DD139904A1

DD139904A1 - PROJECTION SCREEN CONSISTING OF FIELD LENS AND SPREADING DISC

Info

Publication number: DD139904A1
Application number: DD78209616A
Authority: DD
Inventors: Joerg Neumann
Original assignee: Joerg Neumann
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1978-12-08
Publication date: 1980-01-23
Also published as: JPS5579429A; DE2945030A1

Description

- λ- ά ν y ο ι ο- λ- ά ν γ ο ο ο

Title of the invention

Projektionsschirm bestehend aus Peldlinse und StreuscheibeProjection screen consisting of Peldlinse and diffuser

Field of application of the invention;

Die Erfindung betrifft die Gestaltung eines Projektions-, 5 schirme von Sichtgeräten vorzugsweise für Durchprojektion· Ein erfindungsgemäßer Projektionsschirm ist geeignet für Sichtgeräte mit einem Projektionsstrahlengang und beidäugiger Betrachtung sowie für Sichtgeräte mit zwei Projektionsstrahlengängen deren Bilder überlagert in einer Ebene ein- oder beidäugig betrachtet werden sollen·The invention relates to the design of a projection, 5 screens of viewing devices preferably for Durchprojektion · A projection screen according to the invention is suitable for viewing devices with a projection beam path and binocular viewing and for viewing devices with two projection beam paths whose images are superimposed in one plane to be considered one or both eyes ·

Characteristic of the known technical solutions;

Bei Projektionsgeräten mit Durchprojektionschirm dient im einfachsten Pail eine Mattscheibe oder eine Opalscheibe als zerstreuendes Schirm-Element· Dadurch ist die .Beobachtung eines ausgedehnten Bildfeldes auf dem Schirm möglich· Die LichtZerstreuung der Schirme wird durch die Halbwertswinkel der Streuung charakterisiert· Bei einer schwachen LichtZerstreuung erscheinen die nahe der Blickrichtung zum jenseits des Schirmes stehenden Projektionsobjektiv liegenden Teile des projizierten Bildes wesentlich heiler als die entfernte^· liegenden. Diese ungünstige Wirkung wird durch eine starke Lichtstreuung des Schirmes vermieden· Ein solcher Schirm fängt aber in hohem Maße auch das aus der Umgebung des Projektionsgerätes auffallende Licht ein, so daß Geräte mit derartigen Bildschirmen in abgedunkelten Räumen oder abgeschattet aufgestellt werden müssen· Anderenfalls sind sehr hohe Liehtieistungen im Gerät erforderlich oder es entsteht leicht ein blasser Bildeindruck·In projection devices with a projection screen, the simplest pail is served by a ground glass or an opal disk as a diffusing screen element. This makes it possible to observe an extended image field on the screen. The light scattering of the screens is characterized by the half-value angle of the scatter Parts of the projected image lying near the viewing direction to the projection objective lying beyond the screen are substantially healer than the removed lying ones. This unfavorable effect is avoided by a strong light scattering of the screen. However, such a screen captures to a high degree also the light emerging from the surroundings of the projection device, so that devices with such screens have to be set up in darkened or shaded rooms Liehtieistungen required in the device or it easily creates a pale image impression ·

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lichttechnisch günstigere Lösungen ergeben sich, wenn in die Hähe der Schirmebene eine Feldlinse gestellt wird, welche die Pupille des Projektionsobjektivs in den Betrachtungsabstand vor dem Projektionsschirm abbildet· Ohne eine Streuscheibe allein mit der Feldlinse ergibt sich ein recht kleines Bild der Pupille des Projektionsobjektivs. Um für eine beidäugige Betrachtung die erfor_ derliche Aufweitung des Pupillenbildes zu erhalten, ist eine Streuscheibe erforderlich. Dabei verwäscht das Pupillenbild zu einem rotationssymmetrischen Fleck, in^ dem die beiden Augen des Betrachters liegen müssen, so daß beide Augen das projezierte Bild nahezu gleich hell sehen· Aus dieser Forderung ergibt sich eine relativ geringe zulässige seitliche und eine wesentlich größere zulässigeMore favorable lighting solutions are obtained when a field lens is placed in the hides of the screen plane, which images the pupil of the projection lens in the viewing distance in front of the projection screen · Without a lens alone with the field lens results in a rather small image of the pupil of the projection lens. In order to obtain the required dilation of the pupil image for a binocular examination, a diffusing screen is required. At the same time, the pupil image is erased into a rotationally symmetrical spot, in which both eyes of the observer must lie, so that both eyes see the projected image almost equally bright. This requirement results in a relatively small permissible lateral and a considerably larger permissible one

1ί> senkrechte Verschiebung der Augen (Kopfbewegung) des Betrachters. Die über die Erfordernisse der Benutzung eines derartigen rrojektionsgerätes hinausgehende zulässige senkrechte Kopfbewegung des Betrachters bedingt eine höhere Leistung der benutzten Lichtquelle oder eine geringere Leuchtdichte des projizierten Bildes als bei einer optimalen Gestaltung.1ί> vertical shift of the eyes (head movement) of the observer. The permissible vertical head movement of the observer beyond the requirements of using such a projection device requires a higher power of the light source used or a lower luminance of the projected image than with an optimal design.

Object of the invention:

Die Erfindung soll eine leichtere Beobachtung projizierter Bilder ermöglichen ohne die Lichtleistung der Beleuchtungsquelle bekannter Sichtgeräte zu erhöhen.The invention is intended to allow easier observation of projected images without increasing the light output of the illumination source of known viewing devices.

Essence of the invention;

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Projektionsschirm bestehend aus Streuscheibe und Feldlinse zu schaffen, die der Augenlage eines Beobachters besser angepaßt ist als ein rotationssymmetrischer Fleck.The invention is therefore an object of the invention to provide a projection screen consisting of diffuser and field lens, which is better adapted to the eye position of an observer than a rotationally symmetrical spot.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine streuende Schicht eine vorwiegend horizontal streuende Struktur im wesentlichen vertikal ausgerichteter länglicher Streuzentren enthält· Dabei liegt die streuende Schicht wie bei bekannten Projektionsschiroien möglichst nahe der Bildebene.The object is achieved according to the invention in that at least one scattering layer contains a predominantly horizontally scattering structure of essentially vertically aligned elongated scattering centers. In this case, as in known projection screens, the scattering layer is as close as possible to the image plane.

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Bin erfindungsgemäßer Projektionsschirm, der eine bekannte isotrop streuende Schicht enthält,ist dadurch realisierbar, daß eine weitere streuende in unmittelbarer Höhe oder in der Bildebene angebracht ist, die langgestreckte Vertiefungen und oder langgestreckte Erhöhungen als Streuzentren enthält, die sich über die gesamte vertikale Ausdehnung des Projektionsschirms erstrecken. Dabei ist vorzugsweise eine streuende Schicht auf der Peldlinse und die andere auf der Streuscheibe jeweils auf den einander zugewandten Seiten aufgebracht·A projection screen according to the invention, which contains a known isotropically scattering layer, can be realized by arranging a further scattering in direct height or in the image plane, which contains elongated depressions and / or elongated elevations as scattering centers extending over the entire vertical extension of the projection screen extend. In this case, preferably one scattering layer is applied to the pelmet lens and the other is applied to the scattering disk on the sides facing each other.

Die Erfindung ist auch durch eine einzelne, streuende Schicht realisierbar, die vorzugsweise vertikal ausgerichtete längliche Streuzentren enthält· Diese können ζ·Β· durch Schleifen oder Läppen mit im wesentlichen in einer Richtung zur streuenden Schicht, die in Gebrauchsstellung vertikal angeordnet ist, geführtem Werkzeug erzeugt werden·The invention is also realizable by a single, diffusing layer, which preferably comprises vertically oriented elongate scattering centers. These can be produced by grinding or lapping with tools guided substantially in one direction to the scattering layer, which is vertically arranged in the position of use become·

Execution ^ example:

Die Erfindung soll im folgenden anhand einer Zeichnung naher erläutert werden· Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to a drawing · show:

Pig. 1 Einen horizontalen Schnitt durch einen Projektionsschirm, dessen eine streuende Schicht langgestreckte Vertiefungen bzw· langgestreckte Erhöhungen als Streuzentren enthält, die sich über die gesamte vertikale Ausdehnung des Projectionsschirme erstreckt, und dessen andere streuende Schicht bekannte isotrop streuende Streuzentren enthält, Pig· 2 eine Aufsicht auf die streuende Schicht, die die langgestreckten Vertiefungen bzw· Erhöhungen als Streuzentren enthält,Pig. 1 A horizontal section through a projection screen, whose one scattering layer contains elongated depressions or elongated elevations as scattering centers, which extends over the entire vertical extent of the projection screens, and whose other scattering layer contains known isotropically scattering scattering centers, Pig. 2 has a plan view the scattering layer, which contains the elongated recesses or elevations as scattering centers,

Pig· 3 einen horizontalen Schnitt durch einen Projektionsschirm, dessen streuende Schicht vorzugsweise vertikal ausgerichtete längliche Streuzentren mit statistisch verteilter Ausdehnung enthält undFIG. 3 shows a horizontal section through a projection screen whose scattering layer preferably contains vertically oriented elongate scattering centers with statistically distributed expansion, and FIG

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Pig· 4 eine Aufsicht auf die streuende Schicht derenPig. 4 is a plan view of the scattering layer

längliche Streuzentren vorzugsweise vertikal ausgerichtet sind und eine ungleichmäßig verteilte Ausdehnung besitzen·elongated scattering centers are preferably oriented vertically and have an unevenly distributed extent ·

Der Projektionsschirm in Fig· 1 enthält eine Streuscheibe mit einer streuenden Schicht 2 auf ihrer einer sphärischen Peldli^se 3 zugewandten Seite· Die sphärische Feldlinse 3 trägt auf ihrer der Streuscheibe 1 zugewandten Seite eine durch Mattierung erzeugte isotrop streuende Schicht 4« Die streuende Schicht 4 enthält Streuzentren, die sich über die gesamte vertikale Ausdehnung des Projektionsschirms erstrecken· Sie sind als schmale gegeneinandergestellte und um 12° bzw· 168° zur Bildebene geneigte Flächen ausgebildet, so daß sich im Querschnitt eine Zickzackiinie mit einer Periodenlänge von 40 um ergibt· Fig· 2 zeigt die Regelmäßigkeit dieser Struktur in der Aufsicht· Wenn die durch Mattierung erzeugte isotrop streuende Schicht 4 einen Haibwertswinkel der Lichtstreuung von 4° hat, eignet sich der beschriebene Projektionsschirm für etwa 300 mm Betrachtungsabstand bei einem Augenabstand von 60 mm· Er gestattet eine maximale Bewegung des Augenpaares um 20 mm seitlich und 2ü mm senkrecht gegenüber der mittleren Position. Die streuende Schicht 2 auf der Streuscheibe 1 läßt sich beispielsweise durch Ritzen oder durch Walzen herstellen·The projection screen in FIG. 1 contains a diffusing screen with a diffusing layer 2 on its side facing a spherical pelmet 3. The spherical field lens 3 carries on its side facing the diffuser 1 an isotropically scattering layer 4 "produced by matting contains scattering centers which extend over the entire vertical extent of the projection screen. They are designed as narrow faces which are inclined at 12 ° and 168 ° to the image plane, respectively, so that a zigzag line with a period length of 40 μm results in cross section. FIG. 2 shows the regularity of this structure in plan. If the isotropic diffusing layer 4 produced by matting has a light scattering angle of 4 °, the described projection screen is suitable for a viewing distance of about 300 mm at an eye relief of 60 mm. It allows maximum movement of the eye pair by 20 mm seitl I and 2μ mm perpendicular to the middle position. The scattering layer 2 on the diffusing screen 1 can be produced, for example, by scribing or by rolling.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Projektionsschirm ist in Fig·3 und Fig· 4 dargestellt. An einer Streuscheibe t> ist auf ihrer einer Fresnellinse b, die als Feidlinse dient, gegenüberliegenden Seite eine streuende Schicht 7 mit vorzugsweise vertikal ausgerichteten länglichen Streuzentren ungleichmäßig verteilter Ausdehnung aufgebracht· Bei eine m typischen Abstand von Spitze zu Spitze der rauhen Struktur von . \\> um quer zur Vorsugsnchtung und 4ί? um längs der Vorzugsrichtung und einer Spitzenrauhtiefe von etwa 3 Um ergeben sich Halbwerts winkel der Lichtzerstreuung von etwa 6° und entsprechend quer und längs zur Vorzugsrichtung.Another projection screen according to the invention is shown in FIG. 3 and FIG. 4. On a diffuser t> is on its Fresnel lens b, which serves as Feidlinse, opposite side scattering layer 7 with preferably vertically oriented elongated scattering centers unevenly distributed extension applied · At a m typical distance from tip to tip of the rough structure of. \\> to cross the Vorsuungung and 4ί? along the preferred direction and a top roughness depth of about 3 μm, half-value angles of the light scattering of about 6 ° and correspondingly transverse and longitudinal to the preferred direction.

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Eine Kombination von Streuscheibe und Peldlinse gemäß Pig. 3 ist als Durchlichtbildschirm für 300 mm Betrachtungsabstand und 60 mm Augenabstand bei einer zulässigen Bewegung des Augenpaares um 10 mm seitlich und senkrecht gegenüber der mittleren Position geeignet.A combination of diffuser and Peldlinse according to Pig. 3 is suitable as a transmitted light screen for a viewing distance of 300 mm and an eye relief of 60 mm with a permissible movement of the pair of eyes 10 mm laterally and perpendicular to the middle position.

Pig· 4 zeigt am Beispiel einer linear ungeordneten Oberflächenstruktur, daß die streuende Schicht Y durch unregelmäßige Spuren gekennzeichnet ist, deren Länge deutlich größer als ihre Breite ist· Solche Oberflächenstrukturen lassen sich durch Läppen und durch Schleifen erzeugen· Die Benutzung einer Kombination von Streuscheibe und Peldlinse nach den in Pig· 1 und Pig· 3 dargestellten Schemata als Auf-Projektionsschirm ist möglich, wenn die linear geordnete oder ungeordnete Oberflächenstruktur reflektierend . gefertigt oder mit einer reflektierenden Oberflächenschicht versehen und die Neigung oder Tiefe der Oberflächenstruktur auf der Streuscheibe 1 in Pig· 1 oder der Streuscheibe i> in Pig· 3 auf ein Yiertel des für einen gleichartigen Durch-Projektionsschirm vermindert wird· —Pig · 4 shows, using the example of a linearly disordered surface structure, that the scattering layer Y is characterized by irregular traces whose length is significantly greater than their width. Such surface structures can be produced by lapping and grinding. The use of a combination of scattering disk and Peldlinse according to the schemes shown in Pig. 1 and Pig. 3, as the on-projection screen is possible when the linearly ordered or disordered surface structure is reflective. manufactured or provided with a reflective surface layer and the inclination or depth of the surface structure on the diffusing screen 1 in Pig · 1 or the diffusing screen i> in Pig · 3 is reduced to a quarter of that for a similar through-projection screen · -

Claims

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* 1. Projection screen consisting of a lens and a Peld lens with a scattering or in the image plane located scattering centers containing scattering layer on at least one of the facing sides of the lens and the Peldlinse, characterized in that the scattering layer is a predominantly horizontal scattering structure , preferably vertically oriented elongated scattering centers ·

2. Projection screen according to item 1, characterized in that a scattering layer contains elongated depressions and / or elongated elevations as scattering centers which extend over the entire vertical extent of the projection screen, and the other scattering layer contains known isotropically scattering scattering centers

3. The projection screen according to item 1, characterized in that only one scattering layer is contained in the projection screen and this preferably contains vertically oriented elongate scattering centers with unevenly distributed expansion.

For this purpose // page drawings-