DE102004042648A1

DE102004042648A1 - Device and method for displaying a static or moving picture uses screen, which has a structure that defocuses the laser beam

Info

Publication number: DE102004042648A1
Application number: DE200410042648
Authority: DE
Inventors: Christoph Rickers; Matthias Dr. Fahland; Ch. von Dr. Kopylow
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Bremer Institut fuer Angewandte Strahltechnik BIAS GmbH
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Bremer Institut fuer Angewandte Strahltechnik BIAS GmbH
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2006-03-30

Abstract

The invention relates to a device and method for displaying a static or moving picture, wherein the inventive device comprises a laser light source and a screen and is characterized in that said screen has a structure at which the illuminated parts simultaneously reflect or transmit light in different directions inside a beam width to reduce or eliminate speckle interference.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder mit einer Laserlichtquelle und einer Bildwand. Solche Verfahren bieten die Möglichkeit, Fotos, Videodaten oder auch Zahlenwerte auf großen Flächen darzustellen. Aufgrund der nahezu unbegrenzten Tiefenschärfe der Laserlichtquelle ist die Anwendung nicht auf ebene Bildwände beschränkt.The The invention relates to an apparatus and a method for display static or moving images with a laser light source and a Screen. Such methods offer the possibility of photos, video data or to represent numerical values on large areas. Due to the almost unlimited depth of focus of the laser light source is the application is not limited to flat screens.

Die in Projektsverfahren eingesetzten Bildwände besitzen in der Regel diffus streuende, d.h. nicht spiegelnde Oberflächen. Wird eine solche Oberfläche mit dem Licht eines Lasers bestrahlt, kommt es zur Ausbildung von Speckle-Interferenzen. Speckle-Interferenzen entstehen stets dann, wenn zwei kohärente Wellenzüge des Laserlichtes an eng benachbarten Punkten reflektiert werden. Sofern diese reflektierende Struktur kleiner ist als das Auflösungsvermögen des Auges, werden diese Wellenzüge auf der Netzhaut des Betrachters in einem Punkt abgebildet und kommen dort aufgrund der hohen Kohärenzlänge des Laserlichtes zur Interferenz. Diese Interferenzen sind der Grund dafür, dass in einem gleichmäßig ausgeleuchteten Strahlfleck Helligkeitsunterschiede auftreten, welche als Körnigkeit bzw. gesprenkeltes Muster wahrgenommen werden. Sofern der Benutzer sich soweit vom Strahlfleck entfernt, dass das Muster nicht mehr aufgelöst werden kann, erscheint der Strahlfleck mit einer zeitlich variierenden bzw. pulsierenden Helligkeitsverteilung.The Display screens used in project processes are usually diffuse scattering, i. non-reflective surfaces. Will such a surface with irradiated by the light of a laser, speckle interference is formed. Speckle interference always occur when two coherent wave trains of the laser light be reflected at closely adjacent points. Unless this reflective Structure is smaller than the resolution of the eye, these become wave trains imaged on the retina of the viewer in one point and come there due to the high coherence length of the Laser light for interference. These interferences are the reason for this, that in a uniformly illuminated Beam spot brightness differences occur as granularity or speckled pattern are perceived. Unless the user so far away from the beam spot that the pattern stops disbanded can be, the beam spot appears with a time varying or pulsating brightness distribution.

Für die Laserprojektion statischer oder bewegter Bilder ist in erster Linie die hohe Brillanz des Laserlichtes von Bedeutung. Als Brillanz wird in diesem Zusammenhang die Anzahl der Photonen pro Phasenraumelement verstanden, d.h. pro Wellenlängenbereich, pro Ortskoordinate und pro Raumwinkelelement. Die große Kohärenzlänge des Laserlichtes, welche den unerwünschten Speckle-Effekt verursacht, ist für Projektionsverfahren von untergeordneter Bedeutung.For laser projection Static or moving pictures is primarily the high brilliance of the laser light of importance. As brilliance is in this context understood the number of photons per phase space element, i. Per Wavelength range, per spatial coordinate and per solid angle element. The great coherence length of the Laser light, which the unwanted Causing speckle effect is for Projection process of minor importance.

Um den Speckle-Effekt zu minimieren, ist es nach dem Stand der Technik bekannt, entweder die Kohärenz des Laserlichtes aufzulösen oder durch ausreichend schnelle, zeitliche Variation der Speckle-Interferenzen innerhalb der Integrationszeit des Auges den Speckle-Kontrast zu verringern.Around to minimize the speckle effect, it is the prior art known, either the coherence of the laser light or by sufficiently rapid temporal variation of speckle interference within the integration time of the eye the speckle contrast too reduce.

Ein einfaches Verfahren zur Zerstörung der Kohärenz besteht darin, das Laserlicht durch einen rotierenden Diffusor zu leiten. Als Diffusor eignet sich beispielsweise eine Glasplatte mit einer rauen Oberfläche. Sofern sich der Diffusor am Fokus des Laserstrahles befindet, werden statistische Phasenvariationen in den Strahl eingefügt während die räumliche Kohärenz erhalten bleibt. Damit kann der Strahl weiterhin auf einen Punkt fokussiert werden. Sofern der unfokussierte Strahl durch den Diffusor geleitet wird, wird sowohl die räumliche als auch die zeitliche Kohärenz aufgelöst.One simple method of destruction of coherence consists in the laser light through a rotating diffuser conduct. As a diffuser, for example, a glass plate is suitable with a rough surface. If the diffuser is located at the focus of the laser beam statistical phase variations are inserted into the beam during the spatial coherence remains. This allows the beam to continue to focus on one point become. Unless the unfocused beam passes through the diffuser becomes, both the spatial as well as the temporal coherence dissolved.

Die DE 101 18 662 A1 offenbart eine Bildwand, bei welcher durch Volumenstreuung des Laserlichtes in einer auf die Bildwand aufgebrachten Schicht mit konstanter Dicke die Kohärenz des reflektierten Laserlichtes aufgelöst wird und somit der Speckle-Effekt vermieden wird. Als Streuschicht eignet sich gemäß der Lehre der DE 101 18 662 A1 beispielsweise Polytetrafluorethylen. Die Schichtdicke ist dabei an die Kohärenzlänge des Laserlichtes so angepasst, dass eine Reduktion des Speckle-Effektes um ein gewünschtes Maß eintritt. Vorteilhaft wird die Schichtdicke größer als ein Zehntel der Kohärenzlänge gewählt. Somit liefert auch diese Bildwand nur bei Laserlichtquellen mit niedriger Kohärenzlänge zufriedenstellende Ergebnisse. Nachteilig ist weiterhin, dass Änderungen an der Projektionseinheit stets auch Änderungen an der Bildwand erfordern.The DE 101 18 662 A1 discloses a screen in which the coherence of the reflected laser light is resolved by volume dispersion of the laser light in a layer of constant thickness applied to the screen, thus avoiding the speckle effect. As a scattering layer is according to the teaching of DE 101 18 662 A1 for example, polytetrafluoroethylene. The layer thickness is adapted to the coherence length of the laser light so that a reduction of the speckle effect by a desired amount occurs. Advantageously, the layer thickness is chosen to be greater than one tenth of the coherence length. Thus, this screen also provides satisfactory results only with low coherence length laser light sources. Another disadvantage is that changes to the projection unit always require changes to the screen.

Aus der US 5, 272, 473 ist bekannt, an eine Bildwand eine Schallquelle anzukoppeln, so dass die von der Schallquelle erzeugten akustischen Wellen die Bildwand zu Schwingungen anregt. Die von der schwingenden Bildwand reflektierten Wellenzüge erzeugen zu jedem Zeitpunkt unterschiedliche Speckle-Interferenzen. Sofern die Schwingungsfrequenz groß genug gewählt wird, werden diese unterschiedlichen Speckle-Interferenzen während der Integrationszeit des Auges gemittelt. Somit wird der Kontrast zwischen den Interferenzmaxima und den Interferenzminima ausgeglichen. Der Speckle-Kontrast wird somit vermindert. Der Speckle-Kontrast wird in diesem Zusammenhang definiert als die mittlere, quadratische Abweichung der Intensität eines jeden Ortes im beleuchteten Gegenstand vom Mittelwert, nominiert auf das Quadrat des Mittelwertes. Nachteilig ist diesem Verfahren ist jedoch, dass sich in der Bildwand stehende Wellen ausbilden und die Speckle-Interferenzen an den Wellenknoten der Bildwand mit unveränderter Intensität entstehen.From the US 5, 272, 473 It is known to couple a sound source to a screen, so that the acoustic waves generated by the sound source excites the screen to vibrate. The wave trains reflected by the vibrating screen generate different speckle interference at each instant. If the oscillation frequency is chosen to be large enough, these different speckle interferences are averaged during the integration time of the eye. Thus, the contrast between the interference maxima and the interference minima is compensated. The speckle contrast is thus reduced. The speckle contrast in this context is defined as the mean, square deviation of the intensity of each location in the illuminated object from the mean, nominated to the square of the mean. The disadvantage of this method, however, is that waves forming in the screen form and the speckle interference at the wave nodes of the screen arises with an unchanged intensity.

Aus der JP 2 000 81 602 A ist bekannt, eine Projektionsfläche zu verwenden, welche einen ähnlichen Aufbau wie ein Flüssigkristall-Display aufweist. Das eingestrahlte Laserlicht wird an den Molekülen des Flüssigkristalls ebenso wie an einer konventionellen Bildwand reflektiert. Wird jedoch an den Flüssigkristall ein hochfrequentes Niederspannungssignal angelegt, so vibrieren die Flüssig kristall-Moleküle mit der Frequenz des angelegten Signals. Dadurch werden in gleicher Weise variierende Speckle-Interferenzen erzeugt, welche wiederum während der Integrationszeit des Auges gemittelt werden. Nachteilig an diesem Verfahren zur Verhinderung von Speckle-Interferenzen ist jedoch die technologische Einschränkung hinsichtlich der Abmessungen und die Tatsache, dass derartige Bildwände nicht gebogen oder aufgerollt werden können.From the JP 2 000 81 602 A It is known to use a projection surface which has a similar structure as a liquid crystal display. The incident laser light is reflected on the molecules of the liquid crystal as well as on a conventional screen. However, when a high-frequency low-voltage signal is applied to the liquid crystal, the liquid crystal molecules vibrate at the frequency of the applied signal. As a result, varying speckle interferences are generated in the same way, which in turn are averaged during the integration time of the eye. A disadvantage of this method for the prevention of speckle interference, however, is the technological one limitation on the dimensions and the fact that such screens can not be bent or rolled up.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder mit einer Laserlichtquelle und einer Bildwand anzugeben, bei welcher keine Speckle-Interferenzen auftreten oder auftretende Speckle-Interferenzen soweit reduziert sind, dass diese nicht mehr störend wahrgenommen werden. Dabei soll die Bildwand hinsichtlich Form- und Größe keinen Einschränkungen unterworfen und universell mit allen Arten von Laserlichtquellen einsetzbar sein. Weiterhin sollen Speckle-Interferenzen gleichmäßig über die gesamte Fläche der Bildwand unterdrückt werden.Of the Invention is the technical problem underlying a device for displaying static or moving images with a laser light source and a screen where no speckle interference occurring or occurring speckle interference as far as reduced are that these are not annoying anymore be perceived. The screen should be and size none restrictions subjected and universal with all types of laser light sources be usable. Furthermore, speckle interference evenly over the the whole area the screen are suppressed.

Darüber hinaus soll die Bildwand in einfacher Weise auch mit einer kontrasterhöhenden Beschichtung kombinierbar sein.Furthermore The screen should be in a simple way with a contrast-enhancing coating be combined.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder mit einer Laserlichtquelle und einer Bildwand, bei welcher die Bildwand eine Struktur aufweist, bei welcher innerhalb des Strahlquerschnittes zeitgleich beleuchtete Teile das Licht in unterschiedliche Richtungen reflektieren oder transmittieren. Weiterhin besteht die Lösung der Aufgabe in einem Verfahren zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder mit einer Laserlichtquelle und einer Bildwand, bei welchem zeitgleich auf die Bildwand eintreffendes Licht in unterschiedliche Richtungen reflektiert oder transmittiert wird.The The object is achieved by a device for displaying static or moving images with a laser light source and a screen in which the screen has a structure in which within the beam cross section At the same time, illuminated parts illuminate the light in different directions reflect or transmit. Furthermore, there is the solution of Task in a method for displaying static or moving Images with a laser light source and a screen in which At the same time the light entering the screen enters different levels Directions is reflected or transmitted.

Die erfindungsgemäße Bildwand kann sowohl als reflektierende Bildwand für Auflichtprojektion als auch als transmittierende Bildwand für die Durchlichtprojektion eingesetzt werden. Im ersteren Fall besteht die erfindungsgemäße Struktur aus lichtundurchlässigen Elementen, welche Licht an ihrer Oberfläche reflektieren. Im letztgenannten Fall besteht die erfindungsgemäße Struktur ebenso wie die Bildwand aus einem transluzenten Material, welches das im Rückprojektion eingebrachte Licht transmittiert und an seiner Oberfläche in unterschiedliche Richtungen bricht. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Bildwand eine ebene Projektionsfläche aufweisen oder aber gekrümmt sein.The Screen according to the invention Can be used both as a reflective screen for reflected light projection as well as a transmitting screen for the transmitted light projection can be used. In the former case exists the structure according to the invention made of opaque Elements that reflect light on their surface. In the latter Case, the structure of the invention as well as the screen of a translucent material, which the in the back projection introduced transmitted light and on its surface in different directions breaks. Of course can the screen according to the invention a flat projection surface have or curved be.

Durch die erfindungsgemäße Strukturierung der Bildwand wird Licht, welches auf eng benachbarte Punkte der Bildwand auftrifft in unterschiedliche Richtungen abgegeben. Somit werden beide Wellenzüge auf unterschiedliche Stellen der Netzhaut auftreffen und sind nicht mehr interferenzfähig. Damit wird der Speckle-Kontrast wunschgemäß verringert.By the structuring of the invention Image wall becomes light, which points to closely adjacent points of the screen impinged in different directions. Thus be both wave trains to impinge on different parts of the retina and are not more interference-capable. This turns the speckle contrast reduced as desired.

Die Struktur kann dabei ein-dimensional ausgeführt werden und sich in der zweiten Richtung in der Ebene translationsinvariant fortsetzen. Auf diese Art ergibt sich der Eindruck eines Well- oder Trapezbleches. Die Struktur kann jedoch auch in beiden Richtungen der Bildwand ausgeführt werden. In diesem Fall ergibt sich der Eindruck von auf der Oberfläche aufsitzenden Tropfen, Kugeln, Kugelkappen, Kugelscheiben, Kegeln oder beliebigen Freiformflächen. Dabei wird eine harmonische Oberflächenmodulierung eine homogene Winkelverteilung des reflektierten Lichtes und eine anharmonische Oberflächenmodulierung eine inhomogene Winkelverteilung des reflektierten Lichtes bewirken.The Structure can be executed one-dimensionally and in the Continue the second direction in the translation-invariant plane. This gives the impression of a corrugated or trapezoidal sheet. However, the structure can also be in both directions of the screen accomplished become. In this case gives the impression of sitting on the surface Drops, balls, spherical caps, spherical discs, cones or any Freeform surfaces. At the same time, a harmonic surface modulation becomes homogeneous Angular distribution of the reflected light and an anharmonic Surface modification cause an inhomogeneous angular distribution of the reflected light.

Bevorzugt beträgt das Verhältnis der Strukturbreite zum Durchmesser des Strahlquerschnittes des Lasers etwa 1:1. Das Verhältnis von Strahlfleckgröße zu Strukturbreite wird dabei derartig gewählt, dass das Laserlicht ein Strukturelement zu einem wesentlichen Teil ausleuchtet, so dass eine Breite Emission des von der Bildwand abgestrahlten Lichtes gegeben ist. Die erfindungsgemäße Wirkung wird selbstverständlich auch dann noch erzielt, wenn zwei Strukturelemente zum Teil beleuchtet werden. Zu vermeiden ist jedoch die gleichzeitige Beleuchtung mehrerer Elemente, welche wiederum zur Aussendung zweier Wellenzüge in eine Richtung führen würde.Prefers is The relationship the structure width to the diameter of the beam cross section of the laser about 1: 1. The relationship from beam spot size to feature width is chosen in such a way that the laser light illuminates a structural element to a substantial extent, so that a broad emission of the radiated from the screen Light is given. The effect of the invention will of course also then still achieved when two structural elements illuminated in part become. To avoid, however, is the simultaneous illumination of several Elements, in turn, to send two wave trains in one Lead direction would.

Die Strukturbreite ist in diesem Fall definiert als die minimale Länge eines Translationsvektors, welcher in der Ebene der Bildwand liegt und ein Strukturelement in sich selbst abbildet. Die Oberfläche der Strukturelemente selbst ist bevorzugt glatt ausgeführt, d.h. die Rauheiten sind klein gegenüber der Wellenlänge des Lasers.The Structure width is in this case defined as the minimum length of a Translation vector, which lies in the plane of the screen and depicts a structural element in itself. The surface of the Structural elements themselves are preferably smooth, i. the roughnesses are small compared to the wavelength the laser.

Besonders bevorzugt wird die laterale Ausdehnung der Struktur in Abhängigkeit des Strahlquerschnittes und/oder der Scan-Geschwindigkeit und/oder des Strahlquerschnittes und/oder des Strahldurchmessers ausgewählt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Bedingung der Vergrößerung des Abstrahlwinkels an jedem Ort und zu jeder Zeit der Bildprojektion gewährleistet ist. Bevorzugt ist eine Struktur, welche in etwa die Größe eines Pixels aufweist. Sofern der Laserstrahl kontinuierlich über die Bildwand bewegt wird, kann die Struktur in Richtung der Bewegungsrichtung eine Ausdehnung aufweisen, welche durch die Geschwindigkeit des Laserstrahles und die Pixelfrequenz bestimmt wird. Dadurch erhält die Bildwand eine asymmetrische Strukturierung.Especially the lateral extent of the structure is preferred depending on the beam cross-section and / or the scan speed and / or the beam cross-section and / or the beam diameter selected. On this way it is ensured that the condition of enlargement of the Beam angle anywhere and at any time of the image projection guaranteed is. Preferred is a structure which is approximately the size of a Pixels has. Provided that the laser beam continuously over the Image wall is moved, the structure can move in the direction of movement have an extent which is determined by the speed of the Laser beam and the pixel frequency is determined. This preserves the screen an asymmetric structuring.

Durch das Verhältnis des Höhe der Struktur zu deren Breite kann der Emissionswinkel der erfindungsgemäßen Bildwand in weiten Bereichen eingestellt werden. Besonders bevorzugt ist ein Höhen- zu Bereitenverhältnis von etwa 1:8 bis etwa 1:37. In diesem Fall wird ein senkrecht auf die Bildwand eintreffender Lichtstrahl um maximal etwa ± 40° bis maximal etwa ± 10° abgelenkt. Der größere Ablenkwinkel eignet sich dabei prinzipiell für Bildwände, welche von einem größeren Zuschauerkreis betrachtet werden, wie beispielsweise Kino- oder Videoleinwände.By the ratio of the height of the structure to the width of the emission angle of the screen according to the invention can be adjusted within wide ranges. Particularly preferred is a height to ready ratio of about 1: 8 to about 1:37. In the In this case, a light beam incident perpendicular to the screen is deflected by a maximum of about ± 40 ° to a maximum of about ± 10 °. The larger deflection angle is in principle suitable for image walls, which are viewed by a larger audience circle, such as cinema or video screens.

Durch Verkleinern des Höhen- zu Breitenverhältnisses wird der Abstrahlwinkel der Bildwand auf etwa ± 10° verringert. Solche Bildwände eignen sich beispielsweise für Head-up-Displays, welche nur einen beschränkten Adressatenkreis ansprechen und die Umgebung unbelästigt lassen sollen.By Reduce the altitude to width ratio the viewing angle of the screen is reduced to about ± 10 °. Such screens are suitable for example for Head-up displays, which only a limited Addressing addressee circle and leave the environment unmolested should.

Selbstverständlich kann durch asymmetrische Strukturierung auch eine Bildwand mit asymmetrischer Emission erzielt werden, welche beispielsweise weniger Licht an die Raumdecke und den Boden lenkt und dennoch einen breiten Betrachtungswinkel in der Horizontalen erlaubt.Of course you can by asymmetric structuring also a screen with asymmetric Emission can be achieved, for example, which less light the ceiling and the floor directs and yet a wide viewing angle allowed in the horizontal.

In besonders einfacher Weise kann die erfindungsgemäße Struktur durch Laminieren einer Folie auf einen als Bildwand dienenden Träger hergestellt werden. Die Folie kann dabei beispielsweise durch Prägen mit einer Prägewalze hergestellt werden. Der Fachmann wird dabei selbstverständlich auch in Betracht ziehen, bei entsprechend weichen Trägermaterialien diese direkt durch eine Prägewalze oder auch eine plane Matrix durch Abformen zu strukturieren.In The structure according to the invention can be produced in a particularly simple manner by lamination a film are produced on a carrier serving as a screen. The Film can, for example, by embossing with an embossing roll getting produced. The expert will of course also consider, with correspondingly soft carrier materials, these directly through an embossing roll or to structure a plane matrix by molding.

Weitere Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen strukturierten Bildwand sind Sputter- oder Auf-dampfprozesse, galvanische Verfahren, aufpinseln, aufrakeln, aufsprühen oder Eintauchen des Substratmaterials.Further Production method of the structured screen according to the invention are sputtering or vapor deposition processes, galvanic processes, brushing, scrape, spray on or immersing the substrate material.

In diesem Fall können die Strukturen durch Schablonen oder durch strukturierte Fotolackmasken auf dem Substrat erzeugt werden. Denkbar wäre auch die Laser-Strukturierung oder selektive Ätzprozesse. Aus den genannten Strukturierungsverfahren wird sich der Fachmann in Abhängigkeit der Strukturgröße das ihm am geeignetsten erscheinende Verfahren aussuchen.In this case can the structures by stencils or by structured photoresist masks be produced to the substrate. Also conceivable would be the laser structuring or selective etching processes. The person skilled in the art will become known from the structuring methods mentioned dependent on the structure size that's him choose the most appropriate appearing method.

Auf die erfindungsgemäße Struktur kann in besonders einfacher Weise eine Beschichtung aufgebracht werden. Dies ist beispielsweise durch Sputter- oder Spin-Coating-Verfahren in einfacher Weise auch auf großen Flächen möglich. Die konturgenaue Beschichtung der strukturierten Bildwand kann deren Eigenschaften weiter verbessern, in dem beispielsweise Spiegelungen reduziert oder der Kontrast erhöht werden.On the structure according to the invention can be applied in a particularly simple manner, a coating become. This is easier, for example, by sputtering or spin-coating processes Way also on big ones surfaces possible. The contour-accurate coating of the structured screen can its properties continue to improve, in which, for example, reduced reflections or the contrast increases become.

Besonders bevorzugt ist die Beschichtung der strukturierten Bildwand eine spektral selektiv reflektierende Beschichtung, insbesondere eine Beschichtung gemäß der DE 199 01 970 C2 oder gemäß der DE 197 47 597 A1 . Diese Beschichtungen reflektieren selektiv das schmalbandige, eingestrahlte Laserlicht und absorbieren oder transmittieren einen Großteil des breitbandigen Umgebungslichtes. Somit wird der Kontrast der projizierten Informationen wunschgemäß erhöht. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil die erzielbaren Leuchtstärken der Laserlichtquellen nicht mit denen konventioneller Projektionslampen, wie beispielsweise Halogen- oder Hochdruck-Gasentladungslampen, konkurrieren können.Particularly preferably, the coating of the structured image wall is a spectrally selectively reflecting coating, in particular a coating according to the DE 199 01 970 C2 or according to the DE 197 47 597 A1 , These coatings selectively reflect the narrow band irradiated laser light and absorb or transmit most of the broadband ambient light. Thus, the contrast of the projected information is increased as desired. This is particularly advantageous because the achievable luminous intensity of the laser light sources can not compete with those of conventional projection lamps, such as halogen or high-pressure gas discharge lamps.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand dreier Figuren näher erläutert werden.following the invention will be explained in more detail with reference to three figures.

1 zeigt eine erfindungsgemäße strukturierte Bildwand bei Beleuchtung mit einer Laserlichtquelle. 1 shows a structured screen according to the invention when illuminated with a laser light source.

2 zeigt mögliche Strukturformen im Profil. 2 shows possible structural forms in the profile.

3 zeigt mögliche Anordnungen der Strukturelemente. 3 shows possible arrangements of the structural elements.

In 1 ist eine Bildwand 1 mit einer erfindungsgemäßen Strukturierung 2 dargestellt. Die Strukturelemente sind in diesem Beispiel halbkugelförmig auf die Bildwand 1 aufgebracht. Die erfindungsgemäße Bildwand wird mit einer Laserlichtquelle 3 beleuchtet. Dabei ist die Größe der Strukturelemente 2 dergestalt gewählt, dass der Strahlkegel 5 mehrere Strukturelemente 2 beleuchtet. Das Laserlicht wird an der Oberfläche der Strukturelemente 2 reflektiert. Aufgrund der Krümmung der Oberfläche wird das Licht von benachbarten Auftreffpunkten in unterschiedliche Richtungen reflektiert. Daher erreichen Wellenzüge von benachbarten Auftreffpunkten entweder nur das Auge eines Betrachters 4 oder aber innerhalb des Auges eines Betrachters unterschiedliche Punkte der Netzhaut. Somit ist eine Interferenz dieser Wellenzüge nicht mehr möglich und die Speckle-Interferenzen werden wunschgemäß unterdrückt.In 1 is a picture wall 1 with a structuring according to the invention 2 shown. The structural elements in this example are hemispherical on the screen 1 applied. The screen according to the invention is provided with a laser light source 3 illuminated. Here is the size of the structural elements 2 chosen such that the beam cone 5 several structural elements 2 illuminated. The laser light is at the surface of the structural elements 2 reflected. Due to the curvature of the surface, the light is reflected from adjacent points of impact in different directions. Therefore, wave trains from adjacent landing points either reach only the eye of an observer 4 or within the eye of a viewer, different points of the retina. Thus, interference of these wave trains is no longer possible and the speckle interferences are suppressed as desired.

2 zeigt mögliche Strukturformen im Profil. Dabei ist in Beispiel A eine Struktur dargestellt, welche aus dicht aneinandergereihten Kugelkappen besteht. Erfindungsgemäß ist es jedoch auch möglich, diese Kugelkappen in regelmäßigen, größeren Abständen anzuordnen wie in Beispiel B gezeigt. 2 shows possible structural forms in the profile. In this case, a structure is shown in Example A, which consists of closely lined up spherical caps. However, according to the invention it is also possible to arrange these spherical caps at regular, larger intervals as shown in Example B.

Beispiel C zeigt Strukturelemente mit unregelmäßigen Abständen. Sofern die Abstandsflächen zwischen den Strukturelementen im Beispiel B und C nicht plan ausgeführt werden, ergibt sich eine Wellenstruktur nach Beispiel D. Eine solche Wellenstruktur kann sowohl eindimensional nach Art eines Wellblechs als auch zweidimensional, etwa wie eine Eierschachtel, ausgeführt werden. Die Figuren I und F zeigen Strukturen, deren erhabene Anteile eine Wellen, d.h. eine Sinus-Form, aufweisen, wo hingegen die negativen Strukturen durch Plane Flächenelemente ersetzt sind.Example C shows structural elements with irregular intervals. If the spacing surfaces between the structural elements in example B and C are not flat, the result is a wave structure according to example D. Such a wave structure Ture can be carried out both one-dimensionally in the manner of a corrugated sheet and two-dimensional, such as an egg box. Figures I and F show structures whose raised portions have a wave, ie a sine shape, whereas the negative structures are replaced by plane surface elements.

3 zeigt die erfindungsgemäßen Strukturelemente in der Aufsicht. Bei allen in 3 dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um zweidimensionale Strukturen, welche Speckle-Interferenzen unter allen Betrachtungswinkeln reduzieren. In Beispiel A sind runde Strukturelemente, etwa Kugel- oder Sinusförmige Strukturelemente, dargestellt, welche durch einfache Translation der Elemente um jeweils eine Strukturbreite aneinandergereiht sind. Beispiel B zeigt identische Strukturelemente, jedoch um eine halbe Elementbreite in einer Richtung versetzt, so dass sich die dichtest mögliche Packung von Strukturelementen pro Flächenelement ergibt. Die beabstandete Anordnung von Strukturelementen, welche in 2E, 2C, 2E und 2F dargestellt war, bildet im Aufriss die 3E und 3F. 3 shows the structural elements according to the invention in the plan view. At all in 3 Illustrated embodiments are two-dimensional structures that reduce speckle interference at all viewing angles. In Example A are round structural elements, such as spherical or sinusoidal structural elements, shown, which are lined up by simple translation of the elements by one structural width in each case. Example B shows identical structural elements, but offset by half an element width in one direction, resulting in the densest possible packing of structural elements per surface element. The spaced arrangement of structural elements, which in 2E . 2C . 2E and 2F was represented in the elevation forms the 3E and 3F ,

In Abhängigkeit des gewünschten Abstrahlwinkels sind auch asymmetrische Anordnungen von Strukturelementen denkbar, welche in einer Abstrahlrichtung einen großen Betrachtungswinkel erlauben, in einer anderen Abstrahlrichtung jedoch nur einen deutlich eingeschränkten Abstrahlwinkel aufweisen. Solche Strukturelemente sind in 3C, 3D, 3G und 3H dargestellt. Wiederum zeigt 3C die Anordnung von Strukturelementen, welche um ein Strukturelement versetzt sind, analog zu 3A. Die dichtest mögliche Packung, analog zu 3B ist in 3G dargestellt. Selbstverständlich können auch diese asymmetrischen Strukturelemente beabstandet angeordnet werden, wie in 3D und 3H dargestellt.Depending on the desired radiation angle, asymmetrical arrangements of structural elements are also conceivable which permit a large viewing angle in one emission direction but have only a clearly limited emission angle in another emission direction. Such structural elements are in 3C . 3D . 3G and 3H shown. Again shows 3C the arrangement of structural elements which are offset by a structural element, analogous to 3A , The densest possible packing, analogous to 3B is in 3G shown. Of course, these asymmetric structural elements can be arranged at a distance, as in 3D and 3H shown.

Claims

Device for displaying static or moving images with a laser light source ( 3 ) and a screen ( 1 ), characterized in that the screen ( 1 ) a structure ( 2 ), in which within the beam cross-section ( 5 ) at the same time illuminated parts reflect the light in different directions or transmit.

Device according to claim 1, characterized in that the structure ( 2 ) comprises a periodic structure.

Device according to one of claims 1 or 2, characterized that the ratio the structure width to the diameter of the beam cross section of the laser is about 1: 1.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the lateral extent of the structure ( 2 ) is selected as a function of the beam cross-section and / or the scan speed and / or the beam diameter.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized that the ratio the height the structure to whose width is about 1: 8 to about 1:37

Device according to one of claims 1 to 5, characterized that the structure spherical caps and / or spherical discs and / or cones and / or truncated cones and / or rotational paraboloids and / or rotational hyperboloids and / or Includes ellipsoids of revolution.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized that the structure is obtainable by laminating a film on a support.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized that the structure is obtainable by molding

Device according to one of claims 1 to 8, characterized that a coating is provided on the structure.

Device according to claim 9, characterized in that that the coating causes a spectrally selective reflection.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized that the structure is formed as a reflection structure.

Method for displaying static or moving images with a laser light source ( 3 ) and a screen ( 1 ), characterized in that at the same time on the screen ( 1 ) incoming light is reflected or transmitted in different directions.

Method according to claim 12, characterized in that that at the same time incident on the screen light in at least a plane reflected in a maximum angle range of about ± 40 ° or is transmitted.

Method according to claim 13, characterized in that that at the same time incident on the screen light in at least a plane reflected in a maximum angle range of about ± 10 ° or is transmitted.

Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that the beam cross-section and / or the scan speed and / or the beam diameter on the lateral extent the structure ( 2 ) is adjusted.