DE3627113A1 - Anzeigevorrichtung in einem sucher - Google Patents
Anzeigevorrichtung in einem sucherInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung,
genauer gesagt eine Anzeigevorrichtung in einem Sucher, um
bestimmte Arten von fotografischen Informationen im Sucher einer
fotografischen Vorrichtung, beispielsweise einer Kamera,
und einem Videorecorder anzuzeigen.
Um eine vorgegebene fotografische Information im Sucher
einer fotografischen Vorrichtung, beispielsweise einer Kamera,
und einem Videorecorder anzuzeigen, werden LEDs und
Flüssigkristallelemente außerhalb eines Beobachtungsfeldes
angeordnet. Bei einem solchen Anzeigemechanismus kann der
Benutzer jedoch eine Alarmanzeige in bezug auf eine Überbelichtung
oder eine Unterbelichtung vermissen. Ferner ist
es hierbei unmöglich, einen Scharfeinstellungsbereich und
einen optimalen Belichtungsbereich anzuzeigen.
Obwohl elektronische Kameras und Videorecorder, d. h.
"intelligente" Vorrichtungen, entwickelt worden sind, sind
kaum neuartige Informationsanzeigevorrichtungen in Suchern
vorgeschlagen worden. Es besteht somit ein Bedarf in bezug
auf die Entwicklung von "intelligenten" Anzeigevorrichtungen,
die den Wünschen der Benutzer gerecht werden.
Unter Berücksichtigung der Nachteile der herkömmlich ausgebildeten
Anzeigevorrichtungen in Suchern schlägt die
vorliegende Erfindung eine überlagernde Anzeigeanordnung
vor, bei der ein Flüssigkristallanzeigeelement in einem
Sichtfeld, d. h. der optischen Bahn des von einem zu
fotografierenden Objektes reflektierten Lichtes, angeordnet
ist. Beispielsweise ist in der offengelegten japanischen
Patentschrift 52-1 10 626 eine Anzeigevorrichtung in einem
Sucher beschrieben, die von einem TN (verdreht nematisch)-
Flüssigkristallanzeigeelement Gebrauch macht. Da bei diesem
Anzeigeelement normalerweise eine Polarisationsplatte
Verwendung findet, liegt der erhältliche maximale
Wirkungsgrad in bezug auf die Lichtausnutzung bei 50%,
so daß der Sucher in unerwünschter Weise verdunkelt
wird. In der offengelegten japanischen Patentanmeldung
58-62 626 wird eine Anzeigevorrichtung in einem Sucher beschrieben,
die von einem GH (Gast-Wirt)-Flüssigkristallanzeigelement
Gebrauch macht. Obwohl bei diesem Anzeigeelement
auf eine Polarisationsplatte verzichtet werden
kann, absorbieren Pigmentmoleküle immer Licht. Dies
führt dazu, daß der Wirkungsgrad in bezug auf die Lichtausnutzung
wiederum wie bei der offengelegten japanischen
Patentanmeldung 52-1 10 626 herabgesetzt und somit der
Sucher verdunkelt wird. Es wurde ferner auch eine Hologramm-
Anzeigevorrichtung vorgeschlagen. Diese Anzeigevorrichtung
befindet sich in der optischen Bahn des von
einem zu fotografierenden Objekt ausgehenden Lichtes und
wird durch eine LED o. ä. erleuchtet. Durch das Hologramm
bildet sich jedoch selbst dann, wenn keine Anzeige erfolgt,
ein Schatten. Diese Hologramm-Anzeigevorrichtung ist daher
als Anzeigevorrichtung in einem Sucher nicht geeignet.
Darüberhinaus ist es unmöglich, eine vielseitige Anzeige
von beliebigen numerischen Werten über die Verwendung von
sogenannten 7-Segment-Anzeigeelementen zu erreichen.
Somit verdunkeln die herkömmlich ausgebildeten Anzeigevorrichtungen
in Suchern dieselben und bilden darin
Schatten aus, obwohl derartige Anzeigevorrichtungen in
bequemer Weise zur Anzeige von Informationen im Sichtfeld
verwendet werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung
in einem Sucher zu schaffen, die den Sucher hell
hält und unter Vermeidung der Nachteile der herkömmlich ausgebildeten
Anzeigevorrichtungen in Suchern eine Anzeige
innerhalb des Beobachtungsfeldes bewirkt.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
eine Anzeigevorrichtung in einem Sucher gelöst, die ein
Beugungsgitter, dessen Form an einer Grenzfläche bzw.
Schnittstelle zwischen einem ersten und einem zweiten Material
festgelegt ist, wobei mindestens ein Material einen
veränderlichen Brechungsindex für von einem zu fotografierenden
Objekt reflektiertes Licht besitzt, und eine Steuereinrichtung
zum Verändern des Brechungsindexes des ersten
und/oder zweiten Materials aufweist, wobei diese Steuereinrichtung
bewirkt, daß das vom Objekt ausgehende Licht
in einem ersten Zustand das Beugungsgitter im wesentlichen
passiert und in einem zweiten Zustand vom Beugungsgitter
teilweise gebeugt wird, so daß ein entsprechendes Muster
angezeigt wird.
Obwohl bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anzeigevorrichtung
im Sucher, die die vorstehend beschriebenen Eigenschaften
aufweist, ein Anzeigeelement in der optischen Bahn
des Lichtes von einem zu fotografierenden Objekt, d. h. im
Beobachtungsfeld, angeordnet ist, passiert das Licht den
Sucher im anzeigefreien Zustand nahezu vollständig, so daß
eine Verdunkelung des Suchers verhindert wird. Ferner ist
das Beobachtungsfeld im Sucher im wesentlichen frei von
einer durch die Gegenwart des Anzeigeelementes verursachten
Schattenbildung.
Das verwendete Beugungsgitter kann irgendeine Form besitzen.
Ein einziges Beugungsgitter oder eine Vielzahl von überlagerten
Beugungsgittern sind in Fortpflanzungsrichtung
des Lichtes vom Objekt ausgebildet oder fortgelassen, so
daß auf diese Weise eine neuartige Anzeigevorrichtung in
einem Sucher vorgesehen wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht zur Darstellung einer grundlegendenden
Anordnung eines Anzeigeelementes in
einer Anzeigevorrichtung in einem Sucher;
die Fig. 2A und 2B unterschiedliche Gitterformen des
Anzeigeelementes der Fig. 1;
Fig. 3 ein Diagramm, das die spektralen Durchlässigkeiten
von dreieckigen und rechteckigen
Gittern als Funktion der Wellenlängen sichtbaren
Lichtes im Durchlässigkeits- und
Abschirmzustand des Lichtes zeigt;
die Fig. 4A bis 4D Ansichten zur Darstellung der einzelnen
Schritte zur Herstellung der
Anzeigevorrichtung unter Verwendung des
in Fig. 1 dargestellten
Anzeigeelementes;
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer
erfindungsgemäß ausgebildeten Anzeigevorrichtung
in einem Sucher;
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer
Kombination eines Belichtungs- oder
Scharfeinstellungssensors und der
Anzeigevorrichtung im Sucher;
die Fig. 7A bis 7F Ansichten von unterschiedlichen Anzeigemustern
in der Anzeigevorrichtung im
Sucher;
die Fig. 8A bis 8C Ansichten zur Darstellung der
Herstellungsschritte einer anderen
Anzeigevorrichtung in einem Sucher;
die Fig. 9A bis 9B Ansichten zur Darstellung eines
Verfahrens zum Betreiben der
Anzeigevorrichtung der Fig. 8A bis 8C;
Fig. 10 eine Ansicht zur Erläuterung einer anderen
grundlegenden Anordnung eines
Anzeigelementes, das in einer
erfindungsgemäß ausgebildeten Anzeigevorrichtung
im Sucher Verwendung findet;
die Fig. 11A und 11B andere Gitterformen des Anzeigeelementes
der Fig. 10;
die Fig. 12A bis 12F Ansichten von anderen Anordnungen des
Anzeigeelementes der Fig. 10;
die Fig. 13A bis 13D Ansichten zur Erläuterung der
Herstellungsschritte einer Anzeigevorrichtung,
bei der das Anzeigeelement
der Fig. 10 Verwendung findet; und
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines beim
Anzeigeelement der Fig. 10 verwendeten
Abstandshalters.
Fig. 1 zeigt eine grundlegende Anordnung eines Anzeigeelementes,
das bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Anzeigevorrichtung in einem Sucher Verwendung findet. Die Figur
dient dazu, das Funktionsprinzip einer solchen Vorrichtung
zu erläutern. Materialien 1 und 2 mit veränderlichen
Brechungsindices besitzen ein optisch anisotropes
Material. Das Anzeigeelement umfaßt desweiteren transparente
Elektroden 3, zwischen denen die Materialien 1 und 2 angeordnet
sind, und transparente optische Elemente 4, die jeweils
auf den transparenten Elektroden 3 ausgebildet sind.
Licht 5 fällt auf das Anzeigeelement in einer durch den
dicken Pfeil angedeuteten Richtung. Polarisationskomponenten
6 und 6′ verlaufen senkrecht zur Richtung des
einfallenden Lichtes 5.
Bei dem Anzeigeelement der Fig. 1 wird durch eine Grenzfläche
zwischen den anisotropen Materialien 1 und 2 ein
dreieckförmiges Gitter, beispielsweise ein Flüssigkristall
oder ein doppeltbrechendes Kristall, gebildet.
Die optischen Achsen der anisotropen Materialien 1 und
2 verlaufen in Richtung der dargestellten Pfeile, d. h.
in Richtung der Rillen des Gitters (senkrecht zur Fläche
der Fig. 1) und in Richtung der reihenweisen Anordnung
der Materialien 1 und 2 (in Fig. 1 nach rechts und
links). Daher stehen diese optischen Achsen senkrecht
aufeinander. Die Gitterschicht ist zwischen den beiden
transparenten optischen Elementen 4, die die transparenten
Elektroden 3 auf ihren Oberflächen aufweisen,
angeordnet.
Licht mit wahllosen Polarisationseigenschaften kann allgemein
in die beiden Polarisationskomponenten 6 und 6′
unterteilt werden, die senkrecht aufeinander stehen,
wie in Fig. 1 gezeigt. Es wird angenommen, daß das
Anzeigeelement der Fig. 1 über ein elektrisches Feld
betrieben wird. In einem ausgeschalteten Zustand, bei
dem kein elektrisches Feld an den transparenten Elektroden
3 anliegt, fällt die Polarisationsrichtung der
Polarisationskomponente 6 des einfallenden Lichtes 5 mit
der der optischen Achse des anisotropen Materiales 1
zusammen. Die Polarisationskomponente 6 wird unter einem
außergewöhnlichen Index n e des aniso-tropen Materials
1 gebeugt. Da die Polarisationsrichtung der Polarisationskomponente
6 senkrecht zur optischen Achse des
anisotropen Materiales 2 verläuft, wird die
Polarisationskomponente 6 unter einem gewöhnlichen Index
n′ o des anisotropen Materiales 2 gebeugt. In entsprechender
Weise wird die Polarisationskomponente 6′
des einfallenden Lichtes 5 durch die anisotropen Materialien
1 und 2 unter gewöhnlichen und außergewöhnlichen
Indices n o und n′ e gebeugt. Daher wird für die
Polarisationskomponenten 6 und 6′ ein Beugungsgitter
gebildet, das die Brechungsindices n e und n′ o und n o
und n′ e aufweist. In einem Zustand, in dem ein
elektrisches Feld an den transparenten Elektroden 3 anliegt,
werden die Richtungen der optischen Achsen der
anisotropen Materialien 1 und 2 durch das elektrische
Feld in Abhängigkeit von dessen Größe geändert. Gleichzeitig
werden auch die Brechungsindices für die
Polarisationskomponenten 6 und 6′ des einfallenden Lichtes
5 je nach dem Grad der Modulation (Phasendifferenz des
Beugungsgitters) des Gitters verändert. Ein vorgegebenes
elektrisches Feld wird an die anisotropen Materialien
1 und 2 angelegt, so daß deren Brechungsindices für
die Polarisationskomponenten 6 und 6′ einander entsprechen.
In diesem Fall ist für das einfallende Licht
5 kein Phasenbeugungsgitter vorhanden. Daher passiert
das einfallende Licht 5 einfach das aus den anisotropen
Materialien 1 und 2 bestehende Gitter.
Wenn beispielsweise ein positives dielektrisches nematisches
Flüssigkristall als anisotrope Materialien
1 und 2 (n o = n′ o und n e = n′ e ) verwendet wird, sind die
Flüssigkristallmoleküle in Richtung des elektrischen Feldes
nach dessen Anlegung ausgerichtet. Die Richtung der
Ausrichtung des Flüssigkristalls fällt mit den optischen
Achsen zusammen. Die Polarisationskomponenten 6 und 6′
des einfallenden Lichtes 5 durchlaufen das Gitter einschließlich
des Flüssigkristalles, während die Komponenten
6 und 6′ unter dem gewöhnlichen Index n o gebeugt
werden. Im ausgeschalteten Zustand, wenn kein elektrisches
Feld am Anzeigeelement anliegt, sind die Flüssigkristallmoleküle
in Richtung der Pfeile ausgerichtet. Die
Polarisationskomponenten 6 und 6′ des einfallenden Lichtes
5 werden durch das Gitter gebeugt, das die Brechungsindices
n e und n o besitzt. Der Beugungswirkungsgrad
µ0 des durchgelassenen Lichtes der 0-ten Ordnung,
das durch das dreieckförmige Beugungsgitter des Flüssigkristalles
gebeugt wurde, läßt sich etwa nach der
folgenden Gleichung (1) ermitteln:
wobei bedeuten
λ: Die Wellenlänge des einfallenden Lichtes 5
Δ n: Die Differenz zwischen den Brechungsindices der anisotropen Materialien 1 und 2 des Flüssigkristalles
T: Die Dicke der Flüssigkristallschicht
(d. h. die Höhe des Gitters).
λ: Die Wellenlänge des einfallenden Lichtes 5
Δ n: Die Differenz zwischen den Brechungsindices der anisotropen Materialien 1 und 2 des Flüssigkristalles
T: Die Dicke der Flüssigkristallschicht
(d. h. die Höhe des Gitters).
Wenn Δ nmax = n e -n o , Δ nmin = 0 und Δ nT = m λ
(wobei m = 1,2,3 .. ist) sind, dann ist µ0 = 0.
Mit anderen Worten, die Polarisationskomponente 6
und 6′ des einfallenden Lichtes werden durch das
Beugungsgitter gebeugt und als gebeugtes Licht einer
höheren Ordnung abgegeben. Es existieren keine Lichtkomponenten
der 0-ten Ordnung. Wenn Δ n = 0 ist, d. h.
wenn die Brechungsindices der anisotropen Materialien
1 und 2 in bezug auf die Polarisationskomponenten 6
und 6′ identisch sind, passiert das einfallende Licht
5 einfach das Gitter als ob dieses nicht existieren
würde. Sämtliche Komponenten des durchgelassenen
Lichtes gehören dann zur 0-ten Ordnung. Da die
Brechungsindexdifferenz Δ n in Abhängigkeit von der Größe des
an die gegenüberliegenden transparenten Elektroden 3
angelegten elektrischen Feldes schwankt, ändert sich
der durch Gleichung (1) wiedergegebene Beugungswirkungsgrad
µ0, wenn die Größe des elektrischen Feldes
gesteuert wird.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervorgeht,
wird selbst dann, wenn es sich bei dem Licht um natürliches
Licht oder um vom zu fotografierenden Objekt
reflektiertes Licht handelt, das wahllose Polarisationseigenschaften
besitzt, eine Lichtmodulation, d. h. eine
Durchlässigkeitssteuerung der Polarisationskomponenten
senkrecht zueinander, durchgeführt. Eine Lichtmodulation
kann daher erzielt werden, ohne den Wirkungsgrad in
bezug auf die Lichtausnutzung herabzusetzen.
In den Fig. 2A und 2B sind unterschiedliche Gitterformen
des Anzeigeelementes dargestellt. Fig. 2A zeigt
ein Anzeigeelement mit einem rechteckigen Gitter,
während Fig. 2B ein Anzeigeelement mit einem sinusförmigen
Gitter zeigt. Die gleichen Bezugszeichen wie
in Fig. 1 bezeichnen gleiche Teile der Fig. 2A und
2B.
Das Anzeigeelement kann unabhängig von den Gitterformen
(Fig. 2A und 2B) hergestellt werden. Wenn sich die
Gitterform ändert, muß Gleichung (1) modifiziert werden.
Für ein rechteckiges Gitter läßt sich der Beugungswirkungsgrad
in bezug auf das durchgelassene Licht der
0-ten Ordnung in der folgenden angenäherten Weise
bestimmen:
Gleichung (2) kommt zur Anwendung, wenn der Gitterabstand
P wesentlich größer ist als die Wellenlänge λ des
einfallenden Lichtes 5. Wenn jedoch der Gitterabstand
P der Wellenlänge λ entspricht oder kleiner als diese
ist, können die Gleichungen (1) oder (2), die aus
einer einfachen Beugungstheorie hervorgehen, nicht zur
Anwendung kommen. Wenn λ P ist, muß der genaue
Beugungswirkungsgrad aus einer komplizierten Simulation
ermittelt werden, wobei die Vektoreigenschaften der
Lichtwellen berücksichtigt werden.
Spektraleigenschaftsunterschiede zwischen unterschiedlichen
Gitterformen werden hiernach im einzelnen
beschrieben.
Fig. 3 zeigt die Spektraldurchlässigkeitseigenschaften
des Anzeigeelementes bei einem Wellenlängenbereich
sichtbaren Lichtes von 400 bis 700 nm, wenn dreieckförmige
und rechteckförmige Gitter Verwendung finden.
Die Durchlässigkeit µ0 ist entlang der Ordinate aufgetragen,
während die Wellenlänge λ entlang des Abszisse
aufgetragen ist. Die charakteristischen Kurven 7 und 7′
geben die Eigenschaften des dreieckförmigen und rechteckförmigen
Gitters wieder, wenn Licht durch diese
dringt. Die charakteristischen Kurven 8 und 8′ geben
die charakteristischen Eigenschaften des dreieckförmigen
und rechteckförmigen Gitters wieder, wenn Licht
abgeschirmt wird. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besitzt
das rechtecke Gitter eine gute Wellenlängenselektivität,
während das dreieckförmige Gitter nahezu keine
Wellenlängenselektivität aufweist. Bei dem vom
Anzeigeelement der Fig. 1 angezeigten Muster mit Licht von
einem Objekt, beispielsweise mit Beleuchtung, wird
vorzugsweise für eine farbige Anzeige ein im wesentlichen
rechteckiges Gitter verwendet, während ein im wesentlichen
dreieckiges oder sinusförmiges Gitter vorzugsweise
für eine monochromatische Anzeige verwendet
wird.
Die Form des Gitters wird in Abhängigkeit von der
Durchführbarkeit, dem Anwendungszweck der fotografischen
Vorrichtung, dem peripheren System der
Anzeigevorrichtung und technischen Spezifikationen
ausgewählt.
Für eine farbige Anzeige werden die Farbeigenschaften
des Lichtes 0-ter Ordnung vom Beugungsgitter durch
eine Phasendifferenz bestimmt, die von dem vom zu
fotografierenden Objekt herrührenden Licht empfangen
wird. Mit anderen Worten, durch Steuern des Produktes
"Δ nT" in den Gleichungen (1) und (2) kann Licht der
0-ten Ordnung mit einer gewünschten Durchlässigkeit
abgegeben werden. Dies bedeutet für die Herstellung
des Anzeigeelementes, daß nach Festlegung des Materiales
mit veränderlichem Brechungsindex die Höhe T des Gitters
verändert und auf einen optimalen Wert eingestellt wird,
so daß das gewünschte Produkt Δ nT erhalten wird. Durch
Anlegen/Entfernen des elektrischen Feldes wird das Anzeigeelement
zwischen dem transparenten Zustand und
dem Zustand mit dem farbigen Muster hin- und
hergeschaltet.
Die Materialien mit veränderlichem Brechungsindex
können in isotrope und anisotrope Materialien, je nach
ihren optischen Eigenschaften, klassifiziert werden.
Bei den anisotropen Materialien handelt es sich hierbei
insbesondere um Flüssigkristalle und elektrooptische
Kristalle. Beispiele von anionischen Materialien
sind PLZT, LiNbO3, LiTaO3, TiO2, PMMA, CCl4, KDP,
ADP, ZnO, BaTiO3, Bi12, SiO20, Ba2 NaNb5O15, MnBi, EuO,
CS2, Gd2(MoO4)3, Bi4Ti3O12, CuCl, GaAs, ZnTe, As2Se3,
Se, AsGeSeS, DKDP, MNA, mNA, Harnstoff, ein Fotoresist,
das vorstehende beschriebene nematische Flüssigkristall,
ein cholesterisches Flüssigkristall, ein
smektisches Flüssigkristall und ein ferrodielektrisches
Flüssigkristall. Von diesen Materialien sind Flüssigkristalle
die am besten geeigneten Materialien, da
sie billig sind und in einfacher Weise gesteuert werden
können.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Anzeigevorrichtung
kann nach dem Durchlassen und der Abschirmung (Beugung)
von vom Objekt reflektierten Lichtes monochromatische
Muster und Farbmuster durch Nutzbarmachung der
Spektraldurchlässigkeitseigenschaften des Beugungsgitters
anzeigen.
Das Gitter wird durch fotolithographische Verfahren mit
einem Resistmuster, eine Kombination aus einem fotolithographischen
Verfahren und einer Trockenätzung, Abdrucktechnik
mit einem Duroplast oder einem UV-gehärteten
Harz, Schneiden mit einer Liniervorrichtung oder
Prägen hergestellt.
Die erforderliche Energie zum Steuern des Brechungsindex
eines Materiales mit veränderlichem Brechungsindex kann
aus einem elektrischen Feld, elektrischem Strom, einem
Magnetfeld, Wärmeenergie, Druck und Licht in Abhängigkeit
von den speziellen Eigenschaften des Materiales mit veränderlichem
Brechungsindex ausgewählt werden. Die Steuereinrichtung
zum Steuern des Brechungsindex kann in Abhängigkeit
von der Energieart in Verbindung mit anderen
Elementen, die das Anzeigeelement bilden, ausgewählt
werden.
Hiernach wird der Herstellvorgang für die Anzeigevorrichtung,
bei der das Anzeigeelement der Fig. 1 Verwendung
findet, beschrieben.
Die Fig. 4A bis 4D zeigen die einzelnen Schritte zur
Herstellung des Anzeigeelementes der Fig. 1. Die gleichen
Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnen die gleichen Teile
in den Fig. 4A bis 4D. Als anisotropes Material wird
ein positives dielektrisches nematisches Flüssigkristall
verwendet.
Wie in Fig. 4A gezeigt, wurden beide Hauptflächen eines
Glassubstrates 4 der Bezeichnung Corning 7059 (Handelsname
der Firma Corning Glass Works, USA) mit den Abmessungen
von 37 mm × 26 mm × 1 mm poliert, um
transparente ebene Flächen herzustellen. Ein Tausend Å
dicker ITO-Film wurde auf der Oberfläche des Substrates
4 angeordnet, um eine transparente Elektrode 3 zu bilden.
Dann wurde ein SiO-Isolationsfilm 11 quer auf der transparenten
Elektrode 3 angeordnet, um die Flüssigkristallmoleküle
in Richtung des Pfeiles der Fig. 4A auszurichten.
Ein ITO-Film wurde dazu verwendet, um eine gemusterte
transparente Elektrode 3 (Fig. 4C) auf einem
Glassubstrat 4, das zu dem vorstehend beschriebenen
Substrat 4 identisch war, auszubilden. Ein SiO-Isolationsfilm
wurde quer auf der gemusterten transparenten
Elektrode 3 ausgebildet, um die Flüssigkristallmoleküle
in Richtung des Pfeiles der Fig. 4C auszurichten. Ein
wellenförmiger transparenter Abstandshalter 9 wurde
durch Walzen geformt, wie in Fig. 4B gezeigt. Die Höhe
T des transparenten Abstandshalters 9, d. h. der Abstand
desselben von Spitze zu Spitze, betrug 2,3 µm. Die beiden
Glassubstrate 4 wurden dazu verwendet, um den transparenten
Abstandshalter 9 zwischen sich aufzunehmen,
so daß die transparenten Elektroden 3 einander gegenüberlagen.
Positive dielektrische nematische Flüssigkristalle
10 und 10′ wurden in die Räume zwischen dem oberen und
unteren Glassubstrat 4 gefüllt und abgedichtet, um auf
diese Weise die in Fig. 4D dargestellte Anzeigevorrichtung
herzustellen. In diesem Fall wurde das Flüssigkristall
10 in Richtung der Rillen des Gitters ausgerichtet,
während das Flüssigkristall 10′ in Richtung der Gitterflucht
ausgerichtet wurde.
Bei den Anzeigeelementen der Fig. 1 und 2A und 2B
wurden die Materialien mit optischer Anisotropie abwechselnd
angeordnet. Es können jedoch auch optisch isotrope
Materialien abwechselnd angeordnet werden. Genauer
gesagt, bei der Anordnung der Fig. 1 kann anstelle des
optisch anisotropen Materials 1 ein transparentes optisches
Element und anstelle des optisch anisotropen Materials 2
ein transparentes Material mit veränderlichem Brechungsindex
oder eine Flüssigkeit o. ä. mit veränderlichem
Brechungsindex verwendet werden. Der Brechungsidex des
Materials mit veränderlichem Brechungsindex wird hierbei
verändert, um den entsprechenden Schaltvorgang in bezug
auf die Beugung durchzuführen. Wenn ein optisch isotropes
Material als Material mit veränderlichem Brechungsindex
verwendet wird, kann die Lichtmodulation im wesentlichen
unabhängig vom Zustand der Polarisationsebene des
einfallenden Lichtes durchgeführt werden.
Anstelle des optisch anisotropen Materials 1 kann ein
transparentes optisches Element zusammen mit dem optisch
anisotropen Material 2 zur Ausbildung eines Anzeigeelementes
verwendet werden. Wenn in diesem Fall der
Brechungsindex des optisch anisotropen Materials 2
eines Flüssigkristalles o. ä. mit dem des transparenten
optischen Elementes zusammenfällt, kann das vom Objekt
reflektierte Licht das Gitter in einem vorgegebenen
Zustand passieren. Wenn sich jedoch der Brechungsindex
des optisch anisotropen Materiales 2 von dem des transparenten
optischen Elementes unterscheidet, wirkt das
Beugungsgitter so, daß es das vom zu fotografierenden
Objekt reflektierte Licht teilweise beugt und dadurch
ein Muster einer fotografischen Information anzeigt.
Mit einer solchen Ausführungsform kann eine Halbtonanzeige
ohne Beachtung der Polarisationseigenschaften des
Objektes in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben
durchgeführt werden. In jedem Falle kann dabei jedoch
der Sucher hell gehalten werden.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Anordnung mit der Anzeigevorrichtung
im Sucher. Die Anordnung umfaßt die in
Fig. 4D gezeigte Anzeigevorrichtung 12, ein Fokussierelement
13 mit einer Fresnellinse, eine Sammellinse 14,
ein Pentaprisma 15, ein Okular 16 und einen
Reflektionsspiegel 17.
Das vom zu fotografierenden Objekt reflektierte Licht,
das vom Reflektionsspiegel 17 in den Sucher geführt wird,
durchläuft die Anzeigevorrichtung 12, das Fokussierelement
13 mit der Fresnel-Linse und die Sammellinse 14 und wird
vom Pentaprisma 15 als aufrechtes Bild abgebildet. Dieses
aufrechte Bild trifft durch das Okular 16 auf das
Auge des Benutzers. Wenn ein Rechteckwellen-Wechselstromfeld
an die Elektroden der Anzeigevorrichtung 12
angelegt wird, wird die Anzeigevorrichtung 12 über das
Sichtfeld im Sucher im Lichtdurchlässigkeitszustand
gehalten. Der Benutzer kann das Objektbild klar durch
das Okular 16 beobachten. Als Vorsichtsanzeige für eine
Unterbelichtung oder einen scharfeingestellten Zustand
werden entsprechende Anzeigemuster in Abhängigkeit von
Signalen von einem Belichtungssensor und einem
Scharfeinstellungssensor aberregt. Diese Anzeigemuster werden
im lichtabgeschirmten Zustand der 0-ten Ordnung gehalten
und führen daher eine Anzeige durch.
Bei der im Sucher angeordneten Anzeigevorrichtung dieser
Ausführungsform wird das positive dielektrische nematische
Flüssigkristall als Material mit veränderlichem Brechungsindex
in der gleichen Weise wie in den Fig. 4A bis
4D gezeigt verwendet. Der anzeigefreie Zustand wird durch
Anlegen eines elektrischen Feldes erhalten, während der
Anzeigezustand durch Aberregung des elektrischen Feldes
erreicht wird (d. h. normalerweise geschlossen). Wenn jedoch
bei der Anordnung der Fig. 4A bis 4D ein negatives
dielektrisches nematisches Flüssiggkristall Verwendung
findet, kann der anzeigefreie Zustand durch Aberregung
des elektrischen Feldes erhalten werden, während der
Anzeigezustand durch Erregung des elektrischen Feldes
(d. h. normalerweise offen) erreicht wird. Wenn ein
nematisches Flüssigkristall mit negativen dielektrischen
Eigenschaften verwendet wird, richten sich die Flüssigkristallmoleküle
im Normalzustand in einer Richtung senkrecht
zur Oberfläche des Gitters aus. Wenn ein elektrisches
Feld in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Gitters
angelegt wird, neigen sich die Flüssigkristallmoleküle
in einer Richtung senkrecht zur Richtung des elektrischen
Feldes (d. h. der Richtung der Rillen des Gitters).
Es ist ebenfalls möglich, ein Material mit veränderlichem
Brechungsindex zu verwenden, das in der vorstehend
beschriebenen Weise optisch isotrop ist, um auf diese
Weise den normalerweise offenen Zustand zu erreichen.
In diesem Fall fällt der Brechungsindex des transparenten
optischen Elementes mit dem des Materiales mit
veränderlichem Brechungsindex im statischen Zustand, wo
kein elektrisches Feld an die Anzeigevorrichtung angelegt
ist, zusammen.
In Verbindung mit den Fig. 6 und 7A bis 7F werden
nunmehr unterschiedliche Anzeigemuster beschrieben. Ein
transparentes optisches Element 18 besitzt einen Halbspiegel,
der am Mittelpunkt unter einem Winkel von
45° geneigt ist, so daß Licht durch das Objektiv teilweise
zu einem Belichtungs- oder Scharfeinstellungserfassungslichtaufnahmeelement
21 geführt wird. Die Anordnung
der Fig. 6 umfaßt ebenfalls einen Belichtungs- oder
Scharfeinstellungsdetektor zur Aufnahme eines Ausgangssignales
vom Lichtaufnahmeelement 21 und zur Analyse
der F-Zahl und einer Antriebsgröße für das Objektiv.
Ein Spannungserzeuger 23 empfängt ein Erfassungssignal
vom Detektor 22 und erzeugt eine vorgegebene Spannung in
Abhängigkeit von diesem Signal. Ein Ausgangssignal des
Spannungserzeugers 23 wird der Anzeigevorrichtung 12
zugeführt.
Fig. 7A zeigt eine Unterbelichtungsanzeige, Fig. 7B
zeigt eine Überbelichtungsanzeige, Fig. 7C zeigt eine
Anzeige für optimale Belichtung, Fig. 7D zeigt eine
Anzeige für Brennpunktsnähe, Fig. 7E zeigt eine Anzeige
für Brennpunktsferne und Fig. 7F zeigt eine Scharfeinstellungsanzeige
(im Brennpunkt). Verschiedenartige
Muster können innerhalb des Sichtfeldes mit hohem Kontrast
ohne Verdunkelung des Bildes angezeigt werden.
Wenn die Anzeigevorrichtung ausgeschaltet ist, beeinflußt
sie nicht die Beobachtung des zu fotografierenden
Objektes.
Um eine Anzeige des vom Objekt ausgehenden Lichtes gemäß
einem vorgegebenen Muster wird bei der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform durchzuführen, kann ein Gitter nur
im Musterabschnitt ausgebildet werden, oder die Elektrode
o. ä. wird entlang dem Anzeigemuster im Gitterbereich gemustert.
In diesem Fall kann eine statische Musteranzeige
wahlweise an einer vorgegebenen Stelle innerhalb des
Sichtfeldes durchgeführt werden.
Um eine dynamische Anzeige durchzuführen, d. h. einen
Matrixantrieb zum Erreichen der gleichen Funktion wie
die normale Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wird ein
Gitter im Gesamtbereich des Beobachtungsfeldes ausgebildet,
und es kann eine transparente X-Y-Matrix erzeugt
werden. Alternativ dazu werden die Leuchtpunkte durch
die Anzeigeelemente gebildet und über eine transparente
X-Y-Matrix oder einen Dünnfilmtransistor beispielsweise
gemäß einem Zeitteilungsschema betrieben.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die
Anzeigevorrichtung 12 zwischen der Sammellinse 14 und
dem Fokussierelement 13 angeordnet. Wenn jedoch ein
System innerhalb des Suchers angeordnet ist, kann die
Anzeigevorrichtung 12 in der Nähe des Okulars 16 angeordnet
sein. Wenn die Lesbarkeit des Objektbildes und
der fotografischen Informationsmuster, Lichtsignale
(nachfolgend beschrieben) und Probleme der Anzeigevorrichtung
Berücksichtigung finden, sollte die Anzeigevorrichtung
12 vorzugsweise in der Nähe des
Fokussierelementes 13 angeordnet sein. Wenn die Anzeigevorrichtung
innerhalb des Suchers einer einäugigen
Spiegelreflexkamera o. ä. verwendet wird, wie in den
Fig. 5 oder 6 gezeigt, muß sie nahe an dem Fokussierelement
13 oder an einer zur Position des Fokussierelementes 13
konjugierten Position angeordnet sein, um das von dem
Fokussierelement 13 (focusing screen) fokussierte Objektbild
und das angezeigte Muster ohne dioptische Differenz
beobachten zu können. Wenn jedoch die Anzeigevorrichtung
12 im Sucher einer Videokamera o. ä. verwendet wird, kann
sie in einer gewünschten Position angeordnet werden, indem
der Sucher als afocales System ausgebildet wird. Im
Vergleich zu dem Fall, wo die Anzeigevorrichtung dieser
Ausführungsform im Sucher der einäugigen Spiegelreflexkamera
verwendet wird, kann eine gewisse Flexibilität
in bezug auf die Ausgestaltung erreicht werden. Die
Anzeigevorrichtung ist vorzugsweise zwischen dem Fokussierelement
13 und dem Okular 16 angeordnet, wobei die
Entfernung zwischen der Anzeigevorrichtung 12 und dem
Fokussierelement 13 1 mm oder weniger beträgt. Wenn die
Strecke in der Praxis 1 mm übersteigt, liegt entweder
das Objektbild oder das Anzeigemuster aufgrund einer
dioptischen Differenz außerhalb des Brennpunktes.
Da die im Sucher angeordnete Anzeigevorrichtung von einem
Beugungsphänomen des Beugungsgitters Gebrauch macht,
wird eine Vielzahl von Lichtkomponenten höherer Ordnung,
die zum Zeitpunkt der Anzeige erzeugt wird, zu Reflektions-
bzw. Streulicht (flare light). Dieses Licht, das
aus den Komponenten höherer Ordnung besteht, kann eliminiert
werden, wenn der Gitterabstand unter einen vorgegebenen
Wert herabgesetzt wird, um den Trennwinkel
zwischen den Komponenten höherer und niedrigerer Ordnungen
zu erhöhen. Dieses Licht trifft daher nicht auf die Pupille
des Okulars 16 und wird eliminiert. Diejenigen Lichtkomponenten
höherer Ordnung, die im Abstand zur Pupille
angeordnet sind, werden normalerweise in der Innenfläche
des Suchers absorbiert. Im Sucher der einäugigen
Spiegelreflexkamera der Fig. 5 oder 6 bewirkt jedoch
eine Änderung der Öffnung eine Änderung der F-Zahl,
so daß der Einfallwinkel des auf die Anzeigevorrichtung
12 durch das Fokussierelement 13 treffenden Objektlichtes
verändert wird. Wenn eine große F-Zahl ausgewählt
wird, kann man davon ausgehen, daß der größte Teil
der Lichtkomponenten von dem zu fotografierenden Objekt
senkrecht auf die Anzeigevorrichtung 12 auftrifft. Daher
kann man durch Definition des Abstandes in der vorstehend
beschriebenen Weise den Einfluß der Lichtkomponenten
höherer Ordnung reduzieren. Wenn jedoch eine kleine
F-Zahl gewählt wird, muß man davon ausgehen, daß der
größte Teil der Lichtkomponenten vom Objekt schief auf
die Anzeigevorrichtung 12 auftrifft, so daß die Richtung
der Lichtkomponenten höherer Ordnung vom Gitter der
Anzeigevorrichtung 12 in einfacher Weise nicht allein
durch den Abstand definiert werden kann. Die Erfinder
führten ausgedehnte Studien in bezug auf Gitterformen
durch, um das vorstehend genannte Problem zu lösen,
und fanden eine wünschenswerte Gitterform zur Verwendung
in einem Kamerasucher heraus. Das Rechteckgitter der
Fig. 2A besitzt die hohe Energie von ±1 gebeugten
Lichtkomponenten. Wenn die Anzeigevorrichtung im Kamerasucher
verwendet werden soll, werden das dreieckförmige
oder sinusförmige Gitter der Fig. 1 oder 2B oder
ein trapezförmiges Gitter bevorzugt. Insbesondere das
trapezförmige Gitter wird in bezug auf die Durchführbarkeit
und eine farbige Anzeige besonders bevorzugt.
Die Eigenschaftsmerkmale der vorstehend beschriebenen
Anordnung treffen auch auf die in den Fig. 10 bis 12F
dargestellte Anzeigevorrichtung zu.
Wenn das vorstehend beschriebene Anzeigeelement oder die
Anzeigevorrichtung der Fig. 10 bis 12 in einen Sucher
eingebaut wird, fällt das Licht vom Objekt vorzugsweise
von der Substratseite oder der Seite der Anzeigevorrichtung
mit dem Element mit niedrigem Brechungsindex ein.
Mit dieser Ausführungsform kann immer ein hoher Kontrast
aufrechterhalten werden. Es wird ferner bevorzugt, die
dreidimensionale Oberfläche des auf den Elementen,
beispielsweise einer Vielzahl von Substraten, ausgebildeten
Gitters in einer Richtung anzuordnen, um den Kontrast zu
verbessern. Daher wird es bevorzugt, Licht vom Objekt auf
die ebene Fläche des mit dem Gitter versehenen Elementes
auftreffen zu lassen, wie die Fig. 12B, 12E und 12F
zeigen.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform beschrieben, bei der
ein ferroelektrisches Flüssigkristall als Material mit
veränderlichem Brechungsindex (Fig. 1) Verwendung findet.
Die Fig. 8A bis 8C sind Ansichten zur Erläuterung der
Schritte zur Herstellung eines Anzeigeelementes unter
Verwendung eines ferrodielektrischen Flüssigkristalles. Die
gleichen Bezugszeichen wie bei den vorhergehenden
Ausführungsformen bezeichnen die gleichen Teile dieser
Ausführungsform. Die Schritte zur Herstellung des Anzeigeelementes
zur Verwendung des ferrodielektrischen Flüssigkristalles
werden nachfolgend beschrieben.
Unter Durchführung der gleichen Vorgänge wie in Verbindung
mit Fig. 4 beschrieben, wurden zwei Glassubstrate aus
Corning 7050, die jeweils Abmessungen von 37 mm × 26 mm × 1 mm
besaßen, hergestellt. Wie in Fig. 8A gezeigt,
wurde eine 1000 Å dicke transparente ITO-Elektrode auf
der gesamten Oberfläche eines Glassubstrates ausgebildet.
1000 Å dicke transparente ITO-Elektroden 25 und 25′ wurden
untereinander verschachtelt im Musterabschnitt des
anderen Glassubstrates ausgebildet, wie in Fig. 8B gezeigt.
Die Elektrodenelemente der interdigital angeordneten
Elektroden 25 und 25′ wurden abwechselnd ausgebildet, wie
in Fig. 8C gezeigt. PVC (Polyvinylcarbazol-Filme) wurden
auf den beiden Glassubstraten 4 ausgebildet und gerieben,
um die Flüssigkristallmoleküle zur Richtung der interdigital
angeordneten Elektroden 25 und 25′ auszurichten.
Wie in Fig. 8C gezeigt, wurden danach die beiden Glassubstrate
4 verwendet, um ein Abstandshalter dazwischen
anzuordnen und damit zu verkleben, so daß die Elektrode
3 den Elektroden 25 und 25′ gegenüberlag. In die Räume
zwischen den Glassubstraten wurde ein ferrodielektrisches
Flüssigkristall MORA-8 eingefüllt und abgedichtet.
Die Funktionsweise der in der vorstehend beschriebenen
Weise hergestellten Anzeigevorrichtung wird nunmehr in
Verbindung mit den Fig. 8A bis 8C und 9A und 9D
beschrieben.
Wenn die Anzeigevorrichtung nicht betätigt wird, liegt
weder eine Spannung an der transparenten Elektrode 3
noch an den interdigital angeordneten Elektroden 25 und
25′ an. Die optische Achse des ferroelektrischen Flüssigkristalles
24 wird unverändert gehalten, wie in Fig. 9A
gezeigt. Die Brechungsindex-Anisotropie ist innerhalb einer
Ebene gleich, so daß das Gitter außer Kraft gesetzt
wird. In diesem Fall durchläuft das einfallende Licht
einfach das Gitter. Im Anzeigebetrieb werden jedoch
Spannungen mit dem gleichen Absolutwert, jedoch unterschiedlicher
Polaritäten, d. h. ±5 V, an die transparente
Elektrode 3 und die Elektroden 25 und 25′ gelegt. In
diesem Fall sind die optischen Achsen der Moleküle des
ferroelektrischen Flüssigkristalles 24, die an den Elektroden
25 und 25′ entsprechenden Stellen angeordnet sind,
abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen geneigt, wie
in Fig. 9B gezeigt ist. Wenn die Beziehung zwischen der
Dicke T der Flüssigkristallschicht, der Brechungsindexdifferenz
Δ n′ und der Wellenlänge des einfallenden
Lichtes gesteuert wird, um Gleichung (2) zu erfüllen,
wird vom Objekt ausgehendes Licht durch den Anzeigemusterbereich
teilweise abgeschirmt. Daher kann innerhalb des
Beobachtungsfeldes eine Anzeige mit hohem Kontrast durchgeführt
werden, wobei das gesamte Bild hell gehalten
wird.
Wenn ein Flüssigkristall eine Speicherfähigkeit besitzt,
wie dies beim ferroelektrischen Flüssigkristall der Fall
ist, wird die anfängliche Orientierung gleich eingestellt,
wonach die Polarität des an eine der Elektroden
25 und 25′ angelegten elektrischen Feldes verändert
wird, um den Anfangszustand wiederherzustellen.
Die Anzeigevorrichtungen der vorstehend beschriebenen
zwei Ausführungsbeispiele besitzen Muster, die angezeigt
werden sollen. Die Anzeigevorrichtung im Sucher kann jedoch
in Matrixform betrieben werden. Wenn ein Matrixbetrieb
durch eine Kombination der Anzeigevorrichtung mit
verschiedenen Kamerasensoren durchgeführt wird, kann eine
Scharfeinstellungsanzeige, eine Anzeige in bezug auf eine
optimale Belichtung u. ä. verwirklicht werden, so daß verschiedene
Anzeigeformen ausgeführt werden können.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei der Anzeigevorrichtung
im Sucher äußere Energie, beispielsweise ein
elektrisches Feld, über die Steuereinrichtung auf das
Material mit veränderlichem Brechungsindex aufgebracht,
um zu bewirken, daß das Beugungsgitter im Sucher erscheint
oder aus diesem verschwindet. Wenn das Beugungsgitter aus
dem Sucher verschwindet, passiert das Licht vom Objekt
in einfacher Weise den Sucher, so daß dieser hell gehalten
wird. Wenn das Beugungsgitter gemäß einem vorgegebenen
Muster erscheint, wird das durch den Musterabschnitt
dringende Licht gebeugt und teilweise in gebeugte
Lichtkomponenten höherer Ordnung umgewandelt, so daß das
Muster mit dem Licht der 0-ten Ordnung angezeigt wird.
Wenn eine Anzeige durch den Betrieb einer Matrix, die
aus einer Vielzahl von Leuchtpunkten besteht, durchgeführt
wird, erscheint das Beugungsgitter in Abhängigkeit von
einem Steuersignal an einer gewünschten Stelle innerhalb
des Beobachtungsfeldes.
Eine andere Ausführungsform eines Anzeigeelementes, das
bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Anzeigevorrichtung
im Sucher verwendet wird, wird hiernach beschrieben.
Fig. 10 zeigt die grundlegende Anordnung des in der
Anzeigevorrichtung im Sucher verwendeten Anzeigeelementes,
um das Anzeigeprinzip in der gleichen Weise wie bei
Fig. 1 zu erläutern. Die hier dargestellte Anordnung
besitzt einen transparenten Abstandshalter 9. Die gleichen
Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnen gleiche Teile
in Fig. 9. Das charakteristische Merkmal des Anzeigeelementes
dieser Ausführungsform besteht darin, daß einfallendes
Licht 5 durch ein aus zwei Schichten bestehendes
Gitter dringt. Die erste Schicht (von der Einfallseite
des Lichtes 5 aus gesehen) umfaßt ein erstes Gitter, das
aus einem transparenten optischen Element 4 mit einem
Brechungsindex n g und aus einem anisotropen Material 1
besteht. Die zweite Schicht umfaßt ein zweites Gitter,
das aus einem transparenten optischen Element 4 mit
einem Brechungsindex n g und aus einem anisotropen
Material 2 besteht.
Wie in Fig. 10 gezeigt, ist die optische Achse des
anisotropen Materiales 1 der ersten Schicht zur Richtung
der Rillen des Gitters (d. h. einer Richtung senkrecht
zur Fläche der Fig. 10) ausgerichtet. Die optische
Achse des anisotropen Materials 2 der zweiten Schicht
ist zur Ausrichtung des Gitters (d. h. in Fig. 10 nach
rechts und links) ausgerichtet. Die optischen Achsen
der anisotropen Materialien 1 und 2 werden durch äußere
Energie, beispielsweise ein elektrisches Feld, verändert.
Das einfallende Licht 5 wird unter den Beugungsindices
der anisotropen Materialien 1 und 2 gebeugt. Im statischen
Zustand, in dem kein elektrisches Feld am Anzeigeelement
anliegt, wird eine Polarisationskomponente 6 des auf die
erste Schicht fallenden Lichtes 5 unter einem außergewöhnlichen
Index n e des anisotropen Materiales 1 gebeugt.
Eine Polarisationskomponente 6′ wird unter einem gewöhnlichen
Index n o des anisotropen Materials 1 gebeugt.
In der zweiten Schicht wird die Polarisationskomponente
6 des einfallenden Lichtes 5 unter einem gewöhnlichen
Index n′ o des anisotropen Materials 2 gebeugt, während
die Polarisationskomponente 6′ unter einem außergewöhnlichen
Index n′ e des anisotropen Materiales 2 gebeugt
wird. Der Beugungswirkungsgrad µ01 des gebeugten Lichtes
der 0-ten Ordnung in der ersten Schicht und der
Beugungswirkungsgrad µ02 des Lichtes in der zweiten
Schicht können durch die folgenden Gleichungen (1)′
und (1)″ wiedergegeben werden:
wobei bedeuten
n g : Der Brechungsindex des transparenten optischen Elementes 2, das das Gitter der ersten Schicht bildet
T: Die Höhe des Gitters der ersten Schicht
n′ g : Der Brechungsindex des transparenten optischen Elementes 2, das die zweite Schicht des Gitters bildet
T′: Die Höhe des Gitters der zweiten Schicht
λ: Die Wellenlänge des einfallenden Lichtes.
n g : Der Brechungsindex des transparenten optischen Elementes 2, das das Gitter der ersten Schicht bildet
T: Die Höhe des Gitters der ersten Schicht
n′ g : Der Brechungsindex des transparenten optischen Elementes 2, das die zweite Schicht des Gitters bildet
T′: Die Höhe des Gitters der zweiten Schicht
λ: Die Wellenlänge des einfallenden Lichtes.
Wenn n = 0 ist, beträgt µ01 = 1. Wenn jedoch n′ = 0
ist, beträgt µ02′ = 1. Wenn Δ nT = mλ (wobei m = 1, 2, 3,..)
ist, beträgt µ01 = 0. Wenn Δ n′T′ = m λ (wobei
m = 1, 2, 3 .. ist) ist, beträgt µ02′ = 0. Mit anderen Worten, wenn
die erste Schicht die Gleichung n o = ng oder n e = n′ g -
erfüllt, verläuft eine der Polarisationskomponenten 6
und 6′ durch die erste Schicht. Die andere wird gemäß
Gleichung (1)′ moduliert. Wenn die zweite Schicht die
Gleichung n′0 = n′ g oder n′ e = n′ g erfüllt, verläuft eine
der Polarisationskomponenten 6 und 6′ durch die zweite
Schicht. Die andere wird gemäß Gleichung (1)″ moduliert.
Wenn ein elektrisches Feld an die anisotropen Materialien
1 und 2 angelegt wird, werden deren optische Achsen geändert,
und die den Polarisationskomponenten 6 und 6′
des einfallenden Lichtes 5 zugeordneten Brechungsindices
werden entsprechend verändert. Mit anderen Worten, das
einfallende Licht 5 wird durch die erste und zweite
Schicht gemäß den Gleichungen (1)′ und (1)″ bei Änderungen
von Δ n moduliert.
Wenn beispielsweise die anisotropen Materialien 1 und 2
aus dem gleichen Material bestehen, sind n e = n′ e und
n 0 = n′0. Wenn die Anfangsbedingungen n g = n′ g = -n 0′ T = T′
und n e -n g · T = m λ existieren, kann der Beugungswirkungsgrad
der ersten und zweiten Schicht für das gebeugte
Licht der 0-ten Ordnung durch Gleichung (1) ausgedrückt
werden. Bei dieser Ausführungsform wird vorausgesetzt,
daß der Brechungsindex des Abstandshalters 4
im wesentlichen = n g ist. Im statischen Zustand durchdringt
die Polarisationskomponente 6′ des einfallenden
Lichtes 5 die erste Schicht. Die Polarisationskomponente
6 wird jedoch gemäß Gleichung (1) gebeugt, so daß µ0 = 0
ist. Das Licht der 0-ten Ordnung wird nicht von der
ersten Schicht abgegeben und wird zu Lichtkomponenten
höherer Ordnung. Diese Komponenten werden von der ersten
Schicht als gebeugte Komponente abgegeben. In der zweiten
Schicht wird bei der Polarisationskomponente 6′ gemäß
Gleichung (1) µ0 = 0. Licht der 0-ten Ordnung wird gebeugt,
und die gebeugten Komponenten höherer Ordnung
werden von der zweiten Schicht abgegeben. Die Polarisationskomponente
6 durchdringt die zweite Schicht. Daher
werden keine Lichtkomponenten 0-ter Ordnung vom
Anzeigeelement dieser Ausführungsform abgegeben.
Wenn ein vorgegebenes elektrisches Feld angelegt wird,
um die optischen Achsen (Ausrichtungsrichtung) der
Flüssigkristalle 1 und 2 in einer Richtung senkrecht zur
Gitteroberfläche zu orientieren, d. h. in Fortpflanzungsrichtung
des einfallenden Lichtes 5, werden die Polarisationskomponenten
6 und 6′ des einfallenden Lichtes 5
unter den gewöhnlichen Indices n 0 der Flüssigkristalle
1 und 2 in der ersten und zweiten Schicht gebeugt. Das
einfallende Licht 5 durchdringt das Anzeigeelement und
wird als Licht 0-ter Ordnung abgegeben.
Eine Modulation des Objektlichtes kann durch das Anlegen/
Entfernen des elektrischen Feldes ohne die
Verwendung von Polarisationsplatten o. ä. durchgeführt
werden.
Bei dem in Fig. 10 dargestellten Anzeigeelement ist die
Richtung der Ausrichtung in den Gittern der entsprechenden
Schichten die gleiche. Die Ausrichtungsrichtungen der
Gitter der entsprechenden Schichten sind jedoch nicht auf
eine Richtung beschränkt. Jedes Gitter besitzt eine
dreieckförmige Gestalt. Wie in Fig. 11 gezeigt, kann das
Gitter jedoch auch eine rechteckförmige oder sinusförmige
Gestalt aufweisen. Die gewünschte Funktion kann unabhängig
von der Gitterform erreicht werden. Wenn die Dreiecksform
des Gitters durch eine Rechteckform ersetzt wird, wird
der durch Gleichung (1) wiedergegebene Beugungswirkungsgrad
durch Gleichung (2) ersetzt.
Desweiteren können die entsprechenden Gitter unterschiedliche
Formen besitzen. Die Gitterform wird hinsichtlich
einer einfachen Durchführbarkeit, der technischen Spezifikation
u. ä. bestimmt.
Die Fig. 12A bis 12C zeigen die grundlegenden Anordnungen
von Anzeigeelementen, die über ein elektrisches Feld
gesteuert werden. In jedem Element sind zwei übereinander
angeordnete Gitter ausgebildet. Beim Anzeigeelement der
Fig. 12A besitzen transparente optische Elemente 4 jeweils
dreieckförmige Gitter. Die transparenten optischen
Elemente 4 sind über einen ebenen transparenten Abstandshalter
9 geringfügig voneinander im Abstand angeordnet.
Anisotrope Materialien 1 und 2 sind in die Räume zwischen
den transparenten optischen Elementen 4 eingefüllt.
Transparente Elektroden 3 zum Steuern der Eigenschaften
der anisotropen Materialien 1 und 2 sind entlang den
Gittern der transparenten optischen Elemente 4 ausgebildet.
Beim Anzeigeelement der Fig. 12B ist ein Gitter auf der
Innenfläche von einem der transparenten optischen Elemente
4 ausgebildet, und ein auf einem transparenten Abstandshalter
9 ausgebildetes Gitter liegt dem anderen
transparenten optischen Element 4 ohne Gitter gegenüber.
Die zwischen die transparenten optischen Elemente
4 gefüllten anisotropen Materialien 1 und 2 sind in obere
und untere Schichten unterteilt. Die transparenten
Elektroden 3 sind jeweils auf den Innenflächen der transparenten
optischen Elemente 4 ausgebildet. Im Anzeigeelement
der Fig. 12C ist ein Paar von transparenten
optischen Elementen 4 mit ebenen transparenten Elektroden
3 auf ihren Innenflächen durch einen transparenten
Abstandshalter 9, der auf beiden Hauptflächen Gitter aufweist,
im Abstand voneinander angeordnet. Anisotrope
Materialien 1 und 2 sind zwischen die transparenten
optischen Elemente 4, zwischen denen sich der transparente
Abstandshalter 9 befindet, gefüllt.
Die Fig. 12D und 12E zeigen im wesentlichen die
gleiche grundlegende Anordnung wie die Fig. 10 und 11.
Beim Anzeigeelement der Fig. 12D wird anstelle des
Abstandshalters 9 ein transparentes Heizelement 90 verwendet,
um die anisotropen Materialien 1 und 2 in obere und untere
Schichten zu unterteilen. Beim Anzeigeelement der
Fig. 12E findet anstelle der transparenten Elektroden
3 der Fig. 12B ein transparentes Heizelement 90
Verwendung.
Die Ausführungsform der Fig. 12 besteht aus einem oberem
und einem unteren Anzeigeelement, die jeweils mit ei-
Gitter versehen sind. Anisotrope Materialien 1 und 2 sind
jeweils in das obere und untere Anzeigeelement eingefüllt
und besitzen unterschiedliche optische Achsen. Die Gitter
sind jeweils auf den Innenflächen der transparenten
optischen Elemente 4 der Anzeigeelement ausgebildet. Ein
elektrisches Feld wird an die transparenten Elektroden 3
angelegt, die auf den Elementen 4 ausgebildet sind, um auf
diese Weise die optischen Achsen der anisotropen Materialien
1 und 2 zu steuern.
Hiernach wird das Funktionsprinzip der vorstehend beschriebenen
Anzeigeelemente und ein Verfahren zur Herstellung
des Anzeigeelementes der Fig. 12A beschrieben.
Fig. 13 zeigt Schritte bei der Herstellung des Anzeigeelementes
der Fig. 12A. Flüssigkristalle 10 und 10′ mit
unterschiedlichen Ausrichtungsrichtungen sind in den
Fig. 13A bis 13D gezeigt. Gleiche Bezugszeichen wie in
Fig. 1 bezeichnen gleiche Teile der Fig. 13A bis
13D.
Beide Hauptflächen eines transparenten Substrates 4 aus
PBMA-Harz (37 × 26 × 1 mm3 und n g = 1,56) wurden zu
transparenten Flächen bearbeitet. Ein dreieckförmiges Gitter
wurde vollständig auf eine der Hauptflächen des
Substrates 4 mit einem Gitterabstand von 3 µm und einer
Tiefe von 2,4 mm geprägt, wie in Fig. 13A gezeigt.
Danach wurde ein 1000 Å dicker ITO-Film 3 auf der gesamten
Oberfläche des Gittersubstrates 4 ausgebildet.
Indem die gleichen Vorgänge durchgeführt wurden wie bei
Fig. 13A, wurde ein anderes transparentes PBMA-Substrat
4 mit dem in Fig. 13B gezeigten Anzeigemuster hergestellt.
Ein 5 µm dicker Teflon-Abstandshalter 9 mit einer
oberen und unteren Fläche, die in entgegengesetzte
Richtungen gerieben worden waren (Fig. 13C), wurde
zwischen den beiden transparenten PBMA-Substraten 4 angeordnet.
Positive dielektrische Flüssigkristallmaterialien
MBBA (n 0 = 1,56 und n e = 1,786) 10 und 10′ wurden in die
zwischen der Oberfläche der oberen Elektrode 3 und der
Oberfläche des Abstandshalters 9 und zwischen die Oberfläche
der unteren Elektrode 3 und die untere Fläche
des Abstandshalters 9 gefüllt, wodurch das in Fig. 13D
dargestellte Anzeigeelement hergestellt wurde.
Ein Verfahren zur Herstellung des Anzeigeelementes der
Fig. 12C wird nachfolgend beschrieben. Rechteckförmige
Gitter (Fig. 14) mit einem Gitterabstand von 3 µm und
einer Tiefe von 1,8 µm in beiden Oberflächen eines
transparenten PMMA-Harzfilmes 26 (der als Abstandshalter
diente) durch Einsatz einer Rechteckwellen-Heißwalze
ausgebildet. Die Gitter auf der oberen und unteren
Fläche des Filmes 26 verliefen senkrecht zueinander.
Beide Oberflächen von 2 PK7 Substraten (37 × 26 × 1 mm3 und
n g = 1,49) wurden zu transparenten ebenen Flächen poliert.
1000 Å dicke ITO-Filme wurden jeweils auf der gesamten
Fläche eines Substrates und auf der Oberfläche des
anderen Substrates in der Form eines Musters, das in Fig. 13B
gezeigt ist, ausgebildet. Danach wurden die beiden
PK7 Substrate im Abstand voneinander angeordnet, so daß
die ITO-Filme einander gegenüberlagen. Dann wurde ein
mit Gittern versehener Film 26 zwischen den PK7 Substraten
angeordnet. Ein positives dielektrisches Flüssigkristall
ZLI-2141-000 (erhältlich von der Firma Merck & Co., Inc.)
mit n 0 von 1,49 und n e von 1,64 wurde zwischen das obere
PK7 Substrat und das Gitter des Filmes 26 und zwischen das
untere PK7 Substrat und das Gitter eingefüllt, und das
Flüssigkristall wurde unter Druckaufbringung entlang den
Rillen der Gitter orientiert. Die Achse der oberen
Flüssigkristallschicht verlief senkrecht zur Achse der unteren
Flüssigkristallschicht.
Die Anzeigeelemente der Fig. 10 bis 14 sind für die
Anzeigevorrichtung in den Suchern gemäß den Fig. 5
und 6 geeignet, um eine wirksame Modulation des Objektlichtes
und eine monochromatische und Farbanzeige mit
hohem Kontrast zu bewirken.
Bei den in den Fig. 1 bis 9 sowie den Fig. 10 bis
14 dargestellten Anzeigeelementen handelt es sich bei
dem Flüssigkristall vorzugsweise um ein Material mit
veränderlichem Brechungsindex unter Berücksichtigung
der Differenz zwischen dem außergewöhnlichen und gewöhnlichen
Index n e und n 0 und dem Antriebsenergieniveau.
Bei den in den Fig. 10 bis 14 dargestellten Anzeigeelementen
müssen die anisotropen Materialien nicht abwechselnd
angeordnet sein. Beispielsweise müssen die
Flüssigkristalle o. ä. nicht unter Verwendung eines dünnen
Abstandshalters abwechselnd eingefüllt sein. Diese Anzeigeelemente
können vielmehr im Vergleich zu den Elementen gemäß
Fig. 1 in einfacher Weise hergestellt werden. Da bei
den Elementen der Fig. 10 bis 14 eine Anzeige unter
Verwendung von übereinander angeordneten Beugungsgittern
durchgeführt wird, müssen die Muster des oberen und unteren
Beugungsgitters genau ausgerichtet sein. Ist dies nicht
der Fall, treten Musterfehler auf. Wenn insbesondere eine
Vielzahl von Anzeigeelementen verwendet wird, wie in Fig. 12F
gezeigt, müssen die übereinander gelagerten Beugungsgitter
im Hinblick auf einen günstigen Energieverbrauch,
beispielsweise ein elektrisches Feld, eng beieinander angeordnet
sein. Selbst bei den einzelnen Anzeigeelementen,
die jeweils eine Vielzahl von Beugungsgittern aufweisen,
wie in den Fig. 12A bis 12E gezeigt, muß der Abstand
zwischen den Beugungsgittern und den Dicken des Abstandshalters
und des Substrates minimal gehalten werden.
Wenn bei den Anzeigeelementen der vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen das Flüssigkristall als Material mit
veränderlichem Brechungsindex verwendet wird, ist die
Orientierung der Flüssigkristallmoleküle von großer Bedeutung.
Es ist bekannt, daß ein Flüssigkristall (insbesondere
ein nematisches Flüssigkristall) durch ein
Mikromuster, beispielsweise ein erfindungsgemäß ausgebildetes
Gitter, orientiert werden kann. Um verschiedenen
Spezifikationen, beispielsweise der Antriebsenergie
(d. h. einem elektrischen Feld) und der Ansprechzeit des
Elementes, gerecht zu werden, wird der Gitterabstand des
ersten und zweiten Materials, die das Gitter bilden, verändert,
ein anderes Gitterherstellverfahren verwendet
und/oder eine Molekularorientierungsbehandlung, beispielsweise
ein Reibvorgang oder eine Querabscheidung,
durchgeführt, um auf diese Weise einen optimalen
Orientierungsumstand zu erhalten.
Wenn unter Berücksichtigung der Orientierungsfunktion
des Gitters die Orientierungsrichtung der oberen und
unteren Flüssigkristallschicht senkrecht zueinander
verlaufen, sind die Rillen des Gitters vorzugsweise
senkrecht zueinander angeordnet.
Da die erfindungsgemäß ausgebildeten Anzeigeelemente in
den Suchern keine Polarisationseigenschaften besitzen,
können Polarisationsplatten in Fortfall kommen. Im anzeigefreien
Zustand kann das Objektlicht mit hoher Durchlässigkeit
jedes Anzeigeelement durchdringen. Wenn jedoch eine
fotografische Information angezeigt wird, kann deren
Muster im Sucher mit hohem Kontrast angezeigt werden.
Die entsprechenden, als Vorsichtsmaßnahme dienenden Muster
und fotografischen Informationen können jederzeit an einer
beliebigen Stelle innerhalb und außerhalb des Rahmens des
Suchers angezeigt werden, während die Größe und Helligkeit
des Beobachtungsfeldes aufrechterhalten wird.
Unter Ausnutzung der Wellenlängenselektivität des Gitters,
d. h. des Beugungsgitters, kann eine Farbanzeige im Sucher
verwirklicht werden, ohne ein Farbfilter o. ä. verwenden
zu müssen.
Verschiedene Anzeigeschemen können Verwendung finden. Beispiele
hierfür sind ein Schema zum Anzeigen eines vorgegebenen
Anzeigemusters über einen statischen Antrieb, ein
Schema zum Anzeigen eines gewünschten Musters an einer
beliebigen Stelle über einen Matrixantrieb, beispielsweise
die Anzeige von Ziffern mit 7-Segment-Anzeigeelementen,
o. ä.
Erfindungsgemäß wird somit eine Anzeigevorrichtung in einem
Sucher vorgeschlagen, die ein Beugungsgitter umfaßt,
dessen Form an einer Grenzfläche zwischen einem ersten und
einem zweiten Material bestimmt wird. Mindestens ein Material
besitzt einen veränderlichen Brechungsindex für das
von einem zu fotografierenden Objekt reflektierte Licht.
Die Anzeigevorrichtung umfaßt desweiteren eine Steuereinrichtung
zum Ändern des Brechungsindex des ersten und/oder
zweiten Materiales, wobei die Steuereinrichtung bewirkt,
daß das Licht vom Objekt das Beugungsgitter in einem ersten
Zustand nahezu vollständig passiert und vom Beugungsgitter
in einem zweiten Zustand teilweise gebeugt wird.
Claims (38)
1. Anzeigevorrichtung in einem Sucher, gekennzeichnet
durch:
Ein Beugungsgitter, das in einer optischen Bahn von
von einem zu fotografierenden Objekt ausgehendem Licht
(5) angeordnet ist, wobei die Form des Beugungsgitters
im wesentlichen durch eine Grenzfläche zwischen einem
ersten und zweiten Material (1, 2) bestimmt wird und
mindestens eines dieser Materialien ein Material mit
veränderlichem Brechungsindex ist, dessen Brechungsindex
relativ zu dem vom Objekt ausgehenden Licht (5)
veränderlich ist; und
eine Steuereinrichtung zum Verändern des Brechungsindex
des Materiales (1, 2) mit veränderlichem Brechungsindex,
die in der Lage ist, den Brechungsindex des entsprechenden
Materiales so zu verändern, daß das vom Objekt
stammende Licht (5) das Beugungsgitter in einem ersten
Zustand im wesentlichen einfach durchdringt und ein Teil
des vom Objekt ausgehenden Lichtes durch das Beugungsgitter
in einem zweiten Zustand zur Anzeige eines Musters
gebeugt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Beugungsgitter ein Phasen-
Beugungsgitter umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Beugungsgitter ein rechteckiges
Reliefmuster umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Beugungsgitter ein Reliefmuster
mit Neigung umfaßt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Beugungsgitter an einer Stelle
angeordnet ist, die zu einem Objektbild im Sucher oder
einer Fokussierposition des Objektbildes optisch
konjugiert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Beugungsgitter in der Nähe eines
Fokussierelementes (13) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Material (1, 2) mit veränderlichem
Brechungsindex ein Flüssigkeitskristall umfaßt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flüssigkeitskristall ein nematisches
Flüssigkeitskristall mit positiver dielektrischer Eigenschaft
umfaßt und daß das Flüssigkeitskristall in einer Richtung im
wesentlichen senkrecht zur Ausrichtungsrichtung des
Beugungsgitters im ersten Zustand und in einer Richtung
parallel zur Ausrichtungsrichtung des Beugungsgitters
im zweiten Zustand orientiert ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung
zum Anlegen eines elektrischen Feldes an das
Flüssigkristall aufweist.
10. Vorrichtung nach anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flüssigkristall in Richtung
der Rillen des Beugungsgitters im zweiten Zustand
orientiert ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flüssigkristall ein nematisches
Flüssigkristall mit negativer dielektrischer Eigenschaft
umfaßt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flüssigkristall ein ferrodielektrisches
Flüssigkristall umfaßt.
13. Anzeigevorrichtung in einem Sucher, gekennzeichnet
durch:
Ein Beugungsgitter, das in einer optischen Bahn von
von einem zu fotografierenden Objekt ausgehenden Licht
(5) angeordnet ist und dessen Form im wesentlichen durch
eine Grenzfläche zwischen einem ersten und zweiten Material
(1, 2) bestimmt ist, wobei die Richtung der
optischen Achsen des ersten und zweiten Materiales
veränderlich sind; und
eine Steuereinrichtung zum Ändern der Richtung der
optischen Achsen des ersten und zweiten Materiales
(1, 2), die in der Lage ist, die Richtungen der optischen
Achsen des ersten und zweiten Materiales (1, 2) so zu
ändern, daß das vom Objekt ausgehende Licht das
Beugungsgitter in einem ersten Zustand im wesentlichen
einfach passiert und ein Teil des Lichtes vom Objekt
durch das Beugungsgitter in einem zweiten Zustand zur
Anzeige eines Musters gebeugt wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die optischen Achsen
des ersten und zweiten Materiales (1, 2) im ersten
Zustand in einer Richtung orientiert und im zweiten Zustand
im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste und zweite Material
ein Flüssigkristall (24) umfaßt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß eine transparenter Abstandshalter
(9) zwischen dem ersten und zweiten Material
(1, 2) angeordnet ist, der eine Form besitzt, die der
des Beugungsgitters entspricht.
17. Anzeigevorrichtung in einem Sucher, gekennzeichnet
durch:
Ein erstes und zweites Beugungsgitter, die in einer
optischen Bahn von von einem zu fotografierenden Objekt
ausgehendem Licht (5) übereinander angeordnet sind und
deren Form im wesentlichen durch Grenzflächen zwischen
transparenten Elementen (4) und Materialien (1, 2) mit
veränderlichem Brechungsindex bestimmt wird, wobei das
Material mit veränderlichem Brechungsindex optisch
anisotrop sein kann; und
eine Steuereinrichtung zum Ändern der Brechungsindices
der Materialien (1, 2) mit veränderlichem Brechungsindex
des ersten und zweiten Brechungsgitters, die in der Lage
ist, die Brechungsindices der Materialien mit veränderlichem
Brechungsindex so zu steuern, daß das vom Objekt
ausgehende Licht (5) das erste und zweite Beugungsgitter
in einem ersten Zustand im wesentlichen einfach passiert
und ein Teil des Lichtes vom Objekt vom ersten und zweiten
Beugungsgitter in einem zweiten Zustand zur Anzeige
eines Musters gebeugt wird.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste und zweite
Beugungsgitter in zwei unterschiedlichen Ebenen angeordnet
sind, die im wesentlichen senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung
des vom Objekt ausgehenden Lichtes
(5) angeordnet sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste und zweite
Beugungsgitter Phasen-Beugungsgitter umfassen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste und zweite
Beugungsgitter rechteckige Reliefmuster umfassen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beugungsgitter Reliefmuster
umfassen, die jeweils eine Neigung aufweisen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste und zweite
Beugungsgitter eine identische Rillenausrichtungsrichtung
aufweisen.
23. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rillenausrichtungsrichtungen
des ersten und zweiten Beugungsgitters
im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen.
24. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß Vorsprünge des ersten
und zweiten Beugungsgitters entlang einer Richtung
orientiert sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß Vorsprünge des ersten
und zweiten Beugungsgitters einander gegenüberliegen.
26. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Materialien mit veränderlichem
Brechungsindex ein Flüssigkristall
umfassen.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flüssigkristall
ein nematisches Flüssigkristall mit positiven
dielektrischen Eigenschaften umfaßt.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flüssigkristall
ein nematisches Flüssigkristall mit negativen
dielektrischen Eigenschaften umfaßt.
29. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flüssigkristall
ein ferrodielektrisches Flüssigkristall umfaßt.
30. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung
die Brechungsindices der Materialien mit veränderlichem
Brechungsindex des ersten und zweiten Beugungsgitters
unabhängig voneinander steuert.
31. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung
die Brechungsindices der Materialien mit veränderlichem
Brechungsindex des ersten und zweiten Beugungsgitters
gleichzeitig steuert.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung
ein Paar von transparenten Elektroden (3) aufweist,
die so angeordnet sind, daß sie das erste und zweite
Beugungsgitter zwischen sich aufnehmen.
33. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste und zweite
Beugungsgitter in der Nähe einer fokussierten Position
eines Objektbildes oder in damit optisch konjugierten
Positionen angeordnet ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste und zweite
Beugungsgitter in der Nähe einer Fokussierblende (13)
angeordnet sind.
35. Anzeigevorrichtung in einem Sucher, gekennzeichnet
durch:
Ein Beugungsgitter, das in einer optischen Bahn von von
einem zu fotografierenden Objekt ausgehendem Licht
(5) angeordnet ist und dessen Form im wesentlichen
durch eine Grenzfläche zwischen einem transparenten Element
(4) und einem Material (1, 2) mit veränderlichem
Brechungsindex bestimmt wird, wobei das Beugungsgitter
mit einem Bereich versehen ist, der der Form eines anzuzeigenden
Musters entspricht; und
eine Steuereinrichtung zum Verändern des Brechungsindex
des Materiales (1, 2) mit veränderlichem Brechungsindex,
die in der Lage ist, den Brechungsindex des Materiales
mit veränderlichem Brechungsindex so zu steuern, daß
das vom Objekt ausgehende Licht (5) das Beugungsgitter
in einem ersten Zustand im wesentlichen einfach passiert
und daß ein Teil des Lichtes vom Objekt durch das
Beugungsgitter in einem zweiten Zustand zur Anzeige des
Musters gebeugt wird.
36. Anzeigevorrichtung in einem Sucher, gekennzeichnet
durch:
Ein Beugungsgitter, das in einer optischen Bahn von von
einem zu fotografierenden Objekt ausgehendem Licht (5)
angeordnet ist und dessen Form im wesentlichen durch
eine Grenzfläche zwischen einem transparenten Element
(4) und einem Material (1, 2) mit veränderlichem
Brechungsindex bestimmt wird; und
eine Steuereinrichtung zum Verändern des Brechungsindex
des Materiales (1, 2) mit veränderlichem Brechungsindex,
die eine transparente Elektrode (3) eines vorgegebenen
Musters aufweist, wobei dieses vorgegebene Muster im
wesentlichen mit der Form eines anzuzeigenden Musters
übereinstimmen kann, und die in der Lage ist, an die
transparente Elektrode (3) angelegte elektrische Energie
so zu ändern, daß das vom Objekt ausgehende Licht das
Beugungsgitter in einem ersten Zustand im wesentlichen
einfach passiert und ein Teil des Objektlichtes vom
Beugungsgitter in einem zweiten Zustand zur Anzeige
des vorgegebenen Musters gebeugt wird.
37. Anzeigevorrichtung in einem Sucher, gekennzeichnet
durch:
Ein Phasen-Beugungsgitter, das in einer optischen Bahn
von von einem zu fotografierenden Objekt ausgehendem
Licht (5) angeordnet ist; und
eine Steuereinrichtung zum Steuern einer dem Objektlicht
durch das Beugungsgitter verliehenen Phasendifferenz,
die in der Lage ist, die Phasendifferenz in einem ersten
Zustand im wesentlichen 0 zu stellen und einen Teil
des Objektlichtes in einem zweiten Zustand um eine vorgegebene
Phasendifferenz zu beugen, wobei die Beugung des
Objektlichtes gemäß einem vorgegebenen Anzeigemuster
durchgeführt wird und das vorgegebene Anzeigemuster
einem Objektbild überlagert wird, so daß ein Beobachter
das vorgegebene Anzeigemuster und das Objektbild zusammen
visuell beobachten kann.
38. Sucher, gekennzeichnet durch:
Ein Fokussierelement (13);
eine in der Nähe des Fokussierelementes (13) angeordnete
Anzeigevorrichtung, die ein Beugungsgitter und eine
Steuereinrichtung aufweist, wobei die Form des Beugungsgitters
durch eine Grenzfläche zwischen einem transparenten
Element (4) und einem Material (1, 2) mit veränderlichem
Brechungsindex bestimmt wird und die Steuereinrichtung
in der Lage ist, den Brechungsindex des
Materiales (1, 2) mit veränderlichem Brechungsindex
zu ändern;
eine optische Einrichtung zum Leiten von von einem zu
fotografierenden Objekt ausgehendem Licht in Richtung
auf ein Okular (16) über das Fokussierelement (13)
und die Anzeigevorrichtung;
wobei die Steuereinrichtung in der Lage ist, den
Brechungsindex des Materiales (1, 2) mit veränderlichem
Brechungsindex so zu verändern, daß das Objekt-licht
das Beugungsgitter in einem ersten Zustand im wesentlichen
einfach passiert und ein Teil des Objektlichtes
vom Beugungsgitter in einem zweiten Zustand zur
Erzeugung eines vorgegebenen Musters gebeugt wird, so daß
auf diese Weise ein Beobachter gleichzeitig das vorgegebene
Muster und ein durch das Okular (16) auf das
Fokussierelement (13) projiziertes Objektbild visuell
beobachten kann.
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