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DE1285531B - Elektrooptische Abtastanordnung - Google Patents

Elektrooptische Abtastanordnung

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Publication number
DE1285531B
DE1285531B DEW42419A DEW0042419A DE1285531B DE 1285531 B DE1285531 B DE 1285531B DE W42419 A DEW42419 A DE W42419A DE W0042419 A DEW0042419 A DE W0042419A DE 1285531 B DE1285531 B DE 1285531B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radiation
source
signals
binary
crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEW42419A
Other languages
English (en)
Inventor
Nelson Terence John
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of DE1285531B publication Critical patent/DE1285531B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

Wie alle übrigen Abtastsysteme ist ein optisches io 41,42, 43 und 44 übertragen wird, die durch die Abtastsystem nur dann praktikabel, wenn es eine Signalquellen 31,32,33 und 34 gesteuert werden, hohe Rasterdichte im Ausgangsfeld, d. h. eine hohe Die von den erwähnten Quellen gelieferten Signale Dichte der diskreten, jeweils anzusteuernden Aus- sind vorzugsweise binär, da die Erfindung insbesongangsstellen, ermöglicht. Versuche, mit den bekann- dere für Systeme geeignet ist, bei denen sowohl die ten Analogabtastsystemen — gleichgültig, ob hierbei 15 Eingangs- als auch die Ausgangssignale in binärer ein Lichtstrahl oder ein Elektronenstrahl vorgesehen oder digitaler Form vorliegen, jedoch ist die Anist — eine hohe Rasterdichte zu erhalten, waren Wendung der Erfindung nicht auf derartige Systeme bisher nicht erfolgreich, und zwar hauptsächlich beschränkt.
wegen ernster Registrierungs- und Adressierfehler- Die Quelle 1 liefert einen gerichteten Lichtstrahl,
Probleme. Bei den bekannten Systemen war es 20 der in der Richtung der X-Achse linear oder eben notwendig, komplizierte und kostspielige Fehler- polarisiert ist und einen Träger für die übertragenen korrektur- und Rückkopplungsschaltungen zu ver- Informationen darstellt. Die Quelle 1 kann einen wenden, um sicherzustellen, daß der umzusetzende optischen Maser enthalten, der einen intensiven, Lichtstrahl tatsächlich auf die gewünschte Stelle des phasenkohärenten Lichtstrahl liefert. Die Kohärenz Ausgangsfeldes abgelenkt wird. Da des weiteren die 25 vergrößert die Lichtwirkung, welche ihrerseits die Adressensignale selbst regelmäßig digitaler Natur Auflösung vergrößert, die an der Ausgangsmatrix 22
sind, war es bisher notwendig, einen Digital-Analog-Umsetzer vorzusehen, um diese Signale in die entsprechenden analogen Ablenksignale für die Ablenkeinrichtung umzusetzen.
Alle diese Notwendigkeiten sind für eine digitale Abtastanordnung der einleitend beschriebenen Art erfindungsgemäß beseitigt durch die Kombination einer Quelle eines engen Strahlenbündels polarisierter
erhalten werden kann. Die Frequenz der Quelle 1 braucht nicht in dem Bereich zu liegen, der mit sichtbarem Licht bezeichnet wird, sie kann eine höhere oder niedrigere Frequenz der elektromagnetischen Wellenenergie sein, die von den nachfolgenden binären Ablenkstufen 41, 42, 43 und 44 ohne übermäßige Dämpfung durchgelassen wird. Im allgemeinen wächst die Auflösung, die man an der
elektromagnetischer Strahlung, einer im Strahlengang 35 Ausgangsmatrix 22 erhält, mit zunehmender Freilegenden digitalen Lichtablenkeinrichtung, die unter quenz der Wellenenergie des Strahls der Quelle 1. der Steuerung von Signalen einer äußeren Quelle das In den binären Ablenkeinheiten oder Stufen Strahlenbündel in einer Mehrzahl binärer Schritte 41,42, 43 und 44 wird je die Polarisationsebene des auf eine Ausgangsstellung hin als Funktion der Strahls der Quelle 1 gedreht, ferner wird in jeder Polarisation des Strahlenbündels ablenkt und einer 40 Stufe der Strahl in Abhängigkeit von seiner Polarisa-Mehrzahl strahlungsempfindlicher Elemente zum tion in binärer Weise abgelenkt. Die Einheiten sind Auffangen des abgelenkten Strahlenbündels und zum in der angegebenen Reihenfolge hintereinander in Erzeugen eines elektrischen Signals auf ihre selektive den Strahlengang gestellt.
Anregung hin. Die Polarisationsmodulatoren 2,7,12 und 17 in
Diese Anordnung hat, wie vorstehend erwähnt, 45 den binären Ablenkeinheiten 41, 42, 43 bzw. 44
zahlreiche Vorteile. können z. B. Faraday-Rotationen sein, in denen ein
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet; in der Zeichnung zeigt
Fi g. 1 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäß ausgebildetes Ablenksystem,
F i g. 2 eine schematische Darstellung der Ausgangsmatrix 22 der F i g. 1,
F i g. 3 eine Tabelle, in der die Entsprechungen zwischen den Kreuzpunkten der Ausgangsmatrix
magneto-optischer Effekt ausgenutzt wird. Weiterhin können sie Halbwellenplatten sein, welche einen elektro-optischen Effekt ausnutzen, der unter dem Einfluß von Halbwellenspannungen der binären Signalquellen 31, 32, 33 und 34 induziert wird. Im letzteren Fall, der in F i g. 1 dargestellt ist, können
die Teile 3,8,13 und 18 der Dreheinrichtungen 2,7,12 und 17 in vorteilhafter Weise Kristalle aus
nach den F i g. 1 und 2 und den verschiedenen 55 Kaliummonophosphat (KDP) oder Ammoniummono-Permutationen und Kombinationen der Signale der phosphat (ADP) sein. Ihre normalen optischen
Achsen liegen auf der Z-Achse, welche die Fortpflanzungsrichtung des Strahls der Quelle 1 in F i g. 1 ist, während ihre induzierten optischen Achsen in der XF-Ebene unter einem Winkel von 45° zur Polarisation des Strahls der Quelle 1 liegen,
vier Quellen der F i g. 1 dargestellt sind,
Fig. 4 eine vereinfachte Ansicht einer Ausgangsmatrix bei Anwendung als Speicher hoher Arbeitsgeschwindigkeit mit beliebigem Zugriff,
F i g. 5 einen Schaltkreuzpunkt einer Ausgangsmatrix bei Anwendung in einem schnell arbeitenden elektronischen Fernsprechvermittlungssystem,
Fig. 6 ein Blockschema eines Systems zur Erzeugung sichtbarer Schaubilder,
F i g. 7 eine Ausgangsmatrix bei Anwendung auf Nachrichtenübertragungssysteme und F i g. 8 einen Kristall sowie Lichtstrahlwege zur
um eine
Drehung der Richtung der Polarisation des Strahls zwischen zueinander senkrechten Richtungen zu ermöglichen. Diese induzierten optischen Achsen werden unter dem Einfluß von Halbwellenspannungen der Quellen 31, 32, 33 und 34 durch elektrische Felder parallel zur Z-Achse induziert. Die induzierte Anisotropie ist als linearer Pockel-Effekt bekannt.
An gegenüberliegenden großen Flächen des Kristalls 3 sind die Elektroden 4 und 5 befestigt, die so aufgebaut sind, daß sie den Durchgang von Licht zulassen. Sie können transparente metallische Filme sein, z. B. aus Gold mit einer Dicke von 50 bis 100 Ängström. Das Verfahren zur Herstellung derartiger aufgedampfter metallischer Elektroden ist eingehend im Kapitel IV von »Procedures in Experimental Physics« von John Strong, Prentice Hall, 1939, beschrieben. Andererseits können die Elektroden die Form annehmen, wie sie in F i g. 5 der USA.-Patentschrift 2 467 325 vom 12. April 1949 dargestellt ist, wo sie aus zwei Gittern aus leitendem Material bestehen, z. B. metallischen Maschen oder Drähten oder aus einem metallischen Überzug, der an den großen Flächen des Kristalls 3 befestigt ist. Die Elektroden 4 und 5 sind durch elektrische Leiter mit der binären Signalquelle 31 verbunden.
Für die Dreheinrichtungen 7, 12 und 17 sind in gleicher Weise Elektroden vorgesehen, die durch ao elektrische Leiter mit den binären Signalquellen 32, 33 und 34 verbunden sind.
Die Mittel für das binäre Ablenken des Strahls in jeder Ablenkeinheit bestehen aus den Kristallen 6,11,16 und 21 in den Einheiten 41, 42,43 und 44. Die Kristalle 6,11,16 und 21 sind doppelbrechende Kristalle, die durch einachsige polarisationsempfindliche Anisotropie gekennzeichnet sind. Vorzugsweise haben die Kristalle 6,11,16 und 21 parallele große Flächen, die senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung des Strahls der Quelle 1 liegen. Die optischen Achsen der Kristalle 6 und 11 sind innerhalb der YZ-Ebene nach oben geneigt, d. h. in der positiven Y-Richtung in der Fortpflanzungsrichtung des Strahls. Innerhalb der ATZ-Ebene, die senkrecht zur FZ-Ebene liegt, sind die optischen Achsen der Kristalle 16 und 21 in der positiven AT-Richtung in der Fortpflanzungsrichtung des Strahls geneigt. Es werden gleiche schiefe Winkel zur Fortpflanzungsrichtung des Strahls benutzt, um die Größe der Ablenkung entsprechend der Polarisation des Strahls und der Dicke der verschiedenen Kristalle veränderlich zu machen. Es sei jedoch bemerkt, daß die Erfindung nicht auf die Anwendung von gleichen schiefen Winkeln beschränkt ist.
Die Bedeutung der optischen Achsen und ihrer in F i g. 1 dargestellten speziellen Orientierungen sind später vollständiger erklärt. Diese Orientierungen sind für einen negativen einachsigen Kristall, wie Calcit, geeignet, wenn der Weg des nicht abgelenkten Strahls der Quelle 1 das Element d der Ausgangsmatrix 22 schneidet, wie es in F i g. 2 angegeben ist.
Die Dicke der Kristalle, z. B. der Kristalle 6 und 11, mit ihren optischen Achsen in der YZ-Ebene nimmt geometrisch zur Quelle 1 hin zu, während die Dicke der Kristalle, z. B. der Kristalle 16 und 21, mit ihren optischen Achsen in der ATZ-Ebene geometrisch zur Quelle 1 hin in der anderen Progression zunimmt, d. h. der Kristall 6 hat die doppelte Dicke wie der Kristall 11, während der Kristall 16 die doppelte Dicke des Kristalls 21 hat. Diese Anordnung ermöglicht eine Änderung der Signale der Quellen 31,32,33 und 34, die zur Hervorbringung einer fernsehartigen Abtastung der Ausgangsmatrix 22 am wirtschaftlichsten ist, wobei die Abtastung später vollständiger beschrieben wird. Jede andere Anordnung der Kristalle 6,11,16 und 21 ist ebenfalls zur Durchführung der Erfindung brauchbar. Es sei dabei bemerkt, daß ähnliche Ablenkungen durch aufeinanderfolgende Unterschiede in den Winkeln der schiefen optischen Achsen der Kristalle und nicht in ihren Dicken erreicht werden können.
Die binäre Signalquelle 31 ist in der Lage, wenigstens zwei Signalwerte zu liefern, von denen der eine eine Polarisation des Strahls an der Ausgangsseite des Modulators 2 erzeugt, die senkrecht zur durch den anderen Wert erzeugten Polarisation liegt. Bei der Ausführung der F i g. 1 sind diese beiden Signalwerte, F0 und V1, 0 Volt bzw. die Halbwellenspannung, die für Kaliummonophosphat etwa 7 kV angelegt in der Richtung der Z-Achse, beträgt. Die Quellen 32,33 und 34 sind in der Lage, Signale der gleichen Größe zu liefern. Die binären Signalquellen 31, 32, 33 und 34 können die in ihren Signalen enthaltene Information von getrennten Quellen oder von einer gemeinsamen Eingangssignalquelle erhalten.
Die Ausgangsmatrix 22 besteht aus einer Anordnung lichtempfindlicher Elemente in Zeilen und Spalten, wie sie von der Quelle 1 aus gesehen in F i g. 2 dargestellt ist. Obwohl diese lichtempfindlichen Elemente nicht sämtlich in derselben ATY-Ebene zu liegen brauchen, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist, empfängt jedes Element den Strahl der Quelle 1 an einer bestimmten der Positionen, auf die die binären Ablenkstufen 41, 42, 43 und 44 den Strahl ablenken können. Die Elemente können getrennte Informationsausgänge darstellen; sie können bei einigen Anwendungen auch zu einem gemeinsamen Informationsausgang kombiniert werden. Spezielle Formen für die Ausgangsmatrix 22 werden später beschrieben.
Beim Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Ausführung wird ein eben polarisierter Lichtstrahl mit einer Polarisation parallel zur A*-Achse von der Quelle 1 emittiert und schreitet in Z-Richtung fort. Der Strahl gelangt durch die hintereinandergeschalteten binären strahlablenkenden Einheiten 41,42,43 und 44, wo er den binären Signalen der Quellen 31,32,33 und 34 ausgesetzt wird und gelangt schließlich zur Ausgangsmatrix 22. Wenn er nicht abgelenkt wird, gelangt er zur Position d der Ausgangsmatrix 22 (Fig. 2).
Um den grundsätzlichen Mechanismus der Ablenkung zu verstehen, sei auf Fig. 8 hingewiesen. Der doppelbrechende anisotrope Calcit-Kristall 26 wird so geschnitten, daß er den Kristallen 6 und 11 in Fig. 1, von der dem Beobachter zugewandten Seite betrachtet, gleicht. Der Kristall 26 gleicht ferner den Kristallen 16 und 21 der Fig. 1, wenn man sie in F i g. 1 von unten betrachtet. Zwei eben polarisierte Lichtstrahlen, die nach rechts gehen, sind an der linken großen Fläche des Kristalls 26 koinzident. Die Polarisationsrichtung des ersten Strahls liegt in Papierebene, wie es durch die senkrechten Pfeile dargestellt ist. Die Polarisationsrichtung des zweiten Strahls liegt senkrecht zur Papierebene, wie es durch die Punkte dargestellt ist. Der Kristall 26 weist parallele große Flächen auf, die senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung beider Strahlen liegen. Die optische Achse des Kristalls 26 liegt in der Ebene, die durch die Fortpflanzungsrichtung und die Polarisationsrichtung des ersten Strahls definiert ist. Weiterhin bildet die optische Achse des Kristalls 26 einen schiefen Winkel sowohl zur Polarisations-
richtung als auch zur Fortpflanzungsrichtung des Wenn der Strahl weiterläuft, wird seine Polarisa-
ersten Strahls, jedoch liegt sie senkrecht zur Polarisa- tion durch die Dreheinrichtung 17 ebenfalls nicht getionsrichtung des zweiten Strahls. Die Bedeutung der ändert, da an die Dreheinrichtung durch die Quelle 34 optischen Achse liegt darin, daß die Fortpflanzungs- 0 Volt angelegt sind. Wenn der Strahl durch den richtung des ersten Strahls innerhalb des Kristalls 26 5 anisotropen Calcit-Kristall 21 hindurchgeht, wird er gebeugt wird. Wenn der Kristall 26 ein Calcit- setzung halb so groß ist wie die Versetzung beim Kristall oder ein anderer sogenannter »negativer« Kristall 16 versetzt, abgesehen davon, daß die Vereinachsiger Kristall ist, wird bewirkt, daß der erste setzung halb so groß ist wie die Versetzung beim Strahl näher der senkrechten Richtung zur optischen Kristall 16. Da bei der Ausführung der Fig. 1 der Achse läuft. Diese Beugung wird an der rechten io Kristall 21 einer der dünnsten Kristalle ist, ist diese großen Fläche aufgehoben oder umgekehrt, so daß Versetzung die Grundeinheit der Versetzung. Daher der erste Strahl in einem Weg parallel zu seinem ist nunmehr der Strahl in der negativen X-Richtung ursprünglichen Weg einläuft. Der zweite Strahl läuft insgesamt um drei Einheiten versetzt, jedoch gerade hindurch, da seine Polarisations- Infolgedessen kommt der Strahl an der Ausgangsrichtung nicht schief, sondern senkrecht zur optischen 15 matrix 22, wie sie in Fi g. 2 dargestellt ist, drei EinAchse liegt. Er wird nicht abgelenkt, auch wenn heiten oder diskrete Positionen links von seiner seine Fortpflanzungsrichtung schief zur optischen nichtabgelenkten Position an und trifft das Element «> Achse liegt. Die Entsprechung zwischen dem Element α und den
Wenn der Kristall 26 ein sogenannter »positiver« Signalwerten 0 der Quellen 31,32,33 und 34 ist in einachsiger anisotropischer Kristall wäre, würde der so der Tabelle der F i g. 3 aufgezeichnet. Strahl so gebeugt, daß er näher zur parallelen Rieh- Es sei nun angenommen, daß nur das von der
tung zur optischen Achse gebeugt wird, wobei sowohl binären Quelle 34 gelieferte Signal geändert wird, seine Polarisationsrichtung als auch seine Fort- Demgemäß erscheint das Signal V1, das 7 kV beträgt, Pflanzungsrichtung schief zur optischen Achse liegen. wenn die Platte 17 aus Kaliummonophosphat besteht, Es können auch zweiachsige Kristalle verwendet 25 am Ausgang der Quelle 34. Da dies die Halbwellenwerden, indem ein derartiger Kristall so orientiert spannung der Halbwellenplatten-Dreheinrichrung 17 wird, daß seine beiden optischen Achsen in der ist, wird nunmehr die Richtung oder Ebene der Ebene liegen, die durch die Fortpflanzungsrichtung Polarisation des Strahls um das Doppelte des Winkels des Lichtstrahls und die optische Achse des ein- zwischen der induzierten optischen Achse der Drehachsigen Kristalls, an dessen Stelle er tritt, definiert 30 einrichtung 17 und der einfallenden Polarisationsist. Eine seiner optischen Achsen liegt senkrecht zur richtung des Strahls gedreht. Somit beträgt die Fortpflanzungsrichtung des Lichtstrahls, während die Gesamtdrehung 90°, so daß die Polarisationsrichtung andere im schiefen Winkel zur Fortpflanzungs- des Strahls in der FZ-Ebene liegt. Da an der Drehrichtung des Lichtstrahls liegt. einrichtung 17 eine Halbwellenspannung ansteht, um Um zu veranschaulichen, wie die Ablenkung in 35 diesen elektro-optischen Effekt hervorzubringen, der den binären Stufen 41,42,43 und 44 im tatsäch- als linearer Pockel-Effekt bekannt ist, erfolgt die liehen Betrieb vor sich geht, sei angenommen, daß Polarisationsdrehung, ohne daß eine elliptische die binären Signalquellen 31 bis 34 sämtlich ein Polarisation auftritt. Eine Drehung ohne Auftreten Ausgangssignal F0 liefern, das bei der Ausführung einer elliptischen Polarisation ist auch ohne die Verder F i g. 1 0 Volt beträgt. Die horizontale Anfangs- 40 Wendung von HalbweHensignalwerten möglich, wenn polarisation des Strahls wird durch die Dreheinrich- der magneto-optische Faraday-Effekt benutzt wird, tung 2 nicht gedreht. Wenn der Strahl durch den oder wenn ein dem Faraday-Effekt analoger elektroanisotropen Calcit-Kristall 6 hindurchgeht, wird er optischer Effekt benutzt wird, nicht versetzt, da seine Polarisation senkrecht zur Nach der Drehung durch die Dreheinrichtung 17 optischen Achse des Kristalls 6 liegt, und zwar in der 45 liegt die Polarisation des Strahls senkrecht zur Weise, wie sie in F i g. 8 durch den durch Punkte optischen Achse des anisotropen Kristalls 21, und dargestellten Strahl angedeutet ist. Ebenso wird die zwar in der durch den durch Punkte dargestellten Polarisation des Strahls durch die Dreheinrichtung 7 Strahl gezeigten Weise. Hierbei wird der Strahl durch nicht gedreht, wobei der Strahl durch den anisotro- den Kristall 21 nicht abgelenkt. Infolgedessen ist der pen Kristall 11 nicht versetzt wird. Wenn der Strahl 50 Strahl in der negativen Z-Richtung nur um zwei weiter in der Z-Richtung läuft, wird seine Polarisa- Einheiten versetzt. Damit trifft nunmehr der Strahl tion durch die nichterregte Dreheinrichtung 12 nicht das Element b der Ausgangsmatrix 22. geändert. Wenn er durch den anisotropen Kristall 16 In ähnlicher Weise können die binären Signalhindurchgeht, bilden seine Polarisation und seine spannungen der Quellen 31,32,33 und 34 in ver-Fortpflanzungsrichtung einen schiefen Winkel mit der 55 schiedenen Kombinationen und Permutationen von optischen Achse des Kristalls 16, wie es in Fig. 8 F0 und V1, wie dies in F ig. 3 angegeben ist, geändert durch den mit Pfeilen versehenen Strahl gezeigt ist. werden, um zu bewirken, daß der Strahl jedes ge-Da Calcit ein negativer Kristall ist, wird der Strahl- wünschte Element der Ausgangsmatrix 22 trifft weg in einer Richtung gebeugt, die näher der (Fig. 2).
senkrechten Richtung zur optischen Achse liegt, wie 60 Diese Anordnung kann bei einer Vielzahl von es in F i g. 8 dargestellt wird, d. h. in die negative Übertragungssystemen angewendet werden, die von Z-Richtung in Fi g. 1, wenn er durch den Kristall 16 Informationsspeicher- und -Wiedergabesystemen und hindurchgeht. Wenn der Strahl den Kristall 16 ver- Fernsprechvermittlungssystemen über Systeme mit läßt, wird die Beugung aufgehoben, so daß der Strahl optischer Darstellung bis zu Nachrichtenübertragungsweiter in Z-Richtung läuft. Der Strahl ist jedoch 65 systemen reichen. Wie aus der nachfolgenden Erläununmehr in der negativen Z-Richtung um einen terung hervorgeht, stellen diese Systeme eine Anzahl Betrag versetzt, der proportional der Dicke des bestimmter Wege dar, Informationen in die Einrich-Kristalls 16 ist. tung einzubringen und sie von ihr abzunehmen.
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Es sollen nun der Aufbau und die Arbeitsweise der ist in eine Reihe aufeinanderfolgender Kombina-Erfindung für eine Anzahl dieser speziellen Anwen- tionen binärer Ausgangssignale für die Quellen 31, düngen beschrieben werden. 32, 33 und 34 kodiert. Diese binären Signalkombi-Für Informationsspeichersysteme kann eine licht- nationen können digitale Adressensignale genannt empfindliche Speichermatrix für die Ausgangsmatrix 5 werden, weil sie die Informationsspeicherpositionen 22 benutzt werden. Zum Beispiel zeigt F i g. 4 einen in der Karte 50 identifizieren. Jede Kombination besonderen Aufbau der Ausgangsmatrix 22 der erzeugt ein binäres Bit der Maschinennummer der F i g. 1 für einen Kartenspeicher. Die Karte 50 Fotozelle 51, das in diesem Fall ein Signal ist, das enthält Löcher an einigen der Elementpositionen der aus einem vorhandenen Impuls oder einem fehlenden F i g. 2. In F i g. 4 sind in der Karte 50 an den io Impuls besteht. Offensichtlich erfordert ein Fern-Positionen a, d, f, g, h, m, η und ρ der allgemeinen sprechamt mit zahlreichen Teilnehmern eine große Matrix der F i g. 2 Löcher dargestellt. In der Karte Anzahl Ablenkeinheiten und eine entsprechende
50 sind an den Positionen d, c, e, i, j, k, I und ο große Anzahl Informationsspeicherpositionen in der keine Löcher vorgesehen. Diese Positionen liegen an Ausgangsmatrix 22, d.h. mehr Löcher in der Karte 50. den Schnittpunkten der Spalten 1, 2, 3 und 4 mit den 15 Das Problem der genauen Anordnung der Löcher Zeilen I, II, III und IV (Fig. 2). Um mit sichtbarem in der Karte50 in bezug auf die möglichen Posi-Licht arbeiten zu können, verwendet man Vorzugs- tionen des Lichtstrahls kann leicht in solchen Fällen weise einen Mittelabstand für die Löcher, der zwei- gelöst werden, wo die Quelle 1 einen optischen einhalb mal so groß wie deren Durchmesser ist. Maser enthält. An Stelle der Karte 50 wird eine
Auf der Rückseite der Karte 50 ist eine Fotozelle 20 leere Karte eingesetzt. Die Information, die auf der
51 angeordnet, die auf den Lichtstrahl anspricht, Karte gespeichert werden soll, wird dann dadurch wenn er durch ein Loch hindurchgeht. In dem allge- in die Karte eingeschrieben, daß die Leistung des meineren Fall einer Informationsspeichermatrix ist optischen Masers in der Quelle 1 über den Ablesejede Speichereinrichtung zeitweise oder dauernd pegel hinaus erhöht wird, um Löcher in die Karte durch eine von zwei möglichen Ansprechformen as an den Positionen einzubrennen, die der Lichtstrahl gekennzeichnet, wenn sie vom Strahl getroffen wird. trifft. Der Lichtstrahl wird auf die gewünschten
Zum Beispiel können an Stelle einer einzigen Foto- Positionen dadurch abgelenkt, daß die entsprechen-
zelle 51 einzelne Fotozellen hinter der Karte 50 an den Signale in den Quellen 31, 32, 33 und 34 erzeugt
jeder der Matrixpositionen angeordnet werden. Jede werden, wie sie in der Tabelle der F i g. 3 angegeben
Fotozelle und die Kartenfläche von ihr bilden eine 30 sind. Die Anordnung kann somit zum Einschreiben
Speichereinrichtung. von Informationen in einen Speicher, wie auch zum
Wenn im Betrieb die Quellen 31, 32, 33 und 34 Ablesen von Informationen aus dem Speicher benutzt
sämtlich ein Signal von 0 Volt erzeugen, ist der werden, wobei der zusätzliche Vorteil entsteht, daß
Lichtstrahl auf die Ausgangsmatrixposition α gerich- die Positionen auf der Speichermatrix genau geordnet
tet, wie es oben beschrieben wurde. Wenn er die 35 sind.
Karte 50 erreicht, geht er durch das Loch am Schnitt- Ein weiteres Anwendungsgebiet betrifft Vermittpunkt der Spalte 1 mit der Reihe I und trifft die lungssysteme. Zum Beispiel wurde erkannt, daß die Fotozelle 51. Die Fotozelle 51 erzeugt einen Aus- lichtempfindlichen Schalteinrichtungen einer Ferngangsimpuls. Wenn das Signal der Quelle 34 auf sprech-Kreuzpunkt-Matrix durch die Ausgangs-7 kV geändert wird, trifft der Strahl das Material der 40 matrix 22 der Fig. 1 gebildet werden können. Bei Karte 50 an der Position d, d. h. am Schnittpunkt der dieser Ausführung wird an jedem Schnittpunkt oder Spalte 2 mit der Reihe I. Die Fotozelle 51 erzeugt Kreuzpunkt der Zeilen I, II, III und IV und der keinen Impuls. Allgemein erzeugt das aufeinander- Spalten 1, 2, 3 und 4 der Ausgangsmatrix 22, wie folgende Ansprechen oder Nichtansprechen der Foto- sie in Fig. 2 dargestellt sind, eine getrennte lichtzelle 51 bei Änderung der Signale der Quellen 31 45 empfindliche Schalteinrichtung angeordnet,
bis 34 einen digitalen Impulszug, der die auf der Eine bistabile Einrichtung für einen derartigen Karte 50 durch die spezielle Anordnung der Löcher Kreuzpunkt ist in F i g. 5 dargestellt. Es befindet gespeicherte Information führt. Es sei bemerkt, daß sich ein Foto-Transistorschalter 62 an einem Kreuzder Strahl eine Information von der Karte 50 zur punkt, z. B. an der Position α in F i g. 2 der AusFotozelle 51 übertragen hat, wie auch von den so gangsmatrix 22. (Ein geeigneter Foto-Transistor ist Quellen 31,32,33 und 34 zur Fotozelle 51. Somit in der USA.-Patentschrift 2 641713 beschrieben.) stellt die Karte 50 einen Eingang des Übertragungs- Der Foto-Transistor 62, eine Spannungsquelle 68 systems dar. und ein Phosphor 69 liegen in Reihe zwischen den
Diese Ausgangsmatrix für die Ausführung der elektrischen Leitern 60 und 61, die gegebenenfalls Fig. 1 kann auch bei digitalen Rechengeräten nütz- 55 mit den Teilnehmern 73 und 74 verbunden sind, lieh sein, wo ein schnellarbeitender Speicher mit Außer dem Foto-Transistor 62 können in der Verbeliebigem Zugriff gewünscht wird. Sie ist ferner bindung zwischen den Teilnehmern 73 und 74 ein bei Fernsprechvermittlungssystemen von Nutzen, um oder mehrere andere Schalter vorhanden sein. Der gewählte Fernsprechnummern in Maschinennummern Phosphor 69 ist ein elektrolumineszentes Element, umzuwandeln. Es ist bekannt, daß ein Speicher- 60 das so angeordnet ist, daß eine Strahlungsenergiesystem zur Durchführung einer derartigen Umwand- Rückkopplung zum Foto-Transistor 62 liefert, die lung erwünscht ist, weil es die Neuzuordnung von später vollständiger beschrieben wird. Das licht-Fernsprechnummern ohne neue Verdrahtung des emittierende Material 70 des elektrolumineszierenden gesamten Fernsprechsystems ermöglicht. Jedesmal, Elements 69 kann z. B. ein Zinksulfid-Phosphor sein, wenn eine Fernsprechnummer geändert wird, ist es 65 Die Elektrode 72 des Phosphors 69 ist mit dem lediglich notwendig, eine neue Karte an Stelle der Draht 61 verbunden. Die Elektrode 71 des Phos-Karte50 einzusetzen, damit die richtigen Verbin- phors69 ist mit der Elektrode 67 verbunden, die düngen hergestellt werden. Die gewählte Nummer an der iV-Zone 63 des Schalters 62 befestigt ist. Die
809648/1815
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an der iV-Zone 65 des Schalters 62 befestigte Elek- des Grenzwerts der Elemente der Ausgangsmatrix 22 trode 66 ist mit dem Pluspol der Spannungsquelle 68 beseitigt werden. Für die Schalteinrichtung der verbunden. Der Minuspol der Quelle 68 ist mit dem Fig. 5 kann der Grenzwert für die Schalter, z. B. Draht 60 verbunden. Offensichtlich kann die Quelle der Transistor 62 auf diese Weise eingestellt werden, 68 auch die entgegengesetzte Polarität haben. 5 ferner kann für den in Fig. 4 dargestellten Karten-
Wenn die binären Ablenkeinheiten 41, 42, 43 speicher der Grenzwert der Fotozelle 51 in gleicher und 44 den Lichtstrahl der Quelle 1 zur Position α Weise eingestellt werden.
der Ausgangsmatrix 22 leiten, trifft der Lichtstrahl Bei Verwendung einer der in F i g. 4 und 5 dar-
den Foto-Transistor 62 in der Nähe einer oder beider gestellten Ausgangsmatrizen mit den Ablenkeinpn-Übergänge. Die innerhalb des Transistors 62 io heiten der F i g. 1 wird eine einwertige Entsprechung, erzeugten Ladungsträger verringern die Impedanz wie sie in der Tabelle der F i g. 3 angegeben ist, des Sperrichtung vorgespannten Übergangs zwischen zwischen den verschiedenen diskreten Ausgangsder P-Zone64 und der JV-Zone 65, so daß für den elementen und den verschiedenen Permutationen Durchgang von Wechselströmen zwischen den Elek- und Kombinationen der binären Signale der Quellen troden 66 und 67 eine vemachlässigbare Impedanz 15 31, 32, 33 und 34 erreicht. In diesem Zusammenvorhanden ist. Um den Lichtstrahl der Quelle 1 zur hang bedeutet eine Permutation die Reihenfolge Herstellung weiterer Verbindungen verfügbar zu einer gegebenen Kombination von binären Signalen machen, während der Teilnehmer 73 mit dem Teil- in bezug auf die Stelle des Anlegen's an den Strahl, nehmer 74 spricht, ist ein Haltekreis vorgesehen, Eine einwertige Entsprechung bedeutet, daß jede um den Schalter 62 während der Dauer der Unter- 20 Kombination und Permutation eine andere Aushaltung geschlossen zu halten, und zwar zeigt das gangsposition des Strahls hervorbringt. Die einelektrolumineszierende Element 69 einen vergrößer- wertige Entsprechung kann beibehalten werden, ten Spannungsabfall, wenn der Schalter 62 geschlos- wenn zusätzliche Ablenkeinheiten und Ausgangssen ist und emittiert einen Rückkopplungs-Licht- elemente bei der Einrichtung verwendet werden, strahl, der den lichtempfindlichen Schalter 62 ge- 25 indem man den doppelbrechenden Kristall in jeder schlossen hält. Bei der als Beispiel gewählten An- neuen Einheit doppelt so dick macht, wie den Ordnung der Fig. 5 ist diese Strahlung auf die dicksten vorherigen Kristall, um eine Ablenkung Rückseite des Transistor 62 gerichtet, während der in derselben Richtung hervorzubringen. Strahl der Quelle 1 auf die Vorderseite gerichtet ist. Eine Konsequenz einer derartigen Anordnung
Bei der in Fig. 5 dargestellten Schalteinrichtung 30 besteht darin, daß η binäre Ablenkstufen 2" mögbefinden sich der Phosphor 69 und die Quelle 68 liehe Positionen des Strahls hervorbringen und im Nachrichtensignalweg zwischen den Teilnehmern damit 2" Ausgangselemente ermöglichen. Eine qua-73 und 74. Wenn einer der Teilnehmer 73 oder 74 dratische Matrix hat somit auf einer Seite 2"/2 EIeaufhängt, wird der Nachrichtensignalweg unter- mente. In Fig. 1 ermöglichen vier binäre Ablenkbrochen und der Phosphor 69 hört mit der Lumines- 35 stufen sechzehn Ausgangselemente, wobei vier auf zenz auf. Der Rückkopplungs-Lichtstrahl hört also jeder Seite der quadratischen Matrix vorhanden sind, auf, und der Foto-Transistor 62 kehrt in seinen Fig. 6 zeigt eine Abänderung der Ausführung
gesperrten Zustand hoher Impedanz zurück. der Fig. 1, um sichtbare Darstellungen hervorzu-
Bei der Schalteinrichtung der F i g. 5 ist ein ge- bringen. Hinter der polarisierten Lichtquelle 90 ist meinsamer Erdrückweg angegeben. Doch sind auch 40 ein Intensitätsmodulator 91 eingeschaltet, um die andere Anordnungen möglich. Zum Beispiel sei Intensität des Lichts zu ändern, während eine konangenommen, daß die gedrehte Polarisationsrichtung stante Polarität am Ausgang erhalten bleibt. Dies am Ausgang der Dreheinrichtung 17 in F i g. 1 eine ist ein Beispiel einer Anwendung, bei der eine Ebene mit der Z-Achse bildet, die schief zu der Information dem Strahl aufgedrückt wird, bevor Ebene liegt, welche die optische Achse des Kristalls 45 er die Ablenkeinheit 92 erreicht. Die Quelle 96 21 mit der Z-Achse bildet. Dann wird der Strahl liefert ein amplitudenmoduliertes Signal, dessen durch den Kristall 21 aufgespalten, wobei die Korn- Amplitude zu verschiedenen Zeitpunkten der Intenponente mit der Polarisation in der letztgenannten sität der gewünschten Beleuchtung an verschiedenen Ebene auf das Element α der Ausgangsmatrix ge- Punkten der Schaufläche 94 entspricht. Dieses amplirichtet ist, während die Komponente mit der PoIa- 50 tudenmodulierte Signal wird der Polarisations-Drehrisation senkrecht zur letztgenannten Ebene auf das einrichtung 95 zugeführt, die vorteilhafterweise ein Element & gerichtet ist. Wenn sich der Foto-Tran- Faraday-Rotator sein kann. Das Material des sistor62 der Fig. 5 in der Elementposition α der Faraday-Rotators 95 kann Yttrium-Eisen-Granat Fig. 2 befindet, kann ein weiterer Foto-Transistor sein. Der Analysator 100 ist eine Platte aus polariin der Elementposition b der Fig. 2 angeordnet 55 sierendem Material, das nur die Komponente des werden, um einen Rückweg ohne Erde zwischen Ausgangs der Dreheinrichtung 95 durchläßt, die in den Teilnehmern 73 und 74 herzustellen. Durch der -ST-Richtung polarisiert ist. Die Intensität oder Aufspalten des Strahls genügt eine Reihe von Leistung dieser Komponente ändert sich, wenn sich Signalen der Quellen 31, 32, 33 und 34, um beide der Drehwinkel der Polarisationsrichtung am Aus-Foto-Transistorschalter zur Verbindung der Teil- 60 gang der Dreheinrichtung 95 ändert. Die binären nehmer 73 und 74 zu schließen. Ablenkeinheiten und die Signalquellen 92 können
In den Fällen, wo die Strahlaufspaltung nicht den binären Einheiten 41, 42, 43 und 44 und den beabsichtigt ist, sondern zufällig auftritt, weil eines Signalquellen 31, 32, 33 und 34 der Fig. 1 gleichen, der Signale der Quellen 31, 32, 33 und 34 etwas Um jedoch eine sichtbare Darstellung an der Fläche vom richtigen Wert verschieden ist, wird die eine 65 94 hervorzubringen, die eine Auflösung hat, welche Komponente des Strahls eine weit größere Intensität derjenigen eines Fernsehbilds vergleichbar ist, ist als die andere aufweisen. Die schwache, unge- im allgemeinen eine sehr große Anzahl binärer wünschte Komponente kann einfach durch Einstellen Einheiten erwünscht. Um eine fernsehartige Ab-
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tastung hervorzubringen, ändert die Abtaststeuer- ist eine Kombination von binären Bit oder Signalen, einrichtung 93 die Signale der Signalquellen in einer ähnlich einer Kombination binärer Signale, die zur Folge, die der in der Tabelle der Fig. 3 für die Darstellung eines analogen Signalwerts übertragen Ausgangsmatrix 22 in F i g. 1 dargestellten gleicht, wurden. Die binären Signale erscheinen gleichzeitig wobei die Folge periodisch wiederholt wird. Es 5 an den Ausgängen der Quellen 31, 32, 33 und 34 braucht nur ein der binären Signale für jede Stufe mit Werten von 0 oder 7 kV und werden den Polades Abtastvorgangs geändert zu werden. Dieses risations-Dreheinrichtungen 2, 7, 12 und 17 der Verfahren wird ein zyklischer Kode genannt. Um Fig. 1 zugeführt. Der Lichtstrahl wird dabei so die Anwendung eines derartigen Kode zu erleichtern, abgelenkt, wie es für die grundsätzliche Ausführung sind die anisotropen Kristalle der binären Ablenk- xo der F i g. 1 erklärt wurde. Der Lichtstrahl trifft und einheiten mit wachsender Dicke zur Quelle 90 hin schließt einen Schalter in der Matrix 110, der dem in einer geometrischen Progression für die vertikalen jeweiligen Kodewort entspricht. Da die Größen der Ablenkeinheiten und in einer anderen geometrischen Kopplungswiderstände 115, 116, 117 und 118 sämt-Progression für die horizontalen Ablenkeinheiten lieh verschieden sind, ändert sich die Größe des angeordnet. Die Schaufläche 94 ist eine spezielle 15 Spannungsabfalls am Widerstand 119, je nachdem, Form der Ausgangsmatrix22 der Fig. 1, bei der welches der Schaltelemente durch den Strahl gedie lichtempfindlichen Elemente eine stetige Fläche troffen wurde.
bilden können, z. B. einen undurchlässigen reflek- Es sei angenommen, daß der Lichtstrahl den tierenden Schirm. In diesem Fall wird die Reflexion Foto-Transistor 111 trifft. Die Impedanz des Fotobetrachtet. Die Oberfläche 94 kann auch eine durch- 20 Transistors 111 wird vernachlässigbar, wobei die scheinende Mattglasscheibe sein, in welchem Fall Widerstände 115 und 119 einen Spannungsteiler an das durchgelassene Bild betrachtet wird. Ein gleicher der Quelle 120 bilden. Das Potential an der VerEffekt auf das Auge des Betrachters kann durch ein bindung zwischen den Widerständen 115 und 119 spezielles optisches Instrument, z. B. durch ein wird dann geringer als das Potential am Pluspol Mikroskop hervorgebracht werden. 25 der Quelle 120, und zwar um den Spannungsabfall
Eine Anordnung lichtempfindlicher Schaltelemente am Widerstand 119. Wenn der Lichtstrahl vom der Ausgangsmatrix 22 zur Anwendung in Nach- Foto-Transistor 111 entfernt wird, nimmt dieser richtenübertragungssystemen ist in F i g. 7 dar- Transistor eine sehr hohe Impedanz an, so daß kein gestellt. Zum Beispiel kann die Ausführung der Strom durch den Widerstand 115 fließt. Wenn kein F i g. 1 so eingerichtet werden, daß sie einen Dekoder 30 anderer Foto-Transistor einen Zustand mit niedriger für Impulskodemodulations-Empfänger darstellt, Impedanz aufweist, fließt kein Strom durch den indem die Einrichtung der F i g. 7 für die Ausgangs- Widerstand 119, wobei dann das gesamte Potential matrix 22 verwendet wird. Die Foto-Transistoren der Quelle 120 an der gemeinsamen Verbindung der 111, 112, 113 und 114 der optischen Schaltmatrix Widerstände 115, 116, 117 und 118 erscheint. Wenn 110 sind an vier der in F i g. 2 angegebenen Element- 35 der Lichtstrahl den Foto-Transistor 112 trifft, bilden Positionen angeordnet. Der eine Anschluß jedes der der Widerstand 116 und der Widerstand 119 in Foto-Transistoren 111, 112, 113 und 114 ist mit gleicher Weise einen Spannungsteiler an der Quelle einem gemeinsamen Erdanschluß verbunden, wäh- 120. Der Spannungsabfall am Widerstand 119 ist rend die anderen Anschlüsse mit Widerständen 115, nunmehr verschieden von dem Wert, der auftrat, 116, 117 und 118 verbunden sind. Die anderen 40 als der Transistor 111 durch den Lichtstrahl geSeiten dieser Widerstände 115, 116, 117 und 118 troffen wurde, weil die Größen der Widerstände 115 sind gemeinsam mit einem Widerstand 119 verbun- und 116 verschieden sind. Somit erscheint ein ampliden. Die andere Seite des Widerstandes 119 ist an tudenmodulierter Impulszug an der gemeinsamen den Pluspol der Gleichspannungsquelle 120 ange- Verbindung der Widerstände 115,116, 117 und 118. schlossen, während der Minuspol der Quelle 120 mit 45 Der Kondensator 121 läßt die veränderliche Komdem gemeinsamen Erdanschluß verbunden ist. Die ponente der Spannung am Widerstand 119 zum eine Seite eines Kondensators 121 ist mit der gemein- Eingang des Verstärkers 122 durch. Die Amplitude samen Verbindung der Widerstände 115, 116, 117 jedes Ausgangsimpulses des Verstärkers 122 ist somit und 118 verbunden, während die andere Seite des kennzeichnend für die gleichzeitige Endlage des Kondensators 121 mit der einen Eingangssignal- 50 Lichtstrahls der Quelle 1. Das Tiefpaßfilter 123 klemme des Verstärkers 122 verbunden ist. Die erzeugt einen Ausgang, der die Hüllkurve des ampliandere Eingangsklemme des Verstärkers 122 ist mit tudenmodulierten Impulszugs am Ausgang des Verder gemeinsamen Erdverbindung verbunden. Der stärkers 122 darstellt. Somit sind aufeinanderfolgende Ausgang des Verstärkers 122 ist mit dem Eingang Kombinationen der von den Quellen 31, 32, 33 des Tiefpaßfilters 123 verbunden. 55 und 34 erzeugten binären Signale in ein sich stetig
Wenn auch der Einfachheit halber nur vier Schalt- änderndes analoges Signal am Ausgang des Tiefpaßelemente in der Matrix 110 dargestellt sind, so filters 123 umgewandelt.
können doch so viele Schaltelemente vorgesehen Es sei bemerkt, daß die entsprechend Fig. 7
werden, wie Elementpositionen in der Ausgangs- abgeänderte Ausführung der Fig. 1 sich bei der
matrix 22 der F i g. 1 enthalten sind. Die Größen der 60 soeben beschriebenen Anwendung vollständig auf
Widerstände 115, 116, 117 und 118 und irgend- der Empfangsseite befindet.
welcher zusätzlicher Widerstände, die mit anderen Dieselbe Einrichtung kann als Sender und Emp-Foto-Transistoren verbunden sind, sind sämtlich fänger in einem Nachrichtenübertragungssystem beverschieden, nutzt werden, indem einfach der Abstand zwischen
Beim Betrieb dieser abgeänderten Ausführung als 65 der Ausgangsmatrix 22, wie sie in F i g. 7 dargestellt
Impulskodemodulations-Dekoder wird ein zu de- ist und die den Empfänger darstellt, und der übrigen
kodierendes Kodewort mit Hilfe bekannter Mittel abgeänderten Ausführung, wie sie in F i g. 1 dar-
vom empfangenen Signal abgeleitet. Jedes Kodewort gestellt ist und die den Sender darstellt, vergrößert
wird. Die zu übertragende Information wird in Kodeworten kodiert, die aus binären Bits von 0 oder 7 kV bestehen. Die binären Bit jedes Kodeworts werden gleichzeitig den Polarisations-Dreheinrichtungen 2, 7,12 und 17 der Fi g. 1 zugeführt. Die resultierende Ablenkung des Strahls ändert sich in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten wie das Kodewort. Somit ist der polarisierte Lichtstrahl ein Träger für die zu übertragende Information, wobei seine Modulation Strahl-Positionsmodulation genannt werden kann. In den Fällen, wo der Übertragungsabstand sehr groß ist, kann es erwünscht sein, daß sämtliche verschiedenen möglichen Übertragungswege des Strahls parallel zueinander liegen. Es kann ferner erwünscht sein, Fokussiereinrichtungen oder sogar Verstärkereinrichtungen an sich wiederholenden Punkten entlang der Strahlbahn vorzusehen. Die Foto-Transistoren 111, 112, 113 und 114 stellen bei dieser Anwendung der Erfindung die Antennen des Empfängers wie auch einen Teil der Demodulations- zo einrichtungen dar.
Es sind zahlreiche weitere Anwendungen möglich, Zum Beispiel bei digitalen Rechensystemen, um logische Operationen, wie auch eine Informationsspeicherung durchzuführen, wie es in Zusammenhang mit F i g. 4 beschrieben wurde. Zum Beispiel kann eine logische Einrichtung dadurch gebildet werden, daß einige Differenzen der Dicke der Kristalle zur Ablenkung des Strahls in derselben Ebene beseitigt werden. Wenn die Elemente 16 und 21 dieselbe Dicke erhalten, wird die eine vertikale Spalte der Ausgangsmatrix, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, beseitigt. Dabei entsteht eine mehrwertige Entsprechung zwischen einigen der Elemente der Ausgangsmatrix 22 und einigen Permutationen von gegebenen Kombinationen einer gegebenen Anzahl von binären Signalen. Bei dem soeben angegebenen Beispiel hat die Vertauschung der an die Dreheinrichtungen 12 und 17 angelegten Signale keine Wirkung auf die Position des Strahls auf der Ausgangsmatrix 22. Es kann eine Vielzahl von anderen Wegen zur Kombinierung einer Anzahl von Eingangssignalen vorgeschlagen werden.
Ein Vorteil der Anwendung auf digitale Rechensysteme ist die hohe Geschwindigkeit, die durch die sehr große Positionsbandbreite des Systems ermöglicht wird. Das bedeutet, daß der Lichtstrahl der Quelle 1 von einem seiner diskreten Wege zu einem anderen sehr schnell abgelenkt werden kann.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Elektrooptische Abtastanordnung hoher Geschwindigkeit und hoher Rasterdichte, gekennzeichnet durch die Kombination einer Quelle eines engen Strahlenbündels polarisierter elektromagnetischer Strahlung (1, Fig. 1), einer im Strahlengang liegenden digitalen Lichtablenkeinrichtung (41 bis 44), die unter der Steuerung von Signalen einer äußeren Quelle (31 bis 34) das Strahlenbündel in einer Mehrzahl binärer Schritte auf eine Ausgangsstellung hin als Funktion der Polarisation des Strahlenbündels ablenkt, und einer Mehrzahl strahlungsempfindlicher Elemente (50, 51; 62; 111 bis 114; Fig. 7) zum Auffangen des abgelenkten Strahlenbündels und zum Erzeugen eines elektrischen Signals auf ihre selektive Anregung hin.
2. Abtastanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der strahlenempfindlichen Elemente (62) an zumindest zwei Signalübertragungswege (60, 73 und 61, 74) derart angeschaltet ist, daß die selektive Anregung dieses Elementes eine Verbindung zwischen den beiden Übertragungswegen herstellt.
3. Abtastanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der strahlungsempfindlichen Elemente (62) mit einer entsprechenden Strahlungserzeugenden Vorrichtung in Reihe geschaltet ist, von deren Strahlung das zugeordnete strahlungsempfindliche Element auf dessen Ansteuerung hin beaufschlagt wird, so daß eine einmal erzeugte leitende Verbindung der Signalübertragungswege auch dann bestehenbleibt, wenn das Strahlenbündel von diesem strahlungsempfindlichen Element wieder weggeführt wird.
4. Abtastanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindlichen Elemente durch eine Kreuzpunktmatrix (111 bis 114) gebildet sind, in deren Kreuzpunkten fotoleitende Elemente (NPN) liegen.
5. Abtastanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umsetzen der Signale in eine sichtbare Form das System des weiteren die folgenden Merkmale aufweist: einen Intensitätsmodulator (91) zwischen der Quelle (90) und der digitalen Lichtablenkeinrichtung (92) zur Intensitätsmodulation des Strahlenbündels entsprechend modulierender Signale einer äußeren Quelle, eine das abgelenkte Strahlenbündel auffangende Betrachtungsfläche (94) zur Erzeugung eines sichtbaren Bildes und eine an die digitale Lichtablenkeinrichtung (92) angeschaltete Abtaststeuereinheit (92), die unter der Steuerung äußerer Signale das Strahlenbündel in vorbestimmter Weise auf der Oberfläche der Betrachtungsfläche zur Erzeugung des sichtbaren Bildes ablenkt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1064556B (de) * 1955-12-08 1959-09-03 Deutsche Bundespost Anwendung eines Transistors mit teilweise fallender Charakteristik zum Schalten mit kurzen Sprungzeiten
DE1139545B (de) * 1960-04-08 1962-11-15 Ibm Optische Verriegelungsschaltung

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DE1447283B2 (de) 1970-11-05
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