DE60021555T2

DE60021555T2 - Projektionsschirm

Info

Publication number: DE60021555T2
Application number: DE60021555T
Authority: DE
Inventors: Daniel Gibilini
Original assignee: Synelec Telecom Multimedia FR
Current assignee: Synelec Telecom Multimedia FR
Priority date: 1999-04-29
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2020-04-29
Also published as: EP1177477B1; ES2249263T3; WO2000067071A1; AU4573900A; EP1177477A1; FR2793043A1; FR2793043B1; DE60021555D1; ATE300755T1; US6829086B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Sachgebiet der Projektion und insbesondere die Schirme, welche sowohl für die Frontalprojektion als auch für die Rückprojektion verwendet werden.
Die Projektion oder Frontalprojektion ist die Projektion eines Bildes auf eine Seite eines Schirmes, im Folgenden vereinbarungsgemäß als die Vorderseite des Schirmes bezeichnet, zur Anzeige von Bildern auf der Vorderseite des Schirmes. In dem derzeitigen Stand der Technik erfolgt diese Art der Projektion in dunklen Räumen, das Musterbeispiel ist die Projektion auf die Perlleinwände in Kinos.
Die Rückprojektion ist die Projektion eines Bildes auf eine Seite eines Schirmes, im Folgenden vereinbarungsgemäß als die Rückseite des Schirmes bezeichnet, zur Anzeige von Bildern auf der anderen Seite des Schirmes, welche vereinbarungsgemäß als die Vorderseite des Schirmes bezeichnet wird. Solche Schirme werden insbesondere für Projektionen in großem Maßstab verwendet, oder für Bildwände; diese Schirme werden, wenn sie einen ausreichenden Kontrast aufweisen, in einem normal beleuchteten Raum verwendet. Als Projektor können klassische analoge Projektoren verwendet werden, zum Beispiel vom Drei-Röhren-Typ; man kann ebenfalls, wie in den derzeit von der Anmelderin vermarkteten Vorrichtungen, digitale Vorrichtungen verwenden, wie zum Beispiel die digitalen Mikro-Spiegel, welche von der Gesellschaft Texas Instruments unter der Referenz DMD verkauft werden. Man kann die Rückprojektions-Schirme in anderen Anwendungen verwenden, zum Beispiel als Schirm zur Filterung von gebündeltem oder leicht divergentem Licht, d.h. mit einem Divergenz-Winkel kleiner oder von der Ordnung 20°. Solche Schirme können Verwendung in der Straßenbeschilderung Verwendung finden, als Richtfilter auf Kathodenstrahlröhren.
Die idealen Eigenschaften eines Rückprojektions-Schirmes sind:

– eine gute Leuchtdichte (Luminanz) oder spezifische Durchlässigkeit (Transmittivität), das heißt die Fähigkeit, das Licht in der Richtung von der Rückseite zur Vorderseite des Schirmes weiterzuleiten, derart, dass die projizierten Bilder effektiv zum Publikum übertragen werden, und dass sie nicht oder wenig in Richtung des Projektors reflektiert werden, und auch nicht durch den Schirm absorbiert werden;
– eine starke Licht-Absorption in Richtung von der Vorderseite zur Rückseite, so dass das Umgebungslicht nicht zur selben Zeit zum Publikum reflektiert wie das von hinten projizierte Licht;
– eine gute Auflösung, das heißt die Fähigkeit, dass der Benutzer zwei Punkte, welche in einer geringen Distanz voneinander projiziert werden, unterscheiden kann;
– eine kontrollierte Richtwirkung, das heißt die Möglichkeit, den Raumwinkel zu kontrollieren, in welchem die Strahlen, welche den Schirm durchqueren, ausgesendet werden; diesbezüglich definiert man gewöhnlich die Verstärkung eines Schirmes dadurch, dass man seine Charakteristiken mit derjenigen eines Reflexions-Streu-Schirmes vergleicht, welcher aus einer Magnesiumoxidschicht auf einem Träger gebildet ist.

Die idealen Eigenschaften eines Projektionsschirmes sind im Wesentlichen die gleichen:

– die Fähigkeit, das auf die Vorderseite des Schirmes projizierte Licht in Richtung des Publikums zu reflektieren, so dass die projizierten Bilder effektiv in Richtung des Publikums reflektiert werden, und dass sie nicht oder wenig durch den Schirm absorbiert werden;
– eine gute Auflösung, das heißt die Fähigkeit für den Benutzer, zwei Punkte, welche in einer geringen Distanz voneinander projiziert werden, zu unterscheiden;
– eine kontrollierte Richtwirkung, das heißt die Möglichkeit, den Raumwinkel zu kontrollieren, in welchem die Strahlen, welche den Schirm durchqueren, ausgesendet werden; diesbezüglich definiert man gewöhnlich die Verstärkung eines Schirmes dadurch, dass man seine Charakteristiken mit derjenigen eines Reflexions-Streu-Schirmes vergleicht, welcher aus einer Magnesiumoxidschicht auf einem Träger gebildet ist.

In dem derzeitigen Stand der Technik werden die Projektionsschirme nicht anderweitig genutzt als in dunklen Räumen, und das Verhalten des Schirmes gegenüber dem Umgebungslicht ist keine berücksichtigte Eigenschaft.
Man definiert in bekannter Weise den Nominal-Kontrast eines Rückprojektions-Schirmes als das Verhältnis L0/(l × R) zwischen dem Licht L0, welches von dem Schirm ausgestrahlt wird, und dem Produkt aus dem Licht l, welches auf den Schirm einfällt, und der Reflexion R des Schirmes. Diese Definition gilt sowohl für die Projektion als auch die Rückprojektion.
Im Falle der Rückprojektion verringert eine zu starke Reflexion des Lichtes in der Richtung von vorne nach hinten den Kontrast eines projizierten Bildes und kann die Verwendung des Schirmes außer als in einem dunklen Zimmer verhindern; im Falle eines kastenförmigen Rückprojektors toleriert die Rückprojektion eine minimale leuchtende Umgebung im Unterschied zur frontalen Projektion. Dies stellt offensichtlich ein Problem dar für Anwendungen wie Kontrollräume oder Außen-Anwendungen wie zum Beispiel Projektionen in Stadien.
Diverse Rückprojektionsschirme sind bereits vorgeschlagen worden. Die älteste und einfachste Lösung besteht darin, ein Mattglas als Schirm zu verwenden. Ein Schirm, welcher aus einer granulierten Mattglasscheibe gebildet ist, stellt einen mattgeschliffenen Lambertien dar, mit isotroper Diffusion des Lichtes: die Transmittivität eines solchen Schirmes ist also 50%, und die Verstärkung ist 1. Die Reflexion in der Richtung von vorne nach hinten ist in der Größenordnung von 10%, was die Verwendung eines Mattglases bei Umgebungslicht erschwert. Die Gesellschaft Stewart Film Screen Corporation stellt Schirme mit verbessertem Mattglas bereit, welches nach vorne eine unrunde Verstärkung aufweist, sowie eine Licht-Diffusion nach vorne, die nicht isotrop ist. Die Transmittivität ist immer noch in der Größenordnung von 50%, aber in der Verwendungs-Richtung des Schirmes ist die Verstärkung größer als 1. Alles in allem weisen diese Matt-Schirme eine hohe Auflösung auf, aber einen geringen Kontrast, welcher typischerweise von der Ordnung 10 ist.
Die Gesellschaft HIP stellt Schirme bereit, die gebildet sind aus einem Dünnfilm-Diffusor auf einem transparenten Substrat, auf dem schwarze Punkte abgelagert sind, die wiederum in dem dünnen Zerstreuungs-Film verteilt sind; diese schwarzen Punkte verringern die Licht-Reflexion, und bewirken die Vergrößerung des Kontrastes des Schirmes; allerdings bewirken sie ebenfalls die Verringerung der Transmittivität und führen zu Informationsverlusten. Die Transmittivität ist in der Größenordnung von 50%, und der Kontrast typischerweise zwischen 50 und 100.
Es ist außerdem bekannt, für Fernseh-Anwendungen, linsenförmige Schirme vorzusehen. Diese Schirme haben eine wellige Struktur, welche einer horizontalen Richtung folgt und invariant ist unter Translation folgend einer vertikalen Richtung. Die Welligkeit (Ondulation) ermöglicht eine Verteilung des Lichtes in der horizontalen Richtung und vergrößert den Sichtwinkel in dieser Richtung. Es ist außerdem vorgeschlagen worden, im Inneren des Materials Streuungs-Kerne vorzusehen, zum Beispiel Streu-Blasen, um eine kontrollierte Streuung in die vertikale Richtung aber auch in die horizontale Richtung sicherzustellen: der Sichtwinkel in der vertikalen Richtung bleibt eingeschränkt und ist auf jeden Fall an die Konzentration der Blasen geknüpft; die Verwendung solcher Blasen verringert die Auflösung des Schirmes. Die maximale Auflösung ist relativ gering, auf Grund der minimalen Größe der Wellen (Ondulationen), welche in der Größenordnung von 0,3 mm ist. Mit Welligkeits-Größen in der Größenordnung von 0,8 bis 1 mm werden solche Schirme gewöhnlicherweise für Video verwendet. Für graphische Anwendungen mit hoher Auflösung bereiten diese Schirme Moiré-Probleme, lokal oder auf der gesamten Oberfläche des Schirmes.
Ein solcher Schirm ist beschrieben in EP-A-0 241 986; in diesem Dokument ist es vorgesehen, zwischen die Ondulationen eine schwarze Matrix zu setzen, so dass der Kontrast verbessert wird; diese Matrix weist den Nachteil auf, dass ein Teil der Information absorbiert wird. Die Transmittivität dieser Schirme ist in der Größenordnung von 55% und der Kontrast von der Ordnung 100. Die Gesellschaften Dai Nippon Printing und Philipps stellen solche Schirme bereit.
Bei dem SID 99 (Symposium of International Display) in San José, Kalifornien, gehalten vom 16.05.1999 bis zum 20.05.1999, hat die Gesellschaft Dai Nippon Printing einen neuartigen linsenförmigen Schirm vorgestellt, aufweisend eine das Umgebungslicht absorbierende Schicht, welche unmittelbar auf der äußeren zylindrischen Oberfläche der Ondulationen angebracht ist; die Verbesserung, welche mit dem Bericht über das vorstehende Produkt bekannt gegeben wurde, ist die folgende:
Die Lichtstärke und der Kontrast dieses Schirms bleiben mittelmäßig.
J.M. Tedesco et al., Holographic Diffusors for LCD backlights and projection screens, SID 93 Digest pp. 29–32, erwähnt, für Rückprojektions-Anwendungen die Verwendung eines Schirmes, welcher gebildet ist aus einer Fresnel-Linse, einem klassischen Diffusor und einer solchen linsenförmigen Matrix. Die Fresnel-Linse bildet ein Abbild der Linsen-Öffnung in einem mittleren Teil des Bildraumes. Der Diffusor sichert eine beschränkte Streuung des Bildes in die vertikale Richtung, und die linsenförmige Matrix sichert die Verteilung des Bildes in der horizontalen Richtung.
Bei dem SID 99 stellte die SARNOFF Corp. einen neuartigen linsenförmigen Schirm mit einer verbesserten schwarzen Matrix vor, ohne jedoch anzugeben, wie die schwarze Matrix verbessert worden war; der Kontrast erschien gut, aber die Lichtstärke bleibt mittelmäßig auf Grund einer Transmission, die maximal 60% erreicht.
Alles in allem weisen diese linsenförmigen Schirme eine geringe Auflösung auf, eine mittelmäßige Lichtstärke, eine geringe horizontale Richtwirkung, aber eine starke vertikale Richtwirkung und einen hohen Kontrast, falls die schwarze Matrix konsequent ist; allerdings ist in diesem Fall die Lichtstärke verschlechtert.
Die Physical Optics Corporation vermarktet unter der Marke DDS (Digital Display Screen) Schirme, welche für die Rückprojektion oder für Fernsehmonitore oder Computermonitore bestimmt sind. Diese Schirme sind aus einem Träger aus Polycarbonat, Polyester oder aus gefärbtem Acryl gebildet, auf den ein holographischer Diffusor geklebt ist. Der holographische Diffusor ist von dem in US-A-5 609 939 beschriebenen Typ und erlaubt die Kontrolle des Sichtwinkels, das heißt des Raumwinkels, in welchem das Licht transmittiert wird, welches auf den Schirm projiziert wird. Diese Schirme stellen eine Lösung des Richtwirkungs-Problems dar; allerdings weist der für Rückprojektionsanwendungen vorgeschlagene Schirm aus gefärbtem Acryl eine geringe Lichtstärke auf, bedingt durch seine Transmittivität, welche nur von in der Größenordnung von 50% ist. Alles in allem sichern diese Schirme eine gute Auflösung, eine wirksame Kontrolle der Richtwirkung in der horizontalen Richtung wie in der Vertikalrichtung; der Kontrast und die Transmittivität bleiben gering, insbesondere bedingt durch die Verwendung eines gleichmäßig getönten Materials; ein solches Material weist eine Transmission auf, welche zu gering ist, um eine gute Lichtstärke zu sichern, und immer noch zu hoch, um einen guten Kontrast zu sichern. Üblich ist ein Kontrast von der Ordnung 50. Weitere Anbieter von holographischen transmissiven Filmen sind Denso (Japan) oder l'Institut National D'Optique (INO, Kanada). Holographische Filme werden angeboten von der Physical Optics Corporation, oder außerdem von der amerikanischen Gesellschaft Krystal Holographics International Inc.
Der oben genannte Artikel von J.M Tedesco et al. schlägt vor, einen holographischen Diffusor mit einer Fresnel-Linse zu verknüpfen, um die Probleme zu beheben, welche durch die linsenförmigen Matrizen aufgeworfen werden.
US-A-5 781 344 und US-A-5 563 738 beschreiben Filter mit geringem Reflexionsvermögen vom Typ, welcher derzeit von der Anmelderin für Rückprojektions-Produkte verwendet wird. Diese Filter bestehen aus einem Träger, aus einer lichtundurchlässigen (opaken) Matrix, und aus Kugeln, welche in die lichtundurchlässige Matrix eingedrückt sind, so dass sie in Kontakt mit dem Träger kommen. Das von dem Projektor stammende und durch die Kugeln fokussierte Licht durchquert die lichtundurchlässige Matrix nur, wenn es an, oder in der Nähe von, dem Kontaktpunkt zwischen den Kugeln und dem Träger verläuft. Um das Einstellen der optischen Eigenschaften der Filter zu erlauben, schlagen diese Dokumente vor, über der lichtundurchlässigen Matrix neben den Kugeln eine oder mehrere zusätzliche Schichten vorzusehen, zwischen den Kugeln oder über diesen. Um den Kontrast zu verbessern, unter Verringern der Lichtmenge, welche zwischen den Kugeln passiert, wird in diesem Dokument vorgeschlagen, über der lichtundurchlässigen Matrix eine lichtundurchlässige Schicht zu bilden. Diese Schicht kann zum Beispiel erzeugt werden durch eine Puder-Pigment-Ablagerung, und durch Erwärmen des Filters, bis das Pigment in den oberen Teil der lichtundurchlässigen Matrix diffundiert.
Dieser Filter weist eine hohe Auflösung auf, bedingt durch die geringe Größe der Kugeln und durch ihre Nähe. Allerdings erreicht die Füllrate der hinteren Oberfläche mit Kugeln kaum 70%, was die Lichtstärke vermindert. Typischerweise werden eine Transmittivität in der Größenordnung von 50% und ein Kontrast von der Ordnung 200 erreicht.
Die Gesellschaften Mems Optical Corporation und RPC aus den USA, schlagen Netze aus Mikro-Linsen vor. Diese Mikro-Linsen werden erhalten durch lithographische Techniken mit Ionen-Beschuss, welche zum Beispiel beschrieben sind in dem Patentantrag WO-A-98 32 590. Die Mikro-Linsen weisen eine Größe von 10 bis 2000 Mikrometer (Mikrons) auf und sind regelmäßig angeordnet, im Kreis, Sechsecken, Quadraten oder Rechtecken folgend. Solche Mikro-Linsen werden nicht Rückprojektions-Anwendungen verwendet.
Die Gesellschaft Polaroid hat bei dem SID 99 einen Schirm vorgestellt, welcher ausschließlich der LCD-Projektion (Liquid Crystal Display) gewidmet ist. Es handelt sich um einen Diffusor, welcher mit einem Linear-Polarisator-Film versehen ist; in der LCD-Zelle ist ein einzelner Linear-Polarisator nicht zweckdienlich, gekreuzt mit demjenigen des Schirmes. Das Umgebungslicht durchquert den Polarisator des Schirmes, wird durch den Diffusor zurückgestreut, und wird aus diesem Grund beim Rückdurchqueren des Polarisators des Schirmes absorbiert.
GB-A-389 611 beschreibt einen Projektionsschirm, dessen hintere Oberfläche – die Oberfläche, auf die das Licht des Projektors trifft – aus einer großen Zahl von fokussierenden optischen Systemen gebildet ist. Diese optischen Systeme fokussieren das von einer Quelle im Unendlichen stammende Licht auf in einer schwarzen Schicht ausgebildete Öffnungen. Es wird vorgeschlagen, diese Öffnungen in der schwarzen Schicht dadurch zu bilden, das ein photographischer Film auf der hinteren Oberfläche des Schirmes gebildet wird, der Schirm belichtet wird, und der photographische Film entwickelt wird. In dem auf die vordere Seite des Schirmes über der schwarzen Schicht ein transparentes Material mit Oberflächen-Unregelmäßigkeiten oder ein semi-transparentes Material geklebt wird, ist der Schirm bei Tageslicht verwendbar. In einer Ausführungsform werden die fokussierenden optischen Systeme der hinteren Oberfläche durch eine Überlagerung von zwei Netzen, welche jeweils Zylinder-Linsen enthalten, gebildet.
Die Verwendung eines semi-transparenten oder gleichmäßig milchartigen Materials bewirkt eine beträchtliche Verringerung des Kontrastes des Schirmes, da Rückstreuung eines nicht vernachlässigbaren Teiles (von 30 bis 40%) des Umgebungslichtes in Richtung auf den Benutzer eintritt. Die Tatsache, dass als Diffusor Oberflächen-Unregelmäßigkeiten eines transparenten Materials verwendet werden, führt auch zur Verringerung des Kontrastes. Aus diesem Grund ist der Kontrast des in diesem Dokument vorgeschlagenen Schirmes geringer als 100.
GB-A 1 440 016 stellt einen Projektionsschirm dergleichen Art vor. Es ist in diesem Dokument vorgeschlagen, auf der vorderen Fläche eines Fokussier-Elemente-Trägers eine schwarze Schicht vorzusehen, Öffnungen in der schwarzen Schicht auszubilden, und ein Diffusor-Material in den Öffnungen vorzusehen. Nichts in diesem Dokument deutet darauf hin, wie das Bilden des Diffusor-Materials in den Öffnungen der schwarzen Schicht erfolgt.
Bei den in diesen zwei Dokumenten vorgeschlagenen Schirme ist es schwierig, die Richtwirkung der Schirme zu kontrollieren, das heißt die Orientierung der Lichtstrahlen beim Austritt aus dem Schirm. Darüber hinaus erlauben diese Schirme nicht das Anbieten eines guten Kontrastes, während gleichzeitig eine vordere Oberfläche einen brillanten Aspekt aufweist. Die Schirme dieser beiden Dokumente weisen außerdem beträchtliche Bildfehler (Aberrationen) auf.
GB-A-389 611 stellt, in einer Ausführungsform, einen aus einer Glas- oder Zelluloid-Schicht gebildeten Schirm bereit, mit Linsen auf einer Oberfläche.
US-A-4 666 248 beschreibt einen Rückprojektions-Schirm, aufweisend eine transparente Schicht und, auf der Rückseite des Schirmes, eine absorbierende Schicht mit Öffnungen und eine Schicht mit anamorphen Linsen. Dieses Dokument präzisiert, dass ungefähr 75% der Zwischenschicht absorbierend ist. In einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, eine antireflektierende Schicht oder eine Mikro-Relief-Schicht über einer Oberfläche oder über den beiden Oberflächen des Schirmes zu bilden.
FR-A-980 402 betrifft einen Transparenz-Projektionsschirm – anders ausgedrückt einen Rückprojektions-Schirm. Dieser Schirm weist zwei Gruppen von Zylinder-Linsen auf, deren Achsen verschoben sind, oder linsenförmige Elemente, welche durch die Kreuzung solcher Zylinder-Linsen gebildet sind. Auf der den linsenförmigen Elementen gegenüberliegenden Seite wird mit Hilfe eines photographischen Druckverfahrens eine lichtundurchlässige Schicht mit Öffnungen gebildet. Der größte Teil dieser Schicht ist lichtundurchlässig.
FR-A-972 333 schlägt eine Rückprojektions-Vorrichtung vor; die Vorrichtung weist auf einer Seite mikroskopische Stufen auf, zum Beispiel eine Fresnel-Linse. Auf der anderen Seite ist eine lichtundurchlässige Schicht mit Öffnungen vorgesehen, welche durch einen photographischen Prozess gebildet wird.
FR-A-959 731 schlägt einen Rückprojektions-Schirm vor. Er ist gebildet aus einer Trägerschicht, einer auf dem Träger gebildeten absorbierenden Schicht, und einer Vielzahl von kleinen Kugeln (Sphären), welche in die lichtundurchlässige Schicht eingedrückt sind, um Pupillen zu definieren.
JP-A-3 127 041 beschreibt verschiedene Rückprojektions-Schirme, gebildet aus einem Träger, linsenförmigen Elementen, welche auf einer der Flächen des Trägers geformt sind, einer lichtundurchlässigen Schicht mit Öffnungen über der anderen Seite des Trägers, gegebenenfalls mit linsenförmigen Elementen, welche in den Öffnungen der lichtundurchlässigen Schicht gebildet sind. Das eine oder mehrere dieser Elemente können durch einen Raum-Diffusor gebildet sein.
US-A-5 745 288 beschreibt einen Schirm, mit einer Folie, welche auf einer Seite mit Linsen versehen ist und auf der anderen Seite abwechselnd mit Linsen und Rippen. Auf den Rippen ist eine lichtundurchlässige Schicht angebracht. Ein Film ist auf die Rippen geklebt, aber nicht auf die Linsen zwischen den Rippen. Auf der Seite, welche den Rippen gegenüber liegt, kann der Film mit Unregelmäßigkeiten versehen sein, um das äußere Licht zu zerstreuen.
US-A-5 611 611 offenbart einen Rückprojektions-Schirm, aufweisend eine Folie, welche auf einer Seite mit Linsen versehen ist und auf der anderen Seite mit Rippen und Rillen an den Brennpunkten der Linsen. Die Rippen sind mit einer lichtundurchlässigen Schicht bedeckt. Eine Verstärkungsplatte ist auf den Rippen und den Rillen aufgebaut mit Hilfe einer Harz-Schicht, welche durch Licht aushärtbar ist. Der Index der Verstärkungsplatte ist so gewählt, um den Sichtwinkel beim Austritt aus dem Schirm zu vergrößern; die Platte kann im Volumen zerstreuend sein.
EP-A-1 014 169 schlägt einen Rückprojektions-Schirm vor mit linsenförmigen Elementen, welche das Licht, welches von einer Fresnel-Linse empfangen wird, auf Öffnungen fokussiert, welche in einer lichtundurchlässigen Schicht gebildet sind. Ein Substrat aus Harz ist über der lichtundurchlässigen Schicht gebildet. Die verschiedenen Elemente des Schirmes können aus einem Material gebildet sein, welches im Volumen streut.
US-A-3 832 032 beschreibt einen Rückprojektions-Schirm. Auf einer Seite des Schirmes sind linsenförmige Elemente gebildet. Die andere Seite des Schirmes ist eben und weist alternierend lichtundurchlässige Bänder und zerstreuende Bänder auf. Die zerstreuenden Bänder können geformt werden durch Sandstrahlen der anderen Seite, einer vorgegebenen Sandstrahl-Richtung folgend. Die zerstreuenden Bänder bilden einen holographischen Diffusor.
US-A-5 870 224 offenbart einen Rückprojektions-Schirm, welcher gebildet ist aus einem Träger, über einer der Seiten des Trägers geformten linsenförmigen Elementen, einer lichtundurchlässigen Schicht mit Öffnungen über der anderen Seite des Trägers, einer Zerstreuungs-Schicht über der lichtundurchlässigen Schicht und in den Öffnungen der undurchlässigen Schicht, und einer Schutzschicht über der Zerstreuungs-Schicht.
Die Erfindung stellt eine Lösung bereit für verschiedene Probleme von Rückprojektions-Schirmen. Sie liefert einen Schirm mit einer hervorragenden Durchlässigkeit (Transmittivität) von hinten nach vorne, einer guten Absorption von vorne nach hinten; sie sichert daher einen ausgezeichneten Kontrast. Darüber hinaus erlaubt sie in einer Ausführungsform, die Richtwirkung zu kontrollieren; sie verhindert außerdem die Moiré-Effekte, welche durch die Periodizität der Oberflächen hervorgerufen werden. In einer anderen Ausführungsform stellt die Erfindung auch einen Schirm bereit, dessen vordere Oberfläche einen brillanten Aspekt aufweist, und der trotzdem einen ausgezeichneten Kontrast und eine kontrollierte Richtwirkung aufweist.
Genauer gesagt stellt die Erfindung einen Schirm bereit, wie in dem Anspruch definiert, aufweisend einen Träger mit Fokussier-Elementen, und eine lichtundurchlässige (opake) Schicht mit Durchgangsöffnungen zum Durchlassen des Licht, das von den Fokussier-Elementen fokussiert wird.
In einer Ausführungsform ist die lichtundurchlässige Schicht den Brennpunkten der Fokussier-Elemente benachbart.
Vorzugsweise sind die Durchgangsöffnungen nicht-punktuell.
In einer Ausführungsform weisen die Durchgangsöffnungen eine Abmessung zwischen einschließlich 2 Mikrometern und 200 Mikrometern auf.
In einer anderen Ausführungsform stellen die Durchgangsöffnungen weniger als 10% der Oberfläche der lichtundurchlässigen Schicht dar, und vorzugsweise weniger als 5% dieser Oberfläche.
In noch einer weiteren Ausführungsform weist der Schirm einen Kontrast über 250 auf, und vorzugsweise über 500.
Vorzugsweise weisen die Fokussier-Elemente eine Größe zwischen einschließlich 20 Mikrometern und 1 Mikrometer auf.
In einer Ausführungsform weist der Schirm eine Durchlässigkeit (Transmittivität) über 70% auf.
In einer anderen Ausführungsform ist das Quadrat (Φ_Bohrung/Φ_Fokussierung)² des Verhältnisses zwischen der Größe Φ_Bohrung der Durchgangsöffnungen und der Größe Φ_Fokussierung der Fokussier-Elemente kleiner oder gleich 10%, vorzugsweise kleiner oder gleich 5%.
Im Fall von linsenförmigen Fokussierelementen ist das Verhältnis zwischen der Breite der transparenten Durchgangsöffnung, welche die Form einer Linie aufweist, und dem Abstand zwischen zwei benachbarten Linien in der lichtundurchlässigen Schicht vorteilhafterweise kleiner oder gleich 10%, vorzugsweise kleiner oder gleich 5%.
Vorteilhafterweise ist die Füllrate durch die Fokussier-Elemente größer oder gleich 90%.
Die Fokussier-Elemente können Mikro-Kugeln enthalten. In diesem Fall weist der Schirm vorzugsweise eine Durchlässigkeit (Transmittivität) von größer oder gleich 80% auf, vorzugsweise größer oder gleich 85%.
Die Fokussier-Elemente können auch Mikro-Linsen oder linsenförmige Elemente enthalten. In diesem Fall weist der Schirm vorzugsweise eine Durchlässigkeit (Transmittivität) von größer oder gleich 90% auf, vorzugsweise größer oder gleich 95%.
In einer Ausführungsform enthält der Schirm außerdem einen Diffusor benachbart zu der lichtundurchlässigen Schicht; es handelt sich vorteilhafterweise um einen die Richtwirkung kontrollierenden Diffusor, wie einen holographischen Diffusor.
Es ist vorteilhaft, dass der Schirm zwischen dem Träger und dem Diffusor eine Zwischenraum-Schicht enthält, welche vorzugsweise eine Dicke von einigen Mikrometern bis einigen zehn Mikrometern aufweist. In diesem Fall kann die aktive Oberfläche des Diffusors zu der Zwischenraum-Schicht hin gerichtet sein. Außerdem kann eine transparente Platte vorgesehen werden, welche an den Diffusor angrenzt und an diesen geklebt ist. In noch einer Ausführungsform enthält der Schirm einen an die lichtundurchlässige Schicht angrenzenden Reflektor; es handelt sich vorzugsweise um einen die Richtwirkung kontrollierenden Reflektor.
Die Erfindung stellt auch zwei Verfahren zur Herstellung eines Schirmes gemäß den Ansprüchen 23 und 24 bereit, enthaltend die Schritte

– Bereitstellen eines Trägers, der eine Mehrzahl von Fokussier-Elementen aufweist, und eines Materials, das sich in einer Schicht benachbart zu den Brennpunkten der genannten Fokussier-Elemente erstreckt;
– Bestrahlen des Materials durch die Fokussier-Elemente hindurch;
– Bilden, unter Verwendung des bestrahlten Materials, einer lichtundurchlässigen Schicht, welche Durchgangsöffnungen aufweist.

In einer Art der Umsetzung enthalten die Fokussier-Elemente Mikro-Linsen, linsenförmige Elemente oder Mikro-Kugeln.
Vorteilhafterweise enthält das Verfahren in diesem Fall einen Schritt des Bildens einer zweiten lichtundurchlässigen Schicht zwischen den Mikro-Kugeln, dem Bestrahlungs-Schritt vorhergehend.
In einer Art der Umsetzung ist das Material ein positiv-photosensibles lichtundurchlässiges Harz, und der Schritt des Bildens enthält das Entwickeln des Harzes.
In einer anderen Art der Umsetzung ist das Material ein durch Strahlung zerstörbares Material, und der Schritt des Bildens vollzieht sich durch die Zerstörung des Materials gleichzeitig zu dem Schritt des Bestrahlens.
In noch einer Art der Umsetzung ist das Material ein positiv-photographisches Material, und der Schritt des Bildens enthält das Entwickeln des photographischen Materials.
In noch einer anderen Art der Umsetzung ist das Material ein durch Strahlung entfärbbares Material, und der Schritt des Bildens vollzieht sich durch Entfärben des Materials gleichzeitig zu dem Schritt des Bestrahlens.
Es können auch Schritte vorgesehen werden zum:

– Bilden einer Zwischenraum-Schicht auf dem Träger oder der lichtundurchlässigen Schicht mit einer Dicke von einigen Mikrons bis einigen zehn Mikrons;
– Bilden von Durchgangsöffnungen in der genannten Schicht, korrespondierend zu den Brennpunkten der genannten Fokussier-Elemente; und
– Kleben eines Diffusors auf die genannte Schicht, wobei eine aktive Seite des Diffusors der genannten Schicht zugewandt ist.

In diesem Fall ist es vorteilhaft auch einen Schritt vorzusehen, durch Kleben eine transparente Platte auf dem Diffusor anzubringen.
Die Erfindung stellt schließlich einen Schirm bereit, welcher einen Kontrast über 250 aufweist, vorzugsweise über 500.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung treten zutage bei der Lektüre der Beschreibung, welche den Ausführungsformen der Erfindung folgt, die als Beispiel dienen und unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, welche zeigen:
1, eine schematische Schnitt-Darstellung eines Schirmes gemäß einem Beispiel;
2, eine schematische Schnitt-Darstellung eines Schirmes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3, eine schematische Schnitt-Darstellung eines Schirmes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
4, eine schematische Darstellung eines reflektierenden Schirmes in der Nähe des Brennpunktes des Schirmes;
5, eine schematische Darstellung des Schirmes der 4 in der Nähe seines Randes;
6, eine schematische Schnitt-Darstellung eines Schirmes gemäß einem anderen Beispiel;
7, eine schematische Schnitt-Darstellung eines Schirmes gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Die Erfindung stellt einen Schirm bereit, welcher aus einer Menge von Fokussier-Elementen gebildet ist, mit welchem eine lichtundurchlässige Schicht verknüpft ist, mit transparenten Durchgangsöffnungen, zum Durchlassen des Lichtes, das von den Fokussier-Elementen fokussiert wird. Der Schirm der Erfindung kann für die Rückprojektion verwendet werden, wie die Schirme der 1 bis 3, oder für die Frontal-Projektion, wie die Schirme der 4 und 5.
Die Fokussier-Elemente können zum Beispiel Mikro-Kugeln enthalten, wie in den Ausführungsformen der 3, oder auch Mikro-Linsen oder linsenförmige Elemente wie in den Ausführungsformen der 1 und 2. Diese Fokussier-Elemente sichern eine starke Lichtstärke und eine quasi vollständige Transmission des auf die Hinterseite des Schirmes projizierten Lichtes zur Vorderseite des Schirmes; dies ist insbesondere der Fall für Mikro-Linsen oder linsenförmige Elemente, für welche die Füllrate 90%, sogar 95%, erreichen oder übertreffen kann. Die Transmittivität kann 70% übertreffen; sie erreicht typischerweise 90%, sogar 95% ohne holographische Schicht, in dem Fall, bei dem die Fokussier-Elemente Mikro-Linsen oder linsenförmige Elemente sind. Sie erreicht 80%, sogar 85% ohne holographische Schicht, in dem Fall, bei dem die Fokussier-Elemente Mikro-Kugeln sind.
Es ist besonders vorteilhaft, dass die Brennweite dieser Fokussier-Elemente genügend lang ist, so dass chromatische Aberrationen minimiert werden. Typischerweise wird man vorzugsweise eine Brennweite größer oder gleich 1,5 mm wählen, zum Beispiel in der Nähe von 2 mm. Für Fokussier-Elemente, welche in der Ebene des Schirmes eine Größe von der Ordnung 300 μm aufweisen, sichert eine solche Brennweite, dass das Licht, welches von den Fokussier-Elementen fokussiert wird, in einem Kegel mit einem Mittelpunktwinkel größer 5,7° (arctan(0,150/1,5)) enthalten ist, was die von den Fokussier-Elementen induzierten Aberrationen minimiert.
Aufgrund der Tatsache, dass die lichtundurchlässige Schicht transparente Durchgangsöffnungen aufweist zum Durchlassen des Lichts, welches von den Fokussier-Elementen fokussiert wird, aber das einfallende Licht absorbiert, ermöglicht es der Schirm der Erfindung, einen hohen Kontrast zu erhalten; es können Kontraste von 250 oder mehr erhalten werden, sogar Kontraste über 500. Es können Bohrungen vorgesehen werden mit einer Abmessung zwischen einigen Mikrometern und einigen zehn Mikrometern, sogar 200 Mikrometer für Mikro-Linsen von 1 mm. Die lichtundurchlässige Oberfläche kann 90%, sogar mehr als 95% der Oberfläche des Schirmes darstellen, so dass quasi das gesamte auf den Schirm einfallende Licht absorbiert wird.
Eine andere Definition der Erfindung kann gegeben werden durch das Verhältnis zwischen der Abmessung der Durchgangsöffnungen – ihrem Durchmesser Φ_Bohrung, falls sie kreisförmig sind – und der Abmessung der Fokussier-Elemente – ihrem Durchmesser Φ_Fokussierung, falls sie kreisförmig sind. Vorzugsweise ist das Quadrat (Φ_Bohrung/Φ_Fokussierung)² dieses Verhältnisses kleiner oder gleich 10%, sogar kleiner oder gleich 5%.
Im Falle linsenförmiger Fokussier-Elemente weisen die Durchgangsöffnungen in der lichtundurchlässigen Schicht die Form von Linien auf; diese Beziehung schreibt sich dann: das Verhältis zwischen der Breite der linienförmigen transparenten Durchgangsöffnung und dem Abstand zwischen zwei Durchgangsöffnungen oder benachbarten Linien in der lichtundurchlässigen Schicht ist kleiner oder gleich 10%, vorzugsweise kleiner oder gleich 5%.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Abmessung der Durchgangsöffnungen kleiner als 20% der Abmessung der Fokussier-Elemente beträgt. In dem Fall linsenförmiger Elemente ist die Breite der Linien oder Durchgangsöffnungen kleiner als 10 oder 5% der Breite der linsenförmigen Elemente.
Jedes Fokussier-Element sichert eine Fokussierung des projizierten Lichtes; das Material, welches die lichtundurchlässige Schicht bildet, ist so angeordnet, dass die Durchgangsöffnungen das Licht, welches von den Fokussier-Elementen fokussiert wird, durchlassen, um die Leuchtdichte des Projektors zu maximieren, und folglich den Kontrast.
Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren bereit zur Herstellung eines Schirmes, welcher einen starken Kontrast sichert. Zur Sicherung dieses Kontrastes stellt das Verfahren der Erfindung das Bilden der lichtundurchlässigen Schicht durch Bestrahlung durch die Fokussier-Elemente hindurch bereit. Das Verfahren lässt sich vor allem bei der Herstellung von Schirmen wie denjenigen, welche nachfolgend beschrieben werden, verwenden.
Die 1 zeigt eine schematische Schnitt-Darstellung eines Schirmes gemäß einem ersten Beispiel, bei dem die Fokussier- Elemente aus Mikro-Linsen bestehen; man könnte auch linsenförmige Elemente verwenden, und in diesem Fall ist die 1 eine Schnittansicht in einer Ebene senkrecht zu der Invarianz-Richtung der linsenförmigen Elemente. Der Schirm der 1 weist einen Träger 2 auf, welcher auf einer hinteren Oberfläche 4 eine Mehrzahl von Mikro-Linsen 6 aufweist. Als Mikro-Linsen-Träger können die Produkte verwendet werden, welche durch weiter oben erwähnten Gesellschaften Mems Optical und RPC vermarktet werden. Die Form und die Anordnung der Mikro-Linsen können entsprechend der Anwendung gewählt werden, und man kann zum Beispiel langgestreckte Mikro-Linsen verwenden zum Richten einer schwächeren Richtwirkung in eine Richtung. Solche Formen von Mikro-Linsen können verwendet werden als Ersatz für einen holographischen Diffusor vom weiter unten diskutierten Typ, oder außerdem in Kombination mit einem solchen holographischen Diffusor, um die Wirksamkeit des holographischen Diffusors hinsichtlich der Richtwirkung zu verstärken.
Auf der vorderen Oberfläche 8 des Trägers 2 ist eine lichtundurchlässige Schicht 10 angeordnet. In der Ausführungsform der Figur sind die Mikro-Linsen so gewählt, dass ihr Brennpunkt in der Nähe der lichtundurchlässigen Schicht ist, und sich vorzugsweise in der Mittelebene 11 der lichtundurchlässigen Schicht befindet. Für dünne lichtundurchlässige Schichten reicht es in der Praxis aus, dass sich der Brennpunkt der Mikro-Linsen in der Nähe der vorderen Oberfläche des Trägers 8 befindet.
Die lichtundurchlässige Schicht weist Durchgangsöffnungen 12 auf, die das Licht, welches von den Mikro-Linsen fokussiert wird, durchlassen. Diese Durchgangsöffnungen in der lichtundurchlässigen Schicht sind so angeordnet, dass sie das Licht, welches von den Fokussier-Elementen fokussiert wird, durchlassen, und sind von einer genügend geringen Abmessung, um das Erhalten eines hohen Kontrastes zu ermöglichen. Die Abmessung der Durchgangsöffnungen kann zum Beispiel weniger als 20% der Abmessung der Mikro-Linsen sein. Es kann auch einfach vorgesehen sein, dass die Durchgangsöffnungen weniger als 10%, sogar weniger als 5% der Oberfläche der lichtundurchlässigen Schicht darstellen, oder außerdem dass das Quadrat des Verhältnisses (Φ_Bohrung/Φ_{Fokussierung)} ² zwischen der Abmessung der Durchgangsöffnungen und der Abmessung der Mikro-Linsen kleiner als 10%, sogar vorzugsweise kleiner als 5% ist. In dem Fall linsenförmiger Elemente ist dieses Verhältnis, wie weiter oben erklärt, umgewandelt in das Verhältnis zwischen der Breite der Durchgangsöffnungen mit Linienform und dem Abstand zwischen benachbarten Durchgangsöffnungen.
In der Praxis besteht die einfachste Lösung zum Erhalten von Durchgangsöffnungen mit geringer Abmessung und folglich eines hohen Kontrastes darin, dass die lichtundurchlässige Schicht in der Nähe der Brennpunkte der Fokussier-Elemente angeordnet wird, wie in der Ausführungsform der 1; dies ist nicht erforderlich, falls die Durchgangsöffnungen eine ausreichend geringe Abmessung aufweisen im Vergleich zum Ganzen der lichtundurchlässigen Schicht oder im Vergleich zu der Abmessung der Fokussier-Elemente. Allgemeiner können die Strahlen, welche die lichtundurchlässige Schicht durchqueren, konvergent oder divergent sein. In der Ausführungsform der 7 werden divergente Strahlen benutzt.
Die Art der lichtundurchlässigen Schicht und ihr Herstellungsverfahren sind zum Beispiel die nachfolgend angegebenen. Unter einer Durchgangsöffnung wird ein Bereich verstanden, in dem sich die lichtundurchlässige Schicht nicht erstreckt oder das Licht, welches von den Fokussier-Elementen fokussiert wird, durchlässt. Diese Durchgangsöffnungen sind tatsächlich transparent für das Licht, welches in dem Rückprojektor verwendet wird.
Der Schirm kann außerdem ein Träger-Substrat 14 aus Glas oder aus Plastik aufweisen, gegebenenfalls mit einer antireflektierenden Schicht 16.
Der Schirm der 1 ermöglicht eine sehr gute Leuchtdichte. Tatsächlich kann die Füllrate des Trägers 2 durch die Mikro-Linsen 90% überschreiten, sogar 95%. Auf diese Weise wird quasi das gesamte Licht, welches auf die hintere Seite des Schirmes projiziert wird, durch die Mikro-Linsen verdichtet, und durchquert die lichtundurchlässige Schicht, um sichtbar zu sein für die Benutzer des Schirmes. Außerdem ist die Schwächung, welche durch einen Mikro-Linsen-Träger verursacht wird, quasi Null, sofern man für seine Herstellung ein transparentes Material verwenden kann.
Der Schirm ermöglicht außerdem einen sehr guten Kontrast. Da die Brennpunkte der Mikro-Linsen in der Nähe der lichtundurchlässigen Schicht sind, und vorzugsweise in der lichtundurchlässigen Schicht sind, kann sich diese über einen beträchtlichen Teil der Oberfläche des Schirmes erstrecken. Beispielsweise, für Mikro-Linsen, welche als Hexagon angeordnet sind, und 205 Mikrons beabstandet sind, mit einem einheitlichen Durchmesser von 200 Mikrons, auf einem Träger der Dicke 700 Mikrons, mit einer Brennweite von 600 Mikrons, kann in der Nähe des Brennpunktes jeder Mikro-Linse eine Durchgangsöffnung 12 vorgesehen sein mit einem Durchmesser von der Ordnung 35 Mikrons; in einer solchen Anordnung lässt jede Durchgangsöffnung das Licht, welches von einem Fokussier-Element fokussiert wird, durch, und das Quadrat des Verhältnisses (Φ_Bohrung/Φ_Fokussierung)² zwischen dem Durchmesser der Bohrungen und dem Durchmesser der Mikro-Linsen ist von der Ordnung 3%. Die lichtundurchlässige Schicht erstreckt sich über mehr als 95% der Oberfläche des Schirmes, und der Kontrast ist größer als 300 unter einer Beleuchtungsstärke von 1000 Lux.
Der Schirm ermöglicht außerdem eine gute Auflösung. Tatsächlich hängt die Auflösung nur von der Größe der Mikro-Linsen und dem Abstand zwischen ihnen ab. In dem Beispiel ist die Auflösung von der Ordnung 200 Mikrons.
Der Schirm der 1 ist besonders angepasst an die analoge Rückprojektion. Er kann auch für die digitale Rückprojektion verwendet werden; in diesem Fall ist es vorteilhaft, um Moiré-Effekte auf dem Schirm zu vermeiden, die Mikro-Linsen korrespondierend zu den projizierten oder angezeigten Pixeln anzuordnen.
Die 2 zeigt eine schematische Schnitt-Darstellung eines Schirmes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; im Vergleich zu dem Beispiel der 1 ermöglicht die Ausführungsform der 2 das Kontrollieren der Richtwirkung des Schirmes, und das Vermeiden von Moiré-Effekten in digitalen Anwendungen ohne deswegen die Mikro-Linsen und die projizierten Pixel ausrichten zu müssen. Wie im Fall der 1 können die Fokussier-Elemente aus linsenförmigen Elementen gebildet sein.
Der Schirm der 2 weist einen Träger 22 auf, welcher auf einer hinteren Oberfläche 24 eine Mehrzahl von Mikro-Linsen 26 aufweist. Auf der vorderen Oberfläche 28 des Trägers ist, zum Beispiel durch Laminierung, ein Diffusor 30 befestigt, welcher die Richtwirkung kontrolliert, zum Beispiel ein holographischer Diffusor vom Typ, welcher durch die Gesellschaft Physical Optics Corporation vermarktet wird; es können auch die Filme anderer, weiter oben erwähnter, Anbieter verwendet werden. In dem Beispiel der Figur weist der Diffusor 30 eine glatte Oberfläche 32, die angeordnet ist, zum Beispiel geklebt, gegen die vordere Oberfläche 28 des Trägers 22. Die Oberfläche 34 des Diffusors 30, welche den Abdruck oder die holographische Prägung (Gaufrage) aufweist, ist mit einer lichtundurchlässigen Schicht 36 bedeckt.
Wie in der Ausführungsform der 1 sind die Mikro-Linsen, entsprechend der Dicke des Diffusors 30, derart angepasst, dass der Brennpunkt jeder Mikro-Linse in der Nähe der lichtundurchlässigen Schicht ist. Diese weist, wie in dem Fall der 1, in der Nähe der Mikro-Linsen-Brennpunkte Durchgangsöffnungen 38 auf, welche das Licht durchlassen, welches durch die Mikro-Linsen gebündelt wird und durch den Diffusor 30 zerstreut wird. Da der Diffusor der lichtundurchlässigen Schicht benachbart ist, durchqueren die Lichtstrahlen, welche durch den Diffusor abgelenkt werden, die Durchgangsöffnungen der lichtundurchlässigen Schicht. Die Art der lichtundurchlässigen Schicht und ihr Herstellungsverfahren sind diejenigen, welche nachfolgend angegeben sind.
Der Schirm weist anschließend ein Substrat 40 aus Glas oder aus Plastik auf, gegebenenfalls mit einer antireflektierenden Schicht auf seiner vorderen Oberfläche 42. Um die Funktion des holographischen Diffusors zu verbessern, wird das Substrat zusammengesetzt durch Kleben mit Hilfe von Klebe-Punkten, welche nicht die Durchgangsöffnungen abdecken; Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Klebemittel nicht eventuell die Funktion des holographischen Diffusors in der Nähe der Durchgangsöffnungen stört. Für das Ablagern des Klebemittels können die aus der Mikroelektronik bekannten Techniken verwendet werden. Es können auch einfach Klebepunkte verwendet werden, welche eine geringe Oberfläche des Schirmes abdecken, einschließlich gegebenenfalls Durchgangsöffnungen: falls die Klebe-Oberfläche gering ist im Vergleich zur Oberfläche des Schirmes, kann die Auswirkung des Klebemittels dann vernachlässigt werden. Es können auch Abstandshalter von einigen Mikrons zwischen dem holographischen Diffusor und dem Substrat verwendet werden. Falls notwendig ist das Substrat 40 mit einer antireflektierenden Schicht auf seinen beiden Seiten versehen.
Der Schirm der 2 weist alle Vorteile desjenigen der 1 auf. Die Anwesenheit des Diffusors 30 ermöglicht es darüberhinaus, die Richtwirkung zu kontrollieren; die Auswirkung des Diffusors auf die Leuchtdichte ist gering; die holographischen Diffusoren, welche von der Gesellschaft Physical Optics Corporation angeboten werden, weisen zum Beispiel eine Transmittivität größer als 90% in der Richtung von hinten nach vorne auf. Der Diffusor hat keine Auswirkung auf das auf die vordere Seite des Schirmes einfallende Licht, und der Kontrast bleibt von derselben Größenordnung wie für den Schirm der 1.
Außerdem durchqueren die ungefähr 10% des rückgestreuten Lichtes entweder die Mikro-Linsen und werden in dem Rückprojektor an geschwärzten inneren Seitenwänden absorbiert, oder sie werden durch totale Brechung quer durch die Mikro-Linsen gebrochen und nach vorne gelenkt, wo sie zu 95% durch die schwarze Schicht des Schirmes absorbiert werden.
Der Schirm der 2 kann auch leichter für digitale Rückprojektionen verwendet werden; die Anwesenheit des Diffusors 30 verhindert die Moiré-Effekte, welche durch die Periodizität der projizierten Pixel und der Mikro-Linsen hervorgerufen werden, ohne dass es notwendig ist, die projizierten Pixel und die Mikro-Linsen auszurichten.
Man kann die Lehre der Ausführungsbeispiele der 1 und 2 verwenden mit Fokussier-Elementen, welche Mikro-Kugeln sind. Die verschiedenen Merkmale der Schirme sind dann die gleichen, und insbesondere können die relativen Abmessungen der Durchgangsöffnungen und der Fokussier-Elemente oder die relativen Abmessungen der Durchgangsöffnungen und die lichtundurchlässige Schicht die gleichen sein.
Es wird nun ein Herstellungsverfahren eines Schirmes beschrieben; dieses Verfahren findet vorteilhafterweise Anwendung bei der Herstellung eines Schirmes der Art, wie in den 1 und 2 gezeigt. Das Verfahren enthält im Wesentlichen das Bilden, durch Bestrahlung durch die Fokussier-Elemente hindurch, von Durchgangsöffnungen in der lichtundurchlässigen Schicht zum Durchlassen des Lichts, das von den Fokussier-Elementen fokussiert wird.
Die Art der Strahlung hängt von der Art der lichtundurchlässigen Schicht ab; Beispiele werden im Folgenden gegeben für den Fall, dass die Fokussier-Elemente aus Mikro-Linsen gebildet sind. In den Beispielen stellt man fest, dass die Bestrahlung entweder direkt auf die lichtundurchlässige Schicht erfolgt, oder auf ein Material, welches die nachträgliche Bildung der lichtundurchlässigen Schicht erlaubt. In jedem Fall sind die Schicht oder das Material vorteilhafterweise anstelle der lichtundurchlässigen Schicht in dem fertigen Schirm angeordnet.
In einer ersten Ausführungsform wird die lichtundurchlässige durch Photolithographie gebildet. Das Verfahren enthält anschließend einen ersten Schritt des Bereitstellens eines Trägers mit Mikro-Linsen und gegebenenfalls eines Diffusors. In einem zweiten Schritt wird auf dem Träger ein positiv-photosensibles Harz abgelagert, welches vorab mit Teilchen (Partikeln) beladen wird, um es lichtundurchlässig zu machen. Im Falle einer schwarzfarbenen lichtundurchlässigen Schicht, für Anwendungen der Farbprojektion, können Kohlenstoff-Partikel verwendet werden, aus schwarzem Ferrit, oder aus Kobalt-Oxid. Als Harz kann zum Beispiel das Harz vom Typ AZ verwendet werden, welches von der Gesellschaft Shipley verkauft wird.
Das Verfahren umfasst anschließend einen Schritt der Bestrahlung des photo-sensiblen Harzes von hinten, i.e. durch die Mikro-Linsen hindurch, mit einer für die Art des Harzes geeigneten Strahlung. Es wird verstanden, dass das für die Bestrahlung verwendete Licht in der Umgebung der Brennpunkte der Mikro-Linsen konzentriert wird, und dass das Harz daher in der Umgebung dieser Brennpunkte belichtet wird. Die Bestrahlung wird fortgesetzt für eine Dauer, die ausreicht, um das Harz derart zu belichten, dass das Licht, welches von den Mikro-Linsen fokussiert wird, durchgelassen wird; die Anwesenheit von lichtundurchlässigen Partikeln erhöht die Bestrahlungsdauer im Vergleich zur Soll-Dauer, eine längere Bestrahlung ermöglicht aber das Belichten des Harzes.
Es ist vorteilhaft, dass die Bestrahlung des Harzes ausgeführt wird mit einem Licht, das so gerichtet ist wie das Licht, welches anschließend bei der Verwendung des Schirmes projiziert wird. Wenn man also anschließend den Schirm mit einer Punktquelle verwendet, welche in einer gegebenen Position in bezug auf den Schirm angeordnet ist, kann man für die Bestrahlung die Bestrahlungsquelle in der selben Position in bezug auf den Schirm anordnen. Auf diese Weise verbessert man die Transmittivität für das direkt von der Quelle stammende Licht, und vor allem über die Ränder. Dies trifft nicht nur für die jetzt beschriebene erste Ausführungsform zu, sondern auch für die Gesamtheit der Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung.
Nach dem Bestrahlungsschritt enthält das Verfahren einen Schritt der Entwicklung des Harzes, der es ermöglicht, das Harz, welches belichtet wurde, zu entfernen.
Photolithographische Techniken sind dem Fachmann als solche wohlbekannt und können ohne Schwierigkeiten angewendet werden.
In dem Schirm der 1 ist das Material folglich ein positiv-photosensibles Harz, welches mit lichtundurchlässigen Partikeln beladen ist, und das Bilden der lichtundurchlässigen Schicht erfolgt durch das Entwickeln des Harzes und durch das Entfernen des Harzes, welches bei der Bestrahlung belichtet wird, an den Brennpunkten der Mikro- Linsen oder in der Nähe von diesen. In diesem Fall beträgt die Dicke der lichtundurchlässigen Schicht typischerweise einige Mikrons.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die lichtundurchlässige Schicht durch Bestrahlung gebildet, derart, dass das Material, welches die lichtundurchlässige Schicht bildet, in der Nähe der Brennpunkte der Mikro-Linsen zerstört wird. Wie in der ersten Ausführungsform enthält das Verfahren einen ersten Schritt des Bereitstellens eines Trägers mit Mikro-Linsen, und gegebenenfalls eines Diffusors. In einem zweiten Schritt wird direkt auf dem Träger das Material deponiert, welches zum Bilden der lichtundurchlässigen Schicht bestimmt ist. Es kann jedes lichtundurchlässige Material verwendet werden, welches dazu geeignet ist, durch Bestrahlen mit einer Strahlung, welche durch die Linsen konzentriert wird, zerstört zu werden, und zum Beispiel kann ein schwarzer Plastikfilm verwendet werden, welcher mit einem CO₂-Laser der Wellenlänge 600 oder 800 nm durchlöchert sein kann. In diesem Fall beträgt die Dicke der lichtundurchlässigen Schicht typischerweise 2 bis 3 Mikrons.
Das Verfahren enthält anschließend einen Schritt der Bestrahlung der lichtundurchlässigen Schicht, von hinten, i.e. durch die Mikro-Linsen hindurch, mit einer für die Art der lichtundurchlässigen Schicht geeigneten Strahlung. In dem weiter oben gegebenen Produkt-Beispiel kann Laser-Strahlung verwendet werden. Wie in der ersten Ausführungsform wird verstanden, dass das Licht, welches für die Bestrahlung verwendet wird, in der Nähe der Brennpunkte der Mikro-Linsen konzentriert wird: die lichtundurchlässige Schicht wird daher in der Nähe der Brennpunkte der Mikro-Linsen zerstört. Gegebenenfalls kann ein Spül-Schritt vorgesehen werden.
In dieser Ausführungsform ist das bestrahlte Material unmittelbar das Material der lichtundurchlässigen Schicht, und das Bilden der lichtundurchlässigen Schicht erfolgt bei der Bestrahlung durch Zerstörung des Materials.
In einer zweiten Ausführungsform bildet man die lichtundurchlässige Schicht durch Photographie mit Hilfe eines Filmes oder eines positiv-photographischen Materials. Das Verfahren enthält einen ersten Schritt des Bereitstellens eines Trägers mit Mikro-Linsen und gegebenenfalls eines Diffusors. In einem zweiten Schritt bildet man über dem Träger einen positiv-photographischen Film. Solche Filme sind an sich bekannt und reichlich erhältlich auf dem Markt, insbesondere bei Kodak, Agfa oder Fuji. In diesem Fall ist die Dicke der lichtundurchlässigen Schicht typischerweise geringer als 1 Mikron.
Das Verfahren enthält anschließend einen Schritt der Bestrahlung der lichtundurchlässigen Schicht, von hinten, i.e. durch die Mikro-Linsen hindurch, mit einer für die Art der lichtundurchlässigen Schicht geeigneten Strahlung. Für den positiv-photographischen Film kann einfach ein beliebiges aktinisches Licht verwendet werden, und ganz einfach weißes Licht. Das Licht, welches für die Bestrahlung verwendet wird, wird in der Nähe der Brennpunkte der Mikro-Linsen konzentriert: der Film wird folglich in der Nähe der Brennpunkte der Mikro-Linsen belichtet. Anschließend kann man mit der Entwicklung des photographischen Filmes fortfahren.
Nach der Entwicklung ist der Film transparent in der Umgebung der Brennpunkte der Linsen, und schwarz – oder von jeder anderen gewählten Farbe – anderswo. Wie im vorangegangenen kann man dann eine Schutzschicht, ein Substrat oder anderes ablagern.
In dieser zweiten Ausführungsform ist das Material also ein photographischer Film; man kann auch unmittelbar auf dem Träger oder dem Hologramm ein positiv-photographisches Material ablagern, was das Problem der Entwicklung des Filmes von seinen beiden Seiten her vermeidet. Falls man einen photographischen Film verwendet, der auf beiden Seiten entwickelt wird, kann man die Entwicklung der Seite des Filmes, welche bestimmt ist, gegen den Träger oder den holographischen Diffusor angebracht zu sein, vorab vornehmen.
In der zweiten Ausführungsform enthält der Schritt des Bildens der lichtundurchlässigen Schicht einfach die Entwicklung des photographischen Films oder des photographischen Materials.
In dem Schirm der 6 bildet man die lichtundurchlässige Schicht durch Entfärbung eines Materials. Das Verfahren enthält nach wie vor einen ersten Schritt des Bereitstellens eines Trägers mit Mikro-Linsen und gegebenenfalls eines Diffusors. In einem zweiten Schritt deponiert man auf dem Träger ein Material, welches empfänglich ist für eine Entfärbung durch Bestrahlung; man kann zum Beispiel die von der Gesellschaft Westlake unter der Bezeichnung "Acetal Film" vertriebenen Filme verwenden, welche entfärbt werden können durch Anwendung eines Lasers um 600 nm herum. Man kann auch unmittelbar das entsprechende aktive Produkt auftragen. Falls notwendig sind Abstandshalter oder Trennblätter zwischen dem Träger und dem Film vorgesehen. Es ist anzumerken, dass die Filme "Acetal Films" in verschiedenen Farben erhältlich sind. In diesem Fall beträgt die Dicke der lichtundurchlässigen Schicht typischerweise einige Mikrons.
Das Verfahren enthält anschließend einen Schritt der Bestrahlung der lichtundurchlässigen Schicht, von hinten, i.e. durch die Mikro-Linsen hindurch mit einer für die Art der lichtundurchlässigen Schicht geeigneten Strahlung. Für dieses Beispiel verwendet man das Licht, welches für das Entfärben des Materials vorgesehen ist. Dieses Licht wird in der Nähe der Brennpunkte der Mikro-Linsen konzentriert: das Material wird daher in der Nähe der Brennpunkte der Mikro-Linsen entfärbt. Nach der Bestrahlung ist das Material in der Nähe der Brennpunkte der Linsen transparent, und lichtundurchlässig anderswo. Falls notwendig, kann man kann dann eine Schutzschicht, ein Substrat, oder eine antireflektierende Schicht ablagern.
In diesem Beispiel ist das Material das Material der undurchlässigen Schicht, und die Bildung der lichtundurchlässigen Schicht erfolgt zur selben Zeit wie die Bestrahlung durch Entfärbung des Materials.
Man könnte auch eine Entfärbung von in der Oberfläche lichtundurchlässig gemachten Gläsern verwenden, welche durch Bestrahlung transparent gemacht werden (metallischer Niederschlag durch Bestrahlung in transparente Oxide umgewandelt).
Im Vergleich zu dem in US-A-5563738 beschriebenen Verfahren des Bildens einer lichtundurchlässigen Schicht sichert das Verfahren der Erfindung die Bildung von echten Durchgangsöffnungen in der lichtundurchlässigen Schicht, mit einer kontrollierten Abmessung; auf diese Weise wird eine adäquate Transmission über die gesamte Oberfläche des Schirmes gesichert. Folglich wird die Transmittivität des Schirmes vergrößert, und somit der Kontrast. In diesem amerikanischen Patent wird die Lichtundurchlässigkeit der Verbindungsschicht mit Mikro-Kugeln so gewählt, dass das projizierte Licht von hinten nach vorne durchgelassen wird, rings um die Kontaktpunkte herum zwischen den Mikro-Kugeln und ihrem Träger; dies spricht zugunsten einer geringen Lichtundurchlässigkeit. Allerdings ist die Lichtundurchlässigkeit notwendig, um das auf die vordere Seite des Schirmes einfallende Licht zu absorbieren. Die Lichtundurchlässigkeit der Verbindungsschicht ist folglich das Ergebnis eines Kompromisses zwischen der Transmittivität von hinten nach vorne, und der Absorption von vorne nach hinten. Die Erfindung ermöglicht es, diesen Kompromiss zu vermeiden, und eine sehr lichtundurchlässige Verbindungsschicht mit Kugeln bereitzustellen, alles unter Erhaltung einer guten Transmittivität in der Richtung von hinten nach vorne.
Das Verfahren der Erfindung lässt sich außerdem gut anwenden in dem Fall, bei dem die Fokussier-Elemente keine Mikro-Linsen sondern Kugeln sind, wie in dem Patent US-A-5 563 738. In diesem Fall ermöglicht das Verfahren der Erfindung außerdem, den Kontrast des Schirmes zu verbessern. Das Verfahren wird beschrieben unter Bezug auf die 3, welche ein Beispiel eines Trägers mit Mikro-Kugeln zeigt.
Der Träger 44 ist bedeckt mit einer lichtundurchlässigen Schicht 46, dann mit einer Verbindungsschicht 48, in der Mikro-Kugeln 50 angeordnet sind. Anschließend wird über der Verbindungsschicht eine zweite lichtundurchlässige Schicht 52 gebildet; diese zweite lichtundurchlässige Schicht ermöglicht es, das Licht zu beschränken, welches bei dem Bestrahlungsschritt durch die Zwischenräume zwischen den Kugeln hindurch weitergeleitet wird. Anschließend können, wie in dem oben genannten Patent erläutert, weitere Schichten gebildet werden, um die Fokussierung durch die Mikro-Kugeln besser kontrollieren zu können.
Gemäß der Erfindung, fährt man anschließend fort mit der Bildung von Durchgangsöffnungen 54 in der lichtundurchlässigen Schicht. Das Verfahren enthält also einen Schritt der Beleuchtung der lichtundurchlässigen Schicht 46, von hinten, i.e. durch die Mikro-Kugeln hindurch, mit einer für die Art der lichtundurchlässigen Schicht geeigneten Strahlung. Aufgrund der Anwesenheit der zweiten lichtundurchlässigen Schicht 52 bestrahlt das Licht, welches zwischen den Mikro-Kugeln hindurchtritt, nicht die erste lichtundurchlässige Schicht 46. Man kann insbesondere die weiter oben beschriebene zweite Ausführungsform verwenden und zu der Zerstörung oder der Entfärbung des Materials der lichtundurchlässigen Schicht schreiten. Diese Ausführungsformen sind interessant für die Struktur der 3, insofern, als sie verwendet werden können ohne Zugang zu der lichtundurchlässigen Schicht.
Auf diese Weise werden tatsächliche Durchgangsöffnungen in der lichtundurchlässigen Schicht 46 gebildet; wie weiter oben erläutert, kann man aufgrund dieser Tatsache für die lichtundurchlässige Schicht ein sehr lichtundurchlässiges Material verwenden. Es ist klar, dass nach der Bildung der Durchgangsöffnungen die zweite lichtundurchlässige Schicht 52 nicht mehr erforderlich ist, denn das Licht, welches zwischen den Kugeln hindurchläuft, wird durch die erste lichtundurchlässige Schicht 46 aufgehalten. Man kann sie daher entfernen und durch andere Schichten ersetzen.
Wie dies in Zusammenhang mit der 2 und der Ausführungsform, welche Mikro-Linsen verwendet, erläutert wurde, kann man für die Ausführungsform der 3 einen Diffusor hinzufügen, und insbesondere einen holographischen Diffusor.
Unter Bezug auf die 4 und 5 wird ein für eine Frontal-Projektion verwendbarer Schirm beschrieben. Der Schirm der 4 und 5 weist eine Struktur auf, welche analog zu der des Schirmes der 2 ist, jedoch mit einem Reflektor.
Genauer gesagt enthält der Schirm einen Träger 60 mit Fokussier-Elementen – in dem Beispiel der Figur Mikro-Linsen 61. In der Nähe der Brennpunkte der Mikro-Linsen, über der den Mikro-Linsen gegenüberliegenden Seite des Trägers, ist eine lichtundurchlässige Schicht 62 vorgesehen mit Durchgangsöffnungen 63. Die Durchgangsöffnungen können dieselben Merkmale aufweisen wie die Durchgangsöffnungen, welche weiter oben im Zusammenhang mit den 1 bis 3 diskutiert wurden. Der Schirm weist außerdem einen Reflektor 65 auf, welcher das Licht reflektiert, welches durch die Durchgangsöffnungen hindurchtritt. Vorteilhafterweise handelt es sich um einen holographischen Reflektor, zum Beispiel um einen holographischen Diffusor, welcher einen äußeren Reflektor-Film aus Aluminium aufweist; ein solcher holographischer Reflektor wird von der Gesellschaft Physical Optics Corporation vermarktet und ermöglicht es, die Richtwirkung des reflektierten Lichtes zu kontrollieren. Man kann auch die Reflektoren der amerikanischen Gesellschaft Krystal Holographics International, Inc. verwenden. Zusätzlich kann man als Reflektor Mikro-Prismen-Strukturen verwenden oder andere dem Fachmann an sich wohlbekannte. Diese Strukturen ermöglichen das Reflektieren des Lichtes mit einem kontrollierten Winkel. Die Gesamtheit kann auf ein Substrat 67 aus Glas oder aus Plastik geklebt werden.
Der Schirm der 4 kann mit denselben Verfahren wie denjenigen, welche weiter oben beschrieben wurden, erhalten werden. Um eine optimale Funktion des Schirmes zu sichern, und insbesondere um zu sichern, dass die Strahlen, welche auf die Ränder projiziert werden, in Richtung des Zuschauers reflektiert werden, ist es vorteilhaft, dass der Bestrahlungs-Schritt mit einer Quelle erfolgt, welche an dem Ort angeordnet ist, wo später der Projektor angeordnet werden muss.
Die Funktion des Schirmes in der Frontal-Projektion wird unter Bezug auf die 4 und 5 erläutert. Sie beruht auf dem Prinzip, dass das Licht, welches auf den Schirm projiziert wird, aus einer gegebenen Richtung stammt, welche diejenige des Projektors ist, während das Umgebungslicht aus allen Richtungen ankommt; das Licht des Projektors wird also im Wesentlichen vollständig durch die Fokussier-Elemente fokussiert und durch den Reflektor reflektiert, in die Richtung des Benutzers. Die Tatsache, dass ein holographischer Reflektor verwendet wird, ermöglicht in diesem Fall das Kontrollieren der Reflektionsrichtung des Lichtes, welches von dem Projektor stammt, und insbesondere das Zurückschicken des Lichtes in Richtung des Zuschauers, welches auf die Ränder des Schirmes projiziert wird. Dagegen wird das Umgebungslicht, welches nicht a priori von dem Projektor stammt, durch die Fokussier-Elemente auf der lichtundurchlässigen Schicht gebrochen; es wird folglich absorbiert. Der Schirm weist folglich einen sehr viel größeren Kontrast auf als die klassischen Projektionsschirme, und insbesondere viel größer als die Zerstreuungs-Schirme, als die Perlleinwände oder auch als die aluminisierten holographischen Schirme, welche von der Gesellschaft Physical Optics Corporation vermarktet werden. Er ermöglicht eine Projektion in einem erleuchteten Raum, ohne das es notwendig ist, das gesamte Umgebungslicht zu unterdrücken. Dieses Merkmal ist neu und wichtig und ermöglicht insbesondere eine LCD-Projektion zu niedrigen Kosten in Versammlungssälen, Planungsbüros oder anderen Orten, welche normalerweise erhellt sind.
Die 4 zeigt den Schirm in der Nähe seines Mittelpunktes. Die 5 zeigt den Schirm in der Nähe seines Randes. In durchgezogenen Linien erscheinen die auf den Schirm einfallenden, vom Projektor stammenden Strahlen, welche mehrheitlich in die Durchgangsöffnungen der lichtundurchlässigen Schicht fokussiert werden und durch den Reflektor in Richtung der Zuschauer reflektiert werden; in gestrichelten Linien erscheinen einfallende Strahlen des Umgebungslichtes, welche mehrheitlich von der lichtundurchlässigen Schicht absorbiert werden. Der Winkel α in den 4 und 5 stellt den Winkelbereich dar, in welchem das von dem Projektor stammende kollimierte oder im Wesentlichen kollimierte Licht zurückgeschickt wird; wie es die 4 zeigt, wird für die Mitte des Schirmes das Licht in einen Winkelsektor mit einer Achse deutlich senkrecht zu dem Schirm in Richtung des Publikums zurückgeschickt. Wie es die 5 zeigt, wird an den Rändern des Schirmes das Licht in Richtung zur Mitte des Schirmes zurückgeschickt, in einem Winkelbereich, welcher zum Publikum hin gerichtet ist.
6 zeigt eine schematische Schnitt-Darstellung eines anderen Schirmes; in dem Beispiel der 6 werden als Fokussier-Elemente Mikro-Linsen verwendet, wie in der Ausführungsform der 2. Als Fokussier-Elemente kann man auch linsenförmige Elemente verwenden, oder außerdem gekreuzte linsenförmige Netze, wie in der Anmeldung GB-A-369 611 vorgeschlagen. Wie weiter oben erläutert, ist es vorteilhaft, dass die Mikro-Linsen 76, welche auf der hinteren Seite 74 des Trägers 72 gebildet sind, eine beträchtliche Brennweite aufweisen, und typischerweise eine Brennweite, welche mindestens 5 mal größer ist als ihre Größe. In dem Beispiel mit Mikro-Linsen und einem Strahl der Ordnung von 300 μm ist die Brennweite folglich größer als 1,5 mm. Allgemeiner ist eine Brennweite um die 2 mm, zum Beispiel zwischen 1,5 und 3 mm vorteilhaft.
Auf der vorderen Seite des Trägers 72 ist eine lichtundurchlässige Schicht 78 vorgesehen, versehen mit Durchgangsöffnungen 80 in der Nähe der Brennpunkte der Fokussier-Elemente. Diese lichtundurchlässige Schicht und ihre Durchgangsöffnungen können durch eines der weiter oben vorgeschlagenen Verfahren realisiert werden. In dieser Ausführungsform ist es ebenfalls vorteilhaft, dass das Verhältnis zwischen der Oberfläche der Durchgangsöffnungen und der Gesamtoberfläche der lichtundurchlässigen Schicht weniger als 10%, sogar weniger als 5%, beträgt.
Auf die lichtundurchlässige Schicht wird mit Hilfe eines Klebemittels 81 ein holographischer Diffusor 82 geklebt, dessen Vorderseite das holographische Muster (Gaufrage) aufweist. Das Anordnen des Diffusors in dieser Richtung, das heißt die glatte Seite gegen die lichtundurchlässige Schicht, weist die folgenden Vorteile auf. Einerseits wird jegliche Spur von Klebemittel auf dem holographischen Muster vermieden, wodurch die Richtwirkung des Schirmes erhalten bleibt. In dieser Ausführungsform ist es nicht notwendig, eine komplexe Art der Leimung vorzusehen, um das Festkleben des holographischen Schirmes zu verhindern. Wie in der Figur dargestellt, kann das Klebemittel auf die lichtundurchlässige Schicht und in den Durchgangsöffnungen angebracht werden, auf einer Dicke, die beträchtlich sein kann: um die Auflösung einzuhalten, genügt es, dass die Dicke der Klebe-Schicht 81 und des Diffusors 82 geringer bleibt als die Brennweite der Fokussier-Elemente. Man kann daher eine konsequente Dicke des Klebemittels vorsehen, zum Beispiel in der Größenordnung von 0,5 mm, was vorteilhaft ist im Fall von schwierigen klimatischen Bedingungen (Hygrometrie und Temperatur).
Darüberhinaus wird, auf Grund der Tatsache, dass der holographische Schirm nach außen gewandt ist, das Umgebungslicht, welches innerhalb des Emissions-Kegels einfällt, in Richtung des Projektors übertragen; der Rest des einfallenden Lichtes wird quasi vollständig in der lichtundurchlässigen Schicht absorbiert; der Schirm weist daher einen beträchtlichen Kontrast auf. Er stellt eine dunkle und unverfälschte schwarze Farbe dar, ganz anders als die Vorrichtungen von der Art derer, welche zum Beispiel von der Gesellschaft Jenmar vermarktet werden, deren Farbe graugelb ist. Man erhält gemäß der Erfindung einen matten Schirm, welcher einen beträchtlichen Kontrast und eine kontrollierte Richtwirkung aufweist.
Man kann eine andere Art von Diffusor als einen holographischen Diffusor verwenden. Zum Beispiel kann man einen lichtdurchlässigen milchigen Diffusor verwenden, oder einen Sandstrahl-Oberflächen-Diffusor. Im Falle eines milchigen Diffusors, welcher auf ein transparentes Substrat geklebt ist, ist es vorteilhaft, den Diffusor direkt auf die lichtundurchlässige Schicht zu kleben; dies begrenzt die Verminderung des Kontrastes durch Rückstreuung in den Diffusor, vor allem wenn das Substrat mit einer antireflektierenden Schicht versehen ist. Es kann in diesem Fall auch vorteilhaft sein, eine äußere lichtundurchlässige Schicht vorzusehen, so dass die Rückstreuung des einfallenden Lichtes begrenzt wird. Es ist dann vorteilhaft, dass die Gesamtdicke des Schirmes von der Größenordnung der Brennweite der Fokussier-Elemente ist, damit die Durchgangsöffnungen in der lichtundurchlässigen Schicht, welche dem Benutzer am nächsten ist, die weiter oben erwähnten Relationen erfüllen (weniger als 10%, sogar 5% der Gesamt-Oberfläche).
Die 7 zeigt eine schematische Schnitt-Darstellung eines Schirmes gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform ermöglicht es, einen Schirm zu erhalten mit einem starken Kontrast, einer guten Richtwirkung und einem brillanten Aspekt. Sie stellt eine Alternativlösung zum Aufkleben des holographischen Diffusors bereit. Wie der Schirm der 6 weist der Schirm der 7 als Fokussier-Elemente Mikro-Linsen 76 auf, welche auf der hinteren Seite 74 eines Trägers 72 gebildet sind. Wie für die 1 und 2 erläutert, können außerdem linsenförmige Elemente verwendet werden. Die Mikro-Linsen und die Dicke des Trägers werden so gewählt, dass die Strahlen, welche durch die Mikro-Linsen fokussiert werden, divergent sind auf der vorderen Seite des Trägers 72.
In dem Beispiel mit Mikro-Linsen mit einem Durchmesser von 300 μm, und mit einer Brennweite von 2 mm, kann man einen Träger mit einer Dicke in der Größenordnung von 2,5 mm wählen. In diesem Fall weisen die Durchgangsöffnungen in der lichtundurchlässigen Schicht einen Durchmesser der Größenordnung 67 μm auf, und das Verhältnis zwischen der Gesamtoberfläche der Durchgangsöffnungen und der Gesamtoberfläche der lichtundurchlässigen Schicht ist ungefähr 5%.
In der Ausführungsform der 7 ist eine Zwischenraum-Schicht vorgesehen zwischen dem Träger der Mikro-Linsen und dem holographischen Diffusor. Diese Zwischenraum-Schicht weist Durchgangsöffnungen auf, korrespondierend zu den Durchgangsöffnungen der lichtundurchlässigen Schicht. Sie ermöglicht es, den holographischen Diffusor auf den Träger zu kleben, mit dem holographischen Muster (Gaufrage) zum Träger gerichtet, ohne dass das Klebemittel die Funktion des Diffusors in Mitleidenschaft zieht. Wie es die 7, zeigt kann man auf der vorderen Seite des Trägers eine lichtundurchlässige Schicht 78 vorsehen, mit Durchgangsöffnungen, welche dem einen oder dem anderen der oben beschriebenen Verfahren folgend offengehalten werden. Diese lichtundurchlässige Schicht ist nicht obligatorisch.
Es wird das Beispiel einer Zwischenraum-Schicht gegeben, welche mit Hilfe eines positiv-photosensiblen Harzes gebildet wird. Man bildet auf der lichtundurchlässigen Schicht 78 eine Schicht 84 aus positiv-photosensiblem Harz auf der lichtundurchlässigen Schicht 78, oder auf der vorderen Seite des Trägers in Abwesenheit einer lichtundurchlässigen Schicht; diese schicht weist vorteilhafterweise eine Dicke von einigen Mikrons bis einigen zehn Mikrons auf; diese Dicke hängt von der später verwendeten Klebe-Technik ab und ist ausreichend, um jegliche Verschmutzung der Durchgangsöffnungen durch das Klebemittel zu verhindern. Auf diese Weise kann man trockene photosensible Harze mit einer Dicke von 15, 30 oder 50 μm verwenden; diese Harze werden trocken-laminiert auf den Träger. Die Harzschicht wird durch den Schirm hindurch belichtet, typischerweise im Ultravioletten, in analoger Weise zu der Belichtung der lichtundurchlässigen Schicht für das Bilden der Durchgangsöffnungen, dann wird sie entwickelt. Auf diese Weise bildet man in der Harzschicht die Durchgangsöffnungen 86, korrespondierend mit den Durchgangsöffnungen der lichtundurchlässigen Schicht. Aufgrund der Divergenz der durch die Fokussier-Elemente fokussierten Strahlen haben diese Durchgangsöffnungen eine kegelförmige Form.
Man kann anschließend eine lichtundurchlässige Schicht 88 auf der Schicht 84 aus photosensiblem Harz bilden, mit Durchgangsöffnungen, korrespondierend mit den Durchgangsöffnungen in der Schicht aus photosensiblem Harz, zum Beispiel einem der weiter oben beschriebenen Verfahren folgend. Es ist auch möglich die lichtundurchlässige Schicht durch Offset-Flachdruck oder durch eine andere Drucktechnik zu bilden; in diesem Fall ermöglicht es die Divergenz der Durchgangsöffnungen in der Schicht aus photosensiblem Harz, dass sich die lichtundurchlässige Schicht nicht in die Durchgangsöffnungen erstreckt und das Licht, welches von den Fokussier-Elementen fokussiert wird, durchlässt.
Die Schicht 88 ist eine zweite lichtundurchlässige Schicht in dem Fall, bei dem bereits eine lichtundurchlässige Schicht auf der vorderen Seite des Trägers gebildet wurde; es kann sich auch um eine erste lichtundurchlässige Schicht handeln, falls keine lichtundurchlässige Schicht auf der vorderen Seite des Trägers gebildet wurde. Diese Schicht ist auch fakultativ, falls bereits eine lichtundurchlässige Schicht gebildet wurde.
Aufgrund der Anwesenheit der Schicht aus photosensiblem Harz und ihrer Dicke kann man anschließend einen Diffusor ankleben, zum Beispiel einen holographischen Diffusor mit einer interferometrischen Seite oder Holographie-Muster-Seite in Richtung zu den Fokussier-Elementen gewandt. Dafür langt es, die Schicht 84 aus photosensiblem Harz oder die lichtundurchlässige Schicht 88 mit einer Klebeschicht auszukleiden. Aufgrund der Dicke der Schicht und der Größe der Durchgangsöffnungen ist es möglich, das Klebemittel abzulagern, ohne dass es die Durchgangsöffnungen verstopft; für die Auftragung des Klebemittels kann man zum Beispiel eine Offset-Technik oder eine andere Technik verwenden, in Abhängigkeit von der Dicke der Zwischenraum-Schicht. Anschließend wird auf der Klebeschicht ein Diffusor 90 angebracht. Die aktive Seite des Diffusors ist den Fokussier-Elementen zugewandt. Sie funktioniert gleichwohl in Luft, auf der Höhe der Durchgangsöffnungen in der oder den lichtundurchlässigen Schichten und in der Schicht aus photosensiblem Harz. Auf diese Weise wird eine korrekte Funktion des Diffusors gesichert, dessen Eigenschaften nicht durch das Klebemittel in Mitleidenschaft gezogen werden.
In der Ausführungsform der 7 wurde das Bilden der Zwischenraum-Schicht mit Hilfe eines positiv-photosensiblem Harzes aus dem Handel erläutert. Was die lichtundurchlässige Schicht betrifft kann man auch ein photosensibles Harz verwenden, welches beladen wird, um es lichtundurchlässig zu machen, wie bereits weiter oben erläutert. In diesem zweiten Fall ist es nicht mehr erforderlich, lichtundurchlässige Schichten auf der einen oder anderen Seite der Zwischenraum-Schicht vorzusehen.
Man kann außerdem das sogenannte "Lift-off"-Verfahren verwenden: man verwendet ein negatives Harz, welches belichtet und entwickelt wird, so dass Kontakte übrig bleiben korrespondierend mit den Strahlen, welche von den Fokussier-Elementen fokussiert werden. Anschließend wird, zum Beispiel durch Siebdruck, eine lichtundurchlässige Schicht ausgebildet, typischerweise aus Kohlenstoff eingelassen in einem nicht-photosensiblen Harz, anschließend werden die Kontakte aus negativem Harz entfernt. Dies ermöglicht es, eine dicke lichtundurchlässige Zwischenraum-Schicht zu erhalten. In dem "Lift-off"-Verfahren kann man außerdem um die Kontakte herum eine Schicht aufbringen, welche nicht lichtundurchlässig ist, und in diesem Fall behält man eine oder mehrere der an die Zwischenraum-Schicht angrenzenden lichtundurchlässigen Schichten.
Zum Bilden der Zwischenraum-Schicht kann man schließlich eine Schicht verwenden, welche auf den Träger trocken-laminiert wird, welche an den Stellen zerstört wird, wo die durch die Fokussier-Elemente fokussierten Strahlen sind. Diese Ausführungsform ist ähnlich zu der, welche bereits weiter oben für die lichtundurchlässige Schicht erläutert wurde.
Der Schirm kann so verwendet werden, dass die Vorderseite des Schirmes dann durch die Rückseite des Diffusors gebildet wird. In diesem Fall verhindert man jegliche Staubablagerung auf der aktiven Seite des Diffusors. Außerdem kann man an den Schirm eine transparente Platte 92 aus Glas oder Analogem anfügen, gegebenenfalls mit einer anti-reflektierenden Schicht 94 versehen. Auf diese Weise wird dem Schirm viel beträchtlichere mechanische Steifheit verliehen. Außerdem sichert die Anwesenheit des Glases dem Schirm ein brillantes Aussehen (Aspekt), was in bestimmten Anwendungen nützlich sein kann. Die Anwesenheit von einer oder mehreren lichtundurchlässigen Schichten unter dem Glas sichert einen guten Kontrast und einen dunkel-schwarzen Aspekt des Schirmes.
Man kann auch, obwohl dies nicht in der Figur gezeigt wird, auf der Vorderseite des Diffusors eine lichtundurchlässige Schicht vorsehen. Diese wird angeordnet zwischen dem Diffusor und der Glasplatte 92; sie verbessert den Schwarz-Aspekt des Schirmes, und vergrößert den Kontrast.
Es wird verstanden, dass man in der Beschreibung der 7 eine, zwei oder drei lichtundurchlässige Schichten bilden kann, auf der einen und der anderen Seite der Zwischenraum-Schicht 84, und auf der einen und der anderen Seite des Diffusors 90. Falls die Zwischenraum-Schicht lichtundurchlässig ist, kann man auf zusätzliche lichtundurchlässige Schichten verzichten. Die Anwesenheit von mehreren lichtundurchlässigen Schichten verbessert den Kontrast, und verbessert auch den Schwarz-Aspekt des Schirmes. Aufgrund der Divergenz der Strahlen ist es möglich, dass das Verhältnis zwischen der Oberfläche der Durchgangsöffnungen und der Gesamtoberfläche der lichtundurchlässigen Schicht größer ist als 5 bzw. 10% für die zweite beziehungsweise die dritte Schicht. Gleichwohl bleibt der Kontrast in allen Fällen hoch.
Die Ausführungsform der 7 verbessert die Leistungen des Diffusors, und verhindert die Aberrationen, welche hervorgerufen werden durch das Klebemittel oder durch Staub, der sich auf der aktiven Seite des Diffusors ablagern könnte. Dies erhöht die Lebensdauer des Schirmes. Die Ausführungsform der 7 sichert einen guten mechanischen Zusammenhalt zwischen den verschiedenen Elementen des Schirmes, typischerweise mit einer Verklebung auf mehr als 90% der Oberfläche zwischen dem Diffusor und dem photosensiblen Harz; dies verstärkt den Schirm, unabhängig von Unterschieden zwischen den Ausdehnungskoeffizienten der Elemente, aus welchen der Schirm zusammengesetzt ist – Träger der Fokussier-Elemente, Diffusor und Glasplatte. Darüberhinaus sichert die Tatsache, dass der Diffusor über seine gesamte Oberfläche einheitlich geklebt ist, dass die Transmission über die Mitte des Diffusors genauso gut erfolgt wie über die Ränder desselben. Dies macht die Aneinanderreihung von Schirmen in einer Bildwand möglich, ohne Randeffekte.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele und Ausführungsformen beschränkt, sondern ist geeignet für zahlreiche Varianten, welche dem Fachmann zugänglich sind. Folglich ist es klar, dass man die relative Position der Mikro-Linsen und ihres Trägers variieren kann, sofern der Brennpunkt der Mikro-Linsen nahe der lichtundurchlässigen Schicht ist. In dem Fall der 1 könnte man zum Beispiel die Mikro-Linsen über der Vorderseite des Trägers anordnen, eine transparente Zwischenschicht hinzufügen, anschließend eine lichtundurchlässige Schicht in der Nähe des Brennpunktes der Mikro-Linsen. In dem Fall der 2 könnte man die Mikro-Linsen über der Vorderseite des Trägers 22 anordnen, nach wie vor unter Sicherstellung, dass hier Brennpunkt in der Nähe der lichtundurchlässigen Schicht ist.
In den Ausführungsformen der Figuren wurden Beispiele mit Mikro-Linsen und mit Mikro-Kugeln beschrieben. Gemäß der Erfindung kann man auch linsenförmige Fokussier-Elemente verwenden. Folglich können die 2 und 7 auch zu Ausführungsformen mit linsenförmigen Elementen korrespondieren, als Schnitt senkrecht zu einer Invarianz-Achse der linsenförmigen Elemente. Das Moiré-Problem, welches weiter oben erwähnt wurde, verschwindet mit Diffusor-Elementen, und insbesondere mit einem holographischen Diffusor.
Man kann außerdem auf dem Schirm der Erfindung die an sich bekannten Verarbeitungen vornehmen, zum Beispiel Entspiegelungen der einen Seite oder der anderen Seite des Schirmes. Der Ausdruck Träger, welcher für die Ausführungsformen der 2 verwendet wird, bezieht sich auf Mikro-Linsen; der Schirm kann auch einen starren Träger aufweisen wie eine Glasscheibe oder ein schwachstreuendes Material. Man kann auch andere Arten von Mikro-Linsen verwenden außer denjenigen, welche als Beispiel gegeben wurden.
Das Verfahren der Erfindung ist nicht beschränkt auf die vier Ausführungsformen, welche als Beispiel gegeben wurden. Man kann die lichtundurchlässige Schicht auch bilden durch Bestrahlung anderer Materialsorten durch die Mikro-Linsen oder die Fokussier-Elemente hindurch. Man kann auch das "Lift-off"-Verfahren der Photolithographie verwenden: Anbringen von Kontaktpunkten aus negativ-photosensiblem Harz an den Brennpunkten der Fokussier-Elemente; Abdecken der gesamten Oberfläche durch eine schwarze Schicht, dann schließlich Auflösung der Kontaktpunkte aus Harz und der schwarzen Schicht an den Orten dieser Kontaktpunkte aus Harz, um nur eine schwarze Schicht zu behalten, welche an den Orten der Brennpunkte Löcher aufweist.
In der ganzen Beschreibung wurden die Begriffe lichtundurchlässige Schicht und transparente Durchgangsöffnung verwendet. Im Falle einer Farb-Projektion ist die lichtundurchlässige Schicht typischerweise schwarz, und die Durchgangsöffnungen sind transparent, d.h. sie lassen alle Wellenlängen des sichtbaren Lichtes durch; in der Tat versteht sich der Begriff transparent als transparent für das von den Fokussier-Elementen fokussierte Licht, und der Ausdruck lichtundurchlässig versteht sich als lichtundurchlässig für das von den Fokussier-Elementen fokussierte Licht. In dem Fall eines Projektionsschirmes, welcher dafür bestimmt ist mit rotem Licht verwendet zu werden, könnte man folglich eine blaue lichtundurchlässige Schicht verwenden, um die rote Komponente des Umgebungslichtes zu absorbieren und einen hohen Kontrast für die Farbe Rot bereitzustellen.
Man könnte, insbesondere in der Ausführungsform der 7, andere Diffusoren verwenden außer holographischen Diffusoren. Beispielsweise könnte man Diffusoren aus einem transparenten Material verwenden, welche eine unregelmäßige Oberfläche aufweisen, insbesondere eine körnige Oberfläche. In dem Fall der 7 wird die unregelmäßige Seite eines solchen Diffusors auf die Fokussier-Elemente gerichtet; die Anwesenheit der photosensiblen Harzschicht und die Divergenz der Strahlen verhindert jegliche Verschmutzung der streuungsaktiven Schicht durch das Klebemittel.

Claims

Schirm, enthaltend einen Träger (22, 72) mit Fokussier-Elementen (26, 76), einer lichtundurchlässigen Schicht (36, 78, 88) mit Durchgangsöffnungen (38, 80) zum Durchlassen des von dem Fokussier-Elementen fokussierten Lichtes, einem Diffusor (30, 90) benachbart zu der lichtundurchlässigen Schicht mit einer aktiven Oberfläche (34) gerichtet auf die lichtundurchlässige Schicht, einem Substrat (40, 92), das die lichtundurchlässige Schicht und die aktive Oberfläche des Diffusors abdeckt, wobei die aktive Oberfläche des Diffusors in der Luft auf der Höhe der Durchgangsöffnungen in der lichtundurchlässigen Schicht funktioniert.
Schirm gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtundurchlässige Schicht in der Nähe der Brennpunkte der Fokussier-Elemente angeordnet ist.
Schirm gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen nicht-punktuell sind.
Schirm gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen eine Abmessung zwischen einschließlich 2 Mikrometern und 200 Mikrometern aufweisen.
Schirm gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen weniger als 20% der Oberfläche der lichtundurchlässigen Schicht darstellen, vorzugsweise weniger als 10%, sogar 5% dieser Oberfläche.
Schirm gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Kontrast größer als 250 aufweist, vorzugsweise größer als 500.
Schirm gemäß einem der Ansprüche 1 bis b, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussier-Elemente eine Abmessung zwischen einschließlich 20 Mikrometern und 1 Millimeter aufweisen.
Schirm gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Durchlässigkeit über 70% aufweist.
Schirm gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die linsenförmigen Elemente Mikro-Linsen oder Mikro-Kugeln enthalten und dadurch, dass das Quadrat (Φ_Bohrung/Φ_Fokussierung)² des Verhältnisses zwischen der Abmessung Φ_Bohrung der Durchgangsöffnungen und der Abmessung Φ_Fokussierung der Fokussier-Elemente kleiner oder gleich 10% ist, vorzugsweise kleiner oder gleich 5%.
Schirm gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussier-Elemente linsenförmige Elemente aufweisen, und dadurch, dass die Durchgangsöffnungen eine Linien-Form haben und dadurch, dass das Verhältnis zwischen der Größe einer Linie und dem Abstand zwischen zwei benachbarten Linien kleiner gleich 10% ist, vorzugsweise kleiner gleich 5%.
Schirm gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllrate durch die Fokussier-Elemente größer oder gleich 90% ist.
Schirm gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussier-Elemente Mikro-Kugeln enthalten.
Schirm gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Durchlässigkeit größer oder gleich 80% aufweist, vorzugsweise größer oder gleich 85%.
Schirm gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussier-Elemente Mikro-Linsen oder linsenförmige Elemente enthalten.
Schirm gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Durchlässigkeit größer oder gleich 90% aufweist, vorzugsweise größer oder gleich 95%.
Schirm gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (30), der vorzugsweise eine Diffusor ist, der die Richtwirkung kontrolliert, an die lichtundurchlässige Schicht angrenzt.
Schirm gemäß Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Zwischenraum-Schicht (84) zwischen dem Träger und dem Diffusor (90), vorzugsweise mit einer Dicke zwischen einigen Mikrons und einigen zehn Mikrons.
Schirm gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Oberfläche des Diffusors (90) zur Zwischenraum-Schicht hin gerichtet ist.
Schirm gemäß Anspruch 16, 17 oder 18, gekennzeichnet durch eine transparente Platte (92) angrenzend an den Diffusor und an diesen geklebt.
Schirm gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor ein holographischer Diffusor ist.
Verfahren zum Herstellen eines Schirmes, enthaltend die Schritte: – Bereitstellen eines Trägers (22, 30), der eine Mehrzahl von Fokussier-Elementen (26) aufweist, Bereitstellen eines Diffusors (30) mit einer aktiven Oberfläche (32) auf der den Fokussier-Elementen gegenüberliegenden Seite des Trägers und Bereitstellen eines Materials, das sich in einer Schicht in der Nähe der Brennpunkte der Fokussier-Elemente und in der Nähe der aktiven Oberfläche (32) erstreckt; – Bestrahlung des Materials durch die Fokussier-Elemente hindurch; – Bilden, unter Verwendung des bestrahlten Materials, einer lichtundurchlässigen Schicht (36), die Durchgangsöffnungen (38) aufweist, die die aktive Oberfläche entblößen; – Anbringen eines Substrats (40) auf der lichtundurchlässigen Schicht, wobei die aktive Oberfläche des Diffusors in der Luft auf Höhe der Durchgangsöffnungen durch die lichtundurchlässige Schicht funktioniert.
Verfahren zum Herstellen eines Schirmes, enthaltend die Schritte: – Bereitstellen eines Trägers (72) aufweisend eine Mehrzsahl von Fokussier-Elementen (76) und eines Materials, das sich in einer Schicht in der Nähe der Brennpunkte der Fokussier-Elemente erstreckt; – Bestrahlen des Materials durch die Fokussier-Elemente hindurch; – Bilden, unter Verwendung des bestrahlten Materials, einer lichtundurchlässigen Schicht (78, 88), die Durchgangsöffnungen aufweist; – Anbringen, auf der lichtundurchlässigen Schicht, eines Diffusors (90), der eine aktive Oberfläche zu der besagten Schicht hin gerichtet aufweist, wobei die aktive Oberfläche des Diffusors in der Luft auf der Höhe der Durchgangsöffnungen in der lichtundurchlässigen Schicht ist; – Anbringen eines Substrats (92) auf dem Diffusor (90).
Verfahren gemäß Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussier-Elemente Mikro-Linsen (6, 26), linsenförmige Elemente oder Mikro-Kugeln (50) enthalten.
Verfahren gemäß Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussier-Elemente Mikro-Kugeln enthalten und dadurch, dass es vor dem Bestrahlungs-Schritt einen Schritt des Bildens einer zweiten lichtundurchlässigen Schicht (52) zwischen den Mikro-Kugeln aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein positiv photosensibles lichtundurchlässiges Harz ist und dadurch, dass der Schritt des Bildens aufweist: – Das Entwickeln des Harzes.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein durch Strahlung zerstörbares Material ist und dadurch, dass der Schritt des Bildens durch die Zerstörung des Materials gleichzeitig zu dem Bestrahlungs-Schritt erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein positiv-photographisches Material ist und dass der Schritt des Bildens aufweist: – Das Entwickeln des photographischen Materials.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein durch Strahlung entfärbbares Material ist, und dadurch, dass der Schritt des Bildens durch Entfärben des Materials gleichzeitig zu dem Bestrahlungs-Schritt erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner die Schritte aufweist: – Bilden, auf dem Träger oder der lichtundurchlässigen Schicht, einer Zwischenraum-Schicht (84) mit einer Dicke von einigen Mikrons bis einigen zehn Mikrons; – Bilden von Durchgangsöffnungen (86) in der Schicht, korrespondierend zu den Brennpunkten der Fokussier-Elemente; – Kleben des Diffusors (90) auf die Schicht (84), wobei die aktive Fläche des Diffusors zur Schicht hin gewandt ist.