DE1054733B - Reflex projection screen, especially for bright rooms - Google Patents

Reflex projection screen, especially for bright rooms

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DE1054733B
DE1054733B DEH26591A DEH0026591A DE1054733B DE 1054733 B DE1054733 B DE 1054733B DE H26591 A DEH26591 A DE H26591A DE H0026591 A DEH0026591 A DE H0026591A DE 1054733 B DE1054733 B DE 1054733B
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projection screen
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DEH26591A
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Dipl-Ing Dr Techn Walter Hesse
Dipl-Ing Dr Techn Reiffenstein
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MANFRED REIFFENSTEIN DIPL ING
WALTER HESSE DIPL ING DR TECHN
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MANFRED REIFFENSTEIN DIPL ING
WALTER HESSE DIPL ING DR TECHN
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54Accessories
    • G03B21/56Projection screens
    • G03B21/60Projection screens characterised by the nature of the surface

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Reflex-Projektionsschirm, insbesondere für erhellte Räume, mit einer Schirmfläche mit diffuser oder teilweise gerichteter Reflexion.The invention relates to a reflex projection screen, in particular for lighted rooms, with a screen surface with diffuse or partially directed reflection.

In vielen Fällen, insbesondere auf dem Gebiet der Werbung und des Vortragswesens, ergibt sich die Forderung, auch in erhellten Räumen Lichtbilder oder Filme projizieren zu können. So ist z. B. die Abdunklung von Ausstellungs- oder Verkaufsräumen unzulässig, da sie aus Gründen ungestörter Verkaufsabwicklung ausreichend hell sein müssen. In Vortragssälen soll es während der Projektion einerseits dem Vortragenden möglich sein, auf der Tafel zu schreiben oder zu zeichnen, und anderseits soll auch der Zuhörer in der Lage sein, das auf der Tafel Geschriebene zu lesen und sich Notizen zu machen. Bei der Werbung durch Vertreter, insbesondere für Modeartikel, Automobile od. dgl., weiter für die Schaufensterwerbung besteht ebenfalls die Forderung nach Wiedergabe farbiger, wirkungsvoller Lichtbilder in erhellten Räumen, da in der Regel weder die Büros der Kunden noch Schaufenster verdunkelt werden können.In many cases, especially in the field of advertising and lectures, the requirement arises to be able to project light images or films even in lighted rooms. So is z. B. the darkening of Exhibition or sales rooms are not permitted as they are sufficient for reasons of undisturbed sales must be bright. In lecture halls, on the one hand, the presenter should be able to to write or draw on the board, and on the other hand the listener should also be able to do this on the Chalkboard to read and take notes. When advertising by agents, especially for fashion items, Automobiles or the like, there is also a requirement for display for shop window advertising colored, more effective light images in lighted rooms, since usually neither the offices of the customers shop windows can still be darkened.

Für die Projektion in. erhellten Räumen wurden bisher nur für die Durchprojektion brauchbare Lösungen vorgeschlagen. Da jedoch die Durchprojektion mehr Raum und größere Geräte erfordert als die Reflexprojektion, ist in vielen Fällen nur letztere anwendbar. Eine befriedigende Lösung für die Reflexprojektion in erhellten Räumen ist bisher aber noch nicht bekanntgeworden.For projection in lighted rooms, solutions that can be used only for through-projection have hitherto been proposed. However, since through projection requires more space and larger devices than reflection projection, only the latter is applicable in many cases. A satisfactory solution for reflective projection in illuminated Broaching has not yet become known.

Bei der Projektion von Lichtbildern hat man zu unterscheiden zwischen der durchschnittlichen Helligkeit, mit der das Bild erscheint, und dem Kontrast, der zwischen den hellsten und dunkelsten Einzelheiten des Bildes untereinander herrscht. Es genügt nicht allein, daß das Projektionsbild hell erscheint, es muß auch alle Kontraste wiedergeben, die im Original enthalten sind.When projecting light images, a distinction has to be made between the average brightness, with which the image appears and the contrast that exists between the lightest and darkest details of the Picture prevails among each other. It is not enough that the projected image appears bright, it must all Reproduce contrasts contained in the original.

Die durchschnittliche Helligkeit, mit der ein Projektionsbild vom Zuschauer empfunden wird, ist im wesentlichen von drei Faktoren abhängig, und zwarThe average brightness with which a projection image is perceived by the viewer is essential depends on three factors, namely

1. von der Beleuchtungsstärke, mit der die Bildschirmfläche vom Projektor bestrahlt wird,1. the illuminance with which the screen surface is irradiated by the projector,

2. von den Reflexionseigenschaften des Bildschirmes und2. The reflection properties of the screen and

3. von der jeweiligen sich subjektiv einstellenden Lichtempfindlichkeit des betrachtenden Auges.3. the subjectively adjusting light sensitivity of the observing eye.

Bei erhelltem Zuschauerraum wird die Umgebung des Bildschirmes stark aufgehellt, wodurch sich die Lichtempfindlichkeit des betrachtenden Auges infolge Adaptation entsprechend verringert. Bei unveränderten Reflexionseigenschaften des Bildschirmes muß daher zur Erzeugung desselben subjektiven Helligkeitseindruckes die Beleuchtungsstärke des Bildschirmes erhöht werden. Dies kann unter Beibehaltung eines gegebenen Projektors durch Verkleinern der Bildfläche geschehen. Soll die Bildfläche nicht verkleinert werden, so muß das Projektionslicht verstärkt werden.When the auditorium is lit, the area around the screen is greatly brightened, which increases the sensitivity to light of the viewing eye is reduced accordingly as a result of adaptation. With unchanged reflection properties of the screen must therefore produce the same subjective impression of brightness the illuminance of the screen can be increased. This can be done while maintaining a given projector done by reducing the image area. If the image area is not to be reduced, the projection light must be reinforced.

Überdies zeigt sich jedoch noch eine andere unan-In addition, there is another unpleasant

Reflex-Proj ektions s chirm,
insbesondere für erhellte Räume
Reflex projection screen,
especially for lighted rooms

Anmelder:
Dipl.-Ing. Dr. techn. Walter Hesse und
Dipl.-Ing. Dr. techn. Manfred Reiffensteinr Wien
Applicant:
Dipl.-Ing. Dr. techn. Walter Hesse and
Dipl.-Ing. Dr. techn. Manfred Reiffenstein r Vienna

Vertreter: Dipl.-Chem. Dr. W. Koch, Hamburg 4,
und Dr.-Ing. R. Glawe1
München 27, Cuvilliesstr. 16, Patentanwälte
Representative: Dipl.-Chem. Dr. W. Koch, Hamburg 4,
and Dr.-Ing. R. Glawe 1
Munich 27, Cuvilliesstr. 16, patent attorneys

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 7. Juli 1955
Claimed priority:
Austria 7 July 1955

Dipl.-Ing. Dr. techn. Walter Hesse
und Dipl.-Ing. Dr. techn. Manfred Reiffenstein, Wien, sind als Erfinder genannt worden
Dipl.-Ing. Dr. techn. Walter Hesse
and Dipl.-Ing. Dr. techn. Manfred Reiffenstein, Vienna, have been named as the inventor

genehme Erscheinung: Die gebräuchlichen weißen Reflexionsschirrne reflektieren nämlich nicht nur das Projektionslicht, sondern auch das bei erhelltem Zuschauerraum sehr bedeutende diffuse Streulicht in das Zuschauerauge. Die Folge ist eine starke Kontrastminderung des Bildes. Alle dunklen Töne und satten Farben verweißlichen, das Bild wirkt kraftlos und flau.pleasant appearance: the common white reflection dishes not only reflect the projection light, but also the diffuse scattered light into the spectator's eye, which is very important when the auditorium is illuminated. The result is a strong reduction in the contrast of the image. Whiten all dark tones and saturated colors, the picture seems powerless and dull.

Es ist bekannt, mittels mattierter oder gerasterter Metallschirme das Projektionslicht gerichtet in das Gebiet der Zuschauerplätze zu reflektieren und dadurch das Licht seitlich vom Projektor angebrachter störender Lichtquellen unschädlich zu machen. Jedoch wird auch ein solcher das Projektionslicht lenkender Reflexschirm in einem von diffusem Streulicht erfüllten Zuschauerraum nur ein in seinen dunklen Partien aufgehelltes kontrastarmes Projektionsbild liefern.It is known to direct the projection light into the by means of matted or gridded metal screens To reflect the area of the spectator seats and thereby the light attached to the side of the projector more disruptive To render light sources harmless. However, such a reflective screen guiding the projection light is also used in an auditorium filled with diffuse scattered light, only one that is lightened in its dark areas deliver a low-contrast projection image.

Zweck der Erfindung ist es, die geschilderten Übelstände zu vermeiden. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Projektionsschirm gemäß der Erfindung zuschauerseitig mit einer Hchtabsorbierenden Schicht versehen ist.The purpose of the invention is to avoid the evils described. This is essentially due to this achieved that the projection screen according to the invention on the viewer side with a high-absorbent layer is provided.

Die gerichtet reflektierenden Elemente des Schirmes dienen in bekannter Weise dazu, das störende Licht solcher Lichtquellen unschädlich zu machen, die sich in genügend großem seitlichem Abstand vom Projektor befinden, indem sie dieses aus dem Bereich der Zuschauerplätze wegreflektieren.The directionally reflective elements of the screen are used in a known manner to deflect the interfering light to render such light sources harmless, which are in a sufficiently large lateral distance from the projector by reflecting it away from the area of the spectator seats.

809 789/229809 789/229

Die lichtabsorbierende Schicht des erfindungsgemäßen Schirmes, die auch durch dunkle Färbung von gerichtet reflektierenden Schichten gebildet werden kann, dient dazu, das diffus im Zuschauerraum vorhandene störende Streulicht zu verschlucken und dadurch eine schädliche Aufhellung der dunklen Partien des Projektionsbildes zu verhindern.The light-absorbing layer of the screen according to the invention, which is also directed by dark coloring reflective layers can be formed, serves to diffuse the disturbing present in the auditorium Swallowing scattered light and thereby a harmful brightening of the dark areas of the projection image to prevent.

In den Fig. 1 und 2 sind die Intensitätsverhältnisse bei dunklem und erhelltem Zuschauerraum für verschiedene Schirmtypen dargestellt. Als Ordinaten sind die Lichtintensitäten aufgetragen, als Abszissen eine lineare Aneinanderreihung beliebiger Punkte des Projektionsbildes. In FIGS. 1 and 2 , the intensity relationships in the dark and the lighted auditorium are shown for different types of screens. The light intensities are plotted as the ordinates and a linear sequence of any points of the projection image as the abscissa.

Die Kurve 1 in Fig. 1 zeigt die Lichtintensitäten eines Projektionsbildes bei dunklem Zuschauerraum. Die größte vorkommende HeUigkeit sei /, die kleinste i. Der Bildkontrast ergibt sich zuCurve 1 in FIG. 1 shows the light intensities of a projection image in a dark auditorium. The largest occurring frequency is /, the smallest i. The image contrast results from

O0 — .O 0 -.

Wird nun in einem erhellten Zuschauerraum das konstante störende Streulicht K (Kurve 2) berücksichtigt, so überlagert dieses die Helligkeitskurvel des Projektionsbildes, und es ergibt sich die Kurve 3. Der entstehende Bildkontrast errechnet sich zuIf the constant, disruptive scattered light K (curve 2) is now taken into account in a lit auditorium, this superimposes the brightness curve of the projection image, and curve 3 results. The resulting image contrast is calculated as follows

C= J + K "C = J + K "

Wie man ohne weiteres erkennt, ist dieser Kontrast kleiner als jener bei dunklem Zuschauerraum.As you can see without further ado, this contrast is smaller than that in a dark auditorium.

Die Fig. 2 zeigt die Verhältnisse mit der erfindungsgemäßen lichtabsorbierenden Schicht am Projektionsschirm. Die Kurve 1 zeigt wieder die Lichtintensitäten des vom Projektor gelieferten Projektionsbildes mit der größten Helligkeit / und der kleinsten HeUigkeit i. Da die dieses Bild erzeugenden Lichtstrahlen nunmehr bis zu ihrem Eintritt in die Zuschaueraugen die zuschauerseitig angeordnete lichtabsorbierende Schicht gemäß der Erfindung zweimal durchdringen müssen, erleiden sie einen Intensitätsverlust, der proportional der ursprünglichen HeUigkeit zu veranschlagen ist. Es verbleibt somit im Projektionsbild eine größte HeUigkeit von m · J und eine kleinste HeUigkeit von m · i, wobei m ein konstanter Faktor kleiner als 1 ist (Kurve 4).FIG. 2 shows the relationships with the light-absorbing layer according to the invention on the projection screen. The curve 1 again shows the light intensities of the projection image supplied by the projector with the greatest brightness / and the smallest intensity i. Since the light rays producing this image now have to penetrate the light-absorbing layer arranged on the spectator side twice before they enter the spectator's eyes, they suffer a loss of intensity that is proportional to the original frequency. There remains a greatest pitch of m · J and a smallest pitch of m · i in the projection image, where m is a constant factor less than 1 (curve 4).

Das konstante Streulicht K (Kurve 2) muß ebenfalls die absorbierende Schicht durchdringen, jedoch tut es das nicht auf dem kürzesten Wege wie das gerichtete Projektionslicht, sondern durchschnittlich — weil es ja ungerichtet bzw. in allen Richtungen im Raum vorhanden ist — unter einem viel flacheren Winkel. Es beschreibt daher einen weit längeren Weg im absorbierenden Mittel und erleidet dadurch eine sehr große Schwächung, da ja das Maß der Absorption eine Exponentialfunktion des im absorbierenden Mittel zurückgelegten Weges ist.The constant scattered light K (curve 2) also has to penetrate the absorbing layer, but it does not do so on the shortest path like the directed projection light, but on average - because it is undirected or in all directions in the room - under a much flatter one Angle. It therefore describes a much longer path in the absorbent medium and thus suffers a very great weakening, since the degree of absorption is an exponential function of the path covered in the absorbent medium.

Der verbleibende restliche Streulichtanteil ist daher r · K, wobei r ein Faktor kleiner als 1 und auch kleiner als m ist (s. Kurve 5). Dieser restliche Streulichtanteil r · K ist nun zu den Weiten der Kurve 4 zu addieren; es ergibt sich dadurch die endgültige Kurve 6 als Intensitätskurve des Projektionsbildes in erhellten Räumen, und der Bildkontrast hieraus errechnet sich zuThe remaining residual scattered light component is therefore r · K, where r is a factor smaller than 1 and also smaller than m (see curve 5). This remaining scattered light component r · K must now be added to the widths of curve 4; This results in the final curve 6 as the intensity curve of the projection image in lighted rooms, and the image contrast is calculated from this

= m-J + r-k m· i -{- r · k = mJ + rk m * i - {- r * k

Dieser Wert des Kontrastes ist größer als der Wert C aus Fig. 1, der für bekannte Bildschirme in erheUten Räumen gilt. Macht man die absorbierende Schicht so dunkel, daß das-gesamte diffuse Streulicht von ihr ver-This value of the contrast is greater than the value C from FIG. 1, which applies to known screens in elevated rooms. If the absorbing layer is made so dark that all of the diffuse scattered light is

schluckt wird — was nach den Versuchen bei mittleren Raumhelligkeiten leicht möglich ist —, so erhält man ein r = 0, und der Bildkontrast wirdis swallowed - which is easily possible after the experiments with medium room brightness - one obtains r = 0, and the image contrast becomes

m · i im · i i

Man erreicht also dann mit dem erfindungsgemäßen Bildschirm in erheUten Räumen denselben Kontrast wie ίο mit bekannten Schirmen bei dunklem Zuschauerraum. Lediglich die absolute Büdhelligkeit ist m · J an SteUe von /. Dem kann jedoch durch Verwendung eines stärkeren Projektors ohne Schwierigkeiten abgeholfen werden.The same contrast is then achieved with the screen according to the invention in elevated rooms as with known screens in a dark auditorium. Only the absolute brightness is m · J an SteUe of /. However, this can easily be remedied by using a more powerful projector.

Eine Ausführungsart des erfindungsgemäßen Projektionsschirmes besteht z. B. darin, daß man eine farblos spiegelnde Schirmfläche mit einer dunklen, durchscheinend lichtstreuenden Schicht (absorbierende Schicht) überzieht.One embodiment of the projection screen according to the invention consists, for. B. in the fact that one is colorless reflective screen surface with a dark, translucent light-diffusing layer (absorbing layer) covers.

Die durchscheinende lichtabsorbierende Schicht oder auch die spiegelnde Grundfläche können in an sich bekannter Weise mit einer vertikalen RiUung versehen werden, um den Streuwinkel in horizontaler Richtung zu vergrößern, was besonders für breite Zuschauerräume oder breite Bildschirme wichtig ist.The translucent light-absorbing layer or the reflective base can in itself As is known, they can be provided with a vertical direction in order to reduce the scattering angle in the horizontal direction to enlarge, which is particularly important for wide auditoriums or wide screens.

Die gerichtet reflektierenden Elemente des Reflexschirmes können in bekannter Weise durch sehr viele aneinandergrenzende, sehr kleine Kugelkalotten oder Hohlspiegelchen gebildet werden, die durch ein Druckverfahren eingeprägt sind. An Stelle der Kugelkalotten können auch erhabene oder hohle torische Flächen verwendet werden, die im Vertikalschnitt einen größeren Krümmungsradius aufweisen als im Horizontalschnitt; hierdurch kann in horizontaler Richtung ein größerer Streuwinkel erreicht werden als in vertikaler Richtung. Auf diese bekannte gerichtet reflektierende Grundfläche wird dann die erfindungsgemäße lichtabsorbierende Schicht zuschauerseitig aufgebracht.The directionally reflective elements of the reflex umbrella can be used in a known manner by very many adjoining, very small spherical caps or concave mirrors are formed by a printing process are impressed. Raised or hollow toric surfaces can also be used instead of the spherical caps which have a larger radius of curvature in vertical section than in horizontal section; As a result, a greater scattering angle can be achieved in the horizontal direction than in the vertical direction. The light-absorbing surface according to the invention is then applied to this known, directionally reflective base surface Layer applied on the spectator side.

Der erfindungsgemäße Projektionsschirm kann auch im Druckverfahren hergesteUt werden, indem z. B. auf eine metaUisch weiß spiegelnde oder mattweiß glänzende Fläche, wie AluminiumfoUe od. dgl., die spiegelnden Elemente eingeprägt und die absorbierende Schicht mit Transparentfarbe aufgedruckt werden.The projection screen according to the invention can also be HergesteUt in the printing process by z. B. on a metaUic white reflective or matt white glossy surface, such as aluminum foil or the like, the reflective Elements are embossed and the absorbent layer is printed with transparent ink.

Die erfindungsgemäße Absorptionswirkung kann auch durch dunkle Eloxierung einer metaUischen Bildwand erreicht werden oder durch Aufspritzen einer dunklen, durchscheinenden Schicht auf diese.
Die Schirmfläche kann ferner in bekannter Weise gegen den Zuschauerraum hohl gekrümmt werden, um eine noch günstigere Lenkung des reflektierten Projektionslichtes zu erhalten.
The absorption effect according to the invention can also be achieved by dark anodizing a metal screen or by spraying a dark, translucent layer onto it.
The screen surface can also be curved hollow in a known manner towards the auditorium in order to obtain an even more favorable guidance of the reflected projection light.

Alle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Projektionsschirmes können in bekannter Weise viele kleine Öffnungen erhalten, um die Tondurchlässigkeit zu gewährleisten.All embodiments of the projection screen according to the invention can be many small in a known manner Openings received to ensure the permeability of the clay.

Bei der Projektion in normal verdunkelten Räumen liefert der erfindungsgemäße Projektionsschirm kontrastreichere Bilder als die bekannten Schirme, da er das diffuse Streulicht unschädhch macht, das insbesondere bei großer Bildfläche und bei heUer Ausmalung des Raumes durch das Projektionsbild selbst entsteht.When projecting in normally darkened rooms, the projection screen according to the invention provides higher contrast Images than the well-known umbrellas, as it renders the diffuse stray light harmless, especially that in the case of a large image area and when the room is being painted this way, it is created by the projection image itself.

Da einerseits metaUische Flächen die erwünschte Eigenschaft haben, polarisiertes Licht, wie dieses für Zwecke der stereoskopischen Projektion verwendet wird, nicht zu depolarisieren, und da überdies die absorbierenden Elemente das aus depolarisiertem Licht bestehende Streulicht weitgehend verschlucken, kann der erfindungsgemäße Projektionsschirm für die stereoskopische Projektion nach dem Polarisationsfilterver-Since, on the one hand, metallic surfaces have the desired property, polarized light, such as this for The purpose of stereoscopic projection is used, not to depolarize, and moreover the absorbing The elements that largely swallow the scattered light consisting of depolarized light can projection screen according to the invention for stereoscopic projection after the polarization filter arrangement

Claims (3)

fahren — wie Versuche bewiesen haben — besonders geeignet hergestellt werden. Patentansprüche:drive - as tests have shown - are particularly suitable. Patent claims: 1. Reflex-Proj ektionsschirm, insbesondere für erhellte Räume, mit einer Schirmfläche mit diffuser oder teilweise gerichteter Reflexion, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm zuschauerseitig mit einer lichtabsorbierenden Schicht versehen ist. 1. Reflex projection screen, especially for lighted rooms, with a screen surface with diffuse or partially directed reflection, characterized in that the screen is provided on the viewer side with a light-absorbing layer. 2. Reflex-Projektionsschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gerichtet reflektierenden Elemente oder die lichtabsorbierende Schicht 2. Reflective projection screen according to claim 1, characterized in that the directionally reflective elements or the light-absorbing layer oder beide durch ein an sich bekanntes Druckverfahren hergestellt sind.or both are produced by a printing process known per se. 3. Reflex-Projektionsschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierende Schicht auf einer metallischen Bildwand durch dunkle Eloxierung der Oberfläche gebildet wird. 3. Reflex projection screen according to claim 1, characterized in that the light-absorbing layer is formed on a metallic screen by dark anodizing of the surface. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 343 972, 345068, 357103, 362;
Considered publications:
German Patent Nos. 343 972, 345068, 357103, 362;
österreichische Patentschrift Nr. 82 322;
französische Patentschriften Nr. 553 328, 591 722;
schweizerische Patentschrift Nr. 165 201.
Austrian Patent No. 82 322;
French Patent Nos. 553 328, 591 722;
Swiss patent specification No. 165 201.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 809 789/229 3.59© 809 789/229 3.59
DEH26591A 1955-07-07 1956-03-20 Reflex projection screen, especially for bright rooms Pending DE1054733B (en)

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