DE1905945A1

DE1905945A1 - Brennebenen-Verschlussanordnung

Info

Publication number: DE1905945A1
Application number: DE19691905945
Authority: DE
Inventors: Iben Browning
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-02-07
Filing date: 1969-02-06
Publication date: 1969-11-27
Also published as: FR2001484A1; US3555987A; GB1263334A

Description

PATENTANWÄLTE 1 9 O 5 9 A 5

DR. CLAUS REINLÄNDER B9 P1 D

DIPL-ING. KLAUS BERNHARDT D-8 MÖNCHEN 60 BXCKERSTRASSE 3

Iben BROWNING

Santa Clara, Californien, USA

Brennebenen-Verschlussanordnung

Priorität! 7« Februar I968 Vereinigte Staaten von Amerika Serial Number 703 646

Es wird eine Brennebenen-Verschlussanordnung beschrieben, bei der ©in elektrisch gesteuerter Hochgeschwindigkeits-Keramikkristall als Verschlussanordnung zwischen zwei Mosaiklinsen angeordnet ist, so daß von der ersten Mosaiklinse auf diese durch eine Feldlinse auftreffendes Licht in Form einer Vielzahl von Bildfragmenten auf der Verschlussanordnung aus einem Keramikkristall fokussiert wird, so daß dieser als Hochgeschwindigkeits-Verschluss arbeiten kann und wahlweise das Licht durchlassen kann, so daß das selektiv durohgelassene Licht von der zweiten Mosaiklinse fokussiert werden kann, um in einer Filmebene ein wieder zusammengesetztes Bild zu bilden. Die zweite Mosaiklinse kann weggelassen werden und die Filmebene unmittelbar an der Keramikkristall-Verschlussanordnung angeordnet werden, wenn von einem Objekt auf die erste Mosaiklinse auftreffendes Licht xu einer Anzahl intensiver Punkte fokussiert wird, die das Bild repräsentieren, statt »u einer Anzahl Bildfragmente.

Die Erfindung betrifft eine Brennebenen-Verschlussanordnung, die bei extrem sohneil arbeitenden Verschlüssen und bei Selektiwersohlüssen brauchbar ist.

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Gewisse ferroelektrisch^ keramische Materialien sind entwickelt worden, die bei Polarisation ein anisotropes optisches Verhalten zeigen· Wenn ein polykristalliner grobkörniger (grosser als 2 Mikron), heiss gepresster Keramikblock aus Bleizirkonat-Bleititanat in einer Richtung senkrecht zu der Hauptfläche, auf die Licht auftrifft, polarisiert wird, ist dieser im wesentlichen transparent, und wenn er in einer Richtung senkrecht zu der Hauptfläche, auf die daa Licht auftrifft, fc polarisiert ist, ist er im wesentlichen undurchlässig. Die Polarisation kann durch ein extern angelegtes elektrisches Feld herbeigeführt werden, und der Lichtdurohlässigkeitszustand der Keramik bleibt nach Wegnahme des elektrischen Feldes. Der Durchlässigkeitszustand der Keramik kann dadurch umgeschaltet werden, daß die Polarisationsrichtung umgeschaltet wird, und dieses Umschalten kann extrem schnell in Zeitspannen in der Gröesenordnung von Mikrosekunden durchgeführt werden.

Durch die Erfindung soll eine neuartige und verbesserte Brennebenen-Versohlussanordnung verfügbar gemacht werden, mit der Hochgeschwindigkeits-Versohlussarbeit im Bereich von Mikrosekunden möglich ist.

Weiter soll durch die Erfindung eine selektive Veschlussarbeit des auftreffenden Lichtes mit einer Hochgeechwindigkeits-Verschlussanordnung ermöglicht werden, die voneinander unabhängige elektrisch gesteuerte Verschlussteile aufweist.

Um daa zu erreichen, wird erfindungsgemäes eine elektrisch gesteuerte Hochgeechwindigkeita-Keramikkristall-Verschlussanordnung verfügbar gemaoht, die aus einer Platte avn einem ferroelektrischen keramischen Material mit bei Polarisation anisotropischem optischem Verhalten und einer Anzahl Elektroden besteht, die über der Platte angeordnet sind, um selektiv externe elektrische Polarisationsfelder an lokali» sierte Bereiche der Platte zu legen. Erfindungsgemäss ist auch vorgesehen, diese Verschlussanordnung aus einem Keramikkristall zwischen

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zwei Mosaiklinsen einzusetzen, von denen jede aus einer Vielzahl kleiner Teillinsen in einer dichten Packung besteht.

Erfindungsgemäss wird Lioht, das durch eine Objektivlinse und eine Feldlinse auf die erste Mosaiklinse fällt, auf der Verschlussanordnung aus dem keramischen Kristall in Form einer Vielzahl von Bildfragmenten fokussiert, die von den Einzel- oder Teillinsen der Mosaiklinse gebildet werden. Steuereinrichtungen für die Elektroden dee Keramikkristalle sorgen für eine schnelle und selektive Verschlussbetätigung für die einzelnen Bildfragsente« Das selektiv durchgelassen Lioht wird in der zweiten Mosaiklinse fokussiert, so daß in einer Filiaebene ein wieder zusammengesetztes Bild gebildet wird.

Geaäss einem anderen Aspekt der Erfindung wird die zweite Mosaiklinse weggelassen und die Filmebene unmittelbar am Keramikristall angeordnet. Von einem Objekt kommendes Licht, das auf die dann einzige Mosaiklinse auftrifft, wird in einer Vielzahl Von intensiven Punkten fokussiert, die das Bild repräsentieren, statt in Bildfragmenten· Eine selektive Ilochgeechwindigkeitssteuerung der Verschlussanordnung lässt die Lichtpunkte aur benachbarten Filmebene durch.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen»

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines optischen Zuges nach der Erfindung}

Fig. 1a eine perspektivische Ansicnt eines lokalisierten Teils der Verschlussanordnung in dem optischen Zug nach Fig. 1|

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines anderen optischen Zuges nach der Erfindung; und

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Fig. 3 schematisch eine perspektivische Ansicht eines lokalen Bereiches der" Keramikkristall-Versehlussanordnung, nämlich einen Teil des keramischen Materials und einen Satz Elektroden.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine Keramikkristall-Verschlussanordnung 11 vorgesehen, die aus einer Platte aus ferroelektrischem keramischem Material, beispielsweise heiss gepresstem Bleizirkonat-Bleititanat, besteht. Eine Anzahl ™ Elektroden sind auf der Oberfläche der Platte befestigt, um extern elektrische Polarisationsfelder an lokalisierte Bereiche 12 anzulegen, so daß die einzelnen Verschlussteile der Verschlussanordnung 11 nach Fig. 1a gebildet werden. Die Keramikkristall-Verschluseanordnung ist zwischen zwei Mosaiklinsen 13 und 14 angeordnet· Von einem Objekt 15 kommendes Licht wird von einer Objektivlinse 16 durch eine Feldlinse I7 fokussiert und trifft auf die erste Mosaiklinse 13 auf. Wenn eine Fresnel-Feldlinse I7 verwendet wird, sollte sie wegen der von einer Fresnel-Linse hervorgerufenen Lichtstreuung in der Bildebene der Objektivlinse 16 angeordnet werden. Andere Arten von Feldlinsen brauchen nicht in der Bildebene der Objektivlinse 16 angeordnet zu werden.

Auf die erste Mosaiklinse I3 auftreffendes Licht wird zu einer Anzahl Bildfragmenten auf der Keramikkristall-Verschlussanordnung 11 fokussiert. Eine Hochgeschwindigkeits-Verschlussarbeit der Verschlussanordnung durch eine Steuereinrichtung 18 kann die gesamte Anordnung öffnen, bo daß jedes der Bildfragmente durchgelassen wird oder es können nur bestimmte der Verschlussbestandteile geöffnet werden, um das Licht selektiv durchzulassen.

Durch die Keramikkristall-Verschlussanordnung hindurchgelassene8 Licht wird von der zweiten Mosaiklinse 14 so fokussiert, daß ein wieder zusammengesetztes Bild in einer Filmebene 20 in der Bildebene der Mosaiklinse 14 gebildet wird.

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Weil die lokalisierten Teile der Keramikkristall-Verschlussanordnung 11 im Durohlässigkeitszustand nicht vollständig für Lioht durohlässig, sondern nur durchscheinend sind, sollte der Keramikkristall in der Bildebene der Mosaiklinse 13 angeordnet werden, um die von dieser Mosaiklinse gebildeten Bildfragmente nicht zu verdunkeln oder zu diffundieren. Darüber hinaus sollte die Mosaiklinse mit Bezug auf den Keramikkristall so angeordnet werden, daß die von den einzelnen Teillinsen gebildeten Bildfragmente auf die Teile des keramischen Materials fallen, die zwischen den darauf befestigten Elektroden liegen, so daß die vielen Elektroden das durch die Verschlussanordnung durchzulassende Licht nicht stören. Durch die Mosaiklinse wird so das auftreffende Bild in Bildfragmente aufgebrochen, um durch den Keramikkristall zwischen den darauf befindlichen Elektroden hindurchgelassen zu werden, um nicht irgendwelche Bildinformation zu verlieren. Die zweite Mosaiklinse setzt dann das Bild wieder auf einer Pilmebene zusammen.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 2 wird Licht von einem Gegenstand 22 durch eine Objektivlinse 23 so fokussiert, daß ein Bild auf der Mosaiklinse 24 gebildet wird. Die Mosaiklinse ist so konstruiert, daß das Bild in eine Vielzahl intensiver Punkte zerlegt wird, die das Licht an dem Teil des Bildes repräsentieren, der auf irgendeine Teillinse der Mosaiklinse auffällt. Auf diese Weise wird ein Bild aus einer Vielzahl Lichtpunkte gebildet, die da« ursprüngliche Bild auf einem Film 25 repräsentieren, der in der Brennebene der Teillinsen der Mosaiklinse 24 läuft. Eine Keramikkristall-Verschlussanordnung 26, ähnlich der oben beschriebenen, kann dann unmittelbar an der Pilmebene angeordnet werden, um das Licht duroh eine elektrische Steuereinrichtung 27 mit hoher Geschwindigkeit und selektiv zu steuern.

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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kann der fotografische Film 25 so montiert werden, daß er sich quer zur Bildebene der Mosaiklinse 24 bewegt, um eine Bewegung des Objektes 22 aufzuzeichnen. Bei Laufbildern würde die Mosaiklinse mit Bezug auf den Film 25 so orientiert werden, daß die von jeder der Teillinsen der Mosaiklinse erzeugten Belichtungsstreifen sich nicht mit Belichtungsstreifen überlappen, die durch irgendeine andere Teillinse der Mosaiklinse gebildet werden. Eine Hochgeschwindigkeits-Verschluss-Betätigung W vom Keramikkristall 26 erlaubt dann einzigartige fotografische Effekte. Weiter ist für eine Folge von Standbildern eine fotografische Speicherung hoher Dichte durch eine ähnliche Orientierung möglioh, so daß die Folge von Belichtungsflecken auf dem fotografischen Film von irgendeiner Linse der Mosaiklinse sich nicht mit der Folge von Belichtungsflecken von irgendeiner anderen Linse der Mosaiklinse überlappen. Bann ist zwischen verschiedenen Belichtungen des Filmes nur eine kleine stufenartige Fortbewegung notwendig. Solche Techniken sind in der US-Patentschrift 3 367 826 beschrieben.

Ein lokalisierter Bereich des Keramikkristalls, der die Verschlussfunktion in der Verschlussanordnung ausübt, ist in Fig. 3 dargestellt. Eine Anzahl Elektroden 30 - 33 sind um einen Teil der Keramikplatte herum angeordnet, so daß externe elektrische Polarisationsfelder entweder senkrecht zur Hauptfläohe, auf die Licht von einer Lichtquelle 34 auftrifft, oder parallel zu dieser angelegt werden können. Bei dem Aufbau nach Fig. 3 ruft eine Polarisation in Richtung der ausgezogenen Pfeile 35 senkrecht zur Hauptfläche, auf die das Licht auftrifft, eine Polarisation hervor, so daß das keramische Material im wesentlichen transparent für auftreffendes Licht 34 bleibt. Bei negativer Vorspannung der Elektroden 32 und 33 und positiver Vorspannung der Elektroden 31 und 30 ergibt sich eine Polarisation in Richtung der unterbrochenen Pfeile 36, so daß das keramische Material für auftreffendes Licht im wesentlichen undurchlässig ist.

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Die Keramikkristall-Verschluasanordnung kann selbst dazu verwendet werden, Bilder aufzubauen, indem die LichtdurohlässigkeitszuBtände der lokalen Verschlussteile selektiv gesteuert werden· Die Mosaiklinse 24 und die Keramikkristall-Verschlussanordnung 26 gemäss Fig. kann auf diese Weise ähnlich verwendet werden wie eine Fernsehbildröhre oder eine Kathodenstrahlröhre. In diesem Fall werden die
Elemente 22 und 23 durch eine Lichtquelle ersetzt, und der Film 25 wird durch einen Schirm ersetzt, beispielsweise eine lichtdurchlässige Mattscheibe, die dicht an der Verschlussanordnung angeordnet ist· Die Mosaiklinse wird mit Bezug auf die KeramikkriBtall-Verschlussanordnung so angeordnet, daß Lichtpunkte auf der Keramikplatte auf den Teilen der Platte fokussiert werden, die zwischen den Elektroden
liegen· Die durchgelassenen Lichtpunkte, die ein Bild entsprechend der Anordnung der durohlässigen Teile der Keramikplatte repräsentieren, werden von der Mattscheibe gestreut, so daß ein Bild entsteht.

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Claims

Patentansprüche

ii Brennebenen^Verschlussanordnung, gekennzeichnet durch eine Mosaiklinse, mit der auftreffendes Licht in eine Vielzahl von intensiven Punkten in einer Ebene im Abstand von der Mosaiklinse fokussiert wird, die das auf die Mosaiklinse auf· treffende Lioht repräsentieren, eine Verschlussanordnung aus einem keramischen Kristall, die aus einer Platte aus eines ferroelektrischen keramischen Material besteht, das bei Polarisation ein anisotropes optisches Verhalten zeigt, und eine Anzahl Elektroden, die über der Fläche dieser Platte angeordnet sind, vm von aussen an lokalisierte Teile der Platte elektrische Polarisationsfeider anzulegen, wobei der keramische Kristall in der Bildebene der Mosaiklinse angeordnet ist, und Steuereinrichtungen, mit denen die Elektroden des keramischen Kristalls elektrisch gesteuert werden, um diesen zu verschliessen oder selektiv die von der Moeaiklinse darauf gebildeten Lichtpunkte durchzulassen·
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Kristall mit Bezug auf die Mosaiklinse so angeordnet ist, dass im wesentlichen alle fokuseierten Lichtpunkte auf Teilen der Platte zwischen den verschiedenen Elektroden fokussiert werden.
3· Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Objektivlinse vorgesehen ist, mit der Licht von einem Gegenstand auf die Moeaiklinse fokussiert wird.

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4· Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Feldlinse ia Abstand von der Objektivlinse vorgesehen ist·
5· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Mosaiklinse im Abstand von des keramisohen Kristall auf dessen von der ersten Mosaiklinse abge- · wandten Seite angeordnet ist und durch den keramischen Kristall durchgelassenes Licht zu einem wiederhergestellten Bild in einer von der zweiten Mosaiklinse entfernten Ebene fokussiert·
6· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 51 dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Mosaiklinse abgewandten Seite des keramisohen Kristalls ein Schirm angeordnet ist, vorzugsweise dicht am keramisohen Kristall.
7· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bildebene der Mosaiklinse, bzw. der zweiten Mosaik·· linse, ein fotografischer Film vorgesehen ist·
8. Anordnung naoh Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, dass der fotografische Film quer über die Bildebene der Mosaiklins· beweg*· bar montiert ist, und dass die Mosaiklinse, bzw. die zweite Mosaiklinse, so mit Bezug auf die Laufrichtung des Filmes orientiert ist, dass die Belichtungszeile auf dem Film, die von irgendeiner Teillinse der Mosaiklinse erzeugt wird, im wesentlichen mit Belichtungszeilen auf dem Film von anderen Teillinsen nicht überlappt»

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