DE1622968A1

DE1622968A1 - Projektionsbildschirm und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1622968A1
Application number: DE19681622968
Authority: DE
Inventors: Sherwood William Theodore
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1967-03-08
Filing date: 1968-03-08
Publication date: 1971-02-04
Also published as: US3492060A; FR1564009A; GB1220604A

Description

75/8 -~ 6.» März 1968

Reg.-Nr. 121 271

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, ■'■ Vereinigte Staaten von Amerika

Projektionsbildschirm und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Projektionsbildschirm, der zur Verringerung des Streuwinkels hinter einer durchscheinenden Schicht eine spiegelnde Oberfläche aufweist, die durch Erhebungen und Vertiefungen profiliert ist, und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Projektionsbildschirmes.

Bei den älteren bekanntenBildschirmen mit einem großen Streuwinkel wird ein großer Teil des vom Projektor auf den Bildschirm auffallenden Lichtes durch die zu große Streuung verschwendet. Dieser Verlust entsteht vor allem durch die unerwünschte Streuung des reflektierten Lichtes in vertikalen Ebenen über und unter den sich in einer waagerechten

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Ebene erstreckenden Zuschauerraum. Diese unerwünschte
zu große Streuung des Bildschirmes wirkt sich nachteilig
viel mehr bei Tageslichtprojektionen als bei Projektionen in einem dunklen Raum aus.

In der USA-Patentschrift 2 660 927 ist ein Versuch beschrieben, die vertikale Streuung des vom Bildschirm reflektierten Lichtes zu verringern und dabei trotzdem eine ausreichende horizontale Streuung zu erreichen, damit das vom Bildschirm reflektierte Licht den ganzen Zuschauerraum erfaßt. Dieser bekannte Bildschirm besteht aus einem durchsichtigen Blatt» dessen eine dem Zuschauerraum zugekehrte ebene Oberfläche zum Streuen des auf sie fallenden Lichtes aufgerauht ist und dessen hintere Seite wellenförmig mit sich vertikal erstreckenden Wellenbergen und Wellentälern profiliert und durch einen spiegelnden Belag reflektierend ausgebildet ist, um das von der aufgerauhten
Seite auffallende Licht horizontal und nicht vertikal zu
streuen. Die erforderliche geringe vertikale Streuung des reflektierten Lichtes wird hierbei durch die diffundierende Vorderseite dieses bekannten Bildschirmes erreicht. Obwohl Bildschirme dieser Art innerhalb eines Blickwinkels von
ungefähr - 30° brauchbar sind, verliert das von ihnen reflektierte Bild seine Schärfe und seine gleichförmige
Leuchtkraft bei größeren Blickwinkeln.

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Bei einem anderen bekannten Bildschirm gemäß der USA-Patentschrift 3 063 339 werden ahnliche Wirkungen erzielt. Dieser bekannte Bildschirm weist eine nicht ebene, reflektierende Oberfläche auf, die mit einer lichtstreuenden Schicht unmittelbar beschichtet ist. Die Verschlechterung der Hildqualitiit des vom Bildschirm reflektierten Bildes, ^insbesondere bei größeren seitlichen Blickwinkeln,ist bei den genannten bekannten Bildschirmen vermutlich auf eine

Totalrcflektion innerhalb der der spieqelnden Oberfläche vor-Schicht zurückzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Projektorbildschirm zu schaffen, der bei größeren Blickwinkeln eine bessere Gleichförmigkeit des reflektierten Bildes aufweist und der billiger und einfacher herstellbar ist.

Diese Aufgabe ist bei einem Projektorbildschirin der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als durchscheinende Schicht eine Folie vorgesehen«iet* die die spiegelnde Oberfläche höchstens teilweise berührt. Dadurch wird erreicht, daß die von den seitlichen Wänden der Vertiefungen der reflektierenden Oberfläche schräg reflektierten Lichtstrahlen beim Eindringen in die Folie so abgelenkt werden, daß sich ihr Einfallswinkel auf der Austrittsoberfläche, der Folie verringert und dadurch eine Totalreflexion im wesentlichen vermieden wird. Außerdem läßt sich eine von dem Träger der spiegelnden profilierten

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Oberfläche getrennte Folie mit durchgehend gleichbleibender Dicke viel einfacher herstellen als eine Beschichtung bei dem bekannten Bildschirm, wo durch das, Beschichten der profilierten Oberfläche eine stärkere Ansammlung des Beschichtungsmaterials in den Vertiefungen praktisch unvermeidlich ist.

Bei einer vorteilhaften Aus führung sfbrm der Erfindung sind als Vertiefungen in vertikaler Richtung verlaufende Rillen vorgesehen, längs denen sich rippenartige Erhebungen erstrekken. Dadurch wird ein Projektionsbildschirm geschaffen, der ein klares, gleichmäßig leuchtendes Bild "b'is zu großen horizontalen Blickwinkel gewährleistet, ohne daß dabei ein wesentlicher Betrag von Licht durch vertikale Streuung über und unter den sich horizontal erstreckenden Zuschauerraum verloren geht.

Auch läßt eich der Träger für die spiegelnde Oberfläche mit beispielsweise Wellen bildenden rillen- und rippenartigen Erhebungen verhältnismäßig einfach herstellen· Der Projektorbildschirm gemäß der Erfindung entsteht also «ehr einfach, indem vor eine eine spiegelnde profilierte Oberfläche aufweisende Platte eine Folie angeordnet wird, die entweder aus einem durchscheinenden Material besteht« oder mit einem licht streuenden Material durchsetzt iet oder eine lichtstreuende Oberfläche aufweist· Dies kann in der Weise

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' geschehen, daß die Platte und die Folie in einem gemein-*, samen Rahmen angeordnet sind. Hierbei kann die Folie die spiegelnde Oberfläche an ihren Erhebungen berühren» so daß 8ie sich ohne Berührung der Böden der Vertiefungen über diese erstreckt· . .---·.-/ ·;, ^v ..

Die spiegelnde Oberfläche kann für die Anpassung an be* stimmte Zwecke oder an einen gewünschten Zuschauerraum beliebig profiliert sein· So können beispielsweise die Erhebungen als konvexe oder die Vertiefungen als konkave Linsen ausgebildet sein oder zusammen sinusförmige Wellen bilden. Versuche haben gezeigt» daß konvexe rippenförmige Linsen vorzuziehen sind, die sowohl kreiszylindrisch als auch nicht kreiszylindrisch gewölbt sein können. Wird auch zur Erfassung eines Zuschauerraumes mit großer Tiefe eine größere vertikale Streuung gewünscht, dann können auch kugelförmig oder ähnlich gewölbte Linsen als Erhebungen vorgesehen sein.

Die durchscheinende Folie kann selbsttragend ausgebildet ■sein. Es ist jedoch eine ungefähr 0,3 mm starke, nicht selbsttragende Folie vorzuziehen. Bei einer solchen Folie ist es vorteilhaft, diese auf der die spiegelnde Fläche tragenden selbsttragenden Platte anzuordnen. Die Verbindung kann durch mechanische Halter oder durch Kleben hergestellt werden»

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Das Ankleben der Folie an die spiegelnde Fläche hat einen weiteren größen Vorteil. Dadurch ISBt sich nämlich der Bildschirm gemäß der Erf indtmg nach einem sehr einfachen Verfahren herstellen, das gemäß der Erfindung darin besteht, daß eine durchscheinende Folie auf einer Seite mit einem durchscheinenden Klebstoff beschichtet wird und daß diese Folie dann mit der beschichteten Seite auf die spiegelnde Oberfläche so aufgelegt wird, daß sie nur an den Erhebungen anklebt. Die Herstellung einer gleichmäßig starken Klebstoff schicht auf der Rückseite der Folie ist sehr einfach. Auch läßt sich eine Platte mit einer profilierten, spiegelnden Oberfläche sehr einfach herstellen, insbesondere wenn als Vertiefungen einander parallele Rillen,zwischen denen sich rippenartige Erhebungen erstrecken, benutzt werden. Auch ist das Ankleben der Folie an die spiegelnde Oberfläche sehr einfach·

Ein weiterer; Vorteil der Anwendung einer Klebstoffschicht auf der Rückseite der Folie besteht darin, daß bei der Verwendung eines durchscheinenden, das Licht streuenden Klebstoffes eine; gewünschte Streuung des Lichtes durch die Wahl des Klebstoffes mit entsprechenden optischen Eigenschaften und der Wahl der Dicke des Klebstoffes hergestellt werden kann» Auch kann die Glätte oder Rauhigkeit der Klebstoffschieht noch zur weiteren Regelung der optischen Eigenschaf-

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ten des Bildschirmes ausgenutzt werden.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungebeispielen im einzelnen erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Teiles eines
/Erojektionsbildschirmes gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2 - 2 in Fig. 1 eines abgewandelten AusfUhrungsbeispieles;

Fig. 3 und *» der Fig. 2 entsprechende Schnitte durch zwei weitere AusfUhrungsbeispiele.

Der in Fig. 1 dargestellte Projektionsbildschirm weist eine Folie 1 und eine Platte 2 auf. Die Folie 1 ist durchscheinend, so daß im wesentlichen alles auffallende Licht diffundiert an die benachbarte Oberfläche der Platte 2 fällt. Die Platte 2 weist eine durch Erhebungen und Vertiefungen profilierte vordere Oberfläche 3 auf, wobei als Erhebungen . eine Schar von einander parallelen, sich vertikal erstrekkenden zylindrischen Rippen 4 vorgesehen ist, zwischen

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denen eich Rillen 5 befinden. Die profilierte Oberfläche der Platte 2 ist im wesentlichen spiegelnd gemacht, so daß alles Licht, das durch die Folie 1 auf diese Fläche fällt, durch die Folie 1 wieder in den Zuschauerraum zurück reflektiert wird. Die profilierte Oberfläche 3 streut das reflektierte Licht in waagerechter Richtung bis zu ungefähr -' 50 und praktisch ohne vertikale Streuung. Die Folie 1 streut das durch eie hindurchtretende Licht bis zu ungefHhr - 5° in jeder Richtung. Da das proQizierte Licht zweimal durch die Folie 1 hindurchtritt» wird die Streuiaitg durch die Folie 1 in horizontaler Richtung um zusätzlich 10° vergrößert und in vertikaler Richtung für Ungefähr * 10^σ hergestellt. Diese begrenzte vertikale Streuung ist notwendig, um das reflektierte Licht von einem Zuschauerraum mit einer bestimmten Tiefe überall sichtbar zu machen. Wenn die reflektierende Oberfläche etwas diffundierend wirkt, sollte die Folie eine entsprechend geringere Streuwirkung haben, so daß insgesamt die gewünschte Diffusion erzielt wird.

Die Platte 2 kann selbst aus einem reflektierenden Material bestehen. Ihre Vorderfläche, kann aber auch mit einer reflektierenden Schicht 6 beschichtet sein, wie das in Fig. dargestellt ist. Obwohl das für die Verwirklichung der Erfindung nicht notwendig ist, ist die Platte 2 vorzugsweise ausreichend steif ,um "selbsttragend zu sein.

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Die Folie 1 kann in beliebiger Weise das Licht streuend,~ d.h. das Licht diffundierend ausgebildet sein. Zu diesem Zweck kann jede Oberfläche, einer z.B. durchsichtigen Folie aufgerauht sein. Vorzugsweise ist aber die vordere Ober-. fläche 7 aufgerauht, um ein Spiegeln zu vermeiden und dabei gleichzeitig das einfallende Licht zu streuen. Es ist aber vorzuziehen, die Folie 1 aus einem lichtstreuenden Material herzustellen. Die Lichtstreuung der Folie 1 kann dann noch zusätzlich durch Aufrauhen oder Nichtaufrauhen der einen oder beider Oberflächen geregelt werden. Als lichtstreuendes Material kann z.B. durchscheinendes, plastifiziertes Polyvinylclorid benutzt werden*

Die Folie !,kann vor der Platte 2 in jeder beliebigen Weise . angeordnet w/erden. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rückseite der Folie 1 mit einer Schicht 8 eines durchscheinenden Klebelackes beschichtet, der an derrtRücken der Rippen H klebt. Da die lichtstreuenden Eigenschaften der Folie 1 durch den Klebstoff und die Dicke der Klebstoffschicht beeinflußt wprden, besteht die Möglichkeit, durch eine Auswahl des Folienmaterials, des Klebstoffes und der Dicke der Klebstoffschicht und der Folie einen gewünschten Betrag der Lichtstreuung zu erhalten. So kann beispielsweise die Folie 1 geringere lichtstreuende Eigenschaften haben als dies für den vertikalen Streuwinkel erwünscht ist. Der Klebstoff, die Dicke seiner Schicht und die

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Glatte der Klebstoff schicht, werden nun so gewählt, um die Lichtstreuung auf das gewünschte Maß zu erhöhen. Um die Lichtstreuung einer unbeschichteten Folie 1 zu verringern, kann eine Schicht 8 eines durchscheinenden, haftenden, harzartigen Lackes benutzt werden» da einige Lacke eine geringere Lichtstreuung und glattere Oberfläche haben als durchscheinendes plastifiziertes Polyvinylchlorid.

Falls die Folie 1 eine ausreichende Steifigkeit besitzt, kann sie durch mechanische Haltemittel an der Platte 2 befestigt sein. So zeigt beispielsweise Fig· 3, daß die Folie 1 und die Platte 2 eine Vielzahl von sich deckenden Bohrungen 9 bzw. 10 aufweisen, durch die Haltestifte 11 hindurchgreifen. Vorzugsweise sind diese Stifte außerhalb der Projektionsfläche angeordnet, so daß sie das projizierte Bild nicht stören.

Zur Erzielung der erfinderischen Wirkung ist es nicht notwendig, daß die Folie völlig eben ist, Wie das das Ausführungsbeispiel nach Fig. H zeigt, kann eine biegsame, durchscheinende Folie 1 verwendet werden» die mit einer Schicht eines durchscheinenden Lackes 8 beschichtet ist und an der profilierten» reflektierten Oberfläche 3 der Platte anliegt. Die Folie 1 berührt die Rücken der Rippen der Profilierung k mittels der verbindenden Klebelackschicht 8.

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Infolge ihrer Biegsamkeit wölbt sich die Folie 1 in die Rillen 5 zwischen den Rippen U hinein. Durch diese Wölbungen der Folie 1 werden die optischen Eigenschaften des Bildschirmes nicht nachteilig beeinflußt.

Die Profilierung der Vorderseite 3 der Platte 2 besteht vorzugsweise aus Rippen in der For* von zylindrischen, konvexen Linsen. Es können aber andere Profilierungen verwendet werden, bei denen das Licht mehr horizontal als vertikal gestreut wird. So kann beispielsweise die Oberfläche 3 sinusförmige Wellen bilden. Sie kann aber auch aus konkaven zylindrischen Linsen gebildet sein. Falls konvexe Linsen benutzt werden, ist es zweckmäßig, daß jede Linse kreiszylihdrisch ist und daß der Bogen einer jeden Linse sich Über einen Zentriwinkel von etwa 60° erstreckt·

Die Größe der Vorsprünge., nämlich der Linsen oder Rippen U, hängt von dem Mindestabstand des Zuschauerraumes ab. Bei geringem Abstand, z.B. 2,5 bis 3 m, sollten die Linsen etwa 0,8 mm breit sein und einen Radius von etwa 0,8 mm haben.

Wenn die horizontale Streuung des Bildschirmes noch zu groß . ist, können die Platte 2 mit der spiegelnden Oberfläche 3 und die Folie 1 zusammen :um eine waagerechte Achse gewölbt sein, so daß dadurch das vom Bildschirm reflektierte Licht in Zuschauerraum hinein gesammelt wird. g/sjp

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Claims

P a t e η tans ρ r dc h ft.

1) Projektionsbildschirm,, dfer zur Verringerung des Streu,-winkels Hinten einer durchsekeinenden Schicht eine
spiegelnde Oberfläche, aufweist, die durch Erhebungen
und Vertiefungen! profiliert ist,, dadurch gekennre£elniet:_s daß als durchsehe inende Schicht: eine Folie Cl) vorgesehen ist, die die spiegelnde Oberfläche C3)< höchsten«
teilweise berührt*

Z) Prajektirtnsbildschirm nach Anspruch l_t dadurch gekennzeichnet, daß die Folie Cl) sich ohne Berührung der
Böden der Vertiefungen CS) über diese erstreckt·

3) Projektionsbildschirm nach Anspruch 2» dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (1) nur die Erhebungen (U) berührt.

U) Projektionsbildschirm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (1) mit einem durchscheinenden Klebstoff (8) an den Erhebungen CU) angeklebt ist»

S) Projektionsbildschirm nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (1) auf ihrer Rückseite alt dem durchscheinenden Klebstoff C8) beschichtet ist·

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6) Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine biegsame Folie (1) vorgesehen ist.

7) Projektionsbildschirm nach "β.ΐΛβιη~αβϊ^ Ansprüche: 1 _ fcM_J> dadurch gekennzeichnet, daß als Vertiefungen in vertikaler Richtung verlaufende Rillen C5) vorgesehen sind, längs denen sich rippenartige Erhebungen erstrecken.

8) Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis

7a dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen i*) linsenförmig sind.- -

9) Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis'^₁

dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (5) konkav lin-

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senförmig sind.

10> Projektionsbildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die spiegelnde Oberfläche (3> und die Folie (1) zusammen um eine waagerechte Achse gewölbt sind-.

11) Verfahren zum Herstellen eines Projektionsbildschirmes* der zur Verringerung des Streuwinkels hinter einer durchscheinenden Schicht eine spiegelnde Oberfläche aufweist, die αμΓοΙι Erhebungen und Vertiefungen profiliert ist, da-

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durch gekennzeichnet, daß eine durchscheinende Folie (1) auf einer Seite mit einem durchscheinenden Klebstoff (8) beschichtet wird und daß diese Folie (1) dann mit der beschichteten Seite auf die spiegelnde Oberfläche (3) so aufgelegt wird, daß sie nur an den Erhebungen (H) anklebt,

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