DE2117450C

DE2117450C - Electro-optical device for generating an image of an object

Info

Publication number: DE2117450C
Application number: DE19712117450
Authority: DE
Inventors: Walter Joseph Trenton N.J. Howarth (V.St-A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1970-04-13
Filing date: 1971-04-08
Publication date: 1973-03-22

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrooptische Einrichtung zum Erzeugen eines Bildes eines Objekts, mit einer elektronischen Abtasteinrichtung, die eine durch einen Elektronenstrahl abtastbare Elektrode mit einem durch den Elektronenstrahl selektiv deformierbaren Bauteil enthält, das derart in einem schlieren-optischen Projektionssystem angeordnet ist, daß Objektlicht, welches von deformierten Bereichen des Bauteils reflektiert worden ist, auf eine Bildempfangsanordnung projiziert wird, während Objektlicht, das von undeformierten Bereichen des reflektierenden Bauteils reflektiert worden ist, von einer Blende des schlieren-optischen Projektionssystems zurückgehalten wird.The present invention relates to an electro-optical device for generating an image of a Object, with an electronic scanning device, which is scannable by an electron beam Electrode with a selectively deformable by the electron beam component that is so in a schlieren optical projection system is arranged that object light, which is deformed by Areas of the component has been reflected, is projected onto an image receiving arrangement while Object light that has been reflected from undeformed areas of the reflective component from a diaphragm of the schlieren optical projection system is retained.

Es ist bereits eine Fernseh-Projektionseinrichtung bekannt, die ein lichtreflektierendes Medium, z. B. eine ölschicht, enthält, welches durch einen mit einem Video-Signal modulierten Elektronenstrahl abtastbar ist und dabei entsprechend der Strahlstromstärke selektiv mehr oder weniger stark verformt wird.. Das lichtreflektierende Medium wird duroh eine Lichtquelle beleuchtet und ist derart in einem schlierenoptischen Projektionssystem angordnet, daß Licht, welches von undeformierten Bereichen des Mediums reflektiert worden ist, auf eine Zentralblende auftritt und zurückgehalten wird, während ein mehr oder weniger großer Teil des Uchtes, das von deformierten Bereichen reflektiert wird, je nach dem Grade der Deformation an der Zentralblende vorbei zu einer Bildempfangsanordnung, z. B. einem Projektionsschirm, gelangen kann.It is already a television projection device known to use a light reflective medium, e.g. B. contains an oil layer, which by a with a Video signal modulated electron beam can be scanned and selectively according to the beam current strength is deformed to a greater or lesser extent .. The light-reflecting medium becomes duroh a light source illuminated and is arranged in a schlieren optical projection system that light, which has been reflected by undeformed areas of the medium occurs on a central screen and is restrained while a more or less large part of the ight from being deformed Areas is reflected, depending on the degree of deformation past the central aperture to one Image receiving arrangement, e.g. B. a projection screen can get.

Nachteilig an diesen Einrichtungen ist, daß sie eine getrennte Lichtquelle und eine Anordnung zum Modulieren der Intensität des Elektronenstrahls mit der Bildinformation benötigen. Sie können daher weder zur direkten Projektion des Bildes eines Objektes auf eine Bildempfangsanordnung, wie einen Projektionsschirm, nocht zum Erzeugen von Video-Signalen, die das Objekt darstellen, verwendet werden.The disadvantage of these devices is that they have a separate light source and an arrangement for modulating the intensity of the electron beam with the image information. You can therefore neither for direct projection of the image of an object onto an image receiving arrangement, such as a projection screen, nor can they be used to generate video signals representing the object.

Es ist ferner in der deutschen Offenlegungsschrift 2 111 176 eine elektro-optische Einrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen vorgeschlagen worden, die jedoch ebenfalls weder zur direkten Abbildung eines Objekts auf eine Bildempfangsanordnung noch zum Erzeugen von Video-Signalen, die das Objekt darstellen, verwendet werden.It is also in the German Offenlegungsschrift 2 111 176 an electro-optical device with the Features specified at the outset have been proposed, but neither for direct mapping of an object to an image receiving arrangement nor to generate video signals that contain the Represent object, can be used.

Die vorliegende Erfindung geht von der vorgeschlagenen Einrichtung aus und setzt sich zur Aufgabe, eine elektro-optische Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die sowohl zur direkten Projektion des Bildes eines Objektes als auch zum Erzeugen von Video-Signalen, die das Objekt darstellen, verwendet werden kann und sich durch besondere Einfachheit in der Konstruktion, in der Justierung und im Betrieb auszeichnen.The present invention is based on the proposed device and has the task of to specify an electro-optical device of the type mentioned, both for direct Projecting the image of an object as well as generating video signals that represent the object, can be used and is characterized by particular simplicity in construction, adjustment and in operation.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine elektro-optische Einrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Optik zum Beleuchten des reflektierenden optischen Bauteils mit Objektlicht vorgesehen ist und daß der Abtastelektronenstrahl unmoduliert ist.This object is achieved according to the invention by an electro-optical device with the initially mentioned specified features solved, which is characterized in that an optical system for illuminating the reflective optical component is provided with object light and that the scanning electron beam is unmodulated is.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further developments and refinements of the invention are characterized in the subclaims.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, es zeigtIn the following, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing indicates

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer elektrooptischen Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das zum Erzeugen eines monochromatischen Video-Signals dient,F i g. 1 shows a schematic illustration of an electro-optical device according to an exemplary embodiment the invention, which is used to generate a monochromatic video signal,

F i g. 2 eine stark vergrößerte Ansicht eines Teiles einer Elektrode einer elektronischen Abtasteinrichtung der elektro-optischen Einrichtung gemäß F i g. 1 undF i g. 2 is a greatly enlarged view of part of an electrode of an electronic scanning device the electro-optical device according to FIG. 1 and

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Teiles einer Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Erzeugen von Farb-Video-Signalen. F i g. 3 shows a schematic representation of part of a device according to an exemplary embodiment of the invention for generating color video signals.

Die in F i g. 1 als typisches AusführungsbeispielThe in F i g. 1 as a typical embodiment

der Erfindung dargestellte elektro-optische Einrieb- Elementarbereichen 31 reflektierte Licht wird von der tune enthält ein Objektiv 12, durch das Licfci, das von Zentralblende 13 abgefangen und kann dauer aen einem Objekt 11 ausgeht, auf eine als Spiegel ausge- SEV 21 uicht erreichen. Wenn die Abkhngzeit aer bUüete Zentralblende 13 eines schlieren-optischen durch den Elektronenstrahl 27 auf gebrachten Laaun-Projektionssystems geworfen wird. Das Objeküicht 5 gen 28 genügend kurz ist, was durch entsprecnenae wird von der reflektierenden Blende 13 durch einen Ausbildung oder Behandlung der Trägerplatte M Kollimator 14 auf eine lichtreflektierende Targetel ±- ohne Schwierigkeiten erreicht werden Kann, liefert die trode 15 einer Abtast-Kathodenstrahlröhre 16 gewor- Einrichtung 21 ein einer punktweisen Abtastung aes fen. Die Elektrode 15 wird durch einen unmodulierten Objektes 11 entsprechendes monochromatisches, also Elektronenstrahl von einem Strahlerzeugungssystem io Schwarz-Weiß-Videosignal an der Klemme 23. 17 abgetastet. Der Elektronenstrahl wird durch einen Fi g. 3 zeigt einen Teil eines AusführungsbeispielsThe electro-optical drive elementary areas 31 shown in the invention are reflected light from the tune contains an objective 12 through which the light, which is intercepted by the central aperture 13 and can go out from an object 11, reaches a mirror designed as a mirror. When the hangover time of the central screen 13 of a schlieren-optical is thrown by the electron beam 27 on the Laaun projection system. Objeküicht 5 gen 28 is sufficiently short, which can be achieved without difficulty by the reflecting aperture 13 by training or treating the carrier plate M collimator 14 on a light-reflecting target ± - the trode 15 supplies a scanning cathode ray tube 16 - Device 21 a point-by-point scanning aes fen. The electrode 15 is scanned by a monochromatic, ie electron beam, corresponding to an unmodulated object 11, from a beam generating system in the black-and-white video signal at the terminal 23, 17. The electron beam is through a Fi g. 3 shows part of an embodiment

Ablenkspulensatz 18 dabei rasterartig über die Eiek- der Erfindung, das Farb-Videosignale entsprechend trode 15 abgelenkt Das Auftreffen des Elektronen- einem Objekt liefert Der Einfachheit halber sind in Strahls auf einen Elementarbereich der Elektrode 15 Fig.3 nur die Zentralblende 13, das Projektionsobhat zur Folge, daß das von diesem Elementarbereich 15 jektiv 19 und die Bildempfangsanordnung dargestellt durch den Kollimator 14 reflektierte Objektlicht an Das Objektlicht, das an der Zentralblende 13 vorder Zentralblende 13 vorbei zu einem Projektionsob- " bei zum Projektionsobjektiv 19 gelangt, wird durch jektiv 19 gelangen kann, von dem es auf eine Bildemp- dieses auf einen Lichtteiler 32 geworfen, der es in fangsanordnung geworfen wird. Die nicht vom Elek- Teilfarben aufteilt. Der Lichtteiler 32 enthält getronenstrahl getroffenen Elementarbereiche der Elek- ao kreuzte dichroitische Elemente oder Spiegel 33 und trode 15 bleiben undeformiert, und das von ihnen 34. Der dichroitische Spiegel 33 läßt grünes und durch den Kollimator 14 reflektierte Licht wird von blaues Licht durch und reflektiert rotes Licht zu der Zentralblende 13 abgefangen. Auf die Deforma- einem Rot-Signal-SEV 35. Der dichroitische Spiege. tion der Elektrode 15 durch den Elektronenstrahl 14 läßt grünes und rotes Licht durch und reflektiert wird noch eingegangen. 35 das blaue I icht zu einem Blau-Signal-SEV 36. DasDeflection coil set 18 in a grid-like manner over the Eiek of the invention, the color video signals accordingly trode 15 deflected The hitting of the electron delivers an object. For the sake of simplicity, in Beam on an elementary area of the electrode 15 Fig. 3 only the central diaphragm 13, the projection obhat as a result, that of this elementary area 15 jective 19 and the image receiving arrangement shown Object light reflected by the collimator 14 to the object light that is on the central diaphragm 13 front Central diaphragm 13 passes over to a projection lens "when it reaches the projection lens 19, is through jective 19 can arrive, from which it is thrown onto a picture receiver on a light splitter 32, which it in Catch order is thrown. Which does not split up from the Elek part colors. The light splitter 32 contains separated beam The elementary areas of the electronics hit crossed dichroic elements or mirrors 33 and trode 15 remain undeformed, and that of them 34. The dichroic mirror 33 leaves green and Light reflected by the collimator 14 is passed through blue light and reflected red light too the central diaphragm 13 intercepted. On the deforma- a red signal SEV 35. The dichroic mirror. tion of the electrode 15 by the electron beam 14 allows green and red light through and reflected will be received. 35 the blue I ight to a blue signal SEV 36. That

Die Bildempfangsanordnung ist bei dem in F 1 g. 1 grüne Licht fällt durch die dichroitischen Spiegel 33 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Photosekun- und 34 auf einen Grün-Signal-SEV 37. Die Ausgangsdär-Elektronenvervielfacher (SEV) 21, an dessen signale der Rotsignal-, Blausignal- und Grunsig-Ausgang ein entsprechendes Video-Signal auftritt, das nal-SEV 35, 36 bzw. 37 werden über entsprechende von einem Video-Verstärker 22 verstärkt wird und an 30 Video-Verstärker 38, 39 bzw. 41 Ausgangsklemmen einer Ausgangskiemine 23 zur weiteren Verwendung 42,43 bzw. 44 zugeführt.The image receiving arrangement is in that in Fig. 1 g. 1 green light falls through the dichroic mirror 33 illustrated embodiment a photosecond and 34 to a green signal SEV 37. The output Där electron multiplier (SEV) 21, on whose signals the red signal, blue signal and Grunsig output a corresponding video signal occurs, the nal-SEV 35, 36 or 37 are via corresponding is amplified by a video amplifier 22 and to 30 video amplifiers 38, 39 and 41 output terminals an exit mine 23 for further use 42, 43 and 44, respectively.

zur Verfügung steht. · Die Bildempfangsanordnung kann an Stelle deris available. · The picture receiving arrangement can replace the

Die Target-Elektrode 15, die in Fig. 2 genauer SEV auch ein Projektionsschirm sein, auf den die dargestellt ist, enthält eine isolierende Trägerplatte vorliegende Einrichtung dann ein optisches Bild des 24 ζ B aus Glas, die vorzugsweise durch die Front- 35 Objekts projiziert. Das Objekt kann ganz beliebig platte der Kathodenstrahlröhre 16 (Fig. 1) gebildet sein, es kann eine reale Szene, ein Transparentbild wird Auf der einen ebenen Seite der Trägerplatte sind oder irgendeine andere Anordnung, die eine abzuDileine Anzahl von elektrischen Leitern 25 angeordnet, dende Lichtverteilung liefert, sein. An Stelle des dardie als Trägerelement dienen und auf nicht darge- gestellten schlieren-optischen Systems, bei dem die steinte Weie elektrisch miteinander verbunden sind. 40 Zentralblende 13 eine reflektierende Oberfläche aut-Der Abstand zwischen benachbarten Leitern ent- weist, durch die das Licht vom Objekt auf die biekspricht der Breite eines aufzulösenden Elementarbe- trode 15 der Röhre 16 geworfen wird, können aucn reiches des auf die Elektrode 15 abgebildeten Objekts. * andere schlieren-optische Systeme verwendet werden, Durch die Leiter 25 wird eine lichtreflektierende, z. B. Systeme, wie sie in der eingangs bereits erwannelektrostatisch deformierbare, normalerweise ebene 45 ten deutschen Offenlegungsschnft 2 Ul 176 beschne-Metallfolie 26 in einem vorgegebenen Abstand von ben sind. Bei diesen schlieren-optischen Systemen der Trägerplatte 24 gehalten. Die lichtreflektierende würde dann das Objektlioht durch eine Kollimator-Metallfolie 26 kann z. B. aus einer Nickel-, Kupfer- linse schräg auf die Targetelektrode 15 projiziert, von oder Aluminiumlegierung bestehen, sie ist so dünn, der aus es dann ebenfalls schräg in Richtung auf die daß sie für den Elektronenstrahl 27 weitestgehend 50 Zentralblende reflektiert wird. Das System enthalt ein durchlässig ist und ein Muster von elektrischen La- im Weg des schräg reflektierten Lichtes angeordnetes duneen 28 auf der isolierenden Trägerplatte 24 er- Prisma, das das Bild bezüglich des Projektionsobjek-7euet werden kann. Da der Elektronenstrahl bei der tivs und der Bildempfangsanordnung, zum Beispiel vorliegenden Einrichtung unmoduliert hl und daher dem SEV 21 in Fig. 1, orthogonalisiert. Bei einem immei die gleiche Intensität hat, ist das Ladungsmu- 55 solchen schlieren-optischen System dient die Zentralster 28 für alle Elementarbereiche der Elektrode, die blende nur zum Abfangen des Lichtes, das von undedurch den Elektronenstrahl 27 selektiv abgetastet formierten Bereichen der Elektrode 15 reflektiert werden, gleich. Dementsprechend ist auch die Defor- wird, die Zentralblende brauchte dann also keine mation aller Elementarbereiche der reflektierenden lichtrenektierende Oberflache aufzuweisen wie die Folie 26 gleichend sie hat eine solche Größe, daß das 60 Blende 13 in Fig. 1 und 3.The target electrode 15, which in Fig. 2 more precisely SEV also be a projection screen on which the is shown, contains an insulating support plate present device then an optical image of the 24 ζ B made of glass, which is preferably projected through the front 35 object . The object can be formed in any desired way on the plate of the cathode ray tube 16 (Fig. 1), it can be a real scene, a transparency is on one flat side of the carrier plate or any other arrangement which a number of electrical conductors 25 is arranged Light distribution supplies, be. Instead of that, they serve as a carrier element and on a streak-optical system (not shown) in which the stone whites are electrically connected to one another. The distance between adjacent conductors, through which the light from the object is thrown onto the width of an elementary electrode 15 of the tube 16 to be dissolved, can also reach the object imaged on the electrode 15 . * Other schlieren optical systems are used. Through the conductor 25 a light-reflecting, e.g. B. Systems, as they are in the aforementioned electrostatically deformable, normally flat 45 th German Offenlegungsschnft 2 Ul 176 snow-metal foil 26 at a predetermined distance from ben. In these schlieren optical systems, the carrier plate 24 is held. The light reflecting would then pass the Objektlioht through a collimator metal foil 26, e.g. B. from a nickel, copper lens projected obliquely onto the target electrode 15, made of or aluminum alloy, it is so thin that it is then also obliquely in the direction of the that it is largely reflected for the electron beam 27 50 central aperture. The system contains a transparent prism and a pattern of electrical charges arranged in the path of the obliquely reflected light on the insulating support plate 24, which prism can display the image with respect to the projection object. Since the electron beam in the tivs and the image-receiving arrangement, for example, the present device unmodulated hl and therefore the SEV 21 in Fig. 1 orthogonalized. If one has always the same intensity, the charge pattern is 55 such a schlieren optical system, the central star 28 is used for all elementary areas of the electrode; will be, same. The deformation is also corresponding, the central diaphragm then does not need to have any elementary areas of the reflective, light-reflecting surface like the foil 26, it is of such a size that the diaphragm 13 in FIGS.

auf einen deformierten Elementarbereich 29 fallende Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durchfalling on a deformed elementary region 29 The present invention is characterized by

Obiekllicht an der Zentralblende 13 vorbei zur Pho- kleine Abmessungen, kleines Gewicht, einfachenAutrtathode des SEV 21 gelangen kann. Der Betrag des bau und niedrige Kosten aus Sk* »«^*S:J^ von einem Elementarbereich zur Bildempfangsanord- eher aufzubauen und zu l™^u*™f*^™*r* nung reflektierten Objektlichtes hängt also aus- 65 bekannte Einrichtungen zum Erzeugen emes Video schließlich von der Leuchtdichte des entsprechenden Signals. Wenn die vorliegende Einrichtung zum ErTeiles des Objektes ab. Das auf die vom Elektronen- zeugen von Farbvideo-Sgnalcn eines Objektes ver suahi 27 nicht abgetasteten und daher undeformierten wendet wird, treten praktisch keine Probleme hin-Obiekllicht can get past the central diaphragm 13 to the photo small dimensions, small weight, simple autathode of the SEV 21. The amount of construction and low cost of Sk * "" ^ * S: J ^ rather build from pre-primary to Bildempfangsanord- and * ^ ™ * r * planning to l ™ ^u * ™ f reflected object light thus depends exclusively 65 renowned institutions Finally, to generate a video, the luminance of the corresponding signal. When the present facility is used to purchase the property. There are practically no problems that the application is made to the color video signals of an object that are not scanned by the electron generation and are therefore undeformed.

sichtlich Bilddeckung, Gradationsgleichlauf, Abschattierung und Stabilität auf, die bei den bekannten Farbfernsehkameras, die mehrere Bildaufnahmeröhren für die Verwendung der Farbauszugsignale enthalten, ' erhebliche' Schwierigkeiten bereiten können. Es ist ja z. B. nicht erforderlich, daß das Projektionsobjektiv 19 ein scharfes Bild des Objekts auf der Photokathode des oder der SEV erzeugt.visibly image coverage, gradation synchronism, shading and stability are the same as with the known Color television cameras that contain multiple image pick-up tubes for the use of the color separation signals, can cause 'considerable' difficulties. It is z. B. does not require that the projection lens 19 produces a sharp image of the object on the photocathode of the SEM.

Abschließend sei noch erwähnt, daß der Strahlenverlauf in F i g. 1 und 3 nur schematisch und nicht entsprechend den geometrisch-optischen Regeln gezeichnet ist. Finally it should be mentioned that the beam path in FIG. 1 and 3 is only shown schematically and not according to the geometrical-optical rules .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electro-optical device for generating an image of an object, with an electronic S see scanning device, which one through a Electron beam scannable electrode with an electron beam selectively deformable Contains component which is arranged in a schlieren optical projection system that Object light which has been reflected from deformed areas of the component onto an image receiving arrangement is projected while object light coming from undeformed areas of the reflective component has been reflected by a diaphragm of the Schlieren optical projection system is retained, characterized in that that an optical system (12) is provided for illuminating the reflective optical component (26) of the electrode (15) with object light and that the scanning electron beam (27) is unmodulated.

2. Device according to claim 1, characterized in that the image receiving arrangement a photosensitive device (21) which has a corresponding to the incident light from the object Video signal supplies.

3. Device according to claim 2, characterized in that that the photosensitive device comprises a photosecondary electron multiplier (21), with the output of which a video amplifier (22) is coupled.

4. Device according to claim 2, characterized in that the photosensitive device several photosecondary electron multipliers (35, 36, 37) and that the projection system contains a light splitter (32) which divides the object light falling past the diaphragm (13) Partial color light bundle divides and each can get to a multiplier.

5. Device according to claim 4, characterized in that the light splitter (32) is a set contains diochroic elements (33, 34) that convert the projected object light into a red component, green component and split blue component and each on one of three photosecondary electron multipliers (35, 36,37), which generate corresponding color video signals.

6. Device according to claim 5, characterized in that at the output of each photosecondary electron multiplier a video amplifier (38, 39, 41) is connected.