Anordnung zur elektrooptischen Darstellung von Zeichen Bei datenverarbeitenden
Maschinen ist die Frage der optischen Anzeige von Zwischen-und Endergebnissen von
großer Bedeutung. Arrangement for the electro-optical representation of characters in data processing
Machines is the question of the visual display of intermediate and final results of
great importance.
Von noch größerer Wichtigkeit ist das Problem der Ausgabevorrichtungen,
die die Ergebnisse registrieren und gegebenenfalls auch erläuternde Zwischentexte
schreiben und der meist sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeit der Rechenanlagen angepaßt
sein sollten. Um den vielseitigen Anforderungen nachzukommen, die an die Anzeige
und Ausgabe gestellt werden, wurden diese Auf-
gaben bisher in getrennten Anordnungen verwirklicht.
#
Zur Anzeige der meist in Form von elektrischen Signalen vor-
liegenden Informationen wurden bisher im allgemeinen Glimm-
lämpenfelder verwendet, die aber den Nachteil hatten, sehr unübersichtlich zu sein.
Um den Nachteil der Unübersichtlichkeit zu vermeiden, wurde auch schon vorgeschlagen,
mechanisch bewegte Zahlenträger als Anzeigemittel zu verwenden. Derartige Anlagen
haben sich aber wegen der großen Anzahl mechanisch zu
bewegender Bauteile und der damit verbundenen Störanfälligkeit
\
sowie wegen ihrer Trägheit für die Zwecke der datenverarbeitenden
Maschinen nicht bewährt. Weiterhin wurden auch schon Anzeige-
vorrichtungen vorgeschlagen, die aus einer größeren Anzahl von selektiv betätigbaren
Glüh-oder Glimmlampen bestehen, die über Schlitze oder Masken stilisierte bzw. normale
Zeichen auf eine Mattscheibe projizieren. Diese Anordnungen haben aber wegen ihrer
langen Einstellzeit und ihrer relativ geringen Lichtleistung wenig Aussicht, sich
in der Praxis durchzusetzen. Als ein weiterer Nachteil dieser Anordnungen ist die
große störanfälligkeit, die durch die außerordentlich hohe Anzahl von verwendeten
einzeln anzusteuernden Glimm-oder Glühlampen ge-
der N
geben i4, ts die komplizierte $teuorlogik und r*Iativ große
1
Xa=bedart ouxu » hen. 41 » ein weitertr Vor, zur Waung den
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mi. phe$ßh6Fwxwy<8aw &shir bsem jgewn &ei Ms
eine Reihe von elek-
misea. Msswß aa. M$a$& axsllsaes 2deaß f e
fthi : ro die » r Wgm sichtbar ge » abt wurden, * » le » Anordnung
hat
zwar» r eine mehr hohe und gute Lichtaus-
bestet abwp o Npie-1 S ade fNy i edsie& nwsausg
nieht wlrtschattlieb Ist.
Al.AMega&oysMg@a wMya bNbw M wnca aehaisehe
BaeksrN'verwoa <f tßww- al xgemg ah$ m
pamsR wpa za aaea aewagn ipe& jgrSN eihße
AMfwa Ma iyy li geyigsa. SybgesciB. i. gk fa
viel, « Anwmdwum u : teht foll befriedigend veren.
Zine tehr schnelle Ausgabeeinheit besteht aus der obengenannten
Kathodenstrahlröhre In VerbindU* « mit einer X*rographiSellen
Bakaoiahas. B « w AaaaMag t. <tr eg$H r'snrFdes.
lh o&@a Xesaa. m <Ssr rati eS<m SBXgkei fSa*
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wMti. $s in w <MBs<m aoags myefh,.
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elaracea sgeFaata eyeeia t Xriaaea äs jgeBi-
von der strahlung durchsetzt-en ? lachen alektroden und
a<$a Btopa ! <M w e slktive yiaMag mt
einer elektrischen Spommgequelo 4** ale durchsetzende Strahlen-
btbdel derart botinflu « « nv daß des » n Projektion je nach
den ausge-
wxhlttn Blektrod*n ein beotixxten Zeichen daratellt. Als besondere
acil a<r ap&a aad i &$
kurze Einstellzeit, die durch die Verwendung einer fremden
Lichtquelle bedingte, sehy hohe Lichtausbeute und die
liohkeit, eine gyoSe Anzahl von alphanumerischen Zeichen mit
einer geringen Anzahl von steuerbaren Elementen mit'gutem
Kontrast darzustellen. Darüberhinaus eind derartige Anlageng
bedingt durch die geringe Anzahl der erforderlichen : Bauelemente
und durch die Möglichkeit der Verwendung gedruckter Schaltungen
außerordentlich klein und billig herzustellen.
Gemäß eines besonders einfachen Ausfuhrungsbeispieles der
Erfindung ; werden die einzelnen Elektroden in Form von Linien-
elementen angeordnet, durch die die Gesatheit aller dapzu
stgleien ZZah gu=m çtzbar istf. A13 beso rs
. aSSig hat es sich'erwiesen daa die esamtheit aller 3@'A'a.'-.
zeigestelle vorgesehenen elektrisch ansteuerbaren Elektroden
in einer einzigen zur Durchstrahlungariohtung senkrechten
Ebene auf einem oder mehreren elektrooptisch aktiven Kristallen
aufgebracht ist. Es it demnach mögliche mehrere Kristalle,
in
einerEbene nebeneinander anzuordnen und die zur DarateHlsng,-'.
ine Zeichens erforderlichen Elektroden auf diese mosaikartig
znsaegestz Kristallfläche aufzubringen-Es kann.. aber auch
aelri die je Anzeigestelle vorgesehenen elektrisch'-
ansteue-rearen Elektroden in mehreren zur Durchstrahlungsrichtung
senkrecht und hintereinanderliegenden Ebenen auf ehreten
lektroopti&ch aktiven Kristallen oder Kriatallgruppen-anzu-
ordnen, derart, daß eine gegenseitige elektrische Beeinflussung
einander überschneidender bzw. einander sehr nahe kommender
Elektroden vermieden wird. Es ist selbstverständliche da6 jeder
dieser mit selektiv ansteuerbaren, linienSrmigen Elektroden
versehenen Ebenen'auch eine vorzugsweise fläohnförMige-und
lichtdurchlässige Gegenelektrode zugeordnet ist. Gemäß iner
weiteren Ausbildungsform des Erfindungsgedankens-werden dte
Gegenelektroden aus mehreren selektiv elektrisch ansteuerbaren
gan oder teilweise lichtdurchläsaigen elektrisch lettenden.
Fläehenelementen ausgebildete : die ein nur teilweliges, Wirksam-
.
werden der auf der gegenUberliegenden KristallfTohe angeord-
netenlinientorstigen Elektroden ermöglicht, derart, daß, die
Anzahl der zur Darstellung aller Zeichen erforderlichen Elektroden
herabgesetzt wird.Of even greater importance is the problem of the output devices that register the results and, if necessary, also write explanatory intermediate texts and should be adapted to the usually very high operating speed of the computer systems. In order to meet the diverse requirements that are placed on the display and output, these have so far been implemented in separate arrangements.
#
To display the mostly present in the form of electrical signals
lying information was previously generally glowing
lämpenfelder used, but they had the disadvantage of being very confusing. In order to avoid the disadvantage of confusion, it has already been proposed to use mechanically moved number carriers as display means. Such systems have to mechanically because of the large number moving components and the associated susceptibility to failure
\
as well as because of their inertia for the purposes of data processing
Machines not proven. Furthermore, display
Devices are proposed which consist of a large number of selectively operable incandescent or glow lamps which project stylized or normal characters onto a screen via slits or masks. However, because of their long set-up times and their relatively low light output, these arrangements have little prospect of establishing themselves in practice. Another disadvantage of these arrangements is the great susceptibility to failure caused by the extraordinarily high number of individually controlled glow or incandescent lamps used. the N
give i4, ts the complicated $ tuorlogic and r * Iative large 1
Xa = must ouxu »hen. 41 »Another step forward to the wall
<0tbl <ass i <&<t jSpßKH. glt Katoäwastra & Spe
mi. phe $ ßh6Fwxwy <8aw & shir bsem jgewn & ei Ms
a number of elec-
misea. Msswß aa. M $ a $ & axsllsaes 2deaß fe
fthi: ro the »r Wgm were visibly given, *» le »arrangement
although »for a more high and good light output
bestet abwp o Npie-1 S ade fNy i edsie & nwsausg
is not really good.
Al.AMega&oysMg@a wMya bNbw M wnca aehaisehe
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much, «Anwmdwum u: teht foll satisfactorily veren.
Zine very fast dispensing unit consists of the above
Cathode ray tube in connection with an X-ray tube
Bakaoiahas. B «w AaaaMag t. <tr eg $ H r'snrFdes.
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penetrated by the radiation? laugh alectrodes and
a <$ a Btopa! <M we sliven yiaMag mt
an electric power source 4 ** all penetrating radiation
btbdel so botinflu «« nv that the »n projection depending on the
wxhlttn Blektrod * n represents a beotixxten character. As a special
acil a <r ap & a aad i & $
short adjustment time caused by the use of a foreign
Light source conditioned, sehy high luminous efficacy and the
liohkeit to use a gyoSe number of alphanumeric characters
a small number of controllable elements mit'gutem
To represent contrast. In addition, one such facility
due to the small number of required: components
and by the possibility of using printed circuits
extremely small and cheap to manufacture.
According to a particularly simple exemplary embodiment of the
Invention; the individual electrodes are in the form of line
elements arranged through which the totality of all dapzu
stgleien ZZah gu = calculable isf. A13 esp
. It has been proven that the totality of all 3@'A'a.'-.
display point provided electrically controllable electrodes
in a single perpendicular to the radiograph
Level on one or more electro-optically active crystals
is upset. It is therefore possible that there are several crystals in
one level next to each other and the DarateHlsng, - '.
A character required electrodes on this mosaic-like
To apply znsaegestz crystal surface-It can .. but also
aelri the electrical'-
Control rear electrodes in several to the direction of radiation
vertical and consecutive planes on honored
Electro-optically active crystals or crystal groups to be
arrange in such a way that mutual electrical interference
overlapping or coming very close to one another
Electrodes is avoided. It is a matter of course for everyone
this with selectively controllable, linear electrodes
provided levels' also a preferably fläohnförMige-und
translucent counter electrode is assigned. According to iner
further embodiment of the inventive idea-are dte
Counter-electrodes from several selectively electrically controllable
Gan or partially translucent electrically lettenden.
Surface elements: the only partial, effective
.
are arranged on the opposite crystal floor.
netenlinientorstigen electrodes allows such that, the
The number of electrodes required to display all characters is reduced.
So ist es beispielsweise möglich, die aus einem lichtdurchlässigen
Bereich bestehende, ein gesamtes Zeichenfeld umfassende Gegenelektrode in zwei viereckige
Segmente zu unterteilen, so da3 beispielsweise eine auf der anderen Kristalls@ite
angeordnete kreisförmige Elektrode als Halbkreiselektrode wirksam wird. Als besonders
zweckmäßig hat es sich erwiesen, auch die Oegenelektrodm linienförmig auszubilden
und ihnen die @ Form der auf der gegenüberliegenden Kristallfläche angeordneten
Elektroden zu geben. Dabei kann der Linienzug der Gegenelektrode entweder durchgehend
oder wiederum in einzelne selektiv ansteuerbare Elemente unterteilt sein. Gemäß
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die an einer
senkrecht zur Durchstrahlungsrichtung liegenden Kristallfläche angeordneten, linienförmigen
Gegenelektroden so angeordnet, daß sie mit der Projektion der auf der gegenüberliegenden
Kristallflãche angeordneten linienförmigen Elektroden zusammenfallen. Es ist aber
auch möglich, die an einer senkrecht zur Durchstrahlungsrichtung liegenden Kristallfläche
angeordneten linienförmigen Gegenelektroden gegenüber der Projektion der auf der
gegenüberliegenden Kristallfläche angeordneten linienförmigen Elektroden derart
versetzt anzuordnen, daß die elektrooptisch veränderten Kristallbereiche mit den
den Kristall durchsetzenden Strahlen einen spitzen Winkel einschließen, so daß der
aufgehellte Bereich etwa dem Betrag der Versetzung entspricht. For example, it is possible to produce a translucent
Area existing, an entire drawing field encompassing counter-electrode in two square ones
To subdivide segments, so that, for example, one on the other crystal @ ite
arranged circular electrode is effective as a semicircular electrode. As special
It has been found to be expedient to also design the surface electrodes in a linear manner
and to them the @ form of those arranged on the opposite crystal face
To give electrodes. The line of the counter electrode can either be continuous
or again be subdivided into individual, selectively controllable elements. According to
a particularly advantageous embodiment of the invention are those on a
linear crystal surface arranged perpendicular to the direction of irradiation
Counter-electrodes arranged so that they match the projection of the one on the opposite
Linear electrodes arranged on the crystal surface coincide. But it is
also possible that on a crystal surface lying perpendicular to the direction of irradiation
arranged linear counter-electrodes opposite the projection on the
opposite crystal surface arranged linear electrodes in such a way
to arrange offset that the electro-optically modified crystal areas with the
the rays penetrating the crystal include an acute angle so that the
the lightened area corresponds approximately to the amount of the dislocation.
Als besonders vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen,
daß die mit Elektroden versehenen Kristalle einzeln oder gruppen-
SMtJjj weise in ein Immersionsbad von hoher elektrische Duroh-
sohlagsfestigkeit eingebracht sind. Dieses Verfahren hat den
Vorteile daß die einzelnen getrennt angesteuerten Elektroden
mit sehr kleinen Zwischenräumen angeordnet werden können, ohne
daß bei Anlegung von hohen elektrischen Spannungen an bestimmte Elektroden oder
Elektrodengruppen ein elektrischer Durahschlag auf nicht angesteuerte Elektroden
zu befürchten ist. Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Immersionsbades besteht
darin, daß eine Immersionsflüssigkeit mit einem derartigen optischen Brechungsindex
gewählt werden kann, daß Unebenheiten der Kristalloberfläche wirkungslos werden,
derart, daß Kristalle mit nicht fein bearbeiteten Flächen verwendbar sind. Daduroh
ent@llt die Notwendigkeit, die Kristalle zu polieren oder sonstwie für eine besonders
gute Oberflächenbeschaffenheit Sorge zu tragen. Um dieses Ziel zu erreichen, muß,
der Brechungsindex der Immersionflüssigkeit etwa dem Mittelwert der Brechzahlen
des eingetauchten Kristalles entsprechen. Mit diesem Verfahren kann ein weiterer
Vorteil verbunden werden, und zwar kann auf
'dise Weise eine AbfUhr der im Kristall entstehenden Wärme
, erzielt werden. Diese Wärmeabfuhr kann dadurch weiter ver-
., bessert werden, daß die Immersionsflüssigkeit relativ zum
Kristall bewegt wird, was beispielsweise durch ein Strömen oder einen Zwangsumlauf
dieser Flüssigkeit erzielt werden
kann. Spllenbei de rflndungsgemäßen Anordnung elektro-
magnetische Strahlungen eines bestimmten Frequenzbereiches
verwendet'werden, so kann der ImmersionsflUssigkeit eine
feinkörnige Substanz nach Art eines Christiansen-Filters zugesetzt werden. Ein weiterer
Vorteil des Immersionsbades , besteht ferner darin, daS auch hygroskopische bzw.
luft-
4
ImPfmndliohe Kristalle verendet werden können.
It has also proven to be particularly advantageous that the crystals provided with electrodes individually or in groups
SMtJjj wise in an immersion bath of high electrical Duroh-
sole strength are introduced. This procedure has the
Advantages that the individual separately controlled electrodes
can be arranged with very small gaps without the fear of an electrical shock to non-activated electrodes when high electrical voltages are applied to certain electrodes or electrode groups. Another advantage of using an immersion bath is that an immersion liquid can be selected with an optical refractive index such that unevenness of the crystal surface is ineffective, so that crystals with non-finely machined surfaces can be used. Daduroh eliminates the need to polish the crystals or otherwise ensure a particularly good surface quality. In order to achieve this goal, the refractive index of the immersion liquid must correspond approximately to the mean value of the refractive indices of the immersed crystal. Another benefit can be associated with this method, and that is on This way the heat generated in the crystal is dissipated
, be achieved. This heat dissipation can be further reduced
. Be improved that the immersion liquid relative to the
Crystal is moved, which can be achieved, for example, by a flow or a forced circulation of this liquid can. Sink with the correct arrangement electrical
magnetic radiation of a certain frequency range
are used, the immersion liquid can have a
fine-grained substance can be added in the manner of a Christiansen filter. Another advantage of the immersion bath is that hygroscopic or air- 4th
Impregnated crystals can be used.
Bs ist bekannt, daß zur Erzielung eines hohen Kontrastes der darzustellenden
Zeichen das Auftreten von divergenter
Strahlung möglichst zu vermeiden ist. Zu diesem Zweck werden
W&benblenden zur Eliminierung von eine Aufhellung de'Vnter'-
grundes bewirkender Streulicht an einer oder an mehreren
Stellen des Strahlenganges vorgesehen.
It is known that in order to achieve a high contrast of the characters to be displayed, the occurrence of divergent Radiation should be avoided as far as possible. Be for this purpose
W & benblende to eliminate a lightening of the'Vnter'-
basic causing scattered light on one or more
Places of the beam path provided.
Um die von einer punktförmigen Lichtquelle ausgehende divergente Strahlung
voll auszunutzen, können auch doppelbrechende Kompensationskristalle vorgesehen
werden, deren Dicke und
Brechzahldifferenz derart bemessen ist, daß der in den im
ungesteuerten Zustand befindlichen steuerbaren Kristallen bei divergenten Strahlen
infolge der Doppelbrechung auftretende Gangunterschied rückgängig gemacht wird.In order to fully utilize the divergent radiation emanating from a point light source, birefringent compensation crystals can also be provided, their thickness and The refractive index difference is such that the in the im
uncontrolled state located controllable crystals in divergent rays due to the birefringence occurring path difference is reversed.
Eine besonders einfache Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung
wird dadurch verwirklicht, daß eine der je Anzeigestelle vorgesehenen Anzahl von
Zeichen entsprechende Anzahl von im Strahlengang hintereinander angeordneten Kristallen
vorgesehen ist, die außer den Gegenelektroden linienfmtge, der Form der einzelnen
Zeigen entsprechende Elektroden aufweisen. Bei dieser Anordnung trägt jeder Kristall
eine ein bestimmtes Zeichen darstellende, ansteuerbaie Elektrode, Wird eine bestimmte
Elektrode mit einer Spannungsquelle verbunden, so erscheint das Bild dieses Zeichens
auf der Mattscheibe.A particularly simple embodiment of the arrangement according to the invention
is achieved in that one of the number of
Character corresponding number of crystals arranged one behind the other in the beam path
it is provided that, in addition to the counterelectrodes, the shape of the individual
Show appropriate electrodes. In this arrangement, each one carries a crystal
a controllable electrode representing a certain character becomes a certain
Electrode connected to a voltage source, this is how this symbol appears
on the screen.
Die Elektroden sind so ausgebildet, daß sie im nicht angesteuerten
Zustand keinen merklichen Einfluß auf den Strahlengang ausüben.The electrodes are designed so that they are not activated in the
State no noticeable influence on the beam path.
Zur Herabsetzung der zur Darstellung einer bestimmten Anzahl von Zeichen
erforderlichen Anzahl von Elektroden wird die sogenannte stilisierte Darstellung
der Zeichen verwendet. Zu diesem Zweck wird auf einem oder mehreren Kristallen eine
Anzahl von einzeln ansteuerbaren, die Form von geraden und gekrummen Linien aufweisenden
Elektroden vorgesehen, die kleiner ist als die Anzahl der darzustellenden Zeichen.
Durch geeignete Ansteuerung bestimmter Elektrodenkombinationen werden die entsprechenden
Zeichen auf der Mattscheibe sichtbar. Es hat sich dabei als besonders vorteilhaft
erwiesen, auf den die Darstellung der Zeichen bewirkenden steuerbaren Kristallen
linienförmige Elektroden in Form zweier Ubereinanderliegender
Kreise,
eines die Kreise halbierenden, senkrecht stehenden und eines dazu konzentrischen,
schräg stehenden Kreuzes und ein die genannten Elektroden einhüllenden Rechtecks
anzuordnen.To reduce the number of characters used to represent a certain number of characters
required number of electrodes is the so-called stylized representation
the characters used. For this purpose one is placed on one or more crystals
Number of individually controllable, the shape of straight and curved lines having
Electrodes are provided, which is smaller than the number of characters to be displayed.
By appropriately controlling certain electrode combinations, the corresponding
Characters visible on the screen. It has been found to be particularly beneficial
proven, on the controllable crystals causing the representation of the characters
linear electrodes in the form of two superposed electrodes
Circles,
one bisecting the circles, standing vertically and one concentric to it,
inclined cross and a rectangle enveloping said electrodes
to arrange.
Der durch die bisher beschriebenen Mittel beeinflußte Strahlengang
wird beispielsweise über eine Fresnellinse (Ringlinse), über eine Mattscheibe, durch
fluoreszierende Schichten oder durch Belichtung photoempfindlicher Substanzen sichtbar
gemacht. Bei Verwendung photoempfindlicher Substanzen bzw. unter Hinzuziehung xerographischer
Verfahren kann die erfindungsgemäße Anordnung mit Erfolg als Schnelldrucker verwendet
werden.The beam path influenced by the means described so far
is, for example, through a Fresnel lens (ring lens), through a ground glass
fluorescent layers or through exposure of photosensitive substances visible
made. When using photosensitive substances or with the help of xerographic
In the method, the arrangement according to the invention can be used successfully as a high-speed printer
will.
Die in der oben beschriebenen Anordnung verwendeten elektrooptisch
aktiven Kristalle können vorzugsweise aus Verbindungen vom Typ der primären Alkaliphosphat
und deren Isomere, bei-
spielsweise NH4H2PO4-KH2PO4, KD2PO4' der Alkalitartrate und
deren Isomere, beispielsweise Seignette-Salz C4H406NaK oder
der Bariumtitangate und deren Isomere, beispielsweise BaTiO
>3
, bestehen. Die gemäß der Erfindung zu verwendenden Kompensations-'kristalle bestehen
vorzugsweise aus Verbindungen vom Typ
NH4NO3'K2S206'KHC204'N83PO4' (NH4) 2C4H406' AgNO3 oder Rutil.
The electro-optically active crystals used in the arrangement described above can preferably consist of compounds of the primary alkali metal phosphate type and their isomers, both for example NH4H2PO4-KH2PO4, KD2PO4 'the alkali tartrate and
their isomers, for example Seignette salt C4H406NaK or
the barium titanates and their isomers, for example BaTiO
> 3
, exist. The compensation crystals to be used according to the invention preferably consist of compounds of the type NH4NO3'K2S206'KHC204'N83PO4 '(NH4) 2C4H406' AgNO3 or rutile.
Die Neùerìung wird anschließend anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen : Fig. 1 das Prinzipschema eines elektrooptisehen Verschlusses.The renewal is then explained in more detail with reference to the figures.
They show: FIG. 1 the basic diagram of an electro-optical shutter.
Fig. 2 eine AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, bestehend
aus zehn auf zehn gesonderten Kristallen angeordneten Elektroden.2 shows an embodiment of the arrangement according to the invention, consisting
of ten electrodes arranged on ten separate crystals.
Fig. 3 einefpmäß der Erfindung ausgebildete Anordnung zur Darstellung
stilisierter Zeichen mit siebenundzwanzig auf zwei im Strahlengang hintereinanderliegenden
Kristallen angeordneten selektiv ansteuerbaren Elektroden.Figure 3 illustrates an arrangement formed in accordance with the invention
stylized characters with twenty-seven on two in the beam path one behind the other
Crystals arranged selectively controllable electrodes.
Fig. 4 und 5 eine schematische Darstellung der Elektroden gemäß der
Anordnung nach Fig. 3.FIGS. 4 and 5 show a schematic representation of the electrodes according to FIG
Arrangement according to FIG. 3.
Fig. 6 eine schaubildliche Darstellung der mit der Anordnung gemäß
der Figuren 3, 4 und 5 wiederzugebenden Zeichen.6 shows a diagrammatic representation of the with the arrangement according to
Figures 3, 4 and 5 characters to be reproduced.
In der Fig. 1 ist eine prinzipielle Anordnung zur Ausnutzung des elektrooptischen
Effektes dargestellt, die in der Literatur als elektrooptischer Verschluß bezeichnet
wird. In dieser Figur ist ein elektrooptisch aktiver Kristall 5 zwischen einem Polarisator
4 und einem Analysator 8 angeordnet. Die Durchlaßrichtungen des Polarisators 4 und
des Analysators 8 schließen einen Winkel von 90 ein, wie durch die Doppelpfeile
angedeutet ist. Hinter dem Analysator 8 befindet sich eine Mattscheibe 9. Das Licht
einer hellen punktförmigen Lichtquelle 1 wird durch eine Kollimatorlinse 2 parallel
gerichtet und als paralleles Strahlenbündel 3 durch die Anordnung geleitet.In Fig. 1 is a basic arrangement for utilizing the electro-optical
Effect shown, referred to in the literature as an electro-optical shutter
will. In this figure there is an electro-optically active crystal 5 between a polarizer
4 and an analyzer 8 arranged. The transmission directions of the polarizer 4 and
of the analyzer 8 enclose an angle of 90, as indicated by the double arrows
is indicated. Behind the analyzer 8 there is a ground glass screen 9. The light
a bright point light source 1 is made parallel by a collimator lens 2
directed and guided as a parallel bundle of rays 3 through the arrangement.
Im Beispiel gemäß Fig. 1 ist der Kristall 5 ein optisch einachsiger
Ammonium-Dihydrogen-Phosphat-Kristall, der senkrecht zu seiner optischen Achse geschnitten
ist. Infolgedessen wird der Polarisationszustand des den Kristall in Richtung seiner
optischen Achse durchsetzenden rechtes im feldfreien Kristall nicht verändert. Daher
gelangt normalerweise keinerlei Licht durch die gekreuzten Tolarisatbren 4 und 8
auf die Mattscheibe 9. Die durchstrahlten Flächen 5a und 5b des Kristalls 5 sind
in bekannter Weise mit halbdurchlässigen Elektroden 6 und 7
belegt, von denen die eine geerdet ist, während die andere
mit
einer » lakf exxk « elektrischen Spannungsquelle 10 über einen
Schalter 11 verbunden werden kann. Dabei wird infolge des
ëlektrooptischen Effekts der Kristall in der Durchstrahlungs-
richtung optisch anisotrop und verändert den Polarisationszustand des ursprünglich
in Durchlaßrichtung des Polarisators 4 linear polarisierten Lichtbündels. Je nach
der an den Kristall gelegten Spannung kann mehr oder weniger Licht den Analysator
8 passieren, so daß die Mattscheibe 9 als Funktion der ange-
legten Spannung erhellt wird. Die größte Helligkeit, die
theoretisch dem halben in die Anordnung eingestrahlten
Lichtstrom entspricht, wird erzielt, wenn die an den Kri-
stall 5 gelegte Spannung gleich der für den. Kristall charak-
teristischen --Spannung ist. Die-Spannung ist bekannt-
lich die Spannung, bei der die Weglängen der beiden Strah-
lungskomponenten in Richtung der Achsen des Indexellipsoides
des Kristalles beim Durchlaufen des Kristalles einen Weg-
längen., unterschied von einer halben Wellenlänge erfahren.
Diewichtigsten ?,-Spannungen sind*.
Z
Ammoniumdihydrogenphosphat 8, 75 kV
Kaliumdihydrogenphosphat 7, 1 kV und für mit
schwerem Wasser substituiertes
Kaliumdihydrogenphosphat 2, 5 kV.
Da auch schon bei geringeren Weglängendifferenzen als einer
halben Wellenlänge beträchtliche Aufhellungen auftreten, ge-
neigen u. U. schon 0, 2fache Werte der oben angegebenen-Werte.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 wird vorausgesetzt, daß der
Kristall 5 im spannungsfreien Zustand in der Durchstrahlungs-
richtung isetrop ist. Es ist jedoch auch mög-
licht solche Kristalle zu verwenden, die schon im spannungs-
freien Zustand in der Durchstrahlungsrichtung doppelbrechend
sind. In diesem Falle kann ein zweiter Kristall vor oder hinter
dem elektrooptisch aktiven Kristall gesetzt werden, der die
ursprünglicheDoppelbrechung aufhebt.
Der im obengenannten Beispiel beschriebene Effekt setzt sich
aus zwei Teileffekten zusammen : Der unmittelbaren Einwirkung
des elektrischen Feldes auf die Elektronenkonfiguration der
Kristallbausteine (direkter elektrooptischer Effekt) und dem durch
die piezoelektrische Deformation sekundär hervor-
gerufene Effekt (elastooptiacher Effekt). Von diesen ist der
eraere im Bereich der Radiowellen frequenz-unabhängig der letztere verschwindet
oberhalb der mechanischen Resonanzfrequenz des Kristalls, die bei einem ca. 1 cm
großen Krstall etwa bei 100 kHz liegt. Vom gesamten elektrooptischen
effekt sind etwa 70 % durch den direkten, 30 % durch den
elatoQpttechen Effekt bedingt. Ist nur ein verschwindender
steil der tritalloberfläohe mi Elektroden'belegt und dèr
"überwiegende Teil elektrodenfrei, so behindern die elektroden-
freien Bereiöhe die piezoelektrischen Deformationen und bringen
,,daBitdeeastooptiachen Effekt zum Verschwinden. Wenn in
'.
" (41, ege » Falle dle Ivrequenz der angelegten Spannung nicht
gerade
'", ai<&h iner der mechanischen Eigenfrequenzen des
Kr : totalls
so-, tri. in,. giner Anordnun
9 gemäß I ? ig. 1 eine Aufhellunj5
. aur ünB ! t<ef zwischen den Elektroden und innerhalb eines
ihmalen Saumes von ca. 05 mm um die Elektroden herum auf.
Gä der Erfindung wird dieser Effekt zur Darstellung alpha-
numerischer reichen ausgenutzt. Selbstverständlich kann die
in der Fig. 1 dargestellte Anordnung auch mit mehreren hintereinanderlienden Kristallen
aufgebaut sein, ohne daß die einzelnen kristalle sich gegenseitig stören.In the example according to FIG. 1, the crystal 5 is an optically uniaxial ammonium dihydrogen phosphate crystal which is cut perpendicular to its optical axis. As a result, the polarization state of the right side penetrating the crystal in the direction of its optical axis is not changed in the field-free crystal. Therefore normally no light at all reaches the ground glass 9 through the crossed Tolarisatbren 4 and 8. The irradiated areas 5a and 5b of the crystal 5 are in a known manner with semi-permeable electrodes 6 and 7
occupied, one of which is grounded while the other is connected to
a "lakf exxk" electrical voltage source 10 via a
Switch 11 can be connected. As a result of the
electro-optical effect of the crystal in the radiographic
direction optically anisotropic and changes the polarization state of the originally linearly polarized light beam in the transmission direction of the polarizer 4. Depending on the voltage applied to the crystal, more or less light can pass through the analyzer 8, so that the ground glass 9 as a function of the tension is illuminated. The greatest brightness that
theoretically half that radiated into the arrangement
Luminous flux is achieved when the
stall 5 applied voltage equal to that for the. Crystal charac-
teristic - tension is. The tension is known
the tension at which the path lengths of the two beam
components in the direction of the axes of the index ellipsoid
of the crystal as it passes through the crystal
length., difference of half a wavelength experienced.
The most important?, - tensions are *.
Z
Ammonium dihydrogen phosphate 8, 75 kV
Potassium dihydrogen phosphate 7, 1 kV and for with
heavy water substituted
Potassium dihydrogen phosphate 2.5 kV.
Since even with smaller path length differences than one
half a wavelength considerable brightening occurs,
may already tend to be 0.2 times the values given above.
In the arrangement of FIG. 1, it is assumed that the
Crystal 5 in the tension-free state in the radiographic
direction is isetropic. However, it is also possible
light to use crystals that are already in tension
free state birefringent in the irradiation direction
are. In this case a second crystal can be in front or behind
the electro-optically active crystal are set, which the
cancels out original birefringence.
The effect described in the above example sets in
composed of two partial effects: the immediate effect
of the electric field on the electron configuration of the
Crystal building blocks (direct electro-optical effect) and the secondary effect due to the piezoelectric deformation called effect (elasto-optical effect). Of these is the
In the radio wave range, frequency-independent, the latter disappears above the mechanical resonance frequency of the crystal, which for a crystal about 1 cm in size is around 100 kHz. From the entire electro-optical The effect is about 70% through the direct, 30% through the
elatoQpttechen effect limited. Is just a disappearing one
steeply of the trital surface with electrodes and dèr
"predominantly electrode-free, so the electrode-
free area height the piezoelectric deformations and bring
,, daBitdeeastooptiachen effect to disappear. If in
'.
"(41, however, the frequency of the applied voltage does not exactly fall
'", ai <& h iner of the mechanical natural frequencies of the Kr: total
so-, tri. in,. giner arrangement
9 according to I? ig. 1 a lightening 5
. aur ÜnB! t <ef between the electrodes and within one
Mark a seam of approx. 05 mm around the electrodes.
Gä the invention, this effect is used to represent alpha-
numerically rich exploited. Of course, the
The arrangement shown in FIG. 1 can also be constructed with several crystals lying one behind the other without the individual crystals interfering with one another.
In Fig. 2 wird eine Anordnung beschrieben, bei der die von einer punktförmigen
Lichtquelle 1 ausgehende Strahlung durch eine Konden@orlinse 32 tritt. Hinter der
Linse 32 ist eine Lochblende 33 angeordnet, hinter der eine weitere Linse 2 zur
Kollinearisierung des Lichtes vorgesehen ist. Hinter dieser Linse 2 ist ein'Polarisator
4 angeordnete der nur Licht mit einer durch den Doppelpfeil dargestellten Polarisationsrichtung
durchläßt. Das den Polarisator 4 verlassende
linear polarisierte Licht durchsetzt zehn Krixtwirttt in der
Fig. 2 nur teilweise angeführte Kristalle 50 bis 59, die neben
je einer eine gesamte Kristallflãche bedeckenden lichtdurchlässigen Gegenelektrode
60 bis 69 auch je eine von zehn verschiedenen Elektroden 70 bis 79 aufweisen, die
die Form der Ziffern"l","2""3",....... "9"und"0"
.
haben. Hinter dem Kristall 59 ist ein Analysator 8 angeordnet, dessen Durchlaßrichtung
mit der Durchlaßrichtung des Polarisators 4 einen Winkel von 900 einschließt. Die
Kri-
stalle 50 bis 59 bestehen aus senkrecht zur optischen Achse
geschnittenen und in dieser Richtung imxxyxKaNXxxMiM
optisch isotropen Verbindungen, so daß der Polarisation-
zustand des Lichtes in diesen Krislen im feldfreien Zu-
stand nicht verändert wird. Auf diese Weise gelangt durch den Analysator 8 kein
Licht auf die dahinter angeordnete Mattscheibe 9. Die Elektroden 70 bis 79 der Kristalle
50 bis 59 sind mit Zuleitungen 80 bis 89 versehen, mit deren Hilfe sie über die
Spannungsversorgungseinheit 90 selektiv mit elektrischen Spannungen verbunden werden
können. Die auf den gegenüberliegenden Kristallflächen befindlichen halbdurchlässigen
Gegenelektroden 60 bis 69 sind über die Leitung 92 geerdet. Die Spannungsversorgungseinheit
90 ist mittels einer mit 93 bezeichneten Einrichtung steuerbar, der die Informationen
über die Leitungen 94 in Form von elek. tischen Impulsen zugeführt werden. Wird
über die Spannungsversorgungseinheit 90 an eine der Elektroden 70-79 eine Spannung
gelegte so wird der Kristallbereich zwischen der flächenförmigen Gegenelektrode
und der an Spannung gelegten Elektrode optisch anisotrop, so daß der Polarisationszustand
des diesen Kristallbereich durchsetzenden Lichtes verändert wird. Das in seinem
Polarisationszustand veränderte Licht kann nun den Analysator 8 durchsetzen, so
daß auf dem Mattsoheibenschinn 9 die der mit Spannung verbundenen Elektrode entsprechende
Figur als helle Lichtspur sichtbar wird. Bedingt durch die Tatsache, daß die die
einzelnen Zeichen darstellenden
Elektroden aus sehr dünnen Leitern
bestehen und den den Kristall durchsetzenden Strahl kaum behindern, ist die Helligkeit
der auf die Mattscheibe projizierten Ziffern sehr groß. Darüberhinaus wird die auf
der Mattscheibe erscheinende Figur durch die auf den anderen Kristallen angeordneten
linienförmigen Elektroden nicht gestört. Zur Vermeidung von den Kontrast der Abbildung
störendem Streulicht ist zwischen dem Analysator 8 und der Mattscheibe 9 die Wàbenblende
95 angeordnet.In FIG. 2, an arrangement is described in which the radiation emanating from a point light source 1 passes through a condenser lens 32. Behind the lens 32 there is a perforated diaphragm 33, behind which a further lens 2 is provided for collinearizing the light. A polarizer 4 is arranged behind this lens 2 and only allows light with a polarization direction shown by the double arrow to pass through. The one leaving the polarizer 4 linearly polarized light penetrates ten Krixtwirttt in the
2 only partially cited crystals 50 to 59 which, in addition to each having a transparent counter-electrode 60 to 69 covering an entire crystal surface, also each have one of ten different electrodes 70 to 79 which the form of the digits "l", "2""3", ....... "9" and "0"
.
to have. An analyzer 8 is arranged behind the crystal 59, the transmission direction of which encloses an angle of 900 with the transmission direction of the polarizer 4. The crime Stalls 50 to 59 consist of perpendicular to the optical axis
cut and in this direction imxxyxKaNXxxMiM
optically isotropic compounds, so that the polarization
state of light in these crystals in the field-free
stand is not changed. In this way, no light passes through the analyzer 8 to the ground glass 9 arranged behind it. The electrodes 70 to 79 of the crystals 50 to 59 are provided with leads 80 to 89, with the aid of which they can be selectively connected to electrical voltages via the voltage supply unit 90 . The semipermeable counter-electrodes 60 to 69 located on the opposite crystal surfaces are grounded via the line 92. The voltage supply unit 90 can be controlled by means of a device designated 93, which transmits the information via the lines 94 in the form of elec. table pulses are fed. If a voltage is applied to one of the electrodes 70-79 via the voltage supply unit 90, the crystal area between the flat counter-electrode and the voltage-applied electrode becomes optically anisotropic, so that the polarization state of the light penetrating this crystal area is changed. The light, which has been changed in its polarization state, can now pass through the analyzer 8, so that the figure corresponding to the electrode connected to the voltage is visible as a bright light trail on the matt pan 9. Due to the fact that the electrodes representing the individual characters consist of very thin conductors and hardly obstruct the beam passing through the crystal, the brightness of the digits projected onto the screen is very high. In addition, the figure appearing on the ground glass is not disturbed by the linear electrodes arranged on the other crystals. In order to avoid scattered light interfering with the contrast of the image, the honeycomb screen 95 is arranged between the analyzer 8 and the ground glass screen 9.
In Fig. 3 wird eine Anordnung zur Darstellung stilisierter Zeichen
beschrieben, bei der die Anzahl der ansteuerbaren Elektroden wesentlich geringer
als die Zahl der darzustellenden Zeichen ist. Die Lichtquelle 1 wird durch die Kondensorlinse
32 auf der Lochblende 33 abgebildet. Das Bild dieser
Lochblende wird durch die Kollimatorlinse 2 in einen parallelen
Strahlengang 3 verwandgt, der den Polarisator 4, den Kristall
96, den Kristall 97, den Analysator 8 und die Wabenblende 95
durchsetzt. Die Kristalle 96 und 97 sind mit einzeln ansteuer-
baren Elektroden 120 bis 127 und 101 bis 119 versehen, die je nach ihrer Ansteuerung
das Lichtbündel derart beeinflussen, daß auf der Mattscheibe 9 eines der in Fig.
6 dargestellten Zeichen erscheint. Die auf dem Kristall 96 angeordneten Elektroden
120 bis 127 entsprechen der Elektrodenanordnung gemäß Pig. 5 und sind über 8 getrennte
Zuleitungen 170 bis 177 mit der Spannungsversorgungseinheit 90 verbunden. Auf der
gegenüberliegenden Seite des Kristalls 96 ist die gleiche, in der Fig.In Fig. 3 an arrangement for displaying stylized characters is described in which the number of controllable electrodes is significantly less than the number of characters to be displayed. The light source 1 is imaged on the perforated diaphragm 33 through the condenser lens 32. The picture of this Pinhole is through the collimator lens 2 in a parallel
Beam path 3 related to the polarizer 4, the crystal
96, the crystal 97, the analyzer 8 and the honeycomb screen 95
interspersed. Crystals 96 and 97 are individually controllable
Available electrodes 120 to 127 and 101 to 119 are provided which, depending on how they are controlled, influence the light beam in such a way that one of the characters shown in FIG. 6 appears on the focusing screen 9. The electrodes 120 to 127 arranged on the crystal 96 correspond to the electrode arrangement according to Pig. 5 and are connected to the voltage supply unit 90 via 8 separate supply lines 170 to 177. On the opposite side of the crystal 96 is the same, shown in Fig.
3 nicht sichtbare Elektrodenanordnung vorgesehen, nur daß diese Elektroden
durchgehend verbunden und Über eine einzige Zuleitung 180 geerdet sind. Die auf
dem Kristall 97'angeordneten Elektroden 101 bis 119 entsprechen der Elektrodenanordnung
gemäß Fig. 4 und sind über teunzehn gesonderte Zuleitungen 151 bis 169 mit der Spannungsversorgungseinheit
90
verbunden. Auf der Rückseite dieses Kristalls ist das gleiche
Elektrodenbild vorgesehen. nur sind die Elektroden durchgehend verbunden und über
die Zuleitung 181 geerdet. Zur Steuerung der Spannungsversorgungseinheit 90 ist
eine Steuereinheit 93 vorgesehen, der die optisch darzustellenden Informationen
in Form von elektrischen Impulsen über die Leitungen 94 zugeführt werden. Wird der
Steuereinheit 93 ein bestimmtes Zeichen in Form von elektrischen Impulsen zugeleitet,
so wird die Spannungsversorgungseinheit 90 derartig ausgesteuert, daß sie'' elle'di'ejenigen
Elektrodenelemente 101 bis 127 mit Spannung versorgt, die'zur eptischß Darstellung
dieses Zeichens erforderlich sind. Wird der Steuereinheit 93 beispielsweise die
Ziffer"8"in Form von elektrischen Impulsen über die sieben Zuleitungen 94 zugeführt,
so wird die Spannungsvefsorgungseinheit 90 so eingestellt, daß sie die Zuleitungen
der Elektroden 120 bis 127 mit Spannung versorgt. Da die Gegenelektrode auf Erdpotential
liegt, entsteht zwischen Elektroden und Gegenelektroden ein elektrisches Feld, das
die darin liegenden Kristallbereiche derartig beeinflußte daß sie optisch anisotrop
werden und die durch den Polarisator 4'durchtretende linear polarisierte Strahlung
in ihrem Polarißátionszustand ! ndert. Diese Strahlung, die beim Durchtreten durch
die nicht beeinflußten Kristallbereiche eine derartige Lage zur Durchlaßrichtung
des Analysators hat, daß keinerlei Licht durchgelassen wird, wird in den anisotrop
gewordenen Bereichen derart verändert, daß sie durch den Analysator 8 hindurchtreten.
kanne und das Bild der in Fig. 5 dargestellten Elektroden 120 bis 127 auf der Mattscheibe
9 als Licht bild der Ziffer"8"sichtbar werden läßt. Es ist noch zu bemerken, daß
die auf beiden Kristallen befindlichen Elektroden so dünn sind und im nicht angesteuerten
Zustand den Strahlengang so wenig stören, daß sie auf der Mattscheibe 9 nicht sichtbar
werden. Zur Darstellung anderer Zeichen werden Elektroden
des Kristalls
96 und/oder des Kristalls 97 gleichzeitig mit Spannung verbunden, so daß das sich
ergebende Lichtbild ein bestimmtes Zeichen darstellt. So wird beispielsweise die
Ziffer"9"durch die Versorgung der Elektroden 120 bis 123, 104,125 und 126 mit Spannung
dargestellt. In gleicher Weise wird die Ziffer"3"durch die Versorgung der Elektroden
101,
102,113,124,125 und 126 mit Spannung und das Zeichen"6"
durch Versorgung der Elektroden 120,123,109,110 und 124
bis 127 mit zahnung dargestellt. In ähnlicher Weise wird
der Buchstabe"A"durch Versorgung der Elektroden 108,109,
110,120,123,104,105,114 und 118 mit Spannung, das Zei-
chen"B"durch Versorgung der Elektroden 108 bis 111,101, 120, 121,118,124,125 und
107 mit Spannung, das Zeichen "C"durch Versorgung der Elektroden 109,110,120,123,125
und 126 mit Spannung usw. erzeugt.3 not visible electrode arrangement is provided, only that these electrodes are continuously connected and grounded via a single lead 180. The electrodes 101 to 119 arranged on the crystal 97 ′ correspond to the electrode arrangement according to FIG. 4 and are connected to the voltage supply unit 90 via ten separate leads 151 to 169. The same electrode pattern is provided on the back of this crystal. only the electrodes are continuously connected and grounded via the lead 181. To control the voltage supply unit 90, a control unit 93 is provided, to which the information to be displayed optically is fed in the form of electrical pulses via the lines 94. If the control unit 93 is supplied with a certain character in the form of electrical impulses, the voltage supply unit 90 is controlled in such a way that it supplies voltage to those electrode elements 101 to 127 which are necessary for the visual representation of this character. If, for example, the number "8" is supplied to the control unit 93 in the form of electrical pulses via the seven supply lines 94, the voltage supply unit 90 is set so that it supplies the supply lines of the electrodes 120 to 127 with voltage. Since the counterelectrode is at ground potential, an electric field is created between the electrodes and the counterelectrodes, which influences the crystal regions therein in such a way that they become optically anisotropic and the linearly polarized radiation passing through the polarizer 4 'is in its polarization state! changes. This radiation, which when passing through the unaffected crystal areas has such a position relative to the direction of passage of the analyzer that no light is allowed to pass through, is changed in the areas that have become anisotropic in such a way that they pass through the analyzer 8. can and the image of the electrodes shown in Fig. 5 120 to 127 on the ground glass 9 as a light image of the number "8" can be seen. It should also be noted that the electrodes located on both crystals are so thin and, in the non-activated state, disturb the beam path so little that they are not visible on the focusing screen 9. To represent other characters, electrodes of crystal 96 and / or crystal 97 are connected to voltage at the same time, so that the resulting light image represents a specific character. For example, the number “9” is represented by the supply of voltage to electrodes 120 to 123, 104, 125 and 126. In the same way, the number "3" is given by the supply of the electrodes 101, 102,113,124,125 and 126 with tension and the sign "6"
by supplying the electrodes 120, 123, 109, 110 and 124
up to 127 shown with teeth. Similarly, will
the letter "A" by supplying the electrodes 108,109,
110,120,123,104,105,114 and 118 with tension, the
Chen "B" by supplying the electrodes 108 to 111, 101, 120, 121, 118, 124, 125 and 107 with voltage, the character "C" by supplying the electrodes 109, 110, 120, 123, 125 and 126 with voltage and so on.