DE2455221C3 - Optisches System - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches System zur Darstellung von Zeichen auf einer Bildplatte unter Verwendung einer von einem Beobachter aus gesehen vor der Zeichendarstellungseinrichtung angeordneten Mehrfachlochblende.

Einrichtungen zur optischen Darstellung beliebiger Zeichen werden als optische Digitalanzeiger bezeichnet und arbeiten entweder nach dem Projektionssystem mit Hilfe von bedarfsweise ausleuchtbaren Informationsträgern oder sie besitzen eine Anzahl von Zeichen oder Zeichensegmenten, die bedarfsweise anschaltbar sind, dabei ihre optischen Eigenschaften ändern und in ihrem Zusammenwirken das darzustellende Zeichen angeben.

Bei nach dem Projektionsprinzip arbeitenden Zeichendarstellungseinrichtungen ist es erforderlich, eine Bildplatte vorzusehen, auf welche die darzustellenden Zeichen projizierbar sind. Diese Bildplatte liegt in der Bildebene des bzw. der Projektionssysteme des Anzeigers. Bei Anzeigeeinrichtungen mit in einer Ebene oder in mehreren übereinanderliegenden Ebenen angeordneten, bedarfsweise anschaltbaren Zeichen wird ebenfalls eine Bildplatte verwendet, die allerdings dort weniger aus Darstellungsgründen, sondern hauptsächlich als Abdeckeinrichtung und damit zum Schutz der Anzeigeeinrichtung verwendet ist. In jedem Fall ist die Anordnung so getroffen, daß die darzustellenden Zeichen möglichst dicht unter der dem Beobachter abgekehrten Seite der Bildplatte angeordnet werden bzw. daß die Rückseite der Bildplatte die Bildebene für die darzustellenden Zeichen bildet. Diese Anordnung gewährleistet ein einigermaßen kontrastscharfes Bild.

Als Bildplatte werden in aller Regel plane Scheiben aus möglichst absorptionsfreiem Glas oder Kunststoff verwendet. Sind diese nicht nur auf der der Zeichendarstellungseinrichtung zugeordneten Seite, sondern auch auf der dem Betrachter zugewandten Seite poliert, so muß mit Reflexionen gerechnet werden, welche die Lesbarkeit der darzustellenden Zeichen beeinträchtigen. Ist die Oberseite der Bildplatten mattiert, so wird dieser Nachteil zwar vermieden; dafür jedoch wird die Kontrastschärfe der Darstellung durch Zerfließen der dargestellten Zeichen herabgesetzt.

Zur Gewährleistung eines bestimmten Mindestkontrastes ist bei Anzeigeeinrichtungen mit in mehreren übereinanderliegenden Ebenen angeordneten, bedarfsweise anschaltbaren Zeichen (DE-AS 1106541) bekannt, zwischen den Zeichenebenen und der Bildplatte eine Mehrfachlochblende vorzusehen. Durch diese Lochblende wird erreicht, daß für einen Beobachter nur diejenigen von einem angeschalteten Zeicnen ausgehenden Lichtstrahlen sichtbar iind, die etwas senkrecht auf der Bildplatte stehen. Auf diese Weise werden Verzerrungen des dargestellten Zeichens weitestgehend vermieden. Nachteilig bei einer derartigen Anordnung ist jedoch, daß nur ein relativ geringer Raumwinke! des von den angeschalteten Zeichen ausgehenden Lichtstromes für die Darstellung verwendet werden kann, daß nur eine stark gerasterte Zeichendarstellung möglich ist und daß nach wie vor eine Beeinträchtigung der Bildschärfe durch die zusätzlich erforderlichen Bildplatte erfolgt.

Es ist ferner bekannt ( K a ρ a η y : Fiber Optics, 1967, S. 219—223, Kapitel 7), bei Elektronenröhren mit konvexer Anodenfläche vor dieser eine aus einer Vielzahl optischer Leiter gebildete Faserplatte anzuordnen, über die ein ar.odenseitiges Bild auf eine plane oder sonstwie geformte Oberfläche projiziert wird. Diese Faserplatte dient dazu, Bildfehler zu vermeiden, die dadurch entstehen, daß die Anodenoberfläche der Elektronenröhre eine andere Form aufweist als die Projektionsebene bzw. die Eintrittsebene eines weiterführenden optischen Systems. Diese Faserplatten sind als Adapter zwischen Elektronenröhre und weiterführendem System zu verstehen. Mit ihrer Hilfe ist es zwar möglich, solche Bildfehler zu vermeiden, die durch unterschiedlich geformte Lichtaustritts- und Lichteintrittsflächen zweier zusammenwirkender optischer Systeme auftreten; nach wie vor bildet aber die Elektronenröhre die darzustellenden Zeichen auf der ihr zugeordneten Projektionsfläche ab, wodurch die bereits geschilderten Nachteile mangelnder Kontrastschärfe gegeben sind, die durch die aufgesetzte Faserplatte nicht eliminiert werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches System zur Darstellung von Zeichen auf einer Bildplatte zu schaffen, welches ohne zusätzlichen Bauteilaufwand eine lichtstarke, kontrastreiche und weitestgehend reflexionsfreie Darstellung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die Mehrfachlochblende als Lichtleiter-Faserplatte ausgebildet ist, die auf ihrer der Zeichendarstellungseinrichtung zugekehrten Seite poliert und auf ihrer dem Beobachter zugewandten Seite zur gleichzeitigen Verwendung als Bildplatte des Systems mattiert ist. Bei nach dem Projektionsprinzip arbeitenden Anzeigeeinrichtungen soll die dem Beobachter abgekehrte Seite der Faserplatte die Bildebene des Projektionssystems bilden.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 den Strahlenverlauf bei einer beidseitig polierten Bildplatte,

F i g. 2 bei einer einseitig mattierten Bildplatte,

Fig. 3 bei Verwendung einer beidseitig polierten Faserplatte und

F i g. 4 bei einer einseitig mattierten Faserplatte.

In Fig. 1 ist eine Bildplatte I dargestellt, die beispielsweise aus einer beidseitig polierten Glasplatte besteht. Auf der dem Beobachter abgekehrten Seite der Bildplatte liegt ein Zeichen 2 an, das dem Beobachter dargestellt werden soll. Dieses Zeichen kann beispielsweise ein turbulenter Flüssigkristall, eine angeschaltete Leuchtdiode oder ein Leuchtdiodensegment, ein durch

Glimmentladung oder Lumineszenz erregter Körper oder auch ein auf die Rückseite der Bildplatte projiziertes Zeichen sein. Von dem Zeichen 2 gehen Strahlen 3 und 4 aus, die als Zeichenbegrenzung von einem in Pfeilrichtung auf die Bildplatte 1 blickenden Beobachter wahrgenommen werden. Die Erkennbarkeit der an sich kontrastscharfen und r.ahezu unverzerrten Darstellung des Zeichens 2 leidet jedoch an störenden Lichtreflexen auf der Oberfläche der Bildplatte 1. Diese Lichtreflexe sind durch den Str :hl 5 schematisch angedeutet.

Der vorgenannte Nachteil wird vermieden bei einer Anordnung nach F i g. 2, bei der eine Bildplatte 6 vorgesehen ist, deren dem Beobachter zugekehrte Seite mattiert ist. Bei dieser Anordnung sind störende Lichtreflexe auf der Oberfläche der Bildplatte 6 zwar weitestgehend vermieden; dafür jedoch ist die Kontrastschärfe des für einen Beobachter erkennbaren Zeichens 2 geringer als bei einer Anordnung nach F i g. 1. Dies verdeutlichen die von einem gemeinsamen Zeichenpunkt ausgehenden Strahlen 7 und 8, die infolge unterschiedlich starker Brechung an der Oberfläche der Bildplatte 6 dem Beobachter den Eindruck eines verwaschenen, zerfließenden Zeichens vermitteln. Dieser Eindruck verstärkt sich mit zunehmender Dicke der Bildplatte und zunehmender Entfernung zwischen Bildplatte und Zeichen.

Bei der Anordnung nach F i g. 3 besteht die Bildplatte aus einer Faserplatte 9, die aus einem kohärenten Lichtleiterbündel gebildet ist. Das auf der dem Beobachter abgekehrten Seite der Bildplatte 9 anliegende Zeichen 2 wird dem Beobachter über die einzelnen Glasfasern verzerrungsfrei auf die ihm zugekehrte Seite projiziert und mil ausreichender Kontrastschärfe dargestellt. Die Strahlen 10 und 11 stehen dabei für eine Vielzahl von innerhalb der einzelnen Glasfasern mehrfach totalreflektierten Strahlen. Die Anordnung nach Fig. 3 hat ähnlich wie die nach F i g. 1 den Nachteil, daß die Darstellung durch störende Lichtreflexionen auf der Oberfläche der Bildplatte leidet.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung durch eine Anordnung beseitigt, die in F i g. 4 dargestellt ist. Dort ist als Bildplatte eine Faserplatte 13 aus einem kohärenten Lichtleiterbündel verwendet, die auf ihrer der Zeichendarstellungseinrichtung zugekehrten Seite poliert und auf ihrer dem Beobachter zugewandten Seite mattiert ist. Der Beobachter erhält eine äußerst ko.itrastscharfe Darstellung des Zeichens 2, das selbst bei ungünstigen Umgebungsbedingungen durch irgendwelche Lichtreflexe auf der Oberseite der Bildplatte kaum beeinträchtigt wird. Die Strahlen 14 und 15 stehen wiederum für eine Vielzahl von Strahlen, die, ausgehend vom darzustellenden Zeichen 2, in Richtung auf den angenommenen Beobachter führen. Die Kontrastschärfe des ihm dargestellten Bildes ist unter anderem wesentlich vom Durchmesser der verwendeten Lichtleiter abhängig und um so günstiger, je kleiner der Durchmesser ist. Die erfindungsgemäße Anordnung nach F i g. 4 hat gegenüber der Anordnung nach F i g. 3 den weiteren Vorteil einer besseren Erkennbarkeit des darzustellenden Zeichens 2 innerhalb eines größeren Betrachtungswinkels.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Optisches System zur Darstellung von Zeichen auf einer Bildplatte unter Verwendung einer von einem Beobachter aus gesehen vor der Zeichendar-Stellungseinrichtung angeordneten Mehrfachlochblende, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachlochblende als I.ichtleiterfaserplatte (13 in F i g. 4) ausgebildet ist, die auf ihrer der Zeichendarstellungseinrichtung zugekehrten Seite poliert und auf ihrer dem Beobachter zugewandten Seite zur gleichzeitigen Verwendung als Bildplatte des Systems mattiert ist.

2. System nach Anspruch 1, für nach dem Projektionsprinzip arbeitende Anzeigeeinrichtun- r> gen, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Beobachter abgekehrte Seite der Faserplatte die Bildebene des Projektionssystems bildet.