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WO1990002969A1 - Einrichtung zum ablenken eines lichtstrahles - Google Patents

Einrichtung zum ablenken eines lichtstrahles Download PDF

Info

Publication number
WO1990002969A1
WO1990002969A1 PCT/EP1989/001032 EP8901032W WO9002969A1 WO 1990002969 A1 WO1990002969 A1 WO 1990002969A1 EP 8901032 W EP8901032 W EP 8901032W WO 9002969 A1 WO9002969 A1 WO 9002969A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
deflector
deflection
light beam
deflection device
crystals
Prior art date
Application number
PCT/EP1989/001032
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Kinzinger
Original Assignee
Klaus Kinzinger
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 Klaus Kinzinger filed Critical Klaus Kinzinger
Publication of WO1990002969A1 publication Critical patent/WO1990002969A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/29—Devices 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
    • G02F1/33—Acousto-optical deflection devices

Definitions

  • the invention relates to a device for deflecting a light beam, in particular for use in a large-area display device according to the preamble of claim 1.
  • Known large-area display devices are e.g. used in discotheques for projecting geometric patterns on walls, ceilings or free-standing screens.
  • the deflection device contains deflectors in the form of mirrors for the two beam deflection directions, which can in principle be adjusted according to the moving coil.
  • Display devices are not dependent on accuracy and very high speed of the display; the information content of the projected patterns is small.
  • Monitors, LCD displays and plasma displays are also known for the representation of letters, numbers and drawings, which can also display rapidly changing information with a high information content, e.g. continuous texts or complex technical drawings.
  • Large-scale display panels are also known which operate in a similar manner to the monitors and displays just described. Only in these display panels are the individual display elements formed by individual lamps or mechanically adjustable flaps. Such large-scale display boards can be found, for example, in football stadiums. These scoreboards have the disadvantage that they work slowly compared to monitors not suitable for displaying rapidly changing information. In addition, these large-scale display boards are very expensive, which excludes their use in purely technical applications, for example in control rooms and the like.
  • the present invention is intended to develop a deflection device in accordance with the preamble of claim 1 in such a way that it is suitable for such operating conditions.
  • Deflector crystals such as acousto-optical deflector crystals, which can be controlled locally in terms of their optical refractive power by means of electrical signals, bring with them a side effect of dynamic distortion of the light beam, as would also be produced by a weak cylindrical lens.
  • This effect is due to the fact that in the deflector crystal the wavelength of the refractive power fields is not the same throughout, but rather varies locally since the working frequency has to be varied in order to deflect the light beam. With the development of the invention according to claim 3 it is achieved that this disturbing cylindrical lens effect is eliminated, since a corresponding positive effect in the first deflector crystal is offset against an opposite effect in the second deflector crystal.
  • the development of the invention according to claim 4 also serves to increase the deflection angle.
  • the development of the invention according to claim 5 is advantageous in terms of producing the smallest possible light spots when the light beam strikes a screen.
  • the deflection device or the light source is automatically switched off or in a standby state when a person is in a place where they could be hit directly by the light beam emitted by the deflection device.
  • This monitoring of the space possibly traversed by the light beam can be carried out according to claim 7 simply by using known monitoring devices, such as are used for theft protection and burglar protection.
  • a monitoring device as specified in claim 8, is characterized by a particularly simple and cost-effective design: the space to be monitored is scanned by the light beam which is also used for display purposes together with a light guide running at the edge of a screen, in that the light beam is inside a test cycle is moved along the light guide arrangement. With this test movement there is only a slight risk of injury to one to be monitored Person in the room because the light beam is moved quickly here. If desired, the light source power can also be reduced for the test cycle (cf.
  • the monitoring device specified in claim 8 can also be used to calibrate the deflection device: if it is known that there is no obstacle in front of the light guide arrangement, the lack of an output signal on the light-sensitive detector C when the detector is working properly can only mean that the light beam passes through the deflection unit , whose control unit or a computer controlling it is not correctly guided over the light guide arrangement. If the control of the deflection device is then modified so that the light beam runs correctly over the light guide arrangement, the deflection device is also correctly adjusted overall.
  • This equalization of the generated image is obtained in a mechanically particularly simple manner.
  • a continuously rotating disc-shaped equalizing element also runs quietly.
  • the arrangement of the equalization element within the optics in front of the last lens of the latter (cf. claim 13) is advantageous in terms of avoiding a pixel widening.
  • the refractive power fields in the deflector crystals can be electrically inclined so that the end faces of the deflector crystal can be placed perpendicular to the incident light beam. This is advantageous with regard to undesired reflections from the end face of the deflector crystals.
  • Angle of attack to the incident light beam is changed according to the deflection control signal.
  • the materials that can be used for deflector crystals are usually optically anisotropic anyway, the diffraction of the light beams at the refractive power fields also results in a rotation of the polarization with respect to the incident light beam, so that the undesired orders of the diffracted can be obtained in a very simple manner Hide light beam or at least weaken it strongly.
  • Figure 1 a schematic representation of a large area
  • Figure 2 a plan view of a modified screen for the laser display panel of Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic representation of one of the deflector units of a laser display panel
  • Figure 4 is a schematic representation of a modified deflector unit for a laser display panel
  • Figure 5 is a schematic representation of a further modified deflector unit for a laser display panel, which comprises a three-lens zoom lens;
  • FIG. 6 a view similar to FIG. 5, with an additional polarizer for blanking out the zero and second orders of the diffracted laser beam;
  • FIGS. 7a and 7b a modified arrangement for generating the refractive power fields in the deflector crystals with different angles of attack
  • Figure 8 is a schematic representation of a modified
  • Defector unit with several defector crystals arranged one behind the other.
  • 10 denotes a screen on which rapidly changing information is to be displayed with high resolution.
  • the screen is usually rectangular and can e.g. are 4 m wide in the x-direction and 3 m high in the y-direction (room dividers as control room display boards) or larger (projection on house wall).
  • Directions refer to the coordinate systems shown in Figures 1 and 2.
  • Information is displayed on the screen 10 by moving a laser beam 12 according to the information to be displayed on the screen 10.
  • a corresponding deflection unit is identified by a total of 14 in the drawing. It receives the laser beam from a laser 16, which generates light in the visible range.
  • Umbrella 10 from 4 m to 3 m.
  • the laser light emerging from the widening optics 17 reaches a deflector unit, designated overall by 26, which comprises a ⁇ deflector unit 26 ⁇ and a y deflector unit 26y. These deflect the laser beam by a predetermined angle in the x-direction or y-direction from the optical axis of the laser 16 denoted by 28.
  • the deflector units 2 ⁇ x and 26y contain acousto-optical deflector crystals as active elements, for example TeO 2 single crystals.
  • the maximum deflection angle that can be achieved with them is approximately 2.5 degrees.
  • the light emitted by the deflection unit deflector unit 26 passes through an equalizing disc 18 which rotates about an axis parallel to the beam direction and whose local refractive power (refractive index integrated via the
  • the shaft carrying the equalization disk 18 also carries a pinion 20 which meshes with a large gear wheel 22.
  • the latter is driven by a synchronous motor 24.
  • an objective 30 is provided which increases the beam deflection.
  • the information to be displayed on the screen is provided by a computer 32. This information can be entered via a terminal 34 if such a direct information display is desired.
  • Computer 32 can, however, also cooperate with other signal sources, e.g. with a computer for which the display panel represents an output unit, or with sensors 36, 33, 40, which are used, for example, to monitor a chemical reactor or to monitor a production line or the like.
  • the computer 32 can then process the output signals of these sensors, compare them with target values and issue warnings in the event of deviations from the target values according to predetermined criteria, or also provide the sensor output signals or variables derived from these in the form of graphics for the user.
  • a process computer 42 cooperates with the computer 32 and controls voltage-controlled oscillators 44x, 44y on the output side. Their outputs are via power amplifiers 46x, 46y with the control terminals of the deflector units 26x and 26y vsrbunden.
  • the oscillators 44x, 44y are voltage-controlled oscillators with a center frequency of the order of 100 MHz and a frequency swing of about 50 MHz.
  • the oscillator output voltages amplified by the power amplifiers 46x, 46y generate sound waves of corresponding frequency in the deflector crystals of the deflector units 26x and 26y, at which the laser beam is diffracted for the purpose of deflection, as will be described in more detail.
  • the process computer 42 works together with a read-only memory 48, in which the most important corrector and work values are stored. These are, in particular, factors v x and v y for converting the desired coordinate deflections in the x and y directions on the screen 10 into associated deflection angles of the laser beam 12. Furthermore, the parameters P x and P y specifying the point size are stored in the read-only memory 48. Taking this into account
  • the process computer 42 additionally modulates the control voltages for the oscillators 44x and 44y.
  • the entire control unit which is inserted between the computer 32 and the deflection unit 14, bears the reference number 50 in the drawing.
  • the laser beam 12 is moved for a long time within a small portion of the screen 10. If there were a person in the area between the projection unit 14 and the screen 10, there could be a risk of injury. For this reason, this area is monitored by an ultrasonic sensor 54, as is otherwise used for room monitoring in burglar alarms. It is connected to a detector circuit 56, which then generates an output signal when the ultrasonic sensor 54 detects the presence of a person in the space between the projection unit 14 and the screen 10.
  • the process computer 42 When the process computer 42 receives an output signal from the detector circuit 56, it controls the deflection unit 14 independently of the information received from the computer 32 and to be displayed in such a way that the laser beam 12 is guided along the edge of the screen 10 at high speed. This means that only a very small fraction of the laser power hits a person standing in the area to be monitored. Alternatively, the output signal of the
  • detector circuit 56 uses the detector circuit 56 to turn the laser 16 off or to decrease its power or to control a shutter or beam attenuator provided in the deflection unit 14.
  • the process computer 42 operates in a manner similar to that which is known per se from the control of graphics terminals. Only characteristic points of the overall pattern to be generated are input to the process computer 42. It then calculates any desired connecting lines according to predetermined interpolation formulas and / or generates certain, often recurring patterns at the selected points, for example letters or frequently required graphic symbols, which are also stored in the read-only memory 48. It can be seen that characters, drawings, graphics and other information can be displayed very quickly, very variably and over a large area in the manner described above.
  • FIG. 2 shows an alternative for monitoring the space between the deflection unit 14 and the screen 10.
  • a light guide 58 is provided along the edge of the screen 10.
  • a photodetector 60 faces the mutually adjacent ends of the light guide 58 which extend beyond the screen 10 on the same side. This thus responds when one end or the other of the
  • Light guide 58 light emerges. Such a light emission is obtained when the laser beam 12 is guided exactly along the light guide 58 by appropriate control of the deflection unit 26. If there is an obstacle in the volume of space to be monitored, which the laser beam 12 can also sweep as far as possible when information is displayed, a signal drop is observed at the output of the photodetector 60. This falling signal edge is passed via an inverter 62 to the set terminal of a bistable multivibrator 64. The latter is reset by the process computer 42 via a line 66 at the beginning of a test cycle, within which the laser beam is guided via the light guide 58, and the state of the bistable flip-flop 64 is queried by the process computer via a line 68 at the end of the test cycle.
  • the process computer 42 receives a signal from the "1" output of the flip-flop 64, the normal display is interrupted and switched to the ready position in the manner described above.
  • the process computer 42 is programmed in such a way that it carries out such test cycles at regular intervals, for example every second, the interval between the test cycles being higher with a small laser power and with a larger laser power is chosen smaller.
  • an output signal from the bistable multivibrator 64 indicates that the laser beam 12 is not correctly guided along the light guide 58.
  • FIG. 3 shows details of the deflector unit 26y.
  • Deflector unit 26x is constructed analogously. The incident
  • Laser beam 12 is first deflected by a prism 96 from the optical axis 28.
  • the deflected laser beam strikes an acousto-optical deflector crystal 1 98, which can, for example, be a plane-parallel cut piece of a TeO 2 single crystal.
  • a piezoelectric ultrasound generator 100 or an ultrasound absorber 102 is applied to the end faces of the deflector crystal 98.
  • the ultrasonic generator 100 is excited by the power amplifier 46y, as explained above with reference to FIG. 1.
  • the deflector crystal 1 98 If the deflector crystal 1 98 is not subjected to ultrasound waves, it behaves like a plane-parallel transparent disc, the laser beam 12 passes through it
  • Deflector crystal 98 essentially rectilinear (apart from a small parallel offset, which is not shown here for the sake of clarity). If the ultrasonic generator 100 is excited by the power amplifier 46y, a sound wave field 104 is obtained in the volume of the deflector crystal 98. The optical refractive index in the detector crystal 98 is periodically modulated by this, and a large number of optical reflection planes are thus obtained. If the Bragg condition is fulfilled, the partial waves reflected at the individual refractive index extreme value planes like one another, while the partial waves passing through largely cancel themselves out, and overall a reflected laser beam is obtained, which is denoted in FIG. 3 by 12 '.
  • the distance between the maxima and minima of the optical refractive index generated by the sound wave field 104 can be varied, and hence the angle of reflection between the reflected laser beam 12 ′ and the incident laser beam 12.
  • a second deflector crystal 106 is arranged in the beam path behind the deflector crystal 98.
  • the deflector crystal 106 again carries an ultrasonic generator 108 on its one end face, which is connected to the output of the power amplifier 46y.
  • the other end face of the deflector crystal 106 carries an ultrasound absorber 110.
  • a sound wave field 112 is generated in the deflector crystal 106, which, however, runs in the opposite direction with respect to the laser beam as the sound wave field 104.
  • interference effects are associated with the reflection of the laser beam at a refractive index field generated by a wave field for the two
  • Deflector crystals 98 and 106 averaged out overall.
  • the deflector crystals le 98 and 106 are identical in terms of their beam deflecting effect.
  • the deflector crystal 106 is rotated through 180 ° with respect to the laser beam and its axis encloses an angle with the axis of the deflector crystal 98. With the deflector unit shown in FIG. 3, the deflection angle of the laser beam is thus doubled overall. This deflection angle is typically about 2.5 ° for a single deflecting crystal.
  • FIG. 3 shows a deflector unit 26x or 26y, which is similar to that according to FIG. 3.
  • FIG. 5 shows a section of the one shown in FIG Deflection unit for the special case that the lens 30 consists of three lenses 116, 118, 120, the lens 116 by the distance 1 1 from the center of the deflector crystal
  • Lens 116 is removed and lens 120 is the distance 13 from lens 118.
  • the focal lengths of these lenses are f 1 , f 2 and f 3 .
  • FIG. 5 shows that the equalizing disc 18 is interleaved with the lenses 116, 118, 120 of the objective 30, specifically in such a way that the lens 120 forms a sharp image of the beam passage point through the equalizing disc on the screen 10. If the screen is at a large distance from the deflection unit 14, this corresponds to
  • FIGS. 5 and 6 show only a single deflector crystal; in reality you have to take the overall arrangement of everyone in its place
  • Deflector crystals of the deflector units 26x and 26y think, the central plane of the overall arrangement then at the
  • the two-lens expansion optics 17 is arranged in front of the deflector crystal 98.
  • the distance from the deflector crystal 98 is denoted by 1 0 and is selected such that at the center of the detector crystal 98 (in the case of a plurality of detector crystals and a plurality of deflector units arranged one behind the other: at the center plane of the deflection unit) a waist of the detector crystal 98 (in the case of a plurality of detector crystals and a plurality of deflector units arranged one behind the other: at the center plane of the deflection unit) a waist of the
  • Laser beam lies.
  • the widening optics 17 is also set so that its focal point also coincides with the center plane of the detector crystal arrangement. In this way, a minimal cross section of the laser beam is obtained overall behind the lens 30.
  • FIG. 5 wherein at the output of the deflector crystal 98, in addition to the laser beam 12 'diffracted in the zero order and the laser beam 12' 'diffracted in the first order, a laser beam 12' '' diffracted in the second order is also reproduced.
  • a laser beam 12' '' diffracted in the second order is also reproduced.
  • the laser beam 12 ′′ is to be used to generate the image on the screen 10.
  • a prism 124 is provided to mask out the beams 12 'and 12' '' that are not used, which preferably is a
  • ultrasonic generators are expediently constructed from a plurality of oscillators arranged next to one another, so that the sound field inside the deflecting crystal receives a certain rotation. In this way it is achieved that the laser light always finds a partial wave of the sound field, at which it is reflected.
  • the rotation of the sound field can be e.g. via the phase shift between the signals to excite the various ultrasonic transducers.
  • FIG. 7 shows a corresponding excitation of the refractive power fields in the deflector crystal 98.
  • two ultrasonic generators 100a and 100b are provided at a distance from the lower end face of the deflector crystal 98, one of which directly with the output signal of the assigned power amplifier 46 is connected while the other this signal via a controllable
  • Phase shifter 126 receives. Due to the resulting phase shift between the sound waves generated by the ultrasonic generators 100a and 100b, the wavefronts in the deflector crystal 98 are tilted, as shown schematically in FIG. 11a with the simplified assumption of flat wavefronts (in the near field of the ultrasonic generators 100a and 100b one has in reality, of course, more complicated forms of the wave fronts).
  • the phase shifter 126 contains a computing circuit 128 which, taking into account the respective deflection angle (and thus the wavelength of the sound wave generators generated by the ultrasound generators 100a and 100b), calculates the necessary angle of attack of the sound wave fields for the direction of the incident laser beam and determines the phase shift with which the Ultrasonic generator 100b must be excited. Since the deflection angles can change very rapidly in the large-area laser display panel under consideration here, an analog arithmetic circuit or a read-only memory is preferably used as arithmetic circuit 128, in which the various arithmetic results have previously been stored for all control signals that can be considered, similar to the above in a different context
  • FIG. 7a shows the conditions for a first control signal output by the process computer 42, which is equally applied to the frequency-controllable oscillator 44 and the electrically controllable phase shifter 126.
  • a sound wave field 104 and a corresponding refractive power field having wave fronts are obtained in the deflector crystal 98, the wavelength of which is relatively large and the angle of incidence relative to the horizontal direction of incidence of the laser beam is relatively small.
  • FIG. 7b shows the situation with another of
  • Process computer 42 emitted control signal, by means of which in the deflector crystal 98 a refractive power field with a shorter one
  • Wavelength and steeper angle of attack to the direction of the incident laser beam is generated.
  • the deflection angle can be multiplied by connecting equivalent deflector crystals in series.
  • geometrically identical diffraction ratios of the laser beam in the deflector crystals 98 and 106 were ensured by tilting the rear deflector crystal 106 accordingly.
  • the deflector crystals 98 and 106 can also be set up in the same orientation and by appropriate ones
  • a lens 130 is arranged behind the first deflector crystal 1 98 in such a way that its focal point is in the central plane of the lens
  • Deflector crystal les 98 falls.
  • the lens 130 thus converts the laser beams 12-0, 12-1 and 12-2 found behind the deflector crystal 98 into axially parallel beams.
  • second lens 132 is arranged in front of the second deflector crystal 106 so that its center falls in the crystal center plane.
  • the laser beam thus intersects the optical axis at the center of the deflector crystal 106 at an angle which corresponds to the amount at which it is deflected away from the optical axis in the deflector crystal 98. If one designates this angle with w, the fronts of the sound wave field 104 run underneath one
  • the wave fronts of the sound wave field 112 must be inclined by an angle of minus 1.5 w to the optical axis. As shown in Figure 8, the deflector crystals are
  • the oblique positioning of the refractive power fields 104 and 112 takes place through a phase shift between the electrical signals with which the ultrasound generators 100a, 100b or 100a 'and 100b' are excited. These different phase shifts for the ultrasonic generators 100b and 100b 'generate the computing circuits 128 and 128', respectively, which belong to the controllable phase shifters 126.
  • the laser beam leaving the deflector crystal 106 is thus tilted in total by the angle 2 w against the starting direction.
  • the lenses 130 and 132 rotate the beam a total of 180 ° about its axis, which has no serious consequences for the purpose of information display even if the beam cross-section deviates from the exact circular shape.
  • the incident laser beam in the deflector crystals 98 and 106 at the refractive power field 104 or 112 is not only diffracted in the first order, but rather also in the second and higher order
  • the beams of different orders are tilted by different angles by a given control signal in the deflector crystals, but only one point of impact of the laser beam is desired on the screen 10 for each control signal, the beams must not be of the desired order (here: zero order and second order) be eliminated.
  • this is done by an aperture plate 134 which is arranged in the middle between the lenses 130 and 132.
  • the aperture plate 134 has an opening 136, the inner edge of which is still above the optical axis, so that the zero-order beam is retained.
  • the upper edge of the opening 136 is selected such that the second-order beam with a minimum deflection angle occurring during operation for the first-order beam (this must be from
  • Beam path which represents the angle ratios much exaggerated in practice, was assumed, for example, that the beam of the first order behind the deflector crystal 98 is tilted a maximum of 20 ° away from the optical axis.
  • Breakthrough 136 can pass, the deflection angle must obviously not be less than the angle of 20 °. Simplifying a linear relationship between the
  • Fig. 8 shows one for the sake of clarity
  • Deflector unit for one coordinate The deflector unit for the second coordinate can be easily integrated into the deflection unit shown, that the first
  • Deflector crystal of this unit in front of the deflector crystal 98, the second deflector crystal symmetrically
  • the opening 136 is given a similar contour in the direction perpendicular to the plane of the drawing as in the plane of the drawing and thus has the overall shape of a rectangle.
  • the lenses 130 and 132 shown in FIG. 8 can be made of
  • Be lenses preferably aspherical lenses.
  • holographic lenses or diffraction gratings instead, the latter changing the distance of the bitter lines from the center axis to the outside, as is necessary to correct the chromatic aberation.
  • a laser 16 is provided as the light source for the display panel. It goes without saying that a conventional white light source can also be used in Can use connection with a color filter, such as a xenon high pressure lamp.
  • the above description also describes only a monochrome, large-area laser display panel together with its control electronics. It goes without saying that it is also possible to produce large-area color laser display panels, whereby the light source used is either a laser that provides multiple wavelengths (e.g. white light crypton ion laser, argon ion laser), or pump lasers in conjunction with a dye cell . The different color laser beams can then be deflected simultaneously by associated deflection units and then meet to form mixed colors on the screen. Alternatively, it is also possible to provide only a single deflector unit which is used in the time-division multiplex method for the laser beams of different wavelengths. In the exemplary embodiments described above, the space between the laser and the screen was monitored using one at the edge of the
  • Shielded light guide at the ends of which light-sensitive detectors were arranged. It goes without saying that a large number of light-sensitive detectors can be used instead, which are arranged at a distance in succession along the edge of the screen and are connected in an OR circuit to a common signal line. For many applications, ss is also sufficient if the security check for the presence of people in front of the screen is only carried out at the lower edge of the screen.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Lasers (AREA)
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Abstract

Eine großflächige Laser-Anzeigetafel enthält einen Laser (16) als Lichtquelle. Diesem ist eine Ablenkeinheit (14) nachgeschaltet, die von einem Prozeßrechner (42) unter Verwendung von Signalen angesteuert wird, wie sie üblicherweise zur Erzeugung von Vektorgraphiken auf Monitoren verwendet werden. Die Ablenkeinheit (14) enthält akustooptische Deflektoreinheiten (26x, 26y), die jeweils zwei Deflektorkristalle aufweisen, in denen gegenläufige Brechkraftfelder in Abhängigkeit vom externen Ablenksteuersignal erzeugt werden. In der Ablenkeinheit (14) ist ferner ein Objektiv (30) angeordnet, welches die Strahlablenkung vergrößert, bevor der Laserstrahl dann auf einen Schirm (10) auftrifft.

Description

Einrichtung zum Ablenken eines Lichtstrahles
Beschreibung
=============== Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ablenken eines Lichtstrahles insbesondere zur Verwendung in einer großflächigen Anzeigeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bekannte großflächige Anzeigeeinrichtungen werden z.B. in Diskotheken zum Projizieren geometrischer Muster auf Wände, Decken oder frei im Raum aufgestellte Schirme verwendet. Die Ablenkeinrichtung enthält für die beiden Strahl-Ablenkrichtungen Deflektoren in Form von Spiegeln, die nach dem Drehspul prinzip verstellt werden können. Bei derartigen
Anzeigeeinrichtungen kommt es auf Senauigkeit und sehr hohe Geschwindigkeit der Anzeige nicht an; der Informationsgehalt der projizierten Muster ist klein. Zur Darstellung von Buchstaben, Zahlen und Zeichnungen sind ferner Monitore, LCD-Displays und Plasma-Displays bekannt, welche auch sich rasch ändernde Informationen mit hohem Informationsgehalt zur Anzeige bringen können, z.B. fortlaufende Texte oder komplizierte technische Zeichnungen.
Diese Anzeigeeinrichtungen lassen sich aber nur mit kleiner Anzeigefläche realisieren.
Es sind ferner großflächige Anzeigetafeln bekannt, welche von der Ansteuerung her ähnlich arbeiten wie die soeben geschilderten Monitore und Displays. Nur sind bei diesen Anzeigetafeln die einzelnen Anzeigeelemente durch einzelne Lampen oder mechanisch verstellbare Klappen gebildet. Derartige großflächige Anzeigetafeln findet man z.B. in Fußbailstadien. Diese Anzeigetafeln haben den Nachteil, daß sie verglichen mit Monitoren langsam arbeiten, sich also nicht zur Darstellung schnell veränderlicher Informationen eignen. Darüber hinaus sind diese großflächigen Anzeigetafeln sehr teuer, was die Verwendung in rein technischen Anwendungen, z.B. in Leitwarten und dergleichen ausschließt.
Serade für den Einsatz im Leitwartenbereich, bei der Verkehrsüberwachung, bei der Prozeßkontrolle usw. wäre es vorteilhaft, eine großflächige Anzeigeeinrichtung zur Verfügung su haben, welche bei geringen Kosten die Darstellung schnell veränderlicher Information mit hoher Auflösung ermöglicht. Durch die vorliegende Erfindung soll eine Ablenkeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß sie sich für derartige Einsatz- bedingungen eignet.
Hierzu wird erfindungsgemäß eine Ablenkeinheit mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen vorgeschlagen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird der maximale Ablenkwinkel für die verschiedenen Kogrdinatenrichtungen vergrößert.
Lokal in ihrer optischen Brechkraft durch elektrische Signale steuerbare Deflektorkristalle wie akustooptische Deflektorkristalle bringen als Nebeneffekt eine dynamische Verzerrung des Lichtstrahles mit sich, wie sie auch von einer schwachen Zylinderlinse erzeugt würde. Dieser Effekt ist darauf zurückzuführen, daß man im Deflektorkristall keine durchgehend gleiche Wellenlänge der Brechkraftfelder hat, diese vielmehr lokal variiert, da die Arbeitsfrequenz zum Ablenken des Lichtstrahles variiert werden muß. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß dieser störende Zylinderlinseneffekt ausgeräumt ist, da sich ein entsprechender positiver Effekt im ersten Deflektorkristall gegen einen entgegengesetzt gleich großen Effekt im zweiten Deflektorkristall weghebt.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 dient der Vergrößerung des Ablenkwinkels.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist im Hinblick auf das Erzeugen möglichst kleiner Lichtflecke beim Auftreffen des Lichtstrahles auf einem Bildschirm von Vorteil.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird erreicht, daß die Ablenkeinrichtung oder die Lichtquelle automatisch ausgeschaltet oder in einen Bereitschaftszustand gestellt wird, wenn sich eine Person an einem Ort befindet, an welchem sie durch den von der Ablenkeinrichtung abgegebenen Lichtstrahl direkt getroffen werden könnte.
Diese Überwachung des vom Lichtstrahl möglicherweise durchlaufenen Raumes kann gemäß Anspruch 7 einfach unter übernähme an sich bekannter Überwachungseinrichtungen erfolgen, wie sie für Diebstahlsicherungen und Einbruchsicherungen verwendet werden.
Eine überwachungseinrichtung, wie sie im Anspruch 8 angegeben ist, zeichnet sich durch einen besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau aus: Das Abtasten des zu überwachenden Raumes erfolgt durch den auch zu Anzeigezwecken verwendeten Lichtstrahl zusammen mit einem beim Rand eines Schirmes verlaufenden Lichtleiter, indem der Lichtstrahl innerhalb eines Prüfzyklus längs der Lichtleiteranordnung bewegt wird. Bei dieser Prüfbewegung besteht nur eine geringe Sefahr der Verletzung einer im zu überwachenden Raum befindlichen Person, da der Lichtstrahl hier schnell bewegt wird. Falls gewünscht, kann man für den Prüfzyklus auch die Lichtquellen-Leistung herunterfahren (vergl.
Anspruch 9).
Die im Anspruch 8 angegebene überwachungseinrichtung kann zugleich zum Kalibrieren der Ablenkeinrichtung verwendet werden: Ist bekannt, daß sich kein Hindernis vor der Lichtleiteranordnung befindet, so kann das Fehlen eines Ausgangssignales am lichtempfindlichen Detektor Cbei ordnungsgemäß arbeitendem Detektor) nur bedeuten, daß der Lichtstrahl durch die Ablenkeinheit, deren Steuereinheit oder einen diese ansteuernde Rechner nicht richtig über die Lichtleiteranordnung geführt wird. Wird die Ansteuerung der Ablenkeinrichtung dann so modifiziert, daß der Lichtstrahl richtig über die Lichtleiteranordnung läuft, ist die Ablenkeinrichtung auch insgesamt richtig justiert.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 bringt den Vorteil einer scharfen und winkeltreuen Abbildung des
Lichtstrahles auf dem Schirm gemäß dem an die Ablenkeinrichtung angelegten elektrischen Signalen auch bei schrägem Auftreffen auf den Schirm. Betrachtet man Laserlicht mit dem Auge, so erscheint es immer szintiliierend (Speckle-Effekt). Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 wird dieser Speckle- Effekt ausgeräumt, so daß man ein gleichmäßiges, ruhig stehendes Bild erhält.
Diese Vergleichmäßigung des erzeugten Bildes erhält man gemäß Anspruch 12 auf mechanisch besonders einfache Weise. Ein kontinuierlich umlaufenden scheibenförmiges Vergleichmäßigungselement läuft auch leise. Dabei ist die Anordnung des Vergleichmäßigungselements innerhalb der Optik vor der letzten Linse der letzteren (vgl. Anspruch 13) im Hinblick auf das Vermeiden einer Bildpunktaufweitung von Vorteil.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 lassen sich die Brechkraftfelder in den Deflektorkristallen elektrisch schrägstellen, so daß man die Stirnflächen des Deflektorkristalles senkrecht zum einfallenden Lichtstrahl stellen kann. Dies ist im Hinblick auf unerwünschte Reflexe durch die Stirnfläche der Deflektorkristalle von Vorteil.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 wird eine weitere Vergrößerung des Ablenkwinkels erhalten, da sowohl die Wellenlänge des Brechkraftfeldes als auch sein
Anstellwinkel zum einfallenden Lichtstrahl gemäß dem Ablenksteuersignal geändert wird.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 wird erreicht, daß die Einfallverhältnisse für den Lichtstrahl auf die Brechkraftfelder hintereinander angeordneten Deflektorelemente jeweils die gleichen sind, obwohl die
Orientierung der Deflektorelemente im Raum jeweils die gleiche ist. Bei gleicher Orientierung der verschiedenen Deflektorelemente gestaltet sich das Einjustieren der gesamten Ablenkeinrichtung besonders einfach; auch baut die Ablenkeinrichtung kompakt. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 stellt man die gleichbleibenden
Einfallsverhältnisse an den verschiedenen Deflektorelementen durch Drehen der in ihnen erzeugten Brechkraftfelder her, was sich einfach durch Phasenverschiebung derjenigen Signale bewerkstelligen läßt, mit denen die verschiedenen Ultraschallgeneratoren eines Deflektorelementes beaufschlagt werden. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 wird erreicht, daß nur die in einer vorgegebenen Ordnung von den Deflektoren gebeugten Lichtstrahlen bei der Erzeugung des Bildes auf den Schirm verwendet werden. Diese Beugungsordnung ist in der Regel die erste Ordnung. Da die für Deflektorkristalle verwendbaren Materialien in der Regel sowieso optisch anisotrop sind, erhält man zugleich mit dem Beugen der Lichtstrahlen an den Brechkraftfeldern eine Drehung der Polarisation gegenüber dem einfallenden Lichtstrahl, so daß man gemäß Anspruch 17 auf sehr einfache Weise die nicht gewünschten Ordnungen des gebeugten Lichtstrahles ausblenden oder zumindest stark abschwächen kann.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 18 ermöglicht das Ausblenden von Lichtstrahlen nicht gewünschter Ordnung unter Verwendung einer Blende und damit ohne jegliche Schwächung des Strahles gewünschter Ordnung und 100%- iger Unterdrückung der Strahlen nicht gewünschter Ordnung. Bei einer Ablenkeinrichtung gemäß Anspruch 19 ist die Stellung des Blendenkörpers in Achsrichtung unkritisch. Man kann bei dieser Anordnung auch beide Deflektorelemente gleichermaßen auf die Achse der Ablenkeinheit setzen, was im Hinblick auf kompakte Abmessungen und ein einfaches Einjustieren auf die Richtung des einfallenden Lichtstrahles von Vorteil ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Figur 1: eine schematische Darstellung einer großflächigen
Laser-Anzeigetafel; Figur 2: eine Aufsicht auf einen abgewandelten Schirm für die Laser-Anzeigetafel nach Figur 1;
Figur 3: eine schematische Darstellung einer der Deflektoreinheiten einer Laser-Anzeigetafel;
Figur 4: eine schematische Darstellung einer abgewandelten Deflektoreinheit für eine Laser-Anzeigetafel;
Figur 5: eine schemätische Darstellung einer weiter abgewandelten Deflektoreinheit für eine Laser-Anzeigetafel, welche ein dreilinsiges Varioobjektiv umfaßt;
Figur 6: eine ähnliche Ansicht wie Figur 5, wobei zusätzlieh ein Polarisator zum Ausblenden der nullten und zweiten Ordnung des gebeugten Laserstrahles wiedergegeben ist;
Figuren 7a und 7b: eine abgewandelte Anordnung zum Erzeugen der Brechkraftfelder in den Deflektorkristallen mit unterschiedlichem Anstellwinkel; und
Figur 8: eine schematische Darstellung einer abgewandelten
Def lektoreinheit mit mehreren hintereinander angeordneten Def lektorkristallen.
In Figur 1 ist mit 10 ein Schirm bezeichnet, auf welchem sich rasch ändernde Information mit hoher Auflösung dargestellt werden soll. Der Schirm ist üblicherweise rechteckig und kann z.B. in x-Richtung 4 m breit sind und in y-Richtung 3 m hoch sein (Raumteiler als Leitwarten-Anzeigetafel) oder größer (Projektion auf Hauswand). Die angegebenen
Richtungsangaben beziehen sich auf die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Koordinatensysteme. Die Anzeige von Information auf dem Schirm 10 erfolgt dadurch, daß man einen Laserstrahl 12 gemäß der jeweils darzustellenden Information über den Schirm 10 bewegt. Eine entsprechende Ablenkeinheit ist in der Zeichnung insgesamt mit 14 gekennzeichnet. Sie erhält den Laserstrahl von einem Laser 16, der Licht im sichtbaren Bereich erzeugt.
Seht man für eine weiß auf schwarz-Darstellung von Verhältnissen aus, wie sie z.B. bei der Projektion von Texten oder technischen Zeichnungen vorliegen, so reicht ein Laser 16 mit einer Leistung von 40 Watt zur Ausleuchtung eines
Schirmes 10 von 4 m auf 3 m aus.
Hinter dem Laser 16 steht eine Aufweiteoptik 17, die in der Praxis aus zwei Linsen besteht und weiter unten noch näher beschrieben wird.
Das aus der Aufweiteoptik 17 austretende Laserlicht gelangt in eine insgesamt mit 26 bezeichnete Deflektoreinheit, die eine κ-Deflektoreinheit 26κ sowie eine y-Deflektoreinheit 26y umfaßt. Diese lenken den Laserstrahl um einen vorgegebenen Winkel in x-Richtung bzw. y-Richtung von der mit 28 bezeichneten optischen Achse des Lasers 16 aus. Die Deflektoreinheiten 2όx und 26y enthalten als aktive Elemente akustooptische Deflektorkristal le, z.B. TeO2-Einkristalle. Der
Aufbau und die Arbeitsweise derartiger Deflektoreinheiten wird später unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 8 noch näher erläutert. Der mit ihnen erzielbare maximale Ablenkwinkel beträgt etwa 2,5 Grad.
Das von der Ablenkeinheit Deflektoreinheit 26 abgegebene Licht durchsetzt eine Vergleichmäßigungsscheibe 18, die um eine zur Strahlrichtung parallele Achse umläuft und deren lokale Brechkraft (Brechungsindex integriert über die
Scheibendicke) sich in Umfangsrichtung geringfügig und langsam ändert, z. B. infolge Schlieren oder infolge Oberflächenkonturierung (z.B. nach einem Sinusgesetz). Die die Vergleichmäßigungsscheibe 18 tragende Welle trägt ferner ein Ritzel 20, welches mit einem großen Zahnrad 22 kämmt. Letzteres wird von einem Synchronmotor 24 angetrieben.
Auf die genaue Anordnung der Vergleichmäßigungsscheibe 18 im Strahlengang wird später unter Bezugnahme auf Figur 5 noch eingegangen.
Um den Abstand zwischen der Deflektoreinheit 14 und dem Schirm 10 kleiner wählen zu können, als es der maximale Ablenkwinkel an sich gestatten würde, ist ein Objektiv 30 vorgesehen, welches die Strahlablenkung vergrößert.
Die auf dem Schirm darzustellende Information wird von einem Rechner 32 bereitgestellt. Diesem kann die Information über ein Terminal 34 eingegeben werden, falls eine solche direkte Informationsanzeige gewünscht wird. Der
Rechner 32 kann aber auch mit anderen Signalquellen zusammenarbeiten, z.B.mit einem Rechner, für den die Anzeigetafel eine Ausgabeeinheit darstellt, oder mit Fühlern 36, 33, 40, die beispielsweise der Überwachung eines chemischen Reaktors oder der Überwachung einer Fertigungsstraße oder dergleichen dienen. Der Rechner 32 kann dann die AusgangsSignale dieser Fühler verarbeiten, mit Sollwerten vergleichen und nach vorgegebenen Kriterien bei Abweichungen von den Sollwerten Warnungen ausgeben oder auch die Fühlerausgangssignale oder von diesen abgeleitete Größen in Form von Graphiken für den Benutzer bereitstel len .
Mit dem Rechner 32 arbeitet ein Prozeßrechner 42 zusammen, der ausgangsseitig spannungsgesteuerte Oszillatoren 44x, 44y ansteuert. Deren Ausgänge sind über Leistungsverstärker 46x, 46y mit den Steuerklemmen der Deflektoreinheiten 26x und 26y vsrbunden. Die Oszillatoren 44x, 44y sind spannungsgesteuerte Oszillatoren mit einer Mittenfrequenz von größenordnungsmäßig 100 MHz und einem Frequenzhub von etwa 50 MHz. Die durch die Leistungsverstärker 46x, 46y verstärkten Oszillatorausgangsspannungen erzeugen in den Deflektorkristallen der Deflektoreinheiten 26x und 26y Schallwellen entsprechender Frequenz, an denen der Laserstrahl zum Zwecke der Ablenkung gebeugt wird, wie noch genauer beschrieben wird.
Der Prozeßrechner 42 arbeitet mit einem Festwertspeicher 48 zusammen, in dem die wichtigsten Korrektor- und Arbeitswerte abgelegt sind. Es sind dies insbesondere Faktoren vx und vy zur Umrechnung der gewünschten Koordinatenauslenkungen in x- bzw. y-Richtung auf dem Schirm 10 in zugeordnete Auslenkwinkel des Laserstrahles 12. Ferner sind im Festwertspeicher 48 die Punktgröße vorgebende Parameter Px und Py abgespeichert. Unter Berücksichtigung dieser
Parameter, die beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 angeben, um wieviel bei einer bestimmten Koordinate x bzw. y ein Bildpunkt vergrößert werden muß, damit er die im
Schirmrandbereich aufgrund des schrägen Auftreffens des Laserstrahles zwangsläufig hinzunehmende Punktgröße ebenfalls erreicht, moduliert der Prozeßrechner 42 zusätzlich die Steuerspannungen für die Oszillatoren 44x und 44y.
Durch diese Aufweitung des Bildpunktes in den mittleren Schirmbereichen erhält man eine über den gesamten Bereich des Schirmes 10 hinweg konstante Auflösung, was vom Betrachter als angenehm empfunden wird.
Die gesamte Steuereinheit, die zwischen den Rechner 32 und die Ablenkeinheit 14 eingefügt ist, trägt in der Zeichnung das Bezugszeichen 50. Für manche Anwendungen ist es notwendig, daß der Laser strahl 12 längere Zeit innerhalb eines kleinen Teilbereiches des Schirmes 10 bewegt wird. Würde sich dann in dem zwischen der Projektionseinheit 14 und dem Schirm 10 liegenden Bereich eine Person aufhalten, bestünde u.U. die Gefahr einer Verletzung. Aus diesem Grunde wird dieser Bereich durch einen Ultraschallfühler 54 überwacht, wie er sonst zur Raumüberwachung bei Einbruchsicherungen verwendet wird. Er ist an einen Detektorkreis 56 angeschlossen, der dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Ultraschallfühler 54 die Gegenwart einer Person im Raum zwischen Projektionseinheit 14 und Schirm 10 feststellt.
Erhält der Prozeßrechner 42 ein Ausgangssignal des Detektorkreises 56, so steuert er unabhängig von der vom Rechner 32 erhaltenen und an sich anzuzeigenden Information die Ablenkeinheit 14 so an, daß der Laserstrahl 12 mit großer Geschwindigkeit längs des Randes des Schirmes 10 geführt wird. Damit trifft nur noch ein sehr kleiner Bruchteil der Laserleistung auf eine im zu überwachenden Raumbereich stehende Person. Alternativ kann man das Ausgangssignal des
Detektorkreises 56 auch dazu verwenden, den Laser 16 abzuschalten oder in der Leistung zurückzufahren oder einen in der Ablenkeinheit 14 vorgesehenen Verschluß oder Strahlabschwächer anzusteuern.
Beim normalen Arbeiten zur Anzeige von Information arbeitet der Prozeßrechner 42 ähnlich wie von der Ansteuerung von Graphik-Terminals her an sich bekannt. Dem Prozeßrechner 42 werden nur charakteristische Punkte des insgesamt zu erzeugenden Musters eingegeben. Er berechnet dann nach vorgegebenen Interpolatiαnsfαrmeln etwa gewünschte Verbindungslinien und/oder erzeugt an den ausgewählten Punkten bestimmte, oft wiederkehrende Muster, z.B. Buchstaben oder häufig benötigte Graphiksymbole, die ebenfalls in dem Festwertspeicher 48 abgelegt sind. Man erkennt, daß man auf die oben beschriebene Weise Zeichen, Zeichnungen, Graphiken und andere Informationen sehr rasch, sehr variabel und großflächig darstellen kann.
Figur 2 zeigt eine Alternative zur Überwachung des zwischen der Ablenkeinheit 14 und dem Schirm 10 liegenden Raumes.
Längs des Randes des Schirmes 10 ist ein Lichtleiter 58 vorgesehen. Den einander benachbarten, zur gleichen Seite über den Schirm 10 hinausgeführten Enden des Lichtleiters 58 steht ein Fotodetektor 60 gegenüber. Dieser spricht somit an, wenn aus dem einen oder dem anderen Ende des
Lichtleiters 58 Licht austritt. Einen derartigen Lichtaustritt erhält man dann, wenn man den Laserstrahl 12 durch entsprechende Ansteuerung der Ablenkeinheit 26 exakt längs des Lichtleiters 58 führt. Befindet sich im zu überwachenden Raumvolumen, welches der Laserstrahl 12 auch bei der Anzeige von Information maximal überstreichen kann, ein Hindernis, so beobachtet man am Ausgang des Fotodetektors 60 einen Signalabfall. Diese abfallende Signalflanke wird über einen Inverter 62 auf die Setzklemme einer bistabilen Kippschaltung 64 gegeben. Letztere wird zu Beginn eines Prüfzyklus, innerhalb dessen der Laserstrahl über den Lichtleiter 58 geführt wird, über eine Leitung 66 vom Prozeßrechner 42 zurückgesetzt, über eine Leitung 68 wird zu Ende des Prüfzyklus vom Prozeßrechner der Zustand der bistabilen Kippschaltung 64 abgefragt. Erhält der Prozeßrechner 42 vom "1"-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 64 ein Signal, so wird die normale Anzeige unterbrochen und in der oben beschriebenen Art und Weise auf Bereitschaftsstellung geschaltet. Der Prozeßrechner 42 ist so programmiert, daß er derartige Prüfzyklen in regelmäßigen Abständen durchführt, z.B. jede Sekunde, wobei der Abstand der Prüfzyklen bei kleiner Laserleistung höher, bei größerer Laserleistung kleiner gewählt wird.
Steht zwischen Ablenkeinheit 14 und Schirm 10 kein Hindernis, so zeigt ein Ausgangssignal der bistabilen Kippschaltung 64 an, daß der Laserstrahl 12 nicht richtig längs des Lichtleiters 58 geführt wird. Indem man die Steuersignale für die Ablenkeinheit so einjustiert, daß in einem Prüfzyklus ohne Hindernis zwischen ihr und dem Schirm 10 kein Ausgangssignal der bistabilen Kippschaltung 64 erhalten wird, kann man die Strahlablenkung in x- und y-Richtung kalibrieren.
Figur 3 zeigt Einzelheiten der Deflektoreinheit 26y. Die
Deflektorinheit 26x ist analog aufgebaut. Der einfallende
Laserstrahl 12 wird zunächst durch ein Prisma 96 von der optischen Achse 28 abgelenkt. Der abgelenkte Laserstrahl trifft auf einen akustooptischen Deflektorkristal 1 98, der z.B. ein planparallel geschliffenes Stück eines TeO2Einkristalles sein kann. Auf die Stirnflächen des Deflektorkristalles 98 ist ein piezoelektrischer Ultraschallgenerator 100 bzw. ein Ultraschallabsorber 102 aufgebracht. Der Ultraschallgenerator 100 wird vom Leistungsverstärker 46y her erregt, wie oben unter Bezugnahme auf Figur 1 erläutert.
Wird der Deflektorkristal 1 98 nicht mit Ultraschallwellen beaufschlagt, so verhält er sich wie eine planparallele transparente Scheibe, der Laserstrahl 12 durchsetzt den
Deflektorkristall 98 im wesentlichen geradlinig (abgesehen von einer kleinen Parallelversetzung, die hier der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist). Wird der Ultraschallgenerator 100 vom Leistungsverstärker 46y her erregt, so erhält man im Volumen des Deflektorkristalles 98 ein Schallwellenfeld 104. Durch dieses wird der optische Brechungsindex im Detektorkristall 98 periodisch moduliert, und man erhält so eine Vielzahl von optischen Reflexionsebenen. Bei Erfüllung der Bragg-Bedingung überla gern sich die an den einzelnen Brechungsindex-Extremwertebenen reflektierten Teilwellen, während sich die hindurchgehenden Teilwellen weitgehend wegheben, und man erhält insgesamt einen reflektierten Laserstrahl, der in Figur 3 mit 12' bezeichnet ist. Durch Ändern der Frequenz, mit welcher die spannungsgesteuerten Oszillatoren 44x, 44y arbeiten, kann man den Abstand der durch das Schallwellenfeld 104 erzeugten Maxima und Minima des optischen Brechungsindexes variieren, damit auch den Reflexionswinkel zwischen dem reflektierten Laserstrahl 12' und dem einfallenden Laserstrahl 12.
Zur Verdopplung des Ablenkwinkels ist im Strahlengang hinter dem Deflektorkristall 98 ein zweiter Deflektorkristall 106 angeordnet. Der Deflektorkristall 106 trägt auf seiner einen Stirnfläche wieder einen Ultraschallgenerator 108, welcher mit dem Ausgang des Leistungsverstärkers 46y verbunden ist. Die andere Stirnfläche des Deflektorkristal les 106 trägt einen Ultraschallabsorber 110. Auf diese Weise wird im Deflektorkristall 106 ein Schallwellenfeld 112 erzeugt, welches jsdoch bezüglich des Laserstrahles in entgegengesetzter Richtung läuft wie das Schallwellenfeld 104. Auf diese Weise werden Störeffekte, die mit der Reflexion des Laserstrahles an einem durch ein SchalIwellenfeld erzeugten Brechungsindeκfeld einhergehen, für die beiden
Deflektorkristalle 98 und 106 insgesamt herausgemittelt.
Diese Effekte sind darauf zurückzuführen, daß bei Frequenzänderungen eine gewisse Zeit verstreicht, bis sich im
Inneren eines Deflektorkristalles ein völlig gleichförmiges Schallwellenfeld ausgebildet hat. Derartige Ungleichförmigkeiten des Schal Iwellenfeldes führen dazu, daß ein Deflektorkristall zugleich wie eine schwache Zylinderlinse wirkt.
Es kann sich dabei je nach den speziellen Gegebenheiten des Schallfeldes um eine konvexe oder konkave Zylinderlinse handeln, was aber hier nicht im einzelnen betrachtet zu werden braucht, da die beiden Effekte im Deflektorkristall 98 und im Deflektorkristall 106 gerade entgegengesetzt gleich groß sind und sich insgesamt herausheben. Um dies zu gewährleisten, sind die Deflektorkristal le 98 und 106 bezüglich ihrer Strahlablenkwirkung identisch. Der Deflektorkristall 106 ist bezüglich des Laserstrahles um 180° gedreht und seine Achse schließt mit der Achse des Deflektorkristalles 98 einen Winkel ein. Mit der in Figur 3 gezeigten Deflektoreinheit erhält somit insgesamt einen verdoppelten Ablenkwinkel des Laserstrahles. Dieser Ablenkwinkel beträgt bei einem einzigen DeflektDrkristall typischerweise etwa 2,5°. Die Neigung der Laserstrahlen und die Verkippung der Deflektorkristal le gegeneinander sind somit in Figur 3 stark gegenüber den wirklichen Verhältnissen übertrieben. Es versteht sich, daß man die Strahlablenkung dadurch noch weiter erhöhen kann, daß man hinter dem Deflektorkristall 106 weitere Deflektorkristalle anbringt, vorzugsweise wieder paarweise, wobei in jedem Paar dieser Deflektorkristalle die Schallwellenfelder in entgegengesetzter Richtung laufen. Damit bleibt der Querschnitt des Laserstrahles 12 auch hinter der Ablenkeinheit erhal ten . Figur 4 zeigt eine Deflektoreinheit 26x bzw. 26y, die derjenigen nach Figur 3 ähnelt. Nur ist zur Vergrößerung des Strahlablenkwinkels über denjenigen Winkel hinaus, den ein einziger Deflektorkristall bewerkstelligen kann, anstelle eines weiteren oder mehrerer weiterer Deflektorkristal le das Objektiv 30, welches vorzugsweise ein Varioobjektiv ist, vorgesehen. Auch auf diese Weise läßt sich einfach eine Verdoppelung oder noch größere Vervielfachung der Strahlablenkung erreichen. Figur 5 zeigt einen Ausschnitt der in Figur 4 gezeigten Ablenkeinheit für den Spezialfall, daß das Objektiv 30 aus drei Linsen 116, 118, 120 besteht, wobei die Linse 116 um die Strecke 1 1 von der Mitte des Deflektorkristal les
98 entfernt ist, die Linse 118 die Strecke 12 von der
Linse 116 entfernt ist und die Linse 120 die Strecke 13 von der Linse 118 entfernt ist. Die Brennweiten dieser Linsen sind f1, f2 und f3.
Ferner zeigt Figur 5, daß die Vergleichmäßgigungsscheibe 18 mit den Linsen 116, 118, 120 des Objektives 30 verschachtelt ist, und zwar dersrt, daß die Linse 120 ein scharfes Bild des Strahldurchtrittspunktes durch die Vergleichmäßgigungsscheibe auf dem Schirm 10 erzeugt. Bei großem Abstand des Schirmes von der Ablenkeinheit 14 entspricht somit der
Abstand zwischen Vergleichmäßigungsscheibe 18 und Linse 120 der Brennweite f3.
Die Figuren 5 und 6 zeigen der besseren Übersichtlichkeit halber nur einen einzigen Deflektorkristall; in Wirklichkeit muß man sich an seiner Stelle die Gesamtanordnung aller
Deflektorkristalle der Deflektoreinheiten 26x und 26y denken, wobei die Mittelebene der Gesamtanordnung dann bei der
Mittelebene des in den Figuren 5 und 6 gezeigten Deflektorkristalles liegt.
Vor dem Deflektorkristall 98 ist die zweilinsige Aufweiteoptik 17 angeordnet. Deren Abstand vom Deflektorkristall 98 ist mit 10 bezeichnet und so gewählt, daß bei der Mitte des Detektorkristalles 98 (bei mehreren Detektorkristallen und mehreren hintereinander angeordneten Deflektoreinheiten: bei der Mittelebene der Ablenkeinheit) eine Taille des
Laserstrahles liegt. Die Aufweiteoptik 17 ist ferner so gestellt, daß ihr Brennpunkt ebenfalls mit der Mittelsbene der Detektorkristallanordnung zusammenfällt. Auf diese Weise erhält man insgesamt minimalen Querschnitt des Laserstrahles hinter dem Objektiv 30.
Figur 6 entspricht den wichtigsten optischen Teilen von
Figur 5, wobei am Ausgang des Deflektorkristalles 98 neben dem in nullter Ordnung gebeugten Laserstrahl 12' und dem in erster Ordnung gebeugten Laserstrahl 12'' noch ein in zweiter Ordnung gebeugter Laserstrahl 12''' wiedergegeben ist. Von diesen Laserstrahlen soll nur der Laserstrahl 12'' zur Erzeugung des Bildes auf dem Schirm 10 verwendet werden. Zur Ausblendung der nicht verwendeten Strahlen 12' und 12''' ist ein Prisma 124 vαrgesehen, welches vorzugsweise ein
Polarisator mit senkrecht zur Längsachse stehenden Endflächen ist, z.b. nach Glan-Thompson. Da die verschiedenen Laserstrahlsn 12', 12'' und 12''' unterschiedlich polarisiert sind, der Polarisator 124 aber auf die Polarisatiαnsrichtung des Laserstrahles 12'' eingestellt ist, erhält man am Ausgang des Polarisators 124 nur noch den Laserstrahl 12'' mit hoher Intensität. In der obenstehenden Beschreibung wurden piezoelektrische Ultraschal lgeneratoren der Einfachheit halber als ein
einziges Bauteil angesprochen. In der Praxis werden derartige Ultraschallgeneratoren zweckmäßig aus mehreren nebeneinander angeordneten Schwingern aufgebaut, damit das Schallfeld im Inneren des Deflektrokristal les eine gewisse Drehung erhält. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Laserlicht immer eine Partialwelle des Schallfeldes findet, an welcher es reflektiert wird. Die Drehung des Schal lfeldes läßt sich z.B. über die Phasenverschiebung zwischen den Signalen zur Erregung der verschiedenen Ultraschwinger einstellen.
Erzeugt man die Phasenverschiebung zwischen den Signalen zur Erregung der verschiedenen Ultraschallschwinger mit elektrisch steuerbaren Phasenschieberkreisen, und steuert man diese Phasenschieberkreise gemäß den auf die Ablenkein heit 14 gegebenen Ablenksteuersignalen an, so erhält man eine zusätzliche Verkippung des Laserstrahles, die zur Bragg- Verkippung hinzukommt. Figur 7 zeigt eine entsprechende Anregung der Brechkraftfelder im Deflektorkristall 98. Anstelle des oben angesprochenen einzigen Ultraschallgenerators 100 sind zwei unter Abstand auf die untere Stirnfläche des Deflektorkristalles 98 aufgebrachte Ultraschal lgeneratoren 100a und 100b vorgesehen, von denen der eine direkt mit dem Ausgangssignal des zugeordneten Leistungsverstärkers 46 verbunden ist, während der andere dieses Signal über einen steuerbaren
Phasenschieber 126 erhält. Aufgrund der hierdurch erhaltenen entsprechenden Phasenverschisbung zwischen den von den Ultraschallgsneratoren 100a und 100b erzeugten Schal lwel len erhält man eine Verkippung der Wellenfronten im Deflektorkristall 98, wie in Figur 11a schematisch unter der vereinfachten Annahme ebener Wellenfronten dargestellt (im Nahfeld der Ultraschallgeneratoren 100a und 100b hat man in Wirklichkeit natürlich kompliziertere Formen der Wellenfronten).
Der Phasenschieber 126 enthält einen Rechenkreis 128, der unter Berücksichtigung des jeweils befohlenen Ablenkwinkels (und damit der Wellenlänge der von den Ultraschallgeneratoren 100a und 100b erzeugten SchalIwellenfeider) den notwendigen Anstellwinkel der SchalIwellenfelder zur Richtung des einfallenden Laserstrahles berechnet und hieraus diejenige Phasenverschiebung ermittelt, mit welcher der UltraschalIgenerator 100b erregt werden muß. Da sich die Ablenkwinkel bei der hier betrachteten großflächigen Laser-Anzeigetafel sehr rasch ändern können, wird als Rechenkreis 128 vorzugsweise ein Analog-Rechenkreis αder ein Festwertspeicher verwendet, in dem die verschiedenen Rechenergebnisse zuvor für alle in Betracht kαmmenden Steuersignale abgelegt wurden, ähnlich wie weiter oben schon in anderem Zusammenhang
(Ausgleich von Nichtlinearitäten in der Ablenkcharakteristik) dargelegt. Figur 7a zeigt die Verhältnisse für ein erstes vom Prozeßrechner 42 abgegebenen Steuersignal, welches gleichermaßen auf den frequenzsteuerbaren Oszillator 44 und den elektrisch steuerbaren Phasenschieber 126 gegeben wird. Mit diesem ersten Steuersignal erhält man im Deflektorkristall 98 ein Schallwellenfeld 104 und ein entsprechende Wellenfronten aufweisendes Brechkraftfeld, dessen Wellenlänge verhältnismäßig groß und dessen Anstellwinkel zur horizontalen Einfallsrichtung des Laserstrahles verhältnismäßig klein ist.
Figur 7b zeigt die Verhältnisse bei einem anderen vom
Prozeßrechner 42 abgegebenen Steuersignal, durch welches im Deflektorkristall 98 ein Brechkraftfeld mit kürzerer
Wellenlänge und steilerem Anstellwinkel zur Richtung des einfallenden Laserstrahles erzeugt wird.
Wie weiter oben unter Bezugnahme auf Figur 3 dargelegt, kann man durch Hintereinanderschalten äquivalenter Deflektorkristalle den Ablenkwinkel vervielfachen. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 hatte man dadurch für geometrisch gleiche Beugungsverhältnisse des Laserstrahles in den Deflektorkristallen 98 und 106 gesorgt, daß man den hinteren Deflektorkristall 106 entsprechend verkippte. Alternativ hierzu kann man auch die Deflektorkristalle 98 und 106 in gleicher Drientierung aufstellen und durch entsprechende
Signalbeaufschlagung mehrerer Ultraschallgeneratoren, welche die Brechkraftfelder in den Deflektorkristallen erzeugen, das Brechkraftfeld im zweiten Deflektorkristall zusätzlich verdrehen. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt
Figur 8. Dort sind Teile der Deflektoreinheit, die oben stehend unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 7 schon
erläutert wurden, wieder mit denselben Bezugszsichen versehen,
Hinter dem ersten Deflektorkristal 1 98 ist eine Linse 130 so angeordnet, daß ihr Brennpunkt in die Mittelebene des
Deflektorkristal les 98 fällt. Die Linse 130 setzt somit die hinter dem Deflektorkristall 98 angefundenen Laserstrahlen 12-0, 12-1 und 12-2 in achsparallele Strahlen um. Eine
zweite Linse 132 ist vor dem zweiten Deflektorkristall 106 so angeordnet, daß ihr Mittelpunkt in die Kristallmittelebene fällt. Der Laserstrahl schneidet somit die optische Achse bei der Mitte des Deflektαrkristalles 106 unter einem Winkel, der betragsmäßig demjenigen entspricht, unter dem er im Deflektorkristall 98 von der optischen Achse weggelenkt wird. Bezeichnet man diesen Winkel mit w, so verlaufen die Fronten des Schallwellenfeldes 104 untsr einem
Winkel 0,5 w zur optischsn Achse geneigt, wie in Figur 8 angedeutet. Um im Deflektorkristall 106 bezüglich der
Spiegelung des Laserstrahles an den durch das Schallwellenfeld 112 hervorgerufenen Brechkraftänderungen vergleichbare Verhältnisse zu haben wie im Deflektorkristall 98, müssen die Wellenfronten des Schal Iwellenfeldes 112 um den Winkel minus 1,5 w gegen die optische Achse geneigt sein. Wie in Figur 8 dargestellt, sind die Deflektorkristalle
98 und 106 beide so angeordnet, daß ihre Stirnflächen senkrecht auf der optischen Achse (Richtung des einfallenden
Laserstrahles) stehen. Die Schrägstellung der Brechkraftfelder 104 und 112 erfolgt durch Phasenverschiebung zwischen den elektrischen Signalen, mit welchen die Ultraschallgeneratoren 100a, 100b bzw. 100a' und 100b' erregt werden. Diese für die UltraschalIgsneratoren 100b und 100b' unterschiedliche Phasenverschiebung erzeugen die Rechenkreise 128 bzw. 128', die zu den steuerbaren Phasenschiebern 126 gehören. Der den Deflektorkristall 106 verlassende Laserstrahl ist somit insgesamt um den Winkel 2 w gegen die Ausgangsrichtung verkippt. Durch die Linsen 130 und 132 ist der Strahl insgesamt um 180º um seine Achse gedreht, was für Zwecke der Informationsdarstellung selbst dann keine gravierenden Folgen hat, wenn der Strahlquerschnitt von der exakten Kreisform abweicht.
Wie oben schon unter Bezugnahme auf Figur 6 dargelegt, wird der einfallende Laserstrahl in den Deflektorkristallen 98 und 106 am Brechkraftfeld 104 bzw. 112 nicht nur in erster Ordnung gebeugt, vielmehr auch in zweiter und höherer
Ordnung. Dazu hat man den unverändert den Kristall durchsetzenden Strahl (nullte Ordnung).
Da die Strahlen unterschiedlicher Ordnung durch ein vorgegebenes Steuersignal in den Deflektorkristallen um unterschiedliche Winkel verkippt werden, man aber auf dem Schirm 10 für jedes Steusrsignal nur exakt einen Auftreffpunkt des Laserstrahles wünscht, müssen die Strahlen nicht erwünschter Ordnung (hier: nullter Ordnung und zweiter Ordnung) eliminiert werden. Dies erfolgt beim betrachteten Ausführungsbeispiel durch eine Blendenplatte 134, die in der Mitte zwischen den Linsen 130 und 132 angeordnet ist. Die Blendenplatte 134 hat eine Durchbrechung 136, deren innere Kante noch über der optischen Achse liegt, so daß der Strahl nullter Ordnung zurückgehalten wird. Der obere Rand der Durchbrechung 136 ist so gewählt, daß der Strahl zweiter Ordnung bei minimalem im Betrieb vorkommendem Ablenkwinkel für den Strahl erster Ordnung (dieser muß von
Null verschieden gewählt werden) noch von der Blendenplatte 134 zurückgehalten wird: Beim in Figur 8 gezeichneten
Strahlengang, der die Winkelverhältnisse gegenüber der Praxis stark übertrieben darstellt, wurde z.B. angenommen, daß der Strahl erster Ordnung hinter dem Deflektorkristall 98 maximal 20º von der optischen Achse weggekippt wird. Um zu verhindern, daß der Strahl zweiter Ordnung durch die
Durchbrechung 136 durchtreten kann, darf dessen Ablenkwinkel offensichtlich den Winkel von 20º nicht unterschreiten. Vereinfachend einen linearen Zusammenhang zwischen der
Beugung der Strahlen erster und zweiter Ordnung unterstellend, ergäbe sich somit ein minimalsr Ablenkwinkel für den Strahl erster Ordnung von 10º, damit ein nutzbarer Arbeitsbereich für die Ablenkung w des Strahles erster Ordnung von 10 bis 20º.
Fig. 8 zeigt der besseren Anschaulichksit halber eine
Deflektoreinheit für eine Koordinate. Die Deflektoreinheit für die zweite Koordinate kann man einfach dadurch in die gezeigte Ablenkeinheit integrieren, daß man den ersten
Deflektorkristall dieser Einheit vor den Deflektorkristall 98 stellt, den zweiten Deflektorkristall symmetrisch zur
Blendenplatte 134 hinter den Deflektorkristall 106. Die
Ablenkrichtung dieser Deflsktorkristalle liegt in zur
Zeichenebene von Figur 8 senkrechter Richtung. Die Durchbrechung 136 erhält in zur Zeichenebene senkrechter Richtung ähnliche Kontur wie in der Zeichenebene, hat somit insgesamt die Form eines Rechteckes. Die in Figur 8 gezeigten Linsen 130 und 132 können aus
Glas oder einem anderen Medium gefertigte herkömmliche
Linsen sein, vorzugsweise asphärische Linsen. Man kann
stattdessen auch holographische Linsen oder Beugungsgitter verwenden, wobei sich bei letzteren der Abstand der Bitterlinien von der Mittenachse nach außen ändert, wie dies zur Korrektur der chromatischen Aberation notwendig ist.
In der vorstehenden Beschreibung ist als Lichtquelle für die Anzeigetafel ein Laser 16 vorgesehen. Es versteht sich, daß man stattdessen auch eine herkömmliche Weißlichtquelle in Verbindung mit einem Farbfilter verwenden kann, z.B. eine Xenon-Hochdrucklampe.
In der vorstehenden Beschreibung ist ebenfalls zur Verinfachung der Darstellung nur eine monochrome großflächige Laser-Anzeigetafel zusammen mit ihrer Ansteuerungselektronik beschrieben. Es versteht sich, daß man analog auch großflächige Farb-Laser-Anzeigetafeln herstellen kann, wobei man als Lichtquelle entweder solche Laser verwendet, die von Hause aus mehrere Wellenlängen bereitstellen (z.B. WeißlichtKryptonionen-Laser, Argonionenlaser), oder auch Pumplaser in Verbindung mit einer Farbstoffzelle. Dis verschiedene Farbe aufweisenden Laserstrahlen können dann durch zugeordnete Ablenkeinheiten gleichzeitig abgelenkt werden und treffen dann zur Bildung von Mischfarben auf dem Schirm zusammen. Alternativ kann man auch nur eine einzige Deflektoreinheit vorsehen, die im Zeitmultiplex-Verfahren für die Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge verwendet wird. Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgte eine Überwachung des zwischen dem Laser und dem Schirm liegenden Raumes unter Verwendung eines beim Rande des
Schirmes verlegten Lichtleiters, an dessen Enden lichtempfindliche Detektoren angeordnet waren. Es versteht sich, daß man stattdessen eine Vielzahl lichtempfindlicher Detektoren verwenden kann, die unter Abstand aufeinanderfolgend längs des Schirmrandes angeordnet sind und in ODER-Schaltung an eine gemeinsame Signalleitung angeschlossen sind. Für viele Anwendungsfalle ist ss auch ausreichend, wenn die Sicherheitsprüfung auf Anwesenheit von Personen vor dem Schirm nur beim unteren Schirmrand erfolgt.

Claims

Patentansprüche ===============
1. Einrichtung (14, 50) zum Ablenken eines Lichtstrahles
(12) in Abhängigkeit von einem externen Ablenksteusrsignal, insbesondere zur Verwendung in einer großflächigen Anzeigeeinrichtung , mit einer Ablenkeinheit ( 14 ) zum Ablenken des Lichtstrahles (12) und mit einer diessr zugeordneten Steuereinheit (50), die mit einem Ablenksteuersignal-Generator (32) .verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinheit (14) mindestens eine in ihrer Brechkraft steuerbare, z.B. akustooptische, elektrooptischs oder magnetooptische Deflektoreinheit (26x, 26y) aufweist und Mittel (42 bis 46, 102, 108) zum Erzeugen eines periodischen Brechkraftfeldes (104, 112) im Deflektormaterial vorgesehen sind, wobei dis Periodizität des Brechkraftfeldes und der Anstellwinkel der Wellenfronten des Brechkraftfeldes (104, 112) zur Richtung des sinfallenden Lichtstrahles so gewählt sind, daß die Bragg-Bedingung erfüllt ist.
2. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gskennzeichnet, daß die steuerbaren optischen Deflektoreinheiten
(26κ, 26y) jeweils zwei oder mehr hintereinander angeordnete und gegeneinander verkippte in ihrer Brechkraft steuerbare Deflektαrkristalle (98, 106) aufweisen.
3. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkraftfelder (104, 112) in den beiden Deflektorkristal len (98, 106) gleiche Amplitude und gleiche Frequenz haben, jedoch in entgegengesetzter Richtung laufen.
4. Ablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinheit (14) eine den Strahlablenkwinkel vergrößernde Optik (30) aufweist.
5. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Optik (30) mehrere, vorzugsweise drei
Linsen (116, 118, 120) aufweist, wobei vorzugsweise der Brennpunkt der ersten Linse (116) mit der Mittelebene der Deflektoreinheiten (26x, 26y) zusammenfällt, und vor den steuerbaren optischen Deflektoreinheiten (26x, 26y) eine Aufweiteαptik (17) angeordnet ist, welche dem Lichtstrahl (12) bei der Mittelebene diser Einheiten eine Taille gibt.
6. Ablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung (54, 56; 12, 58 bis 64), wslche den vom abgelenkten Lichtstrahl durchlaufenen Raum auf Anwesenheit von Personen überwacht und deren Ausgangssignal dazu verwendet werden kann, eine den Lichtstrahl (12) bereitstellende Lichtquelle (16) abzuschalten oder in der Leistung zurückzufahren, die Ablenkeinheit (14) abzuschalten oder sie unabhängig von der anzuzeigenden
Information so anzusteuern, daß der Lichtstrahl (12) in einen Randbereich eines ihn auffangenden Schirmes (10) gestellt αder mit großer Geschwindigkeit über einen Bereich, vorzugsweise einen Seitenbereich eines solchen Schirmes (10) bewegt wird, oder den Lichtstrahl (12) durch einen Verschluß oder sinen Modulator ganz oder teilweise wegzublenden.
7. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungseinheit eine an sich für Einbruchsicherungen bekannte Ultraschall- oder Infrarot-Raum- Raumüberwachungseinrichtung (54, 56) ist.
8. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungseinrichtung eine beim Rand eines Schirmes (10) angeordnete Lichtleiteranordnung (58) umfaßt; daß ein Prozeßrechner (42) die Ablenkeinheit (14) in regelmäßigen Abständen so mit Steuersignalen beaufschlagt, daß der Lichtstrahl (12) längs der Lichtleiteranordnung (58) geführt wird; und daß am Ende der Lichtleiteranordnung (58) ein lichtempfindlicher Detektor (60) angeordnet ist, dessen Ausgangssignal auf einen Detektorkreis (62, 64) gegeben wird, welcher auf abfallende Signalflanken anspricht.
9. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gskennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Bewegung des Lichtstrahles (12) längs der Lichtleiteranordnung (58) groß ist und/oder die Leistung der Lichtquel le ( 16 ) beim Führen längs der Lichtlei teranordnung (58) herabgesetzt wird.
10. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Linse (120) der Optik (30) bezogen auf die Objektivachse nach unten versetzt ist, wobei diese Linse vorzugsweise eine f-theta-Linse ist.
11. Ablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein ein flaches kontinuierliches Brechkraftprofil aufweisendes transparentes Vergleichmäßigungselement (18), welches im Strahlengang angeordnet ist und mit einer Frequenz bewegt wird, die so groß ist, daß man eine Frequenz der Änderungen der Brechkraft erhält, welche das zeitliche Auflösungsvermögen des menschlichen Auges überschrsitet und vorzugsweise bei etwa 70 bis 100 Hz liegt.
12. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichmäßigungselement eine Kreisscheibe (18) ist, in welcher das Brechkraftprofil in Umfangsrichtung verlaufend vorgesehen ist und welche durch einen Motor (24) vorzugsweise mit konstanter Drehzahl angetrieben wird.
13. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12 in Verbin düng mit Anspruch 4, dadurch gskennzeichnet, daß das Vergleichmäßigungselement (18) durch die letzte Linse
(120) der mehrlinsigen Optik (30) scharf auf den Schirm (10) abgebildet wird.
14. Ablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Deflektoreinheiten (26x,
26y) optisch anisotrope Deflektorkristalle (98, 106) enthalten und die Mittel zum Erzeugen der Brechkraftfelder in den Deflektorkristallen (98, 106) eine Mehrzahl beabstandeter
Beneratoren (100a, 100b) umfassen, von denen mindestens einer über einen Phasenschieber (126) erregt wird.
15. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieber (126) elektrisch
steuerbare Phasenschieber sind und ihre Steuerklemme mit dem einem von dem externen Ablenksteuersignal abgeleiteten Signal beaufschlagt sind.
16. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenschieber (126) Rechenkreise
(128) umfassen, die aus dem eκternen Ablenksteuersignal jeweils ein Phasensteuersignal derart erzeugen, daß der
Lichtstrahl bezüglich der Wellenfronten der Brechkraftfelder (104, 112) in beiden Deflektorkristallen (98, 106) jeweils die Bragg-Bedingung erfüllt.
17. Ablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Deflektoreinheiten (26x, 26y) optisch anisotrope Deflektorkristalle (98, 106) enthalten und hinter ihnen Polarisatαren (124) angeordnet
sind, deren Durchlaßrichtung auf die Polarisationsrichtung des in einer vorgegebenen Ordnung gebeugten Lichtstrahles, vorzugsweise des in erstsr Ordnung gebeugten Lichtstrahles eingestellt ist.
18. Ablenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem jeweils ersten
Deflektorkristall (9B) einer Deflektoreinheit (26x, 26y) ein Blendenkörper (134) aufgestellt ist, der von den in verschiedener Ordnung gebeugten Lichtstrahlen hinter dem ersten Deflektorkristall (98) nur den in einer vorgegebenen Ordnung gebeugten Strahl durchläßt, die anderen Strahlen jedoch abfängt.
19. Ablenkeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Blendenkörper (134) und den beiden Deflektorkristallen (98, 106) jeweils eine Optik (130, 132) angeordnet ist, deren Brennpunkt in die Mittelebene des benachbarten Deflektorkristal les (98, 106) fällt.
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