DE69122778T2

DE69122778T2 - Vorrichtung zur optischen modulation mit verformbaren zellen

Info

Publication number: DE69122778T2
Application number: DE69122778T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Huignard; Brigitte Loiseaux; Claude Puech
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1991-10-30
Publication date: 1997-02-20
Anticipated expiration: 2011-10-31
Also published as: EP0610185A1; FR2664712A1; DE69122778D1; EP0610185B1; FR2664712B1; US5652672A; WO1993009461A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Modulation, in der eine Welle sichtbaren Lichts oder mit einer Frequenz in der Nähe des sichtbaren Lichts räumlich mit Hilfe mehrerer verformbarer Zellen unter der Wirkung einer an deren Klemmen angeschlossenen elektrischen Spannung moduliert wird. Die Erfindung betrifft insbesondere Mittel, um die Steuerung solcher verformbarer Zellen zu erleichtern.
In der vorliegenden Beschreibung versteht man unter einer Zelle, die mit Hilfe einer elektrischen Spannung verformbar ist, eine Zelle, die eine ihrer Abmessungen abhängig von einer angelegten Spannung verändert. Unter diese Definition fallen sowohl Zellen auf der Basis von piezoelektrischen Materialien, d.h. Materialien, die einen inversen piezoelektrischen Effekt besitzen, als auch eine Zelle, die aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise in Form von Folien, gebildet werden und anderen Effekten unterliegen, solange auch aufgrund einer Spannung eine Verformung, insbesondere eine örtliche Dickenveränderung auftritt.
Unter der Wirkung einer Spannung verformbare Zellen werden auf verschiedenen Gebieten verwendet, insbesondere bei der Abbildungstechnik durch eine turbulente Atmosphäre hindurch, insbesondere in der Astronomie. In solchen Fällen kann es notwendig sein, die Phase der vom zu beobachtenden Gegenstand kommenden optischen Welle räumlich zu korrigieren, um ein korrektes Bild dieses Gegenstands zu erzeugen.
Hierzu ist es bekannt, die Wellenfront an einem Spiegel reflektieren zu lassen, der örtliche Abweichungen der Spiegelebene bezüglich einer mittleren Spiegelebene aufweist, um örtliche Phasenveränderungen zu erzeugen und so die Phasenverzerrungen der Welle beim Durchgang durch eine turbulente Atmosphäre zu kompensieren. Ein solcher Spiegel wird nachfolgend Modulationsspiegel genannt.
Die Korrekturen der Wellenfront werden durch ein an sich bekanntes Wellenfront-Sensorsystem bestimmt, wie es beispielsweise unter dem Begriff "Hartmann-Interferometer" bekannt ist. Dieses Gerät wurde in Frankreich vom Office National d'Etudes et de Recherches Aerospatiales (O.N.E.R.A.) entwickelt.
Figur 1 zeigt schematisch eine klassische Einrichtung, die die Phase einer Wellenfront FO mit Hilfe eines Sensorsystems 2 und eines Modulationsspiegels 3 wie oben definiert korrigieren soll.
Die Wellenfront FO trifft entlang der durch den Pfeil 1 definierten Richtung auf den Modulationsspiegel 3 und wird vor dem Auftreffen auf diesen teilweise zum Sensorsystem 2 abgelenkt. Dieses System liefert dann die Signale SC bezüglich der durchzuführenden Phasenkorrektur. Diese Korrektursignale SC gelangen an eine Steuervorrichtung 4, die ihrerseits den Modulationsspiegel 3 steuert.
Die vom Modulationsspiegel 3 reflektierte Welle OR bildet die korrigierte Welle.
Es ist bekannt, Zellen mit piezoelektrischen Materialien zur Veränderung der ebenen Reflexionsfläche 6 des Modulationsspiegels 3 abhängig von den durchzuführenden Phasenkorrekturen zu verwenden. Ein bekannter Aufbau bildet beispielsweise die reflektierende Fläche 6 auf einer nachgiebigen Folie 7, beispielsweise aus Elastomermaterial, auf der eine (nicht dargestellte) Metallschicht liegt, welche die reflektierende Fläche 6 bildet. Diese Folie liegt mit einer der reflektierenden Fläche 6 entgegengesetzten Fläche auf einer Oberfläche auf, die durch bewegliche Endseiten FM von n piezoelektrischen Zellen CP1, CP2, ... CPn gebildet wird. Das andere Ende jeder Zelle bildet eine ortsfeste Fläche FF, die mechanisch mit einer Platte 8 fest verbunden ist. Die Platte 8 kann elektrisch leitend sein und so eine gemeinsame Elektrode für alle piezoelektrischen Zellen CP1 bis CPn bilden. In diesem Fall enthält jedes der beweglichen Endseiten eine individuelle Elektrode 1 für die individuelle Steuerung jeder piezoelektrischen Zelle. Über diese individuelle Elektrode ist jede Zelle beispielsweise durch Verkleben an der elastischen Folie 7 befestigt.
In dieser Konfiguration stellt jede piezoelektrische Zelle einen Motor dar. Für einen gegebenen Punkt der reflektierenden Fläche 6 ist der Abstand D zwischen diesem Punkt und der Platte 8 mit der Länge L jeder der piezoelektrischen Zellen verknüpft, die diesen Punkt umgibt. Diese Länge hängt ihrerseits vom Wert einer Steuerspannung ab, die von der Steuervorrichtung geliefert wird und an jede der Zellen angelegt wird. Hierzu enthält die Steuervorrichtung 4 einen nicht dargestellten Spannungsgenerator, und die Platte 8, die auch die gemeinsame Elektrode ist, ist mit einem Ausgang der Steuervorrichtung 4 verbunden, der eine der Polaritäten der Steuerspannung, beispielsweise die negative Polarität - liefert. Andererseits ist jede der individuellen Elektroden I an einen eigenen Ausgang des Generators angeschlossen, der eine positive Polarität + liefert. Jeder Ausgang liefert die positive Polarität + mit einem geeigneten Wert, um die gewünschte Dimensionsveränderung der piezoelektrischen Zelle hervorzurufen.
Es ist zu bemerken, daß auch unmittelbar die Gesamtheit der beweglichen Endseiten FM zur Bildung der reflektierenden Oberfläche 6 verwendet werden kann, so daß die Folie 7 entfällt. Dies kann jedoch eine Erhöhung der Anzahl der piezoelektrischen Zellen erforderlich machen, was wegen der Mittel nicht empfehlenswert ist, die nötig sind, um die piezoelektrischen Zellen zu betätigen.
Um brauchbare Dimensionsveränderungen der piezoelektrischen Zellen zu erzielen, kann es nämlich notwendig sein, Steuerspannungen sehr hohen Werts anzulegen, beispielsweise mehrere 1000 Volt in manchen Anwendungen, wie z.B. der Phasenkorrektur von Wellenfronten, oder bis zu 10.000 Volt, wenn eine Zelle von einem einzigen piezoelektrischen Stab gebildet wird, der von einer einzigen Spannung betätigt wird.
Daher muß für jede piezoelektrische Zelle ein Hochspannungsmittel vorgesehen sein, um die gewünschte hohe Steuerspannung zu erhalten, sowie ein Hochspannungs-Schaltmittel, um diese Spannung anzulegen. Diese beiden Mittel sind sehr störanfällig und teuer, was den Umstand erklärt, daß die Modulationsspiegel meist deutlich weniger Zellen enthalten, als für eine wirksame Korrektur notwendig wäre. So liegen beispielsweise in den oben beschriebenen Vorrichtungen die piezoelektrischen Zellen in einer zweidimensionalen Matrix vor, die üblicherweise fünf mal vier verformbare Zellen für eine Oberfläche von mehreren -zig cm² enthält.
Außerdem sind die Ansprechzeiten dieser elektrischen Hochspannungsmittel relativ langsam und im Fall der oben erwähnten Phasenkorrektur nicht immer mit einer dynamischen Kompensation von atmosphärischen Turbulenzen vereinbar (typisch 100 Hz bis 1 kHz), die den optischen Weg der Lichtstrahlen von astronomischen oder optronischen Einrichtungen stören.
Die Erfindung betrifft eine Lichtmodulationsvorrichtung, in der das Licht mit Hilfe von verformbaren Zellen moduliert wird, die durch Anlegen einer elektrischen Spannung aktiviert werden.
Die Erfindung bietet eine besonders interessante Lösung für die Steuerprobleme der verformbaren Zellen, ohne die oben erwähnten Nachteile sowohl hinsichtlich der technischen Merkmale als auch hinsichtlich der Kosten und des einfachen Einsatzes aufzuweisen.
Es sei bemerkt, daß aus der Patentanmeldung GB-A-238 880 ein Modulationsspiegel, der den piezoelektrischen Effekt ausnützt, und Fotowiderstände bekannt sind, aber man verwendet elektrisch nicht steuerbare Masken. Außerdem ist aus dem Patent US-A-4 967 063 ein mit Hilfe des piezoelektrischen Effekts verformbarer Spiegel bekannt, der aber keine Fotowiderstände zur Steuerung der piezoelektrischen Betätigungsorgane besitzt.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Vorrichtung zur Lichtmodulation mit einem Modulationsspiegel, der das zu modulierende Licht an einer reflektierenden Oberfläche reflektiert und unter dem Einfluß einer elektrischen Steuerspannung verformbare Zellen besitzt, wobei jede verformbare Zelle eine Veränderung ihrer Länge abhängig vom Wert der Steuerspannung erfahren kann und eine örtliche Verformung der reflektierenden Oberfläche hervorruft, wobei die Steuerspannung zwischen zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeder verformbaren Zelle angelegt wird und eine dieser Seiten eine örtlich festliegende Seite und die andere eine bewegliche Seite ist, wobei die Steuerspannung an jede verformbare Zelle über ein Fotowiderstandselement angelegt wird, wobei die Modulationsvorrichtung außerdem Mittel aufweist, um den spezifischen Widerstand jedes Fotowiderstandselements abhängig von der für die entsprechende verformbare Zelle gewünschten Längenänderung einzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einstellung des spezifischen Widerstands der Fotowiderstandselemente einen Flüssigkristallschirm mit einer Vielzahl von Flüssigkristallzellen aufweisen, die von einer Lichtquelle beleuchtet werden und dementsprechend eine Vielzahl von Mikrolichtstrahlen erzeugen, wobei jedes Fotowiderstandselement von mindestens einem Mikrolichtstrahl beleuchtet wird.
Die Erfindung und weitere Merkmale sowie Vorteile werden nun anhand von bestimmten Ausführungsformen, die die Erfindung nicht einschränken, und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 wurde bereits beschrieben und zeigt eine bekannte optische Modulationsvorrichtung mit einem Modulationsspiegel in Anwendung auf die Phasenkorrektur einer Wellenfront.
Figur 2 zeigt schematisch eine optische Modulationsvorrichtung gemäß der Erfindung in Anwendung auf die Phasenkorrektur einer Wellenfront.
Figur 3 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer verformbaren Zelle, wie sie in Figur 2 gezeigt ist.
Figur 4 zeigt schematisch eine andere Art der Anordnung eines räumlichen Lichtmodulators gemäß Figur 2.
Figur 5 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform von Fotowiderstandselementen, die in Figur 2 gezeigt sind.
Figur 6 zeigt eine Anwendung der Erfindung auf die Bildprojektion in der Fernsehtechnik.
Figur 2 zeigt eine optische Modulationsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung. In dem nicht beschränkend zu verstehenden Beispiel gemäß Figur 2 kann die Phasenmodulationsvorrichtung eine Wellenfront 11 gemäß einem allgemeinen Aufbau korrigieren, der dem bereits anhand von Figur 1 erläuterten ähnlich ist. Die zu korrigierende Wellenfront 11 pflanzt sich entlang der Pfeile 1 in Richtung zu einem Modulationsspiegel 12 fort. Dieser hat dieselben Aufgaben wie der Modulationsspiegel 3 in Figur 1 und liefert eine reflektierte Welle 11a, die die korrigierte Welle ist. Ein durch eine Pfeil 13 angedeuteter Teil der Wellenfront wird beispielsweise mit Hilfe eines halbdurchlässigen Spiegels 14 zu einem Wellenfront-Sensorsystem 2 abgelenkt. Dieses System liefert wie üblich Korrektursignale SC an eine Steuervorrichtung DC, die ihrerseits den Modulationsspiegel 12 steuern soll.
Der Modulationsspiegel 12 enthält zahlreiche verformbare Zellen CD1 bis CDn. Jede verformbare Zelle enthält eine Vorderseite, die eine bewegliche Endseite 15 bildet. Jede bewegliche Endseite 15 ist mit einer beispielsweise aus Elastomermaterial bestehenden, nachgiebigen Folie 16 fest verbunden.
Die Folie 16 bildet eine reflektierende Oberfläche 18 für die Wellenfront 11. Die reflektierende Oberfläche 18 ist auf eine optische Achse 29 zentriert. Sie unterliegt örtlichen Verformungen ihrer Reflexionsebene unter der Wirkung der verformbaren Zellen CD1 bis CDn. Die reflektierende Oberfläche 18 wird von einer Schicht 17 aus einem elektrisch leitenden Material gebildet, die auf die nachgiebige Folien 16 auf der entgegengesetzten Seite bezüglich der verformbaren Zellen CD1 bis CDn aufgebracht ist. Die Dicke der Folie 16 ist gering und bildet einen großen Kapazitätswert bezüglich der verformbaren Zellen CD1 bis CDn, so daß der Spannungsabfall an den Anschlüssen der Folie vernachlässigt werden kann und die elektrisch leitende Schicht 17 eine gemeinsame Elektrode für alle beweglichen Enden 15 bildet. Dies ist ein die Erfindung nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel, und andere Strukturen können eingesetzt werden, beispielsweise indem eine Metallschicht auf beide Seiten der nachgiebigen Folie 16 aufgebracht wird.
Die verformbaren Zellen CD1 bis CDn sind Zellen, die sich unter der Wirkung einer Spannung verformen, wie dies einleitend erläutert wurde. In dem die Erfindung nicht einschränkenden, hier erläuterten Beispiel handelt es sich um ein piezoelektrisches Material, beispielsweise eine Piezo-Keramik. Diese Zellen empfangen je eine Steuerspannung, die von einem Spannungsgenerator 19 in der Steuervorrichtung DC geliefert wird.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird die Steuerspannung einerseits an jede der verformbaren Zellen CD1 bis Cdn über ein Fotowiderstandselement P1 bis Pn angelegt und andererseits wird dieses Fotowiderstandselernent beleuchtet, um seinen Widerstand so festzulegen, daß die an die Klemmen jeder verformbaren Zelle angelegte Steuerspannung den gewünschten Wert bekommt.
In dem die Erfindung nicht einschränkenden hier beschriebenen Beispiel sind die Fotowiderstandselemente P1 bis Pn in einer gemeinsamen Platte 20 aus einem Fotowiderstandsmaterial ausgebildet. Das Fotowiderstandsmaterial muß im Dunklen einen hohen spezifischen Widerstand besitzen. Dieses Fotowiderstandsmaterial besteht beispielsweise aus einer Wismut-Silizium-Sauerstoff-Verbindung Bi&sub1;&sub2;SiO&sub2;&sub0;, deren spezifischer Widerstand im Dunklen bei 1013 Ωcm liegt, während der spezifische Widerstand bei einer Beleuchtung mit 10 mW cm mit einem Licht der Wellenlänge von 0,514 um bei etwa 10&sup9; Ωcm liegt. Das Material kann auch von einer halbleitenden Galliumarsenidverbindung S.I.GaAs gebildet werden, deren spezifischer Widerstand im Dunkeln bei 10&sup9; Ωcm und bei einer Beleuchtung mit 10 mW cm&supmin;² bei etwa 10&sup6; Ωcm liegt.
Die Platte 20 aus Fotowiderstandsmaterial wird an die der reflektierenden Oberfläche 18 abgewandten Enden der verformbaren Zellen CD1 bis CDn angelegt, d.h. an die rückwärtigen Endseiten 21 dieser verformbaren Zellen. Diese Zellen CD1 bis CDn sind in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet und bilden ein Netz, dessen in Figur 2 sichtbare Zellen beispielsweise eine Zeile bilden und dessen Spalten sich in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene befinden.
Eine Seite 25 der Platte 20, die den Zellen CD1 bis CDn abgewandt ist, steht mit einer elektrisch leitenden Schicht in Kontakt, die eine zweite Elektrode 26 bildet und deren Oberfläche im wesentlichen der der Platte 20 gleicht. Die zweite Elektrode 26 ist also für alle Fotowiderstände P1 bis Pn gemeinsam vorgesehen. Diese Fotowiderstände sind in Figur 2 gestrichelt in der Dicke E der Fotowiderstandsplatte 20 angedeutet.
Das elektrische Potential der Elektrode 26 gelangt an die hinteren Endseiten 21 der Zellen Cd1 bis CDn über die Fotowiderstandselemente P1 bis Pn. Für eine bessere Verteilung dieses Potentials auf die Rückseiten 25 der Fotowiderstände kann eine Zwischenelektrode EI1 zwischen jede dieser Seiten 25 und die Fotowiderstandselemente P1 bis PN eingefügt werden, wie dies aus Figur 2 hervorgeht. Alle diese Zwischenelektroden EI1 sind natürlich elektrisch gegeneinander isoliert.
In dem nicht beschränkend zu verstehenden Beispiel gemäß Figur 2 ist die Platte 20 ortsfest und steif, und die hinteren Endseiten 21 der verformbaren Zellen bilden die örtlich festliegenden Seiten dieser Zellen. Daher ergibt eine Veränderung ΔL der Länge L zwischen den beiden Seiten 15 und 21 der verformbaren Zellen eine gleiche örtliche Veränderung der Lage der reflektierenden Oberfläche 18. Dies wird einerseits durch die Elastizität der nachgiebigen Folie 16, die beispielsweise eine Polymer- oder Elastomerfolie sein kann, und andererseits durch die Elastizität der ersten, gemeinsamen Elektrode 17 möglich.
Die erste gemeinsame Elektrode 17 kann beispielsweise in an sich bekannter Weise von einer leitenden Metallschicht beispielsweise aus Gold oder Silber gebildet sein, die auf die Folie 16 mittels Dünnschichttechnologie aufgebracht ist.
Die beiden gemeinsamen Elektroden 17 und 26 sind an zwei Ausgangsklemmen 30 und 31 des Spannungsgenerators 19 angeschlossen, die die positive bzw. negative Polarität der Steuerspannung Vc liefern, welche an die verformbaren Zellen CD1 bis CDn angelegt werden sollen.
In der erfindungsgemäßen Konfiguration wird diese Steuerspannung Vc mit ihrem Höchstwert an die beiden gemeinsamen Elektroden 17, 26 angelegt, während durch eine Beleuchtung der Fotowiderstandsplatte 20, genauer gesagt der Fotowiderstandselemente P1 bis Pn, der gewünschte Spannungswert Vc festgelegt wird, der an jede der verformbaren Zellen CD1 bis CDn angelegt werden soll.
Zu diesem Zweck muß die zweite gemeinsame Elektrode 26 transparent sein. Sie kann beispielsweise aus Zinnoxid SnO&sub2; bestehen und als Schicht auf die Platte 20 mit Hilfe einer ihrerseits bekannten Methode aufgebracht sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Beleuchtung der Fotowiderstandsplatte 20 oder genauer der Fotowiderstandselemente P1 bis Pn durch einen räumlichen Lichtmodulator 33 bewirkt, der sich in der Steuervorrichtung DC befindet und die gewünschte räumliche Verteilung der Beleuchtung durchführt.
Der räumliche Modulator 33 kann beispielsweise von einem Flüssigkristallschirm gebildet werden, insbesondere mit aktiver Matrix, oder auch ein Schirm vom ferroelektrischen Typ sein. Die für solche Schirme eingesetzten Techniken gleichen denen, die für die Bildschirme entwickelt wurden. So kann der räumliche Modulator 33 einen Flüssigkristallschirm mit aktiven Matrizen und Dünnschichttransistoren enthalten, der eine Matrix von Flüssigkristallzellen CL1 bis CLn mit beispielsweise 128 128 oder sogar 1024 1024 Zellen aufweist. Diese Zellen besitzen zwischen 10 und Graustufen und werden mit einer Videoperiode von etwa 40 ms betrieben. In einem solchen Fall kann jede Flüssigkristallzelle CL1 bis CLn einem Fotowiderstandselement P1 bis Pn entsprechen, und die Anzahl von Graustufen reicht für eine Feinmodulation der Beleuchtung aus. Im Fall einer Matrix mit ferroelektrischen Flüssigkristallen kann das Äquivalent einer variablen Beleuchtung dadurch erhalten werden, daß die Anzahl der adressierten Flüssigkristallzellen, die auf ein gegebenes Fotowiderstandselement P1 bis Pn projiziert werden, moduliert wird. Mit anderen Worten können in diesem Fall mehrere Flüssigkristallzellen für die Beleuchtung jedes Fotowiderstandselements bestimmt sein. Die Steuervorrichtung DC enthält weiter eine Lichtquelle 35, die auf der optischen Achse 29 liegt und ein Licht entsprechend dem Empfindlichkeitsbereich des Fotowiderstandsmaterials der Platte 20 erzeugt. Dieses Licht kann inkohärent sein und wird beispielsweise von einem nicht dargestellten Netz von fluoreszierenden Miniröhren oder von einer Halogenlampe erzeugt. Falls erforderlich, kann die Quelle 35 auch einen Dauerstrichlaser enthalten, der im Empfindlichkeitsbereich des Fotowiderstands Licht aussendet.
Der Lichtstrahl FL, der von der Quelle 35 erzeugt wird, wird von einem Kondenser 32 zusammengefaßt und verläuft dann durch den räumlichen Modulator 33, der ebenfalls auf die optische Achse 29 zentriert ist. In dem nicht beschränkend zu verstehenden hier beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält der räumliche Modulator 33 ebensoviele Elementarzellen CL1 bis CLn, wie es Fotowiderstandselemente P1 bis Pn gibt, und der Lichtstrahl FL tritt aus dem räumlichen Modulator 33 in Form von ebensovielen Mikrolichtstrahlen MF1 bis MFn aus. Diese durchlaufen ein Objektiv 39 und haben eine Lichtstärke, die von der Lichtdurchlässigkeit der Elementarzelle oder Flüssigkristallzelle CL1 bis CLn abhängt, die durchquert wurde. Der Grad der Lichtdurchlässigkeit der Elementarzellen CL1 bis CLn wird durch eine an sich bekannte Adressieroperation jeder Elementarzelle von einer bekannten Adressensteuerschaltung 38 gesteuert, die eine matrixförmige Adressierung auf der Basis der von den Wellenfrontsensoren 2 gelieferten Steuersignalen SC bewirkt.
In einem solchen Fall handelt es sich um eine matrixartige Adressierung, so daß über den räumlichen Modulator 33 und die Fotowiderstandselemente P1 bis Pn die Steuerung der verformbaren Zellen CD1 bis CDn und deren Adressierung ebenfalls matrixartig ist, was die Steuerung und die Verbindung der verformbaren Zellen untereinander deutlich vereinfacht.
Nun wird der Betrieb dieser Vorrichtung beschrieben. Die Steuerspannung Vc, die vom Spannungsgenerator 19 geliefert wird, gelangt zwischen die beiden gemeinsamen Elektroden 17 und 26 mit ihrem Maximalwert.
Jeder verformbaren Zelle CD1 bis CDn entspricht ein Fotowiderstandselement P1 bis Pn, das von einem der Mikrolichtstrahlen MF1 bis MFn beleuchtet werden kann. Jeder Mikrolichtstrahl MF1 bis MFn wird abhängig von der Transparenz der von ihm durchquerten Flüssigkristallzelle CL1 bis CLn in seiner Intensität moduliert. Damit entspricht jede Flüssigkristallzelle CL1 bis CLn oder Elementarzelle einem bestimmten Fotowiderstand P1 bis Pn.
Der spezifische Widerstand des Fotowiderstandsmaterials im Dunkeln ist ausreichend hoch, um sicherzustellen, daß ohne Lichteinfall keine Spannung an die verformbaren Zellen CD1 bis CDn (d.h. an die piezoelektrischen Motoren) angelegt wird. Bei einer örtlichen Beleuchtung des Fotowiderstands durch den räumlichen Lichtmodulator 33 nimmt die örtliche Leitfähigkeit des Fotowiderstands, d.h. des beleuchteten Fotowiderstandselements P1 bis Pn zu und die Steuerspannung Vc wird an die entsprechende verformbare Zelle CD1 bis CDn angelegt.
Wenn beispielsweise der Zustand der ersten Elementarzelle CL1 so ist, daß sie einen Mikrolichtstrahl MF1 durchläßt, dann beleuchtet dieser das erste Fotowiderstandselement P1, woraus sich eine Steuerspannung Vc an der ersten verformbaren Zelle CD1 ergibt. Die Abmessung des Fotowiderstandselements P1 entspricht der vom Mikrolichtstrahl beleuchteten Fläche.
Die Projektion einer Lichtverteilung ΔI (x, y) auf die Fotowiderstandsplatte 20 führt auf der Matrix von verformbaren Zellen CD1 bis CDn zu einer räumlichen Modulation der angelegten Spannung V(x,y) folgender Form:
ΔV(x,y) = β ΔI(x,y)
Hierbei bedeutet β = dV/dI die Steigung der Kennlinie der Spannung einer verformbaren Zelle abhängig von der Beleuchtung des entsprechenden Fotowiderstandselements.
In dem linearen Kennlinienbereich der verformbaren Zelle ergibt sich eine Längung Δl dieser Zelle und daraus eine induzierte Phasenverschiebung Δl der optischen Welle folgender Form:
ΔΦ = 4π/λ Δl
Hierbei ist λ die Lichtwellenlänge und ΔΦ = (dΦ/dI)Δl. dΦ/dl ist die Steigung der Kennlinie zwischen Phasenverschiebung und Beleuchtung.
In dem anhand von Figur 2 beschriebenen und nicht beschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiel sind die verformbaren Zellen CD1 bis CDn piezoelektrische Scheiben, deren Länge L von nur einem piezoelektrischen Keramikelement gebildet wird. Um die Längenänderung Δl für eine gegebene Steuerspannung Vc zu erhöhen, ist es aber möglich, zwei oder mehr piezoelektrische Elemente übereinanderzustapeln, um eine der verformbaren Zellen CD1 bis CDn zu erhalten.
Figur 3 zeigt anhand eines nicht beschränkend zu verstehenden Beispiels, wie eine verformbare Zelle, z.B. die erste verformbare Zelle CD1, mit Spannung gespeist wird. In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel wird die erste verformbare Zelle CD1 aus drei piezoelektrischen Elementen oder Scheiben D1, D2, D3 gebildet, die stimseitig aneinanderliegen, so daß ihre Längsausdehnungen sich addieren.
Die erste Scheibe D1 liegt an der Fotowiderstandsplatte 20 an, die nur teilweise dargestellt ist und mit der die Scheibe elektrisch über die erste Zwischenelektrode EI1 in Kontakt steht. Die hintere Endseite dieser Scheibe D1 bildet die örtlich festliegende Seite 21 der verformbaren Zelle CD1, während das andere Ende dieser ersten Scheibe D1 eine zweite Zwischenelektrode E12 trägt. Die zweite Scheibe D2 ist mit ihrem ersten Ende beispielsweise durch Kleben an der zweiten Zwischenelektrode E12 befestigt, während ihr anderes Ende seinerseits eine dritte Zwischenelektrode E13 trägt. Die dritte Scheibe D3 ist mit einem Ende an der dritten Zwischenelektrode E13 befestigt und bildet mit ihrem anderen Ende die bewegliche Endseite 15 der verformbaren Zelle CDL, d.h. daß dieses Ende an der elastischen Folie 16 befestigt ist, die ihrerseits die erste gemeinsame Elektrode 17 trägt.
Wie im vorhergehenden Beispiel wird die Steuerspannung Vc mit ihrem Höchstwert vom Spannungsgenerator 19 zwischen die beiden gemeinsamen Elektroden 17 und 21 angelegt, wobei die positive bzw. negative Polarität an je eine der beiden gemeinsamen Elektroden 17 bzw. 26 angelegt wird. Die tatsächlich an die verformbare Zelle CD1 angelegte Steuerspannung, deren Wert mit Hilfe des spezifischen Widerstands des Fotowiderstandsmaterials eingestellt wird, ist die Spannung, die zwischen der ersten gemeinsamen Elektrode 17 und der ersten Zwischenelektrode EI1 abgreifbar ist.
Die parallele Speisung der verschiedenen Scheiben D1, D2 und D3 erfolgt mit Hilfe zweier Brücken 45 und 46, die beispielsweise durch elastische Drähte gebildet werden. Die erste Brücke 45 verbindet die erste gemeinsame Elektrode 17 (die hier positive Polarität besitzt) mit der zweiten Zwischenelektrode E12, während die zweite Brücke 46 die erste Zwischenelektrode EI1, die hier negative Polarität besitzt, mit der dritten Zwischenelektrode E13 verbindet.
Das Beispiel gemäß Figur 3 läßt sich auf die Herstellung aller verformbarer Zellen CD1 bis CDn anwenden. Andererseits kann ein ähnlicher Aufbau wie in Figur 3 auch mit einer anderen Zahl von Scheiben hergestellt werden und ggf. mit anderen Zwischenverbindungen, wenn die Anzahl der Scheiben geradzahlig ist.
Nachfolgend werden anhand eines nicht beschränkend zu verstehenden Beispiels Angaben hinsichtlich einer Ausführungsform gemacht, in der eine Matrix von 32 32 verformbaren Zellen verwendet wird, die je aus der Stapelung von drei Scheiben D1, D2, D3 wie in Figur 3 gezeigt bestehen. Die verformbaren Zellen haben einen Abstand von 5 mm und bilden eine Fläche von 150 150 mm. Jede Zelle besitzt drei Scheiben aus Piezo-Keramik, deren Längenänderung Δl bei etwa 0,5 um für 1000 V liegt. Die Scheiben haben einen Durchmesser d von 3 mm.
Die Fotowiderstandsplatte 20 kann aus Bi&sub1;&sub2;SiO&sub2;&sub0; hergestellt sein und eine Dicke E von 1 mm besitzen.
Mit einer optischen Leistung für die Adressierung des Fotowiderstands in der Größenordnung von 1 bis 2 Watt ergibt sich eine Längung Δl der gesteuerten verformbaren Zellen von etwa 4,5 mm. Das ergibt eine Spannung an den Zellen von etwa 3000 V für eine Höchstspannung des Spannungsgenerators 19 in der Größenordnung von 4500 V.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, in der ein räumlicher Modulator 33a, der die gewünschte Lichtverteilung auf die Fotowiderstandselemente P1 bis Pn erzeugen soll, in unmittelbarer Nähe der Matrix von verformbaren Zellen CD1 bis CDn liegt. In diesem Fall sind die Abmessungen des räumlichen Modulators 33 im wesentlichen die gleichen wie die der Matrix.
Der von der Quelle 35 erzeugte Lichtstrahl durchquert den Kondenser 36 und dann den räumlichen Modulator 33, der Mikrolichtstrahlen MF1 bis MFn definiert. Der Betrieb gleicht dem oben anhand von Figur 2 erläuterten.
Es sei bemerkt, daß es sinnvoll sein kann, die Fotowiderstandselemente P1 bis Pn voneinander unabhängig zu machen, insbesondere um eine bessere elektrische Isolierung zwischen ihnen zu erzielen.
Figur 5 zeigt ein als nicht beschränkend zu verstehendes Beispiel den Modulationsspiegel 12 in einer Version der Erfindung, in der die Fotowiderstandselemente P1 bis Pn voneinander unabhängig sind, im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Figur 2, in der sie zu einer gemeinsamen Platte 20 von Fotowiderstandsmaterial gehören.
Ausgehend von einer Platte wie der bereits zitierten Platte 20 aus Fotowiderstandsmaterial, oder einer Fotowider standsschicht, die wie im Beispiel der Figur 5 auf einem transparenten Träger 37, z.B. aus Glas liegt, kann die Platte oder Fotowiderstandsschicht in Form von Inseln 48 graviert werden, beispielsweise durch mechanische Gravierung, so daß jede Insel oder jeder Fleck eines der Fotowiderstandselemente P1 bis Pn bildet. Jeder Fleck oder jedes Fotowiderstandselement P1 bis Pn ist fest mit der ersten Zwischenelektrode EI1 einer verformbaren Zelle CD1 bis CDn wie oben erläutert verbunden. Der transparente Träger 37 ist natürlich dem Flüssigkristallschirm 33 oder 33a in den Figuren 2 bzw. 4 zugewandt.
Wie in den obigen Versionen sind alle Fotowiderstandselemente P1 bis Pn mit der zweiten gemeinsamen Elektrode 26 verbunden. Hierzu liegt diese Elektrode zwischen dem transparenten Träger und den Flecken 48 oder Fotowider standselementen. Dies ergibt eine vollkommene elektrische Isolierung zwischen den Fotowiderstandsflecken, die auf unterschiedlichen Potentialen liegen.
Eine Steuerung der verformbaren Zellen CD1 bis CDn, wie sie oben beschrieben wurde, stellt eine erhebliche Vereinfachung im Vergleich zum Stand der Technik dar. Der Wegfall der elektrischen Schalt- und der parallelen Adressiermittel für die Gesamtheit der verformbaren Zellen aufgrund der räumlichen zweidimensionalen Modulation eines starken Lichtstrahls gemäß der Erfindung erlaubt es, Spiegel mit einer Modulation von großen Flächen zu verwenden, die eine sehr große Dichte von Korrekturzonen besitzen.
Ein erfindungsgemäßer Aufbau kann auch auf andere Gebiete als auf die Korrektur einer Wellenfront angewandt werden und insbesondere für den Aufbau und die Projektion von Bildern in der Fernsehtechnik herangezogen werden. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, einen Modulationsspiegel zu verwenden, der mit Hilfe einer ähnlichen Adressierung wie oben anhand der Figuren 2 bis 5 beschrieben arbeitet, aber in einer Anzeigevorrichtung eingesetzt ist.
Figur 6 zeigt schematisch und anhand eines nicht beschränkend zu verstehenden Beispiels einen Modulationsspiegel 12 gemäß der Erfindung, der in einer Anzeigevorrichtung 50 verwendet wird und zum Aufbau und zur Projektion von Bildern nach Art eines Fernsehbilds bestimmt ist.
Es sei bemerkt, daß in einer Anwendung der Erfindung auf die Korrektur einer Wellenfront die Längenveränderungen der verformbaren Zellen CD1 bis CDn relativ groß sein müssen, in der Größenordnung von mehreren um. Dagegen können in einer Anwendung auf dem Gebiet der Bildanzeige diese Veränderungen wesentlich geringer sein, beispielsweise in der Größenordnung von 0,1 µm. Daher ist es interessant, eine Folie zu verwenden, deren Material unter der Wirkung einer elektrischen Spannung verformbar ist, um die verformbaren Zellen CD1 bis CDn zu realisieren, indem beispielsweise ein piezoelektrisches Polymer wie PVF2 oder ein Elastomer verwendet wird.
Eine solche Version der Erfindung ist in Figur 6 gezeigt. Hier bestehen die verformbaren Zellen CD1 bis CDn aus einer Folie 80 eines Materials, das sich unter der Wirkung einer an seine beiden Seiten angelegten Spannung verformt. Es handelt sich beispielsweise um ein piezoelektrisches Polymer, insbesondere PVF2, oder auch ein Elastomer oder ein Material vom viskoelastischen Typ.
Im Fall einer Folie 80, beispielsweise aus PVF2, mit einer Dicke E1 von etwa 200 µm, kann man eine Vergrößerung dieser Dicke von etwa 0,1 µm durch Anlegen einer Steuerspannung von etwa 3000 V erzielen. Die Dicke E1 der Folie 80 im Ruhezustand ergibt die oben für die verformbaren Zellen CD1 bis CDn angegebene Länge L. Es sei bemerkt, daß in den Figuren die Proportionen der Abmessungen aus Gründen der Klarheit nicht eingehalten wurden.
Die Folie 80 aus dem Material, das die verformbaren Zellen CD1 bis CDn bilden soll, ist auf der der zweiten gemeinsamen Elektrode 26 entgegengesetzten Seite der Platte 20 aus Fotowiderstandsmaterial beispielsweise durch Kleben befestigt. Die Folie 80 ist mit einer elektrisch leitenden Schicht 17 bedeckt, die wie in den vorhergehenden Beispielen die erste Elektrode 17 und die reflektierende Oberfläche 18 bildet, wobei jedoch hier im Beispiel der Figur 6 die Schicht 17 unmittelbar mit den verformbaren Zellen CD1 bis CDn in Kontakt steht.
Die reflektierende Spiegeloberfläche 18 des Modulators 12 soll ein von einer zweiten Lichtquelle 52 erzeugtes Licht 51 reflektieren und räumlich und positionsmäßig modulieren.
In dem nicht beschränkend zu verstehenden Beispiel werden die Fotowiderstandselemente P1 bis Pn genauso gesteuert und definiert wie in dem Beispiel gemäß Figur 2.
Insbesondere verläuft das von der ersten Quelle 35 erzeugte Licht durch einen Kondenser 32 und dann durch den räumlichen Isolator 33, aus dem es in Form von Mikrolichtstrahlen MF1 bis MFn austritt. Dann verlaufen die Mikrolichtstrahlen MF1 bis MFn durch ein Objektiv 39, ehe sie auf eine Zone der Platte 20 aus Fotowiderstandsmaterial treffen, wo sie somit die Fotowiderstandselemente P1 bis Pn und ihren spezifischen Widerstand definieren.
Wenn also die Zonen, die Fotowiderstandselemente P1 bis Pn bilden sollen, von den Mikrolichtstrahlen MF1 bis MFn beleuchtet werden, wird eine Steuerspannung örtlich an die Folie 80 zwischen der ersten gemeinsamen Elektrode 17 und jedem beleuchteten Fotowiderstandselement angelegt, wodurch eine verformbare Zelle CD1 bis CDn in der Dicke E1 der Folie 80 gegenüber jedem Fotowiderstandselement P1 bis Pn bestimmt wird. Es ist auch möglich, die Abmessungen der verformbaren Zellen CD1 bis CDn dadurch zu definieren, daß zwischen der Folie 80 und der Platte 20 elektrisch leitende Flächen wie z.B. die in Figur 2 gezeigten ersten Zwischenelektroden angeordnet werden. In den obigen Beispielen führt jedes beleuchtete Fotowiderstandselement P1 bis Pn zu einer entsprechenden Vergrößerung der Länge der verformbaren Zelle CD1 bis CDn, woraus eine örtliche Verformung der reflektierenden Oberfläche 18 resultiert.
In dieser Anwendung erfüllt die reflektierende Oberfläche des Modulationsspiegels 12 also eine ähnliche Aufgabe wie eine Ölschicht in einer Fernsehprojektionsvorrichtung, wie sie unter dem Namen "Eidophor" bekannt ist.
Die Projektionsvorrichtungen vorn "Eidophor"-Typ sind seit einigen Jahren bekannt, insbesondere um Schwarzweiß- und Farbfernsehbilder sichtbar zu machen. Ihre Merkmale und ihre Betriebsweise werden insbesondere in dem Aufsatz von W.E. Glenn "Principles of simultaneous color projection television using fluid deformation" erläutert, der im Journal of the SMPTE, September 1970, Vol 79, Seiten 788 bis 794 erschienen ist.
Der oben zitierte Aufsatz beschreibt verschiedene Arten, wie Verformungen der Oberfläche der Ölschicht erzeugt und verwendet werden können. Dieser Aufsatz soll als Teil der vorliegenden Beschreibung verstanden werden. In einer Projektionsvorrichtung vom Eidophor-Typ erzeugt man örtliche Verformungen der Oberfläche einer Ölschicht. Jeder elementaren Oberfläche des zu erzeugenden Bilds entspricht eine Zone der Ölschicht, in der eine Verformung dieser Schicht erzeugt werden kann. Ein Licht durchquert die Ölschicht und jede Zone erzeugt in Verbindung mit Masken, die lichtundurchlässige Streifen besitzen, und mit einer optischen Schlierenvorrichtung die Projektion von Licht auf einen Bildschirm in der entsprechenden elementaren Bildfläche. Die Stärke des auf den Bildschirm projizierten Lichts ist umso größer, je stärker die Verformung ist.
Die Verformungen der Ölschicht ergeben sich mit Hilfe eines durch Videoinformationen modulierten Elektronenstrahls, der die Oberfläche der Ölschicht abtastet. Die von dem Elektronenstrahl erzeugten Ladungen verformen die Oberfläche der Ölschicht aufgrund eines elektrostatischen Druckeffekts.
Die Ölschicht soll eine genau kontrollierte und konstante Dicke haben, was erhebliche Probleme bedeutet, insbesondere da das Öl unter dem Einfluß eines Elektronenbeschusses eine relativ kurze Lebensdauer hat. Außerdem muß die Ölschicht permanent gekühlt werden.
Es ist daher besonders sinnvoll, Verformungen einer Oberfläche zu erzeugen, ohne daß diese einem Elektronenbeschuß ausgesetzt ist. Daher stellt die reflektierende Oberfläche 18 des Modulationsschirms 12, dessen Verformungen aufgrund der verformbaren Zellen CD1 bis CDn erfindungsgemäß gesteuert werden, eine sehr vorteilhafte Lösung dar, die aufgrund der Erfindung industriell anwendbar geworden ist, und insbesondere aufgrund der gewählten Adressierung sowie des Wegfalls der üblichen elektrischen Schaltmittel.
Wie in dem oben erwähnten Aufsatz von W.E. Glenn vorgeschlagen, verläuft das zu modulierende Licht 51 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zuerst durch einen Kondenser 55 und dann durch eine Eingangsmaske 56 mit lichtundurchlässigen Eingangsstreifen Be1 bis Ben, zwischen denen das Licht durch Öffnungen 01 bis 0n hindurchtreten kann. Dann kommt das Licht 51 auf die reflektierende Oberfläche 18, von der es reflektiert wird und einen reflektierten Strahl FR bildet, der in Richtung zu einem Bildschirm 60 verläuft. Nach Reflexion an der reflektierenden Oberfläche 18 gelangt der reflektierte Strahl FR nacheinander durch eine optische Schlierenvorrichtung 58, eine Ausgangsmaske 57 mit lichtundurchlässigen Ausgangsstreifen Bs1 bis Bsn und durch ein Projektionsobjektiv 59, ehe es auf den Bildschirm 60 trifft.
Der Betrieb gleicht dem des bekannten Eidophor Verfahrens. Setzt man voraus, daß die reflektierende Oberfläche 18 vollkommen eben ist, d.h. daß alle verformbaren Zellen CD1 bis CDn beispielsweise ihre geringste Längenausdehnung L besitzen, gelangt das ganze von der zweiten Quelle 52 kommende und zwischen den Eingangsstreifen Be1 bis Ben hindurchtretende Licht auf die Ausgangsstreifen Bs1 bis Bsn und trifft somit nicht mehr auf das Projektionsobjektiv 59.
Dagegen kann Licht, das in Höhe der gesteuerten verformbaren Zellen CD1 bis CDn abgelenkt wurde, zwischen den Ausgangsstreifen Bs1 bis Bsn hindurchtreten. In einem solchen Fall ist die Lichtmenge, die aus der zweiten Maske 57 hervortritt, d.h. zwischen den Ausgangsstreifen Bs1 bis Bsn nach Reflexion in Höhe einer beliebigen verformbaren Zelle umso größer, je größer die Länge einer entsprechenden verformbaren Zelle CD1 bis CDn geworden ist.
Nimmt man an, daß jede verformbare Zelle CD1 bis CDn einer Elementarfläche eines auf einem Projektionsschirm 60 sichtbar zu machenden Bilds entspricht, dann kann man leicht Bilder insbesondere vom Fernsehtyp aufbauen, indem die verformbaren Zellen CD1 bis Cdn ähnlich wie oben beschrieben mit Hilfe beispielsweise des Flüssigkristallschirms adressiert werden. Natürlich empfängt aber in diesem Fall die Adressensteuerschaltung 38, die den Flüssigkristallschirm steuert, Videosignale SV, die an sich bekannt sind und sich auf Videobilder beziehen.
Der Betrieb der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, eignet sich in jeder Ausführungsform der verformbaren Zellen CD1 bis CDn auf einfache Weise für Schwarzweißbilder.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann man aber auch Farbbilder realisieren, indem man ähnliche Methoden anwendet, wie sie in dem bereits zitierten Aufsatz von W.E. Glenn beschrieben sind: Beispielsweise kann man eine nicht dargestellte drehbare Filtervorrichtung für die drei Primärfarben verwenden, durch die die drei Farben nacheinander erzeugt werden, oder man kann eine Methode anwenden, die darin besteht, drei monochrome Projektionsvorrichtungen zu verwenden, jede für eine andere Farbe, und die drei Bilder dann zu kombinieren, oder man kann Lichtbeugungen verwenden, die von der Ölschicht erzeugt werden, und mit Hilfe einer optischen Schlierenvorrichtung sowie einer Eingangsmaske und einer Ausgangsmaske rote, blaue und grüne Farben erhalten.
Diese Beschreibung bildet nur ein nicht beschränkend zu verstehendes Ausführungsbeispiel, das zeigt, daß eine optische Modulationsvorrichtung gemäß der Erfindung sowohl auf die Korrektur von Wellenfronten als auch auf den Aufbau von Schwarzweiß- oder Farbbildern angewendet werden kann, insbesondere für die Projektion auf einen Großbildschirm mit großer Leuchtkraft. Die erfindungsgemäße optische Vorrichtung kann aber auch in anderen Anwendungen mit Vorteil eingesetzt werden, sofern sie mit einer räumlichen Lichtmodulation arbeiten.

Claims

1. Vorrichtung zur Lichtmodulation mit einem Modulationsspiegel (12), der das zu modulierende Licht an einer reflektierenden Oberfläche (18) reflektiert und unter dem Einfluß einer elektrischen Steuerspannung verformbare Zellen (CD1 bis CDn) besitzt, wobei jede verformbare Zelle (CD1 bis CDn) eine Veränderung (Δl) ihrer Länge abhängig vom Wert der Steuerspannung erfahren kann und eine örtliche Verformung der reflektierenden Oberfläche (18) hervorruft, wobei die Steuerspannung zwischen zwei einander gegenüberliegenden Seiten (15, 21) jeder verformbaren Zelle angelegt wird und eine dieser Seiten eine örtlich festliegende Seite (21) und die andere (15) eine bewegliche Seite ist, wobei die Steuerspannung an jede verformbare Zelle (CD1 bis CDn) über ein Fotowiderstandselement (P1 bis Pn) angelegt wird, wobei die Modulationsvorrichtung außerdem Mittel (35, 36, 33) aufweist, um den spezifischen Widerstand jedes Fotowiderstandselements (P1 bis Pn) abhängig von der für die entsprechende verformbare Zelle gewünschten Längenänderung (Δl) einzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (35, 36, 33) zur Einstellung des spezifischen Widerstands der Fotowiderstandselemente einen Flüssigkristallschirm (33) mit einer Vielzahl von Flüssigkristallzellen (CL1 bis CLn) aufweisen, die von einer Lichtquelle (35) beleuchtet werden und dementsprechend eine Vielzahl von Mikrolichtstrahlen (MF1 bis MFn) erzeugen, wobei jedes Fotowiderstandselernent (P1 bis Pn) von mindestens einem Mikrolichtstrahl (MF1 bis MFn) beleuchtet wird.

2. Modulationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren Zellen (CD1 bis CDn) matrixartig angeordnet sind und daß die Vorrichtung weiter eine matrixartige Adressensteuerschaltung (38) enthält, die die verformbaren Zellen (CD1 bis CDn) über den Flüssigkristallschirm (33) steuern können.

3. Modulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede verformbare Zelle (CD1 bis CDn) zwischen einem Fotowiderstand (P1 bis Pn), mit dem sie über ihre örtlich festliegende Seite (21) in Kontakt steht, und einer ersten Elektrode (17) liegt, die für alle verformbaren Zellen gemeinsam vorhanden ist.

4. Modulationsvorrichtung nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotowiderstandselemente (P1 bis Pn) zwischen der örtlich festlie genden Seite (21) der verformbaren Zellen (CD1 bis CDn) und einer zweiten, für alle Fotowiderstandselemente (P1 bis Pn) gemeinsamen lichtdurchlässigen Elektrode (26) liegt.

5. Modulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotowiderstandselemente (P1 bis Pn) in einer gemeinsamen Platte (20) aus Fotowiderstandsmaterial enthalten sind und durch eine Beleuchtung durch die Mittel (35, 36, 33), die den spezifischen Widerstand der Fotowiderstandselemente bestimmen, individuell definiert werden.

6. Modulationsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotowiderstandselemente (P1 bis Pn) einzelne und voneinander getrennte Elemente sind.

7. Modulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung der verformbaren Zellen (CD1 bis CDn) zwischen zwei Elektroden (17, 26) angelegt wird, von denen eine für die beweglichen Seiten (15) aller verformbaren Zellen gemeinsam vorhanden ist, während die andere für alle Fotowiderstandselemente (P1 bis Pn) gemeinsam vorhanden ist, wobei die zwischen diesen beiden gemeinsamen Elektroden (17, 26) angelegte Spannung einen Wert hat, der gleich oder größer als der Höchstwert der Spannung ist, die zwischen die beiden Seiten (15, 21) einer verformbaren Zelle (CD1 bis CDn) angelegt wird.

8. Modulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren Zellen (Cd1 bis CDn) aus einem piezoelektrischen Material bestehen.

9. Modulationsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine verformbare Zelle (CD1 bis CDn) von mindestens zwei stimseitig aneinanderliegenden piezoelektrischen Elementen gebildet wird.

10. Modulationsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Material eine Piezo-Keramik ist.

11. Modulationsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Material ein piezoelektrisches Polymer ist.

12. Modulationsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren Zellen aus einer Folie (80) eines Polymermaterials vom Typ PVF2 gebildet werden.

13. Modulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren Zellen (CD1 bis CDn) aus einer Elastomerfolie (80) bestehen.

14. Modulationsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 11, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Seiten (15) der verformbaren Zellen (CD1 bis CDn) mit einer ersten allen beweglichen Seiten gemeinsamen Elektrode (17) in Kontakt stehen und daß diese gemeinsame Elektrode die reflektierende Oberfläche (18) bildet.

15. Modulationsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine elastische Schicht (16) zwischen die erste gemeinsame Elektrode (17) und die beweglichen Seiten (15) der verformbaren Zellen (CD1 bis CDn) eingefügt ist.

16. Modulationsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste allen beweglichen Seiten gemeinsame Elektrode (17) die reflektierende Oberfläche (18) bildet.

17. Modulationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem ein Wellenfront-Sensorsystem (2) enthält, das Informationen (SC) bezüglich einer an einer vom Modulationsspiegel (12) reflektierten Lichtwelle durchzuführenden Phasenkorrektur liefert, die an die Mittel (35, 36, 33) zur Einstellung des spezifischen Widerstands der Fotowiderstandselemente (P1 bis Pn) angelegt werden.

18. Modulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Lichtquelle (52) und eine zwischen die Lichtquelle und die reflektierende Oberfläche (18) eingefügt Eingangsmaske (56), eine optische Vorrichtung (58) vom Schlierentyp und eine zwischen die reflektierende Oberfläche (18) und einen Projektionsbildschirm (60) nacheinander eingefügte Ausgangsmaske (57) aufweist, wobei die Lichtquelle (52) ein Licht erzeugt, das an der reflektierenden Oberfläche (18) reflektiert und moduliert wird, um Bilder auf dem Projektionsbildschirm (60) zu erzeugen, wobei Informationen nach Art von Videomformationen (SV) bezüglich der darzustellenden Bilder an die Mittel (35, 36, 33) zur Bestimmung des spezifischen Widerstands der Fotowiderstandselemente angelegt werden.

19. Modulationsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter Mittel aufweist, die dafür sorgen, daß das von der reflektierenden Oberfläche (18) reflektierte Licht in Form von Spektrallinien vorliegt.