DE1572672C - Imaging system with an electro-optical prism chain - Google Patents

Imaging system with an electro-optical prism chain

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DE1572672C
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Application number
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German (de)
Inventor
Wilbur P Woodland Hills Cahf Brown (V St A )
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
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Description

Prismen werden veränderbare elektrische Spannungen angelegt und dadurch elektrische Felder erzeugt, die eine Steuerung der veränderbaren Ablenkung des durchtretenden Lichtstrahles ermöglichen. Ein Nachteil der seitherigen Ablenksysteme mit elektro-optischen Prismenketten für die Praxis ist deren außerordentliche Länge, d, h., daß die für die Großdarstellung benötigte große Ablenkung und hohe Auflösung eine extrem lange Kette erfordern, die aus einer Vielzahl einzelner Prismen besteht. Unter Auflösung ist die Zahl der möglichen Leuchtpunktpositionen auf dem Anzeigefeld zu verstehen. Da jedes einzelne Prisma der Kette sehr teuer ist, ließen die Kosten derartiger Anordnungen eine Verwendung in den meisten Anwendungsfällen nicht zu. Es ist außerdem bekannt, daß der zum Betrieb einer derartigen Anordnung erforderliche Leistungsbedarf der Länge der Anordnung direkt proportional ist, so daß kräftige Leistungsquellen bei diesen bisher bekannten Prismenketten-Systemen erforderlich waren.Prisms are applied changeable electrical voltages and thereby generate electrical fields, which enable the variable deflection of the light beam passing through to be controlled. A disadvantage of the previous deflection systems with electro-optical prism chains for practice is their extraordinary Length, that is, the large deflection and high resolution required for the large-scale display requiring an extremely long chain made up of a multitude individual prisms. The number of possible red dot positions is displayed under resolution understand the display panel. Since each prism in the chain is very expensive, the cost was low Such arrangements are not to be used in most applications. It is also known that the power requirement required to operate such an arrangement corresponds to the length of the Arrangement is directly proportional, so that powerful power sources in these previously known prism chain systems were required.

Es ist ferner eine Anordnung zur Lichtsteuerung bekanntgeworden, bei der in Abhängigkeit von äußeren Bedingungen die Polarisation von Lichtstrahlen beeinflußt wird. Durch geeignet ausgebildete Rezeptoren wird dann das Maß der Beeinflussung festgestellt und im Sinne einer Intensitätsschwankung ausgewertet. Da bei der bekannten Anordnung eine größere Anzahl von optisch aktiven Elementen hintereinander geschaltet sein kann, ist eine Parallelisierung der hindurchtretenden Lichtstrahlen erforderlich, um die Verluste in vertretbaren Grenzen zu halten. Diesem Zweck dient eine der eigentlichen Anordnung vorgeschaltete Fokussierungsoptik. Maßnahmen zur räumlichen Ablenkung der Lichtstrahlen sind bei der bekannten Anordnung ebensowenig vorgesehen wie Maßnahmen zur Verkürzung der Baulänge.It is also an arrangement for light control became known in which, depending on external conditions, the polarization of light rays being affected. The degree of influence is then determined by suitably designed receptors determined and evaluated in terms of an intensity fluctuation. As in the known arrangement a larger number of optically active elements can be connected in series is a parallelization of the light rays passing through is necessary in order to reduce the losses to an acceptable level To keep boundaries. This purpose is served by a focusing optics upstream of the actual arrangement. Measures for the spatial deflection of the light beams are in the known arrangement Just as little planned as measures to shorten the overall length.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abbildungssystem der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das mit einer geringeren Anzahl und Größe der zu verwendenden Prismen auskommt.The invention is based on the object of providing an imaging system of the type described at the beginning to create that manages with a smaller number and size of the prisms to be used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einem Ende der Kette ein optisches System zur Fokussierung des parallelen Lichtstrahlenbündels und weiterhin mindestens am gegenüberliegenden Ende der Prismenkette ein Reflektor, der ein aus der Kette austretendes Strahlenbündel zur nochmaligen Brechung in die Kette zurückwirft, angeordnet sind.This object is achieved according to the invention in that at one end of the chain an optical System for focusing the parallel light beam and also at least on the opposite one At the end of the prism chain is a reflector, which is used to repeat a bundle of rays emerging from the chain Refraction in the chain reflects, are arranged.

Auf diese Weise ist es möglich, den Lichtstrahl räumlich zu konzentrieren und ihn durch »Falten« mehrfach das System passieren zu lassen, was die Baugröße des elektro-optischen Prismenkettensystems vermindert und doch das Erreichen einer großen Ablenkung ermöglicht, wie sie für die erwähnten Anwendungsfälle erforderlich ist. Auf diese Weise werden nicht nur die Herstellungskosten, sondern auch die Betriebskosten für ein derartiges System wesentlich gesenkt, da im Betrieb zum Erreichen der gewünschten Ablenkung nur eine relativ geringe Leistung erforderlich ist.In this way it is possible to spatially concentrate the light beam and to "fold" it to let the system pass several times, which is the size of the electro-optical prism chain system reduced and yet enables a large distraction to be achieved, as is the case for the applications mentioned is required. In this way, not only the manufacturing cost but also the operating costs for such a system are significantly reduced, since in operation to achieve the desired Distraction only a relatively small amount of power is required.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind eine das Eingangsstrahlenbündel vor dem Eintritt in die Prismenkette in einer Richtung seiner Querschnittsebene verdichtende Optik und eine weitere nach der Reflexion am Spiegel aus dem System austretende Strahlenbündel wieder auf seinen ursprünglichen Querschnitt bringende Optik vorgesehen. Auf diese Art ist es möglich, die Abmessungen der Prismen weiter zu verringern, ohne an Information zu verlieren. Durch diese Verringerung werden sowohl infolge des geringeren Materialbedarfs die Herstellungskosten als auch infolge des geringeren Energiebsdarfs die Betriebskosten weiter vermindert.In one embodiment of the invention, a the input beam before entering the prism chain in one direction of its cross-sectional plane condensing optics and another after Reflection on the mirror from the system exiting ray bundle back to its original Optics bringing cross-section provided. In this way it is possible to change the dimensions of the prisms to reduce it further without losing any information. As a result of this reduction, both as a result of the lower material requirements, the manufacturing costs and as a result of the lower energy consumption, the operating costs are further reduced.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind vor der Prismenkette optisch miteinander fluchtend ein ein Eingangs-Strahlenbündel als ordentrIn a further embodiment of the invention, they are optically aligned with one another in front of the prism chain an an input beam as ordentr

ίο liehen Strahl geradlinig durchlassendes Prisma, eine das Strahlenbündel in mindestens einer Ebene beim Passieren in der einen Richtung verdichtende und beim Passieren in entgegengesetzter Richtung wieder dehnende Optik und eine die Polarisationsebene des Strahlenbündels um einen bestimmten Winkel drehende Einrichtung vorgesehen. Dabei weist das Prisma eine innere reflektierende Fläche auf, die das aus der Kette wieder austretende Strahlenbündel nach dessen zweitem Durchgang durch die die. PoIarisationsebene verdrehende Einrichtung und durch die Optik als außerordentlichen Strahl in eine Ausgangsrichtung ablenkt. Auf diese Weise ist es möglich, mit nur einer Optik auszukommen, die doppelt genutzt wird. Außerdem läßt sich diese Anordnung wegen des Wegfalls der sonst seitlich von der Prismenkette benötigten weiteren Optik kleiner aufbauen als die zuvor beschriebenen.ίο borrowed beam rectilinearly transmitting prism, one condensing and compressing the beam in at least one plane when passing in one direction when passing in the opposite direction, optics expand again and the plane of polarization of the Beam provided by a certain angle rotating device. That shows Prism has an inner reflective surface, which the bundle of rays emerging from the chain again after its second pass through the. Polarization level rotating device and through deflects the optics as an extraordinary ray in an exit direction. In this way it is possible get by with just one optic that is used twice. In addition, this arrangement Build up smaller because of the omission of the additional optics otherwise required on the side of the prism chain than those previously described.

Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt
The subject matter of the invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing.
It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht einer üblichen elektrooptischen Prismenkette,Fig. 1 is a side view of a conventional electro-optical Prism chain,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Prismenkettenanordnung nach der Erfindung mit zugehöriger Optik, mit der eine Strahlfaltung 1. Ordnung und Verdichtung des Strahls erzielbar ist,
. F i g. 3 eine schematische Darstellung auf eine bevorzugte Ausführungsform einer elektro-optischen Prismenkettenanordnung nach der Erfindung, die eine Optik zur Strahlverdichtung und Strahlfaltung theoretisch beliebig hoher Ordnung aufweist, und
F i g. 2 a schematic representation of a prism chain arrangement according to the invention with associated optics, with which a first-order beam folding and compression of the beam can be achieved,
. F i g. 3 shows a schematic representation of a preferred embodiment of an electro-optical prism chain arrangement according to the invention, which has an optical system for beam compression and beam folding of theoretically any high order, and

F i g. 4 eine schematische Darstellung einer anderen Anordnung nach der Erfindung, mit der in einer elektro-optischen Prismenkette eine Strahlfaltung mindestens 1. Ordnung erzielbar ist.F i g. 4 is a schematic representation of another arrangement according to the invention, with which in a electro-optical prism chain a beam folding at least 1st order can be achieved.

Es ist bekannt, daß für elektro-optische Prismenkettensysteme Kristallprismen aus bestimmten Materialien benutzt werden, die nicht nur die Eigenschaft aufweisen, einen durchgehenden Lichtstrahl zu brechen, sondern die außerdem in der Lage sind, ihren Brechungsindex zu verändern, wenn an einander entgegengesetzten Oberflächen des Prismenkristalls eine ein elektrisches Feld erzeugende Spannung angelegt wird. Die Veränderung des Brechungsindex des Prismas unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes ist kennzeichnend für ferroelektrische Kristalle. Es sind verschiedene Kristalle allgemein erhältlich, die diese beschriebene Eigenschaft aufweisen. Eines der günstigsten Materialien ist das als KDP und dessen Isomorphen bekannte Material, von dem sich herausgestellt hat, daß es eine hohe optische Qualität aufweist, und das leicht und mit geringen Kosten erhältlich ist. Im einzelnen ist KDP ein kristalliner Stoff, der genauer unter der Bezeichnung Kaliumdioxidhydrophosphat (Potassium dioxide hydrogen phosphate) bekannt ist, der aber hier mit seiner üblichen Benennung KDP bezeichnet wird. EsIt is known that for electro-optical prism chain systems Crystal prisms made of certain materials are used that not only have the property have the ability to refract a continuous beam of light, but are also able to change their refractive index when on opposite surfaces of the prism crystal a voltage generating an electric field is applied. The change in the index of refraction of the prism under the influence of an electric field is characteristic of ferroelectric Crystals. Various crystals are commonly available which exhibit this described property. One of the cheapest materials is the material known as KDP and its isomorphs, from which has been found to have a high optical quality, easily and with poor quality Cost is available. In detail, KDP is a crystalline substance, more precisely under the name Kaliumdioxidhydrophosphat (Potassium dioxide hydrogen phosphate) is known, but here with its usual name is called KDP. It

versteht sich jedoch, daß gemäß der Erfindung auch andere Stoffe mit elektro-optischen Eigenschaften Verwendung finden können.It goes without saying, however, that other substances with electro-optical properties can also be used in accordance with the invention Can be used.

Fig. 1 zeigt eine für den Stand der Technik typische elektro-optische Prismenkette. Eine Vielzahl von Prismen 10 sind einander benachbart so angeordnet, daß ihre C-Achsen abwechselnd in die Zeichenebene hinein- und aus ihr herausweisen. Elektrische Leitungen 12 dienen zum Anlegen von Spannungen und Erzeugern von geeigneten elektrischen Feldern an entgegengesetzten Oberflächen der Prismen. Natürlich müssen die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Prismen mit einem geeigneten und üblichen elektrisch leitfähigen Material bedeckt sein, dem die Spannung zuführbar ist. Statt dessen kann auch eine bekannte andere Anordnung verwendet werden, bei der die Prismen so angeordnet sind, daß ihre C-Achsen in einer Richtung, beispielsweise in die Zeichenebene, hineinweisen. Diese Anordnung verlangt jedoch, daß jedes Prisma 10 ein unabhängiges elektrisches Feld erhält, und hat den Nachteil, daß auf beiden Seiten der Anordnung ein Störfeld auftritt.Fig. 1 shows one typical of the prior art electro-optical prism chain. A plurality of prisms 10 are arranged adjacent to each other so that that their C-axes alternately point into and out of the plane of the drawing. Electric Lines 12 are used to apply voltages and generate suitable electrical Fields on opposite surfaces of the prisms. Of course, they must be opposite to each other Surfaces of the prisms covered with a suitable and customary electrically conductive material to which the voltage can be applied. Instead, a known other arrangement can also be used can be used in which the prisms are arranged with their C-axes in one direction, for example into the plane of the drawing. However, this arrangement requires that each prism 10 a receives independent electric field, and has the disadvantage that one on both sides of the arrangement Interference field occurs.

Ein Lichtstrahl 14 bringt an der linken Grenzfläche in das System ein und wird fortlaufend bis zum Austrittspunkt an der Fläche 16 gebrochen; die maximale Ablenkung des Strahls ist durch die angegebene Austrittsrichtung eines Strahls 18 dargestellt. Die jeweilige Strahlablenkung jedes Systems ist auf einfache Weise durch Verändern der an die Prismen innerhalb des Systems angelegten elektrischen Felder steuerbar, so daß die Ablenkung des auftretenden Strahles in der Zeichnungsebene nach Wunsch einstellbar ist.A beam of light 14 enters the system at the left interface and is continuous to broken to the exit point at surface 16; the maximum deflection of the beam is given by the The exit direction of a beam 18 is shown. The respective beam deflection of each system is easily done by changing the electrical applied to the prisms within the system Fields controllable so that the deflection of the occurring beam in the plane of the drawing Wish is adjustable.

Wie schon erwähnt, sind diese Systeme wegen der Vielzahl der einzelnen Prismen, die zur Erzielung der Auflösung, wie sie bei der Anwendung in Darstellungsvorrichtungen mit großem Bildfeld gefordert wird, benötigt wird, überaus teuer. Die Vielzahl der Prismeneinheiten erfordert außerdem eine hohe Speiseleistung.As already mentioned, these systems are because of the large number of individual prisms that are used to achieve the resolution as required for use in display devices with a large image field is required is extremely expensive. The multiplicity of prism units also requires a high one Feeding power.

In F i g. 2 ist eine Faltung erster Ordnung des Strahles veranschaulicht. Ein Strahlenbündel 20 tritt in ein aus den Linsen 22 und 24 bestehendes optisches System ein, das das Strahlenbündel in einer Richtung verdichtet, die senkrecht zu der Ebene steht, in der das Strahlenbündel abgelenkt werden soll. So verläßt ein ziemlich dickes zylindrisches Lichtbündel 20 mit gleichförmigem Kreisquerschnitt die Linse 24 als Strahlungsbündel 26 mit rechteckigem Querschnitt, das in der Zeichenebene zur Verkleinerung seiner vertikalen Ausdehnung verdichtet wurde. Eine elektro-optische Prismenkette 28 umfaßt Prismen 30 in der bereits beschriebenen Anordnung. Benachbart zur Austrittsfläche 34 des Systems 28 ist ein Spiegelreflektor 32 angeordnet. Das Strahlenbündel 26 tritt durch die Fläche 36 in das System 28 ein, erfährt dabei eine erste Ablenkung, verläßt das System durch die Fläche 34, wird vom Spiegel 32 in das System 28 zurückgeworfen und tritt an der Fläche 36 als Strahlenbündel 40 wieder aus. Beim zweiten Passieren des Systems 28 wird das Strahlenbündel ein zweites Mal abgelenkt, so daß der Eintrittsstrahl 26 eine Gesamtablenkung erfährt, die sich aus der Summe der Ablenkungen bei jedem Durchgang zusammensetzt. Es kann davon gesprochen werden, daß das Strahlenbündel durch die elektrooptische Prismenkette »hindurcheefaltet« wird. Das austretende Strahlenbündel 40 wird von einem Spiegel 42 in ein aus Linsen 44 und 46 bestehendes optisches System geworfen, das das Strahlenbündel in der Richtung dehnt, in der es verdichtet war, so daß sich ein Ausgangs-Strahlenbündel 48 ergibt, das die gleiche Querschnittsgröße und -gestalt aufweist wie das Eingangs-Strahlenbündel 20. Es wird besonders darauf hingewiesen, daß bei einer Verdichtung des Strahlenbündels in einer Richtung senkrecht zur Ablenkebene die sich ergebende Auflösung für Anzeigezwecke nicht beeinträchtigt wird.In Fig. Figure 2 illustrates a first order convolution of the beam. A beam 20 occurs in a consisting of the lenses 22 and 24 optical system that the beam in a Compressed direction that is perpendicular to the plane in which the beams are deflected target. So leaves a rather thick cylindrical light beam 20 with a uniform circular cross-section the lens 24 as a radiation beam 26 with a rectangular cross-section, which is in the plane of the drawing for reduction its vertical extent was condensed. An electro-optic prism chain 28 includes Prisms 30 in the arrangement already described. Is adjacent to the exit surface 34 of the system 28 a mirror reflector 32 is arranged. The beam 26 enters the system 28 through the surface 36, experiences a first deflection, leaves the system through surface 34, mirror 32 in the system 28 is thrown back and exits again at the surface 36 as a beam 40. At the second passing the system 28, the beam is deflected a second time, so that the entrance beam 26 experiences a total distraction that is the sum of the distractions on each pass composed. It can be said that the beam passes through the electro-optical Prism chain is »folded through«. The emerging beam 40 is from a mirror 42 thrown into an optical system consisting of lenses 44 and 46, which the bundle of rays in the Expands in the direction in which it was compressed, so that an output beam 48 results which the has the same cross-sectional size and shape as the input beam 20. It becomes special pointed out that when the beam is compressed in a direction perpendicular to the plane of deflection the resulting resolution for display purposes is not affected.

F i g. 3 zeigt ein Faltesystem, bei dem von einer Faltung n-ter Ordnung gesprochen werden kann. Wieder wird ein Eingangs-Strahlenbündel 50 durch optische Linsen 54 und 56 in einer Dimension verdichtet und ergibt dann das Strahlenbündel 52. Das Strahlenbündel 52 tritt durch eine Fläche 58 in die elektro-optische Prismenkette 60 ein und durchläuft sie als schmales Strahlenbündel, das auf den oberenF i g. 3 shows a folding system in which one can speak of an n-th order convolution. Again, an input beam 50 is condensed in one dimension by optical lenses 54 and 56 and then results in the bundle of rays 52. The bundle of rays 52 passes through a surface 58 into the an electro-optical prism chain 60 and traverses it as a narrow bundle of rays pointing to the upper

so Teil der Oberfläche eines Spiegels 62 trifft, der in der Nähe der Fläche 64 der Kette 60 angeordnet ist. Ein zweiter Spiegel 66 überdeckt einen Schnitt der Fläche 58 des Prismensystems und empfängt das vom Spiegel 62 zurückgeworfene Strahlenbündel, das er seinerseits wieder zum Spiegel 62 zurückreflektiert. Das Falten und wiederholte Hindurchschicken des Strahlenbündels durch die Kette 60 kann beliebig oft erfolgen. Ein kleiner Abschnitt 68 der Fläche 58 befindet sich unterhalb der reflektierenden Oberfläche des Spiegels 66. Das auf diesen Abschnitt auftreffende gefaltete Strahlenbündel 70 kann das System verlassen und auf eine reflektierende Oberfläche 72 fallen, die optisch mit Linsen 74 und 76 fluchtet, die das in einer Richtung verdichtete Strahlenbündel wieder dehnen und ein Ausgangs-Strahlenbündel 78 liefern,, dessen Querschnittsgröße und -form denjenigen des. Eintritts-Strahlenbündels 70 gleich sind. Es ist klar,, daß eine Verwendung des Systems nach F i g. 2 dem. Konstrukteur die Möglichkeit gibt, so viel Durchgänge oder Umlenkungen des Strahles vorzusehen,, wie zur Erzielung der gewünschten Gesamtablenkung erforderlich sind.so meets part of the surface of a mirror 62, which in is located near the surface 64 of the chain 60. A second mirror 66 covers a section of the Surface 58 of the prism system and receives the beam reflected from the mirror 62, which it in turn reflected back to the mirror 62. The folding and repeated sending of the The bundle of rays through the chain 60 can take place as often as desired. A small portion 68 of surface 58 is located below the reflective surface of mirror 66. That incident on this section folded beams 70 can exit the system and fall on a reflective surface 72, which is optically aligned with lenses 74 and 76, which again the bundle of rays condensed in one direction expand and provide an output beam 78, whose cross-sectional size and shape that of the. Entrance beams 70 are the same. It is clear that use of the system of FIG. 2 dem. Gives the designer the opportunity to provide as many passages or deflections of the beam, as needed to achieve the desired total distraction.

F i g. 4 zeigt ein gegenüber der Anordnung nach F i g. 3 etwas abgewandeltes System, das ein Gran--Thompson-Prisma 82 aufweist. Bei diesem System : läßt das Prisma parallele Eingangs-Strahlenbündel 80F i g. 4 shows a comparison with the arrangement according to FIG. 3 somewhat modified system, which is a Gran - Thompson prism 82 has. In this system: the prism allows parallel input beams 80

, ! als ordentlichen Strahl geradlinig passieren und an · einer Oberfläche 84 austreten, damit es zur Redu-, ! pass in a straight line as an ordinary jet and exit at a surface 84 so that it

*fi] zierung seines Querschnitts Linsen 86 und 88 passiert. Im Wege des verdichteten Strahlenbündels befindet sich eine die Polarisationsebene drehende Einrichtung^©, die die Polarisationsebene des Lichtes um 45° dreht. Der gedrehte Lichtstrahl wird jetzt auf eine elektro-optische Prismenkette 94 gerichtet, das er zur Erzielung einer geeigneten Ablenkung passiert und an dessen Ende er durch einen Spiegel 96 reflektiert wird. Der Spiegel 96 schickt den Strahl wieder durch das System 94 zurück, worauf der Strahl erneut die' die Polarisationsebene drehende Einrichtung 90 passiert, damit seine Polarisationsebene nochmals um 45° gedreht wird. Das Strahlenbündel wird dann durch die Linsen 88 und 86 wie-. V der auf seinen ursprünglichen Querschnitt gebracht *;; und dringt dann als außerordentlicher Strahl mit einer um 90° gegenüber dem ordentlichen Strahl 80 gedrehter Polarisationsebene in das Prisma 82 ein, so daß er infolge der Eigenschaften des Prismas an der Winkelfläche 98 reflektiert wird. Danach wirdLenses 86 and 88 pass through its cross-section. In the path of the condensed bundle of rays there is a device which rotates the plane of polarization and controls the plane of polarization of the light rotates by 45 °. The rotated light beam is now directed onto an electro-optical prism chain 94, that it passes to achieve a suitable deflection and at the end of which it passes through a mirror 96 is reflected. The mirror 96 sends the beam back through the system 94, whereupon the The beam again passes the device 90 which rotates the plane of polarization so that its plane of polarization is rotated again by 45 °. The beam is then through the lenses 88 and 86 re-. V brought to its original cross-section * ;; and then penetrates as an extraordinary ray a plane of polarization rotated by 90 ° with respect to the ordinary beam 80 into the prism 82, so that it is reflected on the angled surface 98 due to the properties of the prism. After that, will

das Ausgangs-Strahlenbündel 100, das in seinen Querschnittsabmessungen dem Eingangs-Strahlenbündel 80 gleich ist, projiziert. Die Verwendung einer die Polarisationsebene drehenden Einrichtung ermöglicht es, die gewünschte Ablenkung dadurch zu erzielen, daß die Strahlenbündel die Kette 94 in entgegengesetzten Richtungen gleichzeitig durchlaufen. Es ist ersichtlich, daß eine Vorrichtung mit einer elektro-optischen Prismenkette geschaffen wurde, bei der die Zahl an einzelnen Prismen, die zur Erzielung einer hohen Ablenkung benötigt wird, wesentlich vermindert ist. Das System ergibt die für Großanzeigeeinrichtungen der zuvor erwähnten Art erforderliche Gesamtablenkung. Diese Gesamtablenkung wird ohne Verlust an Auflösung erreicht, obwohl das Strahlenbündel in einer seiner Querdimensionen verdichtet wird. Das vielmalige aufeinanderfolgende Passieren des Strahlenbündels durch die optische Ablenkeinrichtung und das darauffolgende Wiederherstellen seiner Größe ermöglicht die endgültige Projektion auf die zweckentsprechend angeordnete und verbesserte Anzeigefläche. Die dargestellten Einrichtungen sind, verglichen mit bekannten derartigen Einrichtungen, wirtschaftlich und vorteilhaft sowohl bezüglich des Einrichtungsaufwandes als auch bezüglich des Leistungsverbrauchs beim Betrieb.the output beam 100, which in its cross-sectional dimensions corresponds to the input beam 80 is the same, projected. The use of a device that rotates the plane of polarization enables it, to achieve the desired deflection by the fact that the bundles of rays the chain 94 in opposite directions Simultaneously traverse directions. It can be seen that an apparatus with a Electro-optical prism chain was created in which the number of individual prisms needed to achieve a high deflection is required is substantially reduced. The system results in those for large display devices of the aforementioned type required total distraction. This total distraction will reached without loss of resolution, although the beam condenses in one of its transverse dimensions will. The multiple successive passing of the beam through the optical deflection device and then restoring it to its size enables the final projection on the appropriately arranged and improved display area. The facilities shown are both economical and advantageous as compared to known such devices with regard to the set-up effort as well as with regard to the power consumption during operation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (7)

bei dem mit einer elektro-optischen Prismenkette, die ■'..·.. aus einer Anzahl räumlich nebeneinander angeord-1. Abbildungssystem unter Verwendung abger neter, optisch hintereinander geschalteter elektrolenkter Lichtstrahlen, bei dem mit einer elektro- optischer Prismen besteht, ein in die Prismenkette ,optischen Prismenkette, die aus einer Anzahl 5 einfallendes paralleles Lichtstrahlenbündel in minderäumlich nebeneinander angeordneter, optisch stens einer Dimension steuerbar abgelenkt wird,
hintereinander geschalteter elektro-optischer Pris- Derartige Abbildungssysteme, die mit üblichem
in the one with an electro-optical prism chain, the ■ '.. · .. from a number spatially arranged next to each other. Imaging system is using abge r neter optically series-connected electro-deflected light beams in which, with an electro-optical prism, an optical prism chain in the prism chain which incident parallel light beam into minderäumlich juxtaposed optically least one dimension deflected from a number 5 controllable will,
series-connected electro-optical Pris- Such imaging systems, which with the usual
men besteht, ein in die Prismenkette einfallendes oder kohärentem. Licht betrieben werden können, paralleles Lichtstrahlenbündel in mindestens eignen sich insbesondere für steuerbare großflächige einer Dimension steuerbar abgelenkt wird, da- io Darstellungen.men, an incident or coherent one in the prism chain. Light can be operated, parallel light beams in at least are particularly suitable for controllable large-area one dimension is controllably deflected, so representations. durch gekennzeichnet, daß an einem Solche Darstellungssysteme können dazu verwen-characterized by the fact that such display systems can be used to Ende der Kette ein optisches System (22, 24) zur -det werden, Nachrichten oder andere Informationen Fokussierung des parallelen Lichtstrahlenbündels weit voneinander entfernten Organisationsgruppen (20) und weiterhin mindestens am gegenüberlie- zuzuleiten, die einer zentralen Leitung unterworfen genden Ende der Prismenkette (28) ein Reflektor 15 sind. Bisher wurden in derartigen Systemen vorwie-(32), der ein aus der Kette austretendes Strahlen- gend Kathodenstrahlröhren zur visuellen Anzeige bündel zur nochmaligen· Brechung in die Kette eingesetzt. Ein Nachteil der Systeme mit Kathodenzurückwirft, angeordnet sind. strahlröhren ist deren relativ kleine Anzeigefläche.At the end of the chain an optical system (22, 24) can be used to detect messages or other information Focussing the parallel bundle of light rays from organizing groups that are far from each other (20) and continue to be directed at least on the opposite side, which is subject to a central management The end of the prism chain (28) is a reflector 15. So far, such systems have predominantly (32), a radiating cathode ray tube emerging from the chain for visual display bundle inserted into the chain for repeated breaking. A disadvantage of the systems with cathodes, are arranged. ray tubes is their relatively small display area.
2. Abbildungssystem nach Anspruch 1, da- Außerdem können derartige Systeme Farbdarstellundurch gekennzeichnet, daß das optische Eingangs- ao gen nicht exakt .reproduzieren. Dagegen genügen sie system (22, 24) den Querschnitt des Eingangs- den Anforderungen nach hoher Ablenkgeschwindig-Strahlenbündels (20) vor dem Fokussieren in keit, hohem Auflösungsvermögen und genauer Aneiner Richtung seiner Querschnittsebene ver- zeigesteuerung.2. Imaging system according to claim 1, that such systems can also color display impermeably marked that the optical input ao gene not exactly .reproduzieren. On the other hand, they are sufficient system (22, 24) the cross-section of the entrance- the requirements for high deflection speed beam (20) before focusing in speed, high resolution and more precisely in a direction of its cross-sectional plane display control. ringert und ein weiteres optisches System (44, 46) Um größere Anzeigeflächen zu erzielen, wurdenringert and another optical system (44, 46) To achieve larger display areas, were angeordnet ist, das das nach der Reflexion aus 25 vielerlei mechanische und andere Anzeigeverfahren dem System austretende Strahlenbündel (40) wie- vorgeschlagen. Die meisten mechanischen Systeme der auf den ursprünglichen Querschnitt bringt. sind nicht in der Lage, die erforderlichen hohenwhich, after the reflection of FIG. 25, various mechanical and other display methods is arranged the beam exiting the system (40) as proposed. Most mechanical systems which brings to the original cross-section. are unable to get the required high 3. Abbildungssystem nach Anspruch 1 oder 2, Arbeitsgeschwindigkeiten zu verwirklichen. Bekannte, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden verwirklichte nichtmechanische Einrichtungen haben der Prismenkette (60) das Strahlenbündel wieder- 30 sich als teuer hinsichtlich der Anschaffung und als holt durch die Anordnung leitende Reflektoren unhandlich im Betrieb erwiesen.3. Imaging system according to claim 1 or 2, to realize working speeds. Known, characterized in that having implemented non-mechanical devices at both ends the prism chain (60) the bundle of rays again- 30 is expensive in terms of purchase and as fetches conductive reflectors made unwieldy in operation due to the arrangement. (62 und 66) angeordnet sind. Ein nichtmechanisches System, das für Großdar-(62 and 66) are arranged. A non-mechanical system used for large 4. Abbildungssystem nach einem der vorher- Stellungen verwendet werden kann und farbtüchtig gehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ist, macht von einer elektro-optischen Prismenkette daß die optische Achse des Eingangssystems und 35 Gebrauch. Elektro-optische Prismen sind in der die Längsachse der Prismenkette einen stumpfen Fachwelt bekannt und weisen, im Querschnitt beWinkel miteinander bilden. trachtet, Dreieck-Prismen aus bestimmten Stoffen4. The imaging system can be used according to one of the previous positions and is color-efficient going. Claims, characterized, is made by an electro-optical prism chain that the optical axis of the input system and 35 uses. Electro-optical prisms are in the the longitudinal axis of the prism chain is known to a blunt specialist world and have a beWinkel in cross section form with each other. seeks triangular prisms made of certain fabrics 5. Abbildungssystem nach einem der vorher- auf, die einen hindurchtretenden Lichtstrahl durch gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Brechung ablenken. Diese Stoffe haben zusätzlich die daß ein das aus dem System austretende Strahlen- 40 Eigenschaft, daß sie unter dem Einfluß eines durch bündel auf ein weiteres optisches System (74, 76) Anlegen einer Spannung an entgegengesetzte Enden richtender Reflektor (72) vorgesehen ist. des Prismas erzeugten elektrischen Feldes ihren Bre-5. Imaging system according to one of the previous ones, which has a light beam passing through going claims, characterized in deflecting refraction. These substances also have the that a radiation emanating from the system is a property that it passes through under the influence of a bundle to another optical system (74, 76) applying a voltage to opposite ends directing reflector (72) is provided. the electric field generated by the prism 6. Abbildungssystem nach einem der vorher- chungsindex proportional zur Feldstärke ändern, wogehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, durch die Ablenkung des passierenden Lichtstrahles daß sich die nebeneinander angeordneten Pris- 45 verändert wird. Daher läßt sich durch geeignete men (30) der Kette (28) berühren. Steuerung des auf die elektro-optischen Prismen6. Change the imaging system according to one of the forecast indexes proportional to the field strength, billowing Claims, characterized by the deflection of the passing light beam that the juxtaposed prism 45 is changed. Therefore, by appropriate touch the men (30) of the chain (28). Control of the electro-optical prisms 7. Abbildungssystem nach Anspruch 1, da- einwirkenden Feldes die Ablenkung des Lichtstrahles durch gekennzeichnet, daß vor der Prismenkette verändern. Auf diese Weise kann der austretende (94) optisch miteinander fluchtend ein ein Ein- Lichtstrahl auf jeden einer Vielzahl von Punkten gangs-Strahlenbündel (80) als ordentlicher Strahl 50 eines Anzeigefeldes gerichtet werden. Eine kennaxial geradlinig durchlassendes Prisma (82), eine zeichnende Eigenschaft eines elektro-optischen Prisdas Strahlenbündel in mindestens einer Ebene mas oder einer derartigen Prismenkette liegt darin, beim Passieren in der einen Richtung verdich- daß ein Strahl nur längs einer Linie abgelenkt wird, tende und beim Passieren in entgegengesetzter . so daß zu einer zweidimensionalen Lichtstrahlablen-Richtung dehnende Optik (86, 88) und eine die 55 kung auf einem Anzeigefeld mehrere solcher Ketten Polarisationsebene des Strahlenbündels (92) um optisch nacheinander angeordnet sein müssrn. Die einen bestimmten Winkel drehende Einrichtung Ablenkebenen müssen zueinander senkrecht stehen, (90) vorgesehen sind und daß das Prisma eine so daß bei koordinierter Steuerung der jeweiligen innere reflektierende Fläche (98) aufweist, die das Systeme ein zweidimensionales Anzeigefeld entweder aus der Kette wieder austretende Strahlenbündel 6° nach einem Raster oder in beliebiger Weise abgenach dessen zweitem Durchgang durch die die tastet oder überstrichen werden kann.
Polarisationsebene verdrehende Einrichtung und Systeme mit elektro-optischen Prismenketten umdurch die Optik in eine Ausgangsrichtung ab- fassen eine Vielzahl elektro-optischer Prismen, die lenkt. nebeneinander optisch in Serie angeordnet sind. Die
7. Imaging system according to claim 1, the field acting there, the deflection of the light beam, characterized in that change in front of the prism chain. In this way, the emerging (94) optically aligned with one another a single light beam can be directed onto each of a multiplicity of point-entry beam bundles (80) as a regular beam 50 of a display panel. A prism (82) that allows axially straight transmission, a characteristic of an electro-optical prism, the bundle of rays in at least one plane mas or such a prism chain is condensed when passing in one direction that a ray is deflected only along a line, ends and when passing in opposite. so that optics (86, 88) which expand into a two-dimensional light beam direction and an angle on a display field of several such chains of polarization planes of the beam (92) must be arranged optically one after the other. The deflection planes rotating a certain angle must be perpendicular to each other, (90) provided and that the prism has a beam bundle which, with coordinated control of the respective inner reflective surface (98), gives the system a two-dimensional display field either again exiting the chain 6 ° after a grid or in any way after its second passage through which the can be scanned or swept over.
Devices and systems that rotate the plane of polarization and have electro-optical prism chains around a large number of electro-optical prisms that steer through the optics in an output direction. are optically arranged next to each other in series. the
65 C-Achsen benachbarter Prismen verlaufen parallel65 C-axes of neighboring prisms run parallel zueinander in abwechselnd entgegengesetzten Rich-Die Erfindung bezieht sich auf ein Abbildungs- tungen, um den gewünschten Effekt zu erzielen. An system unlcr Verwendung abgelenkter Lichtstrahlen, einander gegenüberliegende Flächen der einzelnento each other in alternately opposite rich dies Invention relates to imaging in order to achieve the desired effect. On system using deflected light rays, opposing surfaces of each

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