DD151827A1 - Streuscheibe fuer einen durchprojektionsschirm - Google Patents

Abstract

Bei einer Streuscheibe fuer einen Durchprojektionsschirm soll die lichttechnische Ausbeute erhoeht und der technisch-oekonomische Aufwand verringert werden. Deshalb soll d. Streuscheibe eine ausschliesslich geordnete flaechenhafte Verteilung der Streuelemente aufweisen, die eine stark unterschiedliche Lichttrennung in vertikaler und horizontaler Richtung bewirken. Gleichzeitig wird nach einem guenstigen Kompromiss zwischen der optischen Aufloesung des Projektionsschirmes und zwischen der Richtungsverteilung des gestreuten Lichtes gesucht. Erfindungsgemaess besitzt die optisch zerstreuend wirksame Oberflaeche der Streuscheibe senkrecht im Gesichtsfeld stehender parallele symmetrische Furchen, laengs welcher in gleichen Abstaenden linsenartige Elemente angeordnet sind. Diese linsenartigen Elemente werden insbesondere durch konvexe oder konkave Woelbungen mit schwach rauher Oberflaeche gebildet.

Description

Titel der Erfindung:

Streuscheibe für einen Durchprojektionsschirm

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Streuscheibe für einen Durchprojektionsschirm eines Projektors mit einem projezierenden Strahlengang und bei beidäugiger Betrachtung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

In der DD-PS 139904

sind als Lösungen des Problems angegeben:

- eine lineare, ungeordnete Struktur der zerstreuenden Oberfläche, welche durch Schleifen erzeugt wird und eine starke horizontale und geringere vertikale Lichtzerstreuung quer und längs der Schleifspuren verursacht

- eine lineare, geordnete Struktur, welche eine horizon- *J5 tale Strahlaufspaltung quer zu den Teilungsfurchen erzeugt und welche zur Erzeugung der gewünschten Streulicht· charakteristik mit einer schwach streuenden Streuscheibe zu kombinieren ist.

In DE-GLI 7224262

wurde eine lineare, Ungeordnete Struktur, kombiniert mit einer trüben Schicht für einen Aufprojektionsschirm vorschlagen, welche eine starke horinzontale und geringe vertikale Lichtzerstreuung bewirkt.

Der Mangel beider Lösungen besteht in der jeweils benötigten ungeordneten Streustruktur, besondere wenn geringe

Streuwinkel angestrebt werden.

Diese beeinträchtigt die optische Auflösung des Projektionsschirms und verursacht eine Granulierung des Bildes, dj.e mit einer griesigen, farbigen Eigenstruktur des Schirms verbunden ist.

Die Kombination einer geordneten und einer ungeordneten Streustruktur bei einem Durchprojektionsschirm wird in DE-AS 2320762 behandelt. Damit sind die für die ungeordneten Streustrukturen typischen Begrenzungen der optischen Auflösung im Verhältnis zu den Streueigenschaften verbunden.

Die in der DE-PS 2902508 vorgeschlagene orientierte Einbettung von Teilchen mit Spärolith-Kristallstruktur bringt die angestrebte Anisotropie der Lichtzerstreuung, sie ergibt aber insgesamt eine ungeordnete Struktur mit den ihr eigenen Längein. Ferner ist bei dieser Anisotropie der Lichtzerstreuung zwar (im üblichen Anwenäungsfall) die horizontale Lichtzerstreuung wesentlich stärker als die vertikale, aber die direkte Lichtrichtung wird von der übertragenen Leuchtdichte her stets bevorzugt.

Es ist außerdem bekannt (US-PS 3754811), eine zeilenweise Anordnung der Streuelemente zu verwenden, deren Breiten längs einer Zeile innerhalb gewisser Grenzen statistisch variiert werden. Damit ergeben sich nicht einheitliche Streuelemente, welche damit auch nicht genau dem Optimum zwischen optischer Auflösung und Streueigenschaften entsprechen können·

Die in der DE-AS 2248676 beschriebene fotolithografische Herstellungsmethode ergibt in erster Linie ein geordnetes System miteinander gleicher, quadratischer oder hexagonaler Streueleraente. Daraus folgt eine isotrope Streulicht-

. verteilung. Eine Anisotropie ist' prinzipiell nur durch еіц-е Verzerrung der Form der Streuelcmente erreichbar. Um eine stärkere horizontale als vertikale Lichtzerstreuung zu erreichen, müssen die Streuelemente entsprechend schmaler

als hoch sein, so daß zumindest eine der Abmessungen den optimalen Bereich verläßt.

Bei der in der DE-OS 2646407 beschriebenen V/abenlinsenanordnu'Ag mit einer Lochblendenmaske, ergibt sich eine isotrope Lichtverteilung.'

Die DE-PS 2O462IO ("Stereoaufsatzgerät für fotografische Kameras") beinhaltet eine Prisraen-Rasteranordnung. Sie bewirkt eine in zwei zueinander rechtwinkligen Schnitten gleiche Lichtzerstreuungswirkung, so lange die Streuelemente quadratisch gestaltet sind. Eine unterschiedliche Lichtzerstreuungswirkung in zueinander rechtwinkligen Schnitten kann nur durch eine entsprechend rechteckige Ausbildung der Streuelemente erreicht werden·

Die DE-AS 2Ö29SOO ("Durchlichtprojektionsschirm mit gewünschter Richtcharakteristik") beschreibt eine Anordnung, bei der mehrere Y/aben-Linsen-Platten mit geeigneter Wabe der relativen Positionen der einzelnen Linsenelemente nacheinander im optischen Strahlengang stehen* Damit kann die Hauptrichtung des durchgehenden Lichtes bestimmt werden.

Die in der US-PS 3827798 ("Optical element of reduced thickness") beschriebene wabenförmige Anordnung diskreter Linsen ergibt als optische Wirkung eine isotrope Lichtzerstreuung. Die französische Patentschrift PR-PS Z 334977 beinhaltet eine mosaikartige Anordnung gleicher Linsenelemente und eine Anordnung gekreuzter Konvex-Linsen und erzeugt eine isotrope Lichtzerstreuung.

Ziel der Erfindunr::

Ziel der Erfindung, ist die Verrinßernnß des technischökonomischen Aufwandes sowie die Verbesserung der lichttechnisch on Ausbeute.

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln eine Streuscheibe mit ausschließlich geordne "ier flächenhai'ter Verteilung der Streuelemente, die eine stark unterschiedliche Lichtstreuung in vertikaler und horizontaler Richtung bewirken, zu schaffen, bei der die Abmessungen*der Streuelemente quer zur Lichtrichtung in zwei zueinander rechtwinkligen Schnitten angenähert gleich sind und bei der ein Optimum zwischen optischerAuflösung des Projektionsschirmes und der Richtungsverteilung des getrennten Lichtes erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Streuscheibe für einen Durchprojektionsschirm eines Projektors mit einem projezierenden Strahlengang und bei beidäugiger Betrachtung dadurch gelöst, daß die optisch zerstreuend wirksame Fläche der Streuscheibe mit senkrecht im Gesichtsfeld stehenden parallelen, symmetrischen Furchen versehen ist, längs welcher in gleichen Abständen linsenartige Elemente angeordnet sind.

Es ist vorteilhai't, wenn die linsenartigen Elemente durch Grübchen mit nahezu kugeliger, schwach rauher Oberfläche in den Furchen gebildet sind. Y/eiterhin ist es vorteilhaft, wenn bei Durchprojektionsschiriaen aus.Plastwerkstoff die optisch zerstreuend wirkenden Oberflächen der Streuscheiben als Kopien von Imtterformen angefertigt sind, die Furchen aufweisen, in welche Grübchen mit nahezu kugeliger, rauher Oberfläche eingebracht) sind«

Außerdem ist von Vorteil, wenn die Grübchen durch Laser-Materialabtragung entstehen. Die optisch zerstreuend wirksame Oberfläche der Streuscheibe weist senkrecht im Gesichtsfeld stehende parallele Furchen auf, längs welcher linsenartige Elemente angeordnet sind. Diese linsenartigen Elemente werden durch nahezu kugelförmige Grübchen oder Buckelchen mit schwach rauher Oberfläche realisiert.

Damit besitzt die Oberfläche eine geordnete flächenhafte Verteilung der Streuelemente. Das Licht wird auf zwei betrachtende Augen verteilt und gleichzeitig so zerstreut, daß *eine "günstige Beweglichkeit des Kopfes des Betrachters gewährleistet wird· Für beide Augen wird innerhalb eines in wesentlichen gleichen vertikalen und horizontalen Bewegungsspielraums des Kopfes des Betrachters eine ♦weitgehend gelichmäßige Leuchtdichte und ein günstiger Kompromiß zwischen dem optischen Auflösungsvermögen und der Richtungsverteilung des getrennten Lichtes erreicht.

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung soll nachstehend anhand eins in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

,15 Es zeigen

Pig 1 : Projektionseinrichtung mit erfindungsgemäßer Streuscheibe in Draufsicht

Pig 2 : Projektionseinrichtung mit erfindungsgemäßer Streuscheibe in Seitenansicht

Pig 3 : Ausschnittsweise vergrößerte Oberflächenstruktur der Streuscheibe

In Figur 1 ist eine Projektionseinrichtung in Draufsicht dargestellt. Im Strahlengang eines von einem Projektionsobjektiv 1 ausgesendeten Lichtstrahles 2 sind im Abstand S vom Projektionsobjektiv 1 eine Feldlinse 3 und eine Streuscheibe 4 angeordnet.^ Das Projektionsobjektiv 1 ist BeetanSteir eines Projektors mit einer Strahlungsquelle, einem Kondensor und mit einem zu projezierenden Lichtbild, wobei aus Gründen der Vereinfachung und Übersichtlichkeit Уоп diesem Projektor lediglich das Projektionsobjektiv 1 ' in der Zeichnung abgebildet ist.

Die Feldlinse 3 und die Streuscheibe 4 realisieren einen Durchprojektionsschirm, über den die Pupille 5 (Lichtaustrittsöffnung) des Projektionsobjektivs 1 mit der Feldlinse 3 an der Stelle A¹ der Projektionsebene 6 abgebildet wird. Die Streuscheibe 4 weist eine senkrecht verlaufende Furchenstruktur mit einem Flankenneigungswinkel von + 12,4 auf. Durch die Neigung von Flanken 7 in der Oberflächenstruktur der Streuscheibe 4 wird das ursprünglich bei A¹ projizierte Pupillenbild der Pupille 5 in zwei Teilpupillenbilder bei A- und Ap aufgespaltet. Diese beiden Teilpupillenbilder sind bei einem Abstand S¹ der Projektionsebene 6 von der Streuscheibe 4 in der Größenordnung von 300 mm in einem Abstand von 65 mm horizontal seitlich voneinander entfernt, und an diese Stellen sind die Augen des Betrachters zu bringen.

In Figur 3 ist die Oberflächenstruktur der Streuscheibe 4 ausschnittsweise vergrößert dargestellt. Die Streuscheibe besteht aus Plastmaterial 8, dessen Oberfläche die um den Flankenneigungswinkel geneigten Flanken 7 aufweist.

Auf den Flanken 7 der Oberflächen-Furchenstruktur sind annähernd kugelförmige Grübchen 9 mit schwach rauher Oberfläche angeordnet, deren Scheitelpunkte etwa auf der Mitte einer der Flanken 7 liegen. Die Scheitelpunkte auf benachbarten gegeneinander geneigten Flanken 7 sind um den hal-"ben Abstand der Scheitelpunkte auf einer der Flanken 7 gegenüber versetzt. Durch diese Oberflächenstruktur der Streuscheibe 4 bilden sich senkrecht zu den Flanken 7 verlaufende, schlangenlinienartige Furchen 10. Bei einem Teilungsabstand der Furchen 10 von 0,1 mm haben die Scheitelpunkte der Grübchen 9 längs einer Flanke 7 den Abstand o,05 mm. Um eine Beweglichkeit der Augen des Betrachters von + 15 mm zu erlauben, besitzen die Grübchen 9 einen Krümmungsradius von 0,56 mm, ihre Tiefe beträgt etwa 0,9/Um

Claims (4)

Erfindungsanspruch;

1, Streuscheibe i'ür einen Durchprojektionsschirm eines Projektors mit einem projizierenden Strahlengang und bei beidgugiger Betrachtung, gekennzeichnet dadurch, daß die optisch zerstreuend wirksame Fläche der Streuscheibe mit senkrecht im Gesichtsfeld stehenden parallelen, symmetrischen Furchen versehen ist, längs welcher in gleichen Abständen linsenartige Elemente angeordnet sind.

2, Streuscheibe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die linsenartigen Elemente durch Grübchen mit nahezu kugeliger^ schwach rauher Oberfläche in den Furchen gebildet sind·

3. Streuscheibe nach Punkt 1 ,gekennzexunut; u uauux'ch, daß bei Durchprojektionsschirmen aus Plastwerkstoif die optisch zerstreuend wirkenden Oberflächen der Streuscheiben als Kopien von iäitterformen angefertigt sind, die- Furchen aufweisen, in welche Grübchen mit nahezu kugeliger, schwach rauher Oberfläche eingebracht sind.

4..Streuscheibe nach Punkt 3 gekennzeichnet durch Grübchen infolge Laser-I.iaterialabtragung-.

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