DE1268187B - Vorrichtung fuer die Projektion von durch elektrische Impulse gesteuerten zeitveraenderlichen Bildern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4057WW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H04n

HOIj

Deutsche Kl.: 21 al -32/50

1 268 187
P 12 68 187.7-31
22. Mai 1965
16. Mai 1968

Die Erfindung bezieht sieh auf eine Vorrichtung für die Projektion und Erzeugung von durch elektrische Impulse gesteuerten zeitveränderlichen Bildern.

Es ist bekannt, zur Erzeugung zeitveränderlicher Bilder einen geeignet modulierten Elektronenstrahl zu benutzen. Beim Fernsehempfangsgerät tastet z. B. ein hochenergetischer Elektronenstrahl einen Phosphorschirm ab, der entsprechend der Modulation des Elektronenstrahls eine zeitlich und örtlich varrierende Lichtstrahlung aussendet. Das so auf dem Phosphorschirm entstehende Bild kann entweder direkt betrachtet werden oder zwecks Großprojektion mittels geeigneter Optiken auf einen Schirm geworfen werden.

Beim Eidophorverfahren wird durch einen Elektronenstrahl die Oberfläche einer Ölschicht entsprechend der Modulation des Elektronenstrahls deformiert. Durch ein Schlierenverfahren werden diese Oberflächendeformationen unter Verwendung einer Fremdlichtquelle auf einen Projektionsschirm als Schwarz-Weiß- oder Farbbild sichtbar gemacht.

Beide Verfahren sind bei ihrer technischen Anwendung umständlich und aufwendig. Vor allem bei der Fernsehbildgroßprojektion sind sie mit einer Reihe von Schwächen behaftet. Bei der Fernsehprojektionsröhre läßt vor allem die Bildhelligkeit zu wünschen übrig. Aber auch die Lebensdauer der Röhre und die Bildauflösung sind begrenzt. Beim Eidophorverfahren bringt vor allem der große technische Aufwand Nachteile mit sich, deren Behebung nach dem augenblicklichen Entwicklungsstand nicht sehr aussichtsreich erscheint.

Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung gibt im Prinzip die Möglichkeit, durch elektrische Impulse gesteuerte zeitlich veränderliche Bilder großer Ausdehnung, hoher Farbbrillanz und Intensität sowie hoher Auflösung zu erzeugen. Sie beruht auf der Kombination von einer geeigneten Anzahl von Laser-Lichtquellen, Lichtintensitätsmodulatoren, digitalen Lichtstrahlablenkern und passiven optischen Elementen, und sie ist gekennzeichnet durch eine digital gesteuerte Ablenkvorrichtung von mindestens einem Laser-Lichtstrahl, die die einzelnen Bildpunkte in zwei, vorzugsweise aufeinander senkrecht stehende Richtungen in einer vorgegebenen Reihenfolge erzeugt, und einen zur Steuerung der Helligkeit der einzelnen Bildpunkte elektrisch steuerbaren Polarisator, der vorziugsweise vor dem ersten Ablenkglied in den Strahlengang aufgenommen ist, und ebenfalls im Strahlengang, aber hinter dem letzten Ablenkglied, vorgesehene optische Hilfsmittel, mit denen die Abbildung in der gewünschten Größe auf einer geeigneten Projektionsfläche erzeugt ist.

Vorrichtung für die Projektion von durch
elektrische Impulse gesteuerten
zeitveränderlichen Bildern

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G. m. b. H.,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Phys. Dr. Uwe Schmidt,

2000 Hamburg-Wandsbeck;

Dipl.-Phys. Dr. Joachim Schmidt-Tiedemann,

2084 Rellingen;

Dr. Simon Duinker, 2000 Hamburg-Bahrenfeld

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen

F i g. 1 und 2 monochromatische Projektionsvorrichtungen,

F i g. 3, 4 und 5 mehrfarbige Projektionsvorrichtungen,

F i g. 6 eine achromatische Kerrzelle,

F i g. 7 eine Projektionsvorrichtung mit Bildfolgefrequenzumsetzer,

F i g. 8 eine Projektionsvorrichtung mit Polarisationsschalter,

F i g. 9 und 10 Projektionsvorrichtungen für die Datenerzeugung,

Fig. 11 eine Projektionsvorrichtung mit einem Spiegelrad.

Eine schematische Darstellung eines Gerätes für die Projektion zeitlich veränderlicher Bilder ist in F i g. 1 wiedergegeben. Der kolliniierte Strahl einer Laser-Lichtquelle 1 durchläuft zunächst einen auf dem Kerreffekt beruhenden Amplitudenmodulator 2, der von einem Signalgenerator 6 oder Signalempfänger gesteuert wird. Dieser Signalgenerator 6 gibt gleichzeitig die Steuersignale für den digitalen Lichtablenker 3, den der Laserstrahl als nächstes durchläuft. Die Wirkungsweise eines digitalen, z. B. aus Kerrzellen und Ablenkprismen bestehenden Lichtablenkers ist bekannt. Er gestattet, die Fortpflanzungsrichtung des Laserstrahls in vorgegebener Weise zu verändern. Das Objektiv O₁ fokussiert den kollimierten Laser-Licht-

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strahl in der Brennebene F zu einem Punkte, dessen jektionsobjektive verringert, sondern auch das AufDurchmesser d durch die Gleichung treten eines Parallaxenfehlers vermieden.

χ 2. Grundsätzlich ist es möglich, bei einem einzigen

d *"* ~zf Lasermaterial mehrere Termpaare gleichzeitig zur

5 Laseraktion zu| bringen, so daß es prinzipiell möglich

bestimmt wird. Dabei bedeutet λ die Wellenlänge des ist, mit einer Laser-Lichtquelle gleichzeitig zwei oder Lichts, D den Durchmesser des koUimierten Laser- mehrere Laserstrahlungen verschiedener Frequenz /I₁, Strahls und / die Brennweite des Objektivs O₁. Die λ₂, A₃ zu erzeugen. Damit wird eine Anordnung nach Veränderung der Fortpflanzungsrichtung im Licht- F i g. 5 möglich, in der mit L die multifrequente ablenker bewirkt eine entsprechende Lageänderung des xo Laser-Lichtquelle und mit 7' ... 9' die entsprechenden erwähnten Punktes in der Brennebene F. Die Bewegung dichroitischen Elemente bezeichnet sind. Eine Redukdes Punktes kann ein- oder zweidimensionaler Natur tion der Zahl der digitalen Lichtablenker stößt zunächst sein. Bei Verwendung eines digitalen Lichtablenkers auf Schwierigkeiten, da einmal die Brechungsindizes mit veränderlichem Fokus kann die Bewegung sogar der doppeltbrechenden Ablenkprismen eine starke dreidimensionalen Charakter besitzen. 15 Dispersion aufweisen und zum zweiten ebenfalls die

Zur Unterdrückung eines unerwünschten Unter- Kerrkonstante (oder auch Pockelkonstante) eine erhebgrundes, der unter Umständen durch die im System liehe Wellenlängenabhängigkeit zeigt. Die bei den auftretenden Aberrationen auftritt, kann zwischen den doppeltbrechenden Prismen auftretende Dispersion digitalen Lichtablenker und das Objektiv O₁ ein fällt besonders bei hoher Auflösung des Ablenkoptisches Rauschfilter 4 eingeschoben werden. Das 20 systems ins Gewicht.

in der Brennebene F des Objektivs O₁ entstehende zeit- Erweist es sich als notwendig, die Dispersion der

veränderliche Bild kann direkt beobachtet werden, Brechungsindexdifferenz A η zu kompensieren, kann indem in die Brennebene ein Projektionsschirm ge- man folgende Methode zur Korrektur anwenden. Eine bracht wird. Es ist jedoch ebenso möglich, das in Änderung des Ausdruckes A η mit der Wellenlänge λ dieser Ebene entstehende Bild, das eventuell sehr klein 25 hat zur Folge, daß das Raster der in die Brennebene F sein kann, mit Hilfe eines zweiten Objektivs O₂ nach- projizierten Punkte seinen Gitterabstand r mit der zuvergrößern und erst dann auf einen Projektions- Wellenlänge λ ändert. Ebenfalls werden die Objekschirm P zu werfen, wie in F i g. 2 schematisch gezeigt tive O₅ und O₁₀ ihre Brennweiten Z₁ und /₂ mit der ist. Wellenlänge λ ändern, falls sie nicht als Achromaten

Statt einen Projektionsschirm in die Brennebene F 30 korrigiert sind. Ändert sich nun der Rasterabstand r (F i g. 1) zu stellen, kann man in diese Ebene auch um den Betrag Ar, so muß das Objektiv O₁₀ so korrieinen photographischen Film bringen. Bei ent- giert sein, daß die Beziehung sprechender Bewegung des Films lassen sich dann auf Ar Az

diesem die erzeugten zeitveränderlichen Bilder als —- = —

Einzelbilder nach Art eines Kinofilms festhalten. 35 ^r S

Von Natur aus ist die Strahlung eines Lasers mono- (_{g =} Gegenstandsweite für Objektiv O₁₀) erfüllt ist, chromatisch, solange nur zwei Energieterme des damit die Rastergröße auf dem Projektionsschirm angeregten Materials beteiligt sind. Infolgedessen ist unabhängig von der Wellenlängenänderung bleibt, auch das zeitveränderliche Bild, von dem bisher ge- Entsprechend muß die Änderung der Brennweite Z₁ sprachen wurde, einfarbig. Für die direkte Betrachtung 4° mit der Wellenlänge so eingerichtet werden, daß mit dem Auge ist jedoch ein einfarbiges Bild (d. h. . _ .

zum Beispiel Rot, Grün oder Blau) meistens uner- ^ΔΠ^{= Δ}S

wünscht. Entweder sollte das Bild einfarbig im Sinne gilt. Die Dispersion der Brennweite /_x ergibt sich aus Schwarz-Weiß sein oder mehrfarbig. Der einfachste der Differentialgleichung: Weg, eine solche Mehrfarbenprojektion zu erreichen, 45 ,,, ,-. _{jn Λ w}", *\ ■ ■

ist in der Fig. 3 schematisch gezeigt. iM. = _^d(^^An) (* —Λ) ^

Mit Hufe von drei Projektionsgeräten, wie sie άλ άλ Α

bereits für den monochromatischen Fall entsprechend ,*·".,, *, ₁ · , 1 ^ · , · ^

weiter oben beschrieben worden sind und deren Teile ^WÖJ* ^{Ä d{}f ^Abstand fischen den Objektiven O₅ in der Fig. 3 bei den Bezugszeichen durch Häkchen 50 Jf °™ bedeutet. Die Dispersion der Brennweite/, bezeichnet sind, werden drei zeitveränderliche Bilder' ^tol& ^{dann aus der} Gleichung erzeugt und nachträglich durch geeignete passive _ (A— Z₁) b

Optiken O₁ ... O₁", O₈ ... O₈" in der gewünschten ^ b — A + f '

Bildebene P zur Deckung gebracht. Dabei senden die Ji

Laserquellen 1 ... 1" Licht von jeweils anderer Wellen- 55 wobei b = Abstand zwischen Objektiv O₁₀ und Prolänge aus. Die Wahl dieser Wellenlängen ist im Prinzip jektionsebene P ist. Durch geeignete Wahl der in den völlig frei und kann nach den jeweiligen Erfordernissen Objektiven verwendeten Gläser und der Konstruktion eingerichtet werden. Es wäre nun wünschenswert, die der Objektive lassen sich die durch die aufgestellten Anzahl der zur Erzeugung eines Mehrfarbenbildes Gleichungen gegebenen Bedingungen fast immer erbenutzten aktiven und passiven optischen Kompo- 60 reichen. Wenn man auf diese Weise die Dispersion von nenten zu reduzieren. Im folgenden seien einige Mög- A η für zwei Wellenlängen, z. B. im Blauen und Roten, lichkeiten in dieser Richtung aufgezeigt: kompensiert hat, wird die Kompensation auch auto-

1. Anstatt drei Projektionsobjektive O₁ ... O₁" zu matisch für alle dazwischenliegenden Wellenlängen benutzen, kann man auch — in üblicher Weise — eine erreicht, da sich alle beteiligten Größen, nach der Anordnung dichroitischer Elemente 7, 8, 9, wie bei- 65 Annahme, mit λ linear ändern. Die Kompensation der spielsweise in F i g. 4 gezeigt, und ein Objektiv 5 bzw. Dispersion der Kerrkonstanten läßt sich für den Fall, 10 verwenden. 8 ist hier ein dichroitischer Strahlen- daß die drei Lichtfrequenzen in zeitlicher Reihenfolge teiler. Dadurch wird nicht nur die Anzahl der Pro- durch das System geschickt werden, ohne weiteres

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erreichen. Soll mit ein und derselben Kerrzelle, also Abklingkonstante gleich der Zeitkonstante τ der BiIdbei drei verschiedenen Lichtfrequenzen, die Polari- folgefrequenzist. Dieses quasikontinuierliche Zwischensationsebene jeweils um 90° gedreht werden, muß die bild kann nun während der Zeit τ mit Hilfe eines an Spannung im allgemeinen zwischen sechs verschiedenen anderer Stelle vorgeschlagenen digitalen Bildabtast-Arbeitspunkten variiert werden. Bei geeigneter Wahl 5 gerätes oder auch mit einem Bildabtastgerät A, das der drei Lichtfrequenzen und der jeweiligen Arbeits- nach den Prinzipien der bekannten Fernsehkameras punkte läßt sich die Zahl der verschiedenen Span- arbeitet, mit der erforderlichen Bildfolgefrequenz /₂ nungen reduzieren. Für den Fall von drei Arbeits- abgetastet werden. Das von dem Bildabtastgerät A punkten erweist es sich als zweckmäßig, das bisher in gelieferte Bildsignal kann nun zum Zwecke einer der Kerrzelle befindliche eine Plattenpaar in zwei io digitalen Bildprojektion in der oben beschriebenen Paare P₁ und P₂ zu unterteilen, die durch ein Dielek- Weise weiterverarbeitet werden, wobei die Bezugstrikum D niedriger Konstante getrennt sind, wie in zeichen der weiteren Teile denen der F i g. 1 ent-F i g. 6 schematisch dargestellt ist. Dann können die sprechen.

beiden Teilkerrzellen unabhängig voneinander akti- Die digitale Bildprojektion bietet in besonders einviert werden, wobei auf jede Teilkerrzelle Impulse nur 15 fächer Weise die Möglichkeit, stereoskopische Bilder je einer Spannungshöhe U₁ bzw. U₂ zu geben sind. Bei auf polarisationsoptischer Grundlage zu erzeugen. Als Verwendung von mehr Arbeitspunkten sind ent- einzige Veränderung der bisherigen Anordnungen sprechend mehr Unterteilungen der Kerrzelle vor- braucht man hinter den digitalen Lichtablenker 3, zunehmen. oder — falls vorhanden — optische Rauchfilter 4 nur

Die beschriebenen technischen Details zur Mehr- 20 einen weiteren polarisationsoptischen Schalter 11 (z. B. farbenprojektion zeitveränderlicher Bilder erheben Kerrzelle, Pockelzelle usw.) zu setzen, wie in F i g. 8 keinen Anspruch auf Vollständigkeit bezüglich Korn- beispielhaft gezeigt wird. Da das aus dem digitalen bination der im einzelnen gezeigten Teilapparaturen. Lichtablenker 3 bzw. dem optischen Rauschfilter 4 Es ist z. B. auch möglich, nur einen Lichtablenker und austretende Licht bereits linear polarisiert ist, bietet es eine Projektionsoptik für die verschiedenen Licht- 25 keine Schwierigkeiten, den Polarisationsschalter 11 so Wellenlängen zu benutzen, jedoch eine der Anzahl der zu schalten, daß die erzeugten Bilder in alternierender Lichtwellenlängen entsprechende Anzahl von Laser- Folge linear und senkrecht zueinander polarisiert sind. Lichtquellen zu verwenden und die Strahlungen der Trägt der Beobachter, nach bekannter Technik, eine einzelnen Lichtquellen über dichroitische Elemente zu Polarisationsbrille und haben die in den digitalen vereinen. Ebenfalls ist es selbstverständlich möglich, 30 Projektor gegebenen Bildsignale eine entspiechende das vom Objektiv O₂ bzw. O₁₀ erzeugte Bild mit Hilfe Modulation, so hat der Beobachter von den erzeugten eines weiteren Objektivs, einer Gummilinse, in ge- Bildern einen dreidimensionalen Eindruck. Der bewissem Umfang in seiner Größe zu verändern, ohne schriebene Mechanismus ist unabhängig davon, ob den Projektionsabstand zu verändern. Bei geeigneter die Bilder ein- oder mehrfarbig sind.
Konstruktion lassen sich auch das Objektiv O₂ bzw. 35 Stereoskopische Bilddarstellung kann ebenfalls er-O₁₀ und die Gummilinse zu einem System vereinigen. zielt werden, wenn mit Hufe eines digitalen Zwei-Die Erzeugung eines Dreifarbenbildes gibt selbst- farbenprojektors zwei Bilder verschiedener Farbe—je verständlich auch die Möglichkeit, mit demselben nach Art des Projektors in alternierender Reihenfolge Gerät ein Schwarz-Weiß-Bild als Spezialf all des Drei- oder gleichzeitig — erzeugt werden, die ein Beobachter, farbenbildes herzustellen. Ein weiterer — und ein- 40 nach bekannter Technik, mit einer Brille betrachtet, facherer — Weg der Schwarz-Weiß-Projektion besteht deren eines Glas nur für eine der beiden Farben und darin, daß man ein einfarbiges Bild mit einer Anord- deren anderes Glas nur für die andere Farbe durchnung nach Art der F i g. 1 oder 2 auf einen Phosphor- lässig ist. Da die beiden Farben auf Grund der Natur schirm schickt. Liegt die Wellenlänge der Laser- der Laserstrahlung monochromatisch sind, wird die strahlung in einem geeigneten Bereich, vorzugsweise 45 Trennung der beiden Bilder mit HiHe der Filtergläser im Blauen oder Ultravioletten, und hat der Phosphor erheblich vereinfacht gegenüber den bisherigen Proeine geeignete Beschaffenheit, so kann das blau- oder jektionsverfahren. Auf Grund des monochromatischen violettfarbene Bild vom Phosphor in üblicher Weise in Charakters der Laserstrahlung brauchen die beiden ein schwarz-weißes Bild verwandelt werden. Farben bezüglich der Wellenlänge nicht so weit von-

Falls die Bildfolgefrequenz des den Projektor 50 einander entfernt zu liegen, daß sie dem Auge als versteuernden Signals so niedrig liegt, daß das erzeugte schiedenfarbig erscheinen. Dadurch ergibt sich als Bild bei Beobachtung durch das menschliche Auge weitere Folgerung, daß eine dreidimensionale Mehrflimmert, kann man die Bildfolgefrequenz Z₁ mittels farbenprojektion auch bei der Beobachtung mit Farbeines Zwischenbildes künstlich erhöhen. Die F i g. 7 brillen möglich ist. In diesem Fall wird man alterzeigt schematisch, daß das ursprüngliche bei E ein- 55 nierende Bilder herstellen, bei denen ein Bild die gegebene, über den Signalgenerator S gesteuerte Bild- Wellenlängen I₁, A₂, ... und das andere Bild die signal zunächst zur Erzeugung eines Zwischenbildes WellenlängenA₁*, X₂*, ... enthält, wobei die Wellenin Z verwendet wird. Dieses Zwischenbild soll die längen A₁ und A₁* (entsprechend A₂ und A₂* usw.) für Eigenschaft besitzen, daß die von jedem Bildpunkt das Auge nicht unterscheidbar sind,
ausgestrahlte Lichtintensität mit der Zeitkonstante der 60 Dem unbewaffneten Auge erscheinen die Bilder Bildfolgefrequenz andauert. Die Erzeugung eines beider stereoskopischer Projektionsverfahren als zweisolchen langlebigen Bildes geschieht am zweck- dimensional, wenn sich die beiden jeweiligen Teilbilder mäßigsten mit Hilfe eines Phosphors, der entweder am Projektionsort bzw. Beobachtungsort decken,
nach bekannter Technik durch einen Elektronenstrahl Die beschriebenen Verfahren sind nicht auf die

oder auch durch einen richtungs- und intensitäts- ⁵ Erzeugung zeitveränderlicher Bilder im Sinne von Fernmodulierten Laserstrahl angeregt wird. Im Rahmen sehbildern beschränkt, sondern können ganz allgemein bekannter Techniken bietet es keine grundsätzlichen zur Datendarstellung verwendet werden. Zum Beispiel Schwierigkeiten, einen Phosphor zu wählen, dessen können mit den beschriebenen Hilfsmitteln Daten,

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wie sie als Ergebnisse von ' Datenverarbeitungs- HiKe eines von la ausgehenden und durch 2a modumaschinen (speziell: Rechenmaschinen) in Form von lierbaren Laserstrahls geeigneter Wellenlänge auf eine verschlüsselten Signalen, insbesondere elektronischen Schicht photochromisch absorbierenden Materials Signalen, geliefert werden, in Bildform dargestellt (T_z in Fig. 10) ein genaues Abbild der von 12' zu werden. 5 projizierenden Symbole schreibt. Die Symbole er-

Eine spezielle Form der Datenherstellung ist in scheinen über Strahlenteiler St' und 20 auf dem photo-F i g. 9 schematisch dargestellt. In diesem Fall handelt chromisch absorbierenden Material T₂ schwarz auf es sich um die Lösung des Problems, auf einem bereits transparentem Untergrund. Dieses photochromische vorhandenen zeitkonstanten Bilduntergrund T₁, z. B. Bild befindet sich genügend nahe am Ort des TransLandkarte, zeitveränder'iche Symbole vorgegebener io parents T₁, das das zeitkonstante Untergrundbild Art und Lage darzustellen. Dabei kann die Darstellung enthält. Dadurch, daß die zeitveränderlichen Symbole auf empfindlichem Film, einem Phosphorschirm oder aus 12' auf dem photochromischen Material schwarz einem Projektionsschirm zwecks direkter Betrachtung erscheinen, wird das zeitkonstante Untergrundbild T₁ stattfinden. Zunächst wird mit allgemein bekannten an den betreffenden Stellen ausgeblendet, d. h., an der Mitteln, z. B. Lichtquelle Q, Kondensator K, Pro- 15 Projektionsebene P erscheint eine entsprechende jektionsobjektiv Pr, der Bilduntergrund T₁ in F i g. 9 schwarze Fläche, in die das entsprechende Symbol der und 10 in der Projektionsebene P dargestellt. Die dar- Vorlage 12 von dem vorher beschriebenen Symbolzustellenden zeitveränderlichen Symbole der Symbol- generator 16, St mit der Optik 13 bis 15 mit vorhermaske 12 werden dann zusätzlich in die Ebene P mit bestimmter Farbe projiziert werden kann. Hilfe eines digitalen Projektors projiziert, der aus der 20 Eine weitere Möglichkeit der Erzeugung zeit-Laser-Lichtquelle 1 dem Amplitudenmodulator 2 und veränderlicher Bilder ergibt sich durch die Kombinadem digitalen Lichtablenker 16 besteht, die vom tion eines linearen digitalen Lichtablenkers und Signalgenerator 6 gesteuert werden. Mittels der Objek- elektromechanischer Ablenkmechanismen. Nimmtman tive 13, 14 und des Umkehrspiegels 15 werden die z. B. an, daß das zur Verfügung stehende Bildsignal Symbole der Maske 12 in den Ablenker 16 zurück- 25 die Werte für die zu erzeugenden Bildpunkte in eingegeben, so daß die einzelnen Symbole der Maske 11 fächer Folge zeilenweise gibt, so ist es z. B. möglich, immer an derselben Stelle vom Strahlenteiler St in die Abtastung einer Zeile durch einen digitalen den Lichtablenker 17 gelangen, durch den sie über die Lichtablenker vornehmen zu lassen und die — viel Optik 18,19 auf die gewünschte Stelle der Projektions- langsamere — Zeilenabtastung z. B. durch einen ebene P gegeben werden. Grundsätzlich kann dazu 30 rotierenden Spiegel Sp durchzuführen (F i g. 11). Daß jede Projektionsanordnung der vorstehend beschrie- die dabei an den rotierenden Spiegel Sp zu stellenden benen Art verwendet werden. Ist die Zahl der zu technischen Anforderungen sich durchaus im Rahmen projizierenden Symbole beschränkt, kann man auch der heutigen Technik halten, soll die folgende Beeinen an anderer Stelle vorgesehenen Projektions- trachtung zeigen. Nimmt man an, daß der abzuapparat benutzen. Durch das bei diesem Gerät 35 lenkende Laserstrahl einen Durchmesser d besitzt und verwendete Prinzip der Buchstaben-(oder Symbol-)- daß er in N Verschiedene Richtungen abgelenkt vorwahl wird die am digitalen Lichtablenker erf order- werden soll, dann muß die gesamte Richtungsänderung, liehe Schaltfrequenz erheblich reduziert. Zur Erläu- die er durch den Spiegel Sp erfährt, iV-mal die Winkeiterung diene folgendes Zahlenbeispiel. Sind auf einen diverganz ex. des Laserstrahls betragen. Man hat bei Untergrund, der etwa eine Auflösung von 1000 χ 1000 4o einem Laser, der in der Grundmode angeregt ist: Punkten haben möge, Symbole zu drucken, die einer _α * _Also^_ltfür den Gesamtabtastwinkel/J = ^. Auflosung von 10 χ 10 Punkten entsprechen, so d ° ' d

beträgt die höchste Anzahl der Symbole, die auf den Zur Erzeugung dieses Ablenkwinkels muß sich der Untergrund gebracht werden können 10* Damit der _{sils um} den Winkel £ drehen. Hat der Spiegel Untergrund in genügendem Umfang noch zu sehen 45 2

ist, soll angenommen werden, daß nur 10 % des Unter- vom Drehmittelpunkt M den Abstand r und außerdem grundes mit Symbolen überdruckt wird, so daß sich in Drehrichtung die Ausdehnung s, so gilt weiter die Anzahl der zu projizierenden Symbole auf 10³

reduziert. Zur Erreichung von Flimmerfreiheit soll ^ _P_ _ J_ (— <g A.

jedes Symbol 30mal pro Sekunde projiziert werden. 5° - 2 ^r \^r J

Damit ergibt sich, daß pro Sekunde insgesamt 3 · 10⁴=- ^

Symbole zu projizieren sind. Bei Verwendung„4es Man muß nun noch fordern, daß der Durchmesser d Buchstabenvorwahlprinzips hat damit jjej>- digitale des Laserstrahls klein gegenüber dem Spiegeldurch-Lichtablenker 3 · 10* Schaltschritte pro Sekunde aus- messer s ist, damit die Intensität nur ganz am Rand zuführen. Das ist eine Frequenz, die nach dem jetzigen 55 des abzutastenden Bildes in seiner Intensität geschwächt Stand der Technik relativ geringe Anforderungen an wird. Das Zeitintervall, in dem der Laserstrahl gerade einen digitalen Lichtablenker stellt. Das in F i g. 9 auf zwei Spiegel fällt, wird man zweckmäßigerweise dargestellte System kann durch einen weiteren Zusatz nicht zur Abtastung des zu erzeugenden Bildes vererweitert werden (Fig. 10), der gestattet, den zeit- , . , . „ ._ . d konstanten Untergrund an allen Stellen, an denen die 60 ^wenden· ^{Setzt man daher} einen Koeffizienten a = -zeitveränderlichen Symbole erscheinen sollen, aus- fest, so bekommt man nun zubienden. Dadurch wird vermieden, daß sich bei
farbigen Darstellungen die Farbe des Untergrundes
an der betreffenden Stelle mit der Farbe des Symbols
mischt und diesem dadurch einen falschen oder uner- 65
wünschten Farbeindruck gibt. Das Zusatzgerät besteht °
im wesentlichen aus einem digitalen mit der Optik 13' ... 15' versehenen Lichtablenker 16 a, der mit a N λ

Νλ	d
2d	ar
r =	2d2

Zur Erläuterung diene folgendes Zahlenbeispiel: d = 0,1, N = 10⁸,1 = 5· 10-⁵ cm. Dann wird r=4cm. Auf einem Spiegelrad von r = 4 cm lassen sich Spiegel vom Durchmesser s = 1 cm unterbringen. Nimmt man an, daß die Bildfolgefrequenz 30 see"¹

beträgt, so muß der Drehspiegel ^ = 1,25 Umdrehungen pro Sekunde ausführen.

Claims (16)

Patentansprüche: IO

1. Vorrichtung für die Projektion und Erzeugung von durch elektrische Impulse gesteuerten zeitveränderlichen Bildern, gekennzeichnet durch eine digital gesteuerte Ablenkvorrichtung für mindestens einen Laser-Lichtstrahl, die die einzelnen Bildpunkte in zwei, vorzugsweise senkrecht aufeinander stehende Richtungen in einer vorgegebenen Reihenfolge erzeugt, und einen zur Steuerung der Helligkeit der einzelnen Bildpunkte elektrisch steuerbaren Polarisator, der vorzugsweise vor dem ersten Ablenkglied in den Strahlengang aufgenommen ist, und ebenfalls im Strahlengang, aber hinter dem letzten Ablenkglied, vorgesehene optische Hilfsmittel, mit denen die Abbildung in der gewünschten Größe auf einer Projektionsfiäche erzeugt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Lichtablenker doppeltbrechende Prismen enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Lichtablenker doppeltbrechende Prismen und Kerrzellen enthält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kerrzellen oder Pockelzellen als Polarisatoren zur Laserstrahlenamplitudenmodulation vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Projektionsoptik für einen Laserstrahl geeigneter Wellenlänge und ein Phosphorschirm vorgesehen ist, der das monochromatische Laserlicht in dem menschlichen Auge »weiß« erscheinendes Licht verwandelt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß drei Geräte mit digital gesteuerten Lichtablenkern und Polarisatoren zur Erzeugung überlagerter Bilder vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsoptik durch die Verwendung dichroitischer Elemente den Geräten gemeinsam ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine multichrome bzw. -frequente Laser-Lichtquelle und dichroitische Elemente verwendet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im digitalen Lichtablenker Kompensationsmittel für auftretende Dispersionserscheinungen vorgesehen sind, mit denen die Dispersion der Projektionsoptiken und die an die Kerrzellen der digitalen Lichtablenker anzulegenden Spannungen auswählbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch mindestens eine Kerrzelle mit einer Doppelelektrode, die durch ein Dielektrikum niedriger Dielektrizitätskonstante getrennt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein normaler optischer Projektor eines zeitkonstanten Bildes mit einem digital arbeitenden Projektor bzw. Bilderzeuger kombiniert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des Farbkontrastes ein weiterer digitaler Lichtablenker mit Symbolvorwahl vorgesehen ist, der Teile des zeitkonstanten Bildes mit Hilfe von photochromischen Materialien ausblendet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer mehrfarbigen Überlagerungsdatendarstellung mehrere digitale Ablenker unterschiedlicher Laser-Lichtfrequenzen mit entsprechenden Modulatoren und Kompensationsmitteln vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Projektions- bzw. Bilderzeugungssystem mit einem Polarisationsschalter vor der Projektionsoptik versehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge des Lichtweges des Projektors bzw. Bilderzeugers mit digitalen Lichtablenkern Farbfilter vorgesehen sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangslichtweg des digitalen Lichtablenkers ein elektromechanischer Lichtabtaster, z. B. Spiegelrad, angeordnet ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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