DE2011789A1

DE2011789A1 - Anordnung zur granulationsfreien Streu ung von kohärentem Licht

Info

Publication number: DE2011789A1
Application number: DE19702011789
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Ing 8000 München Kiemle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-03-12
Filing date: 1970-03-12
Publication date: 1971-09-30
Also published as: FR2081875A1; DE2011789C3; LU62767A1; NL150918B; NL7103352A; DK124781B; CA963136A; NO128131B; DE2011789B2; GB1327705A; FR2081875B1; BE764186A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT · München 2, den -1 2. MRZ1970 BERLIN?%ND MÜNCHEN . Witteisbacherplatz 2

VPA /

VO/70

Anordnung zur granulationsfreien Streuung von kohärentem Licht

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur granulationsfreien Streuung von kohärentem Licht.

Wird ein lichtstreuender Körper mit kohärentem Licht beleuchtet, so erscheint dieser einem Betrachter nicht einheitlich hell, sondern hat ein körniges, grießähnliches Aussehen, selbst wenn die Beleuchtung völlig gleichmäßig erfolgt. Diese Erscheinung wird "Granulation" genannt. Sie ist beispielsweise in der Dissertation T.H. Wien von G. Schiffner, 1966 "Die Granulation im diffus gestreuten Laserlicht" eingehend behandelt. Die Granulation kommt dadurch zustande, daß von den Streuzentren nach dem Huygensschen Prinzip elementare Kugelwellen gestreut werden, die alle untereinander kohärent sind, miteinander interferieren und dabei ein ortsfestes Interferenzfeld bilden.'Weil die Phase ihrer Reflexion von Streuzentrum zu Streuzentrum statistisch schwankt, ist das Interferenzfeld eine statistische Verteilung von Hell und Dunkel. Dadurch entsteht der körnige Eindruck des mit kohärentem Licht bestrahlten Körpers.

Bei Betrachtung von Bildern, die mit kohärentem Licht auf eine diffus streuende Fläche projiziert werden, wirkt sich die Granulation äußerst störend aus. Sie ist umso unangenehmer, je größer der Detailreichtum der Bilder ist.

Nach dem Stand der Technik kann die Granulation nur durch bewegte, beispielsweise rotierende Mattscheiben, beseitigt werden. Mechanisch bewegte Teile in Geräten sind"aber unerwünscht und können auch nicht in beliebiger Größe und Präzision hergestellt werden.

1098 4 0/U 3 9

VPA 9/712/0015 Jk/The

-Z-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, die es ermöglicht, kohärentes Licht so zu streuen, daß die Erscheinung dar Granulation im Streulicht nicht auftritt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß -der das kohärente Licht streuende Körper ein zwischen geeigneten Elektroden angeordneter nematischer Flüssigkristall ist.

Ein Flüssigkristall ist eine organische chemische Substanz, die im Gegensatz zu gewöhnlichen Flüssigkeiten gewisse Eigenschaften von Kristallen aufweist. Nematische Flüssigkristalle sind beispielsweise in der Literaturstelle G.W. Gray, "Molecular structure and the properties of liquid crystals", Academic Press London/New York, 1962, beschrieben. Ein derartiger Flüssigkristall wirkt in dünnen Sichten klar und durchsichtig. In dieser Phase existiert unter den Molekülen des Stoffes ein über makroskopische Bereiche ausgedehnter Ordnungszustand, wie er für Kristalle typisch ist. Wird senkrecht zur Flächenausdehnung einer solchen dünnen Schicht ein elektrisches Feld angelegt, so bilden sich bei sich langsam steigernder Feldsteärke ausgeprägte streifenförmige Domänen. Bei weiterer Steigerung der Feldstärke geraten die Domänen langsam in Bewegung, wobei sie sich in kleinere Bereiche aufteilen. Dies setzt sich so lange fort, bis bei Erreichen eines bestimmten Wertes der Felds18:ke in der Größenordnung von 20 kV/cm kleine Kristallbereiche von wenigen/um Durchmesser in rascher regelloser Bewegung durcheinanderwimmeln. In diesem Zustand wirkt die Schicht stark licht streuend.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein derartiger, in den streuenden Zustand gesteuerter nematischer

VPA ·)/ >\:i/j9)b -

Flüssigkristai.1 einfallendes kohärentes Licht inkohärent streut, wodurch auch die Erscheinung der Granulation beseitigt ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß infolge der raschen Bewegung der Streuzentren das Interferenzfeld der gestreuten Elementarwellen so rasch as ine Struktur ändert, d.h. seine "Granulationskörner" so rasch entstehen, verschwinden und an anderer Stelle in anderer Form und Verteilung wiederkehren, daß das Auge mit seiner Trägheit nicht mehr darauf anspricht.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfiriäur.gsgemäSen Anordnung besteht darin, daß die Elektroden durch zwei mit elektrisch leitenden, transparenten Schichten überzogenen, transparenten Trägerplatten bestäien, zwischen denen eine Schicht Flüssigkristall angeordnet ist.

Als elektrisch leitende, transparente Schicht hat sich Zinnoxid als günstig erwiesen. Als weitere transparente Elektrodenmaterialien kommen Indiumoxid und ähnliche Oxide sowie dünne Metallschichten, insbesondere Silber und Gold, infrage.

Eine derartige Anordnung läßt sich in vorteilhafter Weise als Projektionsschirm für kohärentes Licht verwenden.

Derartige "Flüssigkristall-Mattscheiben" sind prinzipiell in beliebiger Größe herstellbar. Durch Abschalten des angelegten elektrischen Feldes lassen sie sich in den transparenten Zustand umschalten, was viele Einstell- und Justierprobleme beseitigt. Sie sind alterungsbeständig, wartungsfrei und ebenso genau auf die Schärfeebene eines Bildes justierbar wie gewöhnliche Mattscheiben.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung noch näher erläutert werden.

VPA 9/712/OOI5 -4-

109 84.0/14 39

BAD QRtO)NAt

-A-

Me Figur zeigt den typischen Aufbau der erfindungsgemäßen "Flüssigkristall-Mattscheibe". Sie besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten Trägerplatten 1 aus Glas und der zwischen den Trägerplatten liegenden Schicht des nematischen Flüssigkristalls 2. Die Trägerplatten 1 sind an ihren, dem Flüssigkristall 2 zugewandten Oberflächen mit je einer Schicht 3 Zinnoxid überzogen, die an den Kannten der Trägerplatten 1 mit den elektrischen Anschlüssen 4 kontaktiert sind. Die Schicht 3 aus Zinnoxid ist elektrisch leitend und optisch transparent.

Durch Anlegen einer genügend hohen elektrischen Spannung an die Anschlüsse 4 entsteht in dem Flüssigkristall 2 senkrecht zu seiner Erstreckung ein elektrisches Feld, welches den Flüssigkristall in den lichtstreuenden Zustand steuert.

Bei der Wiedergabe des Hologramms 5 mit der kohärenten Wiedergabewelle 6 erscheint das auf der Flüssigkristail-Mattscheibe abgebildete Objekt 7 ohne die sonst bei Streuung von kohärentem Licht auftretende Granulation.

1 Figur

4 Patentansprüche

VPA 9/7 W001b

-5-109PA0/U3 9

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zur granulationsfreien Streuung von kohärenten Licht, dadurch gekennzeichnet , daß der das kohärente Licht streuende Körper ein zwischen geeigneten Elektroden angeordneter nematischer !Flüssigkristall

(2) ist.

2. Anordnung nach Anspruch ,1,. dadurch gekennzeich net , daß die Elektroden aus zwei mit elektrisch leitenden, transparenten Schichten (3) überzogenen, transparenten Trägerplatten (1) bestehen, zwischen denen eine Schicht Flüssigkristall (2) angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net , daß die elektrisch leitende, transparente Schicht

(3) aus Zinnoxid besteht.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» g e k e η η zeichnet durch seine Verwendung als Projektionsschirm für kohärentes Licht.

VPA 9/712/0015

1098A0/U39

Leerseite