DE934313C

DE934313C - Anordnung zur Verstaerkung der Lichtintensitaet eines optisch projizierten Bildes

Info

Publication number: DE934313C
Application number: DEG11408A
Authority: DE
Inventors: Ernst Baumann; Fred Mast
Original assignee: Gesellschaft zur Foerderung der Forschung an der Eidgenoessischen Technischen Hochschule
Current assignee: Gesellschaft zur Foerderung der Forschung an der Eidgenoessischen Technischen Hochschule
Priority date: 1952-04-16
Filing date: 1953-03-31
Publication date: 1955-10-20

Description

Anordnung zur Verstärkung der Lichtintensität eines optisch projizierten Bildes Bis heute existieren grundsätzlich folgende Methoden zur Erhöhung der Lichtintensität eines projizierten Bildes: r. Photographische Aufnahme mit nachfolgender Projektion, 2. Übertragung des Bildes mit Fernsehaufnahmegerät und entsprechender Wiedergabeeinrichtung, 3. elektronischer Bildwandler.
Die Erfindung bezieht sich -auf derartige Anordnungen, bei denen eine Steuerschicht in einer Schlierenoptik durch ihre Verformung das Licht einer separaten Lichtquelle steuert. Derartige Steuereinrichtungen sind in ihren Grundlagen beispielsweise in den schweizerischen Patentschriften 23o 613 und 22¢ 686 beschrieben.
Während bei den Anordnungen und Verfahren der vorgenannten Art, die für die Deformation der Steuerschicht notwendigen Kräfte durch auf ihre Oberfläche aufgebrachte elektrische Ladungen erfolgt, wird gemäß vorliegender Erfindung eine neuartige Steuerschicht vorgeschlagen, die im wesentlichen eine Vereinigung einer lichtempfindlichen Schicht und einer deformierbaren Schicht mit einer Spiegelschicht aufweist. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 2o. Einige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung werden anschließend an Hand der Fig. i bis 4 beschrieben und erläutert. Es zeigt -Fig. i eine Ausbildung der Steuerschicht im Querschnitt, Fig. 2 eine zweite Ausbildung der Steuerschicht im Querschnitt, Fig. 3 die Gesamtanordnung mit einer ebenen Steuerschicht nach Fig. i, Fig:4 die Gesamtanordnung mit einer hohlkugelförmig gestalteten Steuerschicht in der Ausbildung nach Fig. i.
Gemäß der dargestellten Ausführung nach Fig. i ist auf einem Glasträger i eine Elektrode 2. aus einer durchsichtigen, elektrisch leitenden, dünnen Metallschicht, z. B. aus Platin, aufgebracht. Auf dieser Elektrode 2 befindet sich eine besondere lichtempfindliche Schicht 3, z. B. aus Selen, mit Kupfer aktiviertem Zinksulfid usw., von geeigneter Dicke, deren physikalische Eigenschaften wie Lichtempfindlichkeit, Dunkelstrom, Dielektrizitätskonstante, Leitfähigkeit, Lichtabsorption und lichtelektrische Trägheit, dem Verwendungszweck entsprechend gewählt sind. Diese Schicht 3 ist mit einem elastisch deformierbaren Medium 4 überschichtet. Die Schicht 4 kann z. B_ aus einem hochpolymeren Stoff wie Polvvinylchlorid, mit Weichmacher, bestehen. Die physikalischen Eigenschaften dieses Mediums 4, wie Elastizitätsmodul, innere Reibung, Oberflächenspannung, Leitfähigkeit, Dielektrizitätskonstante, werden geeignet gewählt. Die deformierbare Schicht 4 ist oberflächlich mit einem Metallbelag 5 versehen, welcher gleichzeitig als Spiegel und als Elektrode dient. Die Schicht kann an sich undurchsichtig, z. B. mit schwarzer Farbe versehen, sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 befindet sich auf dem Glasträger i mit Metall, z. B. Platinelektrode 2, die Schicht 3. Auf einem. separaten Glasträger 6 befindet sich das elastisch deformierbare Medium 4 mit Metallspiegel 5. Die beiden Glasträger i und 6 sind, wie in Fig. 2 gezeigt, in geeigneter Entfernung einander gegenübergestellt unter Zwischenschaltung eines Mediums 7 geeigneter Leitfähigkeit, D.ielektrizitätskonstante und innerer Reibung. Als solches kommt hauptsächlich ein Gas, z. B. ionisierte Luft oder eine Flüssigkeit, z. B. Benzol plus Elektrolyt, zur Verwendung.
Beide Ausführungsformen der Schicht können sowohl in ebener Anordnung (Fi:g. i und a) als auch in gewölbter Form, z. B. als Hohlkugelsegment (Fig. 4) ausgeführt werden. Der Träger i und gegebenenfalls auch der Träger 6 können zur Kühlung eingerichtet sein, z. B. indem. der Träger in ein. Wasserbad mit Kühlwasserzirkulation eingesetzt ist oder mit Kühlluft angeblasen wird.
Für gewisse Anwendungen kann die ,Spiegelschicht 5 weggelassen werden,. sofern das Reflexionsvermögen der- deformierbaren Schicht 4 genügend hoch ist. In diesen Fällen bedarf es dann einer Elektrode, die nicht mehr in durchsichtigem Kontakt mit der deformierbaren Schicht zu sein braucht.
,Nachstehend wird .die Wirkungsweise an Hand "der gesamten Anordnung erläutert. Die schlierenoptische Apparatur gemäß Fig. 3 besteht aus dem Schlierenobjektiv 16, dem Barrensystem 17, der Kondensorlinse 8, dem Bildfenster 9 und der Li4tquelle (z. B. Bogenlampe) io mit Reflektor i i. Unter dem Begriff Barrensystem ist eine Anzahl streifenförmiger Spiegel zu verstehen, die so zu einer Art Gitter zusammengestellt sind, daß sich zwischen je zwei Spiegelstreifen ein Zwischenraum befindet, der ungefähr die gleiche Breite besitzt, wie die Spiegelstreifen. Da!s von der Lichtquelle io kommende Licht wird durch dieses Barrensystem in zwei Teile .gespalten. Während der eine Teil des Lichtes die Zwischenräume .dies Barrensystems passiert und verloren-geht, wird der andere Teil von den ,streifenförmigen Spiegeln reflektiert und fällt auf die Spiegelschicht 5. Das Schlierenobjektiv 16 hat die Aufgabe dafür zu. sorgen, daß das von den Spiegelstreifen -des Barrensystems kommende, auf die urdeformierte Spiegelschicht 5 -fallende Licht nach erfolgter Reflexion wieder auf die Spiegelstreifen des Barrensystems fällt. Somit kann bei urdeformierter Spiegelschicht 5 kein Licht das Barrensystem passieren und den Spiegel i2 und damit die Projektionsfläche 14 erreichen. An die Elektroden 2 und 5 der oben beschriebenen Steuerschicht wird eine Gleich- oder eine Wechselspannung beliebiger Frequenz angelegt. Fällt nun Licht, aus der Pfeilrichtung F kommend, auf einen Teil der Steuerschicht, so wird dort deren Widerstand oder die Dielektrizitätskonstante und damit die Feldstärke über dem deformierbaren Medium 4 geändert. Durch die auftretenden elektrostatischen Kräfte wird seine Oberfläche und damit der Spiegel verformt. An dieser Stelle wird nun das Bogenlampenlicht in der Weise gebrochen bzw. gebeugt, daß ein Teil desselben durch die Schlitze des Barrensystems 17 auf den Spiegel 12, und damit auf die Projektionsfläche 14 fällt. Zur genauen Abbildung der Spiegelschicht 5 auf die Leinwand 14 ist noch eine Korrekturlinse 13 eingefügt.
Durch diese Einrichtung gelingt es, das Bogenlampenlicht punktweise zu steuern. Hierbei ist zu beachten, daß das auf die Halbleiterschicht 3 projizierte Bild gerastert werden muß, um auf der Leinwand 14 ein äquivalentes Bild zu erhalten. Dies kann auf mannigfache Weise erfolgen, beispielsweise unmittelbar vor der Halbleiterschicht 3 oder an einer anderen dieser optisch. gleichwertigen Stelle.
Fig. 4 zeigt eine andere Gesamtanordnung, wobei zum Unterschied gegenüber der Anordnung nach F.ig.3 die Steuerschicht hohlkugelförmig ausgebildet ist und .damit das Schlierenobjektiv 16 im Schlierenkanal (und damit störende Glusflächen) wegfallen kann.
Durch die Erfindung ist eine Anordnung geschaffen, die in der Verwendung neuer Prinzipien zur Erzeugung der für die Lichtsteuerung notwendigen Deformationen der Oberfläche der Steuerschicht beruht. Die durch die Erfindung ermöglichten Vereinfachungen in der praktischen Gestaltung und die sich ergebenden Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Anordnung sind von großer praktischer Bedeutung. Die verschiedenen Anwendungen :sind unter anderem die folgenden: Episkopische Projektion, Fernseh-Großprojektion. Kino-Projektion großer Lichtintensität, Bildwandler.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Verstärkung der Lichtintensität eines optisch projizierten Bildes, bei welcher eine Steuerschicht in einer schlierenoptischen Anordnung durch ihre Verformung das Licht einer separaten Lichtquelle steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschicht eine Vereinigung einer lichtempfindlichen Schicht (3) und einer deformierbaren Schicht (4) mit einer Spiegelschicht (5) aufweist.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf die deformierbare Schicht (4) die Spiegelschicht aufgebracht ist.
3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der deformierbaren Schicht (4) die Spiegelschicht (5) bildet.
4. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht (3) auf eine elektrisch leitende und, lichtdurchlässige Elektrodenschicht (2) aufgebracht ist.
5. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschicht (5) ein Metallbelag ist und als Elektrode dient.
6. Anordnung nach den Ansprüchen i und, 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässige Elektrodenschicht (2) aus einer Metallschicht besteht.
7. Anordnung nach den Ansprüchen i und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht (3) und die lichtdurchlässige Elektrodenschicht (2) auf einem durchsichtigen Träger (i) aufgebracht sind. B.
Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die deformierbare Schicht (4) undurchsichtig ist. g.
Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche,Schicht (3) von der deformierbaren Schicht (4) durch eine flüssige Zwischenschicht (7) getrennt ist. io.
Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .die lichtempfindliche Schicht (3) von der deformierbaren Schicht (4) durch eine gasförmige Zwischenschicht (7) getrennt ist. i i.
Anordnung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die deformierbare Schicht (,4) aufgebrachte Metal-lspiegelschicht (5) der lichtempfindlichen Schicht (3) zugekehrt ist.
12. Anordnung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die deformierbare Schicht (4) mit der Metallspiegelschicht (5) auf einem separaten Träger aufgebracht ist.
13. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschicht eben ist.
14. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschicht gewölbt ist.
15. Anordnung nach den Ansprüchen i und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschicht die Form eines Kugelsegmentes aufweist.
16. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 4 Und 7, dadurch gekennzeichnet, @daß der Träger zur Kühlung eingerichtet ist.
17. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 4. und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ,der durchsichtige Träger (i) ein optisches Raster aufweist.
18. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektrodenschichten (2 und 5) eine Gleichspannung angelegt wird. i9. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektrodenschichten (a und 5) eine Wechselspannung beliebiger Frequenz angelegt wird. 2o. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur genauen Abbildung der Spiegelschicht (5) eine Korrekturlinse (13) in die Schlierenop.tik eingeschaltet ist.