DE1107340B

DE1107340B - Device for lighting control

Info

Publication number: DE1107340B
Application number: DEA33371A
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Bestenreiner; Dr Guenther Kirchhof
Original assignee: Agfa AG
Current assignee: Agfa Gevaert NV
Priority date: 1959-11-26
Filing date: 1959-11-26
Publication date: 1961-05-25
Also published as: CH382217A; GB970388A

Description

Einrichtung zur Lichtsteuerung Es sind bereits Einrichtungen zur Lichtsteuerung vorgeschlagen worden, bei welchen das Brechungsvermögen eines Mediums an einer Steuerfläche entsprechend den Steuersignalen geändert und hierdurch der Anteil des von der Steuerfläche reflektierten bzw. hindurchgelassenen Lichtes variiert wird. Hierbei. war jedoch die Steuerfläche in ihrer Gesamtausdehnung schräg zur Hauptachse des gesteuerten Lichtes angeordnet, was sich häufig als nachteilig auswirkt.Device for light control There are already devices for light control has been proposed in which the refractive power of a medium at a control surface changed according to the control signals and thereby the proportion of the control surface reflected or transmitted light is varied. Here. was however the total extent of the control surface at an angle to the main axis of the controlled Arranged light, which often has a disadvantageous effect.

Gemäß der Erfindung ist .bei Einrichtungen der eingangs genannten Art die Steuerfläche in mehrere, in an sich bekannter Weise schräg zur Lichteinfallsrichtung liegende Abschnitte gegliedert, welche an einer zur Austrittsrichtung des gesteuerten Lichtes annähernd senkrechten Ebene angeordnet sind.According to the invention, the devices mentioned at the beginning Type the control surface in a number of ways, in a manner known per se, at an angle to the direction of incidence of light lying sections divided, which on one to the exit direction of the controlled Light are arranged approximately perpendicular plane.

Insbesondere ist die Steuerfläche den Stufenflächen eines Stufensystems mit im Schnitt sägezahnähnlichem Oberflächenprofil zugeordnet. Das Steuersystem kann durch eine Platte gebildet sein, welche im Schnitt sägezahnartige, in das sein Brechungsvermögen ändernde Medium ragende Ansätze aufweist und eine Begrenzungswand für dieses Medium bildet. Das Stufensystem kann. auf der Lichteinfallsseite des Mediums oder auch auf der Lichtaustrittsseite desselben angeordnet sein.In particular, the control surface is the step surfaces of a step system assigned with a sawtooth-like surface profile. The tax system can be formed by a plate, which is sawtooth-like in section, in the Refractive power changing medium has protruding approaches and a boundary wall for this medium. The tier system can. on the light incidence side of the Medium or also be arranged on the light exit side of the same.

Ferner kann das zu steuernde Licht auf das Stufensystem annähernd senkrecht in bezug auf dessen Grundplatte auftreffen und das von der Steuerfläche hindurchgelassene Licht zur Lichtsteuerung ausgenutzt werden. Es kann jedoch auch das zu steuernde Licht auf das Stufensystem in bezug auf dessen Grundplatte schräg auftreffen und das an der Steuerfläche reflektierte Licht zur Lichtsteuerung benutzt werden.Furthermore, the light to be controlled can approximate the step system hit perpendicularly with respect to its base plate and that of the control surface Let through light can be used for light control. However, it can also the light to be controlled on the step system obliquely with respect to its base plate and the light reflected on the control surface is used to control the light will.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung kann auf der Lichtaustrittsfläche des das Medium und das Stufensystem umfassenden Lichtsteuersystems eine das Licht diffus machende lichtdurchlässige Schicht angeordnet sein. Besonders zweckmäßig ist es, die Grundplatte des Stufensystems als Streuscheibe auszubilden und/oder mit einer Wabenlinse zu versehen.According to a further feature of the present invention, on the Light exit surface of the light control system comprising the medium and the step system a light-permeable layer which makes the light diffuse can be arranged. Particularly It is useful to design the base plate of the step system as a diffuser and / or to be provided with a honeycomb lens.

Vorteilhafterweise kann das Brechungsvermögen des Mediums an der Steuerfläche durch Konzentrationsänderungen, welche durch ein elektrisches Feld hervorgerufen werden, verändert werden. Es ist vorteilhaft, die Elektroden zur Erzeugung der elektrischen Spannung auf den Stufenflächen des Stufensystems anzuordnen, wobei mindestens ein Teil der Elektroden rasterartig ausgebildet werden kann. Vorzugsweise sind die rasterartig ausgebildeten Elektroden lichtdurchlässig und auf den ihnen gegenüberliegenden Stufenflächen des Stufensystems lichtabsorbierende Sammelelektroden angeordnet.Advantageously, the refractive power of the medium at the control surface changes in concentration caused by an electric field be changed. It is advantageous to use the electrodes to generate the electrical To arrange tension on the step surfaces of the step system, at least one Part of the electrodes can be designed like a grid. Preferably they are grid-like formed electrodes translucent and on the step surfaces opposite them of the step system arranged light-absorbing collecting electrodes.

Die vorgenannte Lichtsteuereinrichtung kann insbesondere als Fernsehbildwandler Anwendung finden, wobei die Aussteuerung vorzugsweise nach Koordinaten erfolgt und die rasterartigen Elektrodenelemente über eine an sich bekannte elektronische Digitalschaltungsanordnung wechselweise Spannung erhalten.The aforementioned light control device can in particular be used as a television image converter Find application, where the control is preferably based on coordinates and the grid-like electrode elements via a per se known electronic digital circuit arrangement alternately maintain tension.

Die Einrichtung zur Lichtsteuerung ist mit dem Vorteil verbunden, daß die Dicke der Schicht, welche das seinen Brechungsindex ändernde Medium enthält, verhältnismäßig gering sein kann, und zwar unabhängig von der Größe des Querschnittes des zu steuernden Lichtbündels und unabhängig davon, ob das an den Steuerflächen reflektierte oder hindurchgelassene Licht für die Lichtsteuerung ausgenutzt wird. Auf Grund ihrer geringen Tiefenabmessungen hat diese Lichtsteuereinrichtung den Charakter einer Bildwand und kann deshalb infolge ihres geringen Raumbedarfs ähnlich wie eine Bildwand praktisch überall mühelos angewandt werden.The facility for lighting control has the advantage of that the thickness of the layer containing the medium changing its refractive index, can be relatively small, regardless of the size of the cross section of the light beam to be controlled and regardless of whether that is on the control surfaces reflected or transmitted light is used for lighting control. Due to its small depth dimensions, this light control device has the Character of a screen and can therefore be similar due to its small footprint like a screen, can be used effortlessly practically anywhere.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele hervor. Diese sind in den Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt Fig.1 Teile einer Ausführungsform der Lichtsteuereinrichtung in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 im Schnitt, Fig.3 eine andere Ausführungsform der Lichtsteuereinrichtung im Schnitt, Fig.4 eine weitere Ausführungsform der Lichtsteuereinrichtung im Schnitt und Fig. 5 ein Schaltschema.Further details and advantages of the invention emerge from the following Description of some exemplary embodiments. These are in the drawings shown, namely Fig.1 shows parts of an embodiment of the light control device in a perspective view, FIG. 2 the object of FIG. 1 in section, FIG another embodiment of the light control device in section, Fig. 4 a further embodiment of the light control device in section and FIG Circuit diagram.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Lichtsteuereinrichtung weist ein aus Glas oder einem anderen lichtdurchlässigen Material gebildetes, in den Figuren nur teilweise gezeigtes Stufensystem 1 auf, welches aus einer Grundplatte 2 und Ansätzen 3 besteht, die an der Grundplatte 2 zeilenweise angeordnet sind und im Schnitt sägezahnartiges Profil aufweisen. Die Grundplatte 2 und die Ansätze 3 können entweder einstöckig ausgebildet sein, oder aber die Ansätze 3 können auch getrennt von der Grundplatte gefertigt und nachträglich auf diese aufgesetzt werden.The light control device shown in FIGS. 1 and 2 has a made of glass or other translucent material in the figures only partially shown step system 1, which consists of a base plate 2 and Approaches 3 consists, which are arranged in rows on the base plate 2 and in the Section have a sawtooth-like profile. The base plate 2 and the approaches 3 can either be formed in one piece, or the approaches 3 can also be separated manufactured from the base plate and subsequently placed on it.

Die Grundplatte 2 des Stufensystems 1 umschließt zusammen mit der den Ansätzen 3 gegenüberliegenden lichtdurchlässigen Scheibe 4, den Boden- und Deckelteilen 5, 6 und Seitenwänden 7, 8 das lichtdurchlässige Medium 9, dessen Brechungsindex zumindest in Grenzschichten entsprechend den Lichtsteuersignalen geändert wird.The base plate 2 of the step system 1 encloses together with the the projections 3 opposite translucent disc 4, the base and cover parts 5, 6 and side walls 7, 8 the transparent medium 9, its refractive index is changed at least in boundary layers according to the light control signals.

Die Lichtsteuerung kann vorzugsweise nach dem in der deutschen Patentanmeldung F 24221 VIIIc/ 21 g beschriebenen Prinzip erfolgen. Demgemäß wird das Medium 9 durch ein flüssiges oder flüssigkeitshaltiges System gebildet, dessen Konzentration in Grenzschichten unter dem Einfluß eines elektrischen, entsprechend den Lichtsteuersignalen variierenden Feldes sich ändert. Mit der Konzentration ändern sich hierbei auch der Brechungsindex in der Grenzschicht und deshalb auch die Bedingungen für eine Totalreflexion des zu steuernden Lichtes im Bereich dieser Grenzschicht. Als geeignete Medien dienen beispielsweise kolloidale Lösungen oder solubilisierte Systeme, z. B. Benzolsolubilisate. Es können auch Gele oder gequollene Kunststoffe Anwendung finden.The light control can preferably be according to that in the German patent application F 24221 VIIIc / 21 g. Accordingly, the medium 9 is through a liquid or liquid-containing system is formed, the concentration of which is in Boundary layers under the influence of an electrical, according to the light control signals varying field changes. This also changes with concentration the refractive index in the boundary layer and therefore also the conditions for a Total reflection of the light to be controlled in the area of this boundary layer. As suitable Media are used, for example, colloidal solutions or solubilized systems, e.g. B. Benzene Solubilisate. Gels or swollen plastics can also be used Find.

Das elektrische Feld wird beispielsweise durch eine elektrische Spannung erzeugt, welche an Elektroden angelegt wird, die auf den Stufenflächen 10, 11 der Ansätze 3 des Stufensystems 1 angeordnet sind. Auf der oberen Stufenfläche 10 eines jeden Ansatzes 3 sind mehrere lichtdurchlässige Elektrodenelemente 12 rasterartig nebeneinander angeordnet, während die untere Stufenfläche 11 eines jeden Ansatzes 3 über deren gesamte Fläche hinweg mit einer Sammelelektrode 13 belegt ist, die geschwärzt ist und deshalb das auf sie auffallende Licht absorbiert. Das elektrische Feld bildet sich jeweils zwischen den rasterförmigen Elektrodenelementen 12 eines Ansatzes 3 und der Sammelelektrode 13 des darüberliegenden Ansatzes aus.The electric field is generated, for example, by an electric voltage which is applied to electrodes which are arranged on the step surfaces 10, 11 of the extensions 3 of the step system 1. On the upper step surface 10 of each approach 3 several translucent electrode elements 12 are arranged next to each other like a grid, while the lower step surface 11 of each approach 3 is covered over its entire surface with a collecting electrode 13, which is blackened and therefore absorbs the light falling on it . The electric field is formed between the grid-shaped electrode elements 12 of an attachment 3 and the collecting electrode 13 of the attachment above.

Auf Grund der in der vorgenannten deutschen Patentanmeldung F 24221 VIII c / 21g näher erläuterten Einwirkung des elektrischen Feldes auf das Medium 9 bildet sich bei Vorhandensein dieses Feldes an der über den Rasterelektroden 12 liegenden Grenzschicht dieses Mediums eine Konzentrationsänderung aus, die zu einer Änderung des Brechungsindex in dieser Grenzschicht und somit zu einer Änderung des Reflexionsvermögens führt. Hierbei sei angenommen, daß der Brechungsindex der Steuerflüssigkeit 9 in nicht ausgesteuertem Zustand z. B. den Wert 1,45 aufweist und in der Grenzschicht bei voller Aussteuerung auf den Wert des Lösungsmittels, beispielsweise des Wassers, also auf den Wert 1,33, absinkt. Das Glas des Stufensystems 1 hingegen besitzt einen Brechungsindex. der über dem Wert 1,45 liegt. Das auszusteuernde Licht kommt beispielsweise von einer Lichtquelle 14, deren Lichtstrahlen durch die Stufenlinse 15 in bekannter Weise annähernd parallel gerichtet werden, und tritt durch die Glasscheibe 4 in die Lichtsteuereinrichtung ein. Nach Durchdringen der Steuerflüssigkeit 9 trifft es auf die Stufenfläche 10 der Ansätze 3 auf und fällt - wie weiter unten noch eingehend erläutert wird - je nach dem Grad der Aussteuerung mit einem größeren oder geringeren Anteil in das Stufensystem 1 ein, aus dem es an der Fläche 16 der Grundplatte 2 wieder austritt. Die Lichtaustrittsfläche 16 kann mattiert sein oder mit einer Wabenlinse oder mit einer Opalschicht versehen sein, so daß die Grundplatte 2 gleichzeitig als Bildschirm dient.Due to the effect of the electric field on the medium 9, which is explained in more detail in the aforementioned German patent application F 24221 VIII c / 21g, a change in concentration forms in the presence of this field at the boundary layer of this medium over the grid electrodes 12, which leads to a change in the refractive index in this boundary layer and thus leads to a change in the reflectivity. It is assumed here that the refractive index of the control fluid 9 in the non-controlled state z. B. has the value 1.45 and drops in the boundary layer at full control to the value of the solvent, for example the water, that is to the value 1.33. The glass of the step system 1, however, has a refractive index. which is above the value 1.45. The light to be controlled comes, for example, from a light source 14, the light beams of which are directed approximately parallel by the stepped lens 15 in a known manner, and enters the light control device through the glass pane 4. After penetrating the control fluid 9, it strikes the step surface 10 of the extensions 3 and falls - as will be explained in detail below - depending on the degree of modulation with a greater or lesser proportion in the step system 1 , from which it on the surface 16 of the base plate 2 emerges again. The light exit surface 16 can be matted or provided with a honeycomb lens or with an opal layer, so that the base plate 2 simultaneously serves as a screen.

Im Lichtweg hinter der Grundplatte 2 kann jedoch statt dessen auch ein gesonderter Bildschirm zur Bildbetrachtung in der Durchsicht oder Aufsicht, eventuell unter Zwischenschaltung einer Abbildungsoptik, vorgesehen sein.In the light path behind the base plate 2, however, can also instead a separate screen for viewing images in transparency or top view, possibly with the interposition of imaging optics.

Das Beleuchtungssystem 14, 15 ist derart ausgebildet, daß die Strahlen des zu steuernden Lichtes, von denen in Fig. 2 lediglich ein Lichtstrahl 17 dargestellt ist, nur unter solchen Winkeln auf die Stufenflächen 10 der Ansätze 3 auftreffen, die gleich oder größer sind als der Grenzwinkel der Totalreflexion im Falle der Aussteuerung. Die Stufenlinse 15 kann mit der Glasplatte 4 auch baulich vereinigt sein. Beide Teile können auch einstöckig ausgebildet sein.The lighting system 14, 15 is designed such that the beams of the light to be controlled, of which only one light beam 17 is shown in FIG Limit angle of total reflection in the case of modulation. The step lens 15 can also be structurally combined with the glass plate 4. Both parts can also be made in one piece.

Da der Brechungsindex des Stufensystems 1 größer ist als der der Steuerflüssigkeit 9, werden die auf die Stufenfläche 10 auftreffenden Lichtstrahlen 17 bei Nichtvorhandensein eines elektrischen Feldes an der Stufenfläche 10 zum Lot hin gebrochen und dringen somit in das Stufensystem 1 ein, das sie an der Fläche 16 der Grundplatte 2 wieder verlassen (vgl. den Lichtstrahl 18 in Fig. 2).Since the refractive index of the step system 1 is greater than that of the control fluid 9, the light rays 17 incident on the step surface 10 become absent of an electric field on the step surface 10 towards the solder and penetrate thus in the step system 1, which it on the surface 16 of the base plate 2 again leave (see. The light beam 18 in Fig. 2).

Bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden 12, 13 bildet sich unter der Einwirkung des elektrischen Feldes an der Schrägfläche 10 in der Steuerflüssigkeit 9 eine Verarmungsschicht aus, in welcher der Brechungsindex absinkt, so daß die Lichtstrahlen 17 an der Konzentrationssprungstelle dieser Verarmungsschicht bei hinreichender Dicke dieser Schicht total reflektiert und zur Schrägfläche 11 des jeweils darüberliegenden Ansatzes 3 abgelenkt werden, wo sie von der jeweiligen Elektrode 13 absorbiert werden (vgl. den Lichtstrahl 19). Ist die Stärke oder die Dauer der Wirksamkeit des elektrischen Feldes verhältnismäßig gering, so bleibt die Dicke der sich ausbildenden Verarmungsschicht unter dem für eine völlige Totalreflexion erforderlichen Wert, so daß in diesem Falle trotz Erfüllung der für die Totalreflexion erforderlichen Bedingungen über den Einfallswinkel des Lichtes nur eine teilweise Reflexion des Lichtes erfolgt. Hierdurch ist eine kontinuierliche Aussteuerung des in das Stufensystem 1 einfallenden Lichtes zwischen 100 und 0% möglich.When an electrical voltage is applied to the electrodes 12, 13 forms under the action of the electric field on the inclined surface 10 in the Control fluid 9 from a depletion layer in which the refractive index drops, so that the light rays 17 at the concentration jump point of this depletion layer if this layer is sufficiently thick, it is totally reflected and towards the inclined surface 11 of the overlying approach 3 are distracted, where they are from the respective Electrode 13 are absorbed (see. The light beam 19). Is the strength or the The duration of the effectiveness of the electric field remains relatively short the thickness of the depletion layer that forms below that for complete total reflection required value, so that in this case despite the fulfillment of the total reflection necessary conditions about the angle of incidence of the light only partially Reflection of the light takes place. This enables continuous control of the In the step system 1 incident light between 100 and 0% is possible.

An den Stellen, an denen die Rasterelektroden 12 eine hinreichend hohe Spannung erhalten, gelangt somit kein Licht mehr in das Stufensystem 1, so daß die entsprechend zugeordneten Stellen der Austrittsfläche 16 dunkel bleiben.At the points at which the grid electrodes 12 receive a sufficiently high voltage, light no longer reaches the step system 1, so that the correspondingly assigned points of the exit surface 16 remain dark.

In Fig. 3 ist eine Abänderung der vorbeschriebenen Ausführungsform der Lichtsteuereinrichtung gezeigt. Bei dieser abgeänderten Ausführungsform sind das Stufensystem 1' und die Glasplatte 4' hinsichtlieh ihrer räumlichen Anordnung im Vergleich zu den entsprechenden Baugliedern 1, 4 des Gegenstandes der Fig. 1 und 2 miteinander vertauscht. In diesem Fall tritt das zu steuernde Licht an der Grundplatte 2' des Stufensystems 1' in die Lichtsteuereinrichtung ein und verläßt dieses an der Glasplatte 4', deren Lichtaustrittsfläche 20 mattiert oder mit einer Wabenlinse versehen sein kann. Im übrigen entspricht jedoch der Aufbau der in Fig. 3 gezeigten Lichtsteuereinrichtung, insbesondere der Aufbau des Stufensystems 1', im wesentlichen den entsprechenden Baugruppen der Fig. 1 und 2.In Fig. 3 is a modification of the embodiment described above the light control device shown. In this modified embodiment are the step system 1 'and the glass plate 4' with regard to it their spatial Arrangement compared to the corresponding members 1, 4 of the subject matter of Fig. 1 and 2 interchanged. In this case, the light to be controlled occurs on the base plate 2 'of the step system 1' in the light control device and leaves this on the glass plate 4 ', the light exit surface 20 matted or can be provided with a honeycomb lens. Otherwise, however, the structure corresponds the light control device shown in Fig. 3, in particular the structure of the step system 1 ', essentially the corresponding assemblies of FIGS. 1 and 2.

Die Lichtstrahlen 17' treffen beim Gegenstand der Fig. 3 in einem Winkelbereich auf die Stufenflächen 10' des Stufensystems 1' auf, der einerseits durch den Grenzwinkel der Totalreflexion an den Stufenflächen 10' bei Nichtvorhandensein eines elektrischen Feldes und andererseits durch den Grenzwinkel der Totalreflexion an den Stufenflächen 1O' im Falle völliger Aussteuerung begrenzt ist.The light rays 17 'meet in the object of FIG. 3 in one Angular range on the step surfaces 10 'of the step system 1', on the one hand by the critical angle of total reflection at the step surfaces 10 'in the absence of any an electric field and on the other hand by the critical angle of total reflection is limited to the step surfaces 1O 'in the case of complete modulation.

Auch in diesem Falle bilden sich an den Stufenflächen 10' Verarmungsschichten aus. Bei Nichtaussteuerung treten die Lichtstrahlen zumindest teilweise in die Steuerflüssigkeit 9 ein (vgl. den Lichtstrahl 18'), während bei völliger Aussteuerung, d. h. bei Ausbildung einer konzentrationsverminderten Schicht hinreichender Dicke, das gesamte Licht total reflektiert wird (vgl. den Lichtstrahl 19'). Auch in diesem Falle werden also bei völliger Aussteuerung die entsprechenden Stellen der Lichtaustrittsfläche 20 dunkel.In this case too, depletion layers form on the step surfaces 10 ' the end. If the modulation is not activated, the light beams at least partially enter the control fluid 9 a (see. The light beam 18 '), while with full modulation, d. H. in training a reduced-concentration layer of sufficient thickness, all the light is totally reflected (see. The light beam 19 '). So in this case too in the case of full modulation, the corresponding points on the light exit surface 20 dark.

Die in Fig.4 dargestellte Ausführungsform der Lichtsteuereinrichtung entspricht weitgehend dem Gegenstand der Fig.1. Die zu steuernden Lichtstrahlen 17" treten hierbei jedoch durch die unteren Flächen 11" der Ansätze 3" in das Stufensystem 1" ein und fallen bei Nichtaussteuerung bis auf einen kleinen, abzublendenden Rest durch die Ansätze 3" hindurch in den Raum der Steuerflüssigkeit 9, wo sie an dem geschwärzten Teil 21 des benachbarten Ansatzes 3" absorbiert werden (vgl. den Lichtstrahl 18"). Bei Vorhandensein eines elektrischen Feldes bildet sich an den Schrägflächen 10" wiederum eine Verarmungsschicht aus, welche die Totalreflexion des auftreffenden Lichtes bewirkt (vgl. den Lichtstrahl 19", der durch die Grundplatte 2" aus der Lichtsteuereinrichtung austritt). Während also in diesem Falle die Lichtaustrittsfläche 16" bei Nichtaussteuerung dunkel bleibt, wird sie im Aussteuerungsfalle entsprechend der bildmäßigen Verteilung der Feldstärke des elektrischen Feldes beleuchtet.The embodiment of the light control device shown in FIG corresponds largely to the subject of Fig.1. The light beams to be controlled 17 ″ enter the step system through the lower surfaces 11 ″ of the lugs 3 ″ 1 "and, if not controlled, fall to a small remainder that has to be dimmed through the lugs 3 "through into the space of the control fluid 9, where they are at the blackened part 21 of the adjacent approach 3 ″ are absorbed (see. The light beam 18 "). In the presence of an electric field, it forms on the inclined surfaces 10 "in turn consists of a depletion layer, which is the total reflection of the incident Light causes (see. The light beam 19 ", which through the base plate 2" from the Light control device exits). So while in this case the light exit surface 16 "remains dark in the case of non-modulation, it becomes correspondingly in the event of modulation the pictorial distribution of the field strength of the electric field.

Auch beim Gegenstand der Fig.4 liegt der nutzbare Bereich des Öffnungswinkels der Lichtstrahlen 17" zwischen den Grenzwinkeln der Totalreflexion an den Stufenflächen 10" bei nicht ausgesteuerter Flüssigkeit 9 einerseits und bei ausgesteuerter Flüssigkeit andererseits.The usable range of the opening angle also lies in the subject of FIG of the light rays 17 ″ between the critical angles of total reflection on the step surfaces 10 ″ when the liquid 9 is not controlled, on the one hand, and when the liquid is controlled on the other hand.

Die beschriebene Lichtsteuereinrichtung kann vorteilhafterweise bei Fernsehbildwandlern Anwendung finden. Jeder der Ansätze 3, 3', 3" des Stufensystems 1, 1', 1", dessen optische Funktion vorstehend beschrieben wurde, entspricht einer Zeile des Fernsehbildes. Dementsprechend umfaßt das gesamte Stufensystem 1, 1', 1" sechshundertfünfundzwanzig solcher Ansätze 3, 3', 3", und jeder dieser Ansätze 3, 3', 3" ist in 833 Bildpunkte eingeteilt. Der Totalreflexionseffekt muß also innerhalb jeder Stufe an achthundertdreiunddreißig, genau voneinander abgegrenzten Stellen unabhängig voneinander hervorgerufen werden können. Zu diesem Zwecke werden die Elektroden 12, die auf den Stufenflächen 10, 10', 10" des Stufensystems 1, 1', 1" angeordnet sind, in je achthundertdreiunddreißig durchsichtige und voneinander elektrisch isolierte Elektrodenrasterelemente aufgegliedert.The light control device described can advantageously be used in television image converters. Each of the approaches 3, 3 ', 3 "of the step system 1, 1', 1", the optical function of which has been described above, corresponds to a line of the television picture. Accordingly, the entire stage system 1, 1 ', 1 "comprises six hundred and twenty-five such approaches 3, 3', 3", and each of these approaches 3, 3 ', 3 "is divided into 833 pixels. For this purpose, the electrodes 12, which are arranged on the step surfaces 10, 10 ', 10 "of the step system 1, 1', 1", are each eight hundred and thirty-three transparent and electrically isolated electrode grid elements broken down.

Diese Aufgliederung ist in Fig. 5 schematisch angedeutet. Wie dort dargestellt ist, werden die diskreten Elektrodenpunkte 12, die in verschiedenen Zeilen untereinanderliegen, mit dünnen Drähten 22 verbunden. Die Zuleitungen der den Rasterelektroden 12 gegenüberliegenden Sammelelektroden 13 sind mit 23 bezeichnet. Die beiden Elektrodensysteme bilden somit ein Koordinatensystem. Die Aussteuerung eines Bildpunktes erfolgt dabei so, daß das Helligkeitssignal in Form einer elektrischen Spannung an diejenige Elektrodenzeile bzw. Spalte gelegt wird, an deren Kreuzungspunkt der auszusteuernde Bildpunkt liegt. Dies trifft insbesondere für die Ausführungsform gemäß Fig. 4 zu.This breakdown is indicated schematically in FIG. 5. Like there is shown, the discrete electrode points 12, which are in different Lines lie one below the other, connected with thin wires 22. The leads of the The collecting electrodes 13 opposite the raster electrodes 12 are denoted by 23. The two electrode systems thus form a coordinate system. The control of a pixel is done so that the brightness signal in the form of an electrical Voltage is applied to that electrode row or column, at their crossing point the pixel to be controlled is located. This is particularly true for the embodiment according to FIG. 4 to.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 3 gilt allerdings das Umgekehrte; hier erfolgt ja der Lichteinfall in den Beobachtungsraum gerade dann, wenn an dem betreffenden Bildpunkt keine totalreflektierende Konzentrationsänderung erzeugt wird. Zur Erzeugung eines positiven Bildes muß daher in diesem Falle das Elektrodensystem »Negativ«-Signale der ursprünglichen Helligkeitssignale erhalten.In the embodiments according to FIGS. 1 to 3, however, the reverse applies; here the light falls into the observation area precisely when at the relevant image point no totally reflecting change in concentration generated will. In order to generate a positive image, the electrode system must therefore in this case Received "negative" signals of the original brightness signals.

Der zeitliche Ablauf der Aussteuerung der Einrichtung mit Fernsehbildsignalen erfolgt so, daß über eine an sich bekannte und deshalb nicht dargestellte elektronische Digitalschaltungsanordnung zuerst die Sammelelektrode 13 der Zeile 1 an einen Pol der Helligkeitssignal-Spannungsquelle gelegt wird und sodann in den der Bildpunktfolge entsprechenden Zeitabständen die Spaltenelektroden 12 in der Reihenfolge 1, 2 usf. bis 833 an den anderen Pol der Helligkeitssignal-Spannungsquelle gelegt werden. Nachdem dergestalt eine Zeile des Bildes durchlaufen ist, wird die Sammelelektrode 13 der Zeile 2 an die Spannungsquelle gelegt und derselbe Vorgang beginnt hier von neuem. Dies setzt sich fort, bis das ganze Bild überstrichen ist. Daraufhin wiederholt sich der gesamte Vorgang.The timing of the control of the device with television image signals takes place in such a way that an electronic one which is known per se and is therefore not shown Digital circuitry first connects the collector electrode 13 of row 1 to one pole the brightness signal voltage source is applied and then in the sequence of pixels corresponding time intervals the column electrodes 12 in the order 1, 2 and so on. to 833 can be applied to the other pole of the brightness signal voltage source. After one line of the image has been traversed in this way, the collector electrode 13 of line 2 is applied to the voltage source and the same process begins here from new. This continues until the whole picture is swept over. Then repeated the whole process.

Die vorgeschlagene Einrichtung zur Lichtsteuerung kann auch zu anderen Zwecken Anwendung finden, z. B. bei Radarbildwandlern, Röntgenbildwandlern, Bildkonverten u. dgl.The proposed device for light control can also be used with others Purposes find application, z. B. in radar image converters, X-ray image converters, image converters and the like

Bei Bildkonverten, welche ein Negativbild in ein Positivbild umwandeln, können die den Helligkeitssignalen des Negativs entsprechenden Spannungen ohne Umkehr an die Elektroden 12, 13 angelegt werden, wenn Lichtsteuereinrichtungen nach Art der Fig. 1 bis 3 benutzt werden.For image converters that convert a negative image into a positive image, can adjust the voltages corresponding to the brightness signals of the negative without reversal are applied to the electrodes 12, 13 if light control devices according to Art 1 to 3 can be used.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for light control, in which the refractive power of a medium on a control surface is changed in accordance with the control signals and the light components reflected or transmitted by the control surface are varied, characterized in that the control surface consists of several sections at an angle to the direction of incidence of light which are arranged on a plane approximately perpendicular to the direction of exit of the controlled light. 2. Device for light control according to claim 1, characterized in that the control surface is assigned to the step surfaces (10, 10 ', 10 ") of a step system (1, 1', 1") with a sawtooth-like profile in section. 3. Device for light control according to claim 2, characterized in that the step system (1, 1 ', 1 ") by a plate (2, 2' 2") with in the medium (9) which changes its refractive power projecting step surfaces (10, 10 ', 10 ") and serves as a boundary wall for the medium (9). 4. Device for light control according to claim 3, characterized in that the step system (1.') is arranged on the side of the light incidence of the medium (9). 5. Device for light control according to claim 3, characterized in that the step system (1, 1 ") is arranged on the light exit side of the medium (9). 6. Device for light control according to one of the preceding claims, characterized in that the light to be controlled impinges on the step system (1, 1 ') approximately perpendicularly with respect to its base plate (2, 2') and the light penetrating the control surface for light control is exploited. 7. Device for light control according to one of claims 1 to 6, characterized in that the light to be controlled on the step system (1 ") impinges obliquely with respect to its base plate (2") and the light reflected on the control surface is used for light control . B. Device for light control according to one of the preceding claims, characterized in that a layer which diffuses the light is arranged on the light exit surface (16, 16 ", 20) . 9. Device for light control according to claim 8, characterized in that the base plate (2, 2 ") of the step system (1, 1") is designed as a diffuser. 10. Device for light control according to claim 8, characterized in that the base plate (2, 2 ") of the step system is provided with a honeycomb lens. 11. Device for light control according to one of the preceding claims, characterized in that the refractive power of the medium (9) at the control surfaces can be changed by changes in concentration, which are preferably caused by an electric field. 12. Device for light control according to claim 11, characterized in that the electrodes (12, 13) for generating the electric field on the step surfaces (10, 11; 10 ', 11'; 10 ", 11") of the step system (1 , 1 ', 1 "). 13. Device for light control according to claim 12, characterized in that at least some of the electrodes (12, 13) are designed like a grid. 14. Device for light control according to claim 13, characterized in that the grid-like electrodes (12) are translucent and that light-absorbing collecting electrodes are arranged on the inclined surfaces of the step system (1, 1 ', 1 ") opposite them. 1.5. Device for light control according to one of the preceding claims, characterized in that it is used as a television image converter. 16. Device for light control according to claim 1.5, characterized in that the modulation takes place according to coordinates and the grid-like electrode elements (12) alternately receive voltage via an electronic digital circuit arrangement known per se.