NL8401455A

NL8401455A - Veld sequentieel kleurenweergeefstelsel.

Info

Publication number: NL8401455A
Application number: NL8401455A
Authority: NL
Original assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1983-05-09
Filing date: 1984-05-07
Publication date: 1984-12-03
Also published as: US4582396A; JPH0656462B2; JPH03267916A; GB8630250D0; DE3448116C2; GB2184860A; GB2139778A; JPS59208993A; CA1219692A; FR2545961B1; JPH0656464B2; DE3416518C2; JPH0534672B2; GB8411350D0; GB2184860B; JPS60196728A; GB2139778B; FR2545961A1; DE3416518A1

Description

* η 843063/AA/mk - > *

Korte aanduiding: Veld sequentieel kleurenweergeefstelsel.

Oe uitvinding heeft betrekking op variabele-kleurenveergeefstelsels, en in het bijzonder op veldsequentiele 5 kleurenweergeefstelsels die voorzien zijn van een snel verkende kleurenschakelaar met een vertragingseenheid voor een vertraging van nul tot een halve-golf en met pleochroitische polarisators ter verkrijging van een beeld met een hoog kleurcontrast en resolutie voor een groot bereik van afmetingen van weergeefschermen.

10 Veldsequentiele kleurenweergeefstelsels die voorzien zijn van elektro-optische afsluiters of kleurenschake-laars hebben tot op heden de polarisatieschakelmogelijkheden van een elektro-optische getwiste nematische vloeistof-kristalcel gecombineerd met anisotropische optische eigenschappen van afzonder-15 lijke passieve optische elementen in een poging een weergeefscherm te verkrijgen met een aanvaardbare kleur-contrastverhouding. De doorlatende getwiste nematische vloeistofkristalcel is typisch opgenomen als twee-kleurenschakelaar in een samenstel van optische componenten waarin de cel aangebracht is tussen twee gekruiste 20 rode en groene polarisators en een neutrale analyserende polarisa-tor dichtbij de kijker. Wanneer de absorptieas van de analyserende polarisator in lijn ligt met de absorptieas van de rode polarisa-tor verdraait het kristal bij afwezigheid van een elektrisch veld over 90 het vlak waarin het gepolariseerde licht trilt, zodat 25 alleen een rood beeld de analyserende polarisator passeert. Bij aanwezigheid van een elektrisch veld wordt de vloeibare-kristalcel "AAN" geschakeld en passeert het gepolariseerde licht zonder verdraaiing, zodat een groen beeld op het analyserend scherm verschijnt.

Weergeefeenheden met gekromde nematische kristal-30 cellen die eventueel toegepast zijn in sequentiele kleurenweergeefstelsels zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 4.019.808 en 4.239.349 van Scheffer. Kleurenweergeefstelsels met een gekromd nematische vloeistof-kristalcel zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 4.003,081 van Hilsum, et al. en j 1 4 3 3 * -*f ; -2- 4.295.093 van Middleton.

Het is bekend dat de getwiste nema- tische cel een relatief langzame uitschakeltijd heeft en daarom niet aanvaardbaar is voor toepassingen zoals een kleurenschake-5 laar in raster gesynchroniseerde veldsequentiele weergeefstelsels van het kleurentelevisietype. Dergelijke stelsels vereisen het gebruik van een kleurenschakelaar die geschikt is om te reageren op signalen afkomstig van synchronisatieketens die werkzaam zijn met relatief hoge rastersnelheden ter verkrijging van een flikker-10 vrij beeld op het scherm. Om dit bezwaar, dat inherent is aan de getwiste nematische cel, op te heffen zijn cellen vervaardigd met vloeibare kristalmaterialen die gekenmerkt worden door een dielektrische anisotropie, die van een positieve naar een negatieve waarde verandert als funktie van de frequentie van een aan de cel 15 gelegd schakelsignaal.

Een cel die vloeibaar kristalmateriaal van deze soort bevat is beschreven in de publikatie door Raynes and Shanks: "Fast-Switching Twisted Nematic Electro-Optical Shutter and Color Filter," Electronics Letters, Vol. 10, No. 7, pagina’s 114-115, 20 4 april, 1974. De in deze publikatie beschreven cel heeft een vloeibaar kristalmateriaal met een variabel dielektrisch aniso-tropisch mengsel dat positief is in een door een signaal met een lage frequentie geleverd elektrisch veld en negatief is in een door een signaal met relatieve hoge frequentie geleverd elektrisch 25 veld. Het aanleggen van een laag frequent signaal aan een getwiste nematische cel van deze soort schakelt de eenheid dus "AAN", en een hoog frequente signaalpuls brengt de cel geforceerd terug naar haar getwiste "UIT" toestand.

De met twee frequenties werkzame getwiste nema-30 tische eenheid heeft het bezwaar dat het het gebruik vereist van een complexe aandrijfinrichting die geschikt is voor het leveren van hoog frequentsignaalpulsen met hoge spanningsniveaux aan de door de vloeistofkristalcel voorgestelde capacitieve belasting. Bovendien is het moeilijk om zodanige cellen te maken die in staat 8401455 » 5 -3- zijn om over grote oppervlakken uniform te schakelen en die op een scherm geen beeld met een gevlekt karakter leveren. Op twee frequenties werkzame materialen zijn ook niet in staat om buiten een beperkt temperatuurgebied te kunnen werken.

5 Een ander optisch effekt dat in vloeibare kristal weergeeftoepassingen gebruikt is, is de afstembare dubbelbreking.

Een veel gebruikte eenheid van deze soort is beschreven in de publikatie "Transient Behavior of Twisted Nematic Liquid-Crystal Layer in an Electric Field," Journal de Physique, Vol. 36, pagina’s 10 Cl-261 - Cl-263 door C.F. Van Doom. De in deze publikatie beschre ven vloeistofkristalcel heeft linieringsrichters die instelhoeken vormen met dezelfde rotatierichting als gemeten vanaf het oppervlak van de celelektrode. Een dergelijke cel vertoont echter "optisch springen" en een consequent beschermde relaxatie-15 tijd , wat de cel ongeschikt maakt voor toepassingen die korte overgangstijden tussen schakeltoestanden vereisen.,De publikatie van Van Doorn stelt, dat een stroom vloeibaar kristalmateriaal binnen de ontspannende cel verantwoordelijk is voor het optreden van het optische springverschijnsel. De richting van de stroom 20 vloeibaar kristalmateriaal binnen de cel blijkt een omgekeerd moment te geven aan de lokale richters die centraal binnen de cel zijn aangebracht, welk moment tegengesteld is aan de richting van de herliniering van de lokale richter tijdens relaxatie van de cel en daardoor optische springen en grotere relaxatietijden tot gevolg 25 heeft.

Een variabele vertragingseenheid met een vloeistofkristalcel met een flinke dikte die het optisch springen elimineert en daarbij korte relaxatietijden tussen optische toestanden bezit is genoemd in de publikatie "Performance of a Matrix Display 30 Using Surface Mode," 1980 Biennial Display Research Conference Proceedings, pagina’s 177-179 door James L. Fergason. De in deze publikatie beschreven eenheid is echter niet aanvaardbaar voor de meeste toepassingen voor het weergeven van een beeld als gevolg van haar sterk beperkte zichtkegel, wat inherent is voor vloeistof-3401455 -4- Ê * kristalcellen met een flinke dikte.

Een eenheid die gebruikt maakt van de eigenschappen van de dubbele breking in materialen, die geen vloeibare kristallen zijn, is beschreven in het Amerikaans octrooischrift 5 2.638.816 van Stolzer, waarin een adapter beschreven is voor het opwekken van kleurenbeelden vanaf een zwart-wit televisietoestel. De adapter omvat een cel dat het Kerr-effect vertoont, wat de aanduiding is van de eigenschap van bepaalde isotroptische stoffen die dubbelbrekend worden in de aanwezigheid van een elektrisch 10 veld.

De adapter van Stolzer polariseert licht dat door het televisietoestel wordt afgegeven. De Kerr-cel ontvangt het gepolariseerde licht en verdeelt het in orthogonaal gerelateerde componenten. De mate van vert raging van een van deze com-15 ponenten ten opzichte van de ander varieert als funktie van de elektrische veldsterkte geleverd door een externe spanning, die aan de elektroden van de cel gelegd wordt en die synchroon met het sequentiele rasterbedrijf van het televisietoestel varieert.

Het licht gaat dan door de passieve dubbelbrekende bladen voor het 20 leveren van een lichtuitgangssignaal in verschillende kleuren.

Een bezwaar dat inherent is aan de eenheid van Stolzer, is dat kleuren die ontstaan uit het passerende licht door de passieve dubbelbrekende bladen in het algemeen onzuiver zijn en in voorkomen variëren als funktie van de zichthoek. De adapter gebruikt 25 tevens interdigitale elektroden, die een lijnenpatroon overhet weergeefscherm vormen. De eenheid van Stolzer levert dus kleurenbeelden die voor de meeste beeldweergeeftoepassingen niet aanvaardbaar zijn.

Een doelstelling van de uitvinding is het ver-30 schaffen van een veldsequentieel kleurenweergeefstelsel, dat een beeld levert met een verbeterd kleurencontrast en een hogere helderheid en hogere resolutie.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een stelsel waarin een variabele vertrager toegepast wordt 0401455

(f J

-5- als snelwerkende kleurenschakelaar ter verkrijging van een flik-kervrij beeld op het scherm.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een stelsel dat gebruik maakt van een variabele vertrager 5 in de vorm van een nematische vloeistofkristalcel dat een beeld levert dat binnen een breed bereik van zichthoeken waargenomen kan worden.

Weer een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een zodanig stelsel dat voorzien is van een 10 variabele vloeistofkristalvertrager, dat korte overgangstijden tussen optische toestanden heeft door de afwezigheid van optisch springen van lokale richters binnen de vloeistofkristalcel.

Nog een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een zodanig stelsel dat voorzien is van een variabele 15 vloeistofkristalvertrager waarin de richterliniering geen omge keerd moment veroorzaakt dat aangelegd wordt aan de centraal binnen de cel geplaatste richters, voor het daarbij verkrijgen van een elektro-optische responsie dat geen optisch springen levert en dat korte overgangstijden tussen optische toestanden vertoont.

20 De uitvinding heeft betrekking op een veld- sequentieel kleurenweergeefstelsel dat gebruik maakt van een snel werkende kleurenschakelaar met een nul tot een halve-golf variabele vertrager en pleochroitische polarisators voor het kiezen van een van twee kleurencomponenten uit extern opgewekt licht voor het 25 vormen van een veelkleurig beeld op een weergeefscherm. Het stelsel heeft een lichtbron en een kleurgevoelig polarisatieorgaan dat het licht ontvangt en een eerste absorptieas heeft voor het doorlaten van lineair gepolariseerd licht met een eerste kleur en een tweede absorptieas voor het doorlaten van linéair gepolariseerd 30 licht met een tweede kleur. De eerste en tweede absorptieassen zijn in hoofdzaak orthogonaal georienteerd in een vlak dat het licht ontvangt. Een lineair polarisatieorgaan is op afstand van het kleurgevoelig polarisatieorgaan aangebracht, en haar absorptieas heeft in hoofdzaak dezelfde oriëntatie als de eerste absorptieas 8401455 • < -6-

Een halve-golf variabel optisch vertragingsorgaan is tussen het kleurgevoelig polarisatieorgaan en het lineair polarisatieorgaan geplaatst en daarmee optisch gekoppeld. Het variabel optisch vertragingsorgaan heeft twee lichtoverdragende oppervlakken en heeft 5 als kenmerk, dat het geschikt is voor het leveren van een esssen-tieel halve-golf vertraging van het licht van de tweede kleur en zodanig georienteerd is, dat de projectie van haar optische as op elk van de twee lichtoverdragende oppervlakken in hoofdzaak onder hoeken van 45° ten opzichte tot elk van de eerste en tweede 10 absorptieassen geplaatst is. Het stelsel heeft bovendien een schakelorgaan dat in verbinding staat met het variabele optische vertragingsorgaan voor het leveren van eerste en tweede schakel·? toestanden. De eerste schakeltoestand levert in hoofdzaak verminderde vertraging van licht van de eerste en tweede kleuren gaande 15 door het variabele optische vertragingsorgaan voor het toestaan van de transmissie van licht van slechts de tweede kleur door het lineair polariserend orgaan. De tweede schakeltoestand levert een essentieel half-golf vertraging voor het licht van de tweede kleur gaande door het variabele optische vertragingsorgaan voor het toe-20 laten van de transmissie van licht van slechts de eerste kleur door het lineair polariserend orgaan.

Het veldsequentieel kleurenweergeefstelsel volgens de uitvinding maakt gebruik van een variabele optische vertrager die afgestemd wordt voor het leveren van een vertraging 25 van een halve-golf in de tweede schakeltoestand voor de tweede van de twee kleuren die door het kleurengevoelig polarisatieorgaan overgedragen zijn. Het optische stelsel van de uitvinding omvat kleurgevoelige en neutrale polarisators waarvan de absorptieassen zodanig georienteerd zijn dat de transmissie van licht van de eerste 30 en tweede kleuren selectief bestuurd wordt door middel van een schakelsignaal dat aan de variabele vertrager gelegd wordt. In elke schakeltoestand worden zuivere kleuren geleverd, zelfs hoewel het voor de variabele vertrager mogelijk is om voor slechts een kleur een vertraging van een halve-golf te verschaffen.

8401455 Λ. * -7-

Steeds wanneer een aandrijfspanningsignaal, dat aan de elektroden van de halve-golfvertrager gelegd wordt, een elektrisch veld vormt voor het positioneren van haar optische as voor het verkrijgen van in hoofdzaak verminderde vertraging van 5 licht gaande door de eenheid, wordt licht van zowel de eerste als de tweede kleur overgedragen naar een neutrale lineaire polarisa-tor, waarvan de absorptieas in lijn ligt met die van de polarisa-tor die gevoelig is voor de eerste kleur. Deze oriëntatie van de optische as van de variabele vertrager bewerkstelligd transmissie 10 van licht van slechts de tweede kleur door de neutrale lineaire polarisator. Steeds wanneer het aandrijfspanningsignaal, dat aan de elektroden van de variabele vertrager gelegd wordt, èen elektrisch veld vormt voor het positioneren van haar optische as voor het verkrijgen van een halve-golfvertraging van de tweede kleur, 15 wordt licht van slechts de eerste kleur geprojecteerd door middel van de variabele vertrager langs de transmissieas van de neutrale lineaire polarisator en gaat door deze polarisator.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de variabele^ v^rt^qer^ een^ nejnc^rjische vloeistofkristalcel 20 dat disclinatie-vrij (zie / blijft en dat op een sprongvrije wijze schakelt als het wordt omgeschakeld tussen twee toestanden die de oriëntatie van de het oppervlak nietrakende richters van het vloeibare kristalmateriaal in de cel wijzigen. Het gebruik van een vloeistofkristalcel als een variabele vertragingseenheid verschaft 25 een met een enkele frequentie te bedrijven snelle schakelaar, die aandrijfketens met een laag vermogen vereist voor het verschaffen van een superieur beeld dat binnen een breed bereik van zichthoeken waargenomen kan worden.

Een veldsequentieel kleurenweergeefstelsel met 30 de optische opstelling van de voorkeursuitvoeringsvorm levert, wanneer gesynchroniseert met de rastervolgordeketen, een flikker-vrij veelkleuren beeld met een scherp contrast en een grote resolutie.

8401455 -8- * *

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening. In de tekening toont:

Fig. 1 een vereenvoudigd blokdiagram van een veld-sequentieel kleurenweergeefstelsel met een variabele vertrager die 5 opgenomen is in een optisch stelsel om te funktioneren als een optische schakelaar in overeenstemming met de uitvinding;

Fig. 2 een diagram dat de oriëntatie toont van de absorptieassen van de polarisatiefilters in relatie met de optische as van de variabele vertrager volgens de uitvinding; 10 Fig. 3 een schematische doorsnede van de vloei- stofkristalcel volgens de uitvinding;

Fig. 4A, 4Bf 4C en 4D diagrammen van de richter uitrichting van de vloeistofkristalcel volgens de uitvinding in de veldgelinieerde ("AAN") toestand, de gedeeltelijk gerelaxeerde 15 ("UIT") toestand, de TT cirkerverdraaiingstoestand respektieve- lijk de uitstaande toestand;

Fig. 5 de optische responsie van een vloeistofkristalcel volgens de uitvinding wanneer omgeschakeld uit haar "AAN" toestand naar haar "UIT" toestand door het wegnemen van een 20 wisselstroomsignaalpuls van 20 Veff.

Fig. 1 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van een veldsequentieel weergeefstelsel 10 volgens de uitvinding omvattende een variabele optische vertrager met vloeibare kristallen of een vertragingsorgaan 12, dat aangebracht is tussen en gekoppeld 25 is met een orthogonaal stel van eerste en tweede kleurgevoelige pleochroitische lineaire polarisators of organen 14 respektieve-lijk 16, en een neutrale lineaire polarisator of polarisatieorgaan 18. De kleurgevoelige polarisator 14 heeft een absorptieas die licht van slechts de eerste kleur doorlaat en de kleurgevoelige 30 polarisator 16 heeft een absorptieas die licht van slechts de tweede kleur doorlaat. Het zal duidelijk zijn dat elke nul tot halve-golf variabele vertrager met een aanvaardbare schakelsnelheid in de plaats van de bij voorkeur toegepaste vloeistofkristalvertrager geplaatst kan worden.

8401455

%. V

-9-

De uitdrukking optische vertraging, voor zover hier gehanteerd en gerefereerd aan dubbele breking, wordt door de volgende toelichting gedefinieerd. Een op een dubbelbrekende eenheid vallende lichtstraal, wordt, zoals bekend, ontleed in twee 5 componenten die bekend staan als de gewone en buitengewone lichtstralen. Deze lichtcomponenten gaan met verschillende snelheden door de dubbelbrekende eenheid, en bij het verlaten van de een-heid, is de ene straal ten opzichte van de / vertraagd. De vertraging resulteert in een relatieve faseverschuiving tussen de 10 twee uittredende stralen, welke vertraging ook gerelateerd is aan de golflengte van de uittredende lichtstraal. Een eenheid die bijvoorbeeld een zodanige dubbele breking heeft dat A nd = 1 λ 2 15 wordt bijvoorbeeld aangeduid met een halve-golf vertrager, waarbij Λ n de effektieve dubbelbreking is, d de dikte van de eenheid is, en Λ de golflengte van de uittredende lichtstraal is.

Het optische stelsel gevormd door de vertrager 12 en de polarisators 14, 16 en 18 is aangebracht aan de voorkant 20 van een lichtbeeldenbron of generator 20, die licht vanaf een fosforscherm 22 uitzendt voor het leveren van een lichtbeeld in de rode en groene kleuren. In een voorkeursuitvoeringsvorm van het getoonde stelsel bestaat de beeldgenerator 20 uit een kathode-straalbuis of een projectieeenheid, waarin door middel van een 25 rasteraftasting van het televisietype een door een rastergenerator 23 in responsie op het uitgangssignaal van een rastersynchronisa-tieketen 24 geleverd signaal een reeks raster met beeldinformatie voorstelt in afwisselende eerste en tweede tijdintervallen.

In het eerste tijdinterval wordt informatie 30 betreffende zowel de vorm van het beeld dat in een eerste kleur, zoals rood, moet verschijnen ds de vorm van het beeld dat in een kleur dat een combinatie is van de rode kleur en een tweede kleur, zoals groen, op het fosforscherm 22 geschreven. In het tweede tijdinterval wordt informatie met betrekking tot zowel de vorm van 840145ο ί « 1 t -10- het beeld dat in de groene kleur moet verschijnen en de vorm van het beeld dat moet verschijnen in een kleur dat een combinatie is van de kleuren rood en groen, op het fosforscherm 22 geschreven.

De kleurpolarisators 14 en 16 ontvangen het door het fosforscherm 5 22 afgegeven licht en polariseren het orthogonaal en lineair in de rode en groene kleuren. Het gepolariseerde licht wordt dan naar het oppervlak van de variabele vertrager 12 in de buurt van de kleurenpolarisator 16 overgedragen.

Een aandrijfeenheid 26 voor de variabele ver-10 trager ontvangt op haar ingang een signaal van de uitgang van de rastersynchronisatieketen 24 voor het sturen van de variabele vertrager 12 synchroon met de sequentiele rastersnelheid van de door de beeldgenerator 20 geleverde beeldinformatie. Gedurende het eerste tijdinterval brengt de stuureenheid 26 de variabele ver-15 trager 12 daarom in haar "UIT? toestand, wat een oriëntatie van haar optische as veroorzaakt dat een vertraging van een halve-golf bewerkstelligt van licht met de groene kleur. Gedurende dit tijdinterval wordt geen licht van de kleur groen door de lineaire polarisator 18 doorgelaten, en de ongewenste beeldcomponenten in 20 de groene kleur, die op het fosforscherm 22 verschijnen gedurende het eerste tijdinterval worden daarbij geëlimineerd. Gedurende het tweede tijdinterval brengt de stuureenheid 26 de variabele vertrager 12 in haar "AAN" toestand waardoor een oriëntatie van haar optische as ontstaat waarbij een verminderde vertraging optreedt 25 van het licht met alle kleuren gaande door de polarisators 14 en 16. De oriëntatie van de absorptieas van de lineaire polarisator 18 absorbeert slechts licht van de rode kleur zoals hierna toegelicht zal worden.

De afwisselende beeldinformatievelden die in de 30 eerste en tweede tijdintervallen geleverd worden, worden via de eerste en tweede kleurgevoelige polarisators 14 en 16 doorgelaten en synchroon door de vertrager 12 en de lineaire polarisator 18 doorgelaten. De netvliesnalichting van het waarnemersoog integreert de door de polarisator 18 geleverde informatie gedurende de twee 3401455 J, ·* -11- tijdintervallen corresponderend met de afwisselende rasters (deel-beelden) van het televisierastersignaal voor het vormen van de impressie van een enkel meerkleurig beeld. Intensiteitsmodulatie van de lichtbeeldbron zal een kleurengamma geven binnen een 5 spectraal gebied tussen de rode en groene kleuren.

De in Fig. 2 aangegeven oriëntatie van de ab-sorptieassen van de polarisators 14, ló en 18 geven de gewenste omschakeling tussen twee kleuren. De projectie 36 van de optische as van de variabele vertrager 12 op elk van de twee lichtoverdra-10 gende oppervlakken 37 ervan is in hoofdzaak onder hoeken van 45° ten opzichte van elk van de absorptieassen van de polarisators 14 en ló geplaatst.

De pleochroitische lineaire polarisator 14 laat licht door dat gepolariseerd is langs haar vertikaal geplaatste 15 absorptieas 28 met de kleuren in het zichtbare spectrum in de buurt van de kleur rood en laat langs haar horizontaal geplaatste transmissieas 30 alle kleuren in het zichtbare spectrum door. De pleochroitische lineaire polarisator 16 laat licht door dat gepolariseerd is langs haar horizontaal geplaatste absorptieas 32 20 met de kleuren in het zichtbare spectrum in de buurt van de kleur groen en laat langs haar vertikaal geplaatste transmissieas 34 alle kleuren in het zichtbare spectrum door. De combinatie van de pleochroitische polarisators 14 en ló vormen daarom een kleur-gevoelig polarisatieorgaan dat licht van de rode en groene kleuren 25 afkomstig van het fosforscherm 22 orthogonaal polariseert.

Wanneer de variabele vertrager 12 zich in de "UIT" toestand bevindt, is haar optische as 36 zodanig georiënteerd dat het licht met de groene kleur omgezet wordt in licht dat lineair gepolariseerd is loodrecht op de transmissieas 38 en dat 30 geabsorbeerd wordt door de neutrale polarisator 18. De horizontaal geplaatste transmissieas 38 van de polarisator 18 laat licht door van de rode kleur. De tsnsmissieas 38 is onder rechte hoeken met de absorptieas 28 van de voor de rode kleur gevoelige polarisator 14 geplaatst voor het kunnen doorlaten van licht in de rode kleur 3401455 f -12- dat door de vertrager 12 langs de richting van de txansmissieas 38 geprojecteerd is.

Steeds wanneer de variabele vertrager 12 zich in de "AAN" toestand bevindt, is haar optische as zodanig geposi-5 tioneerd, dat er een wezenlijk afgenomen optische vertraging aanwezig is van licht van zowel de rode als de groene kleuren gaande door de polarisators 14 en 16. De vertikaal geplaatste absorptie-as 40 van de lineaire polarisator 18 is in dezelfde richting georiënteerd als de absorptieas 28 van de voor de rode kleur ge-10 voelige polarisator 14 en absorbeert daarom licht van de rode kleur, daar de vertrager 12 in haar "AAN" toestand invallend licht van geen enkele kleur vertraagd. Omdat de lineaire polarisator 18 licht doorlaat van alle kleuren langs haar transmissieas 38, laat het licht van de groene kleur door.

15 Zoals reeds gezegd, heeft een voorkeursuitvoe ringsvorm van de uitvinding een vloeistofkristalcel die werkzaam is als. een variabele vertrager van nul tot een halve-golf, die de vertraging van licht erdoor bestuurt in responsie op de intensiteit van een elektrisch veld dat door een aan de celelektrode-20 constructies gelegde bekrachtigingsspanning opgewekt wordt.

Zoals getoond in Fig. 3 omvat een vloeistofkristalcel 100 een paar in het algemeen parallele op afstand van elkaar liggende elektrodeconstructies 102 en 104 met daar tussen nematisch vloeibaar kristalmateriaal lOé. De elektrodeconstructie 25 102 omvat een glazen dielektrisch substraat 108, waarvan het binnenoppervlak voorzien is van een laag 110 van elektrisch geleidend maar optisch doorschijnend materiaal zoals indiumtinoxyde. Een richter linierings-filmlaag 112 is op de geleidende laag 110 aangebracht en vormt een begrenzing tussen de elektrodeconstructie 30 102 en het vloeibaar kristalmateriaal 106. Het oppervlak van de film 112 dat in aanraking is met het vloeibare kristalmateriaal is geconditioneerd in overeenstemming met één van de voorkeurswijzen voor het bevorderen van een voorkeursoriëntatie van de richters van het vloeibare kristalmateriaal in aanraking daarmee. De 8401455 -13- * * materialen die de richter linieringsfilm 112 vormen en de corresponderende conditioneringswerkwijzen ervan zijn hieronder toegelicht. De elektrodeconstructie 104 heeft een constructie die gelijk is aan die van de elektrodeconstructie 102, en de componenten 5 die corresponderen met die van de elektrodeconstructie 102 zijn voorzien van dezelfde vervijzingscijfers gevolgd door accenttekens.

De korte randen van de elektrodeconstructie 102 en 104 zijn ten opzichte van elkaar verschoven om toegang te geven naar de geleidende lagen 110 en 110' om met de aansluitklemmen 113 10 de uitgangsgeleiders van de vertragingsstuureenheid 26 te verbinden. Scheidingsstukken 114 bestaande uit eik geschikt materiaal, zoals glasvezel, dienen voor het handhaven van de algemene parallele relatie tussen de elektrodeconstructies 102 en 104.

Wat de figuren 4A-4D betreft is de nematische 15 richter linieringsconfiguratie van de lagen 112 en 112' in de vloeistofkristalcel 100 beschreven in kolom 7, regels 48-55 van het Amerikaans octrooischrift 4.333.708 van Boyd, et al. Het zal echter duidelijk zijn dat de in dat octrooischrift beschreven vloeistofkristalcel verschilt van die volgens de uitvinding door-20 dat de eerstgenoemde voorzien is van een wisselende-hellingsgeo-metrie type configuratie waarvan de richter liniering van de cel 100 slechts een gedeelte bevat. De cel volgens Boyd, et al. is vervaardigd voor het bevorderen van de disclinatie - verplaatsing binnen de cel in een poging een bistabiele schakeieenheid te ver-25 krijgen.

De filmlaag 112 van de elektrodeconstructie 102 is zodanig geconditioneerd, dat de richters 116, die in aanraking zijn met het oppervlak van de elektrodeconstructie, onderling parallel gelinieerd zijn met een hellingsinstelboek + Θ, die links-30 om met referentie naar het oppervlak van de filmlaag 112 gemeten wordt. De filmlaag 112' van de elektrodeconstructie 104 is zodanig geconditioneerd, dat de richters 118, die in aanraking zijn met het oppervlak van de elektrodeconstructie, onderling parallel gelinieerd zijn met een hellingsinstelhoek - Θ , die rechtsom

3 -ï U 1 4 5 S

» 4 -14- met referentie ααη het oppervlak van de filmlaag 112' gemeten wordt. De vloèistofkristalcel 100 wordt hiermee zodanig vervaardigd dat de met het oppervlak in aanraking zijnde richters 116 en 118 van de tegenover liggende oppervlakken van de richter lini-5 eringslagen 112 en 112' van de elektrodeconstructies 102 respek-tievelijk 104 in tegengestelde richtingen hellend ingesteld zijn.

Een eerste bij voorkeur toegepaste werkwijze voor het uitvoeren van de gewenste lingering van de met het oppervlak in aanraking zijnde richters brengt het gebruik met zich mee 10 van polyimide als het materiaal dat de linieringsfilmlagen 112 en 112' op de elektrodeconstructies 102 respektievelijk 104 omvat. Elke linieringsfilmlaag is afgeschuurd ter verkrijging van een hellingsinstelhoek |θ|, met 2° tot 5° als het bij voorkeur gebruikte bereik. Een tweede bij voorkeur gebruikte werkwijze voor 15 het uitvoeren van de gewenste lingering van de het oppervlak rakende richters brengt het gebruik met zich mee van silicium-monoxyde als het materiaal dat de linieringsfilmlagen 112 en 112' van de elektrodeconstructies 102 respektievelijk 104 omvat. De siliciummonoxidelaag wordt verdampt en damp wordt neergeslagen 20 met bij voorkeur een hoek van 5° gemeten vanaf het oppervlak van de elektrodeconstructie, in een mate die voldoende is voor het leveren van een hellingsinstelhoek van f θ I van tussen 10° tot 30°, met 15° tot 25° als bij voorkeur gebruikt bereik.

Het zal duidelijk zijn dat de werkwijzen voor 25 het neerslaan van de siliciummonoxyde of van andere linierings-materialen voor het liniëren van vloeibare kristalmoleculen in een vooraf bepaalde richting op zich bekend is, bijvoorbeeld uit het Amerikaans octrooischrift 4.165.923 van Janning.

Fig. 4A geeft de oriëntatie aan van geen opper-30 vlak rakende richters 120 wanneer een wisselstroomsignaal Vj, van ongeveer 2 kHz en 20 Veff aan de geleidende lagen 110 en 110' van de elektrodeconstructies 102 respektievelijk 104 gelegd wordt. Het signaal op de geleidende laag 110' vormt een eerste schakeltoestand geleverd aan de uitgang ven de stuurketen 26 en iH U 14 5 5 * -15- levert een wisselend elektrisch veld, E, tussen de elektrodecon-structies 102 en 104 binnen de vloeistofkristalcel 100 om de cel in haar "AAN" toestand te forceren. Een belangrijk aantal van geen oppervlak rakende richters 120 van een vloeibaar kristalmateriaal 5 106, dat een positieve anisotropische waarde heeft, liniëren in wezen eind-naar-eind langs richting 121 van de fluxlijnen van het elektrische veld binnen de cel, welke richting loodrecht staat op de geconditioneerde oppervlakken van de elektrodeconstructies. Wanneer dus de cel 100 in haar “AAN" toestand bekrachtigd wordt, 10 worden de geen oppervlak rakende richters 120 loodrecht op de oppervlakken van de cel gelinieerd. Er moet opgemerkt worden, dat de oppervlak rakende richters 116 en 118 in hoofdzaak hun hellings-instelhoeken Θ in de twee topologische toestanden van de cel houden, waarbij de eerste van de toestanden in de Fig. 4A tot en 15 met 4C getoond is en de tweede van de toestanden in Fig. 4D getoond is.

Fig. 4B geeft de oriëntatie aan van geen oppervlak rakende richters 120 na wegnemen van het signaal V^, zodat de liniering van geen oppervlak rakende richters niet beïnvloed 20 wordt door een elektrisch veld dat tussen de elektrodeconstructies 102 en 104 binnen de cel opgewekt wordt, maar door de intermole-culaire elastische krachten, die relaxatie van de geen oppervlak rakende richters vanuit de eind-naar-eind liniering van de "AAN" toestand veroorzaken. Het wegnemen- van het signaal vormt een 25 tweede aan de uitgang van de stuureenheid 26 opgewekte schakel-toestand. De in Fig. 4B getoonde richter-oriëntatie komt overeen met die van de "UIT" toestand van de cel.

Het omschakelen van de cel 100 naar de "UIT" toestand kan ook bewerkstelligd worden door het aan de cel leggen 30 van een wisselstroomsignaal Vg dat aan de uitgang van de stuureenheid 26 geleverd wordt met een spanningsniveau, die kleiner is dan die van het signaal en in het algemeen dichtbij 0V ligt.

De frequentie van het signaal Vg is in het algemeen dezelfde als die van het signaal V^.

8401455 « -16- * *

Tijdens de overgang van de "AAN" naar de "UIT" toestand van de vloeistofkristalcel, keren de geen oppervlak rakende richters terug van de eind-naar-eind lingering loodrecht op de oppervlakken van de elektrodeconstructies en pogen een algemeen 5 parallele relatie met de naburige richters te krijgen, De geen oppervlak rakende richters 120a en 120b draaien dus rechtsom als getoond met de pijlen 112a voor het verkrijgen van een bijna parallele relatie ten opzichte van de richters 116 respektieve-lijk 120a; en de geen oppervlak rakende richters 120c en 120d 10 draaien linksom als getoond met de pijlen 122b voor het verkrijgen van een bijna parallele relatie ten opzichte van de richters 118 respektievelijk 120c. Wanneer de cel 100 dus relaxeert in haar "UIT" toestand, wordt elk van een belangrijk aantal van de geen oppervlak rakende richters zodanig gelinieerd, dat het een richter-15 component projecteert op de oppervlakken van de cel. De geen oppervlak rakende richters liggen echter ongeveer in een vlak dat loodrecht op de oppervlakken van de cel staat.

Er moet opgemerkt worden, dat de oppervlakgeo-metrie van de cel 100 verschilt van die van een bekende variabele 20 vertragingscel met vloeibare kristallen zoals beschreven in de genoemde publikatie van Van Doorn waarbij de hellingsinstelhoeken dezelfde draairichting hebben als gemeten vanaf de binnenoppervlak-ken van de elektrodeconstructie. De oppervlak rakende richtercon-figuratie van de cel 100 geeft snelle relaxatie van geen oppervlak 25 rakende richters zonder enig optisch verspringen vanuit de "AAN" toestand naar de "UIT" toetand. Actueel wordt verondersteld dat de snelle, optisch stroomvrije richterrelaxatie veroorzaakt wordt door de stroom vloeibaar kristalmateriaal in dezelfde richting 124 langs beide geconditioneerde oppervlakken van de cel. Een zodanige 30 unidirectionele stroom treedt niet op in de bekende cel als beschreven in de publikatie van Van Doorn, welke cel een stroom vloeibaar kristalmateriaal ondervindt in tegengestelde richtingen langs de geconditioneerde oppervlakken. Het gunstige effekt van de unidirektionele materiaalstroom in de cel 100 is, dat geen J 4 0 1 4 5 5 * fil -17- "omgekeerd" moment uitgeoefend wordt op de centraal gelegen geen oppervlak rakende richters 102e door een zodanige stroom in de relaxerende cel. Het resultaat is, dat een sprongvrije, snelle elektro-optische omschakeling verkregen wordt.

5 Fig. 4C geeft de oriëntatie van de richters aan na een tijd gedurende welke de vloeistofkristalcel 100 toegestaan wordt verder voor bij in Fig. 4B getoonde "UIT” toestand te relaxeren. Dit zal in het algemeen optreden wanneer een elektrisch veld niet geherintroduceerd wordt binnen de cel na ver-10 strijken van ongeveer 50 milliseconden vanaf het tijdstip dat het elektrisch veld werd weggenomen. De richterconfiguratie van de in Fig. 4C getoonde cel wordt gekenmerkt doordat de geen oppervlak rakende richters 120 hun planaire configuratie vrijgeven en een alsTf cirkelverdraaiings- of schroefvormige configuratie aannemen.

15 Bij verdere relaxatie zal de cel in de Ή* cirkelverdraaiingsconfiguratie disdinati e- verplaatsing ondergaan en degenereren over een periode T2 van ongeveer enkele minuten naar de in Fig. 4D getoonde uitstaande configuratie. Er moet opgemerkt worden, dat de periodieke aanlegging van een wisselstroomsignaal van onpveer 20 IV aan de cel verdere relaxatie van de geen oppervlak rakende richters naar de 'Tf' cirkelverdraaiingstoestand zal tegengaan.

De werkwijze voor het bedrijven van de vloeistofkristalcel 100 als een variabele vertrager van nul tot een halve-golf is gericht op de disclinatie - vrije geen oppervlak rakende 25 richterrelaxatie uit het elektrische veld gelinieerde of "AAN" toestand, aangegeven met Fig. 4A naar de planaire configuratie of "UIT" toestand aangegeven met Fig. 4B.

Volgens de uitvinding wordt de vloeistofkristalcel 100 bedreven als een variabele vertrager van nul tot een halve-30 golf waarvan de optische as correspondeert met de linieringsrich-ting van de geen oppervlak rakende richters 120.

Lineair gepolariseerd licht dat gaat in de richting 126 loodrecht op de oppervlakken van de elektrodeconstructies 102 en 104 valt samen met de richting de geen oppervlak rakende 8401455 < *» * -18- richters 120 wanneer de vloeistofkristalcel in de "AAN” toestand is. De richters 120 worden ineen zodanige "AAN" toestand georiënteerd dat er een verwaarloosbare projectie is van de optische as op de oppervlakken van de elektrodeconstructies van de cel. Onder 5 deze voorwaarden levert de vloeistofkristalcel 100 een belangrijk verkleinde optische vertraging voor invallend licht gaande in de richting 12é.

Lineair gepolariseerd licht dat gaat in de richting 126 loodrecht op de oppervlakken van de elektrodeconstructies 10 102 en 104 valt niet samen met de linieringsrichting van de geen oppervlak rakende richters wanneer de vloeistofkristaleel in de "UIT" toestand is. De richters 120 worden in zodanige "UIT" toestand georiënteerd, dat elk van een belangrijk aantal ervan een component op de oppervlakken van de elektrodeconstructies van de 15 cel projecteert. Onder deze voorwaarden heeft de vloeistofkristalcel 100 een effektieve dubbele breking voor in het algemeen loodrecht invallend licht. De oriëntatie van geen oppervlak rakende richters 120 geeft in wezen optische vertraging van een halve-golf voor licht van de golflengte die voldoet aan de uitdrukking: 20 A nd = 1 Λ 2 waarin d de dikte 128 voorstelt en Δ n de effektieve dubbelbre-king van de cel voorstelt.

In Fig. 5 is de optieche responsie van een vloei-25 stofkristalcel, bedreven in overeenstemming met de uitvinding, getoond met een overgangstijd tussen de "AAN" en de "UIT" toestanden van de cel van ongeveer 1 milliseconde. Deze responsie-tijd werd verkregen met een cel vervaardigd met E-44 type vloeibaar kristalmateriaal, dat vervaardigd wordt door BDH Chemicals 30 Ltd. te Poole, Engeland, met een dikte van 3 micrometer en gestuurd met een 2kHz puls van 20 Veff. Deze relatief snelle optische responsie is toe te schrijven aan de eliminatie van optisch springen dat verkregen is dankzij de bevordering van unidirectionele stroom van vloeibaar kristalmateriaal binnen de cel gedurende 8401455 -19- herliniering van geen oppervlak rakende richters, dat optreedt tussen de overgang uit de "AAN" toestand naar de "UIT" toestand.

Het zal duidelijk zijn, dat de vloeistofkristal-cel 100 een vloeibaar kristalmateriaalmengsel kan bevatten dat 5 gekenmerkt wordt door een dielektrische anisotropie dat van teken verandert als funktie van de frequentie van een wisselstroom-signaal dat aan de cel gelegd wordt. Wanneer dus een laag frequent-signaal zoals 200-500 Hz aan de elektrodeconstructies 102 en 104 van de vloeistofkristalcel gelegd wordt, zouden de geen oppervlak 10 rakende richters 120 de neiging hebben parallel aan de elektrische veldrichting en loodrecht op de celoppervlakken te liniëren, voor het daarbij aannemen van de "AAN" toestand. Anderzijds, wanneer een hoog frequenté signaalpuls zoals 80-100 kHz aan de cel gelegd wordt, zouden de geen oppervlak rakende richters 120 de neiging 15 hebben loodrecht op de elektrische veldrichting en parallel aan de celoppervlakken te liniëren. Het aanleggen van een hoogfréquente signaalpuls met een voldoende duur zou tot gevolg hebben dat de cel een gehele richterconfiguratie krijgt die een vertraging van een halve-golf zou geven. Het verdient echter de voorkeur, dat de 20 vloeistofkristalcel gebruikt wordt als een vertrager voor een halve-golf met een enkele frequentie voor het elimineren van de behoefte aan een complexe stuursignaalbron met hoog vermogen.

De vloeistofkristalcel 100 kan ook gebruikt worden als een variabele optische vertrager dat continu verander-25 lijke maten van vertraging levert via de cel van licht dat op een oppervlak ervan invalt. In het geval van een vloeistofkristalcel voor een enkele frequentie zou dit bewerkstelligd worden door het instellen van de spanning van het wisselstroomsignaal dat aan de cel 100 gelegd wordt tot een niveau dat de geen oppervlak rakende 30 richters oriënteert in een configuratie dat de gewenste eerste mate van optische vertraging levert. Een verhoging van de aan de cel gelegde signaalspanning levert een overeenkomstige afname van de mate van richtercomponentprojectie op het oppervlak van de cel, en daarbij een tweede, afgenomen mate van optische vertraging 8401455 -20- * * ναη op de cel invallend licht.

In het geval van een vloeistofkristalcel voor twee frequenties, zouden continu veranderlijke maten vertraging geleverd worden door het aan de cel 100 initieel in de "UITM 5 toestand leggen van een laag frequentsignaal met een eerste spanning, die voldoende is om de geen oppervlak rakende richters in een configuratie te oriënteren dat de gewenste eerste matevan optische vertraging levert. Continue aanlegging van een dergelijk laagfrequent signaal zal voorkomen dat de cel relaxeert en daarbij 10 een in hoofdzaak constante optische vertraging in de gewenste eerste mate handhaaft. Voor het veranderen van de eerste matevan vertraging naar een tweede hogere mate vertraging, wordt een hoog frequente sigrnaalpuls met een voldoende duur aangelegd voor het opnieuw oriënteren van de geen oppervlak rakende richters naar een 15 configuratie corresponderend met de tweede vertragingstoestand. Continue aanlegging van een laag frequentsignaal van een tweede spanning, die minder is dan de eerste spanning, zal voorkomen dat de cel verder relaxeert en daarbij in hoofdzaak een constante optische vertraging in de gewenste tweede mate handhaaft.

20 Het is voor de cel 100 ook mogelijk om opgenomen te worden in een optisch stelsel dat omschakelt vanuit een zwarte toestand naar een doorschijnende toestand. Daar het voor de vloeistof kristalcel 100 in de "UIT" toestand niet mogelijk is om alle golflengten van lineair gepolariseerd licht om te zetten in zoda-25 nig licht dat hervormd wordt onder een hoek van 90° vanaf de invallende polarisatierichting, wordt zwart gekozen voor de "AAN" toestand.

De voor het voorbeeld van Fig. 2 benodigde optische componenten voor het bewerkstelligen van de gewenste licht-30 omschakeling omvatten slechts de polarisators 16 en 18 en de ver-trager 12, die de cel 100 cjmvpt. De polarisator 16 zou van een neutraal type zijn, dat al / langs de absorptieas 32 gepolariseerde licht absorbeert. In de "AAN" toestand van de vertrager 12 zou al het door de polarisator 16 doorgegeven licht geheel langs de 8401455 -21- absorptieas 40 van de polarisator 18 geabsorbeerd worden. In de "UIT" toestand van >de vertrager 12 zou het meeste door de polarisator 16 doorgelaten licht door de polarisator 18 doorgelaten worden wanneer de cel 100 afgestemd is (dat wil zeggen door het 5 kiezen van de geschikte celdikte voor het bepaalde type gebruikte vloeibaar kristalmateriaal) voor het verkrijgen van de vertraging van een halve-golf voor een golflengte die ongeveer in het midden van het zichtbare spectrum ligt.

Tenslotte wordt opgemerkt, dat de term disclinatie ("discli-10 nation") een bijzondere uitdrukking is die slechts op het gebied ven de vloeibare kristallen gebruikt wordt. Het heeft betrekking op de lijn of grens tussen twee gebieden met verschillende richter-oriëntaties binnen een lichaam van vloeibaar kristalmateriaal. Een disclinatie is slechts aanwezig wanneer het voor het materiaal niet 15 mogelijk is continu tussen de twee liniëringstoestanden te transformeren. De aan het eind van de beschrijvingsinleiding genoemde voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij de variabele vertrager uitgevoerd is met een nematische vloeistofkristalcel blijkt disclinatie-vrij te zijn. Dat onderscheidt deze uitvoerings-20 vorm van, bijvoorbeeld, de in het Amerikaanse octrooischrift 4.333.708 beschreven cel, die uitgevoerd is voor het creëren en bevorderen van de beweging van de disclinaties door het vloeibaar kristalmateriaal.

- conclusies - 8401455

Claims

1. Veldsequentieel kleurenweergeefstelsel, gekenmerkt door een lichtbron die lichtstralen van een aantal golflengten uitzendt, een licht-polariserend stelsel omvattende een kleurenselec-tief-polarisatiefilter en een lineair polarisatiefilter in optische 5 communicatie met de lichtbron, waarbij het kleurenselectieve polarisatiefilter eerste en tweede in hoofdzaak orthogonaal georiënteerde absorptie-assen heeft, waarvan de eerste absorptie-as lineair gepolariseerd ligt van een eerste kleurdoorlaat en de tweede absorptie-as lineair gepolariseerd ligt van een tweede kleurdoorlaat, 10 een variabel optisch vertraging sorgaan aangebracht tussen het kleurenselectieve polarisatiefilter en het lineaire polarisatiefilter, en een schakelorgaan in communicatie met het variabele optische vertragingsorgaan voor het verschaffen van eerste en tweede schakeltoestanden, waarbij de eerste schakeltoestand een 15 eerste mate van vertraging levert van het licht gaande door het variabele optische vertragingsorgaan voor het toestaan van de transmissie van licht van een van de eerste en tweede kleuren gaande door het polarisatiestelsel en de tweede schakeltoestand een tweede mate van vertraging levert voor het toestaan van de transmissie van 20 licht van de andere kleur gaande door het polarisatiestelsel.

2. Kleurenschakelaar werkend met hoge snelheid, dat vanaf een lichtbron licht van een aantal golflengten ontvangt, gekenmerkt door eerste en tweede polarisatie-organen in optische communicatie met de lichtbron, waarbij het eerste lichtpolarisatie- 25 orgaan een kleurenselectief-polarisatiefilter omvat, een variabel optisch vertragingsorgaan aangebracht is tussen de eerste en de tweede lichtpolarisatie-organen, en een schakelorgaan in communicatie met het variabele optische vertragingsorgaan voor het selectief leveren van twee verschillende maten van vertraging voor het af-30 geven vatn licht van een van de twee kleuren, waarbij een van de twee maten voor licht van alle kleuren een vertraging van in hoofdzaak nul is. 8401458 - 23 - »

3. Sequentieel kleurenweergeefstelsel volgens conclusie 1, roet het kenmerk, dat het kleurgevoelig polarisatiefilter voorzien is van eerste en tweede pleochroitische lineaire polarisators, waarbij de eerste pleochroitische polarisa- 5 tor een absorptieas heeft dat de eerste absorptieas van het kleurgevoelig polarisatiefilter omvat en de tweede pleochroitische polarisator een absorptieas heeft dat de tweede absorptieas van het kleurgevoelig polarisatiefilter omvat.

4. Sequentieel kleurenweergeefstelsel volgens 10 conclusie 1, roet het kenmerk, dat het door de lichtbron verzonden licht synchroon met het schakelorgaan gemoduleerd wordt voor het leveren van een beeld met een roeerkleurige verschijning.

5. Weergeefstelsel volgens conclusie 1, m e t het 15 kenmerk, dat het variabele optische vertragingsorgaan een vloeistofkristalcel heeft met vloeibaar kristalmateriaal roet linieringsrichters, waarbij de vloeistofkristalcel reageert op elektrische velden van verschillende intensiteiten, die binnen de cel opgewekt worden door de eerste en tweede schakeltoestanden van 20 het schakelorgaan, waarbij de eerste schakeltoestand een elektrisch veld met hogere intensiteit levert om de richters in hoofdzaak eind-naar-eind te liniëren in een richting parallel aan de flux-lijnen van het elektrische veld en de tweede schakeltoestand een elektrisch veld met lagere intensiteit levert om de richters terug 25 te brengen van de eind-naar-eind liniering naar een liniering waarbij een component van elk van een belangrijk aantal richters op de oppervlakken van de cel geprojecteerd is. ó. Weergeefstelsel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het variabele optische vertragingsorgaan voor-30 zien is van een vloeistofkristalcel met een mengsel van vloeibaar kristalmateriaal met linieringsrichters en een variabele dielek-trische anisotropie welke frequentie - afhankelijk is, waarbij de vloeistofkristalcel reageert op signalen met verschillende frequenties die aan de cel gelegd worden door de eerste en de tweede 8401455 *· < - 24 - » schakeltoestanden van het schakelorgaan, waarbij'de eerste schakel-toestand een signaal levert met een lagere frequentie wat een eer- --ste wisselend elektrisch veld binnenjde cel opwekt om de richters te laten liniëren in een richting'parallel aan de fluxlijnen van 5 het eerste elektrische veld en de tweede schakeltoestand een signaal met een hogere frequentie levert wat een tweede wisselend elektrisch veld binnen de cel opwekt om de richters te laten liniëren in een richting die niet parallel aan de fluxlijnen van het tweede elektrische veld is.

7. Werkwijze voor toepassing van een vloeistof- kristalcel als een relatief snelle variabele vertragingseenheid voor het variëren van de vertraging van vanaf een uitwendige bron erdoor gevoerd licht, waarbij de vloeistofkristalcel vloeibaar kristalmateriaal omvat dat richters heeft en aangebracht is tussen 15 een paar op afstand tegenover elkaar liggende doorschijnende elektrodeconstructies, waarbij elke elektrodeconstructie een laag van optisch doorschijnende en elektrisch geleidend materiaal omvat en de binnenkant van elke elektrodeconstructie zodanig geconditioneerd is dat de richters van het vloeibaar kristalmateriaal in 20 contact daarmee in hoofdzaak uniform gelinieerd worden voor het vormen van helling instelhoeken van de richters in aanraking met één geconditioneerd oppervlak dat gedefinieerd is in een draaiings-richting tegengesteld aan de hellingsinstelboeken van de richters in aanraking met het andere geconditioneerd oppervlak gekenmerkt 25 door de stappen van het aanleggen van een eerste signaal aan de geleidende lagen van de cel voor het leveren van een elektrisch veld voor het veroorzaken van liniering van tenminste enkele van de niet in aanraking met het oppervlak zijnde richters in een eerste configuratie voor het leveren van een eerste mate van optische 30 vertraging via de cel van licht dat op één van de oppervlakken van de elektrodeconstructies valt; en het aanleggen van een tweede signaal aan de geleidende lagen van de cel voor het veranderen van het elektrische veld voor het veroorzaken van de liniering van tenminste enkele van de niet in aanraking met het oppervlak zijnde 8401455 - 25 - richters in een tweede configuratie voor het in een relatief korte tijd verschaffen van een tweede mate van optische vertraging van licht dat op één van de oppervlakken van de elektrodeconstructies valt.

8. Werkwijze voor gebruik van een vloeistofkristal- cel als een relatief snel werkende variabele vertragingseenheid voor het variëren van de vertraging van vanuit een uitwendige bron erdoor gevoerd licht, waarbij de vloeistofkristalcel voorzien is van vloeibaar kristalmateriaal dat richters heeft en aangebracht 10 is tussen een paar op afstand van elkaar tegenover liggende optische doorschijnende elektrodeconstructies, waarbij elke elektrodecon-structie een laag heeft van optisch doorshijnend en elektrisch geleidend materiaal en het binnenoppervlak van elke elektrode-constructie zodanig geconditioneerd is dat de richters van het 15 vloeibaar kristalmateriaal in aanraking daarmee in hoofdzaak uniform gelinieerd wordt voor het vormen van hellingsinstelhoeken met de geconditioneerde oppervlakken waarbij de hellingsinstelhoeken van de richtexs in aanraking met een geconditioneerd oppervlak gedefinieerd wordei in een draairichting tegengesteld aan de 20 hellingsinstelhoeken van de richters in aanraking met het andere geconditioneerde oppervlak gekenmerkt door te stappen van het aanleggen van een eerste signaal aan de geleidende lagen van de cel voor het leveren van een elektrisch veld voor het laten liniëren van een belangrijk aantal niet in aanraking met het oppervlak zijn-25 de richters in hoofdzaak eind-naar-eind in een richting loodrecht op de geconditioneerde oppervlakken voor het verschaffen van wezenlijk verkleinde optische vertraging via de cel van op een van de oppervlakken van de elektrodeconstructies vallend licht; en het aanleggen van een tweede signaal aan de geleidende lagen van de 30 cel voor het veranderen van het elektrische veld voor het laten teruggaan van tenminste enkele van de niet in aanraking met het oppervlak zijnde richters binnen de cel uit de eind-naar-eind liniering van het in een relatief korte tijd verschaffen van een in hoofdzaak halve-golfvertraging van op een van de oppervlakken 8401455 t + € - 26 - van de elektrodeconstructies vallend licht.

9. Werkwijze voor het gebruik van een vloeistof- kristalcel als een relatief snel werkende variabele vertragings-eenheid voor het moduleren van vanuit een uitwendige bron erdoor 5 gevoerd licht, waarbij de vloeistofkristalcel voorzien is van vloeibaar kristalmateriaal dat richters heeft en aangebracht is tussen een paar op afstand van elkaar tegenover liggende optisch doorschijnende elektrodeconstructies, waarbij elke elektrode-constructie uitgevoerd is met een laag optisch doorschijnend en 10 elektrisch geleidend materiaal en het binnenoppervlak van elke elektrodeconstructie zodanig geconditioneerd is dat de richters van het vloeibaar kristalmateriaal in contact daarmee in hoofdzack uniform gelinieerd worden voor het vormen van hellingsinstelhoeken met de geconditioneerde oppervlakken, waarbij de hellingsinstel-15 hoeken van de richters in contact met één geconditioneerd oppervlak gedefinieerd wordt in tegengestelde richting aan de hellingsinstelhoeken van de richters in contact met het andere geconditioneerde oppervlak gekenmerkt door de stappen van het aanleggen van een eerste signaal aan de geleidende lagen van de cel voor het leveren 20 van een elektrisch veld voor het in wezen eind-naar-eind laten liniëren van een belangrijk aantal van de niet in aanraking met het oppervlak zijnde richters'in een richting loodrecht op de geconditioneerde oppervlakken voor het verschaffen van een wezenlijk verkleinde optische vertraging via de cel voor op een van de elek-25 trodeoppervlakken vallend licht; en het aanleggen van een tweede signaal aan de geleidende lagen van de cel voor het veranderen van het elektrische veld en voor het veroorzaken van rotatie-herlini-ering van de niet in aanraking met het oppervlak zijnde richters voor het verschaffen van een in wezen optische vertraging van een 30 halve-golf voor op een van de elektxodeoppervlakken vallend licht, waarbij de rotatie-herliniering van de niet in aanraking met het oppervlak zijnde richters zodanig is dat een dergelijke rotatie eenunidirectionele stroom vloeibaar kristalmateriaal binnen de cel teweegbrengt voor het elimineren van optische vertragingsver- 8401455 * - 27 - springing tijdens herliniering voor het doarbij verkleinen van de optische responsietijd van de cel.

10. Variabele optische vertrager met vloeibare kristallen met een relatief korte relaxatietijd gekenmerkt door 5 een vloeistofkristalcel met vloeibaar kristalmateriaal dat richters heeft en aangebracht is tussen een paar op afstand tegenover elkaar geplaatste optisch doorschijnende elektxodeconstructies, waarbij elke elektrodeconstructie een geleidende laag heeft en een geconditioneerd binnenoppervlak dat zodanig geconditioneerd is dat de 10 richters van het vloeibaar kristalmateriaal dat in aanraking ermee is in hoofdzaak uniform gelinieerd wordt voor het vormen van heilingsinstelhoeken met het geconditioneerde oppervlak, waarbij de heilingsinstelhoeken van de richters in aanraking met het geconditioneerde oppervlak van één elektrodeconstructie gedefini-15 eerd wordt in een draairichting tegengesteld aan de hellingsinstelboeken van de richters in aanraking met het geconditioneerde oppervlak van de andere elektrodeconstructie; en een veldorgaan voor het aanleggen van een elektrisch veld over de cel om een belangrijk aantal niet aan het oppervlak rakende richters in hoofdzaak 20 eind-naar-eind relatie te laten richten in een richting loodrecht op de geconditioneerde oppervlakken voor het verschaffen van een belangrijk verkleinde optische vertraging via de cel van op één van de oppervlakken van de elektxodeconstructies vallend licht, en voor het veranderen van het elektrische veld om tenminste enkele 25 van de niet aan het oppervlak rakende richters binnen de cel te laten terugkomen van de eind-naar-eind liniering voor het in relatief korte tijd verschaffen van een in wezen optische vertraging van een halve-golf van op één van de oppervlakken van de elektrode-constructies vallend licht.

11. Werkwijze voor het verschaffen van een vloeistof kristalcel met een niet uniforme richter liniering die als variabele vertragingseenheid gebruikt kan worden voor het met relatief korte relaxatietijd bewerkstelligen van de modulatie van vanuit een uitwendige bron erdoor gevoerd licht gekenmerkt door de stappen van 8401455 - 28 - -+ r * * * het op één oppervlak van elk van de twee optisch doorschijnende dielektrische elementen aanbrengen van een elektrisch geleidende laag voor het vormen van een paar doorschijnende elektrodeconstruc-ties; het conditioneren van een oppervlak van elk van het paar 5 elektrodeconstructies zodat de- richters van een daarop aangebracht vloeibaar kristalmateriaal in een vooraf bepaalde richting zullen liniëren; het zodanig positioneren van elke elektrodeconstructie van het paar dat de geconditioneerde oppervlakken ervan op afstand tegenover elkaar liggen; het introduceren van een vloeibaar kristal-10 materiaal tussen de elektrodeconstructies voor het vormen van een anisotropische cel; het zodanig oriënteren van de elektrodeconstructies dat de richtingen van het vloeibaar kristalmateriaal in aanraking met de geconditioneerde oppervlakken in hoofdzaak uniform liniëren voor het vormen van hellingsinstelboeken met de ge-15 conditioneerde oppervlakken, waarbij de hellingsinstelhoeken van de richters in aanraking met één geconditioneerd oppervlak gedefinieerd wordt in een draairichting tegengesteld aan de hellingsinstelhoeken van de richters in aanraking met het andere geconditioneerde oppervlak; en het afwisselend aan de cel leggen van een 20 eerste signaal voor het opwekken van een elektrisch veld om een belangrijk aantal van de het oppervlak niet rakende richters in hoofdzaak eind-naar-eind relatie te liniëren in een richting loodrecht op de geconditioneerde oppervlakken ter verkrijging van een belangrijk verkleinde optische vertraging via de cel van op een 25 van de oppervlakken van de elektrodeconstructies invallend licht, en een tweede signaal voor het veranderen van het elektrische veld om tenminste enkele van de het oppervlak niet rakende richters binnen de cel terug te brengen van de eind-naar-eind lingering voor het in een relatief korte tijd verschaffen van een optische 30 vertraging van in wezen een halve-golf van op een van de oppervlakken van de elektrodeconstructies vallend licht.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, gekenmerkt door de stap van het introduceren van vloeibaar kristalmateriaal met een andere dikte in de cel voor het verschaffen van een vertraging 35 van in wezen een halve-golf van licht met een andere golflengte. - 8401455