DE2552338C2

DE2552338C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung eines Videosignals in eine Bildfolge

Info

Publication number: DE2552338C2
Application number: DE2552338A
Authority: DE
Inventors: Serge le Paris Berre; Michel La Norville Hareng
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1974-11-21
Filing date: 1975-11-21
Publication date: 1984-07-05
Also published as: US4334735A; DE2552338A1; JPS5182647A; GB1529197A; JPS5854366B2; FR2292253B1; FR2292253A1; US4099857A

Description

— eine Lichtquelle (3); t,o

— eine optische Konzenirationseinriehmng (30, 33), welche die Lichtstrahlung auf einen im Inneren der Matcrialschicht (40) liegenden Punkt fokussiert;

— cine optische Ablenkeinrichtung (32), mit wel- tr> eher der Tokussicrungspunkt so abgelenkt werden kann, daß er die ganze \usdehnung der Matcrialschichi bestreicht;

— eine optische Modulationseinrichtung (32), die zwischen der Lichtquelle (3) und der Materialschicht (10) zur Modulation der Intensität der Lichtstrahlung angeordnet ist;

— einen Steuergencrator (4), der die Videosignale empfängt und in Abhängigkeit von diesen Videosignalen die optischen Ablenk- und Modulationseinrichtungen (31,32) steuert

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Platten (11,12) an der Innenfläche mit einem die Strahlung absorbierenden Überzug versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Heizeinrichtung folgende auf die Innenfläche einer Platte (11) aufgebrachten Bestandteile enthält:

— eine Matrix aus M Zeilen und N Spalten von Widerstandselementen (130);

— eine erste und eine zweite Gruppe von M bzw. Nlinearen, parallelen, in gleichmäßigen Abständen liegenden Leiterelementen (131, 132), von denen jedes mit einer Kontaktklemme (133, 134) ausgestattet ist. die am Rand der Platte (11) liegt, wobei die Leiterelemente (122) der zweiten Gruppe senkrecht zu den Leiterelementen der ersten Gruppe (131) liegen und jedes Leiterelement (131) der ersten Gruppe mit den Eingängen der N Widerstandselemenie (130) der betreffenden Zeile und jedes Leiterclement (132) der zweiten Gruppe mit den Ausgängen der M Widerstandselemente (130) der betreffenden Spalte verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Steueranordnung, welche die Videosignale empfängt und durch Multiplexierung in Abhängigkeit von den empfangenen Signalen die Matrix von Widerstandselementen (130) über die erste und die zweite Gruppe von Leiterelementen (131, 132) ansteuert.

12. Anordnung zur Projektion von Bildern, die durch eine Zelle einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11 in Form von streuenden Punkten wiedergegeben werden, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (5, 50) zur Beleuchtung der gesamten Zelle (100) mit parallelem Licht, eine stigmatische Projektionseinrichtung (51), welche das von der Zelle (100) abgehende Licht empfängt und die reproduzierten Bilder projiziert, einen Bildschirm (52) zum Empfang der projizierten Bilder und eine zentrisch zum Brennpunkt der stigmatischen Projektionseinrichtung liegende Blende (53).

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Umwandlung eines Videosignals in eine Bildfolge unter Anwendung eines thermooptischen Effekts in einer dünnen Flüssigkristallschicht sowie auf eine Vorrichtung /ur Durchführung dieses Verfahrens. Die Ausnutzung von thermooptischen Effekten in nematischen l'liissigkristallen durch thermische Adressierung ist bereits aus »Proceedings of the IF.EEw.bi (147 3), Nr. 7, S. 814-822, bekannt. Es sind gegenwärtig zahlreiche Vorrichtungen bekannt, bei denen dünne Schichten aus Materialien

verwendet werden, die eine mesomorphe Phase aufwei- Kxi und die einem thermooptischen Effekt unterworfen werden, damit fernübertragene Bilder wiedergegeben werden.

Solche Vorrichtungen enthalten im allgemeinen eine Zeile, in welcher das zwischen zwei durchsichtige Platten eingebrachte Material auf eine Temperatur vorgewärmt wird, die um einige Grad Celsius unter der Übergangstemperatur von der angewendeten flüssigen Phase (smektisch^ Phase oder cholesterischen Phase) entweder in eine andere mesomorphe Phase oder in die isotrope flüssige Phase liegt. Dies erfolgt so, daß die Schicht gleichförmig orientiert ist, entweder infolge einer Vorbehandlung der in Kontakt mit der Schicht stehenden Fläche der Trägerplatten oder durch Anlegen eines Wechselfeldes; die Schicht ist dann vollkommen und gleichförmig durchsichtig.

Ein Lichtbündel, das im allgemeinen im Bereich des nahen Infrarot gewählt wird, wird durch ein uas aufzuzeichnende Bild übertragendes Signal iniensiiätsmoduliert und bestreicht die Zelle punktweise. Wenn die durch das Lichtbündel einem Punkt zugeführte Energie ausreicht, um den Flüssigkristall örtlich bis über den Übergangspunkt zu erwärmen, an welchem er sich in eine isotrope Flüssigkeit umwandelt, bildet sich bei der schnellen Rückkehr in die ursprüngliche mesomorphe Phase eine ungeordnete Textur, die als fokal-konisch bezeichnet wird und den betreffenden Punkt streuend (diffus) macht; diejenigen Punkte, an denen die Lichtenergie des modulierten Bündels unzureichend war, um das Schmelzen zu verursachen, behalten dagegen ihre ursprüngliche gleichförmige Orientierung und bleiben durchsichtig. Wenn das Bild durch eine geeignete optische Vorrichtung auf einen Bildschirm projiziert wird, erscheinen die nichtstreuenden Punkte der Zelle als helle Punkte, und die streuenden Punkte erscheinen als dunkle Punkte.

Die auf diese Weise im Inneren des Materials in der mesomorphen Phase erzeugte fokal-konische Struktur ist stabil. Die so gebildeten Systeme sind daher Speichersysteme, welche das aufgezeichnete Bild für eine Zeitdauer konservieren können, die von mehreren Stunden bis zu mehreren Tagen schwanken kann. Das Löschen des aufgezeichneten Bildes ist dadurch möglich, daß entweder die Zelle mit dem Lichtbündel bei voller Intensität bestrichen oder anschließend die Schicht langsam abgekühlt wird, oder daß die Schicht einem Wechselfeld ausgesetzt wird, wobei sie eventuell gleichzeitig durch das Bündel bestrichen wird.

Die zum Löschen der Zelle erforderliche Zeit ist stets verhältnismäßig groß (0,1 s für die schnellsten Vorrichtungen). Es ist daher unmöglich, derartige Systeme zur Echtzeit-Wiedergabe von bewegten Bildern, beispielsweise von Fernsehbildern, zu verwenden, da bekanntlich zur Vermeidung des Flimmerns die Projektionshäufigkeit wenigstens etwa zwanzig Bilder pro Sekunde betragen muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Umwandlung eines Videosignals in eine Bildfolge unter Anwendung eines thermooptischen Effekts in einer dünnen Materialschicht die Speicherzeit der Bildpunkte in dieser Materialschicht so weit zu verkürzen, daß die flimmerfreie Echlzeit-Widergabe von bewegten Bildern möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird eine Erscheinung ausgenutzt, die insbesondere bei Materialien beobachtet wird, die einen Übergang von der isotropen flüssigen Phase in die nematische Phase aufweisen. Da diese Ei scheinung im wesentlichen flüchtig ist löscht sich das erzeugte Bild von selbst, und zwar in einer Zeit, die so kurz ist, daß eine Aufzeichnungshäufigkeit von 25

j Bildern pro Sekunde erhalten werden kann. Das Auftreten von derartigen Übergangsphänomenen ist an sich bereits aus »journal of Applied Physics«. Vol.41, Nr.7. Juni 1970. S. 3022 bis 3026 bekannt.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind

to in den Patentansprüchen 2 und 3 angegeben. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 4 angegeben; vorteilhafte Ausführungsformen dieser Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 5 bis 11 angegeben. Eine Anordnung zur Projektion von Bildern unter Anwendung der Vorrichtung ist schließlich im Patentanspruch 12 angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig.} ein erstes Ausführungsbeispiei der Bildwiedergabevorrichiung nach der Erfindung, bei welcher die örtliche Erwärmung der dünnen Schicht durch ein bewegliches Lichtbündel erfolgt,

F i g. 2 die Anordnung einer Matrix von Widerstandselementen zur örtlichen Erwärmung der dünnen Schicht und der zugehörigen Gitter von Stromversorgungsleitern, die bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung auf eine der Trägerplatten der Zelle aufgebracht sind,

F i g. 3 eine Schnittansicht einer Zelle, die das Element von F i g. 2 enthält, und

F i g. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Projektion auf einen Bildschirm, bei welcher die Bildwiedergabevorrichtung verwendet wird.

Untersuchungen, die im Laboratorium der Anmelderin über den Übergang von der isotropen Phase in die mesomorphe Phase durchgeführt worden sind, haben gezeigt, daß insbesondere bei Materialien, bei denen die mesomorphe Phase eine nematische Phase ist, ein sehr flüchtiger Vor-Übergangseffekt zu beobachten war, der durch das Auftreten von cybotaktischen Zonen im Innern der isotropen flüssigen Phase gekennzeichnet war. Diese Zonen sind geordnete doppelbrechende Mikrobereichc, deren Orientierung nichi in gegenseitiger Beziehung steht; diese Bereiche bilden die Keime der mesoniorpheh Phase, die sich dann fortschreitend im Innern der Flüssigkeit ausbildet. Wenn die in Kontakt mit dem Material stehenden Wände eine Oberflächenbearbeitung erfahren haben, welche die gleichförmige Orientierung der mesomorphen Phase begünstigt, reorientieren sich die Keime spontan in bezug zueinander, und sie lassen eine mesomorphe Schicht vcn gleichförmiger Orientierung entstehen, die somit ebenso vollkommen durchsichtig ist, wie die ursprüngliche isotrope flüssige Phase. Wenn man also eine Materialschicht, die beispielsweise einen Übergang von der isotropen Flüssigkeit zur nematischen Phase aufweist, zwischen zwei Glasplatten anordnet, die eine geeignete Oberflächenbehandlung erfahren haben (Überzug aus Siliziumdio-

bo xid für ein Material mit positiver dielektrischer Anisotropie bzw. aus Silan im entgegengesetzten Fall), und wenn man diese Materialschicht auf eine solche Temperatur bringt, daß sie sich in der isotropen flüssigen Phase befindet, beobachtet man, daß sich beim Abkühlen die

t>-) zuvor beschriebene kristallographische Entwicklung in der folgenden Entwicklung der optischen Eigenschaften äußert: die Schicht bleibt durchsichtig, bis die Übergangstemperatur erreicht wird, wird dann voriiberge-

hend stark streuend, wenn die cybotaklischen Zonen erscheinen, und wird wieder vollkommen durchsichtig, wenn sich die mesomorphe Phase ausbildet. Die durchgeführten Messungen ließen erkennen, daß die Zeitdauer, in welcher die Schicht streuend blieb, sehr kurz war und im Fall eines Materials, das eine nematische Phase von negativer dielektrischer Anisotropie aufwies, unter 0,05 s bleiben konnte. Die Messungen haben auch gezeigt, daLi die Dauer der streuenden Periode noch dadurch beträchtlich abgekürzt werden konnte, daß die Schicht einem elektrischen Wechselfeld mit einer Frequenz von einigen Kilohertz ausgesetzt wurde, das die Wiederausrichtung der Moleküle in der nematischen Phase beschleunigte.

Die Erfindung beruht auf der Ausnutzung der zuvor beschriebenen Beobachtungen zur Bildwiedergabe ohne Speichereffekt und insbesondere zur Echtzeit-Reproduktion von bewegten Szenen. Zu diesem Zweck wird eine Flüssigkristallzelle mit einem Material gebildet, das den zuvor beschriebenen Vor-Übergangseffekt aufweist und in einer gleichförmig orientierten dünnen Schicht angeordnet ist. Die Schicht wird auf einer solchen Temperatur gehalten, daß sich das Material in der mesomorphen Phase befindei. Selektive Heizeinrichtungen, die durch das das aufzuzeichnende Bild übertragende Videosignal gesteuen werden, ermöglichen es, diejenigen Punkte der Schicht, die streuend gemacht werden sollen, bis auf die Temperatur zu bringen, bei der das Material in der isotropen flüssigen Phase ist; diese Punkte entsprechen, je nach der Art und Weise der Beleuchtung und der Beobachtung der Zelle entweder den dunklen Punkten oder den hellen Punkten des aufzuzeichnenden Bildes; bei der Rückkehr vom isotropen flüssigen Zustand in die orientierte mesomorphase Phase streuen sie das Licht während der kurzen Zeitdauer, in der sich die cybotaktischen Zonen bilden; die nicht erwärmten Punkte bleiben durchsichtig. Eine solche Zelle ermöglicht somit die Reproduktion von bewegten Bildern durch ein Verfahren, das sehr weitgehend der Arbeitsweise des fluoreszierenden Schirms einer Fernseh-Katodenstrahlröhre vergleichbar ist, bei welcher die durch den Elektronenstrahl erregten Punkte ein remanentcs Licht etwa für die Dauer eines Bildes emittieren; der wesentliche Unterschied besteht darin, daß gemäß der Erfindung die »erregten« Punkte kein Licht emittieren, sondern die Modulation von Licht ermöglichen, das von einer äußeren Quelie kommt, die sehr stark gewählt werden kann, so daß es beispielsweise möglich ist. die mit Hilfe der Zelle aufgezeichneten Bilder auf einen Schirm von großen Abmessungen zu projizieren.

F i g. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der BiIdwiedergabevorrichtung nach der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung zum selektiven Erwärmen der Zelle durch ein Lichtbündel gebildet.

Eine Flüssigkristallzelle 1 ist durch eine dünne Schicht 10 mit einer Dick; von etwa 10 bis 20 μιη aus einem Material gebildet, das einen Obergang von der isotropen flüssigen Phase in die nematische Phase aufweist; dieses Material kann beispielsweise MBBA (p-Methoxybenzilidenbutylanilin) oder EBBA (p-Exthoxybenzilidcnbutylanilin) oder eine Mischung dieser beiden Stoffe sein. Die dünne Schicht 10 ist zwischen zwei parallelen Glasplatten 11 und 12 angeordnet, die beide an der innenfläche mit einer durchsichtigen Elektrode 13 bzw. 14 überzogen sind, die durch eine Beschichtung aus Zinnoxid oder Indiumoxid oder einer Mischung dieser beiden Oxide gebildet ist. Überzüge 15 und 16 aus Silan.

die an der Berührungsfläche zwischen der dünnen Sch icht 10 und den Elektroden 13 bzw. 14 angeordnet sind, begünstigen die gleichförmige Oiientierung des Materials in der nematischen Phase. Mit einem Span-

*> nungsgenerator 2 kann an die beiden Elektroden 13 und 14 eine Wechselspannung von etwa 30 Volt mit einer Frequenz von einigen Kilohertz angelegt werden. Dieser Generator ermöglicht auch das Anlegen einer Gleichspannung zwischen den beiden Enden der Elek-

K) trode 14 und der Elektrode 15; die beiden Elektroden dienen dadurch als Heizwiderstände, die es ermöglichen, die dünne Schicht 10 auf einer Temperatur zu halten, die sehr nahe bei der Übergangstemperatur zwischen der nematischen Phase und der isotropen flüssigen Phase liegt, so daß sich das Material in der nematischen Phase befindet.

Die von einer Lichtquelle 3 emittierte Lichtstrahlung wird von einem Kondensor 30 zusammengefaßt, durch einen Modulator 31 moduliert, durch eine Ablenkvorrichtung 32 abgelenkt und durch ein Objektiv 33 fokussiert; dadurch wird ein bewegliches Lichtbündel 300 geliefert, das in der Ebene der Schicht 10 konvergiert. Die Lichtquelle 3 muli unter Berücksichtigung der Ablcnkgcschwindigkcit eine ausreichend große Intensität ha-

2^r> ben, um das den Konvergenzpunkt des Lichlbündels 300 umgebende Volumen der Schicht 10 von der mesomorphen Phase in die isotrope flüssige Phase zu bringen; sie kann vorzugsweise durch ein YAG-Laser gebildet sein, das eine kontinuierliche Strahlung von 1,06 μιη

3d Wellenlänge emittiert. Der Modulator 30 ist ein elektrooptischer Modulator; er ermöglicht die Unterbrechung der Intensität des Lichtbündels, wenn der Abtastpunkt in der mesomorphen Phase bleiben soll. Die Ablenkvorrichtung 32 ist so ausgebildet, daß das Lichtbündel 300 die gesamte Fläche der Zelle 1 bestreichen kann; sie kann eine mechanische Ablenkvorrichtung sein, oder, wenn die Ablenkfrequenzen hoch sind, wie im Fall einer Fernsehablenkung, eine Anordnung von zwei elektrooptischen oder akustooplischen Ablenkgliedern. Der Modulator 31 und die Ablenkvorrichtung 32 werden von einem Steuergenerator 4 gesteuert, der das Videosignal empfängt, welches für die mit Hilfe der Zelle wiederzugebenden Bilder kennzeichnend ist.

Die von dem Lichtbündel 300 mitgeführte Energie wird von der dünnen Schicht 10 absorbiert, wenn das diese Schicht bildende Material für die von der Lichtquelle 3 kommende Strahlung entweder von sich aus ausreichend absorbierend ist oder mit Hilfe von zu diesem Zweck eingebauten Störstoffen absorbierend ge-

w macht worden ist. Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausfiihrungsbeispiel ist angenommen, daß das verwendete Material die Strahlung in dem von der YAG-Quelle emittierten nahen Infrarotbercich nur sehr wenig absorbierend ist; in diesem Fall spielen die leitenden Überzüge 13 und 14 eine dreifache Rolle: sie absorbieren einerseits nahezu vollständig die Energie des Lichtbündels 300 und teilen die freigesetzte Wärme dem zwischen ihnen liegenden Abschnitt der Schicht 10 mit; sie ermöglichen andererseits das Anlegen eines elektrischen

μ Wechselfeldes an die Schicht 10. wodurch, wie zuvor erläutert worden ist, die Zeit des Auftretens der Diffusionscrschcinungen verringert wird; schließlich diener sie. wie zuvor angegeben worden ist, als Heizwiderständc, um die dünne Schicht auf der richtigen Temperatur

H5 zu halten. Diejenigen durch das Lichtbündel 3OCbestrichenen Punkte, die in die isotrope flüssige Phase gebracht worden sind, erscheinen bei der Abkühlung vor übergehend diffus.

In Fig. 2 und 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Bildwidergabevorrichtung nach der Erfindung dargestellt, bei welchem die selektiven Heizeinrichtungen der Zelle durch eine Matrix von Widerslandselementen gebildet sind, die in die /eile selbst eingebaut sind und von einer Mulliplexieranordnimg gespeist werden.

Bei dieser Ausführungsiorm der Vorrichtung wird wieder, wie im vorhergehenden Fall, eine Flüssigkrislallzelledadurch gebildet,daß /.wischen zweiTrägerplaiien aus Glas eine dünne Schicht aus einem Material eingefügt wird, das eine mesomorphe Phase, beispielsweise die nematische Phase aufweist; die eine Glasplatte hat die gleichen Überzüge wie im vorhergehenden Fall, während die andere Glasplatte die Matrix aus Widerstandselernenien trägt. Fig.2 zeigt eine Draufsicht auf die zuletzt erwähnte Glasplatte, und Fi g. 3 zeigt einen Schnitt durch die Zelle, welche die Trägerplpttc von Fi g. 2 enthält, wobei der Schnitt entlang der Linie CC von Fig.2 verläuft. In beiden Figuren ist zu erkennen, daß auf die Trägerplatte 11 eine regelmäßige Matrix aus Widerstandselementen in Form von Stäben aufgebracht sind, wie beispielsweise das Element 130; diese Elemente sind durchsichtig und durch eine Beschichtung aus Zinnoxid oder Indiumoxid oder aus einer Mischung dieser beiden Oxide gebildet. Die Stromzuführungen und Stromabführungen dieser Widerstandselementc sind durch lineare Leiterelemente gebildet, die aus einem dünnen Metallfilm, beispielsweise einem Goldfilm, bestehen, der die Enden der Widerstandselemente bedeckt. Alle in der gleichen Spalte liegenden Widcrstandselemente sind parallel mit einem einzigen Stromzuführungsleiterelement verbunden, beispielsweise dem linearen Leiterelement 131, und in gleicher Weise sind alle Widerstandselemente der gleichen Zeile parallel mit dem gleichen Stromabführungselement verbunden, beispielsweise dem linearen Element 132. Somit liegen die Spaltenleiterelemente einerseits und die Zeilenleitereiemente andererseits zueinander parallel und in gleichmäßigen Abständen, wobei die Leiterelemente der ersten Gruppe senkrecht zu den Leiterelementen der zweiten Gruppe liegen. Klemmen nach Art der Klemmen 133 und 134, die gleichmäßig entlang dem Umfang der Trägerplatte verteilt sind, ermöglichen die bequeme Verbindung der Leiterelemente mit einer Multiplexierungs-Slromversorgungsanordnung. Isolierende Schichten nach Art der Schicht 135 sind zwischen die linearen Leiterelemente an ihren Kreuzungspunkten eingefügt; sie sind beispielsweise durch eine dünne Schicht aus SiO oder aus Photolack gebildet.

In Fig.3 ist auch zu erkennen, daß die Gesamtheit der Elemente, wie der Elemente 13Ö, 131, Ϊ32 und i35. unter Ausschluß der Klemmen nach Art der Klemmen 133 und 134, mit einer dünnen Silanschicht 15 bedeckt sind, welche die gleichförmige Orientierung der mesomorphen Phase begünstigt Schließlich erkennt man in F i g. 3 die dünne Schicht 10 aus mesomorphem Material sowie die zweite Trägerplatte 12, die nacheinander mit einer durchsichtigen oder reflektierenden Elektrode 14 und einer dünnen Silanschicht 16 bedeckt worden ist

Die verschiedenen Elemente, die auch die Innenfläche der Trägerplatte 11 bedecken, sind durch aufeinanderfolgende Vakuumaufdampfungen über geeignete Masken aufgebracht worden.

Die Stromversorgung der Widerstandselemente der Matrix erfolgt nach dem bekannten Verfahren der MuI-tiplexierung, das in folgender Weise zusammengefaßt werden kann:

Ein Multiplexierungs-Steuergenerator empfängt das Videosignal, das die Information enthält, die sich auf die aufzuzeichnenden Bilder bezieht. Die den aufeinanderfolgenden Punkten der gleichen Zeile entsprechenden Signale weiden gespeichert: wenn die ganze eine Zeile ^ri betreffende Information empfangen worden ist. verbindet die Vorrichtung über die betreffende Leilungsklemnie den linearen Leiter, der die gleiche Ordnungszahl wie die empfangene Leitung hat. mit allen Klemmen, welche den Punkten der Zeile entsprechen, die in Übereinslimnuing mit den gespeicherten Signalen erregt werden müssen. Die Spannung wird somit nur an die Klemmen der Widerstandselementc einer Zeile angelegt, die über die Spaltenklcmmen ausgewählt worden sind. Während die Widerstandselemente der Zeile /Van Spannung gelegt werden, speichert der Generator die Information, welche die Zeile N + 1 betrifft; sobald diese Information vollständig empfangen worden ist. wird die Zeile N abgetrennt und durch die Zeile N + 1 ersetzt, worauf der gleiche Vorgang wiederholt wird. Dicjenigen Widerstandselemente, die auf diese Weise an Spannung gelegt werden, teilen die von ihnen erzeugte Wärme dem darunterliegenden Element der Schicht 10 mit, das dann aus der mesomorphen Phase in die isotrope flüssige Phase geht und bei der darauffolgenden Abkühlung vorübergehend diffus wird.

Zusätzlich zu den Multiplexierungsimpulsen legt der Steuergcncrator eine Wechselspannung von konstanter Amplitude einerseits zwischen der Gesamtheit der auf der Trägerplatte 11 angeordneten Zeilen- und Spaltenklemmen und andererseits der auf der Trägerplatte 12 angebrachten Elektrode 14 an. Wie zuvor angegeben worden ist, verringert diese Spannung die Dauer, für welche die erregten Punkte in der Schicht 10 diffus bleiben.

Je nach der Art der Elektrode 14 (durchsichtig oder reflektierend) kann die zuvor beschriebene Zelle mit durchgehendem Licht oder reflektiertem Licht verwendet werden.

F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Bildwiedergabcvorrichtung nach der Erfindung für die Projektion der von der Fiüssigkristalizelle wiedergegebenen Bilder auf einen Bildschirm. Diese Ausführungsform betrifft insbesondere den Fall der anhand von Fig.2 und 3 beschriebenen Zelle, sie kann jedoch ohne weiteres auch auf den anhand von Fig. 1 beschriebenen Fall übertragen werden.

Man erkennt in F i g. 4 die Flüssigkristalizelle 100, die von dem Multiplexierungs-Sieuergenerator 7 gesteuert wird, der das Videosignal empfängt und die Erregungsspannungen auf die Matrix von Widerstandselementen vuridii. Eine Lichtquelle 5 beleuchtet die ganze Oberfläche der Zelle mit parallelem Licht mit Hilfe des Kondensors 50. Das von der Zelle durchgelassene Licht wird von einem Objektiv 51 aufgefangen, das so angeordnet ist, daß die Ebene der dünnen Schicht 10 aus mesomorphem Material zu der Ebene eines Bildschirms 52 konjugiert ist. Eine Blende 53, deren kreisrunde Biendenöffnung 531 im Brennpunkt des Objektivs 51 liegt, läßt nur die Lichtstrahlen zu dem Bildschirm 52 gelangen, die praktisch rechtwinklig aus der Flüssigkristalizelle austreten. Unter diesen Begingungen werden die streuenden Punkte der Schicht 10 als dunkle Punkte auf den Bildschirm 52 projiziert.

Um diese Projektionsanordnung an die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung anzupassen, braucht nur in den Weg des Lichtbündels 300 von F i g. 1 ein halbdurchlässiger oder dichroitischer Spiegel in einem Winkel von 45" zur optischen Achse des Systems angeordnet zu

werden, so daß dieser Spiegel das aus dem Kondensor
von F i g. 4 austretende parallele Lichtbündel auf die
Zelle 1 reflektiert- die optische Achse des Kondensors
liegt dann parallel zu der Ebene der Flüssigkristallzelle 1 und in einem Winkel von 45° zu dem halbdurchlässigen oder dichroiiischen Spiegel.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

10

15

20

2^ri

30

45

55

bO

Claims

Palentansprüche:

1. Verfahren zur Umwandlung eines Videosignals

in eine Bildfolge mittels einer dünnen Materialschicht, die in einem ersten Temperaturbereich eine mesomorphe, lichtdurchlässige Phase aufweist, und in einem zweiten, höheren Temperaturbereich, eine isotrope, flüssige, ebenfalls lichtdurchlässige Phase aufweist, und die weiterhin an den Bildpunkten ent- ίο sprechenden Stellen selektiv kurzzeitig von dem ersten Temperturbereich in den zweiten Temperaturbereich erwärmt wird, woraufhin eine bei der anschließenden Abkühlung an den zuvor erwärmten Stellen vorübergehend auftretende lichistreuende Textur zur Erzeugung der Büdpunkte verwendet wird und die Löschung der Bildpunkte durch weitere Abkühlung in den ersten Temperaturbereich dadurch erfolgt, daß sich die Moleküle der lichtstreuenden Textur spontan an den regelmäßig orientierten Molekülen der mesomorphen, lichtdurchlässigen Phase reorientieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mesomorphe Phase eine nematische Phase ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des selektiven Erwärmens ein elektrisches Wechselfeld an die Matcrialschicht angelegt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens jo nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Zelle (1), welche die Materialschicht (10), deren Temperatur innerhalb des ersten Temperaturbereichs liegt, zwischen zwei parallelen Platten (11, 12) enthält, von denen wenigstens eine durchsichtig r> ist. und durch eine selektive Heizeinrichtung (3, 30, 31,32,33; 130, 131, 132), die unter Steuerung durch die Videosignale nacheinander Punkte der Materialschicht (10) vorübergehend in den zweiien Temperaturbereich erwärmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine nichtselektive Heizeinrichtung (13, 14), welche die Materialschicht bis in den ersten Temperaturbereich erwärmt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte (U, 12) an der Innenfläche mit einer leitenden Elektrode (13,14) bedeckt ist und daß eine Polarisationseinrichlung (2) zum Anlegen einer elektrischen Wechselspannung an die Elektroden vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Platten (11,12) mit einem Überzug (15,16) versehen ist. der in direktem Kontakt mit der Materialschicht steht und die gleichförmige Orientierung ihrer Moleküle begünsiigt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Heizeinrichtung enthält: