DE1936714A1

DE1936714A1 - Optical device for displaying video signals that operates without deflection

Info

Publication number: DE1936714A1
Application number: DE19691936714
Authority: DE
Inventors: Reitz Eugene Andrew; Dentino Mauro Joseph
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1969-07-18
Filing date: 1969-07-18
Publication date: 1971-02-04

Description

Ohne Ablenkung arbeitende optische Einrichtung zum Darstellen von Videosignalen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Anzeigevorrichtung und insbesondere eine ohne Ablenkung arbeitende optische Verarbeitungseinrichtung zum Darstellen von Videosignalen.Optical device operating without deflection for displaying Video signals The present invention relates to an optical display device and more particularly, a non-deflection optical processing device for displaying video signals.

Zum Darstellen von periodischen Videoinformationen, wie z.B. dem Videobereich-Aufzeichnungsausgangssignal eines impulsweise arbeitenden Energiesystems, sind Kathodenstrahlröhren verwendet worden, in denen ein Elektronenstrahl einen Punkt auf der Leuchtschicht eines Bildschirms schreibt und das Leuchten des Punktes bewirkt. Durch Ablenken des Strahles über ein Liniensegment auf dem Schirm und mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit synchron mit der Impulsgabe des impulsweise arbeitenden Energiesystems, während der Strahl mit einem Empfängervideoausgangssignal des impulsweise arbeitenden Energiesystems intensitätsmoduliert wird, wird ein Videobereichs-Aufzeichnungssignal durch eine solche Anzeigevorrichtung dargestellt.For displaying periodic video information such as the video area record output a pulsed energy system, cathode ray tubes are used in which an electron beam makes a point on the luminescent layer of a screen writes and causes the point to glow. By deflecting the beam over a line segment on the screen and synchronously at a uniform speed with the impulses of the pulsed energy system, while the beam with a receiver video output signal of the pulsed power system is intensity-modulated, a video area recording signal is generated by a such display device shown.

Das Ablenken wird mit Hilfe von Ablenkschaltungen bewirkt, die Strahllagesteuermittel entsprechend dem Systemauslösesignal des impulsweise arbeitenden Energiesystems steuern. In den Ablenkschaltungen müssen Eichmittel vorhanden Sein, um die Koinzidenz des Elektronenstrahlablenkzyklus' synchron mit den Impuls folgeintervallen des impulsweise arbeitenden Energiesystems sicherzustellen und eine genaue Bereichsdarstellung zu schaffen. Außerdem müssen Quellen hoher Spannung und zugehörige Stromquellen zum Versorgen dieser Kathodenstrahlanzeigevorrichtung vorgesehen werden. Weiterhin sind solche Vorrichtungen zerbrechlich und der Beschädigung oder dem Bruch bei Schwingur.gen mi hohem g1 oder großen Stößen ausgesetzt.The deflection is effected by means of deflection circuits, the beam position control means according to the system trigger signal of the pulsed energy system steer. Calibration means must be present in the deflection circuits in order to ensure the coincidence of the electron beam deflection cycle synchronously with the pulse following intervals of the pulse-wise working energy system and an accurate representation of the area create. In addition, high voltage sources and associated power sources must be used Supplying this cathode ray display device can be provided. Furthermore are such devices fragile and the Damage or the Rupture due to vibrations caused by high g1 or exposed to large impacts.

Außerdem sind derartige mit einem abgelenkten Elektronenstrahl arbeitende Anzeigevorrichtungen in der Geschwindigkeit begrenzt, mit der Daten verärbeitet werden können, weil der Elektronenstrahl mit der Systemimpulsfolgefrequenz*und synchron rnit der interessierenden Bereichszeitintervall abgelenkt werden m@ß.In addition, those are those that operate with a deflected electron beam Display devices limited in the speed with which data is processed can be because the electron beam with the system pulse repetition rate * and synchronous must be diverted with the time interval of interest.

Weiterhin ist die Bandbreite der Anzeige durch die Zeitkonstanten der verwendeten elektromagnetischen oder elektrostatischer, Ablenksteuerung begrezt.Furthermore, the bandwidth of the display is determined by the time constants the electromagnetic or electrostatic deflection control used is limited.

Außerdem ist der Helligkeitsbereich des von der durch den Elektronenstrahl angeregten Leuchtschirrnsubstanz der Kathodenstrahlröhre erzielten Bildes begrenzt, was eine Videoamplitudendynamikbegrenzung darstellt. Eine solche begrenzte Helligkeit begrenzt außerdem die Umgebungslichtwertbedingungen, unter denen solche Anordnungen betrachtet werden können. Darüber hir.aus gibt es praktische Einschränkungen der maximalen Größe, bis zu der solche Kathodenstrahlröhren gebaut werden können. Derartige Einschränkungen sowohl in der Größe als auch in der Helligkeit begrenzen somit die Größe der Zuschauerschaften, die effektiv eie einzige dieser Einrichtungen benutzen können.In addition, the brightness range is that of that by the electron beam stimulated luminous substance of the cathode ray tube limited image obtained, which is a video amplitude dynamic limit. Such a limited brightness also limits the ambient light level conditions under which such arrangements can be viewed. Furthermore, there are practical restrictions on the maximum size up to which such cathode ray tubes can be built. Such Limitations both in size and in brightness thus limit the The size of the audience effectively using one of these facilities can.

Es ist früher versucht worden, die Einschrånkungen in der Da stellungsgröße und der Helligkeit von Kathodenstrahlröhrenanordnungen durch Einsetzen von elektrooptischen Einrichtungen zu beseitigen, in denen der abgelenkte Elektronenstrahl ein elektrooptisches Material erregt, um- die Polarisation der abgetas,'te ten' Teile desselben für. die Bildmodulation eines projizierten Lichtstrahls zu modulieren (Pockel-effekt). Solche Einrichtungen sind Jedoch selbst den oben erwähnten Nachteilen der mit abgelenkten Elektronenstrahl arbeitenden Anordnungen unterworfen.Attempts have been made earlier to limit the size of the display and the brightness of cathode ray tube assemblies by employing electro-optic Eliminate facilities in which the deflected electron beam is an electro-optical Material excited to - the polarization of the scanned, 'th' parts of the same for. to modulate the image modulation of a projected light beam (Pockel effect). Such devices, however, are sidelined with the disadvantages mentioned above Subject to electron beam working arrangements.

Außerdem, begrenzt die Zeitkonstarite des elektrooptischen Effekts die Geschwindigkeit, mit der solche Anordnungen abgetastet werden können. Weiterhin werden bei der Erzeugung des zugehörigen in bestimmter Weise linear polarisierten Lichtes große Mengen Wärme umgesetzt. Ferner sind bei der praktischen Herstellung von Elektronenstrahlröhren, die derartiges elektrooptisches Material verwenden, viele Schwierigkeiten aufgetreten, die z.B. von der Entgasung und der Elektronenstrahlausbrennung derartigen elektrooptischen Materials herrühre.In addition, it limits the time constants of the electro-optical effect the speed at which such arrangements can be scanned. Farther are linearly polarized in a certain way when generating the associated Light converted large amounts of heat. Furthermore, in practical manufacture of cathode ray tubes using this type of electro-optical material, many difficulties occurred, e.g. from degassing and electron beam burnout such electro-optic material originate.

Gem§B den Gedanken der vorliegenden Erfindung wird eine ohne Ablenkung arbeitende reste optische Verarbeitungseinrichtung grosser Bandbreite tum Darstellen von amplitudenmodulierten Videosignalen verwendet, wobei die Nachteile von Kathodenstrahiröhren vermieden werden und der Notwendigkeit rur mit Ablenkung arbeitend. linrichtungon und den Bandbreiteeinschränkungen derselben begegnet wird.In accordance with the spirit of the present invention, there is no distraction working remnants of optical processing equipment with a large bandwidth of amplitude-modulated video signals, with the disadvantages of cathode ray tubes to be avoided and the need for only working with distraction. linrichtungon and the bandwidth constraints of the same are met.

Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen hervor.The objects on which the invention is based emerge from the following Description in conjunction with the accompanying drawings.

Figur 1 ist eine schematische Anordnung, teilweise in Blockform, eines Systems, bei dem der Gedanke der Erfindung benutzt wird.Figure 1 is a schematic arrangement, partly in block form, of one System in which the concept of the invention is used.

Figur 2 ist eine Gruppe von zeitlichen Verläufen, die die Eingangssignale und das Verhalten verschiedener Teile des Systems von Figur 1 zeigen.Figure 2 is a set of time courses showing the input signals and show the behavior of various parts of the system of FIG.

Figur 3 ist ein Spektraldiagramm eines repräsentativen Ausgangssignals des Zeitbereich/Frequenzbereich-Umsetzers von Figur 1 und die Figuren 4a>- 4b, 4c und 4d sind schematische Anordnungen eines als Beispiel dienenden Raumfrequenzlichtmodulators, die die Arbeitsprinzipien desselben zeigen.Figure 3 is a spectral diagram of a representative output signal the time domain / frequency domain converter of Figure 1 and Figures 4a> - 4b, 4c and 4d are schematic arrangements of an exemplary spatial frequency light modulator; which show the working principles of the same.

In Figur 1 ist eine schematische Anordnung, teilweise in Blookform, eines Systems gezeigt, das das Konzept der Erfindung verwendet. Dabei ist ein Zeitbereich/Frequenzbereich-Umsetzer 10 vorgesehen, mit einer Videoeingangssignalklemme 12, die dazu vorgesehen ist, mit dem Videoausgang eines (nicht dargestellten) Empfängers eines impulsweise arbeitenden Energiesystems verbunden zu werden. Der Umsetzer 10 spricht'auf ein an der ,Klemme 12 zugeführtes periodisches Videoeingangssignal, A(t), an, um ein spektrales Ausgangssignal A(f) mit einer spektralen Energieverteilung oder eine spektralen Di chte funktion zu erzeugen, die ein Frequenzbereich ist, der dem Zeitbereichamplitudenmodulationsverlauf des zugeführten periodischen Videoeingangssignals analog ist. Diese Wirkungsweise wird mit Hilfe eines gewobbelten Impulskompressionssystems erreicht, das synchron mit dem Systemauslösesignal (Kurve 20 in Figur 2) des verwendeten impulsweise arbeitenden Energiesystems arbeitet, wobei das Wobbelintervall eines gewobbelten Trägers dem Impulsfolgeintervall des verwendeten impulsweise arbeitenden Energiesystems entspricht und der gewobbelte Träger durch das an der Klemme 12 zugeführte Videoeingangssignal amplitudenmoduliert ist.In Figure 1 is a schematic arrangement, partly in bloom form, of a system employing the concept of the invention. There is a time domain / frequency domain converter 10 provided, with a video input signal terminal 12, which is intended to to the video output of a receiver (not shown) of a pulsed receiver Energy system to be connected. The converter 10 responds to the "terminal" 12 applied periodic video input signal, A (t), to produce a spectral output signal A (f) with a spectral energy distribution or a spectral density function to generate, which is a frequency range that corresponds to the time-domain amplitude modulation curve of the supplied periodic video input signal is analog. This mode of action is achieved with the help of a swept pulse compression system that is synchronous with the system trigger signal (curve 20 in Figure 2) of the pulsed operating used Energy system works, the wobble interval of a wobbled carrier being the Pulse train interval corresponds to the pulsed energy system used and the wobbled carrier by the video input signal applied to terminal 12 is amplitude modulated.

Der Aufbau für eine solche Impulskompressionsanordnung in Figur 1 umfaßt eine Quelle 13 für eine Wobbelspannung oder einen Generator für eine periodisch zeitlineare Anstiegsfunktion, der entsprechend dem Anlegen eines Systemauslöseeingangssignals an der Klemme 14 von dem impulsweise arbeitenden Energiesystem gesteuert wird. Das Ausgangssignal des Generators 13 wird als Steuereingangssignal für einen spannungsgesteuerten Oszillator 15 verwendet, der daraus ein gewobbeltes oder vibrierendes Trägers gangssignal (als Kurve 22 in Figur 2 gezeigt) erzeugt. Mit anderen Worten, die Trägerfrequenz ist kennzeichnend für die Bereiohszeit, Das vibrierende Trerausgangssignal von dem Oszillator 15 wird durch einen An-'tudenmodulator 16 entspreohend dem an der Klemme 12 zugeführten Yideoeingangssignal A(t) <dargestellt als Kurve 21 in Figur 2) amplitudenmoduliert und ergibt eine spektrale Energieverteilung A(f), wie sie als Kurve 24 in Figur 3 dargestellt ist. Mit anderen Worten, die der Bereichszeit analoge Trägerfrequenz wird moduliert, um eine spektrale Verteilungsfunktion, A(f), zu erzeugen, die ein Analogon zu der Zeitbereichsfunktion, A(t), ist.The structure for such a pulse compression arrangement in FIG. 1 comprises a source 13 for a wobble voltage or a generator for a periodic Time-linear rise function corresponding to the application of a system trigger input signal at terminal 14 is controlled by the pulsed energy system. That The output signal of the generator 13 is used as a control input signal for a voltage-controlled Oscillator 15 is used, the output signal therefrom a wobbled or vibrating carrier (shown as curve 22 in Figure 2). In other words, the carrier frequency is indicative of the ready time, the vibrating door output signal from the Oscillator 15 is controlled by an hour modulator 16 corresponding to that at the terminal 12 supplied Yideo input signal A (t) <is shown as a curve 21 in Figure 2) is amplitude-modulated and results in a spectral energy distribution A (f), as shown as curve 24 in FIG. In other words, the area time analog carrier frequency is modulated to produce a spectral distribution function, A (f), which is an analog of the time domain function, A (t).

Dieses amplitudenmodulierte gewobbelte Trägerausgangssignal des Modulators 16 wird dann als Eingangssignal einer angepaßten dispersen Verzögerungsleitung 17 zugeführt, die an den gewobbelten Betrieb des Oszillators 15 und des Generators 13 angepaßt ist.This amplitude modulated swept carrier output of the modulator 16 is then used as the input signal of an adapted disperse delay line 17 fed to the swept operation of the oscillator 15 and the generator 13 is adapted.

Mit anderen Worten, die angepaßte Verzögerungsleitung 17 verzögert das daran anliegende frühe Trägerfrequenzeingangssignal relativ zu der späteren Trägerfrequenz, um ein impulskomprimiertes Ausgangs signal zu erzeugen (wie es als Kurve 23 in Figur 2 dargestellt ist) mit einer spektralen Dichtefunktion A(f), die derjenigen entspricht, die in Figur 3 gezeigt ist. Die Frequenzen fc1 und fc2 , bei denen Energiedichtespitzen auftreten, sind Jene analoge Frequenzen, die den Bereichs zeiten t01 und t02 in Figur 2 entsprechen, bei denen diskrete 'XSollsignale" oder Amplitudenmodulationsspitzen in den als Kurve 21 dargestellten Videobereichs-Aufzeichnungssignal auftreten.In other words, the matched delay line 17 delays the applied early carrier frequency input signal relative to the later one Carrier frequency to generate a pulse-compressed output signal (as it is as Curve 23 is shown in Figure 2) with a spectral density function A (f), the corresponds to that shown in FIG. The frequencies fc1 and fc2, at which energy density peaks occur, those are analog frequencies that the Area times t01 and t02 in FIG. 2 correspond to discrete 'XSollsignals' or amplitude modulation peaks in the video area recording signal shown as curve 21 appear.

Das komprimierte Ausgangssignal A(f) der angepaßten Verzögerungeinrichtung 17 wird als Eingangssignal einer "Raumfrequenz"-lichtmodulationseinrichtung in Figur 1 zur räumlichen Modulation einer ausgeblendeten kohärenten Lichtquelle zugeleitet. Eine solche "Raumfrequenz"modulationseinrichtung enthält eine transparente Ultraschallverzögerungsleitung 26, deren Länge quer zu dem zu modulierenden Lichtstrahl orientiert ist, wobei an einem Ende der Länge ein Spannungs/Druck-Wandler 27 mit dem Ausgang der angepaßten Verzögerungseinrichtung 17 gekoppelt ist und an deren anderem Ende sich eine akustische Abschlußimpedanz 28 befindet. Das Zuführen des komprimierten Ausgangssignals von der Umsetzereinrichtung 10 als Eingangssignal zu dem Wandler 27 für die Ultraschallverzögerungsleitung 28 äußert sich in einer Modulation des Brechungsindex1 der Leitung 26, wobei sich der Modulationseffekt längs der Leitung 26 als Druckwelle in der Form einer Gruppe von abwechselnd komprimierten und gedehnten Teilen färtpflanzt, deren räumliche Periodizität eine "Raumtrequenz" darstellt, die dem spektralen Gehalt (oder Frequenzen in dem Zeitbereich) des ihr zugeführten komprimierten Eingangssignals entspricht. Eine solche Druckwelle erzeugt entsprechende Änderungen in dem Brechungsindex der Verzögerungsleitung 26 und äussert sich in einer Beugung und einer Winkelabweichung der Wellenfront des daraus austretenden Lichtes.The compressed output signal A (f) of the matched delay device 17 is used as the input signal of a "spatial frequency" light modulator device in FIG 1 for spatial modulation of a masked coherent light source. Such a "spatial frequency" modulation device contains a transparent ultrasonic delay line 26, the length of which is oriented transversely to the light beam to be modulated, with an one end of the length a voltage / pressure converter 27 with the output of the matched Delay device 17 is coupled and at the other end there is an acoustic Terminating impedance 28 is located. The supply of the compressed output signal from the Converter device 10 as an input signal to converter 27 for the ultrasonic delay line 28 is expressed in a modulation of the refractive index1 the line 26, the modulation effect along the line 26 as a pressure wave planted in the form of a group of alternately compressed and stretched parts, whose spatial periodicity represents a "spatial frequency" that corresponds to the spectral content (or frequencies in the time domain) of the compressed input signal applied to it is equivalent to. Such a pressure wave creates corresponding changes in the refractive index of the delay line 26 and is expressed in a flexion and an angular deviation the wave front of the light emerging from it.

Das austretende Licht von der Leitung 26 läuft durch eine Fokusierungslinse 29, die die nicht gebeugten Teile oder die Teile O-ter Ordnung des austretenden Lichtes in einer Brennebene zu Anzeige- oder Aufzeichnungszwecken sammelt. Jede Bildlage in der Brennebene und parallel zu der akustischen Ausbreitungsrichtung in der Leitung 26 entspricht einer zugehsrigen akustischen Modulationsfrequenz, wobei eine solche Modulationsfrequenz für einen bestimmte Bereichszeit des an der Klemme 12 in Figur 1 zuge für ten Videobereichs-Aufzeichnungseingangssignals kennzeichnend ist, wodurch auch die Brennebene 30 als Frequenzebene bezeichnet wird. Mit anderen Worten, eine derartige Brennebenenlage ist kennzeichnend für die Bereichszeit des 'tSollsignals", das Anlaß zu einem Bild an dieser Stelle gibt.The exiting light from line 26 passes through a focusing lens 29 representing the non-flexed parts or the O-th order parts of the exiting Collects light in a focal plane for display or recording purposes. Every Image position in the focal plane and parallel to the acoustic propagation direction in line 26 corresponds to an associated acoustic modulation frequency, where such a modulation frequency for a certain area time of the Terminal 12 in Figure 1 is indicative of th video range record input signal is, whereby the focal plane 30 is also referred to as the frequency plane. With others In other words, such a focal plane position is characteristic of the area time of the 'tSollsignals' which gives rise to an image at this point.

Die Konstruktion, Anordnung und Arbeitsweise einer solchen U1-traschallichtzelle oder eines solchen Ultraschallichtmodulators ist in der Technik gut bekannt.The construction, arrangement and mode of operation of such a U1-trasound cell or such an ultrasonic light modulator is well known in the art.

Das Phänomen der Beugungsmodulation von ausgeblendetem Licht in einem Medium mit druckabhängigem Brechungsindex mit Hilfe akustischer Wellen oder Druckwellen, die sich quer zu dem Lichtstrahl ausbreiten, ist ebenfalls in der Technik gut bekannt und wird in der Literatur als Braggwinkelreflexion bei der Anwendung des Debye-Sears-effekt erwähnt.The phenomenon of diffraction modulation of blocked light in one Medium with pressure-dependent refractive index with the help of acoustic waves or pressure waves, which is perpendicular to the light beam spread is also in the Technique well known and used in the literature as Bragg angle reflection the Debye-Sears effect mentioned.

Dieses Phänomen ist kurz erläutert folgendermaßen: Nach Figur 4a wird ausge@lendetes Licht mit einer Wellenlänge N1, das eine Trägerfrequenz @@1 darstellt, durch eine transparente Ultraschallverzögerungsleitung 26 (einer Ultraschailzelle) geschickt und durch eine Fokusierungslinse 29 in einem Brennpunkt 31 fokusiert, der sich in der optischen Mitte der Brennebene 30 dieser Linse befinden kann. Die Modulation des Brechungsindex eines Ausbreitungsmediums Enit druckabhängigem Brechungsindex durch eine querverlaufende akustische Welle oder Druckwelle mit einer Wellenlänge il die einer akustischen Frequenz 5 ent-5, spricht, äußert sich darin in einer modulierten räumlichen Periodizität. Diese räumliche Periodizität in dem modulierten Brechungsindex ergibt eine Phasenmodulation der Trägerlichtwellenlänge und bildet ein oberes unc i unteres Seitenband ( # 1 # # s), von denen Jedes welse zugehörige Wellenfrontrichtung hat, die in entgegengesetzter Richtung von der Richtung der Trägerlichtwellenfront abweicht, wie in Figur 4b gezeigt ist.This phenomenon is briefly explained as follows: According to FIG emitted light with a wavelength N1, which represents a carrier frequency @@ 1, through a transparent ultrasonic delay line 26 (an ultrasonic cell) skillfully and focused through a focusing lens 29 at a focal point 31, which can be located in the optical center of the focal plane 30 of this lens. the Modulation of the refractive index of a propagation medium Enit pressure-dependent refractive index by a transverse acoustic wave or pressure wave with one wavelength That corresponds to an acoustic frequency 5, expresses itself in it in a modulated one spatial periodicity. This spatial periodicity in the modulated index of refraction results in a phase modulation of the carrier light wavelength and forms an upper unc i lower sideband (# 1 # # s), each of which catfish has associated wavefront direction which is in the opposite direction from the direction of the carrier light wavefront differs, as shown in Figure 4b.

Eine Zunahme der Frequenz der modulierenden akustischen Welle ( # s2 > # s1) vergrößert die erzielte Winkelablenkung, wie in Figur 4c gezeigt ist. Der Austritt der Trägerwellenfront und einer unerwünschten Seitenbandwellenfront kann verhindert werden, indem der Lichtweg der Verzögerungsleitung lang genug gemaeht und der Träerlichteinfallswinkel (auf die Verzögerungsleitung) auf den "Braggwinkel"-bereich ( α min < α < α max) eingestellt wird, bei dem ein konstruktiver Interferenzeffekt erzielt wird, wie er in Figur 4d gezeigt ist.An increase in the frequency of the modulating acoustic wave (# s2> # s1) increases the angular deflection achieved, as shown in FIG. 4c. The exit of the carrier wavefront and an undesirable sideband wavefront can be prevented by mowing the optical path of the delay line long enough and the angle of incidence of the carrier light (on the delay line) to the "Bragg angle" range (α min <α <α max) is set, in which a constructive Interference effect is achieved, as shown in Figure 4d.

Ein Ausblenden des austretenden Strahles kann, wenn erwünscht, vorgesehen werden, um ein Bild des modulierten austretenden Strahles und eine Mehrdeutigkeit durch Brechungskomponenten erster und höherer Ordnung zu verhindern. Die Helligkeit oder Intensität des Bildes ist nur durch die Helligkeit der ausgeblendeten Lichtquelle begrenzt, falls es für den Gebrauch unter hellen Lichtumweltbedingungen vorgesehen ist. Außerdem werden die Videobereichs-Aufzeichnungsdaten für alle Bereiche gemeinsam in den Lichtmodulator injiziert, wodurch keine Speicherzeitkonstante analog jener einer mit Ablenkung arbeitenden Elektronenstrahlanzeigevorrichtung gebraucht wird. Demzufolge ergeben sich größere Bildbandbreiten, die dadurch die Bildauflösungsgrenzen verbessern. Ferner kann ein größerer Dynamikbereich von Signalpegeln wirksam angezeigt werden.A masking of the exiting beam can, if desired, be provided be to an image of the modulated exiting beam and an ambiguity by refractive components to prevent first and higher order. The brightness or intensity of the picture is only due to the brightness of the hidden Light source limited in case it is for use under bright light environmental conditions is provided. In addition, the video area recording data for all areas injected jointly into the light modulator, which means that no storage time constant is analog that of a deflection electron beam display device is used will. As a result, larger image bandwidths result, which result in the image resolution limits to enhance. Furthermore, a wider dynamic range of signal levels can be effectively displayed will.

Demzufolge ist eine ohne Ablenkung arbeitende optische Verarbeitungseinrichtung für Videosignalen beschrieben. Obgleich die Erfindung anhand der direkten Anzeige der Ablenkwinkel in Verbindung mit den Beugungskomponenten O-ter Ordnung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und es können, wenn erwünscht, Spiegel oder Mehrfachreflexionseinrichtungen zur Winkelvervielfachung verwendet werden. Außerdem können, wenn erwünscht, Beugungskomponenten anderer oder höherer Ordnung verwendet werden.Accordingly, it is an optical processing device which operates without deflection for video signals. Although the invention is based on direct display the deflection angle is described in connection with the diffraction components of the O-th order has been, the invention is not limited thereto and it may, if desired, Mirrors or multiple reflection devices are used for angle multiplication will. In addition, if desired, diffraction components of different or higher Okay to be used.

Wenn die Länge der Verzögerungsleitungselemente einer Vielzahl von Impulsfolgeintervallen in dem erläuterten Anwendungsfall eines impulsweise arbeitenden Energiesystems entspricht, wobei die spektrale Verteilungsfunktion von mindestens zwei Impulsfolgeintervallen in entsprechenden Teilen der Verzögerungsleitung gemeinsam vorhanden sind, dann kann in der Frequenzebene eine kohqrente Bereichsintegration durchgeführt werden0 Obgleich die Erfindung anhand der Anzeige eines einzigen Bereichsaufzeichnungssignals beschrieben worden ist, ist der Umfang der Erfindung nicht darauf beschränkt und aufeinanderfolgende Bereichsaufzeichnungssignale können als Bildfeld nacheinander mit Hilfe eines Ultraschallichtmodulators angezeigt werden, der eine zweite "Raumfrequenz"modulation erzeugt, die die in Beziehung sowohl zu der ersten "Raumfrequenz"modulation als auch zu der Lichtstrahlfortpflanzungsrichtüng gekreuzt ist, wie in der Anordnung von Figur 5 gezeigt ist. ion einer solchen Anordnung ist ein zweiter "Raumfrequenz"lichtmodulator 126 in den optischen Weg des aus dem ersten Modulator 26 austretenden modulierten Lichtes eingeschaltet. Der zweite Modulator 126 verwendet eine Wandleranordnung 127 entlang einer Längsseite desselben im wesentlichen senkrecht zu der Fortpflanzungsrichtung des ausgeblendeten Strahls zum Übertragen einer Druckwelle quer zu dieser Fortpflanzungsrichtung. Auf diese Weise kann der modulierte Lichtstrahl oder das Bereichsaufzeichnungsbild so gestaltet werden, daß es sich quer bewegt.When the length of the delay line elements of a plurality of Pulse train intervals in the explained application of a pulsed working Energy system, the spectral distribution function of at least two pulse train intervals common in respective parts of the delay line are present, then a coherent area integration can be achieved in the frequency level Although the invention is carried out in terms of the display of a single area recording signal has been described, the scope of the invention is not limited thereto and successive area recording signals can be used as an image field one after the other with Using an ultrasonic light modulator, which modulates a second "spatial frequency" generated which modulation in relation to both the first "spatial frequency" as is also crossed to the direction of light beam propagation, as in the arrangement of Figure 5 is shown. One such arrangement is a second "spatial frequency" light modulator 126 in the optical path of the modulated emerging from the first modulator 26 Light switched on. The second modulator 126 uses a transducer array 127 along a longitudinal side thereof substantially perpendicular to the direction of propagation of the masked beam to transmit a pressure wave transversely to this direction of propagation. In this way, the modulated light beam or the area recording image be designed so that it moves transversely.

Bei Wahl der zweiten Modulationsfrequenz derart, daß sie gleich der Ablenkfrequenz des die azimutale Ablenkung bewirkenden impulsweise arbeitenden Energiesystems ist, kann das Bild so gemacht werden daß es synchron mit einem solchen richtungsmäßigen Ablenkimpulsenergiesystem arbeitet. Wenn ein solches System eine Hochgeschwindigkeitsabtastantenne verwendet, wie z.B. eine frequenzgetastete oder phasengetastete Anordnung, kann die Periodizität der abgelenkten Darstellung in geeigneter Weise kleiner als oder innerhalb des Bildkonservierungszeitfaktors des menschlichen Sehvermögens liegend gemacht werden, wodurch ein abgelenktes zweidimensionales Bild dargestellt werden kann.When choosing the second modulation frequency such that it is equal to the Deflection frequency of the pulsed energy system causing the azimuthal deflection is, the image can be made to be synchronous with such a directional one Deflection pulse energy system is working. If such a system is a high speed scanning antenna used, such as a frequency-keyed or phase-keyed arrangement the periodicity of the deflected display is suitably less than or is within the image preservation time factor of human vision can be made, thereby displaying a deflected two-dimensional image can.

Die Ansprechgeschwindigkeit des Wandlers 127 in Figur 5 kann durch Verringern der verteilten Kapazität oder der durch den Wandler gegebenen RC-Zeitkonstanten verbessert werden. Eine solc'he verringerte Kapazität kann zweckmäßigerweise durch Zerschneiden des Wandlers in eine Reihe von separaten oder diskreten schmaleren Elementen und Verbinden derselben zu einer Reihenschaltung erreicht werden Ein solcher zweiter Wandler kann auch in Verbindung mit der Leitung 26 verwendet werden, um die Notwendigkeit einer zweiten Leitung 126 zu umgehen.The speed of response of transducer 127 in Figure 5 can be increased by Reduce the distributed capacity or the RC time constants given by the converter be improved. Such a reduced capacity can expediently by Cutting the transducer into a series of separate or discrete narrow ones Elements and connecting them to form a series circuit can be achieved One such second converter can also used in conjunction with line 26 to avoid the need for a second line 126.

Obgleich die Einrichtung anhand eines impulsweise arbeitenden Energiesystems dargestellt und beschrieben worden ist, ist der Gedanke der Erfindung nicht darauf beschränkt. Es ist selbstserständlich, daß der Gedanke das Zusammenarbeiten mit anderen Arten von Abtastsystemen, wie z.B. Fernsehempfängern zum Darstellen von Fernsehbildern, umfaßt. Demzufolge ist eine verbesserte optische Verarbeitungseinrichtung zum Darstellen von Videosignalen beschrieben worden.Although the facility is based on a pulsed energy system has been illustrated and described, the spirit of the invention is not thereon limited. It goes without saying that the thought is working with other types of scanning systems such as television receivers for displaying Television images. Accordingly, there is an improved optical processing device has been described for displaying video signals.

Obgleich die Erfindung im Einzelnen beschrieben und dargestellt worden ist, ist es selbstverständlich, daß dies nur zum Zwecke der Erläuterung und als Beispiel geschah und nicht im Hinblick auf eine Einschränkung erfolgte. Das Wesen und der Umfang der vorliegenden Erfindung sollen nur durch die folgenden Ansprüche begrenzt sein.Although the invention has been described and illustrated in detail is, it goes without saying that this is for purposes of illustration and as a Example happened and not done with a view to limiting. The essence and the scope of the present invention is intended only by the following claims be limited.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1.) Focused optical display device, the coherent light is used and has a frequency plane (30), characterized by a time-to-frequency domain converter (10), which responds to a periodic video input signal (A (t)) ad a spectral Output signal (A (r)) with a spectral energy distribution that covers a frequency range which is analogous to the time domain of the periodic course of the video signal, and by a responsive to the spectral output signal of the converter (10) "Spatial frequency" light modulation device (26) for "spatial frequency" modulation of a coherent light source of the optical system, creating the periodic video time course can be reproduced optically at the same time in the frequency domain.

2.) Device according to claim 1, characterized in that the light modulator device (26) contains an optically transparent U1 transmission delay line for propagation a "spatial frequency" modulation across a selected optical path in the delay line.

3.) Device according to claim 1, characterized in that the light modulator device (25) first and second arrangements (26, 126) with variable optical index of refraction includes for each spreading a corresponding "spatial frequency" across a preselected optical path and a corresponding second "spatial frequency" across to both, namely the optical path.

and the propagation of the first "spatial frequency".

4.) Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the time / frequency domain converter (10) is a swept pulse compression system (13, 15, 16, 17) that works synchronously with a scanning system, the The wobble interval of a wobbled carrier is the sampling interval of the scanning system and the carrier is amplitude modulated by the video signal.

5.) Device according to one of claims 1 to 9, in conjunction with a scanning system whose video output signal provides the output signal (A (t)), wherein the scanning system includes a pulsed energy system and in at least one opening provided with the light modulator device (26) corresponds to two pulse train intervals of the pulsed energy system, resulting in a coherent area integration of the video output signal in the frequency domain (30) is effected.

6.) Device according to claim 5, wherein the time / frequency domain converter (10) an amplitude modulated carrier and a swept pulse compression system which works synchronously with the scanning system and a wobble time interval which corresponds to the sampling interval of the sampling system, and in which the Amplitude modulation input (12) of the pulse compression system on the video output signal of the scanning system responds.

7.) Device according to claim 1, 2, 3 or 5, in which the time / Frequency domain converter (10) includes a source for a swept carrier (15), which is wobbled synchronously with the pulse operation of a scanning system and its Sweep time interval corresponds to the sampling interval of the sampling system, and one Contains amplitude modulator (16), the set of the carrier source (15) is coupled and has a modulation input (12) for the time domain amplitude modulation of the wobbled carrier is responsive to the video output signal, as well as an adapted one contains dispere delay line (17) which is adapted to the wobble generator (15) is to provide a time-compressed output signal.

8.) Device according to claim 1 or 7, characterized in that the "Raumfrequency light modulator device" also includes a light modulator device (126) that are used for cross-transmission of the optically reproduced Responsive to a second modulation frequency over time.

9.) Device according to claim 1 or 7, characterized in that the "spatial frequency"! light modulator means a device (26, 126) for generating a first and a second mutually crossed "spatial frequency" modulation of the Contains light source.

10.) Device according to claim 5, characterized in that further a second "spatial frequency" light modulator means (126) is provided which on a direction deflection control operation of the pulsed power system responds to further modulation of the modulated coherent light source, whereby an essentially two-dimensional representation is generated.

11.) Focused optical display device, the coherent light used and has a frequency level, characterized by a source (15) for a wobbled carrier, by an amplitude modulator (16) associated with the Carrier source (15) is coupled and has a modulation input (12) for the time domain amplitude modulation of the swept carrier onto an input video signal responds, by an adapted disperse delay line (17) attached to the wobbled Carrier is adapted to produce a time compressed output signal and by "spatial frequency" light modulator means (26, 126) adapted for optical reproduction of the periodic video time course a first, based on the output signal of the disperse Delay line (17) responsive input (27) and a second input (127) possesses, which is based on a time-varying spectral signal for the transverse displacement of the visually reproduced video time course.

12.) Apparatus according to claim 11, characterized in that the "Spatial frequency" light modulator means (26, 126) means for generating a first and a second crossed "spatial frequency" modulation of the light source contains.

L e r s e i t e