DE1800138A1

DE1800138A1 - Optisches Projektionsgeraet

Info

Publication number: DE1800138A1
Application number: DE19681800138
Authority: DE
Inventors: Stein William Arthur; Cirillo Robert John
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1968-01-04
Filing date: 1968-10-01
Publication date: 1970-06-18
Also published as: CH481388A; SE355419B; NL6814182A; FR95880E; US3558802A; DE1800138B2; JPS4928450B1; GB1174029A

Description

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180013g

THE NATIONAL CASH REGISTER COMPANY

Dayton, Ohio (V.St.A.)

Patentanmeldung Nr.:
Unser Az.: 1126/Germany

Zusatzanmeldung zu Patent 1 257 451

OPTISCHES PROJEKTIONSGERÄT

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des in der deutschen Patentschrift 1 257 ^51 beschriebenen optischen Datenprojektionssystems.

In dem Hauptpatent wird ein optisches Projektionssystem beschrieben, bei dem sich im Strahlengang des Projektionslichtstrahles ein das auf eine Projektionsfläche abzubildende Muster enthaltendes photochromes Filter befindet, dessen Durchlässigkeit für sichtbares Licht durch einen von einer Kathodenstrahlröhre erzeugten Erregungslichtstrahl örtlich geändert werden kann, wobei der Schirm der Kathodenstrahlröhre in an sich bekannter Weise aus einer Glasfaseroptik mit konkaver Innenfläche und planer Außenfläche besteht und daß das photochrome Filter an der planen Außenfläche angeordnet ist, und wobei die Kathoden_T strahlröhre so ausgebildet ist, daß der Projektionslichtstrahl durch das photochrome Filter hindurchtreten kann.

Ein Nachteil dieses bekannten Systems besteht darin, daß infolge des unbeständigen AufzeichnungsCharakters der phdtochromen Schicht die erzeugten Bilder keine permanenten Aufzeichnungen von Informationen ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines op tischen Projektionsgerätes, mit dem permanente Aufzeichnungen erzielt werden können.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer Kammer das als Aufzeichnungsträger dienende photochrome Fil ter einem Fixiermittel ausgesetzt wird, durch das die auf dem Aufzeichnungsträger als undurchsichtige Bereiche vorhandene Aufzeichnung dauerhaft stabilisiert wird.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Projektionsgerätes,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 1,

Flg. 4 eine Draufsicht im Schnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 2,
Fig. 5A, 5B und 5C schematische Darstellungen des

Projektionsgerätes, aus denen die Arbeitsweise hervorgeht,

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 1 in einer abgewandelten AusfUhrungsform.

Das in Fig. 1 dargestellte Projektionsgerät enthält eine Kathodenstrahlröhre 10, auf deren Schirm 12 ein Bild erzeugt wird. Der von einer Lichtquelle 14 erzeugte Lichtstrahl 13 wird durch ein eine Sammellinse 16 und eine Relaislinse 18 enthaltendes Linsensystem auf denSchirm 12 der Kathodenstrahlröhre 10 geworfen. Der Schirm 12 reflektiert den Strahl 13 entsprechend des auf ihm dargestellten Bildes durch eine Feldlinse 20 und eine Projektionslinse j 24 auf einen großen Anzeigeschirm 26. Um eine Projektion des Bildes in der gewünschten Ebene zu ermöglichen, sind Spiegel 28 und 30angebracht.

Der Aufbau des Schirmes 12 ist aus den Fig. 2 und3 ersichtlich. Der Schirm 12 besteht aus einer Faseroptikplatte 32 mit einer planen Außenfläche und einer konkaven Innenfläche. Die Innenseite der Faseroptikplatte ist mit einer phosphoreszierenden Schicht versehen, die durch Elektronenbeschuß UV-Licht aussendet. Ein dichroitisches Filter 36, das UV-Licht durchläßt und sichtbares Licht spiegelbildlich reflektiert, ist auf der planen Seite der Faseroptikplatte 32 angebracht. Die von dem Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre beschossene Phosphorschi.«hi ^Ä4

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emittiert UV-Licht, das durch die Paser optikplatte 32 und das dichroitische Filter 36 auf einen photoehromen Filmstreifen 38 gelangt, der an dem Filter 36 vorbeigeführt wird. Das photochrome Material des Filetreifens ist UV-ernpflndlich, wodurch die von UV-Licht bestrahlten Bereiche durchsichtig werden. Der von der Lichtquelle 14 auf den Schirm 12 der Kathodenstrahlröhre gelenkte Lichtstrahl 13 gelangt durch die UV-bestrahlten Bereiche des photochromen Filmes 38 und wird durch das dichroitische Filter 36 durch dieselben Bereiche des photochromen Filmes auf die Projektionslinse 24 reflektiert. Die durch den Elektronenstrahl auf dem photochromen Film erzeugten Bilder werden auf dem Anzeigeschirm 26 dargestellt. Die physikalischen und technischen Einzelheiten wurden genauer im Hauptpatent beschrieben.

Die erfindungsgemäfle Verbesserung wird in erster Linie durch die Vorrichtung erzielt, mittels der das kurzzeitig in dem photochromen Material des Filmstreifens 38 erzeugte Bild permanent gemacht wird. Diese Umwandlung erfolgt in der Fixiervorrichtung 40, die in Fig. 1 schematisch und in Schnittansichten der Fig. 2 und 4 im einzelnen gezeigt 1st.

Die Fixiervorrichtung 40 weist einen unteren Teil 42 und einen oberen Teil 44 auf. Diese beiden Teile bilden eine Einlaßkammer 46, eine Mittelkammer 48 und eine AuslaBkammer 50. Wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt, läuft der Filmstreifen 38 auf einer Bahn durch Ausnehmungen 51 in die Einlaßkammer 46. In den Flansche bildenden Ausnehmungen 51 sind Filzdichtungen 52 (Fig. 2 und 4) vorgesehen, üb das Entweichen des In den Kammern befindlichen Gases zu vermeiden. Mit Segmenten 54 (Fig. 3 und 4) versehene Nuten bewirken einen gasdichten VersohluB.

Im unteren Teil 42 1st unter dtr Mittelkammer 48 eine Öffnung 56 vorgesehen (Fig. 2 und 3), In die die Kathodenstrahlröhre 10 so eingesetzt wird, d»3 die plane Außenfläche

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des Schirmes 12 etwas über der unteren Seite der Mittelkammer 48 zu liegen kommt. Der durch die Kammer verlaufende Filmstreifen j58 wird über den Schirm 12 bewegt. Mittels Andruckrollen 58 auf beiden Seiten des Schirmes wird der Filmstreifen auf den Schirm gedrückt.

Im oberen Teil 44 unmittelbar über dem Schirm 12 der Kathodenstrahlröhre ist eine Öffnung 60 vorgesehen. Unter dieser ist die Feldlinse 20 angeordnet, die durch ein am oberen Teil angebrachtes Befestigungsglied 62 gehalten wird. Das Befestigungsglied 62 erstreckt sich nach unten in die Mittelkammer, wobei durch eine Öffnung im Befestlgungsglied 62 eine Innere Mittelkammer 64 entsteht.

Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, verlaufen Saugluftkanäle 66 und 68 durch den unteren Teil 42 in die Einlaß-46 bzw. Auslaßkammer 50. Ferner sind Saugluftkanäle 70 und 72 am unteren Teil 42 in die Mittelkammer 48 eingebaut, die in die Kanäle 71 und 75 am Halteglied 62 übergehen, die in die innere Mittelkammer 64 führen. Im unteren Teil 42 ist ferner ein Gaseinlaßkanal 74 für die Mittelkammer 48 vorgesehen, der in den Gaseinlaßkanal 75 am Halteglied 62 übergeht und in die innere Mittelkammer 64 führt.

Im Halteglied 62 sind entlang einer Seite der inneren Mittelkammer mehrere Öffnungen 76 vorgesehen (Fig. 3 und 4). Diese sind im Winkel zueinander angeordnet und dienen zum Leiten von Heißluft von einem Heißlufteinlaßventil 78 auf den Teil des photochromen Filmstreifens, der sich über dem Schirm 12 der Kathodenstrahlröhre befindet. Entlang der anderen Seite der inneren Mittelkammer ist eine zweite Gruppe von Öffnungen 68 im Halteglied 62 vorgesehen. Die Öffnungen 80 sind ebenfalle im Winkel zueinander angeordnet und leiten die Heißluft von dem photochromen Filmstreifen in ein Heißluftauslaßventil 62. Die Öffnungen 76 und 80 sind so angeordnet, daß die Heißluft gleichmäßig über die Oberfläche des Filmstreifens strömt.

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Aufbau des Filmes

Ein zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Gerät geeigneter Filmstreifen 38 wird aus folgender Beschlchtungslösung hergestellt:

Acryloid B-72 20,00 %

Toluol 73,80 %

Diphenylguanidin 0,14 %

Die Dicke des Filmträgers bewegt sich vorzugsweise in der Größenordnung zwischen 2,5 χ 10 ^ cm, und die auf ihn aufgebrachte Beschichtung in getrocknetem Zustand, d.h. nach Verdampfen des Toluole, ist vorzugsweise 4 /um dick, Die genannten Dicken sind für das Arbeiten des erfindungsgemäßen Gerätes zweckmäßig, da die unbeschichtete Seite des Filmes am Sohirm der Kathodenstrahlröhre anliegt. Da bei dieser Anordnung das Bestrahlen der photο-chromen Beschichtung mit UV-Licht durch den Filmträger etwas behindert wird, wird die Beschichtung möglichst lange SO₂-Gas ausgesetzt. Durch Änderungen der Filmdicke ist es möglich, diesen Nachteil zu verringern. Die Verwendung eines gegenüber SO₂-Gas stark durchlässigen Trägers würde die Umkehrung der Lage des Filmes zulassen. Damit könnte eine höhere Aufzeichnungsgeschwindigkeit erreicht werden, d.h. das UV-Licht müßte den Träger nicht durchdringen, da der durchlässige Träger ein ausreichendes Bindringen des SO₂-Gases in die Beschichtung ermöglichen würde, um die gewünschte Fixierung des Bildes zu erreichen.

Es können verschiedene bekannte Naßnahmen angewendet werden, um den Film an die verschiedenen Anwendungsarten anzupassen. So enthält bei der im vorangegangenen beschriebenen, bevorzugten Anwendungsart des Gerätes der Film Diphenylguanidin, um die chemische Stabilität der Beschichtung zu erhöhen. Hierdurch wird eine merkliche Verringerung der Entfärbung der Hintergrundteile des Filmes erreicht, was nach wiederholtem Gebrauch der vorgenannten Filmmaterialien beobachtet wurde.

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Arbeitsweise

Wie aus den Pig. 5A, 5B und 5C ersichtlich, sind die Einlaß-und Auslaßkammern 46 und 50 mit Saugluftkanälen und 68 versehen, die mit den Leitungen 84 bzw. 86 verbunden sind. Letztere sind mit einer Letung 87 verbunden, die über eineSteuerventil 09 an ein durch einen Elektromagnet betätigtes Abschaltventil 90 angeschlossen ist. Die Leitung 87 ist mit einer Hauptsaugluftleitung 88 verbunden, die durch einen Schwefeldioxydgas-Absorber 92 verläuft. Eine Saugluftpumpe 93 ist mit der Hauptsaugluftleitung und durch ein Wasserfilter 94 mit der Atmosphäre verbunden.

Die Saugluftkanäle 70 und 72 für die Mittelkammer sind mit den Leitungen 96 bzw. 98.verbunden, die über eine Leitung 100 an einem durch einen Elektromagnet gesteuertes Abschaltventil 102 angeschlossen sind, welch letzteres wiederum mit der Hauptsaugluftleitung 88 verbunden ist.

Der Gaseinlaßkanal 74 ist an die Leitung 104 angeschlossen, die über ein durch einen Elektromagnet betätigtes Abschaltventil 105 und ein Steuerventil I06 zu einem Gastank 107 führt, dem über ein weiteres, durch einen Elektromagnet betätigtes Abschaltventil I08 Schwefeldioxydgas von einer Quelle I09 zugeführt wird.

Beim Arbeiten des Im vorangegangenen beschriebenen Gerätes wird gemäß den schematischen Darmtellungen in den Pig. 5A, 5B und 5C der Filmstreifen 38 zuerst so eingestellt, daß ein Teil von ihm über den Schirm 12 der Kathodenstrahlröhre 10 zu liegen kommt. Der photochrome Film wird in der im Hauptpatent beschriebenen Weise bestrahlt. Der Elektronen strahl der Kathodenstrahlröhre 10 wird entsprechend den aufzuzeichnenden Informationen, z. B. eines Elektronenrechners oder dergleichen, über die Phophorbesohichtung 354 des Schirmes geführt. Die Phosphorbeschichtung emittiert an den von dem Elektronenstrahl beschossenen Bereichen UV-Lioht, das durch die Faseroptikplatte 32 und das diohroitische Filter 26 fällt. Dieses UV-Licht gelangt auf

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den photoehromen Film 38· Das normalerweise transparente photochrome Material absorbiert das UV-Licht und wird in den bestrahlten Bereichen undurchsichtig. Das dadurch erzeugte Bild ist in Fig. 5A durch ein "X" dargestellt.

Soll das auf dem Film erzeugte Bild erhalten bleiben, dann wird folgender Fixiervorgang eingeleitet:

Schritt 1;

Das Ventil 90 wird geöffnet, wodurch die Saugluftpumpe 93 Saugluft durch die Leitungen 84 und 86 pumpt und einen Unterdruck in der Einlaßkammer 46 und der Auslaßkammer 50 erzeugt; das Ventil IO8 wird geöffnet, wodurch der.Gastank 107 mit einer bestimmten Menge SO₂-GaS gefüllt wird.

Schritt 2:

Das Ventil I08 wird geschlossen und das Ventil I05 geöffnet, wie durch die Pfeile in Fig. 5B angezeigt. Das Gas im Tank 107 wird in die Mittelkammer 48 auf den photoehromen Film geleitet. Über die Filzdichtungen 52 wird eine beträchtliche Gasmenge entweichen. Diese wird aus der Einlaßkammer 46 und Auslaßkammer 50 abgesaugt und über Leitun|^84 und 86 in die Atmosphäre geleitet.

Schritt 3:

Das Ventil 106 wird geschlossen, und der photochrome Film etwa 6 Sekunden lang dem Gas ausgesetzt. (Die optimale Einwirkung des Schwefeldioxydgases auf den Film wird jedoch durch die Strömungseinstellung mit Hilfe der Steuerventile 89 und 106 bestimmt.) Die Beschichtung des Films wird undurchsichtig, wie in Fig. 5B gezeigt. Diese Veränderung entsteht durch die Reaktion zwischen dem Saccharin der photoehromen Beschichtung und dem SO₂-Gas.

Schritt 4;

Das Ventil 102 wird geöffnet, wodurch durch Vakuumwirkung das SO₂-GaS aus der Mittelkammer 48 abgesaugt wird.

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Schritt 5s

Das Heißlufteinlaßventil 78 und das Heißluftauslaßventil 82 werden geöffnet, und Heißluft durch die öffnungen 76 auf den Film geleitet, wie in Fig. 5C gezeigt. Diese Wärmebehandlung dauert etwa 15 Sekunden und bewirkt eine umgekehrte Reaktion des SO«-Gases mit dem Saccharin, wodurch der Film in den nichtbestrahlten Bereichen wieder transparent wird. Die Umkehrung der Reaktion tritt ein, wenn die Temperatur des photochromen Filmes auf etwa 70 ⁰C erhöht wird, was eine etwa auf 100 ⁰C erhitzte Heißluft ψ bedingt. In den UV-bestrahlten, die aufgezeichnete Information beinhaltenden Bereichen ist eine Permanenz erzielt worden. In diesen Bereichen ist die Beschichtung undurchsichtig. Nun kann beliebig oft die fixierte Information auf den Anzeigebildschirm projiziert werden.

Während des vorstehend beschriebenen, aus fünf Schritten bestehenden Verfahrens wird das Projektionssystem abgeschaltet.

Eine Abwandlung der Erfindung ist in Fig. 6 gezeigt. Anstelle von öffnungen für die Heißluftzuleitungen für den bestrahlten Film ist hier eine Vorrichtung vorgesehen, durch die eine durch Drähte 111 auf eine Temperatur von etwa 75 ⁰C elektrisch erwärmte Heizplatte 110 in direkten Kontakt mit dem Film gebracht werden kann.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist die Heizplatte 110 beweglich und mit dem einen Ende eines Hebels 112 verbunden, dessen anderes Ende drehbar in der Mittelkammer 48 neben dem Schirm 12 der Kathodenstrahlröhre befestigt ist. Eine mit dem Hebel 112 verbundene Spiralfeder 114 erzeugt eine Vorspannung, durch die der Hebel in die in Fig. 6 gezeigte obere Stellung gedrückt wird.

Ein Elektromagnet 116 ist mit der Heizplatte verbunden, wodurch letztere zwischen eine In Fig. 6 in Volllinien gezeigte zurückgezogene Position und eine gestrichelt gezeigte Position gebracht werden kann.

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Eine Stange 118 verbindet die Heizplatte mit dem Magnet 116 über die Verbindung 120. Durch eine weitere Bewegung des Magneten wird die Heizplatte durch den Hebel 112 und die Stange 118 vertikal verschoben und auf den Film abgesenkt, wie ebenfalls in gestrichelten Linien in Fig. 6 gezeigt;. Die Heizplatte kann in direkten Kontakt mit dem Film gebracht werden oder beispielsweise durch eine Teflonschicht von diesem getrennt werden.

Durch die Verwendung einer derartigen Heizplatte kann der Erwärmungs- und Fixiervorgang bedeutend verkürzt werden.

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Claims

AO. 10 - Patentansprüche:

1. Optisches Projektionsgerät, bei dem sich im Strahlengang des Projektionslichtstrahles ein das auf eine Projektionsfläche abzubildende Muster enthaltendes photochromes Filter befindet, dessen Durchlässigkeit für sichtbares Licht durch einen von einer Kathodenstrahlröhre erzeugten Erregungslichtstrahl örtlich geändert werden kann, wobei der Schirm der Kathodenstrahlröhre in an sich bekannter Weise aus einer Glasfaseroptik mit konkaver Innenfläche und planer Außenfläche besteht und daß das photochrome Filter an der planen Außenfläche angeordnet ist, und wobei die Kathodenstrahlröhre so ausgebildet ist, daß der Projektionslichtstrahl durch das photochrome Filter hindurchtreten kann, dadurch zeichnet, daß in einer Kammer (48) das als Aufzeichnungsträger (38) dienende photochrome Filter einem Fixiermittel ausgesetzt wird, durch das die auf dem Aufzeichnungsträger (38) als undurchsichtige Bereiche vorhandene Aufzeichnung dauerhaft stabilisiert wird.

2. Optisches Projektionsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixiermittel mit dem photochromen Aufzeichnungsträger (38) so reagiert, daß der in der Kammer (48) befindliche Teil des Aufzeichnungsträgers (38) undurchsichtig wird, und anschließend durch eine Heizung (76, 78) der Aufzeichnungsträger (38) wieder transparent wird, wobei jedoch die Aufzeichnung als undurchsichtige Bereiche permanent erhalten bleiben.

3. Optisches Projektionsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (76, 78) als Heiß luftheizung ausgebildet ist, die einen Heißluftstrom über den Aufzeichnungsträger (38) leitet,

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4. Optisches Projektionsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizung eine Heizplatte (110, lig. 6) verwendet wird, die in Wirkteziehung zum photochromen Aufzeichnungsträger (38) gebracht werden kann.

5· Optisches Projektionsgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixiermittel gasförmig ist.

6. Optisches Projektionsgerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Fixiermittel Schwefeldioxyd ist.

7. Optisches Projektionsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der photochrome Aufzeichnungsträger (38) Saccharin enthält.

8. Optisches Projektionsgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß. eine Vorrichtung zum Fordern des Aufzeichnungsträgers (38) relativ zum Schirm (12) der Kathodenstrahlröhre (10) vorgesehen ist und daß ferner Einlaß- und Auslaßkammern (4-6, 50) angeordnet sind, durch die der Film vor und hinter der Kammer (48) bewegt wird, wobei eine Saugvorrichtung (90, 92, 102) dazu dient, das Fixiermittel aus der Kammer (48) und den Einlaß- und Auslaßkammern (46, 50) abzusaugen.

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