DE2234756C3 - Optische Raummodulator-Einrichtung - Google Patents
Optische Raummodulator-EinrichtungInfo
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Description
Eine optische Raummodulator-Einrichtung der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 5 angegebenen Gattung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
1449 809 bekannt Derartige Einrichtungen finden in Sichtgeräten, Apparaten zur vorübergehenden Aufzeichnung von Mustern, Geräten zur Zusammenstellung
von Speicherinformationen auf elektrischem Wege in der Laserholographie und ähnlichen Einrichtungen
Verwendung. Die bekannte optische Raummodulator-Einrichtung gestattet jedoch aufgrund des ihrer
ferroelektrischen Kristallanordnung innewohnenden Rückschalt-Phänomens keine genaue Anzeige oder
Aufzeichnung von Musterinformationen. Dieses Rückschalt-Phänomen, das im folgenden noch näher erläutert
wird, besteht kurz gesagt darin, daß eine Information, die durch Anlegen eines elektrischen Impulses in die
Raummodulator-Einrichtung eingeschrieben wird, bei Abschalten des Impulses verlorengeht
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das genannte Rückschalt-Phänomen bei einer Raummodulator-Einrichtung dsr eingangs bezeichneten Gattung
zu vermeiden.
Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe sind in den Kennzeichnungsteilen der Patentansprüche 1 und 5,
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der
Zeichnungen erläutert; in den Zeichnungen zeigen
F i g. 1 und 8 schematische Darstellungen des Aufbaus
von digitalen optischen Raummodulatoren,
Fig.2 und 9 schematische Darstellungen von Matrizenanordnungen für optische *laummodulatoren,
F i g. 3 ein Schaltbild einer Steuerschaltung für einen optischen Raummodulator,
Fig.4 bis 7 und 10 Schaltbilder von verschiedenen
erfindungsgemäßen Ausführungsformen und
F i g. 11 ein Impulsdiagramm für die Schaltung nach
Fig. 10.
Optische Raummodulatoren lassen sich grob in analoge und digitale optische Raummodulatoren klassifizieren. Die vorliegende Erfindung ist bei beiden Typen
anwendbar. Der analoge optische Raummodulator kann durch Kaskadenschaltung von digitalen optischen
Raummodulatoren erzeugt werden. Daher wird der digitale optische Raummodulator als typischer Fall des
optischen Raummodulators betrachtet und soll daher nachstehend im einzelnen beschrieben werden.
In F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel für die Bauweise
einer Laserholographie-Speichereinrichtung gezeigt, die mit einem digitalen optischen Raummodulator
arbeitet In F i g. 1 bedeuten 1 eine Laserlichtqiielle, 2
einen halbdurchlässigen Spiegel, 3 und 4 Reflektoren, 5 eine den Lichtstrahl auseinanderziehende Einrichtung, 6
eine Kollimalorlinse, 7 eine Aufzeichnungslinse, 8 den digitalen optischen Raummodulator, 9 eine Steuerschaltung für den Raummodulator und 10 ein aus
lichtempfindlichem Material bestehendes Lichtaufzeichnungsmedium. Ein von der Laserlichtquelle 1 ausgehender Lichtstrahl wird dabei von dem halbdurchlässigen
Spiegel 2 in zwei Richtungen zerlegt. Einer der
zerlegten Strahlen trifft als Bezugsstrahl auf das Lichtaurzejchnungsmedwm 10, während der andere von
der Einrichtung 5 vergrößert und von der Kollimatorlinse
6 in ein paralleles Strahlenbündel verwandelt wird und auf den optischen Raummodulator 8 trifft Das den
Modulator passierende Licht (Objektstrahl) wird in seiner Phase, Amplitude oder polarisierten Richtung
gemäß einer aufzuzeichnenden Information in der nachstehend beschriebenen Art und Weise moduliert
und durch die Aüfzeichnungslinse 7 auf das Lichtaufzeichnungsmedium
10 fokussiert. Dadurch wird auf dem Medium 10 ein Interferenzstreifen aus den beiden
Lichtstrahlen aufgezeichnet, der Hologramm genannt wird.
F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines digitalen optischen Raummodulators mit matrizenförmigem
Aufbau. Die Matrizenanordnung für den Modulator ist so gebaut, daß auf der Vorderseite einer ferroelektrischen
Krisiallplatte streifenförmige transparente Elektroden
(Lateralelektroden) vorgesehen sind, während auf der Rückseite eine ganzflächige transparente
Elektrode angeordnet ist, daß die KristaUplatte mit die
Elektroden auf der Vorderseite senkrecht schneienden Schlitzen geschnitten ist und daß die jeweiligen durch
die Schnitte gebildeten Kristallplatten 8' durch auf ihrer Vorderseite vorgesehene brückenförmige Elektroden
miteinander verbunden sind. In Fi g. 2 bedeuten 8-1 und 8-2 Zuführungsdrähte zu den Lateralelektroden 8-5 bzw.
den Longitudinalelektroden 8-7. Mit 8-3 sind lichtdurchlässige
öffnungen angegeben, mit 8-4 eine Kristall-Befestigungsplatte
und mit 8-6 Isolierschichten. Bei 8-8 sind die brückenförmigen Elektroden gezeigt.
Die ferroelektrische Kristallanordnung arbeitet infolge der auf beiden Oberflächen vorgesehenen einander
rechtwinklig schneidenden Elektroden als eine Anzahl von in M Reihen und N Spalten gelegenen unabhängigen
Zellen.
F i g. 3 zeigt eine Steuerschaltung für einen optischen Raummodulator. In Fig.3 bedeuten II einen Wort-Steuerkreis,
12 einen Stellen-Steuerkreis, 11-0 eine Wort-Eingang,klemme, 12-0 eine Stellen-Eingangsklemme,
IM und 12-1 Vorverstärker, 11-2 und 12-2 Lastwiderstände, 11-3 und 12-3 Transistoren, 11-4 und
12-4 Emitterwiderstände, 8 eine Matrixanordnung, die matrixförmig angeordnete Elektroden für eine Vielzahl
von ferroelektrischen Kristallelementen nach F i g. 2
umfaßt, und 8-9 ein einzelnes Mav.ixelement. Die
Steuerschaltung des digitalen optischen Raummodulators steuert die Matrixelemente. Beispielsweise werden
Spannungsimpulse von — VV2 (oder + V//2) in Übereinstimmung
mit der jeweils aufzuzeichnenden Information den einzelnen Lateralelektroden nacheinander
zugeführt Synchron dazu werden Spannungsimpulse von + K/2 (bzw. — W2) Volt den jeweiligen Longitudinalelektroden
parallel zugeführt Fällt Licht auf dasjenige Element, bei dem die Potentialdifferenz am
Schnittpunkt zwischen den beiden Elektroden der Matrixanordnung Vi Volt beträgt so ist es möglich, eine
Änderung in der Polarisationsrichtung, der Amplitude oder der Phase des passierenden Lichtes hervorzurufen.
Dieser Zustand wird als Signal-Aufzeichnungszustand bezeichnet Nach Anlegen der impulse in den Lateral-
und Longitudinalrichtungen sind die Elemente 8-9 an den Schnittpunkten der jeweiligen Elektroden in der
Matrixanordnung 8 entsprechend den Impulsen einer Änderung unterworfen worden. Daher wird die
Information angezeigt und außerdem vorübergehend eesjeichert.
Als Material für die elektrische Kristallanordnung eines derartigen digitalen optischen Raummodulators
ist ein Material mit den nachstehend aufgeführten
Eigenschaften zweckmäßig,
(a) Es muß eine Photo-Umschaltfunktion aufweisen.
(b) Bei ebener Konfiguration muß sich die Photo-Umschaltfunktion an einem Teil ausführen lassen.
(c) Mit der Umschaltung muß eine Speicherfunktion einhergehen.
(d) Die Schaltspannung muß einen Schwellenwert aufweisen.
(e) Das Material muß optisch transparent und homogen sein.
Materialien mit diesen Eigenschaften sind Gadoiiniummolybdat
Bleilanthanzirkonattitanat, Wismuttitanat, usw.
In F i g. 8 und 9 ist ein weiterer optischer Raummodulator zusätzlich zu demjenigen gezeigt, dessen Aufbau
2(i anhand von F i g. 2 und 3 erläutert wurde.
In Fig.8 bedeutet die Bezugsziffer 8' einen dem
optischen Raummodulator entsprechenden Abschnitt, während die übrigen Teile mit denen in der oben
beschriebenen Ausführungsform gleich sind. Der opti-
>-, sehe Raummodulator 8' umfaßt einen Polarisator 18,
eine erste λ/4-PIatte 19, eine erste ferroelektrische Krisallanordnung 20, die mit transparenten Elektroden
in Form von in Lateralrichtung verlaufenden Streifen versehen ist und eine der λ/4-PIatte äquivalente Dicke
jo hat, einen Analysator 21, eine zweite λ/4-PIatte 22, eine
zweite ferroelektrische Kristallanordnung 23, die mit transparenten Elektroden in Form von in Longitudinalrichtung
verlaufenden Streifen versehen ist und eine der Λ/4-PIatte äquivalente Dicke aufweist, sowie einen
η Analysator 24.
Beim Betrieb werden parallele Lichtstrahlen durch den Polarisator 18 in linear polarisiertes Licht
umgewandelt. Dieses linear polarisierte Licht passiert die λ/4-PIatte 19 und wird in ein Licht verwandelt Jas in
α» einer rechts (oder links) gedrehten Ebene polarisiert ist.
Die erste ferroelektrische Kristallanordnung 20 ist mit M Sireifenelektroden in Lateralrichtung versehen,
denen in zeitlicher Folge Impulssignale zugeführt werden. Dabei wird die Polarisation der ferroelektri-
■r, sehen Kristallelemente durch die angelegten Impulssignale
invertiert und diese Elemente wirken so, daß sie die in der rechts (bzw. lins) gedrehten Ebene
polarisierten Lichtstrahlen in Lateralrichtung, d. h. in der Licht-Durchlaßrichtung des Analysator 21, ausrich-
-,o ten. Im Gegensatz dazu bewirken die ferroelektrischen
Kristallelemente an denjenigen Elektrodenteilen, denen keine Impulssignale zugeführt werden, daß die in der
rechts (bzw. links) gedrehten Ebene polarisierten Lichtstrahlen in Longitudinalrichtung, d. h. in der
r, Licht-Sperrichtung des Analysators 21, ausgerichtet
werden. Das von dem Analysator 21 auf die zweite λ/4-Platte 22 fallende Licht wird also durch das
Impulssignal an jeder Zeile umgeschaltet
Im folgenden soll die Arbeitsweise beim Aufzeichnen
ho oder Einschreiben von Information in den Lichtstrahl
einer Zeile erläutert werden. Passiert der streifenförmige Strahl der ersten Zeile die zweite λ/4-Platte 22, so
wird das Licht nochmals in einer rechts (oder links) gedrehten Ebene polarisiert Die zweite ferroelektri-
h-, sehe Kristallanordnung 23 ist mit den streifenförmigen
transparenten Elektronen in Spalten- oder Longitudinalrichtung
versehen. Diesen Elektroden werden parallel zur Lateralrichtung Impulssonar zur Invertie-
rung der Polarisationszustände nur an denjenigen Stellen zugeführt, an denen die Information »I«
eingeschrieben ist. Die Lichtstrahlen, die die ferroelektrischen Kristallelemente an denjenigen Stellen passieren,
denen die Impulssignale zugeführt werden, weisen Polarisationsrichtungen auf, die von der rechts (bzw.
links) gedrehten Polarisation in Longitudinalrichtung. d. h. in Durchlaßrichtung des Analysators 24, überführt
sind. Auf diese Weise wird die einer Zeile entsprechende Lichtinformation zusammengestellt. Der den Analysator
24 passierende Lichtstrahl wird durch die Informations-Aufzeichnungslinsc
7 konvergiert und trifft zusammen mit dem Bezugsstrahl von dem Spiegel 3 auf
das Licht-Aufzeichnungsmedium 10. Auf diese Art und Weise wird das Hologramm zur Aufzeichnung der
ersten Zeile erzeugt. Danach werden ähnliche Arbeitsgänge für die zweite bis zur M-ten Heine wiederholt, um
ein vollständiges Hologramm zu erzeugen.
Die ersten und zweiten ferroelektrischen Kristallanordnungen des oben beschriebenen optischen Raummodulators
sind beispielsweise gemäß F i g. 9 aufgebaut. In Fig.9 bedeuten 20-1 eine Isolierschicht, 20-2 eine auf
einer Fläche angeordnete streifenförmige transparente Elektrode (und zwar die Lateral- oder die Longitudinalelektrode),
20-3 eine auf der gesamten Fläche der anderen Seite angeordnete transparente Elektrode, 20-4
einen Zuleitungsdraht für die transparente Elektrode 20-2, 20-5 einen Zuleitungsdraht für die transparente
Elektrode 20-3 und 20-6 eine Platte aus ferroelektrischem
Material. Wird zwischen den beiden transparenten Elektroden ein Impulssignal angelegt, so wird der
Polarisierungszustand des zwischen den beiden Elektroden gehaltenen Teils der Platte 20-6 umgeschaltet, und
— wie oben ausgeführt — die Polarisierungsrichtung des auf diesen Teil treffenden Lichtes ändert sich.
Wie oben beschrieben, wird dann, wenn den rn der ferroelektrischen Kristallanordnung des optischen
Raummodulators vorgesehenen Elektroden ein Impulssignal zugeführt wird, die Information »1« eingeschrieben,
während die Information »0« geschrieben wird, wenn kein Signal angelegt wird.
Es sei angenommen, daß die Information »1« in der (wie dies in der folgenden Gleichung angegeben ist), is
an sich als piezoelektrischer Effekt bekannt; daher wire auf eine Erläuterung an dieser Stelle verzichtet.
I , = :l-■ (D
In Gleichung (I) bedeuten V; die sich aus der innerer
mechanischen Spannung berechnende elektrische Span nung, γ eine Proportionalitätskonstante und £die innere
κι mechanische Spannung. Um ein Rückschalten zi verhindern besteht daher eine wirksame Maßnahme
darin, an das Matrixelement eine Vorspannung
gemäß der Gleichung
gemäß der Gleichung
ι I« ■ I , C)
anzulegen.
Im folgenden sollen praktische Anordnungen gemäC
einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
:n beschrieben werden. Dazu zeigen Fig.4 bis 7
Schaltungen zur Verhinderung oder Blockierung de; Rückschaitens, die sich zur Verwendung bei dem ir
Fig. 2 und 3 gezeigten optischen Raummodulatoi eignen.
In Fig.4 bedeuten 8 eine Matrixanordnung, 11 einer
Wort-Steuerkreis, 11-0 eine Wort-Eingangsklemmc. K
einen Stellen-Steuerkreis, 12-0 eint- Stellen-Eingangs
klemme. 14 einen Vorwiderstand und 16 eine Vorspan nungsquelle. Das charakteristische Merkmal der Aus
tu führungsfurm nach F ig. 4 besteht darin, daß die
obengenannte Spannung als Vorspannung an dei Stellen-Seite oder der Wort-Seite zugeführt wird
Allerdings wird bei diesem Verfahren auch denjeniger Elementen, die sich nicht im Schreibzustand befinden
s. eine Störspannung gemäß der folgenden Gleichung zugeführt.
in In Gleichung (3) bedeuten V1/die Störspannung, V7di«
Schreibspannung und V»die Vorspannung.
Hat die Störspannung nun eine bestimmte Größe, st
Impuls eingeschrieben worden ist. Dann tritt ein Phänomen auf, bei dem, wenn der Schreibimpuls Null
wird, der eingeschriebene Zustand in den Origina'zustand
zurückgeführt wird. Dieses Phänomen wird hier als »Rückschalten« bezeichnet. Beim Auftreten des
Rückschalt-Phänomens fällt die Matrixanordnung des digitalen optischen Raummodulators ab, so daß ein
eingeschriebenes Muster nicht gehalten wird. Dies stand bisher der Verwi. klichung einer optischen Raummodulator-Einrichtung,
mit der sich die Anzeige, Aufzeichnung, Zusammenstellung usw. von Informationen vollkommen durchführen läßt, entgegen.
Bisher ist kein Weg gefunden worden, das Rückschalt-Phänomen
zu beseitigen; erst die vorliegende Erfindung löst dieses Problem.
Das Rückschalten ist, wie oben erwähnt, eine
spezifische Eigenschaft, die an einer Reihe von ferroelektrischen Materialien auftritt, und man nimmt
an, daß sie auf eine Beanspruchung zurückzuführen ist, die mit einer inneren Kristallspannung zusammenhängt
Die Erfindung bewirkt grundsätzlich eine Beseitigung dieser inneren mechanischen Kristallspannung mittels
einer elektrischen Spannung. Die Tatsache, daß sich eine innere mechanische Spannung aJs äquivalenter
Ersatz für eine elektrische Spannung betrachten läßt niedriger Schwellenspannung eingeschreiben wird
4-. Daher ist es wirkungsvoll, die Störsspannung zi verringern, was in der Schaltung nach Fig. 5 berück
sichtigt ist.
In Fig. 5 bedeuten die Bezugsziffern 13 und U
Vorwiderstände, während mit 15 und 16 Vorspannungs vi que.Hen bezeichnet sind. Um die Störspannung zi
verringern, wird in der Schaltung nach Fig. *5 die Vorspannung an der Wort- und an der Stellen-Seite
jeweils geteilt als VV2 zugeführt. Dabei wird di<
Störspannung
Bei einer Matrix, bei der das Rückschalt-Phänomer
bo stark ist, muß jedoch eine erheblich hohe Vorspannuni
angewandt werden, um das Phänomen zu vermeiden Die Anordnung nach F i g. 5 ist daher für Elemente mi
niedrigen Schwellenwerten immer noch verhältnismä Big wenig wirksam. In derartigen Fällen sind weitere
b5 unten beschriebene Maßnahmen vorzunehmen.
In Fig.6 bedeuten die Bezugsziffer 11 einer
Wort-Steuerkreis, 11-0 eine Wort-Eingangsklemme
11-1 einen Vorverstärker, 11-2 einen Lastwiderstand
11-3 einen Transistor, 11-4 einen Emitterwiderstand, 12
einen Stellen-Steuerkreis und 12-0 eine Stellen-Eingangsklemme. Die Schaltungselemente 12-1 bis 12-4
sind mit den Elementen 11-1 bis 11-4 gleich. Die Bezugsziffern 13 und 14 bedeuten Vorwiderstände, 17
eine Vorspannungsstufe, 17-1 eine Vorspannung, 17-2 einen Lastwiderstand, 17-4 und 17-5 Transistoren, 17-6
eii'.J Diode und 17-7 einen Emitterwiderstand. Die Elemente 17-1' bis 17-7' entsprechen den Elementen
17-1 bis 17-7. Mit 17-8 und 17-8' sind Vorspannungs-Eingangsklemmen
bezeichnet. Diese Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß die Vorspannung bei
Zuführung des Schreibimpulses Erdpotential annimmt, während die Vorspannung Vrm anliegt, wenn der
Schreibimpuls Null wird.
Die Arbeitsweise der Schaltung soll im einzelnen erläutert werden. Ein einem Schreib-Taktimpuls ähnliches
Vorspannungssignal liegt an der Klemme 17-8. Hat das Signal einen ucSiiniiViicü Pcgci (Zu dicScm Zciipüfiki
befindet sich der Schreibimpuls im »aus«-Zustand), so ist die Vorspannung des Transistors 17-4 durch einen
geerdeten Emitterkreis der vorhergehenden Stufe in ihrem Pegel begrenzt, infolgedessen ist der Basis-Emitter-Kreis
des Transistors 17-4 in Sperrichtung vorgespannt, und der Transistor sperrt. An dem Matrixelement
liegt daher die folgende Vorspannung:
R1 + R ι, ■>
R1
(5)
In Gleichung (5) bedeuten Vu, die an der /-ten Wortelektrode (Lateralelektrode) liegende Spannung
und Ra,den /-ten Vorwiderstand. In Gleichung (5) ist
woraus sich
(6)
(7)
ergibt. In Gleichung (7) bedeuten VBm die Vorspannung
iinH ΐ/,ΐ/.Hip an Hpm Flpmpnt ΙϊρσρηΗρ SnanniincJ
Beträgt andererseits das Eingangssignal 0 Volt (in diesem VaIl befindet sich der Schreibimpuls in dem
»ein«-Zustand), so nimmt die Basis des Transistors 17-4 ein negatives Potential an, da der Transistor 17-5 in
Emitterschaltung betrieben wird. Der Basis-Emitter-Kreis des Transistors 17-4 ist daher in Durchlaßrichtung
vorgespannt, der Transistor eingeschaltet, und das Element befindet sich im geerdeten Zustand. In
ähnlicher Weise ist in der Stellen-Vorspannungsstufe dann, wenn sich der Schreibimpuls im »aus«-Zustand
befindet.
(8) auslöst. In Anbetracht dieses Umstandes ist es von
Vorteil, eine Vorspannungsstufe zu verwenden, bei der die Ausführungsformen nach Fig.5 und 6 kombiniert
sind. Eine derartige Ausführungsform ist in F i g. 7 gezeigt.
In Fig. 7 sind mit 17-3 und 17-3' Lastwiderstände bezeichnet. An der Klemme 17-8 wird ein mit einem
Schreibimpuls synchronisiertes Vorspannungssignal zugeführt. Befindet sich das Signal auf einem bestimmten
Pegel (wobei der Schreibimpuls sich im »aus«-Zustand befindet), so liegt an dem Element die folgende
Spannung:
Γ(1': (91
In Gleichung 9 bedeuten \'lv, die an der i-ten Wortelektrode
liegende Spannung und I'/(W die Vor-
a ..r λ λ n„-.;,,u..„^.
^μιΐΐιΐΐιΐιι^. /\uigiutiu uit ut/itnuiif;
K1 <: «„ * K, . (101
Wird die obige Gleichung (6)
Winl die Vorspannung an der Klemme 17-8 angelegt,
so schaltet der Transistor 17-4 ein. und es wird
* 2 * R1+R2 ■
Ähnliche Verhältnisse gelten für die Vorspannungsstufe.
Bei der Ausführungsform nach I- i g. 7 wird die Störspannung
wobei Va die der /-ten Stellenelektrode zugeführte
Spannung bedeutet
Ist der Schreibimpuls »ein«, so wird das Element in den geerdeten Zustand gebracht und die Vorspannung
wird effektiv zu Null. Infolgedessen nimmt die Störspannung den Wert Vh/2 an, was der niedrigste
Wert ist Da jedoch die Vorspannung mit dem Schreib-Taktimpuls synchronisiert ist nimmt die Vorspannung
durch gewisse Schreibimpulse selbst dann Erdpotential an, wenn das Signal »aus« ist Es kann
daher vorkommen, daß das Element ein RQckschalten
R, R1 + R2
was beträchtlich klein ist und das Rückschalten in wirksamer Weise verhindert. Beispiele für konkrete
numerische Werte zum Betrieb einer solchen Schaltung sind unten angegeben. Als ferroelektrischer Kristall
wird Gadoliniummolybdat (Gd2MoO4) verwendet, wobei
die Dicke des Kristalls auf 775 μ eingestellt ist.
Schaltspannung V1 400 Volt
Vorspannung VBm 150 Volt
Widerstands, 12 ΚΩ
Widerstand'^ 2 ΚΩ
Angelegte Spannung Vwica. 30 Volt
Störspannung Vd 230 Volt
Eine zur Verwendung bei dem optischen Raummodulator nach Fig.8 und 9 geeignete Schaltung zum
Blockieren des Rückschaltens ist in F i g. 10 veranschaulicht
Die Schaltung kennzeichnet sich dadurch, daß die zwischen den Elektroden auf beiden Seiten der ersten
und der zweiten ferroelektrischen Kristallanordnung angelegte Impulsspannung eine Potentialdifferenz hat
die der oben erwähnten Vorspannung entspricht
In Fig. 10 bedeuten die Bezugsziffer 20 einen
optischen Raummodulator , der die ersten und zweiten
ferroelektrischen Kristallanordnungen usw. umfaßt. Bei 20-2-1, 20-2-2,... 20-2-Msind ferroelektrische Kristallelementabschnitte
zwischen den Elektroden der jeweiligen Matrixanordnungen gezeigt. Die Bezugsziffer 29
bezeichnet einen Schreib-Steuerkreis mit einem Lastwiderstand 29-1 und einem Transistor 29-2. Bei 29-3-1,
29-3-2,... 29-3-Msind Schreibsignal-Eingangsklemmen
gezeigt. Die Ziffer 30 bezeichnet einen Schaltsteuerkrsis
mit einem Lastwiderstand 30-1 und einem Transistor 30-2. Eine Schaltsignalklemme ist bei 30-3 gezeigt.
In F i g. 11 sind die Eingangssignale der Steuerschaltungen
und die Verteilung der an den ferroelektrischen Kristallanordnungen effektiv anliegenden Potentialdifferenzen
gezeigt. In F i g. 11 bedeuten 29'-3-l, 29'-3-2, ... 29'-3-W Schreibsignale, 30'-3 ein Schaltsignal und
2O'-2-l-, 2O'-2-2, ... 20-2-M die den ferroelektrischen
Kristallanordnungen effektiv zugeführten Spannungen.
Im folgenden soll die Ausführungsform nach Fig. 10
und 11 im einzelnen erläutert werden. Es sei der Fall
betrachtet, dali das Schreibsignai 29'-j-1 nach Fig. i i
an der Schreibsignal-Eingangsklemme 29-3-1 der Schaltung nach Fig. 10 liegt. Beträgt das Eingangssignal
Ki (von beispielsweise 0 Volt), so haben Basis und Emitter des Transistors 29-2 die gleiche Spannung. Der
Transistor ist daher gesperrt, so daß die Schreibseite des ferroelektrischen Kristallelements 20-2-1 die Spannung
+ (Vs+ Vj) Volt annimmt. Beträgt das Eigangssignal Vi
(von beispielsweise 3 Volt), so ist der Basis-Emitter-Kreis des Transistors 29-2 in Durchlaßrichtung vorgespannt.
Der Transistor ist daher eingeschaltet, d. h. die Schreibseite des ferroelektrischen Kristallelements
20-2-1 nimmt die Spannung 0 Volt an. Werden in ähnlicher Weise die Schreibeingangssignale 29'-3-2,
29'-3-3,... 29'-3-M nach F i g. 11 an den Schreibsignal-Eingangsklemmen
29-3-2, 29-3-3, ... 29-3-/Vf der Schaltung nach Fig. 10 angelegt, so nimmt die
Schreibseite der ferroelektrischen Kristallelemente 20-2-2,20-2-3,... 20-2-2A/bei einem Eingangssignal von
OVoIt die Spannung +(Vs+ K7) Volt an, während sie
bei einem Eingangssignal von 3 Volt die Spannung von 0 Volt annimmt. Gleichzeitig wird an der Schaltsignal-Eingangsklemme
30-3 der Schaltung nach Fig. 10 das o\.!l<tlisignai jC'-j lidui F l g. 1 ι CingCgcbC». Der
Transistor ist daher abgeschaltet, d. h. die Schaltseite der ferroelektrischen Kristallelementabschnitte 20-2-1,
>■)
20-2-2,... 20-2-Mnimmt die Spannung + Wran. Beträgt
andererseits das Schreibsignal 3 Volt, so ist der Basis-Emitter-Kreis des Transistors 30-2 in Durchlaßrichtung
vorgespannt. Der Transistor ist dann eingeschaltet, d. h. die Schreibseite der ferroelektrischen
Kristallelemente 20-2-1, 20-2-2,... 20-2-M wird 0 Volt. Die Spannungen 2O'-2-l, 2O'-2-2,... 2O'-2-M in F i g. 11
stellen das obengesagte in Potentialdifferenzen dar, um das Verständnis zu erleichtern; diese Spannungen
werden an den ferroelektrischen Kristallelementen 20-2-1, 20-2-2, ... 20-2-2M in Fig. 10 angelegt. In der
Darstellung ist Ks eine zum Schalten erforderliche Spannung, während Vr eine Spannung zur Verhinderung
des Rückschalt-Phänomens ist.
Im folgenden soll die oben angegebene Verteilung der Potentialdifferenzen kurz erläutert werden. Gemäß
der Kurve 20-2-1 nach Fig. 11 liegt im Interval! foSfSfi an dem Elementabschnitt 20-2-1 eine
>;aus«- Spannung von -(Vt+ Vs) Volt, und das Element
befindet sich daher im »aüs«-Zü5iand. im interval!
iiSiSi'i liegt an dem Elementabschnitt die Schreibspannung
von + K? Volt, so daß sich der Elementabschnitt in seinem »ein«-Zustand befindet. Im Intervall
ί'ι S ?S f2 ist das Element in seinem »aus«-Zustand, da an
ihm die »aus«-Spannung von -(VT+ Vs) Volt anliegt.
Im Intervall hS iS t\ wird dem Elementabschnitt kein
Schreibsignal zugeführt; daher liegt die Spannung — Vr
an, die ein Einschalten des Elementabschnitts verhindert. Für die Zeit /Sf^ wiederholen sich die obigen
Vorgänge in Abhängigkeit von den Eingangssignalen. Das gleiche gilt für die Spannungen 2O'-2-2, 2O'-2-3,...
2O'-2-M.
Die Einrichtung nach der Erfindung verhindert, daß die Elemente infolge innerer Spannungen instabil
werden. Was das Rückschalten betrifft, so wird dann, wenn die Beziehung zwischen den Größen der
Schreibspannung und der Schaltspannung entgegengesetzt gemacht wird, der jeweilige Schaltzustand
beibehalten, wenn der Schreibsignalimpuls in seinen »aus«-Zustand geht. An dem ferroelektrischen Kristallelement
liegen also + K7 Volt, so daß das Rückschalten
nicht auftreten kann. Dabei kann die Spannur, j Krin der
η.(!./Ι,,ηπΓρ·ηη
or, Ptnrl/^Utimcr pinp nncifivp nHpr
negative Spannung sein.
Hierzu .~> Walt Zeichnungen
Claims (5)
1. Optische Raummodulator-Einrichtung, umfassend eine ferroelektrische Kristallanordnung mit i
einer Vielzahl von auf ihrer Vorderseite angeordneten Lateralelektroden und einer Vielzahl von auf
ihrer Rückseite angeordneten, die Lateralelektroden senkrecht schneidenden Longitudinalelektroden, sowie eine Einrichtung, die gemäß einer aufzuzeich- hi
nenden Information erste Impulse zur Zuführung an die Lateralelektroden und zweite Impulse, deren
Polarität derjenigen der ersten Impulse entgegengesetzt ist, zur Zuführung an die Longitudinalelektroden entsprechend den Lateralelektroden erzeugt, π
wobei die Kristallanordnung die Phase, die Polarisationsrichtung oder die Amplitude des auf die
einzelnen Abschnitte der Anordnung zwischen den beiden Elektroden auftreffenden Lichtes durch
Zuführung der ersten und zweiten Impulse modu-Iiert, geJtännzeichnet durch eine Vorspannungsqueüe (!6) zur Zuführung einer Vorspannung
an mindestens die Lateralelektroden (8-5) zur Verhinderung des Rückschalt-Phänomens in den
einzelnen Abschnitten der Anordnung. .>-,
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsquelle (15, 16) eine
erste Vorspannung und eine zweite Vorspannung, die gleiche Amplitude und entgegengesetzte Polarität wie die erste Vorspannung hat, erzeugt, wobei «ι
diese Vorspannungen an den Lateral- bzw. Longitudinalelektrodün (8-5,8-7) liegen.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine weitere Einrichtung (17) zur Erdung der
ersten und zweiten Vorspannungen bei Zuführung r· der ersten bzw. zweiten Impulse an die Lateral- bzw.
Longitudinalelektroden (8-5,8-7).
4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine weitere Einrichtung (17) zur Verminderung der ersten und zweiten Vorpspannungen auf
einen bestimmten Wert über Erde.
5. Optische Raummodulator-Einrichtung, umfassend eine erste ferroelektrische Kristallanordnung
mit einer Vielzahl von auf ihrer Vorderseite angeordneten Lateralelektroden und einer auf ihrer -r.
gesamten Rückseite angeordneten ersten ebenen Elektrode, eine zweite ferroelektrische Kristallanordnung mit einer Vielzahl von auf ihrer Vorderseite
angeordneten Longitudinalelektroden und einer auf ihrer gesamten Rückseite angeordneten zweiten -,<
> ebenen Elektrode, wobei die Lateral- und Longitudinalelektroden einander rechtwinklig schneidend
angeordnet sind, sowie eine Einrichtung zur Erzeugung von ersten Impulsen und von zweiten
Impulsen, deren Polarität der der ersten Impulse -,-> entgegengesetzt ist, gemäß einer aufzuzeichnenden
Information, wobei die ersten Impulse an den jeweiligen Lateralelektroden und den entsprechenden Longitudinalelektroden und die zweiten Impulse an den ersten und zweiten ebenen Elektroden liegen mi
und wobei die Anordnungen die Phase, die Polarisationsrichtung oder die Amplitude des auf die
einzelnen Abschnitte der ersten und zweiten Anordnungen zwischen den Elektroden auftreffenden Lichtes durch Zuführung der ersten und zweiten (,-,
Impulse modulieren, gekennzeichnet durch eine weitere Einrichtung (15, 16; 17), die zwischen den
beiden Amplituden der ersten und zweiten Impulse eine derartige Differenz erzeugt, daß das Auftreten
des Rückschalt-Phänomens an den einzelnen Abschnitten der Kristallanordnungen (20, 23) unterdrückt
wird.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5172971A JPS539099B1 (de) | 1971-07-14 | 1971-07-14 |
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DE2234756B2 DE2234756B2 (de) | 1980-01-31 |
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Family
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Family Applications (1)
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GB2191014B (en) * | 1986-05-28 | 1990-07-04 | Plessey Co Plc | Spatial light modulator |
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US5391001A (en) * | 1993-11-10 | 1995-02-21 | Infratemp, Inc. | Thermometer for remote temperature measurements |
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JPS5335459B1 (de) * | 1969-03-10 | 1978-09-27 | ||
US3614200A (en) * | 1969-11-12 | 1971-10-19 | Rca Corp | Light valve matrix |
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- 1972-07-13 FR FR7225484A patent/FR2144908B1/fr not_active Expired
- 1972-07-14 DE DE2234756A patent/DE2234756C3/de not_active Expired
- 1972-07-14 US US00271827A patent/US3806228A/en not_active Expired - Lifetime
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US3806228A (en) | 1974-04-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: STREHL, P., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |