DE4005933A1 - Rueckprojektions-scheibe - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Rückprojektions-Scheibe für eine kontrastreiche Bildwiedergabe in vorzugsweise unverdunkelten Räumen.

Es sind bereits zahlreiche Rückprojektions-Scheiben für den gleichen Anwendungszweck bekannt. Sofern es sich um Ausführungen von hoher Leistung und Effektivität handelt, sind diese in der Regel jedoch kompliziert und aufwendig in der Herstellung.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine für die Hellraumprojektion geeignete leistungsfähige Rückprojektions-Scheibe zu entwickeln, die in einfacher Weise und daher kostengünstig produziert werden kann.

Eine Scheibe nach der Erfindung ist in Abb. 1 an einem Beispiel dargestellt. Die Abbildung zeigt einen Horizontalschnitt. Der Scheibengrundkörper 1 besteht in der Regel aus einem kostengünstig herzustellenden extrudierten oder gegossenen Acrylglas, dessen Frontseite, die den Betrachtern zugewandt ist, vorzugsweise mit einer vertikal verlaufenden wellen- oder rillenförmigen Lentikularstruktur 2 versehen ist.

Auf der Rückseite ist die Scheibe mit einer Streuschicht 3 ausgestattet, die im Spritz- oder Gießverfahren aufgetragen wird und in einer Lackmasse Streukörper, vorzugsweise Quarzmehl enthält.

Da der aus transparentem Acrylglas oder anderen geeigneten Kunststoffen hergestellte Scheibengrundkörper 1 in der Regel aufgrund des Herstellungsverfahrens glänzende Oberflächen besitzt, wird zur Vermeidung von Reflexen auf der Scheibenvorderseite eine Antireflexschicht 4 im Spritz- oder Gießverfahren aufgetragen. Diese Schicht vermeidet direkte Reflexionen, die sich störend auf die Projektionsbildwiedergabe auswirken würden. Die Antireflexschicht 4 ist jedoch noch so transparent, daß keine weitere bilderzeugende Schicht neben der Streuschicht 3 entsteht, was zu einer Verschlechterung der Abbildungsschärfe führen würde. Die verbliebene relativ hohe Resttransparenz von Schicht 4 ermöglicht es dem von der Betrachterseite auftreffenden Streulicht, in das Scheibeninnere einzudringen, wo es durch Streuung und Reflexion zum großen Teil absorbiert und damit unschädlich gemacht wird. Dieser Effekt ist für die Erzielung einer kontrastreichen Bildwiedergabe bei frontseitig auftreffendem Störlicht von Bedeutung.

An zwei typischen Strahlenverlaufs-Beispielen soll die Wirkungsweise der Projektionsscheibe nach der Erfindung verdeutlicht werden. Trifft gemäß Abb. 1 ein Projektionsstrahl 5 von der Scheibenrückseite her auf die Schicht 3, so wird er durch die in diese eingelagerten Streukörper in eine Vielzahl räumlich gefächerter Teilstrahlen zerlegt. Diese durchlaufen in unterschiedlichen, divergierenden Richtungen den Grundkörper 1 und treffen an der Scheibenfrontseite von innen auf die lenticularen Oberflächenstrukturen 2 der Scheibenvorderseite. Dort werden alle Teilstrahlen nochmals durch Brechung beim Übergang vom dichteren zum dünneren Medium sowie durch Streuung in der Antireflexschicht 4 in verschiedene Raumwinkel abgelenkt.

Die beschriebenen Streuungs- und Ablenkungseffekte bewirken insgesamt beim Durchtritt eines Strahls 5 durch die Scheibe nach der Erfindung gemäß Abb. 1 eine starke Gesamtdivergenz, die eine gute Richtungsverteilung der auf der Betrachterseite austretenden Projektionsstrahlen über den gesamten Raumwinkelbereich bewirkt. Dabei wird wegen der lentikularen vertikal gerichteten vorzugsweise rillen- oder wellenförmigen Oberflächenstruktur 2 der Projektionsscheibe durch die vornehmlich in horizontaler Richtung wirksam werdende Brechungsablenkung die horizontale Seitensichtigkeit verstärkt. Durch eine Einfärbung des Grundkörpers 1, der Antireflexschicht 4 und der Streuschicht 3 oder durch Teile von diesen kann die Absorption von Störlicht, das von der Betrachterseite her auf die Scheibenoberfläche auftritt, erhöht und so der Kontrast der Bildwiedergabe verbessert werden.

Am Beispiel von Abb. 1 wird erkennbar, wie durch die Oberflächenstruktur der Scheibenfrontseite von vorn auftreffendes Störlicht 6 zum größten Teil an der Oberfläche, die mit der Antireflexschicht 4 überzogen ist, gestreut und überwiegend in seitliche Richtungen abgelenkt wird. Dadurch wird der Anteil des in Betrachtungsrichtung rückreflektierten Störlichts erheblich reduziert, so daß nur noch eine geringe Minderung der Projektionsqualität durch dieses eintritt. Hieraus ergeben sich insbesondere unter Hellraumbedingungen die guten Projektionseigenschaften der erfindungsgemäßen Rückprojektions-Scheiben.

In Abb. 2 ist eine weitere Variante der Rückprojektions- Scheibe nach der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführung sind die Streuteilchen 7 in den Scheibenhauptkörper 1 eingelagert. Ferner wird an Stelle der auf die Oberfläche an der Betrachterseite aufgetragenen Antireflexschicht 4 eine Oberflächenstrukturierung 8 benutzt, die gleiche Wirkungen erzielt, wie sie für die Antireflexschicht 4 beschrieben wurden.

In Abb. 3 wird eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Rückprojektions-Scheibe an einem Beispiel dargestellt. An Stelle einer wellen- oder rillenförmigen Oberfläche auf der Betrachterseite in vertikal verlaufender lentikularer Ausführung werden Strukturen mit dachartigen Horizontalquerschnitten unterschiedlicher Steilheit und mit spitzwinklig oder gerundet ausgebildeten Spitzen und Furchen verwendet. Die Scheibenrückseite kann zusätzlich mit einer Fresnellinsen- oder Stufenlinsen-Struktur in konzentrisch- zirkularer oder in lentikularer Ausführung ausgestattet sein.

Eine Weiterbildung der Bildwand nach der Erfindung zeigt Abb. 4. Die vertikal verlaufenden lentikularen Oberflächenstrukturen haben einen Horizontalquerschnitt, dessen Begrenzungslinie auf der Betrachterseite aus einer Kombination zwischen konvexen und konkaven Wellenlinien in den Strukturtälern 9 und Spitzen mit konvexen oder konkaven Flanken im Bereich der Strukturerhebungen 10 besteht.

Die Wirkung der einzelnen Oberflächenbereiche wird am Beispiel von vier typischen Strahlengruppen demonstriert.

Strahlengruppe 11 trifft den Flankenbereich der spitzenförmigen Erhebung 15, der im Falle dieses Beispiels konkav ausgebildet ist. An der Innenseite der Flanke wird das Strahlenbündel divergierend reflektiert und tritt unter nochmaliger Verstärkung der Divergenz durch den gegenüberliegenden ebenfalls konkaven Flankenbereich aus.

Die Strahlengruppe 12 trifft den Spitzenbereich der Erhebung 15. Dieser Bereich hat die Ausbildung einer Konvexlinse mit geringem Krümmungsradius. Das Strahlenbündel wird daher nach dem Austritt aus der gerundeten Erhebungsspitze mit guter Annäherung in einem Brennpunkt 16 gesammelt und hinter diesem stark divergierend abgestrahlt.

Bündel 13 trifft einen konvexen Bereich im Strukturtal 9 und wird nach Fokussierung im Brennpunkt 17 ebenfalls divergierend abgestrahlt.

Strahlenbündel 14 tritt durch einen konkaven Oberflächenbereich im Strukturtal 9 aus und wird dabei divergierend gestreut.

Insgesamt bewirkt die am Beispiel von Abb. 4 dargestellte Oberflächenstruktur einer erfindungsgemäßen Rückprojektions-Scheibe, die auf der Rückseite zusätzlich mit einer zirkularen oder linearen Linsenstruktur 18 zur Parallelisierung der auftreffenden Projektionsstrahlen ausgestattet sein kann, daß die auf der Betrachterseite austretenden Strahlen insbesondere in Horizontalrichtung stark gestreut werden. Hierdurch wird eine gute Seitensichtigkeit des Projektionsbildes erzielt.

Eine weitere Variante von Projektionsscheiben nach der Erfindung besteht darin, daß die geschilderten Oberflächenstrukturen nicht lentikular sondern sowohl horizontal- wie vertikal-strukturiert ausgebildet sind. Dies bedeutet z. B., daß bei Zugrundelegung des in Abb. 3 dargestellten horizontalen Querschnitts die frontseitige Oberfläche nicht aus vertikal verlaufenden dachartigen und lentikularen Rillen bzw. Rippen besteht, sondern daß an Stelle dieser flächig verteilte prismenartige Erhebungen vorhanden sind.

Entsprechend können auch die erfindungsgemäßen Ausführungen, die an Beispielen in Abb. 1 und 2 dargestellt sind, mit horizontal- vertikal strukturierten betrachterseitigen Oberflächenstrukturen versehen sein.

Zusätzliche Weiterbildungen von Rückprojektions-Scheiben nach der Erfindung ergeben sich durch beliebige Kombinationen der speziellen Ausführungen und Eigenschaften, wie sie in den Abb. 1, 2, 3 und 4 an Einzelbeispielen dargestellt sind.

Durch die Möglichkeit, bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Rückprojektions-Scheiben einfache und preiswerte Produktionsverfahren einsetzen zu können, lassen sich die Scheiben preiswert und in großen Stückzahlen herstellen.

Claims (10)

1. Rückprojektions-Scheibe aus transparentem Kunststoffmaterial, dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Betrachter zugewandte Frontseite vorzugsweise mit einer vertikal verlaufenden wellen- oder rillenförmigen Lentikularstruktur (2) versehen ist,
daß die Scheibe auf ihrer Rückseite mit einer Streuschicht (3) ausgestattet ist, die im Spritz- oder Gießverfahren oder anderer geeigneter Weise aufgetragen wird und Streukörper, vorzugsweise Quarzmehl, enthält.

2. Rückprojektions-Scheibe nach Anspruch 1, dadurch besonders gekennzeichnet, daß die Streukörper, vorzugsweise Quarzmehl, in das für die Scheibenherstellung benutzte Kunststoffmaterial eingelagert sind.

3. Rückprojektions-Scheibe nach Ansprüchen 1-2, dadurch besonders gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Reflexen auf der Scheibenvorderseite eine Antireflexschicht (4) im Spritz- oder Gießverfahren oder in anderer geeigneter Weise aufgetragen ist.

4. Rückprojektions-Scheibe nach Ansprüchen 1-3, dadurch besonders gekennzeichnet, daß das zur Herstellung der Rückprojektions-Scheibe benutzte Kunststoffmaterial selbst oder die verwendeten vorder- und rückseitigen Beschichtungen eingefärbt sind.

5. Rückprojektions-Scheibe nach Ansprüchen 1-4, dadurch besonders gekennzeichnet, daß anstelle der frontseitig aufgetragenen Antireflexschicht (4) eine Oberflächenstrukturierung (8) benutzt wird.

6. Rückprojektions-Scheibe nach Ansprüchen 1-5, dadurch besonders gekennzeichnet, daß anstelle einer wellen- oder rillenförmigen Oberfläche auf der Betrachterseite in vertikal verlaufender lentikularer Ausführung Strukturen mit dachartigen Horizontalquerschnitten unterschiedlicher Steilheit und mit spitzwinklig oder gerundet ausgebildeten Spitzen und Furchen verwendet werden.

7. Rückprojektions-Scheibe nach Ansprüchen 1-6, dadurch besonders gekennzeichnet, daß die vertikal verlaufenden lentikularen Oberflächenstrukturen einen Horizontalquerschnitt haben, dessen Begrenzungslinie auf der Betrachterseite aus einer Kombination von konvexen und konkaven Wellenlinien in den Strukturtälern (9) und Spitzen mit konvexen oder konkaven Flanken im Bereich der Strukturerhebungen (10) besteht.

8. Rückprojektions-Scheibe nach Ansprüchen 1-7, dadurch besonders gekennzeichnet, daß die verschiedenen Oberflächenstrukturen nicht lentikular sondern sowohl horizontal- wie vertikal-strukturiert ausgebildet sind, wobei die frontseitige Oberfläche nicht aus vertikal verlaufenden dachartigen oder lentikularen Rillen bzw. Rippen besteht, sondern anstelle dieser flächig verteilte prismenartige Erhebungen enthält.

9. Rückprojektions-Scheibe nach Ansprüchen 1-8, dadurch besonders gekennzeichnet, daß die Scheibenrückseite zusätzlich mit einer Fresnellinsen- oder Stufenlinsen-Struktur in zirkularer oder lentikularer Ausführung ausgestattet ist.

10. Rückprojektions-Scheibe nach Ansprüchen 1-9, dadurch besonders gekennzeichnet, daß die in den Ansprüchen 1-9 beschriebenen Eigenschaften in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können.