Bei vielen Anwendungen einer Bildwiedergabe oder Bildabtastung werden mechani- sche Abtasteinrichtungen, wie zum Beispiel rotierende Polygon-Spiegel, galvanische Abtasteinrichtungen, schwingende Mikrospiegel sowie akustische Reflektoren, ein- gesetzt. In Bezug auf die Bildwiedergabetechnik werden nach wie vor heutzutage auch Kathodenstrahiröhren und LCD-Anordnungen (Flüssigkristallanzeigen) verwen- det. Zunehmend setzen sich aber auch Bildwiedergabetechniken unter Verwendung von Laserstrahlen durch. Diese Wiedergabetechniken unter Verwendung von Laser- strahlen zeichnen sich durch deren gute Übertragungsqualität und die praktisch un- beschränkte Bildgröße, die erzeugt werden kann, aus.

Gemäß einer Verfahrensweise wird der oder werden die Laserstrahlen mittels rotie- rendem Polygon-Spiegel über eine Linie abgetastet bzw. abgescannt. Die Abtastung oder das Abscannen von Linie zu Linie erfolgt hierbei durch einen galvanischen Spiegel. Die Drehfrequenz des Polygon-Spiegels liegt maximal bei einigen kHz. Die durch die hohe Drehfrequenz bedingte mechanische Belastung stellt einen limitie- renden Faktor für dieses Verfahren dar.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß anstelle des Polygon-Spiegels, wie er vorstehend angeführt wird, das Abtasten von Pixel zu Pixel durch einen A/0-Deflek- tor (Akusto-Optik-Deflektor) realisiert wird. Das Verfahren weist gegenüber dem Ver- fahren, bei dem der Polygon-Spiegel eingesetzt wird, den Vorteil einer höheren Schnelligkeit auf ; die Anwendungen werden allerdings bedingt durch den kleinen Winkelbereich der Deflektion, typischerweise bis 3°, der durch einen A/0-Deflektor erzielt werden kann, stark eingeschränkt.

Gemäß einer anderen Verfahrensweise wird eine Abtastung von Punkt zu Punkt mit- tels eines akusto-optischen Modulators und mittels gepulstem Laser vorgenommen.

Bei diesem Verfahren werden gepulste Laser mit Impulsdauern von einigen Nanose- kunden verwendet. Die gepulsten Laserstrahlen werden in eine Linie umgeformt und in eine akusto-optische Zelle eingestrahlt. Quer zu dem Strahl läuft eine in der Amplitude modulierte Schallwelle oder eine Welle einer Brechungsindexänderung, die in einem solchen Material erzeugt wird. Die Amplitudenmodulation wird je nach Anwendung codiert. Wird die Laserimpulsdauer kleiner als die Ausbreitungszeit der Schallwelle von Pixel zu Pixel, so kann eine Linie mit entsprechender Intensitätsmo- dulation durch einen Laserimpuls erzeugt werden. Das Problem bei diesem Verfah- ren ist dasjenige, daß nur gepulste Laser mit einer Puldsdauer im Nanosekundenbe- reich oder kürzer verwendet werden können.

Ausgehend von dem vorstehend angegebenen Stand der Technik liegt der vorlie- genden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzu- geben, mit denen die vorstehend aufgeführten Nachteile vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, ausgehend von ei- nem Stand der Technik, wie er eingangs angegegeben ist, dadurch gelost, daß der Strahl mit einer Ausbreitungsrichtung in axialer oder z-Richtung einen Bereich in z- Richtung durchquert und daß auf den Strahl an definierten Zonen in z-Richtung in- nerhalb dieses Bereichs derart eingewirkt wird, daß ein definierter Strahl-Anteil an der definierten Zone um einen definierten Betrag eine Richtungsänderung erfährt.

Gemäß der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelost, daß der Strahl mit einer Ausbreitungsrichtung in axialer oder z-Richtung einen Bereich in z-Richtung durchquert und daß auf den Strahl an definierten Zonen in z-Richtung innerhalb die- ses Bereichs derart eingewirkt wird, daß ein definierter Strahl-Anteil an der definier- ten Zone um einen definierten Betrag eine Richtungsänderung erfährt.

Aufgrund dieser Maßnahmen können mit einem konstruktiv einfachen und wartungs- freien Aufbau Bildpunkte an definierten Stellen, beispielsweise auf einer Abbildungs- fläche, erzeugt werden. Es wird für jeweils eine Linie auf einem Bildschirm nur ein Laserstrahl benötigt, der dann an den jeweiligen, entsprechenden Bildpunkten oder Bildzonen von seiner Ausbreitung in der z-Richtung auf die Abbildungsfläche jeweils abgelenkt wird, und zwar ohne daß bewegliche Teile benötigt werden. Die jeweiligen Strahl-Anteile für eine Linie werden vorzugsweise unter im wesentlichen gleichen Winkeln ausgelenkt bzw. aus der z-Richtung gebeugt und verlaufen daher annä- hernd parallel zueinander zu einer Abbildungs-Fläche hin.

Für den Strahl, der aus seiner Ausbreitungsrichtung definiert ausgelenkt wird, eig- nen sich Efektronenstrahlen und insbesondere Laserstrahlen. Um definierte Ablen- kungsbereiche festzulegen, wird die Zone, in der auf den Strahl eingewirkt wird, zeit- lich geändert. Die Zonen entlang der z-Richtung, d. h. entlang der Ausbreitungsrich- tung des Laserstrahls, sollen darüberhinaus aktiv adressierbar sein.

Naturgemäß weist jeder Strahl (und letztendlich auch ein Laserstrahl) eine bestimm- te Divergenz auf. Auf der anderen Seite wird die Wechselwirkungszone, in der der Strahl eine Ablenkung erfährt, durch die zur Verfügung stehende Treiberleistung be- grenzt. Aus technischen Gründen kann das axiale Scannen bzw. Abtasten dort un- praktisch werden, wo der einfallende Strahl frei in das Medium propagiert und eine Abtasteinrichtungsdimension notwendig wird, die von großer Dimension ist und tech- nisch schwer zu beherrschen ist. Um ein solches Problem zu umgehen, werden in einer bevorzugten Weiterbildung die Querdimensionen des Strahls durch ein Medi- um begrenzt. Je nach Anwendungsbereich eignen sich hierzu Lichtwellenleiter, selbstfokussierende Medien, oder ein Medium, das mit einer quer zu der z-Richtung strahtführenden Brechungsindexverteilung ausgestattet ist. In Bezug auf einen Licht- wellenleiter sollte vorzugsweise ein planarer Lichtwellenleiter eingesetzt werden.

Dies bringt den Vorteil mit sich, daß er technisch einfach zu realisieren ist.

Ein weiterer zu bevorzugender Aufbau wird dann erzielt, wenn das Medium ein aku- sto-optisches Medium ist und mit einem akusto-optischen Material in Kontakt steht.

Ein solches akusto-optisches Medium besitzt dann eine Wechselwirkungszone für den eingestrahiten Strahl, die sich im wesentlichen entlang der Ausbreitungsrichtung des Strahls (kontinuierlich oder diskontinuierlich) fortbewegt. Diese Wechselwir- kungszone hat die Funktion, den dort hindurch propagierten Strahl auszulenken.

Durch das Fortlaufen der Wechselwirkungszone wird der einfallende Strahl an ver- schiedenen axialen Positionen, wie dies vorstehend angegeben ist, abgelenkt und eventuell zu verschiedenen Zeitpunkten, aufgrund einer Art Beugung am Gitter aus- gesaugt und auf die Abbildungsfläche gerichtet. Für die gleichzeitige Auskopplung von Strahung kann die Wechselwirkungszone segmentiert werden.

Um mit einer einfachen Maßnahme die Richtungsänderung in Verbindung mit einem akusto-optischen Material als das Medium, durch das sich der Strahl ausbreitet, zu erzielen, wird an dem akusto-optischen Material mindestens ein piezo-elektrischer Schallerreger angeordnet. Als akusto-optisches Material wird bevorzugt TeO2, Ge, GaP, InP oder Si02 verwendet. Durch Pulsen der Treiberleistung des akustischen Erregers wird in dem Medium ein sich fortbewegender, akusto-optischer Wellenzug erhalten. Dadurch kann der eingestrahite Strahl an verschiedenen axialen Positio- nen (entlang der z-Richtung) und eventuell zu verschiedenen Zeitpunkten aus der Ausbreitungsrichtung ausgelenkt werden. Neben akusto-optischen Effekten können auch elektro-optische und thermo-optische Effekte zur Auslenkung des Strahls aus einer Ausbreitungsrichtung angewandt werden.

Um die erforderliche Treiberleistung zu erzielen werden die von dem piezo-elektri- schen Schallerreger ausgehenden Schallwellen von dem auf der gegenüberliegen- den Seite liegenden Reflektor zu dem Medium zurück reflektiert. Danach entsteht ein gepulster Schalloszillator, so daß die notwendige Treiberleistung um den Faktor der Schalloszillatorgüte reduziert wird.

Um definierte Zonen ansteuern zu können, kann es von Vorteil sein, daß in z-Rich- tung jeder Zone ein jeweiliger piezo-elektrischer Schallerreger zugeordnet wird.

Um die elektro-optischen Effekte zur definierten Auslenkung von Strahl-Anteilen auszunutzen, werden in dem Bereich elektro-optische Medien eingesetzt. Für ein solches Medium werden vorzugsweise LiNbO3, KNb03 oder elektro-optische Poly- mere verwendet.

Falls das begrenzende Medium ein Lichtwellenleiter ist, ist die Möglichkeit gegeben, den Lichtwellenleiter an der jeweiligen Zone mechanisch zu verformen, um dann, aufgrund der Verformung, die strahiführenden Bedingungen an dieser Zone aufzu- heben. Eine solche Verformung kann durch ein bewegbares Element vorgenommen werden, das in den Lichtwellenleiter eingreift. Eine weitere Ausführung ergibt sich durch eine Verformung mittels kapazitivem Stellglied oder mittels piezo-elektrischem Steliglied. Schließlich ist die Verformung mittels eines Stellglieds möglich, das einen Spiegel aufweist, der sich an den Lichtwellenleiter an definierten Zonen anlegt, um dort die strahiführenden Bedingungen aufzuheben. Weiterhin ist die Möglichkeit der Verformung mittels Fluid oder die Verformung mittels akustischer Wellen hervorzuheben.

Eine weitere Verfahrensmaßnahme, die in Verbindung mit einem Lichtwellenleiter zu bevorzugen ist, ist eine solche, daß der Lichtwellenleiter eine den Zonen entspre- chende, definierte Verformung aufweist und teilweise von einem transmissiven Medi- um umgeben ist. Der Brechungsindex eines solchen transmissiven Mediums wird durch äußere Einwirkung geändert, so daß die strahiführenden Bedingungen an den jeweiligen Zonen durch die definierte Änderung des Brechungsindex und damit der total reflektierenden Bedingungen aufgehoben wird. Ein solches transmissives Medi- um ist vorzugsweise ein Flüssigkristall. Weiterhin kann der Lichtwellenleiter wellen- förmig verformt sein, so daß mit jedem Wellenabschnitt jeweils eine Zone zum Aus- koppeln des Strahls definiert wird. Ein solcher Lichtwellenleiter umfaßt einen Kern- bereich und einen Mantelbereich, wobei der Mantelbereich ein gegenüber dem Kernbereich geringeren Brechungsindex aufweist und der Kernbereich an Wende- punkten des Lichtwellenleiters von dem Mantelbereich frei belassen ist, um an die- sen freien Bereichen die Zonen zu definieren, an denen der Strahl auskoppelbar ist.

Mit den verfahrensgemäßen Maßnahmen und den Aufbauten, wie sie vorstehend beschrieben sind, können Abbildungseinheiten mit n Zonen und m Reihen aufgebaut werden, indem eine entsprechende Anzahl von Zonen, durch die jeweils der Strahl. geführt wird, parallel zueinander verlaufend gestapelt werden, so daß mit jeder Zone durch Auskoppeln des Strahis an definierten Stellen auf einer Fiäche eine definierte Bildlinie erzeugt werden kann. Um einen relativ einfachen, zweidimensionalen Auf- bau zu erzielen, können mehrere Lichtwellenleiter mit ihrer Achse im wesentlichen parallel zueinander verlaufend angeordnet werden. Weiterhin können die einzelnen Wellenleiterabschnitte an ihren Enden zu einem endlosen Lichtwellenleiter verbun- den werden, so daß es ausreichend ist, mit einem Strahl, beispielsweise einem La- serstrahl, ohne eine Zeilenabtasteinrichtung, ein zweidimensionales Bild zu generie- ren. Mit einer solchen Anordnung können Bildprojektionssysteme oder Anordnungen zur Informationsübertragung aufgebaut werden, weiterhin können Lese-Schreib- Köpfe oder Abtasteinrichtungen damit aufgebaut werden.

Als Laser kann ein kontinuierlich betriebener (cw-) Laser oder ein gepulster Laser eingesetzt werden.

Der zeitlich in der Leistung modulierte Laserstrahl wird in den sich in der Bewe- gungseinrichtung befindlichen, Licht führenden Kanal, vorzugsweise ein Lichtwellen- leiter, eingekoppelt. Zum Scannen bzw. Abtasten werden die akusto-optischen Ef- fekte, die vorstehend erläutert sind, durch Anlegen eines Hochfrequenz- (HF)-Impul- ses hervorgerufen, dessen Dauer so definiert ist, daß das Produkt der Impulsdauer und der Ausbreitungsgeschwindigkeit in dem akusto-optischen Medium kleiner oder etwa gleich zu einem definierten Pixel-Abstand auf der Oberfläche korreliert ist. Mit dieser Maßnahme wird eine nicht verschwommene Projektion auf der Abbildungsflä- che gewährleistet.

Um unter Einsatz von Laserimpulsen im Nanosekundenbereich Strahlungsanteile aus der axialen Führung des Strahls auszulenken bzw. auszukoppeln, wird ein aku- sto-optisches Medium mit einer zugeordneten Hochfrequenz- (HF)-Spannung gesteu- ert und die Amplitude der HF-Spannung wird zeitlich so moduliert, daß ein Linienbild mit einem definierten Intensitätsverlauf entlang der Linie der Abbildungsfläche erzeugt wird. Hiermit wird der Vorteil erzielt, daß zur Auslenkung nur eine geringe Schallintensität benötigt wird, was einer typischen Auslenkungseffizienz von kleiner 1% entspricht.

Die erfindungsgemäßen Anordnungen, wie sie vorstehend beschrieben sind, lassen sich innerhalb eines Laserresonators integrieren, was neben einem kompakten und einfachen Aufbau eine noch weitere Reduzierung der Treiberleistung bzw.-span- nung ermöglicht. Hierfür sind insbesondere die Wellenleiteriaser geeignet.

Unter Zugrundelegung des erfindungsgemäßen Prinzips können mit einem einzel- nen Kanal die aus entsprechenden Zonen entlang der axialen oder z-Richtung aus- gelenkten Strahlen zunächst einer Linienabtasteinrichtung zugeführt werden, um sie dann zu definierten Stellen zu der Abbildungsfläche abzulenken bzw. abzutasten.

Auf diese Art und Weise kann beispielsweise ein Feld aus Pixel-Signalen auf einer Abbildungsfläche erzeugt werden. Die jeweiligen Zeilen oder Spalten werden mit ei- nem einzelnen den Strahl führenden Kanal oder Lichtwellenleiter, aus dem die Strahlungsanteile ausgekoppelt werden, erzeugt, die dann in einer Richtung bevor- zugt senkrecht dazu ausgelenkt werden, um ein entsprechendes zweidimensionales Pixel-Feld auf der Abbildungsfläche zu erzielen.

Bevorzugte Verwendungen der erfindungsgemäßen Anordnung, auch unter Weiter- bildung zur Durchführung der verschiedenen vefahrensgemäßen Merkmale, sind diejenigen für ein Bildgenerierungssystem, für die Informationsübertragung, zur Bil- dung eines Lese-Schreibkopfes und ais Abtasteinrichtung.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen beschrieben.

In der Zeichnung zeigt Figur 1 eine schematische Darstellung eines prinzipiellen Aufbaus gemäß der Er- findung die, zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Prinzips dient, Figur 2 eine Anordnung, bei der gegenüber der Anordnung der Figur 1 ein Wellen- leiterzur Strahiführungeingesetztist, Figur 3A eine weitere Anordnung, die einen Aufbau zeigt, bei dem der Strahl mittels akusto-optisch induziertem Brechungsindex-Gitter ausgelenkt wird, Figuren 3B und 3C Impulsdiagramme der Treiberleistung des Schallerregers einer- seits sowie die Lage des akusto-optischen Wellenzugs in dem Ausbrei- tungsmedium in Abhängigkeit von der Zeit andererseits, Figur 4A und eine der Figur 3A entsprechende Anordnung, allerdings mit einem zu- sätzlichen Reflektor, wobei Figur 4B wiederum die Treiberleistung des ge- pulsten akustischen Erregers zeigt, Figur 5A eine weitere Anordnung, bei der gegenüber der Anordnung der Figuren 3A und 4A der Eingangsstrahl mit einer Pulsdauer im Nanosekundenbereich oder kürzer gepulst wird, wobei die Figur 5B die entsprechend modulierte Treiberleistung des piezo-elektrischen Schallerregers darstellt.

Figur 6 eine Anordnung, bei der entlang des Mediums, das der Strahl durchquert, mehrere diskrete Wechselwirkungskanäle vorgesehen sind, Figur 7 eine Anordnung, bei der entlang des Mediums an diskreten Wechselwir- kungszonen elektro-optische Effekte zur Strahlauslenkung vorgenommen werden, Figuren 8A und 8B eine Anordnung, bei der die Strahlauslenkung durch mechani- sche Einrichtungen erfolgt, Figuren 9A und 9B eine Anordnung, bei der durch die an bestimmten, örtlichen Posi- tionen ein Strahl-Anteil durch die gepulste, akustische Welle bedingte Oberflächenverformung, auskoppelbar ist, Figuren 10A und 10B eine Anordnung, bei der auf einen Lichtwellenleiter mittels pie- zo-elektrischen Aktuatoren eingewirkt wird, Figuren 11A und 11 B Anordnungen, bei denen auf den Lichtwellenleiter mittels Mi- krodüsen eingewirkt wird, Figur 12 eine Anordnung, bei der der Brechungsindex eines Wellenleiters durch äu- ßeres Einwirken, z. B. durch ein elektrisches Feld bei einem Flüssigkristall, geändert wird, um einen Strahl-Anteil auszukoppeln, Figur 13 eine gegenüber der Figur 14 abgewandelte Anordnung, Figur 14 eine Anordnung mit Lichtwellenleiter zum Aufbau einer zweidimensionalen Abbildungsanordnung, und Figur 15 den prinzipiellen Aufbau einer Projektionseinrichtung mit einer zusätzli- chen Zeilenabtasteinrichtung.

Das Prinzip, um einen Eingangsstrahl 1 mit einer Ausbreitungsrichtung, die durch den Pfeil 2 angedeutet ist, auf unterschiedliche Positionen einer mit einer strich- punktierten Linie 3 angedeuteten Fläche zu richten, ist in Figur 1 dargestellt. Der Strahl 1 durchquert einen definierten Bereich 4, der durch ein Medium, wie dies noch in den weiteren Ausführungsformen erläutert wird, festgelegt sein kann. Ent- lang der Ausbreitungsrichtung, in Figur 1 auch als z-Richtung gekennzeichnet, wird eine Wechselwirkungszone zu definierten Koordinatenpunkten in der z-Richtung be- wegt oder werden mehrere Wechselwirkungszonen entlang der Ausbreitungsrich- tung angeordnet, um auf den Eingangsstrahl, beispielsweise einen Laserstrahl oder einen Elektronenstrahl, einzuwirken derart, daß ein definierter Strahl-Anteil 6 zu der Fiäche 3 hin ausgelenkt, herausgestreut oder herausgebeugt wird, d. h. dieser Strahl-Anteil 6 erfährt um einen definierten Betrag eine Richtungsänderung. Je nach Lage der Wechselwirkungszone 5 wird an den verschiedenen axialen Positionen (eventuell zu verschiedenen Zeitpunkten) ausgelenkt, so daß definierte Bildpunkte auf der Fläche 3 erzeugt werden kann. Wie die Figur 1 zeigt, wird vorzugsweise der Betrag der Richtungsänderung der jeweiligen Strahl-Anteile 6 entlang der z-Richtung so gewähit, daß die Strahl-Anteile 6 im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

Jeder Strahl weist eine Divergenz quer zur Ausbreitungsrichtung auf, wie dies auch in Figur 1 anhand des Strahiverlaufs des Eingangsstrahis 1 angedeutet ist. Dies gilt auch für Laserstrahlen, auch wenn in Bezug auf Laserstrahlen die Strahldivergenz gering ist. Auf der anderen Seite wird die Wechselwirkungszone 5, die erzielbar ist, durch die zur Verfügung stehende Leistung, die in diese Zone 5 eingekoppelt wird, um einen Strahl-Anteil 6 auszukoppeln, begrenzt. Daher kann das freie Ausbreiten des Eingangsstrahis 1 in dem Bereich bzw. ein Medium 4 unpraktisch werden, da bei einer freien Ausbreitung des Eingangsstrahis 1 in dem Bereich 4 Dimensionen erforderlich werden, die technisch schwer zu beherrschen sind. Aus diesem Grund wird in einer weiteren Ausführung, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, der Eingangs- strahl 1 in einen Lichtwellenleiter 8 eingekoppelt. Es entstehen dadurch Strahl-Antei- le 6, die an verschiedenen axialen Positionen und eventuell zu verschiedenen Zeit- punkten aus dem Lichtwellenleiter 8 zu der Fläche 3 hin austreten. Da der Eingangs- strahl durch den Lichtwellenleiter auf einen definierten Querschnitt beschränkt wird, kann die Wechselwirkungszone 5 und damit die erforderliche Leistung zum Auskop- peln der Strahl-Anteile 6 gering gehalten werden. Die erreichbare Wechselwirkungs- lange in der z-Richtung kann beliebig groß gewähtt werden, um eine große Anzahl von Bildpunkten zu erzielen.

Anstelle des Lichtwellenleiters 8, der in Figur 2 eingesetzt ist, kann ein Medium mit geeigneter Brechungsindexverteilung oder ein selbsffokussierendes Medium einge- setzt werden, um dadurch die lateralen Dimensionen des Strahls über eine lange Ausbreitungsstrecke (z-Richtung) klein zu halten.

Es können unterschiedliche Mechanismen, die jeweils ihre spezifischen Vorteile ha- ben, wie dies nachfolgend erläutert wird, eingesetzt werden, um einen Strahl aus seiner Propagations-bzw. Ausbreitungsrichtung auszulenken. Hierzu sind zum ei- nen akusto-optische Effekte und zum anderen elektro-optische Effekte zu nennen.

Die beiden Effekte beruhen auf der Veränderung der Brechungsindizes eines Medi- ums durch eine akustische Welle oder eine elektrische Welle bzw. ein elektrisches Feld.

Figur 3 zeigt einen prinzipiellen Aufbau, bei dem die Auslenkung der Strahl-Anteile 6 eines Eingangsstrahis 1 durch akusto-optische Effekte hervorgerufen wird. Bei die- sem Aufbau wird an ein akusto-optisches Medium 9 ein piezo-elektrischer Schaller- reger angebracht, über den Schallwellen in das Medium 9 in Richtung des Pfeils 11 eingekoppelt werden. Die Treiberleistung dieses piezo-eiektrischen Schallerregers wird gepulst, so daß in dem Medium 9 ein sich fortbewegender, akusto-optischer Wellenzug, in Figur 3A mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet, entsteht. Da der Ein- gangsstrahl 1 unter einem Winkel von der dem Schallerreger 10 gegenüberliegen- den Seite eingestrahit wird, trifft der Wellenzug zu verschiedenen Zeitpunkten auf den Eingangsstrahl 1 an verschiedenen axialen Positionen auf, so daß durch die Wechselwirkung des Wellenzugs mit dem Strahl definierte Strahl-Anteile 6 heraus- gelenkt werden. Es entsteht so durch die Strahlungs-Anteile 6 ein Strahlungsfeld, das einem axialen Abtasten des Eingangsstrahis 1 entspricht. In Figur 3B ist in Zu- ordnung zu Figur 3A die zeitliche Ausbreitung des Wellenzugs 12 in Abhängigkeit von A (t) (Amplitude der Schallwelle) angedeutet. Darüberhinaus ist in Figur 3C die gepulste Treiberspannung U (t) dargestellt, wobei die beiden Impulsfolgen den Wel- lenzügen 12 entsprechen.

In der Ausführungsform der Figur 3A wird das akusto-optische Medium so ausge- führt, daß die dem akustischen Erreger 10 gegenüberliegende Seite 13 schallabsor- bierend ausgebildet ist. Diese Ausführungsform ergibt einen relativ einfachen Auf- bau, benötigt aber hohe Treiberspannung U (t). Um die Treiberspannung U (t) zu re- duzieren, wird, entsprechend der schematischen Anordnung der Figur 4A, das aku- sto-optische Medium 9 entsprechend eines akustischen Oszillators verwendet, wo- bei die dem piezo-elektrischen Schallerreger zugeordnete Einkoppelfläche 14 und die dieser Einkoppelfläche 14 gegenüberliegende Seite 13 parallel ausgerichtet und schallreflektierend ausgebildet sind. Durch geeignete Abstimmung der Treiberfre- quenz des Schallerregers 10 und die Dimensionen des akusto-optischen Mediums kann die Treiberleistung unter der Resonanzbedingung erheblich reduziert werden.

In Figur 5A ist ein prinzipieller Aufbau einer akusto-optischen Abtasteinrichtung ge- mäß der Erfindung unter Verwendung eines lichtführenden Mediums dargestellt, wo- bei die Treiberspannung U (t) de Schallerregers 10 zeitlich moduliert wird, wie die Fi- gur 5B zeigt. Die Anordnung besteht im wesentlichen aus einem akusto-optischen Material 9, in das ein Lichtwellenleiter 8 als strahlungsführender Kanal eingesetzt ist. Dieser Lichtwellenleiter 8 kann in das akusto-optische Material eingebettet sein, wird allerdings vorzugsweise, beispielsweise in Form eines Lichtwellenleiters mit ei- nem abgeflachten Querschnittsprofil, auf eine entsprechende Fläche des akusto-op- tischen Materials 9 aufgesetzt oder darin eingebettet. An der einen Seitenfläche 14 des akusto-optischen Materials 9, bei dem es sich beispielsweise um TeO2, Ge, GaP, InP oder Si02 handeln kann, ist der piezo-elektrische Schallerreger 10 ange- bracht. In das eine Ende des Lichtwellenleiters 8 wird ein Laserstrahl 1 mit der Inten- sität lo mittels einer nicht näher dargestellten Einkopplungsoptik eingekoppelt. Durch Anlegen einer Hochfrequenz-Spannung (HF-U (t)) an dem piezo-elektrischen Schal- lerreger 10 wird in dem akusto-optischen Material 9 und in dem Lichtwellenleiter 8 eine fortlaufende Schallwelle, entsprechend Figur 5B zeitlich moduliert und somit ein Brechungsindexgitter in Richtung des Pfeils 11 erzeugt. Die Schallwelle ist zu dem Lichtwellenleiter 8 unter einem Winkel OB eingestellt. Die Ausbreitungsrichtung der akusto-optischen Welle hat eine Komponente, die vorzugsweise anti-parallel zu der Lichtausbreitungsrichtung steht. Wird die Amplitude der akusto-optischen Welle entsprechend moduliert, so kann der kurz gepulste (ns) Laserstrahl 1, der durch den Lichtwellenleiter 8 führt, aus verschiedenen axialen Positionen aufgrund einer Art Beugung am Gitter ausgelenkt werden, so daß an den unterschiedlichen axialen Po- sitionen ausgelenkte Strahlen , t, , .... L... entstehen. Wie zu erkennen ist, können ohne bewegliche Einrichtungen auf einem Abbildungsschirm an unterschied- lichen Positionen Bild-bzw. Pixel-Punkte erzeugt werden.

Um ein zweidimensionales Pixel-Feld auf einer Abbildungsfläche zu erzeugen, kön- nen mehrere Anordnungen, wie sie in Figur 5A gezeigt sind, übereinander gestapelt werden, so daß mit den jeweiligen Anordnungen einzelne Linien aus Pixel-Punkten gebildet werden können. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die einzelnen Strah- len 1"12, 13, 14.... In... IN mittels einer Ablenkeinrichtung abzulenken, um ein Pixel- Feld zu bilden.

Demgegenüber zeigt nun die Figur 6 eine Ausführungsform, bei der mehrere, diskre- te Wechselwirkungskanäle 18 mit jeweils einem Schallerreger 10 (zum Beispiel aku- sto-oder elektro-optische Wechselwirkungszonen) verwendet werden, die im we- sentlichen entlang der Strahlausbreitungsrichtung 2 des Strahls 1 hintereinander an- geordnet sind. Die jeweiligen Treiberspannungen U (t) für die Schallerreger 10 sind mit U1 (t), U2 (t),............, U8 (t) angegeben. Durch eine geeignete, zeitliche An- steuerung der Wechselwirkungsstärke der jeweiligen Wechselwirkungskanäle 18 wird der Strahl 1, der wiederum durch einen Lichtwellenleiter 8 begrenzt sein kann, gerichtet, um die jeweiligen Strahl-Anteile 6 von dem Strahl 1 auszukoppeln.

Entsprechend akusto-optischen Effekten können auch, wie bereits erwähnt wurde, elektrisch-optische Effekte verwendet werden. Hierzu ist in Figur 7 eine Anordnung gezeigt, bei der der Strahl 1 durch einen Lichtwellenleiter 8 geführt wird. Entlang des Lichtwellenleiters 8 wird entlang der z-Richtung, d. h. entlang der Achse des Licht- wellenleiters 8, ein Array aus Multiplexern mittels elektro-optischem Effekt angeord- net. Bei diesem Funktionsprinzip wird die Multiplexing-Technik, wie sie auf dem Ge- biet der Informationstechnik bekannt ist, eingesetzt. Durch Anlegen einer geeigneten elektrischen Spannung wird ein definierter Strahl-Anteil 6 aus dem Wellenleiter 8 in die jeweiligen Lichtwellenleiter 8'eingekoppelt ; es entsteht jeder Strahl-Anteil 6 in dem jeweiligen Lichtwellenleiter 8'. Auf diese Weise können die Intensitäten jeweili- ger Strahl-Anteile zeitlich durch die Änderung der ausgelegten Spannungen modu- liert werden, um die jeweiligen Bildpunkte auf einer Fläche (nicht dargestellt) zu erzeugen.

Figuren 8A und 8B zeigen nun ein Beispiel, bei dem die Strahlauslenkung aus eiem Lichtwellenleiter 8 weitgehend mechanisch erfolgt. Entlang der Ausbreitungsrichtung eines Eingangsstrahis 1 in einem Wellenleiter 8 sind, in z-Richtung, nacheinander Mikrospiegel 20 (in den Figuren 8A und 8B schematisch dargestellt) angeordnet.

Diese jeweiigen Mikrospiegel 10 umfassen im wesentlichen eine kapazitive Anord- nung 21, in denen ein Spiegel 22 aufgenommen ist. Der Mantel 24 des Lichtwellen- leiters 8 liegt an dem Spiegel 22 an. Durch Anlegen einer geeigneten Spannung an die jeweilige kapazitive Anordnung 21 können die Spiegelträger 22 ihre Position än- dern, wie dies an dem hochgeschwenkten Spiegelträger 22 an der vierten Position, von links aus in Figur 8B gesehehen, dargestellt ist. In dieser Stellung, in der der Lichtwellenleiter 8 von seiner geraden, in der z-Richtung verlaufenden Orientierung ausgelenkt ist, wird der Winkel des Strahls den Akzeptanzwinkel des Lichtwellenlei- ters 8 übersteigen, so daß ein Strahl-Anteil 6 ausgekoppelt wird.

Eine mit der Anordnung nach den Figuren 8A und 8B vergleichbare Anordnung ist in Figur 9A und 9B gezeigt, wobei Figur 9A eine Draufsicht auf die Anordung der Figur 9B aus Richtung des Sichtpfeils IXA der Figur 9B darstellt. In dieser Ausführungsform ist der Lichtwellenleiter 8, wiederum mit einem Kern 25 und einem Mantel 24 zur Führung des Eingangsstrahis 1, auf einem akustischen Material 26 ausgebracht. Durch einen geeigneten Anregungsmechanismus, beispielsweise ei- nen Schallerreger 10, wird eine akustische Welle, eine Scherer-Welle oder eine Pseudo-Rayleigh-Welle 27, die geeignet gepulst wird, erzeugt. Gemeinsames Prin- zip hiebei ist, daß an der Oberfläche 28, auf der der Lichtwellenleiter 8 mit seinem Mantel 24 aufliegt, eine sich fortbewegende Höhenwelle 29, die in Figur 9B übertrie- ben dargestellt ist, erzeugt wird. An der Flanke 30 dieser Höhenwelle 29, an der der Lichtwellenleiter 8 aus der z-Richtung ausgelenkt ist, wird die lichfführende Funktion innerhalb des Lichtwellenleiters 8 zumindest teilweise aufgehoben, so daß der Strahl-Anteil 6 austritt. Durch die Fortbewegung der Höhenwelle wird der Einfalls- strahl entlang der Ausbreitungsrichtung des Eingangsstrahls 1 an verschiedenen Positionen ausgekoppelt.

In den Figuren 10A und 10B ist nun eine Ausführungsform gezeigt, die in ihrem grundsätzlichem Aufbau mit der Ausführungsform, die in den Figuren 8A und 8B dar- gestellt ist, vergleichbar ist. Im Gegensatz zu den kapazitiven Anordnungen 21 sind dem jeweiligen Mikrospiegeln 20 bzw. deren Spiegelträgern bzw. Spiegeln 23 Stell- glieder, vorzugsweise piezo-elektrische Aktuatoren 31, zugeordnet. Die Änderung der den piezo-elektrischen Aktuatoren jeweils zugeführten elektrischen Spannung verändert deren Position und damit die Lage der Spiegel 23, wie dies in der Mitte der Figur 10B dargestellt ist, so daß wiederum im ausgelenkten Zustand die Spiegel 23, die an dem Mantel 24 des Lichtwellenleiter 8 anliegen, die lichtführende Funtion des Lichtweltenleiters jeweils aufhebt, so daß ein Strahl-Anteil 6 an definierten Posi- tionen entlang der z-Richtung durch Betätigen des jeweiligen Aktuators 31 ausge- lenkt werden kann. Es wird verständlich werden, daß durch unterschiedliche Span- nungsbeaufschlagung der Aktuatoren 31, oder aber der kapazitiven Anordnungen 21 in den Figuren 8A und 8B, eine unterschiedliche Auskoppelrichtung des Strahl- Anteils 6 bewirkt werden kann.

In den Figuren 11A und 11 B wird ein Lichtwellenleiter 8 über einen Träger 32 ge- führt. Der Träger 32 besitzt einen Hohlraum 33, der mit einem Fluid, vorzugsweise einer geeigneten Flüssigkeit, gefüllt ist. Entlang des Lichtwellenleiters 8 sind Mikrodüsen 34 an unterschiedlichen Positionen in der z-Richtung positioniert. Jede einzelne Mikrodüse 34 kann durch nicht näher dargestellte Anordnungen, ähnlich der Düsen eines Tintenstrahidruckers, angesteuert werden, so daß aus definierten Mikrodüsen 34 ein Flüssigkeitsstrahl 35 abgegeben werden kann. Dadurch hebt sich der Lichtwellenleiter 8 an, so daß der Einstellwinkel des Lichtwellenleiters 8 variiert wird. Die Unterseite, d. h. diejenige Seite, die auf dem Träger 32 aufliegt, ist so konfi- guriert, daß an der Anstiegsflanke 30 des durch den Flüssigkeitsstrahl 35 angehobe- nen Lichtwellenleiters 8 ein Stahl-Anteil 6 an der jeweiligen Position ausgekoppelt wird.

Eine weitere Anordnung, um das erfindungsgemäße Prinzip umzusetzen, ist in Figur 12 dargestellt. In dieser Anordnung wird eine Licht übertragende Beschichtung, bei- spielsweise in der Form eines Lichtwellenleiters 8, auf einen Substrat-Träger 36 auf- gebracht, dessen Oberfläche 37 eine sägezahnförmige oder wellenförmige Struktur aufweist. Oberhalb der Oberfläche 37 des Substrat-Trägers wird ein Medium 38 an- geordnet, beispielsweise ein flüssiges Kristall, dessen Brechungsindex durch äuße- re Einwirkungen beeinflußt werden kann. Das Medium wird in einzelne Zonen unter- teilt, so daß der Brechungsindex in der jeweiligen Zone aktiv so variiert werden kann, daß die wellenleitende Funktion des Lichtwellenleiters 8 lokal aufgehoben und dadurch ein Strahl-Anteil 6 aus der oberen Abdeckung 39 austritt. Durch eine se- quentielle Variation des Brechungsindex des Mediums (flüssiges Kristall) 38 kann ei- ne definierte Auskopplung der Strahl-Anteile 6 im Bereich der jeweiligen Flanken 30 der sägezahnartigen Struktur der Oberfäche 37 des Lichtwellenleiters 8 ausgekop- pelt werden.

Eine gegenüber der Anordnung der Figur 12 abgewandelte Ausführungsform ist in Figur 13 gezeigt, mit dem Unterschied, daß der Lichtwellenleiter 8 mit einem struktu- rierten Mantel 24 versehen ist. An definierten Stellen, mit dem Bezugszeichen 40 be- zeichnet, ist der Mantel 24 des Lichtwellenleiters 8 unterbrochen, so daß der Kern 25 jeweils freiliegt. An diesen freigelegten Stellen erfolgt die Auskopplung eines Strahl-Anteils 6 wiederum durch Änderung des Brechungsindex des Flüssigkristalls 35.

In den vorstehenden, anhand der Figuren erläuterten Anordnungen wird vorzugswei- se ein Lichtwellenleiter 8 mit einem flachen, rechteckigen Querschnitt eingesetzt, was den Vorteil hat, daß die Unterseite flach und definiert auf einen Träger, bei- spielsweise auf den Substrat-Träger 36 der Figuren 12 und 13, aufgelegt werden kann.

Die vorstehend erläuterten Ausführungsformen für axiale Abtasteinrichtungen kön- nen für verschiedene Anwendungen modifiziert werden, zum Beispiel für Bildwieder- gabetechniken, für die Informationstechnik und zum Einsatz im Bereich der Compu- tertechnik. Hierzu kann es erforderlich sein, die Strahl-Anteile 6, die ausgekoppelt sind, nachgeschalteten optischen Sytemen zur Strahiformung sowie Abtasteinrich- tungen, wie beispielsweise Zeilenabtasteinrichtungen, zuzuführen.

Vorstehend wurden darüberhinaus Ausführungsformen für jeweils einen einzigen Abtastkanal erlautert, so daß lineare Abtasteinrichtungen damit gebildet werden kön- nen. Figur 14 zeigt nun eine Ausführungsform, bei der der Lichtwellenleiter gefaltet wird, um dadurch mehrere Kanake im wesentlichen parallel zueinander anzuordnen, so daß eine zweidimensionale Anordnung entsteht. Die jeweiligen Lichtwellenleiter können jeweils durch einen einzelnen Eingangsstrahl 1 versorgt werden, es ist aller- dings auch möglich, einen durchgehenden Lichtwellenleiter 8 zu verwenden, so daß die einzelnen Abschnitte, wie sie in Figur 14 zu sehen sind, jeweils an ihren Enden, mit den strichpunktierten Verbindungslinien 41 bezeichnet, miteinander verbunden sind.

Falls Anordnungen, wie sie auch in Figur 14 gezeigt sind, auf sehr kleinen Chips mit typischen Dimensionen von 10 mm x 10 mm aufgebaut werden, kann eine sehr kom- pakte Bildwiedergabeeinheit realisiert werden, die darüberhinaus einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist, robust und zuverlässig ist mit einer hohen Flexibilität, die prinzipiell eine unbegrenzte Anzahl von Auflösungspunkten zuläßt.

Figur 15 zeigt nun, unter Verwendung der Anordnung, wie sie in Figur 5A dargestellt ist, einen prinzipiellen Aufbau einer Projektionseinrichtung mit einen im Nanosekun- denbereich gepulsten Laser. Der Laser 41 wird mit einer Kopplungsoptik, beispiels- weise einer Fokussierungslinse 42, in den Lichtwellenleiter 8 eingekoppelt. Über den piezo-elektrischen Schallerreger 10 werden in dem akusto-optischen Material und Lichtwellenleiter fortlaufende und amplitudenmodulierte Schallwellen erzeugt, wie dies anhand der Figur 5A erläutert ist, und es wird eine Linie herausgebeugt, die unter Verwendung einer Abbildungsoptik 43 und einer zusätzlichen Linienabtastein- richtung 44 auf einem Abbildungsschirm 45 abgebildet wird.

Die Treiberspannung U (t), die in der Treibereinrichtung 46 erzeugt wird und mit der der piezo-elektrische Schallerreger 10 angesteuert wird, wird von einem Videosignal einer Videosignal-Verarbeitungseinrichtung 47, das in einem Kompressor 48 kompri- miert wird, abgeleitet. Die einzelnen Komponenten werden durch eine zentrale Pro- zessoreinheit 49 gesteuert.

Wie anhand der vorstehenden Beschreibung zu erkennen ist, können mit dem erfin- dungsgemäßen Verfahren und den entsprechenden Vorrichtungen zweidimensiona- le Abtasteinrichtungen aufgebaut werden ; eine Übertragung der Anordnungen auf einen 47c-Raum-Abtastwinkel ist ebenfalls möglich, d. h. es kann ein dreidimensiona- ler Raum in allen Richtungen abgetastet werden.

Soweit in den einzelnen Figuren entsprechende Bezugszeichen für entsprechende Bauteile verwendet werden, so können die Beschreibungsabschnitte zu den jeweili- gen Figuren auch auf die anderen Figuren analog übertragen werden. Darüberhin- aus sind die den einzelnen Ausführungsformen nach den einzelnen Figuren spezifi- schen Merkmale zum Aufbau von Anordnungen, wie sie in Figur 15 dargestellt sind, miteinander kombinierbar.

Bei allen vorstehend diskutierten Auführungen befinden sich die Wechselwirkungs- bereiche außerhalb der Laserquelle. Es ist auch möglich, daß der Wechselswir- kungsbereich innerhalb des Laserresonators plaziert wird. Es ist eine wesentlich ge- ringere Auskopplungseffizienz aus den jeweiligen Wechselwirkungszonen ausrei- chend. In diesem Fall ist ein Ringlaser, beispielsweise ein Ring-Faserlaser, zu bevorzugen.