DE1288829B

DE1288829B - Elektrooptische Vorrichtung zur Anzeige von Zeichen, insbesondere schnell arbeitender elektrooptischer Drucker

Info

Publication number: DE1288829B
Application number: DEI26705A
Authority: DE
Inventors: Harris Thomas Jerome
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1963-10-21
Filing date: 1964-10-15
Publication date: 1969-02-06
Also published as: US3220013A; GB1012430A; FR1415917A; DE1288829C2

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrich- Den doppelbrechenden Elementen 14, 25 und 26 tung zur Anzeige von Zeichen, insbesondere einen sind in Richtung des Strahlenverlaufs die elektroschnell arbeitenden elektrooptischen Drucker. optischen Vorrichtungen 27,28 und 29 vorgeschaltet. Es wurden bereits elektrooptische Vorrichtungen Jede dieser Vorrichtungen besteht aus einem elektrozur eindimensionalen Ablenkung sowie zur Unter- 5 optischen Kristall 30, welcher sich zwischen einem brechung von Strahlengängen bekannt, bei denen ver- Paar transparenter Elektroden 32 befindet. Wird schiedene Elementgruppen aus doppelbrechenden irgendeine dieser elektrooptischen Vorrichtungen mit Körpern und elektrooptischen Elementen hinterein- einem genügend hohen Potential beaufschlagt, so tritt ander geschaltet sind. Weiterhin ist es bekannt, zwei- eine Rotation der Polarisationsebene des Lichtes um dimensionale Ablenkungen eines Elektronenstrahles io 90° ein. Zur selektiven Beeinflussung der Vorrich- und des von diesem erzeugten Leuchtfleckens zur tung mittels eines solchen Potentials ist eine der Elek-Realisierung sehr schneller Strahlablenkungen zu be- troden jeder Vorrichtung an den Punkten 33, 34 und nutzen. Bei den letztgenannten Vorrichtungen erfolgt 35 geerdet, während die andere Elektrode durch die die Strahlablenkung indirekt über die Ablenkung Schalter 36,37 und 38 an einen Pol einer Spannungseines Elektronenstrahles. Hierzu sind ein evakuiertes 15 quelle 39 angeschlossen ist, während der andere Pol Gefäß und im allgemeinen mehrere elektrische Hilfs- ebenfalls an Erde anliegt. Zum Verständnis der Wirspannungen erforderlich. kungsweise sind lediglich mechanische Schalter in den Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Zeichnungen angedeutet. In der Praxis werden jedoch Vermeidung der letztgenannten Nachteile, eine elek- elektronische Schaltmittel, die mittels kodierter elektrooptische Vorrichtung zur Anzeige von Zeichen, so irischer Impulse betätigt werden, angewendet. Die insbesondere einen schnell arbeitenden elektroopti- Spannung der Quelle 39 besitzt eine ausreichende sehen Drucker zu schaffen, wobei die erforderliche Höhe, um eine Drehung der Polarisationsebene des zweidimensionale Ablenkung sowohl zur Auswahl des Lichtstrahles um 90° zu bewirken, zu druckenden Zeichens als auch zur Lokalisierung Der Lichtstrahl einer geeigneten Quelle 40 durchdes ausgewählten Zeichens auf dem Anzeigemedium 25 setzt die Linse 41, welche eine Kollimation bewirkt, mittels elektrooptischer Elemente realisiert ist. Das kollimierte Licht passiert eine Vorrichtung 42 Die genannte Aufgabe wird nach der Lehre der zur Polarisation, welche eine lineare Polarisation des vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die eine Strahles in einer Ebene bewirkt, welche normal zur Fabry-Perot-Begrenzungsebene einer Laserlichtquelle Zeichenebene verläuft. Ein Anteil des monochromanur an den Stellen der Zeichenbesetzung innerhalb 30 tischen, kollimierten und linear polarisierten Strahles einer Zeichenmatrix ein den Zeichenkonturen ent- gelangt durch die schmale Öffnung in eine Platte 44 sprechenden Reflexionsvermögen aufweist, daß an zu der elektrooptischen Vorrichtung 27. Sind alle einer Seite des Lasermediums eine erste elektroopti- Schalter 36, 37 und 38 geöffnet, sowird das Licht sehe Vertikalablenkeinheit und eine erste elektro- jedes der doppelbrechenden Elemente 24,25 und 26 optische Horizontalablenkeinheit vorgesehen ist mit 35 unverändert passieren und den Weg der ordentlichen deren Hilfe der Laserlichtstrahl auf das jeweils anzu- Strahlen 24 o, 25 ο und 26 ο nehmen. Eine maximale zeigende bzw. zu druckende Zeichen gerichtet werden Ablenkung wird dann erhalten, wenn der Schalter 36 kann und daß jenseits eines am Orte der anderen Fabry- geschlossen ist und so ein Potential über die elektro-Perot-Begrenzungsebene befindlichen halbdurchlässi- optische Vorrichtung 27 anliegt und die anderen gen Spiegels eine zweite elektrooptische Vertikal- 40 Schalter geöffnet bleiben, wie es in F i g. 1 dargestellt ablenkeinheit sowie eine zweite elektrooptische Hori- ist. Die Polarisationsebene des Lichtstrahles ist dann zontalablenkeinheit zur definierten Auswahl der mittels der Vorrichtung 27 um 90° gedreht und Zeichenlage innerhalb des Wiedergabemediums bzw. durchläuft die Elemente 24, 25 und 26 als außerder zu bedruckenden Fläche vorgesehen ist. ordentlicher Strahl auf den Wegen 24 eo, 25 eo und Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung 45 26 eo. Wird der Schalter 37 zusätzlich geschlossen, so gehen aus der folgenden Beschreibung eines bevor- ergibt sich eine weitere Drehung der Polarisationszugten Ausführungsbeispieles sowie aus den Figuren ebene um 90° durch die elektrooptische Vorrichtung hervor. 28, so daß der ordentliche Strahl die Elemente 25 F i g. 1 zeigt eine vertikale Ablenkeinheit mit den und 26 ohne Ablenkung durchsetzt. Die Gesamtdoppelbrechenden Elementen 24,25 und 26, welche 5° ablenkung wird dann so geartet sein, wie diejenige, Kristalle sein können, die speziell zurechtgeschnitten welche im Element 24 stattgefunden hat. Durch einsind und so dem durchsetzenden linear polarisierten zelne oder kombinierte Betätigung der verschiedenen Licht den Durchgang in zwei Alternativrichtungen, Schalter ist es möglich, Ablenkungen zu gewinnen, entsprechend dem ordentlichen und dem außer- welche proportional der Dicke eines jeden Elementes ordentlichen Strahl, erlauben. Keinesfalls werden je- 55 bzw. der Summe der Dicke der Elemente sind. Wie doch beide Wege gleichzeitig freigegeben. Der vom in F i g. 1 dargestellt, nimmt die Dicke der Elemente Licht befolgte Weg hängt von der Richtung ab, in 24,25 und 26 in dieser Reihenfolge jeweils um den welcher der in den Kristall eintretende Strahl polari- Faktor zwei zu. Mit dieser Anordnung läßt sich demsiert ist. Ein Strahl, welcher linear und rechtwinkelig nach eine Anzahl von verschiedenen Niveaus realisiezur Zeichenebene polarisiert ist, wird z. B. den 60 ren, auf welchen ein Lichtausgangssignal erscheinen Kristall als ordentlicher Strahl ohne Ablenkung soll. Die Anzahl der möglichen Niveaus ist gleich der durchsetzen. Ist das Licht jedoch parallel zur Zeichen- Potenz zur Basis zwei, deren Exponent der Anzahl ebene polarisiert, so wird es unter Ablenkung als der vorhandenen Elemente entspricht. Im Falle der außerordentlicher Strahl einen anderen Weg ein- Abbildung kann man mit den drei gezeigten Elemenschlagen. Der Abstand zwischen den Punkten, an 65 ten jedes von acht möglichen Niveaus erreichen, welchen ein ordentlicher und ein außerordentlicher Fig. 2 zeigt eine horizontale Ablenkeinheit im Strahl den Kristall verlassen, ist direkt proportional Schnitt. Aus der Figur gehen verschiedene Wege, die der Kristalldicke. das Licht durch die Einheit nehmen kann, hervor.

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Die Einheit umfaßt die doppelbrechenden Elemente Wege des Strahles bis zum Gitter 78 hervorruft, beim 46, 47 und 48, ähnlich wie im Falle der Vertikal- Rückweg des Lichtes wiederum in entgegengesetzter ablenkungseinheit, jedoch um 90° gedreht, so daß die Weise zur Wirkung kommt und den ersten Ablenkaußerordentlichen Strahlen senkrecht zur Richtung effekt rückgängig macht. Arbeitet man in der oben der außerordentlichen Strahlen in F i g. 1 verlaufen, 5 angegebenen Weise, so ist infolge dieser Tatsache nur während die ordentlichen Strahlen sich weiterhin in eine zweidimensionale Ablenkeinheit erforderlich, Ebenen parallel zur Zeichenebene bewegen. Den EIe- um einen Lichtstrahl von der Form eines jeden der menten 46, 47 und 48 sind die elektrooptischen Vor- gewünschten Buchstaben zu erzeugen und ihn über richtungen 49, 50 und 51 ähnlich den Vorrichtungen einen definierten Weg an die anderen Einheiten 27, 28 und 29 vorgeschaltet und können mittels der io weiterzuleiten, welche ihn auf die ausgewählten Schalter 52, 53 und 54 mit einer aus der Quelle 39 Punkte des Wiedergabemediums 7 richtet,
stammenden Spannung beaufschlagt werden. Mit F i g. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei

dieser Anordnung können wie im Falle der vertikalen welchem ein Strahl 81 des eben polarisierten Lichtes Ablenkeinheit der F i g. 1 acht verschiedene äqui- einer geeigneten Lichtquelle 82 an einen Strahlendistante Lagen des Ausgangslichtstrahles realisiert 15 teiler 83 geliefert wird, welcher aus einem Prismenwerden, paar aus Natriumnitrat 84 und 85 besteht, deren

Durch Kombination der in F i g. 1 und 2 dar- Basisflächen einander berühren und in einem Winkel gestellten Vertikal- und Horizontalablenkeinheit ge- von 45° bezüglich der vertikalen bzw. horizontalen langt man zu einer zweidimensionalen Ablenkeinheit, Ablenkrichtung der Ablenkeinheiten angeordnet sind, welche die Abtastung von insgesamt 64 definierten ao Der Lichtstrahl 81 ist in einer solchen Ebene polari-Punkten einer Ebene gestattet. Es existieren daher siert, daß er durch die aneinander angrenzenden 64 verschiedene Punkte, auf welche der Lichtstrahl Flächen der Prismen nach links reflektiert wird, wie z. B. auf eine Zeichenmatrix gerichtet werden kann. es in der F i g. 4 gezeigt ist. Der Strahl verläuft dann Diese Anzahl kann nötigenfalls durch einfaches Hin- durch den Lichtrotator 87, welcher entsprechend der zufügen weiterer doppelbrechender Elemente bzw. 25 von Michael Faraday entdeckten Gesetzelektrooptischer Vorrichtungen zu einer von beiden mäßigkeiten arbeitet. Der Strahlteiler 83 ändert den oder zu beiden Ablenkeinheiten vergrößert werden. Polarisationszustand des Lichtes nicht, und deshalb

F i g. 3 zeigt nunmehr eine erste Ausführungsform weist der in den Rotator eintretende Strahl eine PoIaeiner Vorrichtung zur Anzeige von Zeichen, die als risation in einer Ebene um 45° bezüglich der Zeichenschnell arbeitender elektrooptischer Drucker brauch- 30 ebene auf. Der Rotator 87 ist so bemessen, daß der bar ist und bei der als Lichtquelle ein Laser verwen- Lichtstrahl um 45° in einer solchen Richtung gedreht det wird. wird, daß die Polarisationsebene beim Austritt aus

Aus der Lasertechnik ist es bekannt, die Licht- dem Rotator senkrecht auf der Zeichenebene steht, emission dadurch in Gang zu setzen, daß man durch Der Strahl durchläuft dann weiter die vertikale

ein Gebiet mit negativer Temperatur hindurch Licht 35 Ablenkeinheit 88 und eine horizontale Ablenkeinheit an den Enden dieses Gebietes angebrachten Spiegeln 89, ähnlich den Einheiten 76 und 77 der F i g. 6. Am reflektieren läßt. Einer der Spiegel reflektiert das linken Ende der Einheit 89 befindet sich ein Gitter Licht völlig, während der andere nur einen Teil des 90. An diesem sind Buchstaben befestigt, die aus Lichtes reflektiert und dem anderen Anteil den einem Material hergestellt sind, welches das Licht in Durchlaß gestattet. Wie in F i g. 3 gezeigt, ist ein teil- 40 der jeweiligen Buchstabenkontur durch die Ablenkweise reflektierender Spiegel 73 an einem Ende des einheiten und durch den Lichtrotator 87 reflektiert. Mediums 72 angebracht. Dieser läßt kollimiertes und Dieser Rotator bewirkt wiederum eine Drehung der eben polarisiertes Licht von dem optischen Laser- Polarisationsebene des Strahles um 45° in derselben hohlraum zur vertikalen Ablenkeinheit 21 und hori- Richtung, in der er bereits beim Durchlaufen des zontalen Ablenkereinheit 22 hindurch. Am anderen 45 Rotators in der entgegengesetzten Richtung gedreht Ende des Mediums 73 sind innerhalb des Hohlraum- wurde. Der Strahl tritt dann in den Strahlteiler 83 ein resonators eine vertikale Ablenkeinheit 76 und eine mit einer Polarisationsebene, welche eine Winkelhorizontale Ablenkeinheit 77 angebracht, wobei jede distanz von 90° zu der Ebene aufweist, die das Licht der Einheiten aus doppelbrechenden Elementen und beim Verlassen der Quelle 82 besaß. In diesem PoIaelektrooptischen Vorrichtungen, wie in F i g. 1 und 2, 50 risationszustand durchläuft er den Strahlteiler geradbesteht, jedoch liegt die elektrooptische Vorrichtung ljnig und gelangt zu einer Platte 92 aus optisch auf denjenigen Seiten der doppelbrechenden EIe- aktivem Material, wie z. B. Quarz, welches den Strahl mente, welche dem Medium 72 benachbart sind. Am um 45° in einer Richtung dreht, welche dem im Rolinken Ende der Einheit 77 ist ein Gitter 78 an- tator 87 erlittenen Drehsinn entgegengesetzt ist. Das gebracht, welches spiegelnde Buchstaben 79 enthält. 55 nun in einer Ebene senkrecht auf die Zeichenebene Diese liegen an solchen Punkten, auf welche das polarisierte Licht durchläuft eine Linse 93, welche Licht mittels der Einheiten 76 und 77 gerichtet wer- außer einer sammelnden Wirkung auch eine Umkehden kann. Jeder dieser Buchstaben ist aus einem rung der Zeichen bewirken soll. Dieser Strahl läuft Material gefertigt, welches das auffallende Licht mög- durch Vertikal- und Horizontalablenkeinheiten 94, liehst vollständig durch die Einheiten 77 und 76, ent- 60 95 und gelangt durch eine Linse 96 auf die Obersprechend der Gestalt des spiegelnden Buchstabens, fläche des lichtempfindlichen Mediums 7. Die Linse reflektiert. So wird in dem optischen Hohlraumreso- 96 dient der Vergrößerung und der Umkehr des Zeinator, der durch den teilreflektierenden Spiegel 73 chens, so daß dieses auf dem Medium 7 in der richti- und einem gewünschten, dem Buchstaben entspre- gen Lage vergrößert erscheint. Die Ablenkeinheiten chenden spiegelnden Flächenbereich 79 gebildet wird, 65 94 und 95 arbeiten in derselben Weise wie es oben ein Laserprozeß hervorgerufen. Dabei ist zu berück- beschreiben wurde, wobei jedes gewünschte Zeichen sichtigen, daß jede elektrooptische Vorrichtung, in jede vorgesehene Lage des Mediums 7 lokalisiert welche eine Änderung des Strahlenverlaufs auf dem werden kann. Wenn es gewünscht wird, können auch

in dem ersten Ausführungsbeispiel Linsen ähnlicher Art zu Vergrößerung und zur Verbesserung der Zeichenschärfe benutzt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrooptische Vorrichtung zur Anzeige von Zeichen, insbesondere schnell arbeitender eJektrooptischer Drucker, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Fabry-Perot-Begrenzungsebene einer Laserlichtquelle nur an den Stellen der Zeichenbesetzung (79) innerhalb einer Zeichenmatrix (78) ein den Zeichenkonturen entsprechendes Reflexionsvermögen aufweist, daß an einer Seite des Lasermediums (72) eine erste elektrooptische Vertikalablenkeinheit (76) und eine erste elektrooptische Horizontalablenkeinheit (77) vorgesehen ist mit deren Hilfe der Laserlichtstrahl auf das jeweils anzuzeigende bzw. zu druckende Zeichen (79) gerichtet werden kann und daß jenseits eines am Orte der anderen Fabry-Perot-Begrenzungsebene befindlichen halbdurchlässigen Spiegels (73) eine zweite elektrooptische Vertikalablenkeinheit (21) sowie eine zweite elektrooptische Horizontalablenkeinheit (22) zur definierten Auswahl der Zeichenlage innerhalb des Wiedergabemediums bzw. der zu bedruckenden Fläche (7) vorgesehen ist.

2. Elektrooptische Vorrichtung zur Anzeige von Zeichen, insbesondere schnell arbeitender elektrooptischer Drucker, dadurch gekennzeichnet, daß ein einer geeigneten Lichtquelle (82) entstammender linear polarisierter Lichtstrahlengang (81) mittels eines Strahlteilers (85) so abgelenkt wird, daß er nach Durchlaufen des die Polarisationsebene um 45° drehenden Lichtrotators (87), der ersten Vertikalablenkeinheit (88) sowie der ersten Horizontalablenkeinheit (89) an den spiegelnden Zeichenkonturen der Zeichenmatrix (90) reflektiert und nach abermaligem Durchgang in der dem bisherigen Strahlenverlauf entgegengesetzten Richtung durch die genannten Ablenkeinheiten durch den Lichtrotator um weitere 45° bezüglich seiner Polarisationsebene gedreht wird, so daß er nunmehr den Strahlteiler in der dem bisherigen Verlauf entgegengesetzten Richtung geradlinig durchsetzt und daß der Lichtstrahlengang nach Durchgang durch das eine Rückdrehung der Polarisationsebene um 45° bewirkende optisch aktive Plättchen (92), durch die Linse (93), die zweite Vertikalablenkeinheit (94), die zweite Horizontalablenkeinheit (95) sowie die Linse (96) das ausgewählte Zeichen auf dem Wiedergabemedium bzw. der zu bedruckenden Fläche (97) reproduziert

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (85) aus einem Prismenpaar aus Natriumnitrat (84, 85) besteht, deren gemeinsame Basisfläche mit der vertikalen bzw. horizontalen Ablenkrichtung der Ablenkeinheiten einen Winkel von 45° bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen