DE3788639T2

DE3788639T2 - Verfahren und vorrichtung zur lichtablenkung.

Info

Publication number: DE3788639T2
Application number: DE3788639T
Authority: DE
Inventors: Yuri Owechko
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1986-08-25
Filing date: 1987-07-20
Publication date: 1994-07-28
Anticipated expiration: 2007-07-21
Also published as: IL83326A; EP0278968A1; ES2005270A6; JPH01500697A; WO1988001753A1; EP0278968B1; IL83326A0; DE3788639D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf die Charakterisierung und Verarbeitung von optischen Strahlen und insbesondere auf ein System und Verfahren zum Ablenken von Licht für die Umsetzung des räumlichen Intensitätsspektrums eines Lichtstrahls in eine lagemäßige Kartographierung bzw. Abbildung oder auf die Realisierung eines Schaltmechanismus.
Die Verteilung der optischen Intensitäten über bzw. quer zu einem einzigen Lichtstrahl oder eine Reihe von getrennten Lichtstrahlen kann die Basis für optische Berechnung und logische Verarbeitung dadurch bilden, daß zuerst die Verteilung von Lichtintensitäten in eine positionsmäßige Abbildung umgewandelt wird und dann das Signal bei jeder unterschiedlichen Position einer Verarbeitung unterzogen wird, um die gewünschte Berechnung oder Verarbeitung durchzuführen. Der Querschnitt eines Lichtstrahls 2 kann als eine Ansammlung einer großen Anzahl von Bildelementpositionen 4 betrachtet werden, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Da das Muster der Lichtintensität bei jeder unterschiedlichen Bildelementposition an beliebiger anderer Stelle an dem System abgebildet oder kartographiert werden kann, kann dieses Muster als ein System zur Informationskodierung herangezogen werden. Bei vielfältigen Berechnungs- und logischen Verarbeitungszwecken ist es wünschenswert, die verschiedenen Bildelemente anhand ihrer jeweiligen optischen Intensitätspegel anstatt anhand ihrer räumlichen Positionen innerhalb des Strahls zu gruppieren. Anders ausgedrückt ist es wünschenswert, imstande zu sein, das räumliche Intensitätsmuster des Strahls 2 in eine positionsmäßige Abbildung bzw. Kartographierung 6 umzuwandeln, bei der alle Bildelemente, die eine gemeinsame optische Intensität besitzen, bei einer gemeinsamen Position in einem Distanzspektrum aufgetragen werden. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 1 wird für einen einfachen speziellen Fall angenommen, daß die optischen Intensitätspegel in eine begrenzte Anzahl von diskreten Pegeln gruppiert sind, statt sich über ein Kontinuum von Intensitäten zu erstrecken. Daher kann der Abbildungsprozeß eine Anzahl von diskreten Spitzen 8 ergeben, die durch einen positionsmäßigen Abstand getrennt sind, wobei die Höhe jeder Spitze sich in Abhängigkeit von der Anzahl von Bildelementen verändert, die eine optische Intensität besitzen, die der Position der Spitze entsprechen. Diese Darstellung wird als Histogramm bezeichnet. Wenn separate eingegebene Lichtstrahlen dargeboten werden, wie etwa bei diskreten optischen Phasen, kann es in gleicher Weise wünschenswert sein, die getrennten Strahlen zwischen verschiedenen Ausgangspositionen in Übereinstimmung mit ihren Intensitäten umzuschalten.
Ein System, das die gewünschte Abbildung der Intensität auf die Position erreicht und dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, ist in der US-PS 4 351 589 beschrieben. Das Patent offenbart den Einsatz von Flüssigkristallen für die Erzeugung von variablen Gittern, die einfallendes Licht in variablen Beträgen in Abhängigkeit von der Gitterperiode bzw. Gitterteilung beugen. Die optischen Intensitäten an den unterschiedlichen Positionen in einem eingangsseitigen Lichtstrahl steuern die Gitterperiode an entsprechenden Positionen in dem Flüssigkristallmedium. Die variablen Gitter wurden eingesetzt, um die räumliche Intensitätsverteilung innerhalb des eingangsseitigen Strahls in eine positionsmäßige Abbildung von Intensitäten umzuwandeln, aus denen die gewünschte Berechnung und logischen Funktionen erzielt werden können. Anwendungen dieser mit variablem Gittermodus (VGM = variable grating mode) arbeitenden Einrichtung sind in einem Artikel von B. H. Soffer et al.: "Optical Computing With Variable Grating Mode Liquid Crystal Devices", 1980 International Optical Computing Conference, SPIE Band 232, Seiten 128 bis 136, offenbart.
Auch wenn die in dem Patent offenbarte, mit variablem Gitter arbeitende Einrichtung die Verarbeitung von optischen Daten und Bildern sowie optische Logik und Berechnung erleichtert, besitzt sie in ihrem derzeitigen Entwicklungszustand etwas langsame Ansprechzeiten und arbeitet lediglich bei niedrigen zeitlichen Frequenzen.
Es wurde ein Artikel veröffentlicht, der einen einzigen prismatischen Keil aus Flüssigkristallen offenbart, über den eine variable Spannung zur Ablenkung eines Lichtstrahls angelegt wird, M. A. Muriel und J. A. Martin-Pereda: "Digital Light Beam Deflector with Liquid Crystals", 1980 European Conference on Optical Systems and Applications (Utrecht), SPIE Band 236, Seiten 386 bis 388. Die Größe der Ablenkung, der ein Lichtstrahl nach Durchlaufen des Keils unterliegt, soll nach den Ausführungen von der angelegten Spannung abhängen. Jedoch wurde das Licht beim Durchgang durch den Keil einer großen Menge an Streuung unterzogen, und die offenbarte einzige Zelle war beim Einsatz nicht geeignet für die Abbildung der Intensität auf die Position. Die Ansprechzeit war gleichfalls langsam.
Bei einem technologisch ähnlichen Ansatz wurde ein Versuch zur Steuerung der Brennweite einer Linse mit Hilfe einer angelegten Spannung eingesetzt. Dies war in einem Artikel von Susumu Sato: "Liquid-Crystal Lens-Cells with Variable Focal Length", Japanese Journal of Applied Physics, Band 18, Nr. 9, September 1979, Seiten 1679 bis 1684, beschrieben. Bei diesem Ansatz wurden Flüssigkristallzellen, die ähnlich wie eine plankonvexe Linse oder eine plankonkave Linse geformt waren, vorbereitet. Elektrische oder magnetische Felder wurden an die Linsenzelle zur Veränderung ihrer Brennweite angelegt. Die Autoren fanden übermäßige Lichtstreuung und schlechte Ansprechzeit aufgrund der Dicke der Flüssigkristallzelle.
Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten, mit dem Stand der Technik verknüpften Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Lichtablenkung zu schaffen, das zur Abbildung der räumlichen optischen Intensitäten innerhalb eines einzigen Lichtstrahls oder einer Reihe von Lichtstrahlen auf eine positionsmäßige Anordnung oder zum Umschalten zwischen Lichtstrahlen mit einer Ansprechzeit, die schneller als die bei dem Stand der Technik zur Verfügung gestellte Ansprechzeit ist, bereitzustellen, ohne daß übermäßige Lichtstreuung auftritt, und wobei eine verbesserte zeitliche Frequenzantwort erreicht wird.
Diese Aufgaben werden mit der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, gelöst, und zwar durch Bereitstellen einer Anordnung von Spannungsgradientenmodulen, wobei jedes Modul eine Schicht aus elektrooptischem Material wie etwa Flüssigkristallen und eine Einrichtung zum Schaffen eines variablen räumlichen Spannungsgradienten und eines elektrischen Felds an dem Material in einer Richtung aufweist, die quer zu dem eingangsseitigen Licht verläuft. Die Spannungsgradienten und Felder von jeweiligen Modulen werden in Übereinstimmung mit den optischen Intensitäten an entsprechenden Positionen in dem eingangsseitigen Licht variiert. Die Module arbeiten primär mittels eines beugenden Vorgangs, um optische Ausgangssignale zu erzeugen, die sich in der Richtung in Abhängigkeit von dem Spannungsgradienten der Module und den Feldveränderungen verändern, wodurch die eingangsseitigen optischen Intensitäten der Module auf die Richtungen ihrer optischen Richtungen kartographiert bzw. abgebildet werden. Eine in dem Ausgangspfad befindliche Linse fokussiert die richtungsmäßig abgebildeten Ausgangssignale der Module auf eine positionsmäßige Abbildung der eingegebenen Lichtintensitäten in der Brennebene der Linse. Die Verteilung der verarbeiteten eingangsseitigen Lichtintensitäten wird in der Bildebene der Linse rekonstruiert.
Die Spannungsgradienten und Felder werden durch die Interaktion zwischen einer Anordnung von fingerförmig ineinander verzahnten Elektroden auf einer Seite der elektrooptischen Schicht und einer Gegenelektrode auf der anderen Seite der Schicht erzeugt, die entweder eine planare Elektrode oder eine zweite Anordnung von fingerförmig ineinander verzahnten Elektroden sein kann. Spannungen werden an die Elektroden auf jeder Seite der elektrooptischen Schicht angelegt, um die gewünschten räumlichen Spannungsgradienten durch die Schicht bereitzustellen.
Die Erfindung kann in einer Vielzahl von spezifischen Anwendungen eingesetzt werden. Diese enthalten ein reflektierendes Lichtventil aus Flüssigkristall, ein durchlassendes Lichtventil aus Flüssigkristall und einen optischen Schalter, der zur Umschaltung einer Matrix aus eingangs seitigen Lichtstrahlen zwischen einer Vielzahl von Ausgangspositionen ausgelegt ist. Die Erfindung ist dazu imstande, alle die nicht linearen optischen Funktionen zu erreichen, die in der vorstehend erwähnten US-PS Nr. 4 351 589 beschrieben sind, jedoch mit einer höheren Geschwindigkeit und besseren Auflösung. Die Erfindung ist insbesondere bei Anwendungen für optische Informationsverarbeitung geeignet.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erschließen sich für den Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, wenn diese mit den beigefügten Zeichnungen gemeinsam betrachtet wird, von denen:
Fig. 1 eine erläuternde Darstellung der Abbildung von der Intensität auf die Position zeigt, wie sie vorstehend beschrieben wurde und durch die Erfindung erzielt wird;
Fig. 2 eine seitliche Aufrißansicht einer Linse und eines Strahlendiagramms veranschaulicht, das eines der Prinzipien der Erfindung zeigt, wobei Winkel und Positionen aufeinander abgebildet bzw. kartographiert werden können;
Fig. 3 eine seitliche Aufrißansicht zeigt, die die Spannungsgradientenmodule veranschaulicht, die bei der Erfindung eingesetzt werden;
Fig. 4a eine vereinfachte Schnittansicht zeigt, die eine Elektrodenanordnung zur Schaffung der Spannungsgradienten veranschaulicht;
Fig. 4b eine graphische Darstellung zeigt, die die Spannungsgradienten und Felder wiedergibt, die durch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4a hervorgerufen werden;
Fig. 5 eine vereinfachte Schnittansicht einer weiteren Elektrodenanordnung zeigt;
Fig. 6 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels zeigt, bei dem eingangsseitiges Licht durch ein Lichtventil aus Flüssigkristall durchgelassen wird, um eine positionsmäßige Abbildung zu erhalten;
Fig. 7 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels zeigt, bei dem ein reflektierendes Lichtventil aus Flüssigkristall eingesetzt wird, das separate Eingangs- und Auslesestrahlen zur Erzielung einer positionsmäßigen Abbildung benutzt;
Fig. 8 eine teilweise Draufsicht auf einen Elektrodenabschnitt zeigt;
Fig. 9 und 10 graphische Darstellungen von typischen Verteilungen des Ausgangslichts für zwei unterschiedliche Eingangspegel zeigen; und
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines optischen Schalters zeigt, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Die vorliegende Erfindung macht sich einen neuartigen Mechanismus zur Lichtablenkung für die Erzielung einer positionsmäßigen Abbildung eines räumlichen optischen Intensitätsprofils mit einer nachfolgenden Rekonstruktion des Profils zunutze, wobei eine zwischenliegende richtungsmäßige Abbildung stattfindet. Um die Transformation der zwischenliegenden richtungsmäßigen Abbildung in die abschließende positionsmäßige Abbildung zu veranschaulichen, sind zwei Lichtstrahlen 10 und 12 gezeigt, die auf eine Linse 14 in Fig. 2 gerichtet sind. Jeder Strahl ist kollimiert und belegt eine erhebliche Querschnittsfläche, wie dies für jeden Strahl durch mehrfache Strahllinien angezeigt ist. Solange die Strahlen jedes Strahls parallel sind, werden sie durch die Linse 14 im wesentlichen auf Punkte in der Brennebene 16 der Linse fokussiert. Die lokale Position jedes Strahls in der Brennebene hängt von seiner Richtung relativ zu der optischen Achse der Linse ab. Der Strahl 10, der parallel zu der Achse der Linse verläuft, wird auf einen Punkt entlang dieser Achse fokussiert. Dies trifft für alle Strahlen in dem Strahl 10 einschließlich derjenigen zu, die sich weit entfernt von der Achse der Linse befinden. Da alle Strahlen im Strahl 12 parallel verlaufen, werden sie in gleicher Weise auf einen einzigen Punkt in der Brennebene der Linse fokussiert, auch wenn die Strahlen selbst über einen erheblichen Anteil der Linse verteilt sein können. Der Abstand des Brennpunkts des Strahls von der Achse der Linse verändert sich mit dem Winkel zwischen dem Strahl und der Achse.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die gerade beschriebenen Erscheinungen ausgenutzt, um eine Abbildung von räumlichen Strahlintensitäten auf eine Position bei einem Vorgang mit zwei Schritten zu erzielen. Zunächst wird der Strahl so verarbeitet, daß eine Reihe von kleinen Ausgangsstrahlen erzeugt wird, wobei die Position jedes Ausgangsstrahls einer bestimmten Position in dem Eingangsstrahl entspricht, und die Richtungen der Ausgangsstrahlen den optischen Intensitäten an ihren jeweiligen Positionen in dem eingangsseitigen Strahl entsprechen. Somit werden alle diese Ausgangs strahlen für Positionen gemeinsamer Intensität des eingangsseitigen Strahls folglich parallel und es vergrößert sich der Unterschied in der Richtung zwischen verschiedenen Ausgangsstrahlen, wenn sich der Unterschied zwischen den entsprechenden Intensitäten des eingangsseitigen Strahls vergrößert. In dem zweiten Schritt wird jeder Satz aus den parallelen Ausgangs strahlen auf jeweilige gemeinsame Punkte in der Brennebene der Linse fokussiert, wodurch eine positionsmäßige Verteilung erzeugt wird, die den optischen Intensitäten des eingangsseitigen Strahls entspricht.
Der Mechanismus, der zur Steuerung der Ablenkungen der Ausgangsstrahlen eingesetzt wird, kann konzeptmäßig als ein Muster von separaten Spannungsgradienten-"Modulen" gefaßt werden. Eine Reihe von derartigen Modulen, die für positionsmäßige Abbildung eingesetzt werden können, ist in Fig. 3 dargestellt, bei der die Spannung gegenüber dem Abstand aufgetragen ist. Jedes Modul besitzt einen zugehörigen räumlichen Spannungsgradienten, der quer zu dem Strahl verläuft, und einen zugehörigen Phasengradienten, der seinen entsprechenden Anteil des Strahls um eine Größe ablenkt, die sich mit der Größe des Gradienten verändert. Das physikalische Gerät, das zur Schaffung der Gradienten eingesetzt wird, wird in einem späteren Abschnitt beschrieben.
Drei Bildelemente 18, 20 und 22 des Strahls sind so dargestellt, daß sie in Richtung zu Modulen 24, 26 bzw. 28 gerichtet sind. Das Modul 24 besitzt einen zwischenliegenden Spannungsgradienten, der durch eine Linie 30 angezeigt ist, die sich von einem zwischenliegenden Spannungspegel entlang einer Abstandseinheit quer zu dem Bildelement 18 des eingangsseitigen Strahls neigt. Der Spannungsgradient erzeugt ein elektrisches Feld, das eine Komponente E1 besitzt, die gleichfalls quer zu dem Bildelement 18 liegt, und eine zwischenliegende Größe besitzt. Wenn der Spannungsgradient durch ein elektrooptisches Material geschaffen wird, wird ein Phasengradient erzeugt, der das Bildelement 18 des eingangsseitigen Lichts um einen Winkel A ablenkt, der sich in positivem Verhältnis zu der Größe des Gradienten verändert. Wenn eine Anordnung von kleinen Modulen eingesetzt wird, arbeiten diese in einer Weise, die analog zu einem aufleuchtenden bzw. markierten Gitter (blazed grating) ist, wobei das einfallende Licht in eine Fourier-Reihe von diskreten Ablenkungswinkeln abgelenkt wird, wobei die Intensität des abgelenkten Lichts bei einem Winkel A eine Spitze besitzt und sich ausgehend hiervon im wesentlichen progressiv verringert.
Das Modul 26 zeigt einen niedrigeren Spannungsgradienten mit einem proportional niedrigeren elektrischen Feld E2, das quer zu dem eingangsseitigen Bildelement 20 verläuft. Hierdurch wird ein kleinerer Ablenkungswinkel B erzeugt. Das Modul 28 hat auf der anderen Seite einen größeren Spannungsgradienten quer zu seinem eingangsseitigen Bildelement 22. Dies erzeugt ein größeres elektrisches Feld E3 quer zu dem einfallenden Licht und einen entsprechend größeren Ablenkungswinkel C.
Ein physikalischer Aufbau zur Schaffung der räumlichen Spannungsgradienten ist in Fig. 4a dargestellt. Eine Anordnung von fingerförmig ineinander verzahnten Elektroden 30 ist über der Gradientenfläche von einer Gegenelektrode 32 angeordnet, die bei diesem Ausführungsbeispiel eine planare Elektrode ist. Die fingerförmig ineinander verzahnten Elektroden 30 sind flach und vorzugsweise in der Seite langgestreckt. Alternierende Elektroden 34 sind mit einer Seite bzw. einem Anschluß einer Spannungsquelle 36 verbunden, während die dazwischenliegenden Elektroden 38 gemeinsam mit der Gegenelektrode 32 mit der entgegengesetzten Seite bzw. dem anderen Anschluß der Spannungsquelle, der auf Massepotential liegen kann, verbunden sind. Jede der fingerförmig ineinander verzahnten Elektroden ist seitlich von ihren benachbarten Elektroden beabstandet. Ein Widerstandsblatt 40 kann in Kontakt mit jeder der fingerförmig ineinander verzahnten Elektroden vorgesehen sein, um die Spannungsgradienten zwischen diesen zu linearisieren.
Die Spannungsgradienten, die durch die Elektrodenanordnung erzeugt werden, sind in Fig. 4b dargestellt, die vertikal mit Fig. 4a ausgerichtet ist. Die durchgezogenen Linien 42, die sich nach unten und nach rechts neigen, zeigen Spannungsgradienten an, die eine zugeordnete elektrische Feldkomponente E besitzen, die nach rechts gerichtet ist; die durchgezogenen Linien 44, die sich nach unten und nach links neigen, zeigen Spannungsgradienten an, die eine zugeordnete elektrische Feldkomponente E haben, die nach links gerichtet ist. Die durchgezogenen Spannungsgradientenlinien resultieren aus dem Einsatz des Widerstandsblatts 40; Spannungsgradienten, die durch gestrichelt dargestellte, gekrümmte Linien angezeigt sind, treten auf, wenn kein Widerstandsblatt eingesetzt wird.
In Fig. 5 ist ein abgeändertes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem fingerförmig ineinander verzahnte Elektroden 46 und 48 auf beiden Seiten der Spannungsgradientenfläche eingesetzt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind alternierende Elektroden in der oberen Anordnung 46 mit zwei unterschiedlichen Spannungspotentialen entsprechend verbunden und gleichartige Verbindungen sind für die alternierenden Elektroden in der unteren Anordnung 48 hergestellt. Die Richtungen der quer verlaufenden elektrischen Feldkomponenten zwischen den beiden Elektrodenanordnungen sind durch Pfeile angezeigt.
Die Anwendung der Erfindung bei einem durchlässigen Lichtventil aus Flüssigkristall (LCLV = liquid crystal light valve) ist in Fig. 6 gezeigt. Eine fingerförmig ineinander verzahnte Elektrodenanordnung 50 ist auf einer transparenten Glasplatte (nicht gezeigt) auf einer Seite einer Schicht aus nematischen Flüssigkristallen 52 ausgebildet, während eine planare Elektrode 54 auf einer weiteren Glasplatte (nicht gezeigt) auf der anderen Seite der Flüssigkristallschicht ausgebildet ist. Eine Schicht aus photoleitendem Material 56 ist zwischen der planaren Elektrode 54 und der Flüssigkristallschicht 52 angeordnet. Die beiden Sätze der Elektroden bilden eine Vielzahl von kleinen, wiederholten Spannungsgradientenmodulen für die Ablenkung von einfallendem Licht. Ein Spannungsdifferential ist zwischen den ineinander verzahnten Elektroden 50 und der planaren Elektrode 54, beispielsweise durch Anlegen einer Spannung V an jede zweite aus den fingerförmig ineinander verzahnten Elektroden 50 und durch Erden der dazwischenliegenden fingerförmig ineinander verzahnten Elektroden und der planaren Gegenelektrode 54 aufgebaut. Wenn sich ein Flüssigkristallmedium zwischen den Elektroden befindet, wird die Spannung zwischen den beiden Elektroden vorzugsweise, mit ungefähr 10 kHz wechselspannungsangesteuert. Da die photoleitende Schicht 56 bei Fehlen von einfallendem Licht eine sehr hohe Impedanz besitzt, tritt der größte Teil der Spannung zwischen den Elektroden normalerweise entlang dem Photoleiter 56 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel sollten beide Elektroden transparent sein.
Ein einfallender Lichtstrahl 57 ist, wie gezeigt, auf die Unterseite der planaren Elektrode 54 und der photoleitenden Schicht 56 gerichtet. In dem hier benutzten Sinn soll der Ausdruck "Licht" in einem breiten Sinn verstanden werden und eine beliebige elektromagnetische Strahlung umfassen, die dazu imstande ist, durch die hier beschriebenen elektrooptischen Module gebeugt zu werden, und soll nicht nur den sichtbaren Anteil des Spektrums bedeuten. Auch wenn der Strahl 57 in der Praxis kontinuierlich sein könnte, ist er aus Gründen der Einfachheit so dargestellt, daß er vier separate Strahlen bildet. Ein Strahl besitzt eine relativ niedrige optische Intensität, die mit 1 bezeichnet ist, zwei Strahlen haben eine zwischenliegende optische Intensität, die mit 2 bezeichnet ist, und der letzte Strahl besitzt eine relativ hohe optische Intensität, die mit 3 bezeichnet ist.
Wie es gut bekannt ist, wird ein Photoleiter bei dem Vorhandensein von Licht teilweise leitend, wobei das Ausmaß der Leitung sich mit der Intensität des auffallenden Lichts verändert. Weiterhin unterliegen die meisten Photoleiter keiner erheblichen Lichtausbreitung und können mit einer hohen elektrischen Querimpedanz ausgelegt werden. Demgemäß verändert sich die Leitfähigkeit der photoleitenden Schicht in dem Pfad jedes Lichtstrahls in einer positiven Weise mit der Intensität dieses Lichtstrahls. Genauer gesagt wird die Leitfähigkeit der photoleitenden Schicht in der Nähe des Strahls niedriger Intensität relativ niedrig sein, während ihre Leitfähigkeit in der Nachbarschaft der beiden Strahlen mit zwischenliegender Intensität bei einem Zwischenpegel liegt und die Leitfähigkeit des Photoleiters in der Nachbarschaft des Strahls hoher Intensität relativ hoch sein wird. Ein Spannungsteiler ist zwischen jedem Modul des Flüssigkristalls und dem darunter liegenden Abschnitt der photoleitenden Schicht gebildet und der Anteil der Spannungsteiler, der bzw. die den Flüssigkristallen zuzuschreiben sind, verändert sich in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des darunter liegenden Materials des Photoleiters. Folglich wird das Modul, das sich in der Linie mit dem Strahl mit der höchsten Intensität befindet, das größte Spannungsdifferential (Spannungsunterschied) durch die Flüssigkristallschicht (und daher das größte elektrische Feld) unterstützen, während das Modul, das sich in der Linie mit dem Strahl niedrigster Intensität befindet, das geringste Spannungsdifferential unterstützen bzw. zeigen wird.
Ein Muster von Spannungsgradienten, die quer zu den eingangsseitigen Lichtstrahlen liegen, wird somit durch die Flüssigkeitskristallschicht in einer Weise aufgebaut, die gleichartig ist mit derjenigen gemäß Fig. 4b, wobei aber sich die Größe jedes Spannungsgradienten in Abhängigkeit von der Wirkung des Spannungsteilers zwischen dem Flüssigkristall und der darunter liegenden photoleitenden Schicht bei dieser Position verändert. Somit unterliegt beim Durchgang der einfallenden Lichtstrahlen durch die photoleitende Schicht und ihre jeweiligen Module in dem Flüssigkristall der Strahl höchster Intensität der größten Ablenkung, wenn er das Lichtventil verläßt, während der Strahl mit geringster Intensität die kleinste Ablenkung erfährt, wenn er aus seinem jeweiligen Abschnitt des Lichtventils austritt. Die beiden Lichtstrahlen mit gleicher, zwischenliegender Intensität werden jeweils um denselben zwischenliegenden Winkel abgelenkt und treten somit aus ihren jeweiligen Modulen als parallele Strahlen aus.
Diese gesteuerte Ablenkung entspricht der Realisierung des ersten Schritts des vorstehend beschriebenen Abbildungsverfahrens, nämlich demjenigen der Abbildung der räumlichen Verteilung der Lichtintensitäten auf die Richtung von abgegebenen Strahlen.
Eine Linse 58 ist über dem Lichtventil angeordnet, um Licht, das aus diesem austritt, auf seine rückseitige Brennebene 60 zu fokussieren, die auf der Achse 62 der Linse zentriert ist. Da der Lichtstrahl, der der niedrigsten optischen Intensität entspricht, beim Austritt aus dem Sichtventil am geringsten abgelenkt wurde, wird er auf die Brennebene am Punkt 64 fokussiert, der am nächsten bei der Achse der Linse liegt (bei einem praktischen Gerät wird er tatsächlich als eine Reihe von Punkten fokussiert, die einem Fourier-Spektrum entsprechen, wie nachstehend näher beschrieben wird, jedoch wird die Spitze beim Punkt 64 angeordnet sein). Der Strahl, der der höchsten eingegebenen Intensität entspricht, erfährt die größte Ablenkung und wird demzufolge in ähnlicher Weise auf einem Punkt 66 der Brennebene mit einem viel größeren Abstand von der Linsenachse fokussiert. Die beiden Strahlen mit zwischenliegender Intensität verlassen das Lichtventil als parallele Strahlen und werden demgemäß bei einem gemeinsamen zwischenliegenden Punkt 68 auf der Brennebene fokussiert, der zwischen den Punkten 64 und 66 liegt. Folglich werden die optischen Intensitäten bei separaten Pixelpositionen in dem ursprünglich eingegebenen Strahl auf eine positionsmäßige Anordnung kartographiert bzw. abgebildet, bei der der zunehmende Abstand von der Achse der Linse den Bildelementen mit sich vergrößernder optischer Intensität entspricht, unabhängig von den Positionen der Bildelemente in dem eingangsseitigen Strahl. Die ursprüngliche Intensitätsverteilung des eingangsseitigen Lichts wird als ein Phasenbild in der rückseitigen Bildebene der Linse 58 rekonstruiert.
Auch wenn bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Flüssigkristallschicht 52 eingesetzt wird, kann im Prinzip jedes beliebige elektrooptische Material eingesetzt werden. Ein elektrooptisches Material ist als ein solches definiert, bei dem sich sein Brechungsindex mit der Größe eines angelegten elektrischen Felds verändert. Ein nematischer Flüssigkristall, der gegenwärtig sich in häufigem Einsatz befindet, ist bevorzugt, da er die größte Veränderung des Brechungsindex bei relativ kleinen Veränderungen des elektrischen Feldes zeigt, auch wenn sein Ansprechverhalten etwas langsamer als dasjenige vieler anderer Materialien ist. In der Zukunft können "Quantensenken-(quantum well)"-oder ferroelektrische Flüssigkristalleinrichtungen die Möglichkeit eines Ansprechverhaltens bieten, das rascher ist als es gegenwärtig bei herkömmlichen nematischen Flüssigkristallen zur Verfügung steht.
In Fig. 7 ist ein reflektierendes Lichtventil dargestellt, das in gewisser Weise analog einem herkömmlichen reflektierenden Lichtventil aus Flüssigkristall ist, wie es beispielsweise in der US-PS Nr. 3 824 002 von Terry D.
Beard gezeigt ist, die Hughes Aircraft Company, dem Inhaber der vorliegenden Erfindung, zugeordnet ist. Elemente dieser Einrichtung, die mit der durchlassenden Einrichtung gemäß Fig. 6 gemeinsam sind, sind mit den selben Bezugszeichen bezeichnet. Im einzelnen sind die obere, fingerförmig ineinander verschachtelte Elektrodenanordnung 50, die untere planare Elektrode 54, die Schicht aus nematischem Flüssigkeitsmaterial 53 und die photoleitende Schicht 56 beiden Einrichtungen gemeinsam. Zusätzlich ist eine lichtsperrende Schicht 70 unmittelbar oberhalb der photoleitenden Schicht 56 eingefügt und eine reflektierende Einrichtung 72 wie etwa ein dielektrischer oder Metallmatrix-Spiegel ist zwischen der lichtsperrenden Schicht und der Flüssigkristallschicht 52 vorgesehen. Ein eingangsseitiger Lichtstrahl wird an die Unterseite des Aufbaus angelegt, in gleicher Weise wie bei dem durchlässigen Ausführungsbeispiel. Während das eingangsseitige Licht wiederum die Wirkung eines variablen Spannungsteilers mit Bezug zu der photoleitenden und den Flüssigkristallschichten bereitstellt, wird das eingangsseitige Licht durch die Schicht 70 daran gehindert, das Flüssigkristallmaterial zu erreichen. Statt dessen wird ein Ausleselichtstrahl 74 von der Oberseite des Aufbaus durch die transparenten, fingerförmig ineinander verzahnten Elektroden 50 und den Flüssigkristall zu dem darunter liegenden Spiegel 72 gerichtet und wird durch den Flüssigkristall zurück reflektiert, um als Ausgangsstrahlen auszutreten. Die Auslesestrahlen unterliegen zwei Ablenkungen, einmal beim Eintritt und dann wiederum beim Verlassen der Flüssigkristallschicht.
Die Spannungsgradienten und elektrischen Felder quer zu den Auslesestrahlen werden durch die Intensität des eingangsseitigen Strahls an der photoleitenden Schicht, die unmittelbar unterhalb jedes Auslesestrahl liegt, gesteuert. Demgemäß verändert sich die Ablenkung, die jeder Auslesestrahl erfährt, in Abhängigkeit von der Intensität des unmittelbar darunter liegenden eingangsseitigen Strahls, in gleicher Weise wie bei dem durchlässigen Ausführungsbeispiel. Da jedoch jeder Strahl des Auslesestrahls zwei Ablenkungen erfährt, ist die winkelmäßige Aufspreizung zwischen den Ausgangs strahlen größer als bei dem durchlässigen Ausführungsbeispiel, was zu einem noch einfacher aufgelösten Muster in der Brennebene der Linse (nicht gezeigt) in Fig. 7 führt. Sowohl bei Fig. 6 als auch bei Fig. 7 sind lediglich die Ausgangsstrahlen, die nach rechts abgelenkt werden, dargestellt. Spannungsgradienten sind elektrische Felder, die derart orientiert sind, daß sie Ablenkungen in der entgegengesetzten Richtung hervorrufen, sind gleichfalls in dem Flüssigkristall zwischen jedem der dargestellten Strahlen aufgebaut. Diese Spannungsgradienten erzeugen eine positionsmäßige Abbildung auf der linken Seite der Achse 62 der Linse.
Die maximale Ablenkung Rmax von bzw. bei einem Durchgang des Flüssigkristalls ist in Radian durch den Ausdruck
gegeben:
Rmax = Δn d/a
wobei Δn gleich dem Unterschied des Brechungsindex bei der außerordentlichen und der normalen Richtung (der Doppelbrechung) des Flüssigkristalls ist, d die Dicke der Flüssigkristallzelle bezeichnet und d die Breite des Elektrodenspalts ist. Ein typischer Wert für Δn ist 0,22. Die Auflösung und der Ablenkungswinkel, die durch die Einrichtung erzeugt werden, vergrößern sich mit der Dicke der Flüssigkristallschicht, wobei jedoch andererseits ein dickerer Flüssigkristall die Ansprechzeit der Einrichtung erheblich verlangsamt. Ein geeigneter Kompromiß für viele Anwendungen kann eine Dicke des Flüssigkristalls in der Größenordnung von 5-15 Mikron sein.
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt der ineinander verzahnten Elektrodenanordnung, die aus langgestreckten Elektroden 76, 78, 80 und 82 besteht. Die Elektroden sind jeweils lang genug, um eine Mehrzahl von Bildelementen zu umgreifen. Für Bilder guter Qualität ist es wünschenswert, eine große Anzahl von Elektroden zu haben. Bei einer typischen Auflösung eines Lichtventils mit 20 Mikron besitzen auch die Elektrodenpaare eine Periodizität von 20 Mikron. Demzufolge wird die Breite jeder Elektrode als auch der Abstand zwischen benachbarten Elektroden typischerweise in der Größenordnung von 5 Mikron liegen.
In der Praxis ruft die vorliegende Erfindung bei einer großen Anzahl von relativ engen Elektroden Ablenkungen hauptsächlich über einen Beugungsvorgang analog zu einem aufleuchtenden Gitter (blazed grating) hervor. Aufleuchtende Gitter sind physikalisch mit verkippten Oberflächen, d. h. Gradienten aufgebaut und sind daher nicht einstellbar, während die Gradienten der vorliegenden Erfindung Spannungsgradienten sind.
Das Muster, das in der Brennebene bei einem Lichtventil, wie es beispielsweise in den Fig. 6 oder 7 gezeigt ist, erzeugt wird, ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt, wobei Fig. 9 eine kleinere Ablenkung zeigt, die einer geringeren Intensität des eingangsseitigen Lichts entspricht. Die beiden graphischen Darstellungen haben normalisierte horizontale und vertikale Skalen. Die horizontale Skala entspricht dem Abstand entlang der Brennebene und ebenso der eingangsseitigen optischen Intensität und der Fourier-Raumfrequenz. Die vertikale Skala zeigt die Anzahl von Bildelementen an, die auf einem bestimmten Abschnitt der horizontalen Skala abgebildet bzw. aufgereiht sind. Entlang der gesamten horizontalen Skala wird eine Reihe von kleineren Beugungsordnungen 86 erzeugt werden, und zwar aufgrund der Periodizität der Elektroden und der Spannungsgradientenmodule. Diese diskreten Ordnungen entsprechen den Fourier-Komponenten der Elektroden. Bei einer Position, die der Intensität des eingangsseitigen Bildelements entspricht, ist eine Reihe von erhöhten Spitzen abgebildet bzw. aufgetragen, um eine bestimmte Hüllkurve 88 zu bilden. Die Breite der Hüllkurve oder, anders ausgedrückt, die Anzahl von Spitzen, die in der Hüllkurve enthalten sind, verändert sich umgekehrt zu der Breite der Module, die durch jedes Elektrodenpaar gebildet werden (Bildelementbreite). Wenn sich die optische Intensität des Bildelements vergrößert oder verringert, bleibt die Position der verschiedenen Brechungsordnungen im Fourier-Raum fest, jedoch verändern sich ihre Höhen, so daß sich die Hüllkurve 88 um eine entsprechende Entfernung jeweils nach rechts oder nach links bewegt. Fig. 10 zeigt die Kartographierung bzw. Abbildung für eine Bildelementintensität, die doppelt so groß ist wie diejenige gemäß Fig. 9. Die Anzahl von auflösbaren Ablenkungswinkeln ist durch das Produkt aus der vorstehend gegebenen maximalen Ablenkung und der Bildelementbreite gegeben und beträgt für die vorstehend angegebenen Parameterwerte ungefähr 18.
Sobald die Intensitäts-zu-Positions-Abbildung des eingangsseitigen Strahls erreicht wurde, kann jeder gewünschte Abschnitt des abgebildeten Bilds vollständig oder teilweise gesperrt oder modifiziert werden. Eine oder mehrere interessierende Intensitäten können in einfacher Weise gesperrt oder abgeändert werden, indem auf ihre Position in der Brennebenen eingewirkt wird. Folglich ist die vorliegende Erfindung bei allen optischen Berechnungen und logischen Verarbeitungen einsetzbar, die mit dem vorstehend erwähnten Patent Nr. 4 351 589 erzielt werden können, und der Inhalt desselben wird hiermit durch Bezugnahme in den vorliegenden Offenbarungsgehalt eingegliedert. Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung im Stande, erheblich rascher als das in Bezug genommene Patent zu arbeiten, und daher über ein größeren zeitlichen Frequenzbereich zu arbeiten. Die Ansprechzeit kann auf weniger als 10 msec abgesenkt werden, wobei hohe Gleichförmigkeit des Ausgangssignals und eine Auflösung erzielt werden, die 25 Linienpaare je mm überschreitet.
Die Anwendung der Erfindung bei einem faseroptischen Schalter ist in Fig. 11 dargestellt. Das Licht von einzelnen eingangsseitigen Fasern 90 kann zu einer beliebigen aus einer Mehrzahl von ausgangsseitigen Fasern 92 gekoppelt werden. Der Schaltmechanismus besteht aus einer Schicht aus elektrooptischem Material 94, vorzugsweise Flüssigkristalle, wobei jede eingangsseitige Faser auf einen Zielbereich 95 auf der Flüssigkristallzelle gerichtet ist. Paare von Elektroden (oder eine Mehrzahl von Elektroden) 96 sind entlang einer Gesichtsseite der Flüssigkristallzelle auf entgegengesetzten Seiten jedes Zielbereichs 95 positioniert. Spannungsdifferentiale bzw. -unterschiede werden entlang jedes Elektrodenpaares angelegt, wodurch elektrische Felder in dem Flüssigkristall quer zu der Richtung des von den eingangsseitigen Fasern ausgesendeten Lichts aufgebaut werden. Dies ruft eine Ablenkung des eingangsseitigen Lichts hervor, die eine Funktion des elektrischen Felds für jede Faser ist. Die resultierenden, abgelenkten, ausgangsseitigen Lichtstrahlen 98 werden durch eine Linse 100 auf entsprechende ausgangsseitige Fasern 92 fokussiert. Das elektrische Feld, das durch jedes Elektrodenpaar erzeugt wird, kann durch eine äußere Quelle gesteuert werden und die von jeder eingangsseitigen Faser stammenden Strahlen können unabhängig von den anderen eingangsseitigen Strahlen geschaltet werden. Viele derartige eingangsseitige Fasern könnten über den optischen Ablenker zu einer großen Anzahl von ausgangsseitigen Fasern gekoppelt werden. Eine bestimmte eingangsseitige Faser könnte ebenfalls gleichzeitig mit mehreren ausgangsseitigen Fasern dadurch gekoppelt werden, daß das Licht von der eingangsseitigen Faser quer zu den Elektroden gespreizt wird, bevor es in den Flüssigkristall-Deflektor eingegeben wird.
Es wurden somit mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt und beschrieben. Es solle jedoch verständlich sein, daß zahlreiche Abänderungen und alternative Ausführungsbeispiele für den Fachmann in Betracht kommen. Demzufolge soll die Erfindung lediglich durch den Umfang der beigefügten Ansprüche begrenzt sein.

Claims

1. Vorrichtung für die optische Intensitätskartographierung, mit

(a) einer elektrooptischen Vorrichtung zum Empfangen von eingegebenen Licht (18, 20, 22, 57), dessen optische Intensität sich als Funktion der Position innerhalb des Strahls verändert, und

(b) einer Ablenkungs-Steuereinrichtung (56), die auf die optische Intensität des eingegebenen Lichts anspricht und so angeordnet ist, daß sie die elektrooptische Einrichtung derart steuert, daß sich optische Ausgangssignale, die durch die elektrooptische Einrichtung reflektiert oder durchgelassen werden, in ihrer Richtung in Abhängigkeit von der jeweiligen optischen Eingangsintensität verändern, dadurch gekennzeichnet, daß

a1) die elektrooptische Einrichtung eine Anordnung aus Modulen enthält, die

a2) eine gemeinsame Schicht aus elektrooptischem Material (52) und

a3) eine Spannungsanlegungseinrichtung (34, 38, 32; 46; 48; 50) zum Anlegen einer Spannung entlang bzw. quer zum elektrooptischen Material (52) innerhalb einer Vielzahl von vorbestimmten Bereichen der Schicht aufweist, wobei die Spannung mit einer Gradientenrichtung angelegt wird, die quer zum eingegebenen Licht verläuft, und wobei jeder der Bereiche ein lichtablenkendes Modul bildet, und daß

b1) die Ablenkungssteuereinrichtung (56) so ausgelegt ist, daß sie die Größe der Spannungsgradienten der jeweiligen Module in Übereinstimmung mit der optischen Intensität an entsprechenden Positionen des eingegebenen Lichts variiert,

wobei die Richtung des optischen Ausgangssignals jedes Moduls durch die Größe des zugeordneten räumlichen Spannungsgradienten des Moduls gesteuert wird.

2. Vorrichtung zur optischen Intensitätskartographierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsanlegungseinrichtung eine Anordnung von ineinander verzahnten Elektroden (34, 38; 46; 50) auf einer Seite der Schicht aus dem elektrooptischen Material (52), eine Gegenelektrode (32; 48; 54) auf der anderen Seite der Schicht (52) und eine Spannungsquelle (36) zum Anlegen von Spannungen an die Elektroden aufweist.

3. Vorrichtung zur optischen Intensitätskartographierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (32) eine im wesentlichen durchgehende Elektrode ist, die der Anordnung aus den ineinander verzahnten Elektroden (34, 38) gegenüberliegt, daß die Spannungsquelle (36) so verschaltet ist, daß sie eine erste Spannung (+) an alternierende Elektroden (34) der ineinander verzahnten Elektroden sowie eine zweite Spannung (-) gemeinsam sowohl an die dazwischen liegenden ineinander verzahnten Elektroden (38) als auch an die Gegenelektrode (32) anlegt (Fig. 4a).

4. Vorrichtung zur optischen Intensitätskartographierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (48) eine zweite Anordnung aus ineinander verzahnten Elektroden (48) aufweist, die der ersten Anordnung aus den ineinander verzahnten Elektroden (46) mit Versatz gegenüberliegt, wobei die Spannungsquelle (36) so verschaltet ist, daß sie eine erste Spannung (+) gemeinsam an alternierende Elektroden in beiden Anordnungen und eine zweite Spannung (-) gemeinsam an die dazwischen liegenden Elektroden in beiden Anordnungen anlegt (Fig. 4b).

5. Vorrichtung zur optischen Intensitätskartographierung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (32, 34, 38; 46, 48) langgestreckt sind, wobei jede Elektrode einen Teil einer Anordnung von Modulen bildet.

6. Vorrichtung zur optischen Intensitätskartographierung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkungssteuereinrichtung (56) eine Schicht aus photoleitendem Material (56) zwischen der Gegenelektrode (32; 48; 54) und der Schicht aus elektrooptischem Material (52) aufweist, wobei das photoleitende Material so ausgelegt ist, daß die Spannungsgradienten von jeweiligen Modulen entlang des elektrooptischen Materials (52) in Übereinstimmung mit der optischen Intensität an entsprechenden Stellen des eingegebenen Lichts variiert werden.

7. Vorrichtung zur optischen Intensitätskartographierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitende Material mit dem elektrooptischen Material (52) einen Spannungsteiler bildet.

8. Vorrichtung zur optischen Intensitätskartographierung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen Spiegel (62) auf der der photoleitenden Schicht entsprechenden Seite der Schicht aus elektrooptischem Material (52), wobei eine reflektierende Oberfläche der Schicht aus elektrooptischem Material (52) zugewandt ist und die Elektroden (50) auf der entgegengesetzten Seite der Schicht aus elektrooptischem Material (52) im wesentlichen transparent sind.

9. Vorrichtung zur optischen Intensitätskartographierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Fokussierungseinrichtung (58), die in den Pfaden der optischen Ausgangssignale der Module angeordnet ist und so ausgelegt ist, daß sie eine positionsmäßige Verteilung der optischen Ausgangssignale entsprechend einer positionsmäßigen Kartographierung der Intensitäten des eingegebenen Lichts erzeugt.

10. Vorrichtung zur optischen Intensitätskartographierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Material (52) Flüssigkristalle enthält.

11. Optischer Schalter, der zur Umschaltung einer Matrix aus eingegebenen Lichtstrahlen zwischen einer Vielzahl von Ausgangsstellen ausgelegt ist und aufweist:

(a) eine Schicht (94) aus elektrooptischem Material, das zur Aufnahme der eingegebenen Lichtstrahlen bei jeweiligen Zielpositionen (95) ausgelegt ist,

(b) eine Elektrodeneinrichtung (96), die mit dem elektrooptischen Material bei jeder der Zielpositionen (95) verknüpft ist, und

(c) eine Einrichtung zum Anlegen von Spannungen an die Elektrodeneinrichtung (96) zum Aufbauen von elektrischen, durch das elektrooptische Material verlaufenden Feldern zur Bereitstellung einer Spannung in einer Gradientenrichtung, die quer zu den eingegebenen Lichtstrahlen bei jeder der Zielpositionen (95) verläuft,

(c1) wobei die eingegebenen Lichtstrahlen während ihres Durchgangs durch das elektrooptische Material zu jeweiligen Ausgangspositionen (92) in Übereinstimmung mit der elektrischen Feldstärke an ihren jeweiligen Zielpositionen (95) abgelenkt werden.

12. Optischer Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß die eingegebenen Lichtstrahlen durch eine Anordnung aus optischen Fasern (90) bereitgestellt werden, wobei eine Anordnung aus optischen Ausgangsfasern (92) an den Ausgangspositionen zum Aufnehmen der geschalteten Eingangs strahlen angeordnet ist.

13. Verfahren zum Kartographieren bzw. Aufteilen der optischen Intensitäten an einer Vielzahl von Bildelementpositionen innerhalb eines eingegebenen optischen Strahls, bei dem:

wobei die Spannungsgradienten den Bildelementpositionen innerhalb des Strahls entsprechen, die Größen der Spannungsgradienten als eine Funktion der optischen Intensitäten bei den jeweiligen Bildelementpositionen verändert werden, und abgegebenes Licht durch das elektrooptische Material verarbeitet wird, wobei das abgegebene Licht durch die Spannungsgradienten mit Beträgen, die sich mit den Größen der jeweiligen Gradienten verändern, abgelenkt wird, so daß die optischen Intensitäten der Eingangs-Bildelemente die Richtungen der jeweiligen optischen Ausgangssignale bestimmen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin den Schritt des Fokussierens der optischen Ausgangssignale auf eine positionsmäßige Kartographierung bzw. Aufteilung der eingegebenen Bildelementintensitäten enthält.

15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der eingegebene Strahl durch das elektrooptische Material als das ausgegebene Licht übertragen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem ein von dem eingegebenen Strahl getrennter aus gegebener Strahl durch das elektrooptische Material übertragen wird.

17. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Spannungsgradienten in einer Richtung langgestreckt sind und eine Mehrzahl von Bildelementen in der langgestreckten Richtung umfassen.

18. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das elektrooptische Material Flüssigkristalle enthält.