DE2511390C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tageslichtprojektionsschirmen sowie nach diesem Verfahren hergestellter Tageslichtprojektionsschirm - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tageslichtprojektionsschirmen mit einer Linsenmatrix und einer im wesentlichen in der Brennebene dieser Linsenmatrix angeordneten Blendenmatrix, bei welchem zum Zwecke der Erzeugung der Blendenoeffnungen elektromagnetische Strahlung durch die Linsenmatrix auf eine die Blendenmatrix bildende, durch die entsprechende Strahlungsart veraenderbare Schicht fokussiert wird. Erfindungsgemaess ist nun vorgesehen, dass als elektromagnetische Strahlung Laserstrahlung verwendet wird, welche auf eine mittels Waerme im Sinne der Erzeugung der Blendenoeffnungen beeinflussbare, das Laserlicht stark absorbierende Schicht fokussiert wird. Erzeugt man mit fokussiertem Laserlicht an einer absorbierenden Oberflaeche lokal eine hohe Energiekonzentration, so ergibt sich dort eine starke Erwaermung, welche je nach Materialeigenschaften zu Schmelz-, Verdampf- oder Sublimationsvorgaengen fuehren kann. Thermische Ausgleichsvorgaenge in der Schicht koennen durch genuegend kurzes Einwirken von ausreichend hohen Leistungsdichten stark eingeschraenkt werden, so dass sich die Zustandsaenderungen in den adiabatischen Bereich verschieben lassen. Hierdurch wird erreicht, dass durch eine schlagartig auftretende lokale Verdampfung von Schichtmaterial raeumlich scharf begrenzte Teile der Schicht thermisch-mechanisch abgetragen werden. ...U.S.W

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tageslichtprojektionsschirmen mit einer Linsenmatrix und einer im wesentlichen in der Brennebene dieser Linsenmatrix angeordneten Blendenmatrix, bei wel- 5-:. ehern zum Zwecke der Erzeugung der Blendenöffnungen elektromagnetische Strahlung durch die Linsenmatrix auf eine die Blendenmatrix bildende, durch die entsprechende Strahlungsart veränderbare Schicht fokussiert wird. w

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der FR-PS 9 72 333 bekannt Dabei wird eine Linsenmatrix rückseitig mit einer fotografischen Emulsion beschichtet. Die Emulsion wird sodann durch die Linsenmatrix hindurch unter Einhaltung der späteren Projektionsgeometrie integral belichtet und entwickelt Auf diese Weise entsteht die für die Kontraststeigerung erforderliche, der Linsenmatrix fest zugeordnete Blendenmatrix.

Wegen des relativ umständlichen Entwicklungsvorganges war dieses Verfahren bisher für eine wirtschaftliche Massenfertigung von Tageslichtprojektionsschirmen wenig geeignet Darüber hinaus ist die Gelatine-Silber-Emulsion als Oberfläche eines Projektionsschirmes mechanisch zu instabil und in der Praxis, z. B. bei Reinigungsversuchen, sehr leicht zu beschädigen. Andererseits ist eine weitere transparente Schutzbeschichtung dem gewünschten kontraststeig^rnden Effekt abträglich.

Es ist das Ziel der Erfindung, einen Projektionsschirm der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der besonders wirtschaftlich in Serienfertigung hergestellt werden kann und ein Verfahren und eine besonders geeignete Vorrichtung zu seiner Herstellung anzugeben.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht daß als elektromagnetische Strahlung Laserlicht verwendet wird, das auf eine durch Wärme leicht veränderbare, das Laserlicht stark absorbierende Schicht fokussiert wird, um so durch lokal begrenzte thermisch-mechanische Abtragung der Schicht Blendenöffnungen zu erzeugen.

Erzeugt man mit fokussiertem Laserlicht an einer absorbierenden Oberfläche lokal eine hohe Energiekonzentration, so ergibt sich dort eine starke Erwärmung, weiche je nach Materialeigenschaften zu Schmelz-, Verdampf- oder Sublimationsvorgäugen führen kann. Thermische Ausgleichsvorgänge in der Schicht können durch genügend kurzes Einwirken von ausreichend hohen Leistungsdichten stark eingeschränkt werden, so daß sich die Zusiandsänderungen in den adiabatischen Bereich verschieben lassen. Hierdurch wird erreicht, daß durch eine schlagartig auftretende lokale Verdampfung von Schichtmaterial räumlich scharf begrenzte Teile der Schicht thermisch-mechanisch abgetragen werden.

Der gemäß dem erfindiingsgemäßen Verfahren hergestellte Tageslichtprojektionsschirm weist demnach eine Linsenmatrix auf, auf deren Rückseite eine eine Blendenmatrix bildende Schicht aufgebracht ist, die durch Wärme leicht veränderbar ist und das Laserlicht stark absorbiert Als Schichtmaterial kommen opake, mit üblichen Laserleistungen abtragbare Materialien in Frage, z. B. Pigmente, Lacke, Kunstharze, amorphe Metalle und Metallverbindungen, Kunststoffe, aber auch Agglomerationen der genannten Substanzen in Form von Flocken, Körnern, Borsten etc.

Der Schichtauftrag kann in bekannter Weise, z. B. durch Spritzen, Gießen, Tauchen oder durch chemische, elektrolytische, elektrophoretische oder elektrostatische Abscheidung erfolgen.

Eine beträchtliche Verminderung der durch Erzeugung der Blendenöffnung erforderlichen Laserleistung läßt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielen, daß die die Blendenmatrix bildende Schicht als Mehrfachschicht ausgebildet wird, wovon eine erste Schicht das Laserlicht besonders stark absorbiert und mittels der absorbierten Laserenergie leicht sublimier- oder verdampfbar ist, und wovon eine zweite Schicht mechanisch stabil und im Bereich des sichtbaren Lichtes gut absorbierend ist, und daß die erste Schicht zwischen der Linsenmatrix und der zweiten Schicht angebracht ist Hierdurch wird erreicht, daß praktisch nur die im Bereich der Laserlinie stark absorbierende Zwischenschicht adiabatisch verdampft und die zweite Schicht rein mechanisch durch die lokale Druckerhöhung abgetragen wird.

Für die erste Schicht, die Zwischenschicht, kommen

leicht verdampfbare Materialien wie Kollodium, Alkylacide, Peroxyde und ähnliches in Frage. Für die zweite, mechanisch stabile Schicht verwendet man vorteilhaft schwarz eingefärbte Lacke, schwarz eingefärbtes Kunstharz oder dergleichen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind zwischen der die Blendenmatrix bildenden Schicht und der Linsenmatrix Streumittel vorgesehen. Dies läßt sich in besonders einfacher Weise dadurch erreichen, daß die Rückseite der Linsenmatrix leicht angerauht ist. Durch ι ο diese Maßnahme wird eine Streuung des Projektionslichtes und damit eine künstliche Vergrößerung der Apertur des Linden-Blenden-Systems erreicht, wodurch das auf dem Projektionsschirm entstehende Bild unter einem größeren Raumwinkel betrachtet werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung des zur Herstellung des Schirmes dienenden Verfahrens wird in der Vorrichtung zur Herstellung des Schirmes ein einen Laserstrahl nacheinander auf alle Elemente der Linsenmatrix lenkender kardanischer Ablenkspiegel verwendet, der so angeordnet ist, daß die spätere Projektionsgeometrie eingehalten wird.

Die Größe der zu erzeugenden öffnungen läßt sich in gewissen Grenzen durch die Ablenkgeschwindigkeit des Ablenkspiegels sowie durch die Laserleistungsdichte steuern.

In den Abbildungen ist das Verfahren, die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein nach diesem Verfahren hergestellter Tageslichtprojektionsschirm beispielsweise dargestellt Es zeigt

F i g. 1 das erfindungsgemäße Verfahren in schematischer Darstellung und

Fig.2 einen nach diesem Verfahren hergestellten, vom Projektionslicht durchstrahlten Tagcslichtprojektionsschirm, ebenfalls in schematischer Darstellung.

In F i g. 1 wird ein Laserstrahl 1 über einen kardanischen Ablenkspiegel 2 auf einen Projektionsschirm 3 gelenkt Der Projektionsschirm beinhaltet einen durchsichtigen Kunststoffkörper 4, dessen eine Oberfläche zu einer aus sphärischen Linsenelementen Aa bestehenden Linsenmatrix ausgebildet ist Die andere Seite des Kunststoffkörpers 4 weist eine ebene, mattierte Oberfläche 46 auf. An diese Oberfläche schließt sich eine Schicht 5 aus Kollodium und daran eine Schicht 6 aus schwarz eingefärbtem Mattlack an.

Zur Erzeugung der Blendenöffnungen wird nun der Laserstrahl 1 mittels des kardanischen Ablenkspiegels 2 so abgelenkt, daß er nacheinander sämtliche Elemente der Linsenmatrix überstreicht Mittels der Linsenelemente 4a wird das Laserlicht auf die Schicht 5 fokussiert Wegen der durch die Fokussierung entstandenen hohen Energiedichte am Brennpunkt 7 verdampft in der Umgebung dieses Punktes das Kollodium schlagartig, wodurch lokal ein so hoher Druck entsteht, daß die dem Punkt 7 benachbarten Teile der Schicht 6 abgesprengt werden.

Das Ergebnis des Verfahrens ist ein Projektionsschirm nach F i g. 2. Er weist an den Sammelpunkten des Projektionslichtes 8 Blendenöffnungen 9 auf. An der mattierten Oberfläche 4b wird das Projektionslicht gestreut Hierdurch wird eine Betrachtung des auf der Fläche 4b entstandenen Projektionsbildes bis zu einem Winkel« gegenüber dem Lot L auf die Bildschirmebene möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Tageslichtprojektionsschirmen mit einer Linsenmatrix und einer im wesentlichen in der Brennebene dieser Linsenmatrix angeordneten Blendenmatrix, bei welchem zum Zwecke der Erzeugung der Blendenöffnungen elektromagnetische Strahlung durch die Linsenmatrix auf eine die Blendenmatrix bildende, durch die entsprechende Strahlungsart veränderbare Schicht fokussiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetische Strahlung Laserlicht (1) verwendet wird, das auf eine durch Wärme leicht veränderbare, das Laserlicht stark absorbierende Schicht (5, 6) fokussiert wird, um so durch iokal begrenzte thermisch mechanische Abtragung der Schicht Blendenöffnungen (9) zu erzeugen.

2. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellter Tageslichtprojektionsschirm mit einer Linsenmatrix, auf deren Rückseite eine eine Blendenratrix bildende Schicht aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5,6) durch Wärme leicht veränderbar ist und das Laserlicht (1) stark absorbiert

3. Tageslichtprojektionsschirm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Blendenmatrix bildende Schicht als Mehrfachschicht (5,6) ausgebildet ist, wovon eine erste Schicht (5) das Laserlicht besonders stark absorbiert und mittels der absorbierten Energie leicht sublimier- oder verdampfbar ist, und wovon eine zweite Schicht (6) mechanisch stabil und .<n Bereich des sichtbaren Lichtes gut absorbierend ist, uncf daß dir erste Schicht zwischen der Linsenmatria und der zweiten Schicht angebracht ist.

4. Tageslichtprojektionsschirm nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Blendenmatrix bildenden Schicht (5, 6) und der Linsenmatrix (4a) Streumittel (4b) vorgesehen sind.

5. Tageslichtprojektionsschirm nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite (46) der Linsenmatrix leicht angerauht ist

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen Laserstrahl (1) nacheinander auf alle Elemente der Linsenmatrix (4a) lenkender kardanischer Ablenkspiegel (2) vorgesehen ist.