND-Gatter 76 noch da UND-Gatter 77 ein Taktsignal durchlassen, weil d«; Fehlerstrom unter dem Schwellwert liegt. Da y-Servosystem 68 arbeiten in der gleichen Weise, wir das ^-Servosystem 67 und unabhängig von diesem jedoch mit der Ausnahme, daß der Abgriff 64' an Potentiometer 64 betätigt wird.

In einem anderen Ausführungsbeispiel des voran gehend beschriebenen Servosystems könnte an StelIi der Gleichstromquelle eine Wechselstromquelle ver wendet werden. Obzwar ein solches Ausführungsbei spiel nicht gezeigt ist, wird nachfolgend zum besserei Verständnis eine kurze Beschreibung gegeben. Wit bereits erwähnt, ist dabei an Stelle der Gleichstrom quelle eine Wechselstromquelle vorgesehen, die mi dem Potentiometer 65 gekoppelt ist. Das X-Ein gangssignal, das ebenfalls ein Wechselstromsignal is und die gleiche Frequenz hat wie der an das ΛΓ-Ρο tensometer 65 angelegte Wechselstrom, wird an di< Z-Eingangsklemme angelegt. Wenn die Amplitudi des Eingangssignals größer ist als das Rückkopp lungssignal, dann wird ein Summiernetzwerk enge sprachen, das ein Fehlersignal erzeugt, das mit den Bezugssignal in gleicher Phase ist. Ist jedoch dit Amplitude des Eingangssignals kleiner als das Rück kopplungssignal, dann erzeugt das Summiernetzwerl ein Fehlersignal, das zum Bezugssignal um 180° pha senverschoben ist. Die Wechselstromfehlersignali werden beispielsweise über einen Verstärker 70 ver stärkt und an nur einer der Fehlerdetektor- und Im pulsformerschaltungen, beispielsweise die Schaltunj 73, angelegt. Sobald dann die Amplitude der an dii Schaltung 73 angelegten Wechselstromsignale übe: den gegebenen Schwellwert liegt, werden für jedei positiven Teil der Periode positive Rechtecksignali durch die Schaltung 73 erzeugt. Diese positivei Rechtecksignale werden beispielsweise von der Schal tung 73 an beide UND-Gatter 76 und 77 angelegt Die an das UND-Gatter 76 angelegten Taktsignal· sind jedoch zu den an das UND-Gatter 77 angeleg ten Taktsignalen um 180° phasenverschoben, wa gleichbedeutend ist mit dem Anlegen wechselweisi aufeinanderfolgender Taktsignale CL an jedes UND Gatter. Wenn dann der Fehlerstrom gleichphasig ist dann läßt das UND-Gatter 76 ein Signal durch, wo durch der Schrittmotor 58 angetrieben wird. Dies be wirkt, daß das Rückkopplungssignal ansteigt. Ist de Fehlerstrom nicht in Phase, dann läßt das UND Gatter 77 ein Signal durch, wodurch der Schrittmoto 58 in Gegenrichtung angetrieben wird, was zur Folg< hat, daß das Rückkopplungssignal abfällt. Wie ii dem mit Gleichstrom arbeitenden Ausführungsbei spiel, so werden auch bei dem eben beschriebene! Wechselstrom-Servosystem keine Taktsignale zu Schrittmotortreiberschaltung 78 durchgelassen, wem der aus dem Bezugssignal und dem Rückkopplungs signal gebildete Fehler einen Wert aufweist, der unte dem Schwellwert liegt. Um Fehlschaltungen zu ver meiden, werden die Taktsignale von der gleiche! Wechselstromquelle abgeleitet, die auch das Poten tiometer speist.

Bei schnellem Wechsel der an die Eingangs klemme X oder die Eingangsklemme Y angelegte] Eingangssignale wird entweder der Schrittmotor 4'

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oder der Schrittmotor 58 durch die Servovorrichtung schnell angetrieben. Der fokussierte Lichtfleck würde daher nur für eine relativ kurze Zeitspanne in jedem gegebenen Bereich stillstehend sein. Bei langsamem Wechsel der beiden Spannungen werden die beiden Schrittmotoren 47 und 58 entsprechend langsamer durch die Servovorrichtung angetrieben. Wären daher keine Steuerungen für die Belichtungszeit des Schreiblichtflecks vorhanden, so würde der fokussierte Lichtfleck in jedem Bereich relativ länger stillstehend sein, als wenn eine der beiden Eingangsspannungen sich schnell ändern würde. Dadurch würden insofern Schwierigkeiten entstehen, als die erzeugte Spur nicht gleichmäßig wäre. Haben beispielsweise die Taktsignale CL· eine Frequenz von 25 Hz und sind die Arbeitsbedingungen dergestalt, daß der durch die Schreiblinse 38 gebildete fokussierte Lichtfleck sich bei jedem Taktsignal bewegen müßte, dann wäre die Schreibzeit für einen dunklen Fleck jeweils etwa 40 msec (jedoch noch verringert um die kurze Zeitspanne, die der Lichtfleck für seine Weiterbewegung benötigt). Wären die Arbeitsbedingungen jedoch so abgewandelt, daß jedes zweite TaktsignalCL nicht durch die UND-Gatter 76 und 77, 76a und 77 a durchgelassen würde, dann wäre die Schreibzeit für jeden dunklen Fleck auf dem Film 24 doppelt so groß, d. h. 80 msec. Bei dieser Verfahrensweise würden einige der dunklen Flecke in der gleichen Spur eine längere Wirkungsdauer (Zustandsdauer der Sichtbarkeit) haben als andere, wodurch keine gleichmäßig erscheinende Spur gebildet würde. Daher ist, um das eben erwähnte Problem der ungleichmäßigen Wirkungsdauer zu beseitigen, in jedem der optischen Wege die bereits im Zusammenhang mit F i g. 2 beschriebene Blendenanordnung 80 angeordnet. Sie dient dazu, daß jeder dunkle Fleck auf dem Film 24 die gleich lange Wirkungsdauer besitzt.

In F i g. 6 ist eine der vier gleichen Blendenanordnungen 80, die im Darstellungsgerät 10 zur Verwendung kommen, dargestellt. Sie enthält eine dreieckförmige Blendenplatte 80', die durch eine Welle 81 in drei Stellungen drehbar ist. In der Blendenplatte 80' sind zwei Öffnungen 82 und 83 ausgebildet, die von der Achse der Welle 81 jeweils den gleichen Abstand haben. Die Welle 81 ist so angeordnet, daß sie durch einen in geeigneter Weise in einem Gehäuse 85 gelagerten Elektromotor 84, vorzugsweise einen Schrittmotor, in drei verschiedene Winkelstellungen drehbar ist. Die erste dieser drei Stellungen der Blendenplatte 80' ist die in F i g. 6 gezeigte Stellung, bei der die Öffnung 82 mit der Öffnung 31' des Strahlenganges 27 ausgerichtet ist. In der Öffnung 82 ist ein UV-Filter 82' vorgesehen. Ist die Öffnung 82 im Strahlengang 27 eingestellt, so werden die kein UV-Licht enthaltenden Lichtstrahlen des Bündels B2' durch die Schreiblinse 38 auf dem photochromen Film 24 fokussiert und bilden dort den nichtschreibenden oder nicht beständigen Lichtfleck. In der zweiten Stellung der Blendenplatte 80' befindet sich die Öffnung 83 im Strahlengang 27. In der Öffnung 83 ist kein Filter vorgesehen. Ist die Öffnung 83 im Strahlengang 27 eingestellt, so wird durch die Schreiblinse 38 ein Lichtfleck auf den photochromen Film 24 fokussiert, der sich aus dem UV-Licht und dem weißen Licht des Bündels B2' zusammensetzt. In der dritten Stellung der Blendenplatte 80' befindet sich keine der öffnungen 82 oder 83 im Strahlengang 27. Beide dieser öffnungen liegen dann links und rechts des ge-

nannten Strahlenganges. Die Blende 80 ist meist immer dann in dieser dritten Stellung, wenn der jeweilige Hilfsstrahl B2 für die Darstellung nicht benötigt wird. Wie in F i g. 6 gezeigt, sind das Hilfskondensorsystem 28, der erste Umlenkspiegel 29 und die mit der Öffnung 31' versehene Platte 31 in geeigneter Weise an dem Gehäuse 85 angebracht. Die Platte 31 ist zur Achse des durch die gestrichelte Linie 30 dargestellten Teiles des Hilfsstrahles B2 ίο winklig angeordnet. Wie gezeigt, ist die Öffnung 31' rund. Sie kann jedoch ohne weiteres auch elliptisch oder auch sternförmig sein. Da die Platte 31 winklig angeordnet ist, wird durch den fokussierten Lichtfleck auf dem photochromen Film 24 eine genaue Wiedergabe der Öffnung 31' ohne Rücksicht auf ihre Form erzielt und auf den Bildschirm 12 projiziert.

An Hand von F i g. 5 a wird nachfolgend die Arbeitsweise der Blendenanordnung 80 erläutert. Sobald durch eines der UND-Gatter 76, 77, 76 a und 77 a ein Taktsignal durchgelassen wird, wird durch ein ODER-Gatter 87 ein Signal an eine Blendentreiberschaltung 88 angelegt. Daraufhin gibt die Blendentreiberschaltung 88 in Abhängigkeit davon, auf welcher Leitung 88 a, 88 b oder 88 c ein Signal von einem nicht gezeigten, von Hand bedienbaren Steuerpult empfangen wird, dem Elektromotor 84 der Blendenanordnung den Befehl, eine von drei Operationen auszuführen. Wird beispielsweise ein Signal an die Leitung 88 a angelegt, so kann die Spur 13 a auf dem photochromen Film 24 aufgezeichnet werden. Auf den Befehl des Signals in der Leitung 88 a betätigt die Blendentreiberschaltung 88 den Motor 84 zunächst in der Weise, daß die das UV-Filter 83' enthaltende Öffnung 82 in den Strahlengang 27 eingeschwenkt wird. Alsdann wird, wenn das ODERGatter 87 ein Signal an die Blendentreiberschaltung 88 abgibt, durch letztere der Motor 84 so angetrieben, daß die Öffnung 83 für eine kurze, feststehende Zeitspanne, z. B. 30 msec, in dem Strahlengang 27 eingestellt ist. Diese Zeit reicht aus, um mit dem UV-Licht einen dunklen lichtundurchlässigen Fleck auf dem photochromen Film 24 aufzuzeichnen. Es sei erwähnt, daß zu diesem Zeitpunkt auch ein sichtbarer Lichtfleck auf die gleiche Stelle des Films fokussiert wird. Nach kurzer Zeitspanne wird die Öffnung 82 unter Vermittlung der Schaltung 88 wieder in den Strahlengang 27 bewegt. Dabei wird dann das UV-Licht ausgefiltert, wobei der sichtbare Lichtfleck jedoch immer noch auf dem Film fokussiert ist. Somit ist die Schreibzeit jedes dunklen Lichtflecks einheitlich, und sowohl der sichtbare Lichtfleck als auch die durch den UV-Lichtfleck gebildete Aufzeichnungsspur werden auf den Schirm projiziert. Wird ein Signal an die Leitung 88 b angelegt, dann wird nur ein sich bewegender, sichtbarer Lichtfleck, d. h. ein nicht beständiger Lichtfleck, auf dem Bildschirm 12 dargestellt, da die Blendentreiberschaltung 88 dem Motor 84 den Befehl gibt, daß die Öffnung 82 in dem Strahlengang 27 eingestellt verbleibt. Auf den Befehl der Z-F-Auslenkvorrichtung 37 wird daher nur der sichtbare Lichtfleck über den photochromen Film 24 bewegt. Da das sichtbare Licht aus einer »achsenentfernten« Stellung kommt, wird es durch eine Vorrichtung 103 so gelenkt, daß es auf dem Bildschirm 12 sichtbar wird. Wird ein Signal an die Leitung 88 c angelegt, dann gibt die Blendentreiberschaltung 88 dem Motor 84 den Befehl, die Blendenplatte 80' in der dritten Stellung festzuhalten, so daß

keine Lichtstrahlen des Bündels B2 zum photochromen Film 24 gelangen können.

Da sichtbares Licht, das Licht aus dem nichtschreibenden Band des Spektrums enthält, ebenfalls so fokussiert wird, daß es einen Lichtfleck auf dem photochromen Film 24 bildet, ist die bereits kurz genannte Vorrichtung 103 vorgesehen, durch die der sichtbare Lichtfleck richtig auf dem Bildschirm dargestellt werden kann. Diese Vorrichtung wird nachfolgend an Hand von F i g. 7 und 8 näher beschrieben. Da der photochrome Film 24 eine Kunststoffunterlage besitzt, wird er vorzugsweise als dünne Schicht auf die Oberfläche der Glasplatte 90 aufgebracht, die in geeigneter Weise in einer Öffnung 91 einer drehbaren Scheibe 92 angeordnet ist. Wie in der bereits genannten Patentanmeldung beschrieben, sind mehrere mit photochromen Schichten versehene Glasplatten in der Scheibe 92 angeordnet, wobei jedoch jeweils nur eine mit dem photochromen Film 24 versehene Glasplatte 90 mit der Hauptachse 18 ausgerichtet ist. Die Platte 92 kann durch eine mit einer Welle 95 verbundene Vorrichtung in geeigneter Weise so gedreht werden, daß die anderen der mit dem photochromen Film versehenen Glasplatten so bewegbar sind, daß sie, falls erforderlich, ebenfalls mit der Hauptachse 18 ausgerichtet werden können. Da die Aufzeichnungsbeständigkeit des photochromen Films durch Wärme steuerbar ist, ist die Scheibe 92 in einer Kühlkammer 93 untergebracht, um die Gesamtbeständigkeit (Persistenz) der aufgezeichneten Spuren zu erhöhen. Die Temperatur der Kühlkammer wird durch ein kleines Kühlwerk 94 (Fig. 1), z. B. ein kompaktes thermoelektrisches Kühlwerk mit einem Temperatursteuerknopf 94', in geeigneter Weise gesteuert. Das Kühlwerk 94 ist in geeigneter Weise am Darstellungsgerät 10 angeordnet.

Wie in F i g. 7 gezeigt, durchdringt der durch die Schreiblinse 38 erzeugte, konvergierende Lichtstrahl B2" eine Glasplatte 96, die einen Teil des Gehäuses der Kühlkammer 93 bildet. Auch der Hauptprojektionsstrahl B1, der entlang der Achse 18 verläuft, tritt durch die Glasplatte 96 hindurch und trifft dann auf den photochromen Film 24. Das Projektionssystem 26 projiziert das optische Bild der Landkarte und der auf dem photochromen Film erzeugten Spuren auf den Bildschirm 12. Der Strahlenteiler 97 befindet sich in der Achse 18 und reflektiert einen Teil des Hauptprojektionsstrahles 51 in einem Winkel von 90° zur Achse 18 (F i g. 7), so daß die in F i g. 2 schematisch angedeutete Kamera 98 ein Bild der dargestellten Information aufnehmen kann.

In der Achse 18 ist auch das Neutralgraufilter 101 angeordnet, das auf einer drehbaren Scheibe 102 in geeigneter Weise befestigt ist. Auf der Scheibe 102 sind ferner noch mehrere weitere Neutralgraufilter verschiedener Dichte vorgesehen, so daß die Helligkeit des Bildes auf dem Bildschirm 12 in einfacher Weise dadurch steuerbar ist, daß jeweils das entsprechende Filter in die Bahn des Lichtstrahles B1 eingestellt wird.

Wie bereits erwähnt, dient das Projektionssystem 26 dazu, sowohl das sichtbare Licht des Lichtstrahles B1 als auch das sichtbare Licht im konvergierenden Lichtstrahl B2" auf den Bildschirm 12 zu projizieren. Um dies zu erreichen, wird das sich dabei ergebende sichtbare Licht im Lichtstrahl B 2", der in einem bestimmten Winkel auf den Film gerichtet ist, durch die Lichtumlenkvorrichtung 103 so umgelenkt, daß es

entlang der Hauptachse 18 verläuft. In dem vorlie genden Ausführungsbeispiel ist die Lichtumlenkvor richtung 103 (F i g. 2) als optische Faserstoffplatti 103' in F i g. 7 gezeigt. Diese Platte besteht aus eine Vielzahl durchsichtiger Fasern 104 mit sehr kleinen Durchmesser (etwa 0,001 Zoll), die parallel zueinan der angeordnet sind, wie aus F i g. 8 deutlich hervor geht. Die optische Faserplatte 103' ist parallel zun photochromen Film 24 angeordnet, wobei die Endei der Fasern 104 neben dem Film liegen. Eine geeig nete Klammer hält die optische Faserplatte 103' unc die Glasplatte 90 mit dem photochromen Film 24 ii der Öffnung 91 der Scheibe 92.

Das sichtbare Licht des Hauptprojektionsstrahle! B1 wird durch die optische Faserplatte 103' nich nennenswert beeinflußt, und die dem Bild des Diapositivs 23 überlagerten, dunklen Aufzeichnungsspuren auf dem photochromen Film 24 werden leiclr auf dem Bildschirm 12 reprojiziert. Die optische Faserplatte 103' hat jedoch die Eigenschaft, Lichtstrahlen, insbesondere sichtbares Licht, die in einen verhältnismäßig großen Winkel auf ihre Oberfläche auftreffen, zu sammeln und sie so umzulenken, daf das sichtbare Licht ebenfalls auf den Bildschirm projiziert wird. An Stelle der optischen Faserplatte 103' können auch andere Lichtsteuermittel, z. B, Mattglasschirme, verwendet werden, wobei jedoch die mit ihnen auf dem Bildschirm 12 erhaltenen Bilder, insbesondere solche von nicht beständigen sichtbaren Lichtflecken, nicht so gut sind wie bei Verwendung einer optischen Faserplatte 103'.

Nach Beschreibung der Hauptmerkmale des Darstellungsgerätes wird nachfolgend noch ein typisches Ausführungsbeispiel dieses Gerätes näher beschrieben, aus dem hervorgeht, wie diese Merkmale in einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt sind. F i g. 9 ist eine vergrößerte Ansicht des Darstellungsgerätes 10, wobei einige Teile weggebrochen gezeichnet sind, um die innere Anordnung der einzelnen Bauteile besser erkennen zu lassen. Da das Gerät 10 symmetrisch zur Achse 18 angeordnet ist, ist der Aufbau von herausgenommenen und nicht dargestellten Teilen gleich dem Aufbau der gezeigten Teile. Das Darstellungsgerät 10 besitzt ein längliches Gehäuse 120 mit annähernd quadratischem Querschnitt, das durch Zwischenwände 41 und 113 in drei Kammern unterteilt ist. Die Achse 18 verläuft in der Mitte des Gehäuses 120, und die optischen Wege zum Erzeugen der vier Hilfslichtstrahlen verlaufen symmetrisch zur Achse 18. An der Wand 113 ist eine Kammer 121 befestigt, in der sich die Lampe 19 befindet. Zwei Lampensockel 122 und 123, die an den gegenüberliegenden oberen und unteren Wänden der Kammer 21 befestigt sind, halten die Lampe 19. Vier Blendenanordnungen 80a, 80b, 80c und 80<i, die mit der in F i g. 6 gezeigten Blendenanordnung 80 identisch sind, sind in geeigneter Weise an den Innenwänden der Kammer 121 befestigt. Die vier optischen Wege verlaufen in Abständen von jeweils 90° um die Achse 18. Die in F i g. 9 gezeigten Bauteile, die jeweils die optischen Hilfswege bilden, tragen die gleichen Bezugszahlen wie die in F i g. 2 gezeigten Bauteile. Sie sind jedoch jeweils noch mit einem Kleinbuchstaben des Alphabets bezeichnet. Die Bauteile, die jeweils zum gleichen optischen Hilfsweg gehören, führen jeweils den gleichen Kleinbuchstaben am Ende ihrer Bezugszahl. Die Wände der Kammer 121 weisen vier geeignete Öffnungen auf, z. B. eine öffnung 124 a,

Claims (7)

durch die die Lichtstrahlen, die einen der Hilfsstrahlenbündel bilden, hindurchtreten können. An der Zwischenwand 113 sind auch das Hauptkondensorsystem 21, das Filter 25 und vier Kollimatorlinsen 34a bis 34 d befestigt, von denen die Linse 34 if in der Zeichnung nicht sichtbar ist. Vier zweite Umlenkspiegel 33 α bis 33 d sind in geeigneter Weise so angebracht, daß sie die Lichtstrahlen jedes optischen Hilfsstrahles in die jeweilige Kollimatorlinse 34 a bis 34 d lenken. Durch diese Anordnung werden die von der Lampe 19 ausgesendeten Lichtstrahlen in Richtung auf die Zwischenwand 41 und von dort zum vorderen Teil des Darstellungsgerätes 10 gelenkt. Auf der Rückseite der Zwischenwand 41 ist das Diapositiv 23 angeordnet. Im vorderen, sich um die Achse 18 erstreckenden Bereich des Gerätes 10 sind die vier Z-Y-Auslenkvorrichtungen 37a bis 37d vorgesehen, von denen jedoch nur einzelne Teile sichtbar sind. Die Zwischenwand 41 besitzt eine mit der Achse 18 konzentrische Öffnung 44, die aus F i g. 3 deutlicher ersichtlich ist und in der das Diapositiv 23 untergebracht ist. Das Diapositiv 23 enthält eine Bildplatte 108 mit einem Bild der zur Darstellung verwendeten Landkarte. Eine in einem Rahmen 117 befestigte, in .X-Y-Richtung bewegbare Platte 109 trägt die Bildplatte 108. Die Bildplatte 108 ist so angebracht, daß sie in bezug zu der Platte 109 drehbar ist. Das auf dem Schirm projizierte Bild der Landkarte kann daher sowohl gedreht als auch in X- und Y-Richtung bewegt werden. Die vier X-Y-Auslenkvorrichtungen 37 sind jeweils auf einem Flansch 39 angebracht. Alle vier Flansche ragen aus der Zwischenwand 41 um die Öffnung 44, wobei die Ubertragungslinse 22 in geeigneter Weise zwischen den vier Flanschen 39 in der Achse 18 angeordnet ist. Die Zwischenwand 41 besitzt vier geeignete öffnungen 107 a bis 107 d, von denen letztere jedoch nicht sichtbar ist. Jeder der kollimierten Lichtstrahlen B 2' geht durch seine entsprechende Öffnung hindurch und trifft auf die Umlenkspiegel 36 a, 36 b, 36 c bzw. 36 a", von denen jedoch nur die Spiegel 36 a und 36 c gezeigt sind. Von den eben genannten Umlenkspiegeln werden dann die Lichtstrahlen B2' auf die entsprechenden Schreiblinsen 38 a bis 38 d gelenkt. Die Temperatursteuerkammer 93 mit dem photochromen Film ist an einer Trennwand 125 angebracht. Das Projektionssystem 26 und der Strahlenteiler 97 sind an der Vorderwand 126 des Gehäuses 120 befestigt. An ihr sind auch das Neutralgraufilter 101 und die Scheibe 102 angebracht, und zwar an der dem Projektionssystem 26 abgewandten Seite. Die Kamera 98 ist, wie aus F i g. 9 ersichtlich, innerhalb des Gehäuses 120 seitlich der Achse 18 untergebracht. Der zum Erzeugen eines fokussierten Bildes in der Filmebene 98 erforderliche optische Abstand wird durch Verwendung von drei Spiegeln 99 erhalten. Patentansprüche:

1. Optisches Informationsdarstellungsgerät mit einem optischen Hauptsystem zum Erzeugen eines Lichtstrahles einer ersten Wellenlänge entlang einer optischen Hauptachse und zum Fokussieren

eines in diesem Lichtstrahl enthaltenden Bildes auf eine Bildebene, einem in dieser Bildebene angeordneten Film, der aus einem Stoff besteht, der gegenüber Licht der genannten ersten Wellenlänge durchlässig ist, jedoch durch Licht einer zweiten Wellenlänge lichtundurchlässig gemacht wird, mindestens einem optischen Hilfssystem zum Erzeugen eines aus einer Strahlung der genannten zweiten Wellenlänge bestehenden kollimierten Lichtstrahles und mit einer beweglichen Fokussiervorrichtung zum Fokussieren zumindest eines Teiles des Hilfslichtstrahles auf die Bildebene in einem bestimmten Winkel zur optischen Hauptachse, wodurch eine reversible lichtundurchlässige dunkle Spur auf dem Film erzeugt wird, und ferner mit einer Vorrichtung zum Projizieren des in der genannten Bildebene erhaltenen Bildes auf eine Darstellungsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstrahl (B2, B2') auch eine Strahlung der genannten ersten Wellenlänge enthält und daß eine Vorrichtung (103) vorgesehen ist, die die erste Wellenlängenkomponente des durch den Film (24) hindurchgehenden Hilfslichtstrahles (B2') auf die Darstellungsfläche (12) umlenkt, wodurch auf ihr ein heller Lichtfleck (14 a bis 14 d) durch das umgelenkte Licht am Führungsende einer auf der Darstellungsfläche (12) erscheinenden dunklen Spur (13 a bis 13 a") erzeugt werden kann, die durch die dunkle, lichtundurchlässige Spur auf dem Film (24) bewirkt wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (103), die die erste Wellenlängenkomponente des Hilfslichtstrahles umlenkt, aus einer Vielzahl optischer Fasern (104) besteht, die parallel zur optischen Hauptachse (18) angeordnet sind und sich von der genannten Bildebene in Richtung auf die Darstellungsfläche (12) erstrecken, wobei die dem Film (24) zugewandten Enden der Fasern den Film im wesentlichen berühren.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiervorrichtung (38) in einer sich annähernd parallel zu der genannten Bildebene erstreckenden Ebene bewegbar ist und während einer solchen Bewegung vollständig innerhalb des Bereiches des kollimierten Hilfslichtstrahles (B2') bleibt.

4. Gerät nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine in der Bahn des genannten Hilfslichtstrahles angeordnete Blende (80) zum Steuern in der Belichtungszeit des Films (24), der er der Strahlung der genannten zweiten Wellenlänge ausgesetzt wird.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (80) so ausgebildet sein kann, daß sie die Strahlung der genannten ersten Wellenlänge durchläßt und auf den Film (24) überträgt, jedoch eine Strahlung der zweiten Wellenlänge nicht durchläßt.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Servovorrichtung (67,68) zum Bewegen der Fokussiervorrichtung (38) in Teilschritten infolge von von einer externen Signalquelle empfangenen Signalen (X, Y) und zum Betätigen der Blende (80) für eine feststehende Zeitperiode nach jeder Teilschrittbewegung der Fokussiervorrichtung (38), wodurch eine Reihe

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von dunklen, lichtundurchlässigen Flecken gleichmäßiger Beständigkeitsdauer (Persistenz) auf dem Film (24) gebildet wird.

7. Gerät nach jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Hauptsystem und das optische Hilfssystem eine gemeinsame Lichtquelle (19) besitzen, die Lichtstrahlen der ersten und zweiten Wellen-

längen erzeugt, daß ein Filter (25) im Weg des durch das optische Hauptsystem erzeugten Lichtstrahles angeordnet ist, um die Lichtstrahlen der zweiten Wellenlängen zu absorbieren, und daß ein Spiegelsystem (29, 33, 36) vorgesehen ist, durch das der Hilfslichtstrahl auf die Bildebene in einem bestimmten Winkel zur optischen Hauptachse (18) gerichtet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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