DE698082C - Grossflaechen-Lichtbildrelais - Google Patents

Description

• Großflächen-Lichtbildrelais Die Erfindung betrifft ein Lichtrelais, d. h. eine Vorrichtung zum Steuern von Lichtstrahlen, z. B. für die Zwecke des Fernsehens, der Bildtelegraphie, der Bildtelephonie, der Tonaufzeichnung der Signalgebung, der' Bildprojektion u., dgl.
• Es sind bereits Vorrichtungen zum Steuern von Lichtstrahlen bekannt, deren Wirkungsweise auf der bekannten Erscheinung beruhen, wonach bestimmte Stoffe, insbesondere Kristalle, unter dem Einfluß eines elektrischen ,Feldes den Polarisationszustand des hindurchtretenden Lichtes verändern. Die Lichtsteuerung erfolgt @ei diesen bekannten Vorrichtungen meist durch äie Änderung des elektrischen Feldes mittels Elektronenstrahlen. Dies hat den Nachteil, daß clie Anordnung im Inneren einer .Elektronenstrahlröhre angeordnet sein niuß, was wiederum für den optischen Aufbau hinderlich ist.
• Versuche haben nun ergeben, daß das elektrische Feld in einer zur Lichtsteuerung benutzten Kristallschicht zusammenbricht und damit der elektrooptische Effekt in Richtung desn Feldes verringert und gegebenenfalls ganz zum Verschwinden gebracht - wird, wenn die. betreffende Stelle des Kristalls von kurzwelligem Licht bestrahlt wird. Als besonders wirksam hat sich hierfür z. B.. bei Zinkblende die langwellige ultraviolette Strahlung ergeben..
• Gegenstand der Erfindung ist nun eine Vorrichtung, die das Zusammenwirken der beiden -Effekte, nämlich des elektrooptischen Effektes in Richtung des elektrischen Feldes und dessen Beeinflussung .durch UV-Licht zur Steuerung von sichtbarem Licht benutzt. Es entsteht auf diese Weise ebenfalls ein Relais für sichtbares Licht, ,das zweckmäßig zur Projektion von Großflächenbildern verwendet wird. Zu diesem Zweck wird das -zu projizierende Bild in vergrößertem Maßstabe auf dem zwischen Polarisatoren :angeordneten Relaisschirm abgebildet, und dieses vergrQßerte Relaisbild steuert seinerseits durch die verschiedene optische Eigenschaft der einzelnen Bildpunkte das Licht einer sekundären starken Lichtquelle, so däß ein lichtstarkes Bild- von beliebig großen Ausmaßen projiziert werden kann: Gegenüber der bekannten oben beschriebenen Vorrichtung hat die Vorrichtung nach der Erfindung den Vorteil der größeren Einfachheit, besonders deshalb; weil die Notwendigkeit, den Relaisschirm luff= dicht in einem evakuierten Gefäß abzuschließe,@_; in Fortfall kommt.
• Der Aufbau des zur Anwendung kommenden Relaisschirmes nach der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt.
• In der Abbildung bedeutet r den Querschnitt durch den Kristallschirm. Als -Kristall .eignet sich jeder durchsichtige kristallinische Körper, der einen elektrooptischen Effekt in Richtung des elektrischen Feldes und gleichzeitig einen inneren photoelektrischen Effekt aufweist. Nach den vorliegenden Versuchen hat sich . hierfür z. B. Zinkblende als vorteilhaft erwiesen. Die Dicke des Schirmes richtet sich nach der zulässigen Unschärfe des zu projizierenden Bildes. Man wird im allgemeinen mit den Kriggtällschichtdicken unterhalb x mm bleiben. Der Kristallschirm liegt in einem starken elektrischen Feld. Als eine Elektrode ist unmittelbar auf der einen Wand des Schirmes eine Metallschicht 2 aufgebracht. Diese Elektrode steht mit dem einen Pol der Spannungsquelle von beispielsweise 5ooo Volt in Verbindung.
• Wird der Schirm für Durchprojekton verwendet, so muß die Metallschicht so dünn sein, daß sie für das Licht durchlässig ist. Es eignet sich in diesem Falle auch eine Flüssigkeitsschicht als Elektrode.
• Es ist jedoch zweckmäßiger, die Elektrode 2 als massive, undurchsichtige, spiegelnde Elektrode herzustellen und die Projektion im reflektierten Lichte vorzunehmen. Diese Methode hat den Vorteil, daß die in der Kristallschicht auftretenden Effekte verdoppelt werden, da die Lichtstrahlen den Schirm auf dem Hin- und Rückweg durchsetzen.
• Da das elektrische Feld in der Kristallschicht durch die UV-Strahlung beeinflußt werden soll, ist es erforderlich, die zweite Elektrode über einen Widerstand an die Kristallfläche zu legen. Zu diesem Zweck wird die noch freie Schirmflache zunächst mit einem Stoff 3 von hohem elektrischem Widerstand z. B. mit gut leitendem Glas bedeckt und die Außenfläche des Glases mit der ebenfalls durchsichtigen Elektrodenbelegung q. versehen: Diese Belegung wird mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbunden. Auf diese Weise besteht der Relaisschirm aus einer Hinteieinänderschaltung eines konstanten Widerstandes mit dem variablen bestrahlungsabhängigen Widerstand der Kristallschicht. Die Widerstände sollen so abgeglichen sein, daß ohne eine wirksame ÜV-Strahlung der Widerstand des hochleitenden Glases klein ist gegenüber dein Widerstand der Kristallschicht. In diesem Falle liegt annähernd die gesamte Spannung an dem Kristallschirm. Bei starker auffallender UV-Strahlung bricht dagegen das Feld im Kristall zusammen, der Widerstand :. der Kristallschicht ist in. diesem Falle klein e n -über dem Widerstand in der Glasschicht.
• ' ichzeitig mit der Änderung des elektrischen 'Feldes ändert sich der elektrooptische Effekt in Richtung des Feldes, und hierdurch - wird schließlich die Polarisationsebene des zur Projektion benutzten Lichtes geändert. Je nach der Stellung von Polarisator . und Analysator wird der betreffende Schirmpunkt aufgehellt oder verdunkelt. Die Zusammenwirkung der einzelnen Schirmpunkte ergibt das zusammenhängende Bild, wobei die Zwischenwerte durch entsprechende kleinere Wirkung der UV-Strahlung -erreicht werden.
• Im Interesse einer erhöhten Steuerwirkung ist es zweckmäßig, die Widerstandsschicht.auf -dem Kristallscbirm sehr dünn zu machen; dadurch wird vermieden; daß Ausgleichsströme in der Längsrichtung der Widerstandsschicht fließen. Ein Zustandekommen dieser Ausgleichsströme soll gegenüber den steuernden Querströmen möglichst unterdrückt werden. Am wirksamsten wird die - Ausbildung der längs gerichteten Ausgleichsströme vermieden, wenn die Widerstandsschicht gerastert wird. Die einzelnen Rasterelemente sind. voneinander isoliert, so daß die Steuerströme im wesentlichen nur quer zur Schicht fließen können. Die optimale Größe für die einzelnen Rasterelemente hängt von der erreichbaren Bildqualität bzw. Bildschärfe ab.
• Für eine einwandfreie Wirkung des aus zwei Schichten zusammengesetzten Schirmes ist es notwendig, daß die Berührung der Kristallfläche und der leitenden Schicht an jeder Stelle gleich gut ist. Dieser innige Kontakt zwischen den beiden Flächen kann: z. B. durch Zusammenkitten erreicht werden, es kann auch zur Verminderung von diffuser Reflexion ein Klebemittel oder eine Immersionsflüssigkeit mit entsprechenden optischen und elel-,trischen' Eigenschaften verwendet werden: Wie oben bereits bemerkt, wird zur Steuerung zweckmäßig UV-Strahlung verwendet. Die Optik muß daher dieser Strahlung angepaßt sein. Es kann zweckmäßig sein; den sichtbaren Teil der Strahlung durch geeignete Filter abzuschirmen. Da jede UV-Strahlung eine Steuerwirkung auslöst, ist es weiterhin zweckmäßig, von der Strahlung der zu steuernden Lichtquelle den UV-Anteil durch geeignete Filter zu vernichten, um eine zusätzliche Steuerwirkeng; die eine Verschlechterung des Bildes zur Folge hätte; durch diese Strahlung zu vermeiden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiter- i hin so benutzt werden, daß zur Gewinnung eines Positivbildes mit einem Negativbild gesteuert wird. Ein solches Verfahren ist besonders dann vorteilhaft, wenn es sich darum handelt, einen Bildfilm möglichst ohne Zeitverlust nach der Herstellung der Filmaufnahme zur Vorführung zubringen. Außerdem wird auf diese Weise die Herstellung eines besonderen Positivfilms gespart.
• Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht nur auf die lichtstarke Projektion von stehenden oder bewegten Bildern beschränkt, sondern die Lichtsteuerung kann für alle Fälle Verwendung finden, wo es sich darum handelt, die Helligkeit eines Lichtstrahles zu modulieren. Es fallen hierunter alle Arten von Anzeige- und Aufzeichnungsinstrumenten; Signalgeräte, Geräte zur Tonübertragung und . Tonaufzeichnung u. dgl.

Claims (7)

1. PATRNTANSPRÜCHR: i. Lichtrelais, gekennzeichnet durch die Ausnutzung des elektrooptischen Effektes von Kristallen in Richtung eines elektrischen Feldes in Verbindung mit der Ausnutzung des inneren lichtelektrischen Effektes des gleichen, Kristalls, wobei .an der Kristall-. schicht ° bei Bestrahlung mit kurzwelligen, insbesondere ultravioletten Strahlen einer steuernden Strahlungsquelle infolge der Änderung des igneren Widerstandes der Schicht eine Spannungsänderung eintritt, die durch Beeinflussung der Doppelbrechung der Kristallschicht den Polarisationszustand des zu steuernden Lichtstromes beeinflüßt.
2. 2. Lichtrelais nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die die Relaiswirkung erzeugende Kristallschicht mit einer Schicht geeigneter Dicke eines durchsichtigen Stoffes geeigneter Leitfähigkeit zu einem System vereinigt und dieses System als Ganzes dem elektrischen Feld ausgesetzt' ist.
3. 3. Lichtrelais hach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durchsichtige Schicht, die mit der Kristallschicht vereinigt ist, aus gut -leitendem Glas besteht. ¢.
4. Lichtrelais nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das elektrische Feld erzeugenden Elektroden unmittelbar auf die Begrenzungsflächen des Schichtsystems aufgebracht sind.
5. 5. Lichtrelais nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden lichtdurchlässig sind, z. B: aus durch Kathodenzerstäubung aufgebrachten dünnen Metall-Belegungen oder aus Flüssigkeitsschichten bestehen.
6. 6. Lichtrelais nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Elektrode durchsichtig ist, während die andere Elektrode als Spiegel ausgebildet ist.
7. 7. Lichtrelais nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern ; des sekundären Lichtstromes langwelliges ultraviolettes Licht gegebenenfalls unter Ausschaltung des sichtbaren . Lichtes verwendet wird. B. Lichtrelais nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet; daß als zu steuernde Lichtquelle, eine solche verwendet wird, deren Strahlung keine Strahlen mit . Steuerwirkung enthält bzw. daß solche Strahlen durch geeignete optische Mittel (Filter o. dgl.) aus ihr entfernt sind. g. Lichtrelais nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Projektion von Großflächenbildern benutzt wird. ' zo. Lichtrelais nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, .daß die Anordnung bei der Steuerung so getroffen ist, daß -bei gekreuzten Polarisatoren wahlweise ein positives Bild oder ein negatives Bild entsteht. zz. Lichtrelais nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung bei der Steuerung so getroffen ist, daß zur Gewinnung .eines positiven Bildes mit einem negativen Bild gesteuert wird.