DE4015920A1

DE4015920A1 - Optischer deflektor und damit ausgestattete anzeigeeinheit

Info

Publication number: DE4015920A1
Application number: DE4015920A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Takata; Hiroo Kobayashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1990-11-22
Also published as: GB9011126D0; DE4042388C2; GB2232268A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen opti schen Deflektor, bei dem ein darauf einfallender Licht strahl bzw. ein einfallendes Strahlenbündel abgelenkt und dann wieder aus ihm austritt, sowie auf eine Anzei geeinheit zur Bildanzeige unter Verwendung des opti schen Deflektors.

Es sind bereits optische Deflektoren mit verschiedenen Anordnungen bekannt geworden.

Die Fig. 14 und 15 veranschaulichen ein Arbeitsprin zip eines optischen Deflektors, wie er beispielsweise auf den Seiten 86 ff. der Veröffentlichung "Optical Communication Circuit and System" (1. Ausgabe; veröf fentlicht durch OHMSHA, LTD. am 25. Februar 1987) be schrieben ist.

Dieser optische Deflektor stellt einen optischen Schal ter dar, der dadurch betätigt wird, daß der Anstellwin kel eines Rhomboid-Prismas gewechselt bzw. umgeschaltet wird.

Im einzelnen wird der Winkel eines Rhomboid-Prismas 1, der in diesem optischen Deflektor vorgesehen ist, zwi schen einer ersten, in Fig. 14 gezeigten Position und einer zweiten, in Fig. 15 gezeigten Position durch eine nicht dargestellte Antriebseinheit gewechselt, in der ein Elektromagnet oder dergleichen Verwendung fin det.

In der ersten Position bzw. Stellung fallen die Licht strahlen 2-1 und 2-2 senkrecht auf eine Seitenfläche 1 a des Rhomboid-Prismas 1 ein. In diesem Fall verlaufen die Lichtstrahlen 2-1 und 2-2 geradlinig im Inneren des Rhomboid-Prismas 1 weiter und treten aus einer der Seite 1 a entgegengesetzten Seite 1 b aus.

In der zweiten Stellung fallen die Lichtstrahlen 2-1 und 2-2 auf das Rhomboid-Prisma 1 in der Weise ein, daß sie einen Scheitel bzw. eine Spitze 1 c des Rhomboid- Prismas 1 übergreifen bzw. überspreitzen. In diesem Fall werden die einfallenden Lichtstrahlen 2-1 und 2-2 gebrochen, die Strahlengänge überschneiden sich gegen seitig innerhalb des Rhomboid-Prismas 1 und die Strah len treten in der Nähe des Scheitels bzw. der Spitze 1 d in einer im Vergleich zur Einfall-Lagebeziehung bezüg lich der zeichnerischen Darstellung vertikal invertier ten Lagebeziehung aus.

Es ist hervorzuheben, daß das Rhomboid-Prisma 1 einen Brechungsindex hat, der größer ist als derjenige der Umgebung bzw. der Atmosphäre.

Ein derartiger optischer Deflektor findet beispiels weise auf dem Gebiet der optischen Kommunikation als ein 2×2 Optik- Schalter Anwendung, um zwei Systeme mit einfallenden Lichtstrahlen zu versorgen, indem letztere in jeweils einen der optischen Pfade umge schaltet werden.

Zwischenzeitlich sind ebenfalls optische Deflektoren zum wiederholten Abtasten eines vorgegebenen festen Be reichs bekannt geworden.

Bei einem optischen Deflektor, der das vorstehend er wähnte Rhomboid-Prisma 1 Verwendet, wird die Austritts richtung des Lichtstrahls nicht in einem festen Zyklus verschoben, und der Bereich der Verschiebung ändert sich jedesmal, wenn die dem einfallenden Licht zugeord nete Seite wechselt. Da dieser Typ von optischem De flektor für das wiederholte Abtasten nicht geeignet ist, verwendet man als sog. Telecine- bzw. Filmabtast geräte oder -vorrichtungen, die ein derartiges Abtasten erfordern, optische Deflektoren, wie sie nachstehend näher beschrieben werden sollen.

Optische Deflektoren, die sich zum wiederholten Abta sten eignen, sind beispielsweise in der Fundstelle "4.1 Applications of Laser Scanning Technology to Informa tion Equipement" (The Journal of the Institute of Elec tronics and Communication Engineers of Japan, p. 372; Ausgabe April 1985) beschrieben. Ein solcher optischer Deflektor verwendet einen rotierenden Polygonspiegel, ein Galvanometer oder eine rotierende Hologrammplatte.

Optische Deflektoren mit derartigen Anordnungen werden für Laserdrucker, POS-Scanner, Telecine- oder Filmab tast-Geräte zum Umwandeln eines bewegten Filmbildes in ein Fernsehsignal oder andere, ähnliche Ausstattungen verwendet.

Bei derartigen, vorstehend beschriebenen Typen von op tischen Deflektoren, die zum wiederholten Abtasten ver wendet werden, zeigen sich allerdings die folgenden nachteiligen Effekte:
Zunächst erreicht der optische Deflektor unter Verwen dung eines rotierenden Polygonspiegels das wiederholte Abtasten dadurch, daß eine Winkeländerung eines reflek tierten Lichtstrahls herangezogen wird, die sich aus der Drehbewegung des rotierenden Polygonspiegels er gibt. Folglich wird als Ablenkwinkel des wiederholten Abtastens ein Winkel erreicht, der doppelt so groß ist wie ein Ecken- bzw. Spitzenwinkel eines rotierenden Po lygonspiegels. Wenn beispielsweise ein Ablenkwinkel von etwa 30° erforderlich ist, muß als rotierender Polygon spiegel ein 25seitiger Spiegel vorgesehen sein. Um die Genauigkeit des Ablenkwinkels in einem Polygonspiegel mit einer großen Anzahl von Scheiteln bzw. Kanten anzu heben, ist es erforderlich, den Durchmesser des rotie renden Polygonspiegels um ein vorbestimmtes Maß, bei spielsweise bis auf etwa 4 bis 6 cm, zu vergrößern, und zwar aus Gründen der Herstellbarkeit. Dies zieht Nach teile nach sich, die darin bestehen, daß der optische Deflektor verhältnismäßig ausladend wird und daß die zum Drehantrieb des Polygonspiegels erforderliche elek trische Leistung groß wird.

Im Falle eines optischen Deflektors unter Verwendung eines Galvanometers ist es möglich, die Anordnung im Vergleich zu einem optischen Deflektor mit einem rotie renden Polygonspiegel kompakt bzw. raumsparend zu hal ten. Da jedoch für den Antrieb des Spiegels eine elek tromagnetische Einrichtung verwendet wird, wird die Grenze für einen Abtastzyklus bei etwa 1 kHz gesetzt, so daß eine Hochgeschwindigkeitsabtastung schwierig zu realisieren ist.

Schließlich kann mit einem optischen Deflektor unter Verwendung der rotierenden Hologrammplatte das optische System mit einer einfachen Anordnung realisiert werden, wobei dieser optische Deflektor im Hinblick auf eine gute Massenproduktionsfähigkeit derartiger rotierender Hologrammplatten vorteilhaft ist. Dieser Typ von opti schem Deflektor hat jedoch den Nachteil, daß der Ab tastpfad nicht geradlinig, sondern bogenförmig ist und daß die chromatische Aberration groß ist.

Dementsprechend hebt die vorliegende Erfindung darauf ab, die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik durch Ausweitung des Anwendungsbereichs eines optischen Deflektors zu beheben.

Im einzelnen ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, einen optischen Deflektor zu schaffen, der eine einfache Anordnung hat, der kompakt ausgebildet werden kann und der sich für das Hochge schwindigkeits-Abtasten eignet.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anzeigeeinheit zur Darstellung eines Monochrom oder Farbbildes in Form einer Vorrichtung zu schaffen, in der ein optischer Deflektor Anwendung findet.

Zur Lösung dieser Aufgaben und insbesondere zur Lösung der oben genannten ersten Aufgabe weist der erfindungs gemäße optische Deflektor die folgenden Merkmale auf:

a) Ein Polygon-Prisma, das aus einem regelmäßigen, n- seitigen (n ist geradzahlig) Prisma besteht, um einem auf eine Seitenoberfläche einfallenden Lichtstrahl das Austreten aus einer der Einfallsfläche des Prismas ge genüberliegenden Seitenoberfläche in einer zur Ein fallsrichtung parallelen Richtung zu ermöglichen; und
b) eine Polygon-Prismen-Antriebsschaltung zum Drehan trieb des Polgon-Prismas mit einer vorbestimmten Ge schwindigkeit mit einer Mittelachse des Polygon-Prismas als Bezugsachse.

Das Arbeitsprinzip des optischen Deflektors mit der oben beschriebenen Anordnung ist folgendes:
Bei einem regelmäßigen n-seitigen Prisma liegen die je weils einander abgewandten Seitenoberflächen in paral leler Lagebeziehung zueinander. Ein Einfallswinkel auf einer Seitenoberfläche ist gleich dem Ausfallswinkel von der anderen, gegenüberliegenden Seitenoberfläche, so daß die Einfallsrichtung parallel zur Austrittsrich tung wird. Die Einfallsposition und die Austrittsposi tion sind jedoch zueinander um eine vorbestimmte Größe auf einer Ebene, die senkrecht auf einer Achse des Po lygon-Prismas steht, versetzt.

Das Versetzungsmaß y zwischen der Austrittsposition un ter Bezug auf einen Einfallswinkel i (der gleich dem Austrittswinkel ist, was vorstehend beschrieben ist) und der Einfallsposition folgt der in der folgenden Formel (1) wiedergegebenen Beziehung:

y = d _* sin d(i _* (1-1/n _r)) (1)

in der n _r einen Brechungs- bzw. Refraktionsindex der Substanz darstellt, die das Polygon-Prisma bildet, und d den Abstand zwischen den beiden entgegengesetzten Oberflächen des Polygon-Prismas bedeutet.

Der Einfallswinkel i variiert mit der Drehbewegung des Polygon-Prismas. Dementsprechend ändert sich auch das Maß der Versetzung y. Da im vorliegenden Fall ein Poly gon-Primsma verwendet wird und da im einzelnen ein Prisma mit einer geraden Zahl von Seitenflächen Anwen dung findet, kehrt die Veränderung des Versetzungsmaßes y jedesmal um, wenn die Position des einfallenden Lichtstrahls, d.h. die Einfallsposition einen Scheitel bzw. eine Kante des Prismas erreicht. Es wird somit wiederholt ein Bereich überstrichen, der durch den Aus druck 2 d ausgedrückt werden kann.

Falls somit ein Lichtstrahl so gelenkt wird, daß er in einer auf der Mittelachse eines Polygon-Prismas senk rechten Richtung auf eine Seitenoberfläche des Polygon- Prismas auftrifft und das Polygon-Prisma mit einer vor bestimmten Drehzahl unter Zuhilfenahme der Polygon prismen-Antriebsschaltung in Drehbewegung Versetzt wird, ist es demgemäß möglich, mit dem austretenden Lichtstrahl mit einem vorbestimmten Zyklus einen vorbe stimmten Bereich wiederholt abzutasten bzw. zu über streichen.

Der auf dem vorstehend beschriebenen Arbeitsprinzip ba sierende optische Deflektor kann in einer sehr kompak ten Weise angeordnet und ausgeführt werden, indem le diglich ein Polygon-Prisma und eine hierfür vorgesehene Antriebsschaltung vorgesehen werden, wobei eine Hochge schwindigkeitsabtastung dadurch möglich wird, daß die Drehzahl des Polygon-Prismas oder dergleichen geeignet festgesetzt wird.

Dabei wird zugleich die Herstellung vereinfacht, wenn das Polygon-Prisma eine Konfiguration mit einer kleinen Anzahl von Seitenoberflächen, d.h. die Gestalt eines regelmäßigen Prismas mit quadratischer Quer schnittsfläche, eines regelmäßigen Sechseck-Prismas, eines regelmäßigen Achteck-Prismas oder dergleichen er hält.

Falls der optische Deflektor darüber hinaus das weitere Merkmal c), nämlich eine Konkavlinse erhält, mit der der vom Polygon-Prisma austretende Lichtstrahl bzw. das austretende Strahlenbündel aufgeweitet und auf einen Bildschirm projiziert wird, kann der optische Deflektor in einer Anzeigeeinheit mit einer Projektionsfunktion montiert werden.

Ferner weist die Antriebsschaltung für das Polygon- Prisma vorzugsweise die folgenden Merkmale auf: b1) Einen Motor zum Antrieb des Polygon-Prismas mit der Zentralachse des Polygon-Prismas als Bezugsachse; und b2) eine Motor-Antriebs- bzw. Treibereinrichtung zum Antrieb des Motors mit vorbestimmter Drehzahl bzw. Ge schwindigkeit.

Mit einer vorstehend beschriebenen Anordnung kann die Antriebsschaltung für das Polygon-Prisma sehr einfach realisiert werden.

Falls der optische Deflektor gemäß der vorliegenden Er findung als Einrichtung zur Stabilisierung eines opti schen Pfades Verwendung finden soll, wie z. B. als Kom pensationseinrichtung für die unbeabsichtigte Bewegung der Hände bei der Bildaufnahme, so genügt es, wenn die Antriebsschaltung für das Polygon-Prisma mit einem Be schleunigungssensor zur Erfassung einer derartigen Be schleunigung versehen wird. In diesem Fall paßt die Mo tor-Antriebseinrichtung den Drehwinkel des Motors in Abhängigkeit von der vom Beschleunigungssensor ermit telten Beschleunigung an.

Für die vorliegende Erfindung genügt es auch, wenn der Motor und die Motor-Antriebsvorrichtung jeweils durch einen Elektromagneten bzw. eine Elektromagnet- Treibereinrichtung ersetzt werden. In diesem Fall stoppt der Elektromagnet das Polygon-Prisma in einer vorbestimmten Position mit der Zentralachse des Poly gon-Prismas als Bezugsachse, wobei die Elektromagnet- Treibereinrichtung die Halte-Position des Polygon-Pris mas im Ansprechen auf die vom Beschleunigungssensor er faßte Beschleunigung steuert.

Da sich gemäß diesem Anwendungsgebiet ferner die Ein fallslage bzw. -position in axialer Richtung nicht än dert, kann das Polygon-Prisma in diesem Fall als mehreckige flache Platte konfiguriert werden.

Zur Lösung der oben angesprochenen, zweiten Aufgabe der Erfindung weist eine erfindungsgemäße Anzeigeeinheit die folgenden Merkmale auf: a) eine Einzeilen-Horizona talabtast-AnzeigeVorrichtung zur linearen Darstellung eines Bildes während eines Horizontal-Abtastzyklus, wo bei eine Zeilenumschaltung entsprechend einem ver tikalen Abtastvorgang erfolgt; b) einen optischen De flektor, der b1) ein von einem regelmäßigen, n-seitigen Prisma (n ist geradzahlig) gebildetes Polygon-Prisma, um einem von der Einzeilen-Horizontalabtast- Anzeigevorrichtung auf eine Seitenoberfläche einfallen den Lichtbündel das Austreten aus einer der Einfalls fläche gegenüberliegenden Seitenoberfläche in einer zur Einfallsrichtung parallelen Richtung zu ermöglichen, wobei eine Mittelachse des optischen Deflektors so an geordnet ist, daß sie parallel zu einer Anzeigerichtung der Einzeilen-Horizontalabtast-Anzeigevorrichtung ver läuft, und b2) eine Antriebsschaltung für das Polygon- Prisma aufweist, um das Polygon-Prisma mit dessen Zen tralachse als Bezug mit einer Geschwindigkeit drehend anzutreiben, die einem Zyklus des vertikalen Abtastens entspricht; c) ein Okular, um die aus dem Polygon- Prisma austretenden Lichtstrahlen auf einen vorbestimm ten Brennpunkt konvergieren zu lassen.

Der hierbei verwendete optische Deflektor ist der glei che, der unter Bezug auf das oben erwähnte Arbeitsprin zip (Formel (1)) vorgestellt wurde.

Im allgemeinen wird ein Fernsehbild einer vertikalen und einer horizontalen Abtastung unterworfen und auf einer Anzeigeeinheit wiedergegeben bzw. dargestellt. Ein Bild entsprechend einer horizontalen Abtastlinie, die auf der Einzeilen-Horizontalabtast-Anzei gevorrichtung dargestellt wird, tritt aus, wobei es gleichzeitig durch den optischen Deflektor einer verti kalen Abtastung unterzogen wird. Der aus dem optischen Deflektor austretende Lichtstrahl wird durch das Okular fokussiert.

Wenn demgemäß das menschliche Auge in den Brennpunkt des Okulars gebracht bzw. verlagert wird, wird das Bild so gesehen, als würde das Fernsehbild auf einer Verlän gerung des optischen Pfades des vom Okular fokussierten Lichtes abgebildet.

Folglich kann die Anzeigeeinheit als Einzeilen-Horizon talabtast-Anzeigevorrichtung ausgebildet werden, welche keine Bildelemente in vertikaler Richtung benötigt, wo durch eine kompakte Anzeigeeinheit erhalten wird.

Ferner kann die Einzeilen-Horizontalabtast-Anzeigevor richtung folgende Merkmale aufweisen: a1) eine Licht quelle zur Abgabe des Lichtstrahls bzw. -strahlenbün dels; a2) einen reflektierenden Spiegel bzw. einen Reflexionsspiegel zur Umwandlung des von der Licht quelle abgegebenen Lichtstrahls in parallele Licht strahlen; a3) eine optische Flüssigkristall-Verschlußa nordnung bzw. -reihe, um den vom reflektierenden Spie gel kommenden parallelen Lichtstrahlen in Abhängigkeit von einer daran angelegten Spannung einen Durchtritt durch den Verschluß zu ermöglichen oder die Lichtstrah len für jedes Bildelement in einer horizontalen Abta strichtung abzuschirmen; und a4) eine Sammellinse, um den vom Feld der optischen Flüssigkristall-Verschlüsse kommenden Lichtstrahl in die Nähe einer vorbestimmten Achse zu bündeln und auf das Polygon-Prisma einfallen zu lassen.

Mit anderen Worten, es wird der von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrahl durch den Reflexionsspiegel reflektiert und über das Feld der optischen Flüssigkri stall-Verschlüsse bzw. die optische Flüssigkristall- Verschlußanordnung und die Sammellinse auf den opti schen Deflektor gerichtet. Die auf Flüssigkristallbasis arbeitende optische Verschlußanordnung ermöglicht es, die vom reflektierenden Spiegel kommenden parallelen Lichtstrahlen in Abhängigkeit von einer daran anliegen den Spannung entweder durchzulassen oder abzuschirmen.

Wenn der Lichtstrahl durchtritt, wird die Lichtquelle über die Sammellinse auf den optischen Deflektor gege ben, während sie dann, wenn sie abgeschirmt wird, nicht auf den optischen Deflektor gelenkt wird. Wenn somit der Lichtstrahl durch das optische Flüssigkristall-Ver schlußfeld geleitet wird, kann dementsprechend ein Bildelement einer vorbestimmten Farbgebung und ein Bildelement von schwarzer Farbe angezeigt bzw. darge stellt werden. Wenn der Durchtritt der Lichtstrahlen durch das optische Flüssigkristall-Verschlußfeld und dessen Abschirmung durch das optische Flüssigkristall- Verschlußfeld für jeweils einen Block durchgeführt wird, in dem eine vorbestimmte Anzahl von Bildelementen in horizontaler Abtastrichtung zusammengruppiert sind, kann die Anzeige mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt und der Kontrast verbessert werden.

Es soll hervorgehoben werden, daß die Sammellinse die von den optischen Flüssigkristall-Verschlußfeldern bzw. -Verschlußanordnungen kommenden Lichtstrahlen konver gieren läßt bzw. sammelt, den konvergierten Lichtstrahl auf das Polygon-Prisma richtet und eine wiederholte Ab tastung ermöglicht. Diese Sammellinse kann durch Kombi nieren einer Vielzahl von zylindrischen Linsen ausge bildet werden.

Was die Größe eines Bildelementes in einer herkömmli chen Farb-Flüssigkristall-Anzeigeeinheit anbelangt, so hat das kleinste Bildelement im allgemeinen die Größe im Bereich von einigen 1/100stel mm mal einige 1/100stel mm. Wenn beispielsweise eine Anzeigeeinheit mit einer Diagonalabmessung von etwa 20 mm für einen Bildsucher einer Fernsehkamera durch einen Farb- Flüssigkristall realisiert werden soll, so bestehen Grenzen hinsichtlich der Zahl der horizontalen Bildele mente und der Zahl der vertikalen Bildelemente im Be reich von 300 bis 400 bzw. von etwa 250. Darüber hinaus beträgt die Anzahl der horizontalen Bildelemente pro Farbe etwa zwischen 100 und 130, wobei diese Anzahl ein Drittel der Gesamtzahl der horizontalen Bildelemente ausmacht. Aus diesem Grund ist eine derartige Anzeige einheit in der Lage, eine Auflösung zu realisieren, die wesentlich geringer ist als die Auflösung einer Abbildungseinrichtung einer Fernsehkamera. Da ferner die Anzahl der Bildelemente wesentlich kleiner ist als die Anzahl der effektiven (vertikalen) Abtastlinien, die bei der NTSC-Methode 500 beträgt, reicht eine der artige Anzeigeeinheit nicht für einen Fokussierbetrieb einer Fernsehkamera aus.

Die erfindungsgemäße Anzeige- bzw. Wiedergabeeinheit unter Verwendung der optischen Flüssigkristall-Ver schlußanordnungen ist in der Lage, die vertikale Auflö sung bedingt durch die Drehgeschwindigkeit des Polygon- Prismas und die Anzeige-Umschaltgeschwindigkeit der optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnungen auf ein hohes Niveau anzuheben.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße, die optischen Flüssigkristall-Verschlußreihen bzw. -anordnungen ver wendende Anzeige- bzw. Wiedergabeeinheit kompakt ausge führt bzw. angeordnet werden, da die Bildelemente nur in horizontaler Richtung aufgereiht sind. Darüber hin aus ist bei der Produktion einer herkömmlichen Flüssig kristall-Wiedergabe- bzw. Anzeigeeinheit eine Ausschuß rate von 3/10 00 000 mit der Zahl der 1 00 000 Bildele mente wiederholt zu multiplizieren, wodurch sich eine Produktions-Fehlerrate von 30% ergibt. Folglich ist die Produktionsausbeute gering, was zu hohen Preisen führt. Da erfindungsgemäß die Anzahl der Bildelemente verringert werden kann, ist es möglich, Flüssigkri stall-Anzeigeeinheiten zu einem günstigen Preis bereit zustellen.

Um eine Farb-Anzeigeeinheit unter Verwendung der erfin dungsgemäßen Anzeige- bzw. Wiedergabeeinheit zu reali sieren, genügt es, wenn drei Einheiten der optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnungen bzw. -reihen vor gesehen werden und jede der optischen Flüssigkristall- Verschlußanordnungen einen Filter zur Ermöglichung des Durchtritts für Licht unterschiedlicher Farbkomponenten unter den drei Haupt-Farbkomponenten aufweist.

Wenn die vorstehend beschriebene Anordnung getroffen ist, kann für den Fall, daß eine optische Flüssigkri stall-Verschlußreihe mit einem Filter zum Durchlaß von beispielsweise rotem Licht vorgesehen ist, das rote Licht durchgelassen oder abgeschirmt werden, und die Farbdarstellung bzw. Farbanzeige wird durch die Syn these von Lichtstrahlen ermöglicht, die durch die je weiligen optischen Flüssigkristall-Verschlußreihen durchgelassen werden.

Es reicht im übrigen, wenn zwei der drei optischen Flüssigkristall-Verschlußreihen durch eine gemeinsame optische Flüssigkristall-Verschlußreihe oder -anordnung mit zwei Filtern ersetzt wird. In diesem Fall wird die Einzeilen-Horizontalabtast-Anzeigevorrichtung noch kom pakter. Die Farben des durch die Filter des optischen Ersatz-Flüssigkristall-Verschlußfeldes durchtretenden Lichts sind vorzugsweise rot und blau.

Was die Form der Anordnung der Filter in der optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnung mit zwei Filtern anbelangt, so sind diese Filter vorzugsweise abwech selnd in Übereinstimmung mit den Bildelementen angeord net.

Die zweite, der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann ferner mit einer Anzeige- bzw. Wiedergabeeinheit gelöst werden, die folgende Merkmale aufweist: a) eine Einzei len-Horizontalabtast-Anzeigevorrichtung zur Darstellung eines Bildes für einen Horizontalabtastzyklus in li nearer Art und Weise und unter Umschaltung in überein stimmung mit einer vertikalen Bildabtastung; b) einen optischen Deflektor, mit b1) einem bewegbaren Spiegel, der so angeordnet ist, daß ein von der Einzeilen-Hori zontalabtast-Anzeigeeinheit ausgehender Lichtstrahl un ter einer vorbestimmten Richtung von ihm ausgeht, wobei der optische Deflektor eine Schwenkachse hat, die par allel zur Anzeigerichtung der Einzeilen-Horizontalab tast-Anzeigevorrichtung verläuft; und b2) einer Galva nometer-Treiber- bzw. -Antriebsschaltung, um den beweg baren Spiegel in einem der vertikalen Bildabtastung entsprechenden Zyklus in Schwenkbewegung zu versetzen; und c) ein Okular, um den vom bewegbaren Spiegel kom menden Lichtstrahl auf einen vorbestimmten Brennpunkt zu fokussieren.

Die Anzeigeeinheit kann mit dem vorstehend beschriebe nen Aufbau ebenfalls sehr kompakt ausgebildet werden.

Bei der in vorstehender Art und Weise aufgebauten An zeigeeinheit ist die Einzeilen-Horizontalabtast-Anzei gevorrichtung vorzugsweise in ähnlicher Weise angeord net wie bei der Anzeigeeinheit, die das oben erwähnte Polygon-Prisma verwendet.

Es genügt ferner, wenn drei Einheiten der optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnungen bzw. -reihen vor gesehen werden und jede optische Flüssigkristall-Ver schlußreihe einen Filter aufweist, um Licht unter schiedlicher Farbkomponenten unter den drei Haupt-Farb komponenten den Durchtritt zu ermöglichen.

Die vorstehend angesprochenen Ziele und anderen Aufga ben, die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfin dung werden aus der folgenden, ausführlichen Beschrei bung der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen offenbar. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zur Darstel lung eines optischen Deflektors entspre chend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein von einem regelmäßigen, viereckigen Prisma gebildetes Polygon-Prisma durch einen Mo tor drehend angetrieben ist;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht zur Dar stellung der Anordnung eines optischen Deflektors entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei der Anordnung gemäß der ersten Ausführungs form eine konkave Linse hinzugefügt ist;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht zur Darstel lung einer Anordnung eines optischen De flektors entsprechend einer dritten Aus führungsform der Erfindung, gemäß der als Polygon-Prisma ein regelmäßiges Sechseck- Prisma Verwendung findet;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung zur Ver anschaulichung einer Anordnung eines op tischen Deflektors entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung, bei der als Polygon-Prisma ein regelmäßi ges Achteck-Prisma Verwendung findet;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zur Darstel lung einer Anordnung eines optischen De flektors entsprechend einer fünften Aus führungsform der Erfindung, in der das in der Zeichnung gezeigte Polygon-Prisma eine tafelförmige Gestalt hat und der op tische Deflektor ferner einen Be schleunigungssensor aufweist;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zur Darstel lung einer Anordnung eines optischen De flektors entsprechend einer sechsten Aus führungsform der Erfindung, wobei der in dieser Zeichnung gezeigte optische De flektor ferner einen Elektromagneten und eine Elektromagnet-Treiber- bzw. An triebsvorrichtung aufweist;

Fig. 7 eine Seitenansicht zur schematischen Dar stellung einer Anordnung einer Anzeige- bzw. Wiedergabeeinheit entsprechend einer siebten Ausführungsform der Erfindung, gemäß der unter Verwendung von drei opti schen Flüssigkristall-Verschlußreihen R, G und B eine Farbanzeige bzw. Farb-Wie dergabe möglich ist;

Fig. 8 eine Teil-Schnittansicht der optischen Flüssigkristall-Verschlußreihe gemäß der siebten Ausführungsform;

Fig. 9 eine teilweise aufgebrochene perspektivi sche Ansicht der optischen Flüssigkri stall-Verschlußreihe gemäß der siebten Ausführungsform;

Fig. 10 ein Schaltbild zur Darstellung einer Schaltungsstruktur für die optische Flüs sigkristall-Verschlußreihe bzw. -anord nung gemäß der siebten Ausführungsform;

Fig. 11 eine teilweise aufgebrochene perspektivi sche Ansicht zur Darstellung der Anord nung bzw. des Aufbaus in der Nähe einer gemeinsamen Elektrode einer Anzeigeein heit entsprechend einem achten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 12 eine Seitenansicht zur schematischen Dar stellung einer Anzeigeeinheit entspre chend einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein von einer Licht quelle ausgehender Lichtstrahl auf einem Fernseh-Bildschirm sichtbar gemacht wer den soll;

Fig. 13 eine Seitenansicht zur schematischen Dar stellung einer Anordnung einer Anzeige einheit entsprechend einer zehnten Aus führungsform der Erfindung, wobei ein be wegbarer Spiegel mittels einer Galvanome ter-Antriebsschaltung in eine oszillie rende Bewegung versetzt wird;

Fig. 14 eine Seitenansicht zur schematischen Dar stellung eines Beispiels für die Anord nung eines herkömmlichen optischen De flektors, wobei sich ein Rhomboid-Prisma in einer ersten Stellung befindet; und

Fig. 15 eine Seitenansicht zur schematischen Dar stellung eines Zustandes, in dem sich das Rhomboid-Prisma des in Fig. 14 gezeigten optischen Deflektors in seiner zweiten Lage befindet.

Nachstehend werden anhand der Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

(1) Erstes Ausführungsbeispiel

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 wird nachfolgend ein optischer Deflektor entsprechend einer ersten Ausfüh rungsform der Erfindung näher beschrieben.

Gemäß dieser Ausführungsform weist der optische Deflek tor ein Polygon-Prisma 11 auf, das von einem regelmäßi gen vierseitigen Prisma gebildet ist. Das Polygon- Prisma 11 wird mit seinen entgegengesetzten Endflächen zwischen einem Paar von Halteelementen 12, 13 einge klemmt. Das Halteelement 12 ist mit einer drehenden Welle 14 verbunden, die über ein Lager 15 drehbar gela gert ist. Ferner ist eine drehende Welle 16, die ko axial zur drehenden Welle 14 ausgerichtet ist, mit dem Halteelement 13 verbunden. Ein Ende der drehenden Welle 16 ist mittels einer Kupplung 17 an eine Antriebswelle 19 eines Motors 18 angeschlossen. Eine Motor-Antriebs vorrichtung 20 ist mit dem Motor 18 verbunden.

Auf eine Seitenoberfläche des Polygon-Prismas 11 fällt ein Lichtstrahl ein, was in Fig. 1 durch einen Pfeil angedeutet ist. Der Einfallswinkel i dieses Licht strahls variiert in einem Bereich zwischen +45° und -45°, und das Versetzungsmaß zwischen der Austrittspo sition des Lichtstrahls und der Einfallsposition wird in Abhängigkeit vom Einfallswinkel i entsprechend der eingangs erwähnten Formel (1) bestimmt. D.h., daß im Sinne der Austrittsrichtung des Lichtstrahls auf der Basis der Formel (1) eine wiederholte Abtastung mit dem Lichtstrahl in senkrechter Richtung (in einer Richtung, die senkrecht auf einer Achse des Polygon-Prismas 11 steht) bewirkt wird. Da das Polygon-Prisma 11 gemäß dieser Ausführungsform ein regelmäßiges vierseitiges Prisma darstellt, wird die Abtastung während einer Um drehung in zwei Hin- und Herbewegungen bewerkstelligt, d.h. in insgesamt vier Zyklen.

Da der das wiederholte Abtasten ermöglichende optische Deflektor entsprechend dieser Ausführungsform so aufge baut ist, daß er ein in kompakter Anordnung herstellba res Polygon-Prisma 11 verwendet, kann folglich auch die gesamte Vorrichtung kompakt ausgeführt werden.

Darüber hinaus dreht sich gemäß dieser Ausführungsform das Polygon-Prisma 11, wenn der Montor 18 durch die Mo tor-Antriebsvorrichtung 20 angetrieben wird. Da das Po lygon-Prisma 11 in kompakter Größe ausgebildet werden kann, ist es möglich, den Motor 18 mit einer hohen Drehzahl anzutreiben, mit der Folge, daß eine Hochge schwindigkeits-Abtastung möglich wird.

(2) Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 2 zeigt die Anordnung eines optischen Deflektors entsprechend einer zweiten Ausführungsform.

In dieser Figur sind der Einfachheit halber lediglich ein Polygon-Prisma 111, eine Konkavlinse bzw. eine Streulinse 121 und ein Bildschirm bzw. eine Projekti onswand 122 dargestellt.

Wenn gemäß dieser Ausführungsform ein Lichtstrahl unter einem Einfallswinkel i auf eine Seitenoberfläche des Polygon-Prismas 111 auftrifft, wird er entsprechend dem Brechungsindex des Materials, aus dem das Polygon- Prisma 111 besteht, gebrochen. Wenn der Lichtstrahl die Seitenoberfläche erreicht, die der dem einfallenden Lichtstrahl zugeordneten Seitenoberfläche gegenüber liegt, wird er erneut in ähnlicher Art und Weise gebro chen und tritt unter einem Austrittswinkel i aus. In Verbindung damit wird zwischen der Einfallsposition und der Austrittsposition entsprechend der Formel (1) ein Versetzungsmaß y hervorgerufen. Der austretende Licht strahl wird so geleitet, daß er auf die Konkavlinse bzw. Zerstreuungslinse 121 trifft. Das Polygon-Prisma 111 rotiert um eine Achse 0, und zwar unter Zuhilfe nahme eines nicht dargestellten Motors und einer eben falls nicht dargestellten Motor-Antriebsvorrichtung bzw. -Treibereinrichtung. Im Zusammenhang damit vergrö ßert bzw. streut die Zerstreuungslinse bzw. die Konkav linse 121 das Versetzungsmaß y, welches in Bezug zur Abtastung mit dem einfallenden Lichtstrahl steht, und bewirkt, daß der Lichtstrahl auf den Bildschirm 122 projiziert wird.

Wenn dementsprechend der auf das Polygon-Prisma 111 einfallende Lichtstrahl von einem Lichtstrahl gebildet ist, der sich auf ein Fernsehbild bezieht, ermöglicht der optische Deflektor dieser Ausführungsform die Pro jektion des Fernsehbildes in vergrößerter Form auf den Bildschirm bzw. auf die Projektionswand 122. Der opti sche Deflektor dieser Ausführungsform kann somit in ei nem Gerät zum projizierten Fernsehen verwendet werden.

Für den Fall, daß die Abtastung mit dem austretenden Lichtstrahl durch die Drehbewegung des Polygon-Prismas 111 für die vertikale Bildabtastung in einem Fernse hempfänger des NTSC-Systems verwendet wird, genügt es, wenn die Anzahl der Umdrehungen des Polygon-Prismas 111 auf den Wert von etwa 3600/2n U/min festgesetzt wird. Da bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 n = 4 gilt, liegt die Anzahl der Umdrehungen in diesem Fall bei etwa 450 U/min.

Für den Fall, daß das Abtasten mit dem austretenden Lichtstrahl durch die Drehbewegung des Polygon-Prismas 111 für die horizontale Bildabtastung im Fernsehempfän ger des NTSC/Systems verwendet wird, so genügt es, die Anzahl der Umdrehungen des Polygon-Prismas 111 auf etwa 94 500/2n U/min festzusetzen.

Bei diesen Anwendungsfällen wird ein Strahlenbündel mittels eines Fernsehsignals einer Helligkeitsmodula tion unterzogen und auf das Polygon-Prisma 111 gerich tet.

(3) Drittes und viertes Ausführungsbeispiel

Wenngleich bei den oben beschriebenen ersten und zwei ten Ausführungsbeispielen die Polygon-Prismen in beiden Fällen von regelmäßigen vierseitigen prismen gebildet sind, so ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Seitenflächen des verwendeten Po lygon-Prismas beschränkt. Es ist jedoch erforderlich, daß das Polygon-Prisma eine geradzahlige Anzahl von Seitenflächen hat, so daß dafür gesorgt ist, daß die Einfallsrichtungen und die Ausfallsrichtungen parallel werden.

Beim dritten, in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel, wird ein Polygon-Prisma 211 von einem regelmäßigen Sechseck-Prisma gebildet, während im vierten, in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, das Polygon-Prisma 311 ein regelmäßiges Achteck-Prisma ausbildet. In diesen Fällen ist es möglich, die Anzahl der Umdrehungen im Vergleich zu den Fällen, in denen ein regelmäßiges vierseitiges Prisma verwendet wird, auf einem niedrige ren Niveau zu halten bzw. zu steuern.

(4) Fünftes Ausführungsbeispiel

Bei dem in Fig. 5 gezeigten fünften Ausführungsbei spiel hat ein Polygon-Prisma 411 eine tafelförmige Ge stalt, wobei dieser optische Deflektor als optischer Kompensator für unbeabsichtigte Handbewegungen bei der Bildaufnahme verwendet wird.

Im einzelnen ist dieser optische Deflektor besonders geeignet, unbeabsichtigte Handbewegungen in den Fällen zu kompensieren, in denen der optische Deflektor in ei nem Zwischenabschnitt eines optischen Systems einer Fernsekamera eingesetzt oder an einem Ausgabegerät der Fernsehkamera montiert ist und die Fernsehkamera ohne Verwendung eines Stativs oder dergleichen in der Hand gehalten wird.

Gemäß dieser Ausführungsform ist ein Beschleunigungs sensor 423 zur Erfassung der Handbewegungen als Be schleunigungssignal vorgesehen, um die unbeabsichtigte Handbewegung zu kompensieren. Eine Motor-Antriebs- bzw. -Treibervorrichtung 420 versetzt einen Motor 418 im An sprechen auf die vom Beschleunigungssensor 423 erfaßte Beschleunigung in Drehbewegung, um die Stellung bzw. Lage des Polygon-Prismas 411 zu steuern.

Da im Falle dieser Ausführungsform kein Bedürfnis be steht, den Lichtstrahl in einer horizontalen Richtung (in der Axialrichtung des Polygon-Prismas 411) einfal len zu lassen, kann das Polygon-Prisma 411 in eine ta felförmige Gestalt gebracht, d.h. sehr kompakt ausge führt werden, wodurch die Kompensation von unbeabsich tigten Handbewegungen mit einer kompakten Vorrichtung möglich wird.

(5) Sechstes Ausführungsbeispiel

Wie sich im einzelnen aus Fig. 6 ergibt, ist ein sech stes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Elek tromagneten 524 und einer Elektromagnet-Treibervor richtung 526 ausgestattet.

Im einzelnen ist die drehende Welle 525 des Elektroma gneten 524 mit der Kupplung 517 verbunden, und der Elektromagnet 524 wird im Ansprechen auf ein Ausgangs signal eines Beschleunigungssensors 523 mittels der Elekromagnet-Treiber bzw. -Antriebsvorrichtung 526 an getrieben.

Mit dieser Ausführungsform läßt sich ein ähnlicher Ef fekt erzielen wie mit der fünften Ausführungsform der Erfindung.

6) Siebtes Ausführungsbeispiel

Fig. 7 zeigt die Anordnung einer Anzeigeeinheit ent sprechend einer siebten Ausführungsform der Erfindung.

Die Anzeigeeinheit entsprechend dieser Ausführungsform weist eine Farbbild-Anzeigeeinheit bzw. -wiedergabeeinheit 627 (nachfolgend der Einfachheit halber als "Anzeigeeinheit" bezeichnet) für eine hori zontale Abtastzeile, einen optischen Deflektor 628 und ein Okular 629 auf. Der optische Deflektor 628 besitzt ein Polygon-Prisma 611 in Form eines regelmäßigen vier seitigen Prismas und eine Polygon-Prismen-Antriebsvor richtung 630, um das Polygon-Prisma 611 mit einer vor bestimmten Geschwindigkeit drehend anzutreiben. Mit an deren Worten, der optische Deflektor 628 besitzt einen Aufbau, der demjenigen des optischen Deflektors gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich ist.

Die Anzeigeeinheit 627 weist eine Lichtquelle 631, einen reflektierenden Spiegel 653, optische Flüssigkri stall-Verschlußanordnungen bzw. -reihen 632 R, 632 G, 632 B und eine Sammellinse 633 auf. Jede optische Flüs sigkristall-Verschlußreihe 632 R, 632 G, 632 B steht mit einer Treibereinrichtung 634 R, 634 G, 634 B für die ent sprechende optische Flüssigkristall-Verschlußreihe in Verbindung. Die Sammellinse 633 ist durch Kombinieren zweier zylindrischer Linsen 635, 636 gebildet.

Fig. 8 stellt eine Teil-Schnittansicht der in dieser Ausführungsform verwendeten optischen Flüssigkristall- Verschlußreihe 632 dar, während Fig. 9 eine dreidimen sionale Darstellung davon zeigt.

Wie in Fig. 8 gezeigt, ist ein Flüssigkristall 639 zwischen Glasplatten 637 und 638 eingefaßt bzw. einge gossen. Der Flüssigkristall 639 ist ein ferroelektri scher Flüssigkristall mit zwei bistabilen Zuständen, d.h., daß bei diesem Flüssigkristall Moleküle des Flüs sigkristalls auf elektrischem Wege willkürlich polari siert werden und sich innerhalb einer kurzen Zeitspanne entsprechend den positiven und negativen Ladungen eines von außen aufgebrachten elektrischen Feldes einem Über gang zwischen den zwei bistabilen Zuständen unterwer fen.

Eine gemeinsame Elektrode 640 ist auf der Glasplatte 637 angeordnet, während auf der Glasplatte 638 Einzel elektroden 641 vorgesehen sind. Sowohl die gemeinsame Elektrode 640 als auch die Einzelelektroden 641 stellen transparente Elektroden dar, die aus ITO oder einer ähnlichen Substanz gebildet sind. Die gemeinsame Elek trode 640 ist integral in Längsrichtung (gemäß der Zeichnung in horizontaler Richtung) der optischen Flüs sigkristall-Verschlußreihe 632 angeordnet. Die Einzel elektroden 641 sind in derselben Richtung und von ein ander getrennt in einer vorbestimmten Anzahl aufgereiht (diese Anzahl entspricht der Anzahl der Bildelemente).

Auf der oberen Oberfläche der Glasplatte 637 ist über die gemeinsame Elektrode 640 eine Polarisierungsplatte 642 angeordnet, während auf der unteren Oberfläche der Glasplatte 638 eine Polarisierungsplatte 643 angeordnet ist. Diese Polarisierungsplatten 642, 643 sind so ein gestellt bzw. justiert, daß ihre Polarisierungsebenen in jedem bzw. jeweils einem der bistabilen Zustände vom Lichtstrahl abgeschirmt werden. D.h., daß der Licht strahl durch den Flüssigkristall 639 dann nicht durch gelassen wird, falls der Flüssigkristall 639 sich in einem ersten seiner bistabilen Zustände befindet, wäh rend der Lichtstrahl durch den Flüssigkristall durchge lassen wird, falls der Flüssigkristall sich im anderen Zustand seiner bistabilen Zustände befindet.

Die optische Flüssigkristall-Verschlußreihe 632 hat einen Aufbau und eine Anordnung, wie sie beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5 326/1988 offenbart ist.

Gemäß dieser Ausführungsform ist auf der unteren Ober fläche der Glasplatte 637 ein Filter 644 vorgesehen. Jeder Filter 644 ist in der Lage, dem Lichtstrahl einer der drei Haupt-Farbkomponenten rot, grün und blau den Durchtritt zu ermöglichen. Wie vorstehend beschrieben, sind als optische Flüssigkristall-Verschlußreihen 632 gemäß dieser Ausführungsform drei Typen R, G und B vor gesehen, was gleichbedeutend damit ist, daß die Typen von optischen Flüssigkristall-Verschlußreihen 632 je weils mit Filtern 644 ausgestattet sind, von denen je der dem Lichtstrahl einer Farbkomponente rot, grün und blau den Durchtritt ermöglicht.

Fig. 9 zeigt eine derartige Anordnung in perspektivi scher Darstellung.

In dieser Zeichnung ist aus Gründen der Vereinfachung der Erläuterung der Flüssigkristall 639 weggelassen. Wie sich klar aus dieser Darstellung ergibt, ist die optische Flüssigkristall-Verschlußreihe 632 darüber hinaus so angeordnet, daß die gemeinsame Elektrode 640 auf der der Lichtquelle 631 zugewandten Seite liegt.

Wie aus der Darstellung ferner ersichtlich ist, ist für jede Einzelelektrode 641 ein Treiberabschnitt 645 vor gesehen. Der Treiberabschnitt 645 ist von einem Dünn film-Transistor gebildet, dessen Schaltungsanordnung bzw. 8chaltkreisanordnung in Fig. 10 gezeigt ist.

In Fig. 10 korrespondiert der Treiberabschnitt 645 mit jeweils einer Einzelelektrode 641 und weist Dünnfilm- Transistoren 646, 647, 648 auf, deren Anzahl der Zahl der Bildelemente entspricht. Der Dünnfilm-Transistor 646 funktioniert als Belastungswiderstand für den Dünn film-Transistor 647. Eine Versorgungsspannung V _DD wird auf den Dünnfilm-Transistor 647 über den Dünnfilm-Tran sistor 646 angelegt, der mit einem Drain-Anschluß ver bunden ist. Eine Verbindungsleitung mit der Einzelelek trode 641 wird vom Drain-Anschluß des Dünnfilm-Transi stors 647 abgenommen, und die Source-Elektrode des Dünnfilm-Transistors 647 ist geerdet, wobei die halbe Spannung V _DD auf die Einzelelektrode 641 gegeben wird.

Die Source-Elektrode des Dünnfilm-Transistors 648 ist mit dem Gate des Dünnfilm-Transistors 647 verbunden. Die Gates der Dünnfilm-Transistoren 648 sind in Einhei ten einer vorbestimmten Anzahl von Gates kurzgeschlos sen. Diese kurzgeschlossene Einheit wird nachstehend als Block bezeichnet.

An das Gate des Dünnfilm-Transistors 648 ist eine Ab tastschaltung 649 angeschlossen. Ferner ist an den Drain-Anschluß des Dünnfilm-Transistors 648 eine Si gnal-Versorgungsschaltung 650 angeschlossen. Die Ab tastschaltung 649 und die Signal-Versorgungsschaltung 650 bilden eine Treibereinrichtung 634 für die optische Flüssigkristall-Verschlußanordnung.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel stellen die an die Drain-Anschlüsse der entsprechenden Dünnfilm-Transisto ren 648 angelegten Signale Videosignale für die jewei ligen Bildelemente dar. Wenn somit von der Signal-Ver sorgungsschaltung 650 ein Videosignal auf den Drain-An schluß des Dünnfilm-Transistors 648 bei durchgeschalte tem Dünnfilm-Transistor 648 gegeben wird, wird dieses Videosignal über den Dünnfilm-Transistor 647 dem Flüs sigkristall 639 zugeführt. Der Flüssigkristall 639 nimmt daraufhin einen der bistabilen Zustände ein. Mit anderen Worten wird das Licht entsprechend dem Videosi gnal durch jedes Bildelement der optischen Flüssigkri stall-Verschlußanordnung 632 durchgelassen bzw. abge schirmt.

Ein Signal zum Anschalten oder Ausschalten bzw. Durch schalten oder Sperren des Dünnfilm-Transistors 648 ist ein Block-Wählsignal, das von der Abtast-Schaltung 649 auf das Gate des Dünnfilm-Transistors 648 gegeben wird. Da, wie oben beschrieben, der Flüssigkristrall 639 ein ferroelektrischer Flüssigkristall ist, der eine ver hältnismäßig kurze Übergangszeit zwischen den bistabi len Zuständen hat, liegt diese Übergangszeit in einer Größenordnung, die mit einem Horizontal-Zyklus (etwa 63,5 µm sec) des NTSC-Systems vergleichbar ist. Es ist dementsprechend von Vorteil, das Treiben bzw. Ansteuern für jeden Block, d.h. blockweise zu bewerkstelligen, um zeitliche Freiräume zum Ansteuern, Anzeigen und Löschen der optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnung 632 zu schaffen. Dementsprechend wird bei diesem Ausführungs beispiel das Umschalten von Durchlaß auf Abschirmung des Lichtstrahls für jeden Block ausgeführt.

Im einzelnen wird das Videosignal des Dünnfilm-Transi stors 648 so lange gehalten bzw. zwischengespeichert, bis ein Block-Wählsignal zugeführt wird, und das Um schalten zwischen Durchlaß und Abschirmung des Licht strahls wird in Blockeinheiten entsprechend der Ankunft des Block-Wählsignals bewerkstelligt. Das Block-Wählsi gnal wird sequentiell auf alle Blöcke gegeben, und alle Blöcke werden in einem Horizontal-Zyklus angetrieben.

Als Folge davon wird - bei Betrachtung in Einheiten von Blöcken - die Anzeigedauer verlängert, so daß ein hohes Kontrastverhältnis bereitgestellt wird. Ferner kann das Ansprechverhalten beim Schalten des Dünnfilm-Transi stors 648 mäßig sein.

Die Gesamt-Funktionsweise dieser Ausführungsform wird nachfolgend näher beschrieben.

Zunächst wird von der Lichtquelle 631 ein Lichtstrahl ausgesandt, der nach der Umwandlung in parallele Licht strahlen unter Zuhilfenahme des reflektierenden Spie gels 653 auf die entsprechenden optischen Flüssigkri stall-Verschlußanordnungen 632 R, 632 G, 632 B einfällt.

Die optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnungen 632 R, 632 G, 632 B werden - wie oben beschrieben - durch entsprechende Treibereinrichtungen 634 R, 634 G, 634 B für die optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnungen an gesteuert, mit dem Ergebnis, daß Lichtstrahlen der drei Farben R, G und B bei Durchlaß austreten können oder abgeschirmt werden.

Diese Lichtstrahlen fallen auf eine Sammellinse 633. Die Sammellinse 633 bewirkt, daß die hierauf in den gleichen Intervallen wie die Anordnungsintervalle der optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnungen 632 R, 632 G, 632 B einfallenden Lichtstrahlen in der Nähe einer vorbestimmten Achse zusammenlaufen.

Der gebündelte bzw. konvergierte Lichtstrahl wird auf das Polygon-Prisma 611 gerichtet. Das Polygon-Prisma 611 bewirkt, daß aus ihm Licht austritt wobei in Über einstimmung mit der Formel (1) eine wiederholte Ab tastung durchgeführt wird. Da im vorliegenden Fall das Licht einer jeden Farbe achsenparallel durch die Sam mellinse 633 konvergiert worden ist, kann angenommen werden, daß die Abtast-Operation für jede Farbe gleich zeitig eine Umkehr bzw. Wiederholung erfahren hat.

Der vom Polygon-Prisma 611 austretende Lichtstrahl wird so gerichtet, daß er auf das Okular 629 einfällt. Das Okular 629 ist eine Sammellinse, die einen vorbestimm ten Brennpunkt aufweist. Es soll nun angenommen werden, daß sich ein Sehpunkt in diesem Brennpunkt befindet. Dabei wird der auf das Okular 629 entlang einem durch die ausgezogene Linie in Fig. 7 angedeuteten optischen Pfad einfallende Lichtstrahl so gesehen, als wäre er aus einer mit gestrichelten Linien angedeuteten Rich tung angekommen. Wenn das Polygon-Prisma 611 durch die Polygon-Prismen-Antriebseinrichtung 630 angetrieben wird, wird ein wiederholter Abtastvorgang des Polygon- Prismas 611 bewirkt, und der Betrachter empfindet visu ell einen Abbildungsschirm einer Größe, die durch die Konfiguration des Polygon-Prismas 611 bestimmt ist.

Es soll hervorgehoben werden, daß das Okular 629 ent sprechend der Größe des visuell empfundenen Abbildungs schirms gestaltet werden kann. Der Drehbewegungszyklus des Polygon-Prismas 611 muß im Einklang mit dem verti kalen Abtastzyklus des Videosignals bestimmt werden.

Entsprechend dieser Ausführungsform genügt es demgemäß, eine Anzeigeeinheit entsprechend den Bildelementen für einen Horizontal-Zyklus bereitzustellen, so daß die An zeigeeinheit kompakt ausgeführt und mit hohem Produkti onsertrag bei niedrigen Kosten produziert werden kann.

Es ist ferner möglich, die Auflösung unter Bereitstel lung einer ausreichend hohen Hochgeschwindigkeits- Drehbewegung des Polygon-Prismas 611 zu verbessern. Folglich eignet sich die Anzeigeeinheit zur Verwendung als Bildsucher einer Kamera.

(7) Achtes Ausführungsbeispiel

Fig. 11 zeigt den Aufbau einer Anzeigeeinheit entspre chend einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dieser Zeichnung ist der Einfachheit halber ledig lich die Anordnung in der Nachbarschaft einer gemeinsa men Elektrode 740 gezeigt.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind Filter 744 vorge sehen, die für jedes Bildelement in getrennter Form vorliegen. Falls gemäß dieser Anordnung die benachbar ten Filter 744 von Filtern gebildet sind, die es dem Licht unterschiedlicher Farben ermöglichen, durchgelas sen zu werden, ist es möglich, unter Zuhilfenahme einer optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnung eine Viel zahl von Farben zu handhaben. Folglich kann die Anord nung und der Aufbau der Anzeigeeinheit kompakt gehalten werden und die Anzeigeeinheiten können mit niedrigen Kosten hergestellt werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Filter 744, die auf einer optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnung in benachbarter Lagebeziehung zueinander angeordnet sind, vorzugsweise Rot- oder Blau-Filter darstellen, die auf die Auflösung einen verhältnismäßig geringen Einfluß haben.

(8) Neuntes Ausführungsbeispiel

Fig. 12 zeigt den Aufbau und die Anordnung einer An zeigeeinheit entsprechend einem neunten Ausführungsbei spiel der Erfindung. Der Einfachheit halber ist in die ser Darstellung lediglich die Anordnung in der Nähe ei nes Polygon-Prismas 811 gezeigt.

Es soll ein Fall betrachtet werden, in dem ein Licht strahl mit einer gewissen Ausdehnung ausgehend von ei ner Lichtquelle 831, die in der Zeichnung durch einen Punkt angedeutet ist, auf ein Polygon-Prisma 811 ein fällt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Lichtstrahl, falls, sich das Polygon-Prisma 811 in der durch die ausgezoge nen Linien angedeuteten Position befindet, so gesehen, als würde er aus der Richtung des Punktes B ankommen. In ähnlicher Weise wird der Lichtstrahl dann, falls sich das Polygon-Prisma 811 in der mit gestrichelten Linien angedeuteten Position befindet, so gesehen, als würde er aus der Richtung des Punktes C ankommen. Dementsprechend erscheint die Lichtquelle 831 so, als würde sie bedingt durch die Drehbewegung des Polygon- Prismas in vertikaler Richtung bewegt werden.

Falls die Lichtquelle 831 als eine Anzeigeeinheit für einen Horizontal-Zyklus verwendet wird, kann entspre chend dieser Ausführungsform ein Fernsehbild angezeigt bzw. wiedergegeben werden und die Anordnung der Anzei geeinheit kann kompakt gehalten werden.

(9) Zehntes Ausführungsbeispiel

Fig. 13 veranschaulicht einen Aufbau bzw. eine Anord nung einer Anzeigeeinheit entsprechend einer zehnten Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß dieser Ausführungsform sind optische Flüssigkri stall-Verschlußanordnungen bezüglich der Farben Rot und Blau als eine optische Flüssigkristall-Verschlußanord nung 932 RB in einer dem neunten Ausführungsbeispiel ähnlichen Art und Weise angeordnet. Ferner ist eine entsprechende Treiberschaltung bzw. ein Treiberschalt kreis 934 RB für die optische Flüssigkristall-Verschluß anordnung vorgesehen.

Die Besonderheit dieser Ausführungsform besteht darin, daß ein optischer Deflektor 928 einen bewegbaren Spie gel 951 und eine Galvanometer-Treiberschaltung 952 auf weist.

Im einzelnen wird ein von einer Sammellinse 933 kommen der Lichtstrahl durch die Schwingbewegung des bewegba ren Spiegels 951 abgelenkt und auf ein Okular 929 ge richtet. Die Galvanometer-Treiberschaltung 952 veran laßt den beweglichen Spiegel 951 zu einer Schwingbewe gung mit einem Schwingzyklus entsprechend dem vertika len Abtastzyklus.

Dementsprechend ist es auch mit dieser Ausführungsform möglich, in der gleichen Weise wie mit demsiebten Aus führungsbeispiel eine kompakte Anzeigeeinheit zu erhal ten. Es soll hervorgehoben werden, daß es genügt, den bewegbaren bzw. beweglichen Spiegel 951 auf einem (nicht gezeigten) Galvanometer anzuordnen, wobei die Länge des Spiegels entsprechend der Länge der optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnung 932 bestimmt werden kann.

(10) Andere Ausführungsformen

Wenngleich im Zusammenhang mit den vorstehenden Ausfüh rungsbeispielen Anwendungen des optischen Deflektors für eine Anzeigeeinheit beschrieben worden sind, so ist doch hervorzuheben, daß der optische Deflektor eben falls bei einem Galvanometer oder einem Telecine- bzw. -Filmabtastgerät angewandt werden kann.

Es ist darüber hinaus möglich, als Anzeigeeinheit eine monochromatische Anzeigeeinheit zu verwenden.

Die Erfindung schafft somit einen optischen Deflektor, beim dem ein Polygon-Prisma durch eine Polygon-Prismen- Antriebs- bzw. Treiberschaltung drehangetrieben wird und ein vom Polygon-Prisma austretender Lichtstrahl mit der Drehbewegung des Polygon-Prismas eine wiederholte Abtastung bewirkt. Die Erfindung schafft ferner eine Anzeigeeinheit, mit der ein auf einer Einzeilen-Hori zontalabtast-Anzeigeeinrichtung für einen Horizontal- Zyklus angezeigtes bzw. dargestelltes Bild durch einen optischen Deflektor vertikal gescanned bzw. abgetastet bzw. einer Bildzerlegung unterzogen wird, der ein Poly gon-Prisma oder einen sich drehenden Spiegel verwendet, so daß das Bild über ein Okular auf einen Sehpunkt ge sandt werden kann.

Claims

1. Optischer Deflektor, mit
einem Polygon-Prisma (11; 111; 211; 311; 411; 511), das von einem regelmäßigen, n-seitigen Prisma gebildet ist, wobei n geradzahlig ist, um einem auf eine Seiten oberfläche einfallenden Lichtstrahl das Austreten aus einer der Einfallsfläche gegenüberliegenden Seitenober fläche in einer zur Einfallsrichtung parallelen Rich tung zu ermöglichen; und
einer Polygon-Prismen-Antriebsschaltung (20; 220; 320; 420; 526) zum Drehantrieb des Polygon-Prismas mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, wobei die Mittel achse des Polygon-Prismas als Bezugsachse dient.

2. Optischer Deflektor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Polygon-Prisma ein regelmäßiges vierseitiges Prisma (11; 111) ist.

3. Optischer Deflektor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Polygon-Prisma ein regelmäßiges Sechseck-Prisma (211) ist.

4. Optischer Deflektor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Polygon-Prisma ein regelmäßiges Achteck-Prisma (311) ist.

5. Optischer Deflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polygon-Prisma von einer flachen Polygon-Platte (411; 511) gebildet ist.

6. Optischer Deflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polygon-Prismen- Treiber- bzw. Antriebsschaltung einen Motor (18; 218; 318; 418; 524) zur Bewirkung des Drehantriebs des Poly gon-Prismas mit der Mittelachse des Polygon-Prismas als Bezugsachse; und eine Motor-Antriebseinrichtung (20; 220; 320; 420; 526) aufweist, um den Motor mit einer vorbestimmten Drehzahl anzutreiben.

7. Optischer Deflektor nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Polygon-Prismen-Antriebsschaltung einen Beschleunigungssensor (423; 523) zur Erfassung einer Beschleunigung aufweist, wobei die Motor-Antrieb seinrichtung (420; 526) so ausgelegt ist, daß sie den Motor (418; 524) um einen der vom Beschleunigungssensor erfaßten Beschleunigung entsprechenden Winkel verdreht.

8. Optischer Deflektor nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Polygon-Prismen-Antriebsschaltung einen Elektromagneten (524) zum Anhalten des Polygon- Prismas (511) an einer vorbestimmten Drehposition mit der Mittelachse des Polygon-Prismas als Bezugsachse; einen Beschleunigungssensor (523) zur Erfassung einer Beschleunigung; und eine Elektromagnet-Antriebs- bzw. Treiber-Einrichtung (526) aufweist, um eine Halteposi tion des Polygon-Prismas (511) unter Zuhilfenahme des Elektromagneten (524) entsprechend der vom Beschleuni gungssensor (523) erfaßten Beschleunigung zu steuern.

9. Optischer Deflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Konkav- bzw. Zerstreu ungslinse, um den vom Polygon-Prisma (111) kommenden Lichtstrahl aufzuweiten und auf einen Bildschirm zu projizieren.

10. Anzeigeeinheit (627) mit:
einer Einzeilen-Horizontalabtast-Anzeigeeinrichtung zur linearen bzw. zeilenweisen Darstellung eines Bildes für einen Horizontal-Abtastzyklus, wobei eine Zeilenum schaltung entsprechend der Vertikal-Bildabtastung er folgt
einem optischen Deflektor (628), der
ein von einem regelmäßigen, n-seitigen (n ist geradzahlig) Prisma gebildetes Polygon-Prisma (611), um einem von der Einzeilen-Horizontalabtast-Anzeigeein richtung auf eine Seitenoberfläche einfallenden Licht strahl das Austreten aus einer der Einfallsfläche ge genüberliegenden Seitenfläche in einer zur Einfalls richtung parallelen Richtung zu ermöglichen, wobei eine Mittelachse des optischen Deflektors (628) so angeord net ist, daß sie parallel zu einer Anzeigerichtung der Einzeilen-Horizontalabtast-Anzeigevorrichtung vorläuft, und
eine Treiberschaltung (630) für das Polygon- Prisma (611) aufweist, um das Polygon-Prisma mit dessen Mittelachse als Bezugsachse mit einer einem Zyklus der Vertikal-Abtastung entsprechenden Geschwindigkeit anzu treiben; und
einem Okular (629), um den aus dem Polygon-Prisma (611) austretenden Lichtstrahl auf einen vorbestimmten Brennpunkt konvergieren zu lassen.

11. Anzeigeeinheit nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einzeilen-Horizontalabtast-An zeigevorrichtung
eine Lichtquelle (631) zur Abgabe des Lichtstrahls;
einen reflektierenden Spiegel (653) zur Umwandlung des von der Lichtquelle (631) abgegebenen Lichtstrahls in parallele Lichtstrahlen;
eine optische Flüssigkristall-Verschlußanordnung (632 B, 632 G, 632 R), die es den vom reflektierenden Spiegel (653) kommenden Lichtstrahlen ermöglicht, für jedes Bildelement in einer horizontalen Abtastrichtung entsprechend einer daran angelegten Spannung entweder durchgelassen oder dadurch abgeschirmt zu werden; und
eine Sammellinsenanordnung (633) aufweist, mit der der von der optischen Flüssigkristall-Verschlußanord nung (632 B, 632 G, 632 R) kommende Lichtstrahl in die Nähe einer vorbestimmten Achse konvergiert bzw. gebün delt und als einfallender Lichtstrahl auf das Polygon- Prisma (611) gerichtet werden kann.

12. Anzeigeeinheit nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß drei Einheiten von optischen Flüssig kristall-Verschlußanordnungen vorgesehen sind, von denen jede einen Filter (644) aufweist, der Licht un terschiedlicher Farbkomponenten unter den drei Haupt farbkomponenten den Durchlaß durch ihn ermöglicht.

13. Anzeigeeinheit nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß zwei Einheiten von optischen Flüssig kristall-Verschlußanordnungen (932 RB, 932 G) vorgesehen sind, von denen eine einen Filter aufweist, der Licht einer Farbkomponente unter den drei Haupt-Farbkomponen ten den Durchtritt ermöglicht, während die andere opti sche Flüssigkristall-Verschlußanordnung zwei Filter aufweist, die dem Licht der verbleibenden zwei Farbkom ponenten jeweils den Durchtritt ermöglichen.

14. Anzeigeeinheit nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die beiden in der anderen der beiden optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnungen enthal tenen Filter für rotes Licht und für blaues Licht durchlässig sind.

15. Anzeigeeinheit nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die beiden Filter, die in der anderen der beiden optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnun gen vorgesehen sind, abwechselnd in der horizontalen Abtastrichtung in übereinstimmung mit jedem der Bilde lemente d.h. mit den einzelnen Bildelementen angeordnet sind.

16. Anzeigeeinheit nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die optische Flüssigkristall-Ver schlußanordnung so angeordnet ist, daß sie es ermög licht, daß der Lichtstrahl für jeweils einen Block, in dem eine vorbestimmte Anzahl von in horizontaler Abta strichtung aufgereihten bzw. angeordneten Bildelementen zusammengruppiert sind, durchgelassen bzw. abgeschirmt wird.

17. Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (633) dadurch gebildet wird, daß eine vorbestimmte Anzahl von zylindrischen Linsen (635, 636) kombiniert wird.

18. Anzeigeeinheit, mit
einer Einzeilen-Horizontalabtast-Anzeigeeinrichtung zur linearen bzw. zeilenweisen Darstellung eines Bildes für einen Horizontal-Abtastzyklus unter Umschaltung in Übereinstimmung mit einer vertikalen Abtastung;
einem optischen Deflektor, der
einen bewegbaren Spiegel (951), der so ange ordnet ist, daß ein von der Einzeilen-Horizontalabtast- Anzeigeeinrichtung ausgehender Lichtstrahl mit einer vorbestimmten Richtung von ihm ausgeht, wobei der opti sche Deflektor eine Schwenkachse hat, die parallel zur Anzeigerichtung der Einzeilen-Horizontalabtast-Anzeige einrichtung verläuft, und
eine Galvanometer-Treiberschaltung (952) auf weist, um den bewegbaren Spiegel (951) in einem der vertikalen Abtastung entsprechenden Zyklus in Schwenk bewegung zu versetzen; und
einem Okular (929), um den vom bewegbaren Spiegel (951) kommenden Lichtstrahl auf einen vorbestimmten Brennpunkt zu fokussieren.

19. Anzeigeeinheit nach Anspruch 18, bei der die Einzeilen-Horizontalabtast-Anzeigeeinrichtung
eine Lichtquelle zur Abgabe des Lichtstrahls bzw. -strahlbündels;
einen reflektierenden Spiegel (953) zur Umwandlung des von der Lichtquelle (931) abgegebenen Lichtstrahls in parallele Lichtstrahlen;
eine optische Flüssigkristall-Verschlußanordnung (932 RB, 932 G), die es dem vom reflektierenden Spiegel (953) kommenden parallelen Lichtstrahlen für jedes Bildelement in einer horizontalen Abtastrichtung ent sprechend einer daran angelegten Spannung ermöglicht, durchzutreten bzw. davon abgeschirmt zu werden; und
eine Sammellinse (933) aufeist, mit der der von der optischen Flüssigkristall-Verschlußanordnung kommende Lichtstrahl in die Nähe einer vorbestimmten Achse kon vergiert bzw. gebündelt und so gerichtet werden kann, daß auf er auf das Polygon-Prisma bzw. auf den bewegba ren Spiegel (951) einfällt.

20. Anzeigeeinheit nach Anspruch 19, dadurch ge kennzeichnet, daß drei Einheiten von optischen Flüssig kristall-Verschlußanordnungen vorgesehen sind, von dene jede ein Filter aufweist, um einem Licht mit verschie denen Farbkomponenten unter den drei Haupt-Farbkompo nenten jeweils den Durchtritt zu ermöglichen.