Projektionsschirm mit mindestens einer Schar von konzentrischen, lichtablenkenden Oberflächenelementen. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Seldrin zur Bildprojektion, wie er beispiels weise zur Vorführung von Filmen und Dia positiven oder in der Fernsehtechnik verwen det wird.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Projektionsschirmes, auf welchem von zwei oder mehr gleichzeitig auf ihn pro jizierten Bildern je nach der Lage des beob- ziehtenden Auges im wesentlichen nur das eine oder das andere Bild sichtbar wird.
Hierdurch soll der erfindungsgemässe Schirm insbeson dere die klare, dreidimensionale Wahrneh- niung, von auf den Schirm projizierten, stereo- skopischen Bildpaaren für Beobachter, die sieh beziiglich des Schirmes in bestimmten Stellungen befinden, gestatten, und zwar ohne Benutzung von farbigen oder andern Scha-u- gläsern oder dergleichen Hilfsmitteln. Ausser- iieni soll hierdurch ermöglicht. werden, Rund ansichten von Gegenständen zu erhalten;
das sind körperliche (dreidimensionale) Ansichten dieser Gegenstände, von fortschreitend ver- iiiiderliehen Standpunkten aus betrachtet.
Es wird gezeigt werden, dass Ausführungs- t'orinen des erfindungsgemässen Schirmes aber wich bei der bisher meistens üblichen Pro jektion eines einzigen. Bildes auf den Schirm (für flächenhafte Wahrnehmung) in bezug auf den Lichtwirkungsgrad vorteilhaft sein können.
Der erfindungsgemässe Projektionsschirm ist -- wie für andere zwecke bekannt - mit mindestens einer Schar von konzentrischen, lichtablenkenden. Oberflächenelementen in wenigstens annähernd gleichmässiger Vertei lung auf der Schirmfläche versehen. Erfin- dungsgemäss ist er dadurch gekennzeichnet, da.ss sich der gemeinsame Mittelpunkt der konzentrischen Elemente ausserhalb der Schirmfläche selbst befindet und jedes licht ablenkende Element zumindest in einem Teil seines tr ansversalen Querschnittes gekrümmt ist.
Der Projektionsschirm kann entweder un durchsichtig oder lichtdurchlässig sein und die konzentrischen Elemente sind demgemäss entweder lichtreflektierend oder lichtbre chend. Im Umriss sind die konzentrischen Ele mente zweckmässig kreisförmig oder elliptisch. Vorzugsweise bestehen sie aus am Schirm vor gesehenen Rillen, Rippen oder Wellungen.
Die Zeichnungen veranschaulichen Ausfüh rungsbeispiele des Projektionsschirmes nach der Erfindung und deren Wirkungsweise so wie Einzelheiten und Anwendungen solcher Schirme. In diesen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Projektionsschirm in Drauf sicht, Fig. 2-5 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise des Schirmes nach Fig. 1, in Verbindung mit einem Pro jektor, Fig. 6 eine besondere Anordnung des Schirmes bei seiner Anwendung, Fig. 7 und 8 die Anwendung des Schirmes für stereoskopische Wahrnehmung,
Fig- 9 ein Hilfsmittel für die stereoskopi sche Projektion, Fig. 10--l2 Einzelheiten von Projektions schirmen, Fig. 13 eine besondere Projektionsanord nung unter Anwendung eines derartigen Pro jektionsschirmes, Fig. 14 die Anwendung eines solchen Schirmes für die Erzielung von Rundansich ten, Fig. 15 einen Schnitt durch einen weiteren Projektionsschirm.
Zur Wahrnehmung von Paaren stereosko pischer Bilder auf einem Projektionsschirm müssen die Bilder jedes Paares darauf in Überdeckung projiziert werden und überdies Massnahmen getroffen werden, die gewähr leisten, dass jedes Auge eines Beobachters nur das hiefür bestimmte Bild wahrnehmen kann.
Um ein von einem Projektor erzeugtes Film- oder Diapositivbild auf einem Refle xionsschirm überhaupt sichtbar zu machen, muss letzterer bekanntlich eine grosse Anzahl von Lichtstrahlen, die vom Projektor aus gehen und die in zahlreichen Punkten auf dem Schirm auftreffen, in die Augen des Beobachters reflektieren. Ferner muss nach dem Reflexionsgesetz jeder reflektierte Strahl, um auf einem Reflektor sichtbar zu sein, eine solche Lage im Raume einnehmen, dass eine Normale zum Reflektor im Bildpunkte den vom Projektionsstrahl und vom Sehstrahl ein geschlossenen Winkel halbiert.
Daher ist ein Planspiegel als Projektionssehirin unverwend bar, da nur eine seiner Normalen die vorge nannte Bedingung erfüllt. Dagegen ist ein projiziertes Bild auf einem matten Schirm wahrnehmbar, da ein solcher eine unendliche Menge diskreter, elementarer, nach allen Richtungen weisender Reflektoren trägt, so dass praktisch in allen Punkten des Schirmes die für die Reflexion in die Augen eines Be- obaehters erforderlichen Bedingungen vor handen sind.
Stereoskopische Bilder jedoch können auf einem solchen matten Schirm nicht als solche gesehen werden, da- jedes Auge die von beiden Projektoren erzeugten Bilder wahrnimmt.
Uin nun ein stereoskopisches Bild als sol ches, z. B. auf einem lichtreflektierenden Schirm sichtbar zuu machen, müssen Vorkeh rungen getroffen werden, die das linke Auge eines Beobachters daran verhindern, für das rechte Auge bestimmte Bilder wahrzunehmen und umgekehrt. Ein idealer Reflexionsschirm für stereoskopische Wahrnehmung müsste so ausgebildet sein, dass an keinem seiner Punkte eine Flächennormale auftritt, die den von dem Sehstrahl des einen Auges (z. B. des linkes Auges) und einem vom unrichtigen Projek tor (z.
B. dem für das rechte Auge) ausge henden Strahl eingeschlossenen Winkel hal biert, jedoch an zahlreichen Punkten eine Flächennormale existiert, welche die von den Sehstrahlen dieses Auges und den vom rich tigen Projektor ausgehenden Strahlen einge schlossenen Winkel halbiert.
Theoretische Cberlegungen und praktische Versuche zeigen, dass der in Fig. 1 darge stellte Schirm eine befriedigende Annäherung an dieses Ideal darstellt, wobei natürlich für die Projektoren und Beobachter bestimmte Lagenbeziehungen zum Schirm eingehalten werden müssen. Die Projektoren können natürlich auch durch einen einzigen Projektor ersetzt werden, der so gebaut ist, da.ss mit. ihm Paare stereoskopischer Bilder in der notwen- dio@ert. Deckung (Koinzidenz) auf den Schirm projiziert erden können.
Bei der einfachen, beispielsweisen Ausfüh rungsform nach Fig. 1 besteht der undurch sichtige Projektionsschirm A aus einer Metall- bleehtafel, die durch Gravieren, Pressen oder auf andere Art mit Scharen (Gruppen) von konzentrischen, kreisbogenförmigen, im trans- versälen Querschnitt gekrümmten, lichtreflek tierenden Rillen, Rippen oder Wellungen ver sehen ist.
Jede dieser Scharen kreisbogenför- iniger Elemente hat ihren i#littelpunkt ,Cl, C2 usw. ausserhalb der Schirmfläche. Fig. 2 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise dieses Schirmes, der in die Horizontalebene umge klappt ist.
In dieser schematischen Figur sind die äquidistanten, konzentrischen Kreisrillen a1, b1, cl mit dem Mittelpunkt Cl und a2, b2, c= mit dem Mittelpunkt C2 usw. über die tat sächliehen Grenzen der Schirmfläche hinaus verlängert dargestellt. P versinnbildlicht einen Projektor vor dem Schiion A.. Mit Bi, B2 ...
sind Achsen bezeichnet, die den geometrischen Ort von Punkten darstellen, von denen aus das vom Projektor P auf den Schirm proji zierte Bild gut gesehen werden kann. Von andern Punkten aus ist das Bild schlecht. oder nicht sichtbar. Die Achsen Bi, <I>B2...</I> erhält man, wenn man die ideellen Strahlen<B>PC,</B> <B><I>PC'-'...</I></B> an der verlängerten Schirmfläche in ('1, C2 <B>...</B> reflektiert. Der Projektor P, die Beobachtungsaugen und die Mittelpunkte ,C1, C2<B>...</B> befinden sich also in gleicher Höhe, die Schirmfläche beginnt aber tatsächlich erst weiter oben.
Um diese Wirkungsweise des Schirmes ver- stä.ndlich zu machen, wird im folgenden von einer in der Theorie der Hohlspiegel und Lin sen angewandten Annäherung ausgegangen. Fig. 3 der Zeichnungen veranschaulicht im Querschnitt einen sphärischen Hohlspiegel R. 11 und N sind zwei Punkte auf dem ;Spiegel- durchmesser D, die auf entgegengesetzten Seiten bezüglich des Spiegel Krümmitngsmit- telpunktes 0 und im gleichen Abstande von diesem befindlich sind.
X ist ein beliebiger Punkt auf der Spiegelfläche und T eine Tan gente zu letzterer im Punkte X. Wenn der Ab stand :91N im Verhältnis zum Spiegelhalb messer 0 X klein ist, dann können ITX und NX als gleich lang angesehen werden und unter dieser Annahme halbiert der Halbmesser 0X den Winkel JZXN. Die Tangente<I>T</I> kann dann als ein elementarer Planspiegel ange sehen werden, der den Hohlspiegel R an der Stelle X ersetzt..
Daraus geht hervor, dass ein Auge in 1T ein Bild eines Projektors in X an allen Stellen<I>X',</I> X2<B>...</B> des Hohlspiegels R wahrnehmen kann, für welche die zuvor er wähnte Annäherung gerechtfertigt ist, also in dein. in Fig. 3 oben liegenden Teil des Hohl spiegels R und nicht in dem nur wenig ober halb des Zentrums 0 liegenden Teil dessel ben. Der Bereich, in dem die Annäherung gilt, hängt auch von der Linsengrösse des Projek- tors in N ab.
Ebenso ist es klar, dass ein Auge in K von keinem der von N ausgehenden, am Hohlspie gel reflektierten Strahlen getroffen werden kann, da keine Normale zur Hohlspiegelober- fläche den Winkel NXIi halbiert. Wird da gegen ein weiterer Projektor im Punkt L aufgestellt, dessen Abstand<I>OL</I> vom Krüm- mungsmittelpunkt 0 dem Abstande OK gleich ist, dann wird das in K befindliche Auge vom Projektor L ausgehende Lichtstrahlen am Hohlspiegel wahrnehmen, nicht aber das in 1l-1 befindliche Auge.
Jedes Auge wird also an, allen Stellen des lfohlspiegels, für welche die obige Annähe rung gilt, die Bilder nur eines der Projekto ren wahrnehmen. Tragen demnach die Projek-. toren <I>N, L</I> stereoskopische Bilder des gleichen Objektes, dann wird ein Augenpaar in JTK auf dem Reflektor R ein einziges dreidimen sionales Bild dieses Objektes wahrnehmen.
Von konzentrischen, kreisförmigen, im transversalen Querschnitt gekrümmten Rillen und Rippen auf einem ebenen Schirm, kann angenommen werden, dass sie eine Schar von ringförmigen, elementaren (konkaven oder konvexen) Ruflektoren bilden, auf welche die vorerwähnten Annäherungen anwendbar sind.
Dies ist in Fig. 4 für eine einzige kreisförmige Rille a des Schirmes A, mit dem Mittelpunkt C v eransehaulieht. Für ein Auge e auf der Schirmnormalen B besteht, der elementare sphä rische Reflektor aus dem schmalen Ringbande r1, in dein eine die Rille a von einer gedachten Kugelfläche S1 mit dem Krümmungsmittel- punkt e berührt wird.
Wegen der transver- salen Krümmung der Rille a ist für jeden Punkt der Achse B eine SI entsprechende Kugelfläche vorhanden, und ein somit dem Hohlspiegel nach Fig. 3 analog wirkendes ringförmiges Flächenelement. Es ist daher verständlich, dass die obern Rillenteile, die beim tatsächlichen Schirm (Fig. 1) allein exi stieren, die an Hand von Fig. 2 erläuterte Wirkung haben.
Fig. 5 zeigt die analogen Verhältnisse für eine einzige kreisförmige Rippe q von halb- kreisförmigem Querschnitt. Hier wird der ele mentare sphärische Reflektor durch das Ring- lyand r= gebildet, das von einer gedachten Kugelfläche S2 mit dem Krümmungsmittel- punkt im Punkt. e berührt wird. Da.ss das elementare Ringbaud im einen Falle im dar gestellten Schnitt konkav, im andern Falle konvex ist, ist angesichts seiner geringen Breite bedeutungslos.
Gemäss Fig. 1 befinden sieh der Projektor und die Augen der Beobachter in gleicher Hölle. Wenn der Projektor sich nicht in glei- eher Höhe mit. den Augen der Beobachter be finden soll, dann ist es nur nötig, den Pro- jektionsseHrin r1 so zu neigen, dass die Nor male n zur 'Schirmebene, die durch den Mit telpunkt C der konzentrischen Elemente hin durchgeht, den Winkel zwischen der Achse B und den vom Projektor herkommenden ideellen Strahl PC annähernd halbiert, wie schematisch in Fig. 6 gezeigt ist.
Der Projek tor kann übrigens nach Belieben entweder, wie dargestellt, in einer Lage oberhalb der Beobachterreihe angeordnet sein, oder unter halb jener Reihe. Die seitliche Richtung, in welcher der Projektor die Bilder auf den Schiren projiziert, ist unabhängig vom Nei- gungsivinkel des Projektionsschirmes.
Die Toleranzen hinsichtlich der Augenlage zum Schirm hängen nicht nur von der Schirmkonstruktion, sondern noch mehr von der öffnungsweite (Apertur) der Projektor linsen ab und sind ziemlich gross.
Fig. 7 zeigt in Draufsicht einen Stereo ; projektor PI, P, in seiner Lagenbeziehung zum Projektionsschirm < 1 und einer Reihe von längs der Achse B sitzenden Beobachtern.
Unter der Annahme, dass sich die Linsen PI, P, berühren und, die in der Zeichnung durch ,Augenpaare 1, r angedeuteten Beobachter ge nau längs der Achse B ausgerichtet sind, sind alle Beobachter, die sich in einem Abstand vorn Schirm t1 befinden, der grösser ist als d (Feg. 7) in der Lage, stereoskopische Bilder ;
wahrzunehmen. Befindet sieh aber ein Beob achter in einem Abstand vom Schirm A, der kleiner ist als d., dann fallen die von den Lin sen Pl, P, projizierten Strahlenbündel zwi- sehen seine Augen 1, r und in jenem Fall ist der Beobachter in einer zur Wahrnehmung stereoskopischer Bilder ungeeiglieten Stellung.
Fig. 8 zeigt in einer der Fig. 7 ähnlichen Darstellung eine Anordnung, in welcher die Ränder der Projektorlinsen PI, P, einander nicht berühren. Wenn in diesem Fall. die Ent fernung eines Beobachters vom Projektions schirm A einen gewissen Abstand übersteigt, dann befinden sich seine Augen im Raume zwischen den von den Projektoren ausgehen den Strahlenbündeln und sind demnach zur 'NV ahrnehmung dreidimensionaler Bilder un fähig.
Um demnach die Sichtbarkeit stereoskopi scher Bilder von praktisch jedem Punkte einer Beobachterreihe, dessen Abstand vom Projektionsschirm eine ----e.-ebene Entfernung übersteigt, zu gewährleisten, müssen Vorkeh rungen getroffen werden, um die Strahlenbün del eines Paares PI, Pr von Projektorlinsen zueinander zu rücken.
Ist der Abstand des Projektionssehirilies @1 vom fernsten Beobachter mit L",.,." vom näeli- steil Beobachter mit. L",;" und vorn Projektor finit LP bezeichnet, und ist Da der Abstand der einander zugekehrten und D"der Abstand der einander abgekehrten Linsenränder der Pro jektorlinsen;
und zieht man ferner in Be tracht, da.ss der mittlere Augenabstand eines Beobachters etwa. 6,5 cm beträgt, dann beste heil für Da und D, die folgenden Grenzwerte (in ein):
EMI0004.0068
Fig. 9 zeigt schematisch eine einfache Spiegelanordnung IIr, IIi und 1,., 1I, mittels welcher der wirksame Strahlenabstand zweier Projektionslinsen P, und P1 nach Belieben geändert werden kann.
Durch Vorwärts- und RüelLwärtsbewegung der Spiegel Ir und Il wird dieser Strahlenabstand vermindert bzw. vergrössert. Eine ähnliche Wirkung ist mit Prismen erzielbar.
Fig. 7 zeigt, dass -die zulässige, seitliche Maximalbewegung eines Beobachters durch seinen Augenabstand bestimmt ist. Durch die Verwendung von Sitzen mit entsprechend ausgenommenen Rückenlehnen ist es möglich, die Bewegungsfreiheit von Beobachtern ohne Unbequemlichkeit für letztere in Grenzen zu halten, innerhalb welcher blosse Kopfbewe gung die Augen nicht aus dem zulässigen Be- @ve-ttngsbereieh herausbringt.
Zufolge der konischen Erweiterung der reflektierten Strahlenbündel mit deren Ab stand vom Schirm, vergrössert sieh die Tole ranz hinsichtlich vertikaler Grössentinter- scliiede und Bewegungsfreiheit mit dem Ab stand des Beobachters vom Projektionsschirm. Die vertikale Anfangstoleranz hängt von der in senkrechter Richtung gemessenen öffnungs weite (Apertur) der Projektorlinsen ab.
Ähnlich wie in der Fernsehtechnik und in der Herstellung von Drnekplatten hängt auch bei einem solchen Bildschirm die Grösse der wahrnehmbaren Bildeinzelheiten von der An zahl der Bildelemente pro Flächeneinheit. ab und ist demnach schliesslich durch das vom Schirm eingenommene Gesichtsfeld und den Abstand der benachbarten konzentrischen Elemente bestimmt.
Es ist. zweckmässig, diesen Abstand kleiner zu machen., als dem Bildauf- lösungswinkel des menschlichen Auges ent spricht, bei einem Mindestabstand des Beob- acliter;s vom Schirm von 3 m, also kleiner als 1 inm. Darüber hinaus gesteigerte Dichte der konzentrischen Elemente erhöht, zwar nicht die -##@'ahrnehmbarkeit von Bilddetails, stei gert aber die Brillanz oder Helligkeit des Bil des.
Auf dem in Fig. 1 gezeigten Schirm wird jedes der lichtablenkenden Elemente einer Sehar von einer grossen Anzahl von Elemen- i-en der andern Scharen geschnitten, wobei die Anzahl der Sehn#ittpunkte der Zahl der Seharen und jener der Elemente jeder Schar proportional ist. Jeder Schnittpunkt macht als solcher einen Teil jedes reflektierenden Elementes unwirksam und kann überdies stö rende Reflexionen hervorrufen. Das Ausmass solcher Störungen hängt unter anderem vom negenseitigen Abstand dieser Schnittpunkte und von der Breite jedes Elementes selbst ab.
Daher können diese Störungen einerseits durch Erweiterung der Eleinentenzwischen- räume, anderseits durch Verringerung der Breite jedes Elementes reduziert werden. Helligkeitsverlust, verursacht durch Vermin derung der Elementenzahl pro Flächenein heit, und Verringerung der Elementenbreite kann durch Verstärkung der Intensität der verwendeten Lichtquelle wettgemacht. werden.
Die Zwischenräume zwischen benachbarten konzentrischen Elementen sollten, strenge ge nommen, entweder vollständig reflektierend oder vollständig lichtabsorbierend sein, in welchem Falle ein Beobachter ein Bild oder ein stereoskopisches Bilderpaar nur dann wahrnehmen kann, wenn er sieh in den oben erläuterten Stellungen bezüglich des Schirmes des Projektors befindet. Diese Bedingung ist leicht erfüllt, in einem Falle, wenn zur Her stellung des Schirmes hochpoliertes Metall verwendet wird und, im andern Falle, durch Bestreichen des Schirmes mit geeigneten Stof fen.
Experimente haben jedoch erwiesen, da.ss dreidimensionale Bilder auch beim Vorhan densein unvollkommen reflektierender und dif fundierender Elementenzwisehenräume prak tisch störungsfrei wahrgenommen werden. Die gewünschte stereoskopische Wirkung tritt nämlich stets dann auf, wenn jedes Auge vom richtigen Projektor einen stärkeren Lichtein druck erhält als vom unrichtigen Projektor. Die diffusen Lichtstrahlen beeinträchtigen demnach die Bildwahrnehmung nicht ernst lich, sondern erhöhen vielmehr die Toleranzen. So z.
B. kann, wenn sich die Augen eines Be obachters wie im Falle von Fig. 8 zwischen den Strahlenkegeln eines idealen Schirmes befinden, Diffusion diese Kegel derart erwei tern, dass die Beobachtung dennoch zufrieden stellend ist, wie experimentell durch über mässiges Entfernen der Projektorlinsen von einander festgestellt werden konnte.
Um Farbwirkungen, die, von Interferenzen oder andern Ursachen herrühren können, aus zuschalten, ist es ratsam, die Rillen oder Rip penoberflächen so glatt wie möglich zu ge stalten.
Wenn ein Lichtstrahlenbündel auf einen quergekrümmten Rillen- oder Rippenabschnitt auftrifft, dann werden die auffallenden Strahlen natürlich nach vielen Richtungen hin zerstreut. Diese Erscheinung ist für eine Rille a in Fig. 10 gezeigt, in welcher x ein Bündel von im wesentlichen parallelen, von einem Projektor herkommenden Strahlen darstellt, wogegen die an der Oberfläche einer teils in vollen Linien und teils gestrichelt gezeichne ten Rille a reflektierten Strahlen mit z, z' be zeichnet sind. Nur jene reflektierten Strahlen, die das Auge eines Beobachters in der einem gegebenen Rillensystem zugeordneten Reihe erreichen können, sind brauchbar.
Daher kön nen die gestrichelt dargestellten Teile der Rille gänzlich eliminiert werden, z. B. durch die Anordnung von im wesentlichen zylindri schen Flächenteilen m, die den quergekrümm ten Rillenflä:ehenteilen unmittelbar benach bart. sind. Dadurch wird nicht nur die Weite der Rillen verringert., was gemäss den voran gehenden Erläuterungen vorteilhaft ist, son dern auch die Entstehung der reflektierenden Strahlen z' hintangehalten.
Die Elimination überflüssiger, gekrümm ter Flächenteile durch geeignete Profilierung der Rillen zeitigt den weiteren. Vorteil, dass Beobachter in verschiedenen Reihen oder Höhen (z. B. im Parterre und am Balkon eines Lichtspieltheaters) nicht durch reflek tierte Strahlen z' gestört werden, die von andern Reihen oder Höhen zugeordneten Ril len herrühren.
Gleichartige Lichtstreuungsverliiste treten auch an Rippen auf und können in analoger Weise reduziert werden. Die Flächenelemente m können, sowohl für Rillen als auch für Rip pen, anstatt zylindrisch auch konisch sein.
Um die zulässige vertikale Bewegungsfrei heit der Beobachter entsprechend zi. vergrö ssern, kann die Linsenöffnungsweite (Aper tur) in senkrechter Richtung erweitert wer den.
Ein anderer Weg zur Erzielung der glei chen Wirkung besteht in der Anordnung von mehreren Scharen konzentrischer Elemente, deren Mittelpunkte gegeneinander in senk rechter Richtung versetzt sind, sich aber alle ausserhalb der Schirmfläche befinden. Für Lichtspieltheater mit Balkon ist es z. B. zweckmässig, verschiedene Scharen von Ele menten für Parterre und Balkon vorzusehen.
Auf der Schirmobei@fläehe kann auch ein Raster von zueinander parallelen, reflektieren den Zylinderflächen vorgesehen sein, in Ab ständen voneinander, die kleiner sind als dem Auflösungswinkel der Augen von Beobachtern entspricht, wobei die konzentrischen Elemente an der Oberfläche der Zylinderelemente vor gesehen sind.
Ein Querschnitt durch einen Schirm r1 dieser Art, der jedoch die konzentrischen Elemente nicht sehen lässt, ist in Fig. 11 ver anschaulicht..
Wenn ein Projektionsschirm, eine betrIeht- liche Anzahl von Reihen von Beobachtern zu versorgen hat. und es daher schwierig ist, eine genügende Anzahl von Scharen konzentriseber Elemente auf dem Projektionsschirm unter zubringen, dann kann die Schirmoberfläche mit einer Anzahl flacher, senkrechter Facetten f ausgebildet werden, deren Weite geringer ist, als dem Auflösungswinkel der Augen der dem Schirm zunächst befindlichen Beobaebter ent spricht.
Ein waa ;rechter Querschnitt dur eh einen Projektionsschirm :1 mit. senkrechten Facetten. f ist schematisch in Fig. 1? darge stellt. Wenn z. B. hundert Reihen von Beob achtern zu versorgen sind, dann kann mit zehn Sätzen von Facetten und zehn Seharen konzentrischer Elemente das Ausla.n.gen ge funden werden. Es ist. schwierig, eine Einrich tung dieser Art. klar zeiehneriseh darzustellen, wegen des stumpfen Winkels, den. die Facet- tcIi miteinander einschliessen.
Aus diesem (irrunde zeigt. Fig. l.? nur eine kleine Anzahl von Facetten f ohne die konzentrischen Ele mente.
Statt dessen kann ein Raster von paralle len Zylinderlinsen auf einer durchsichtigen, mehr oder weniger steifen Folie vorgesehen sein, die vor der mit. reflektierenden konzen trischen Elementen versehenen Fläche ange ordnet ist, wobei der Schirm also aus einer lichtdurchlässigen und einer reflektierenden Folie besteht.
Es ist klar, dass bei einem sol chen Raster die Normalen 21 verschieden ge- richtet sind und dass es daher wahrscheinlich ist, dass für jedes reflektierende Element wenigstens eine Gruppe von Normalen den einerseits von den Projektorstrahlen und anderseits den Sehstrahlen eines in einer andern Ebene befindlichen Beobachters einge- schlossen.en Winkel halbiert.
Die Ablenkung dm-eh die Zylinderflächen erfolgt nur in senk rechter, aber nicht in waagrechter Richtung, so dass Störungen des durch die konzentrischen Iilenrente bewirkten stereoskopischen Effektes rieht eintreten.
Eine weitere, verhältnismässig einfache, optiselr-meehanisehe Anordnung zur Versor- gung einer grösseren Anzahl von Beobachter reihen mit einem Bildschirm ohne Facetten ist in Fig. 15 gezeigt. In dieser Anordnung ist A der Projektionsschirm und a, b, c<B>...</B> eine Reihe von reflektierenden Elementen (Rillen oder Rippen), die bezüglich des Mit telpunktes C konzentrisch angeordnet sind;
letzterer befindet sich aber, wie in Fig. 1, tat.- säehlieh ausserhalb des Schirmes, dessen wahre Grenzen nicht dargestellt sind und der in die llorizontalebene umgeklappt ist.
Vor dem Projektor Pl, P, befindet sieh ein rotierender Spiegel J und zu beiden Seiten von diesem eineAnzahl von Planspiegeln TT11, Tr21, TTSI resp. I',', T'2,, TT3r, die verschiedene unver- änderlicheWinkel mit der durch den Projek tor und den Punkt -C definierten Achse ein schliessen.
Dank der Rotation des Spiegels J bewegen sich alle von diesem reflektierten Strahlen in einer horizontalen Ebene. Die festen Spiegel ergeben daher intermittierende Bilder des Projektors, deren jedes für eine besondere Reihe von Beobachtern geeignet ist. Natürlich ist es in diesem Falle notwendig, Vorkehrungen zu treffen, die eine uner wünschte Bildwanderung auf dem Projek- tionssehirm selbst hintanhalten. Das kann auf verschiedene Art. geschehen, z.
B. durch eine solche Regelung der Beleuchtungsquelle, dass jede Bilddauer nur auf einige Mikrosekunden beschränkt ist. Eine solche Regelung kann z. B. mittels mechanischer Blenden erfolgen oder noch einfacher, auf optischem Wege, durch. die Verwendung von oszillierenden Lichtquellen; z. B. IIochdruek-Quecksilberlam- pen. Ein anderes Verfahren zur Erzielung des gleichen Effektes besteht in der Verwen dung von Spiegeln -U11, TT21... Tllr, T12r . . . die in geeigneter Richtung und mit geeigneter Geschwindigkeit rotieren.
Selbstverständlich ist das Verfahren ge mäss Fig. 15 auch auf Beobachterreihen an wendbar, die sich in verschiedenen Ebenen be finden.
Es ist vorteilhaft, einen Projekt.ionssehirm zur Versorgung einer grösseren Anzahl von Beobachterreihen aus einer Anzahl gleicher, senkrechter Schirmstreifen aufzubauen, deren jeder von einer Breite ist, die gleich der Distanz der Mittelpunkte von benachbarten Elementenseharen ist, vorailsgesetzt, dass jeder Streifen alle jene konzentrischen Elemente enthält, die zur Versorgung der Beobachter vor ihm und solcher zu beiden Seiten erfor- derlieh sind.
Das Muster solcher Streifen wie derholt sich in horizontaler Richtung und daher lassen sich Streifen dieser Art, die zur Massenerzeugung geeignet sind, :zum Aufbau von Projektionsschirmen beliebiger horizonta ler Ausdehnung verwenden.. Da das Muster sich jedoch nicht notwendigerweise auch in senkrechter Richtung wiederholt, ist es zweck mässig, die Streifen in einer Länge herzustel len, die der grössten, in der Praxis anzutref fenden Länge entspricht.
Die auf Reflektoren anwendbaren opti schen Gesetze lassen sich bekanntlich analog auch auf durchsichtige oder lichtbreehen:de Körper oder Stoffe übertragen. Daher können die Projektionsschirme, wenn gewünscht, auch ans lichtbrechenden Stoffen, wie z. B. aus Glas, aus durchsichtigen, synthetischen Mas sen oder, vorzugsweise, aus Glasunterlagen und konzentrischen Elementen aus Gelatine, hergestellt werden.
Bei einem durchsichtigen Schirm müssen sieh natürlich der Projektor und die Beobachter auf entgegengesetzten Seiten des Schirmes befinden, im Gegensatz zu reflektierenden Projektionsschirmen, bei denen sich der Projektor und die Beobachter notwendigerweise auf der gleichen Seite des Schirmes befinden. Ein solcher durchsichtiger Projektions schirm kann z. B. aus mehreren durchsichti gen Folien bestehen, die hintereinander ange ordnet sind, wobei jede einzelne Folie bloss eine, zwei oder wenige Scharen von lichtab lenkenden Elementen aufweist, deren Mittel- punkte in der erforderlichen Lagenbeziehung zu den Achsen der Beobachterreihen versetzt sind.
Dünne Glas-Gelatineschirme, die nur sehr wenig Licht absorbieren, sind für diese Anordnung besonders geeignet.
Undurchsichtige Projektionsschirme kön nen aus Nietall, z. B. aus elektrolytisch polier tem Aluminium, poliertem l@ionelmetall, rost freiem Stahl oder aus Zink- oder Aluminium tafeln der von Graveuren verwendeten Art, herbestellt werden. Alternativ können solche Schirme auch aus andern -undurchsichtigen Stoffen erzeugt werden oder aus durchsichti gen oder durchscheinenden Materialien, die auf einer Seite verspiegelt sind, einschliesslich der vorerwähnten Glas-Gelatinetafeln.
Die Herstellung der Rillen<B>-</B>oder Rippen auf dem Schirm kann in verschiedener Weise erfolgen, z. B. durch Prägen oder Gravieren mit Stahlwerkzeugen, deren Spitzen entspre chend gekrümmt (z. B. phäriseh) sind, oder durch Formen. Polierender Zwischenräume zwischen den lichtablenkenden Elementen kann nach jedem geeigneten Verfahren erfolgen. Anderseits können diese Flächenteile mit einem Fir :nis- überzug versehen oder, wenn erwünscht, auf andere Weise z.
B. lichtabsorbierend gemacht werden.
Projektionsschirme der beschriebenen. Art sind nicht nur in Verbindung mit einem stereoskopise-hen Projektor oder Projektoren, wie vorher beschrieben, anwendbar, sondern auch bei Fernsehapparaten oder zur Erzeu gung, von Rundansichten von Objekten ver wendbar sein. Zu letzterem Zwecke ist eine Anzahl von seitlich gegeneinander versetzten Projektoren nötig, die wie in Fig. 1.1 :darge stellt angeordnet sind, wobei diese Projekto ren Ansichten des gleichen Objektes von fort schreitend veränderlichen Standpunkten aus betrachtet projizieren.
Mit Hinweis auf Fig. 14 ist es klar, da.ss ein Beobachter vor dem Schirm A, der nacheinander durch die mit 1, 2, 3, 4<B>...</B> bezeichneten Stellungen hin durchgeht, der Reihe nach die dreidimensiona len Bilder wahrnehmen wird, die von den Projektorpaaren PI-P2, P2-P3, P3-P4, P4-P5 <B>...</B> erzeugt werden. Das Zentrum #C befindet sieh wiederum unterhalb oder ober halb :des Schirmes.
Die beschriebenen Schirme können ferner zur gleichzeitigen Projektion von voneinander unabhängigen Bildern verwendet werden, die demnach, je nach der Stellung des Beobach ters vor dem Schirm, entweder einzeln oder gemeinsam wahrgenommen werden können. Dieser. Effekt kann mit. Vorteil z. B. in der Reklametechnik angewendet werden.
Die Projektionsschirme sind auch für die Projektion von Einzelbildern, z. B. von ge wöhnlichen Diapositiven, kinematographischen Filmen und Fernsehbildern geeignet, da ja ein beträchtlicher Teil des reflektierten oder gebrochenen Lichtes direkt zu Beobachtern in den oben definierten Reihen hingelenkt wird, wodurch.
ein hoher Lichtwirkungsgrad erzielt wird. Für diese Anwendungen sind die an Hand von Fig. 71 und 12 erläuterten Schirme mit zylindrischen Rastern oder Facetten besonders geeignet, wo die Licht strahlenbündel entweder horizontal oder ver tikal (oder nach einem sonst geeigneten Win kel) verbreitert werden, wodurch der Sicht- barkeitsbereieh der Bilder erweitert wird.
Wie z. B. in Fig. 7-5 gezeigt ist, kann der Projektionsschirm ans einer steifen Folie A* mit den konzentrischen Elementen und einer steifen Wellglasfolie SL oder einer ähnlich gewellten durchsichtigen Folie bestehen, deren Wellungen etwa. waagrecht verlaufen. In diesem Falle werden die Lichtbündel vertikal erweitert, wodurch die Bewegungsfreiheit der Beobachter in vertikaler Richtung vergrössert wird.
Bei einem Reflexionsschirm befindet sich die Folie SL vor der Folie A'* (SL aus gezogen, Projektor P), bei einem Durehsichts- sehirm dahinter (SL gestrichelt, Projektor P1). Ist es anderseits wünschenswert, .die Bewe- "ungsfreilleit von Beobachtern in waagrechter Riehtung zu vergrössern,
dann müssen senk- reehte Wellungen verwendet werden.
Die Querschnittsform dieser Wellungen, < las heisst ob jene konvex oder konkav oder eine Kombination beider sind, ist als solche iinniassgeblieh für die Wirkung. Der Winkel der erweiterten Lichtausbreitung kann jedoch durch geeignete Wahl der Krümmung der ellun,#en reguliert werden.
Die vorstellende Beschreibung hat bisher ausschliesslich kreisförmige, liehtablenkende Elemente auf dem Projektionsschirm in Be- traeht. gezogen. Man kann jedoch dieselben Effekte auch mit konzentrischen elliptischen Lichtablenkungselementen erzielen. Das Zen- ti-uni einer Schar solcher Elemente (Rillen, Rippen oder Welhzngen) muss gleichfalls ausserhalb der Sehirmfläche liegen.
Vorzugs waise sind dabei die Ellipsen nicht nur kon- zelltriseh sondern auch konfokal.