DE69421189T2

DE69421189T2 - Lichtdurchlässiges und streuendes projektionsschirm mit niedriger reflexion

Info

Publication number: DE69421189T2
Application number: DE69421189T
Authority: DE
Inventors: Dennis Vance
Original assignee: JENMAR VISUAL SYSTEMS SUNNYVAL
Current assignee: JENMAR VISUAL SYSTEMS SUNNYVAL
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2014-09-01
Also published as: US5781344A; EP0716754A1; WO1995006888A3; AU7682994A; WO1995006888A2; US5563738A; TW230241B; DE69421189D1; JP3232098B2; EP0716754B1; JPH09504882A

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Lichtfilter und insbesondere Lichtfilter für Rückprojektionsbildschirme, Verbesserungen der Anzeige und andere optische Anwendungen, die eine verteilte Lichtsteuerung erfordern.
Rückprojektionsbildschirme und Lichtstreuelemente sind Lichtfilter, die ein optisch streuendes Medium vorsehen, das Licht von einer Lichtquelle auf einer Seite des Bildschirms zu einem Betrachter auf der anderen Seite des Bildschirms durchläßt. Ein grundlegendes Brechungs-Lichtfilter wurde in der US-A-2,378,252 beschrieben, die ein Brechungslinsensystem als ihre Hauptkomponente offenbart. Das Brechungslinsensystem umfaßt eine Anordnung aus kugelförmigen Glas- oder Harzperlen, die in einer lichtundurchlässigen Bindeschicht eingebettet und auf einem transparenten Trägermaterial angebracht sind. Das Lichtfilter wird üblicherweise so ausgerichtet, daß die Schicht mit den Perlen in Richtung der Bildquelle und das transparente Trägermaterial in Richtung des Betrachters weist. Die US-A-3,552,822 offenbart ein ähnliches Lichtfilter, das auch eine Antireflexionsbeschichtung aufweist und dessen Perlenschicht von der Bildquelle weg gerichtet ist.
Die lichtundurchlässige Bindeschicht dient mehreren Zwecken, einschließlich der Befestigung der Kugeln an dem Trägermaterial, der Reduktion der Reflektivität des Filters und der Reduktion der Lichtmenge, die durch die Zwischenräume zwischen den Perlen des Linsensystems durchgelassen wird. Das Licht eines Bildes wird von den Perlen gebrochen und durch einen Übertragungsbereich der Perlen an den Betrachter verteilt. Dieser Übertragungsbereich umfaßt den Kontaktpunkt zwischen der Perle und dem Trägermaterial und die diesen Punkt umgebende Fläche, wo die Bindeschicht zu dünn ist, um das gebrochene Licht zu absorbieren.
Rückprojektionsbildschirme und Lichtstreuelemente sind gekennzeichnet durch ihre Unterdrückung von Umgebungslicht, ihre Auflösung, ihre Verstärkung und ihren Kontrast, Eigenschaften, die durch die Strukturzusammensetzung der Materialien der Komponenten bestimmt werden. Die Verstärkung, die ein Maß der Intensität des durchgelassenen Lichts als eine Funktion des Betrachtungswinkel ist, wird z. B. durch den Brechungsindex der Perlen und des umgebenden Mediums bestimmt. Ähnlich werden die Unterdrückung des Umgebungslichts und der Kontrast des Lichtfilters weitgehend durch die Undurchsichtigkeit der Bindeschicht bestimmt. Die Auflösung des Bildschirms wird durch die Größe der Perlen bestimmt, die in dem Linsensystem verwendet werden.
Die gegenseitige Abhängigkeit bestimmter optischer Eigenschaften und ihrer Abhängigkeit von den Eigenschaften des Materials der Komponenten beschränken jedoch die Optimierung der optischen Eigenschaften einfacher Brechungs-Lichtfilter. Wenn die Undurchsichtigkeit der Bindeschicht z. B. erhöht wird, um die Unterdrückung des Umgebungslichts der Sichtoberfläche zu verbessern, wird auch die Übertragung des gebrochenen Bildlichts durch die Bindeschicht im Übertragungsbereich der Perle reduziert. Zusätzlich begrenzt auch der Bereich der Brechungsindizes der verfügbaren Materialien die Leistungsfähigkeit einschichtiger Filter. Diese gegenseitigen Abhängigkeiten und Materialbeschränkungen begrenzen die Leistungsfähigkeit einfacher Brechungs-Filter.
Die Erfindung sieht einen Lichtstreuschirm gemäß Anspruch 1 vor, der eine hohe Bild- Lichtdurchlässigkeit, eine starke Unterdrückung des Umgebungslichtes, einen hohen Kontrast und eine verbesserte Verstärkungssteuerung aufweist. Der Lichtstreuschirm gemäß der Erfindung umfaßt Glas- oder Harzperlen, die in einer lichtundurchlässigen Schicht getragen und durch zusätzliche optische Schichten modifiziert sind. Diese optischen Schichten bieten ein Mittel zum Variieren der optischen Eigenschaften des Bildschirms und erlauben daher eine verbesserte Bildübertragung, Unterdrücken des Umgebungslichtes und Verstärkungssteuerung.
Erfindungsgemäß wird die Verstärkungssteuerung, die durch den Brechungsindex der Perlen vorgesehen wird, erhöht, indem eine transparente Harzschicht auf der Rückseite der Perlen hinzugefügt wird. Die transparente Harzschicht ermöglicht eine zusätzliche Verstärkungssteuerung, indem sie die Luft/Perlen-Grenzfläche durch eine Luft/Harz- und eine Harz/Perlen- Grenzfläche ersetzt, an denen die Brechung des Lichtes des Bildes getrennt eingestellt werden kann. Die Brechung an der Harz/Perlen-Grenzfläche wird kontrolliert, indem die relativen Brechungsindizes der transparenten Harzschicht und der Perlen gewählt wird. Die Brechung an der Luft/Harz-Schnittstelle kann eingestellt werden, indem zusätzlich zu dem Brechungs index die Dicke der transparenten Harzschicht variiert wird, wobei eine dünne Schicht aus transparentem Harz effektiver ist, um die Form der Rückseite der Perlen zu verändern.
Die Lichtreflexions- und Absorptionseigenschaften werden verbessert, indem eine lichtundurchlässige Harzschicht an der Rückseite der lichtundurchlässigen Bindeschicht hinzugefügt wird, wobei die Durchlässigkeit des mehrschichtigen Filters in den Zwischenräumen kontrolliert werden kann, ohne die Undurchsichtigkeit der Bindeschicht zu verändern. Die Unterdrückung des Umgebungslichts, der Kontrast und die Steuerung der Übertragung in den Zwischenräumen des Bildschirms werden somit verbessert, ohne seine Lichtdurchlässigkeit zu verringern. Durch Kombinieren der transparenten und lichtundurchlässigen optischen Schichten können die optischen Eigenschaften des Lichtstreuschirms gemäß der Erfindung gleichzeitig verbessert werden.
Der Lichtstreuschirm gemäß der Erfindung kann z. B. als ein Rückprojektionsbildschirm oder als Kontaktlichtstreueinrichtung verwendet werden. Im ersten Fall trifft annähernd kollimiertes Licht von einer Bildlichtquelle, die von dem Lichtstreuschirm deutlich getrennt ist, auf den Bildschirm auf. Im letzteren Fall wird der Lichtstreuschirm auf einer Bildquelle positioniert, z. B. einer Flachbildschirmanzeige, die von hinten mit kollimiertem Licht beleuchtet wird.
Fig. 1A, 1B und 1C zeigen schematische Diagramme eines einfachen brechenden Rückprojektionsbildschirms, wobei die zwei Schnittdarstellungen an verschiedenen Stellen aufgenommen sind;
Fig. 2 ist ein Diagramm der Brechung der Lichtstrahlen durch Kugeln in einem einfachen Brechungs-Lichtfilter;
Fig. 3 ist ein Graph der Verstärkungsprofile für drei Lichtfilter, die unterschiedliche Brechungsindizes der Glasperlen aufweisen;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der Umgebungslichtstrahlen, die von der Rückseite der Perlen gebrochen und zurückgebrochen werden;
Fig. 5A und 5B sind schematische Darstellungen von Lichtfiltern gemäß der Erfindung, wobei die Zwischenräume zwischen den Perlen auf der Rückseite des Filters teilweise mit transparentem Harz gefüllt wurden, um ihre Verstärkung zu steuern;
Fig. 6A und 6B sind schematische Darstellungen von Lichtfiltern gemäß der Erfindung, bei denen eine transparente Harzschicht mit einem Brechungsindex, der sich von dem der sphärischen Linsen unterscheidet, an der Rückseite der Perlen hinzugefügt wurde, um ihre Verstärkung zu steuern;
Fig. 7 ist ein Graph des Verstärkungsprofils über dem Winkel der Normalen zur Sichtfläche für ein einfaches Brechungs-Lichtfilter und für ein Lichtfilter mit einer zusätzlichen Harzschicht gemäß der Erfindung;
Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung des Lichtfilters gemäß der Erfindung, wobei dem Filter eine zweite lichtundurchlässige Schicht hinzugefügt wurde, um seine Unterdrückung des Umgebungslichtes und den Bildkontrast zu verbessern;
Fig. 9 zeigt ein Verstärkungsprofil für ein einfaches Brechungs-Lichtfilter und für ein mehrschichtiges Filter, das eine zweite lichtundurchlässige Schicht aufweist;
Fig. 10A ist ein schematisches Diagramm eines Lichtfilters gemäß der Erfindung, wobei dem Filter eine zweite lichtundurchlässige Schicht und eine transparente Harzschicht hinzugefügt wurden, um seine Verstärkungssteuerung, die Unterdrückung des Umgebungslichtes und den Bildkontrast zu verbessern; und
Fig. 10B ist eine schematische Darstellung des Lichtfilters gemäß der Erfindung, wobei dem Filter eine zweite lichtundurchlässige Schicht und eine dünne transparente Harzschicht hinzugefügt wurden, um seine Verstärkungssteuerung, die Unterdrückung des Umgebungslichtes und den Bildkontrast zu verbessern.
Fig. 1A zeigt eine Darstellung eines herkömmlichen, einfachen Brechungs-Lichtfilters 10. In den Fig. 1B und 1C sind Schnittdarstellungen des Lichtfilters 10 gezeigt, die den in Fig. 1A angegebenen Positionen entsprechen. Das einfache Brechungs-Lichtfilter 10 umfaßt ein transparentes Tragmaterial 12, das eine Filteroberfläche 18 und eine Tragoberfläche 13 auf weist. Die kugelförmigen Glas- oder Harzperlen 14 sind teilweise in eine lichtundurchlässige Bindeschicht 16 eingebettet, die die Perlen 14 mit der Tragoberfläche 13 verbindet.
Das Licht von einer Lichtquelle trifft auf das Filter 10 bei der Rückseite 36 der Perlen 14 und der Rückseite 19 der lichtundurchlässigen Bindeschicht 16 auf, welche eine Rück- oder Bildseite des Lichtfilters 10 definieren. Die Filteroberfläche 18 definiert eine Vorderseite des Lichtfilters 10, durch die Betrachter das übertragene Licht des Bildes betrachten. Das auf die Perlen 14 auftreffende Licht wird somit gebrochen, durch die Bindeschicht 16 bei einem Übertragungsbereich 34 durchgelassen und durch die Filteroberfläche 18 zu den Betrachtern gestreut. Das auf die Rückseite 19 der Bindeschicht 16 auftreffende Licht kann die Betrachter durch Zwischenräume 20 zwischen den Perlen 14 erreichen. Eine Rolle der lichtundurchlässigen Bindeschicht 16 ist, die Übertragung dieses Lichtes zu reduzieren.
In Fig. 2 ist ein Diagramm der Wege gezeigt, dem die gebrochenen Lichtstrahlen 22-28 folgen, die auf die Rückseite 36 der Perlen 14 bei verschiedenen Abständen von der optischen Achse 30 auftreffen. Die Lichtstrahlen 22-28 werden in Richtung der optischen Achse 30 um einen Winkel Ψ gebrochen, der mit dem Abstand zwischen dem Auftreffpunkt 31 und der optischen Achse 30 zunimmt. Der Winkel T nimmt auch mit dem Brechungsindex der Perlen 14 zu. Die gebrochenen Lichtstrahlen 22-28 werden durch den Übertragungsbereich 34 geleitet, der den Kontaktpunkt zwischen den Perlen 14 und der Tragfläche 13 sowie die umgebende Fläche umfaßt, wo die dazwischen liegende lichtundurchlässige Bindeschicht 16 zu dünn ist, um die gebrochenen Lichtstrahlen 22-28 zu absorbieren. Andererseits werden die gebrochenen Strahlen 29, die auf die Vorderseite der Perlen 14 außerhalb des Übertragungsbereichs 34 auftreffen, absorbiert, wenn sie durch die lichtundurchlässige Bindeschicht 16 gehen.
Die gebrochenen Lichtstrahlen 22-28 divergieren nach dem Durchgang durch den Übertragungsbereich 34 der Perlen 14, wodurch die durchgelassene Lichtintensität über einen Winkelbereich C gestreut wird. Bei Lichtfiltern 10 streut die kollektive Wirkung der Perlen 14 die durchgelassene Lichtintensität mit verschiedenen Winkeln im Verhältnis zur Normalen 11 der Filterfläche 18, und diese Intensitätsverteilung wird als das Verstärkungsprofil bezeichnet. Lichtfilter 10 mit hoher Verstärkung lassen das Licht des Bildes mit einer Verteilung innerhalb eines engen Winkels um die Normale 11 durch, während Filter 10 mit niedriger Verstärkung das Licht des Bildes mit einer breiteren Verteilung um die Normale 11 durchlassen. Die optimale Verstärkung für Lichtfilter 10 hängt von dem beabsichtigten Zweck ab und wird teilweise dadurch bestimmt, daß die einzelnen Perlen 14 mit dem richtigen Brechungsindex gewählt werden.
In Fig. 3 sind Verstärkungsprofile 40, 42, 44 für einfache Brechungs-Lichtfilter 10 aufgezeichnet, welche Perlen 14 mit Brechungsindizes von 1,5, 1,7 bzw. 1,9 aufweisen. Die Verstärkung beim Winkel 0º zur Normalen ist für Perlen 14 mit niedrigem Brechungsindex am größten und nimmt mit wachsendem Brechungsindex ab. Die größere Brechungsleistung der Perlen 14 mit hohem Brechungsindex bricht durchgelassene Strahlen 22-28 schärfer als Materialien mit niedrigem Brechungsindex, die demzufolge über einem größerem Winkelbereich zur Normalen 11 divergieren und entlang der Normalen weniger stark fokussiert sind.
Zusätzlich zur Verstärkung sind Lichtfilter 10 durch ihre Auflösung, den Kontrast und die Unterdrückung des Umgebungslichts gekennzeichnet. Es ist im allgemeinen wünschenswert, daß Filter 10 sowohl eine hohe Auflösung als auch eine gute Unterdrückung des Umgebungslichts aufweisen. Die Auflösung der Lichtfilter 10 wird durch die Größe der Perlen 14 bestimmt, da die Packungsdichte der Perlen 14 auf der Tragfläche 13 die Dichte der Übertragungsbereiche 34 auf dieser Oberfläche bestimmt. Diese Eigenschaft kann im allgemeinen maximiert werden, indem Filter 10 mit Perlen 14 mit dem kleinsten verfügbaren Durchmesser aufgebaut werden. Die Größen der gewählten Perlen 14 können durch Schwankungen der Qualität und durch die Eigenschaften der verfügbaren Perlen 14 bestimmt werden.
Die Unterdrückung des Umgebungslichts ist ein Maß, wie gut das Umgebungslicht, das auf die Vorderseite eines Lichtfilters 10 auftrifft, absorbiert oder im Verhältnis zur Menge des zum Betrachter zurückgestreuten Lichts durchgelassen wird. Diese Eigenschaft hängt hauptsächlich von der Undurchsichtigkeit der Bindeschicht 16 und dem Brechungsindex der Perlen 14 ab. Das von dem Filter 10 zum Auge des Betrachters reflektierte Umgebungslicht kann die Qualität eines Bildes erheblich stören, indem es den Kontrast verwischt.
Bei dem einfachen Brechungsfilter 10 kann das auf die Filterfläche 18 auftreffende Umgebungslicht bei folgenden Grenzflächen reflektiert werden: lichtundurchlässige Bindeschicht 16 und Tragfläche 13, Perlen 14 und lichtundurchlässige Bindeschicht 16 und Perlen 14 und Luft an der Rückseite 36. Von diesen Grenzflächen ist die letzte üblicherweise die wichtigste, weil die Brechungsindizes des Tragmaterials 12, der lichtundurchlässigen Schicht 16 und der Perlen 14 ungefähr gleich groß gemacht werden können, wodurch die Reflexion an den beiden ersten Grenzflächen minimiert wird.
Es ist keine einfache Angelegenheit, die Unterdrückung des Umgebungslichts in einfachen Brechungs-Lichtfiltern 10 zu maximieren, ohne andere optische Eigenschaften zu verschlechtern, weil die Undurchsichtigkeit der Bindeschicht 16 diese anderen Eigenschaften beeinflußt. Die Erhöhung der Undurchsichtigkeit der Bindeschicht 16, um die Unterdrückung des Umgebungslichts zu verbessern, senkt z. B. die Menge des Lichtes des Bildes, das durch die Perlen 14 indem Gebiet um den Kontaktpunkt zwischen den Perlen 14 und dem Tragmaterial 12, d. h. in dem Übertragungsbereich 34, durchgelassen wird.
In allen Filtern 10 tritt auch eine spiegelnde, nichtstreuende Reflexion von der Filteroberfläche 18 auf, die üblicherweise mittels Anti-Reflexions- und Blendschutz-Beschichtungen und -behandlungen minimiert wird. Während diese Beschichtung und Behandlung nicht zum Bereich der Erfindung gehören, können sie gleichwohl angewendet werden, um die Gesamtfunktion der Erfindung zu verbessern.
In Fig. 4 sind Umgebungslichtstrahlen 23 gezeigt, die durch das Tragmaterial 12 gehen und auf die Rückseite 36 einer kugelförmigen Perle 14 auftreffen, die einen Brechungsindex von 1,5 hat. Die Lichtstrahlen 23, die im wesentlichen parallel zur optischen Achse 30 sind und bei den Punkten 31, 33 und 37 auf die Rückseite 36 der Perle 14 auftreffen, erfahren eine totale interne Reflexion bei den Punkten 31, 33, 37, die mehr als etwa 0,7 R von der optischen Achse 30 entfernt sind, wobei R der Radius der Perle 14 ist. Somit wird etwa 50% des Umgebungslichts, das auf die Rückseite 36 der Perle 14 auftritt, zurückreflektiert. Die zurückreflektierten Strahlen 32, die nicht von der lichtundurchlässigen Bindeschicht 16 absorbiert werden, treten zusammen mit dem durchgelassenen Licht des Bildes 22-28 aus dem Filter 10 aus und verringern somit die Qualität des Bildes.
Zusätzlich reduziert das Licht des Bildes, das durch die Zwischenräume 20 zwischen den Perlen 14 durchgelassen wird, auch die Qualität des Bildes. Die Lichtstrahlen 21, die dieser Trajektorie folgen, werden von den Perlen 14 nicht gebrochen und stören das Verstärkungsprofil der richtig gebrochenen Lichtstrahlen 22-28.
Für einfache Brechungs-Lichtfilter 10 wird die Intensität der Lichtstrahlen 21, welche durch die Zwischenräume 20 durchgelassen werden, und der von den Perlen 14 zurückreflektierten Lichtstrahlen durch die Undurchsichtigkeit der Bindeschicht 16 kontrolliert. Die zurückreflektierten Lichtstrahlen 23 gehen im Vergleich zu den durchgelassenen Strahlen 21 durch ungefähr die doppelte Bindeschicht 16 und werden daher bei niedrigeren Undurchsichtigkeiten absorbiert als die durchgelassenen Strahlen 21. Die Erhöhung der Undurchsichtigkeit der Bindeschicht 16 reduziert jedoch die durchgelassenen Strahlen 21, wodurch die Übertragung des Lichtes des Bildes durch die Übertragungsbereiche 34 verringert wird, wie oben erläutert ist. Kompromisse zwischen der Maximierung des durchgelassenen Lichtes und der Minimierung des zurückreflektierten und durch die Zwischenräume durchgelassenen Lichtes begrenzen somit die Optimierung des einfachen Brechungsfilters 10.
Zusätzlich zu diesen Beschränkungen ist in einfachen Brechungs-Lichtfiltern 10 auch der Grad der Verstärkungssteuerung beschränkt. Eine Verringerung des Brechungsindex der Perlen 14 zur Erzeugung einer höheren Verstärkung bei 0º reduziert z. B. zwangsläufig das Brechungsvermögen der Perlen 14. Als ein Resultat wird die Menge des auf den Übertragungsbereich 34 fokussierten und nachfolgend zur Filteroberfläche 18 durchgelassenen Lichts reduziert, wodurch sich die Intensität des durchgelassenen Bildlichtes verringert. Der Grad der durch das Variieren des Brechungsindex der Perlen 14 erreichbaren Verstärkungssteuerung kann somit durch die physischen Eigenschaften der vorhandenen Materialien begrenzt sein. Das Abflachen der Perlen 14 zum Erhöhen des Krümmungsradius der Rückseite 36 schafft ein alternatives Mittel zum Erhöhen der Verstärkung des einfachen Brechungs-Lichtfilters 10. Wenn dieses Abflachen jedoch einfach durch Zusammendrücken verformbarer Harzperlen 14 parallel zur optischen Achse 30 erfolgt, nimmt der Abstand zwischen den einzelnen Perlen 14 zu, was zu einer geringeren Dichte der Perlen 14 und zu einer niedrigeren Auflösung führt.
Die Erfindung optimiert sowohl die Verstärkung als auch die Unterdrückung des Umgebungslichts der Lichtfilter 10 durch das Hinzufügen von Schichten aus Materialien, die ausgewählte optische Eigenschaften haben, und durch das Einsetzen neuer Materialien für die Strukturen der Lichtfilter 10. Dadurch werden neue Lichtfilter 50, 60, 70, 80, 90 erzeugt, die in Verbindung mit den Fig. 5. 6, 8 und 10 erläutert sind, wobei dem einfachen Lichtfilter 10, das aus Glas- oder Harztragmaterialien 12, Bindeschichten 16 und Perlen 14 aufgebaut ist, neue Schichten 62, 72, 82 aus optischen Materialien hinzugefügt werden, die so gewählt sind, daß die gewünschten optischen Eigenschaften optimiert werden. Da die Filter 50, 60, 70, 80 auf dem Lichtfilter 10 basieren, werden zunächst die Komponenten des Lichtfilters 10 und ihre Kombination erläutert.
In bezug auf die Materialauswahl tragen die optischen und mechanischen Eigenschaften des Tragmaterials 12 zu den Eigenschaften der Filter 50, 60, 70, 80, 90 in verschiedener Weise bei. Der Brechungsindex des Tragmaterials 12 beeinflußt z. B. die Winkelverteilung des durchgelassenen Lichtes über den Brechungswinkeln α, β und den Kontrast über seinen Einfluß auf die interne Reflexion. Zusätzlich können in den Tragmaterialien 12 absorbierende Materialien eingebaut werden, um die Rückreflexion und die seitliche interne Reflexion zu reduzieren. Die Verwendung von lichtempfindlichem Glas für das Tragmaterial 12 erhöht z. B. automatisch die Absorption und senkt das Reflexionsvermögen des Tragmaterials 12 bei hellem Umgebungslicht. Alternativ erlaubt die Verwendung von elektrisch aktivem optischen Material für das Tragmaterial 12, die optischen Eigenschaften dynamisch zu variieren. Diese Effekte können in Verbindung mit den optischen Eigenschaften der Perlen 14, der Bindeschicht 16 und der Schichten 62, 72, 82 eingesetzt werden, um die Funktion der Filter 50, 60, 70, 80 fein abzustimmen.
Die mechanischen Eigenschaften des Tragmaterials 12 können ebenfalls abhängig davon gewählt werden, für welchen Einsatz die Filter 50, 60, 70, 80, 90 bestimmt sind. Tragmaterialien 12 aus Kunststoff reduzieren z. B. das Gewicht und erlauben die Verwendung von flexiblen Materialien, wie Kunststoffilme, zum Herstellen flexibler Filter 50, 60, 70, 80. Durch Vorsehen eines Lösemittels auf der Tragfläche 13, kann das Tragmaterial 12 entfernt werden, um flache oder profilierte, freistehende Lichtfilter 50, 60, 70, 80 vorzusehen.
Die Bindeschichten 16 können aus einer Vielzahl verschiedener Matrixmaterialien hergestellt werden. Butylmethacrylatpolymere lassen sich z. B. leicht mit Farbstoffen mischen, und ihre thermoplastischen Eigenschaften ergeben ein einfaches Mittel zum Einbetten der Perlen 14. Im allgemeinen können UV-, thermisch- und chemisch-ausgehärtete Harze verwendet werden, um die Bindeschicht 16 herzustellen. Diese Materialien können in mehreren Schichten 16 aufgebracht werden, von denen jede eine andere optische Dichte hat. Alternativ kann die Bindeschicht 16 ein lichtempfindlicher Film sein, wobei in diesem Fall ihre optische Dichte mit der Tiefe verändert werden kann, indem sie aktinischem Licht ausgesetzt wird. Lichtempfindliche Materialien andererseits ergeben eine Bindeschicht 16, die ihre Absorption abhängig von den Umgebungslichtbedingungen automatisch einstellt. Zusätzlich zu Filmen und Harz materialien kann die Bindeschicht 16 ein Drahtgitter oder eine perforierte Metallplatte sein, wie in Verbindung mit Fig. 5B erläutert ist, oder eine Kombination aus einem Gitter und durchsichtigen Harzmaterialien.
Bei Bindeschichten 16 auf Harzbasis können die Perlen 14 in einer dichtgepackten Anordnung eingebettet werden, wobei verschiedene Prozesse eingesetzt werden können. Bei einem Verfahren wird das Tragmaterial 12 mit einer thermoplastischen Harzbindeschicht 16 beschichtet, die mit einem Farbstoff modifiziert ist, um eine gewünschte Undurchsichtigkeit der Bindeschicht 16 einzustellen. Die Perlen 14 werden dann über die thermoplastische Harzbindeschicht 16 verteilt, die nachfolgend erhitzt wird, so daß die Perlen 14 in die Harzbindeschicht 16 gepreßt werden, bis sie die Tragfläche 13 berühren. Die Perlen 14 können auch mittels Elektrophorese ausgehend von einem flüssigen Medium beschichtet werden, oder durch Sprühen einer Mischung aus Perlen 14, dem Material für die Harzbindeschicht 16 und einem Lösungsmittel auf das Tragmaterial 12 oder durch Sprühen der Perlen 14 direkt auf eine weich gemachte Bindeschicht 16.
Die dichte Packung der Perlen 14 kann verbessert werden, indem an die Perlen 14 und/oder die Bindeschicht 16 oder das Tragmaterial 12 elektrostatische Ladungen angelegt werden, um die Perlen 14 zu positionieren. Alternativ können die Perlen 14 auf einer Oberfläche vorpositioniert werden, die eine solche Form hat, das sie eine dichte Packung erzwingt, und nachfolgend auf die Bindeschicht 16 übertragen werden. Die elektrostatisch unterstützte Übertragung kann, wie bei der Xerographie, ebenfalls dazu verwendet werden, die Perlen 14 auf die Bindeschicht 16 zu übertragen und zu positionieren.
Die Perlen 14 können aus einer Vielzahl von Glas- oder Harzmaterialien gewählt werden, wobei das optimale Material und die Größe der Perlen 14 von der beabsichtigten Anwendung des Lichtfilters 50, 60, 80, 90 abhängen kann. Transparenten Glas- oder Harzmaterialien sind mit Brechungsindizes zwischen etwa 1,4 und 2,1 verfügbar, und Kombinationen dieser Materialien können verwendet werden, um eine zusätzliche Verstärkungssteuerung vorzusehen. Perlen 14, die durch Einschließen elektrooptisch aktiver Materialien in Glas oder Harz hergestellt sind, erlauben z. B. die Einstellung der optischen Eigenschaften der Perlen 14 durch Anlegen eines elektrischen Feldes. Perlen 14 können auch aus einem lichtempfindlichen Material aufgebaut sein, so daß ihre optischen Eigenschaften auf Änderungen der einfallenden Lichtintensität reagieren können. Alternativ können gefärbte Perlen 14 verwendet werden, um chromatische Effekte zu ermöglichen.
Die Lichtfilter 50, 60, 80, 90 können mit Perlen 14 beliebigen Durchmessers aufgebaut werden. In der Praxis wird der Durchmesser abhängig von der gewünschten Auflösung gewählt. Es können jedoch auch Perlen 14 mit unterschiedlichem Durchmesser in demselben Lichtfilter 50, 60, 80, 90 kombiniert werden. Perlen 14 mit kleinerem Durchmesser können z. B. in die Zwischenräume 20 einer Anordnung aus Perlen 14 mit größerem Durchmesser eingesetzt werden, um die Packungsdichte zu erhöhen. Ferner können Perlen 14 verwendet werden, die permanent oder vorübergehend verformt sind, un einen zusätzlichen Mechanismus für die Verstärkungssteuerung vorzusehen.
Eine sorgfältige Auswahl ist notwendig, um unrunde und verfärbte Perlen 14 sowie Perlen mit falscher Größe zu vermeiden. Unrunde Perlen 14 bewirken eine ungleichmäßige Brechung des Lichtes, was helle Flecken und Körnigkeit in den Bildern, die in den Filtern 50, 70, 80, 90 zu sehen sind, erzeugt. Der Einschluß lichtundurchlässiger oder trüber Perlen 14 erzeugt dunkle Flecken in den Filter 50, 70, 80, 90 und reduziert die Effektivität der Lichtübertragung.
Eine vorläufige Sortierung der Perlen 14 kann mit feinen Sieben oder Gittern erfolgen. Verfärbte Perlen sind häufig ferromagnetisch und können in einem Magnetfeld getrennt werden. Unrunde Perlen 14 können getrennt werden, indem man sie eine Vibrationsebene hinunterrollen oder sich durch eine Vibrationssäule setzen läßt, wobei runde Perlen schneller hindurchgelangen.
In einigen Fällen kann es sinnvoll sein, Perlen 14 zu verwenden, die nicht kugelförmig sind, z. B. Ellipsoide oder runde Stangen. Solche nicht kugelförmigen Perlen können so ausgerichtet werden, daß sie in verschiedenen Richtungen verschiedene optische Eigenschaften vorsehen.
Wenn das einfache Lichtfilter 10 auf die obige Weise hergestellt wurde, wird es wie im folgenden beschrieben modifiziert, um die gesuchten optischen Eigenschaften zu verbessern. In Fig. 5A ist ein Lichtfilter 50 gemäß der Erfindung gezeigt, das eine zusätzliche Verstärkungssteuerung vorsieht, welche über die hinausgeht, die vom Brechungsindex der Perlen 14 vorge sehen wird. Das Lichtfilter 50 umfaßt ein transparentes Tragmedium 12 mit einer Tragfläche 13 und einer Filterfläche 18 und eine lichtundurchlässige Bindeschicht 16, in der kugelförmige Perlen 14 mit einem ausgewählten Brechungsindex eingebettet sind. Zusätzlich ist eine dünne Schicht 62 aus transparentem Harz in Vertiefungen 64 eingebracht, welche durch die Rückseiten 36 der Perlen 14 erzeugt werden, die von der Rückseite 19 der Bindeschicht 16 vorstehen. Der Brechungsindex der Harzschicht 62 kann größer, kleiner oder im wesentlichen gleich dem der Perlen 14 sein, abhängig von der gewünschten Verstärkung des Filters 50.
Die Harzschicht 62 erhöht den effektiven Krümmungsradius der Rückseiten 36 der Perlen 14 und reduziert so ihr Brechungsvermögen. Zum Vergleich sind die gebrochenen Strahlen 28' für unbehandelte Perlen 14' in Fig. 5A oben dargestellt. Das tatsächliche Brechungsvermögen der Perlen 14 variiert mit dem Grad, zu dem die Vertiefung 64 gefüllt sind. Diese Abhängigkeit schafft ein Mittel zum Einstellen der Verstärkung des Lichtfilters 50 neben der Veränderung des Brechungsindexes der Perlen 14.
Wenn die Tiefe der Harzschicht 62 in den Vertiefungen 64 zunimmt, geht der effektive Krümmungsradius der Rückseite 36 der Perlen 14 gegen unendlich, d. h. sie wird zu einer ebenen Oberfläche. Innerhalb dieser Grenze sind die Vertiefungen 64 vollständig mit der Harzschicht 62 gefüllt, und solange die Harzschicht 62 denselben Brechungsindex wie die Perlen 14 hat, werden Lichtstrahlen, die senkrecht auf die resultierende ebene Oberfläche auftreffen, nicht gebrochen. Wenn die Harzschicht 62 und die Perlen 14 unterschiedliche Brechungsindizes haben, erfolgt jedoch bei der Rückseite 36 der Perlen 14 eine Brechung, was neben der Veränderung des Brechungsindex der Perlen 14 ein weiteres Mittel zum Steuern der Verstärkung des mehrschichtigen Lichtfilters 50 schafft.
In Fig. 5B ist ein Lichtfilter 50 gezeigt, bei dem die lichtundurchlässige Schicht 16 ein lichtundurchlässiges Metall- oder Kunststoffsubstrat 52 mit einem Gitter aus Perforationen 54 ist, in dem die Perlen 14 gehalten werden. Die Perforationen 54 haben eine solche Größe, daß sie die Perlen 14 bis zu einer vorgegebenen Tiefe 56 aufnehmen, und das Gitter aus Perforationen 54 wird so gewählt, daß es eine enge Packung der Perlen 14 oder eine Ausrichtung der Perlen 14 auf eine vorgegebene Art schafft. Der zuletzt genannte Fall kann z. B. auftreten, wenn die Quelle des Bildlichtes eine digitale Videoanzeige ist, wobei es in diesem Fall wünschenswert sein kann, die Perlen 14 zu den Pixeln der Videoanzeige auszurichten.
Wie in Fig. 5B gezeigt, kann das Filter 50 mit oder ohne Tragmaterial 12 aufgebaut werden. Ein flexibles Lichtfilter 50 wird vorgesehen, wenn ein flexibles lichtundurchlässiges Substrat 52, wie ein Kunststoffgitter oder Netz, verwendet wird und entweder das Tragmaterial 12 weggelassen oder ein flexibles Tragmaterial 12 verwendet wird. Wie oben erwähnt, kann eine durchsichtige oder gefärbte Harzschicht mit einem lichtundurchlässigen Substrat 52 kombiniert werden, um die Bindeschicht 16 zu bilden. Eine Harzschicht 62 kann vorgesehen werden, um den effektiven Krümmungsradius der Rückseite 36 der Perlen 14 zu erhöhen. Im allgemeinen können Lichtfilter 50, 70, 80, 90, die mit einem lichtundurchlässigen Harz als Bindeschicht 16 realisiert sind, für denselben Zweck auch mit einem lichtundurchlässigen Substrat 52 oder einer Kombination aus Harz und Substrat 52 realisiert werden.
Wenn das Tragmaterial 12 vorhanden ist, erzeugen die Tragfläche 13, die Perlen 14 und das Substrat 52 einen Hohlraum 53, der mit Flüssigkeit oder Gasen gefüllt werden kann, deren optische Eigenschaften so gewählt werden, daß sie die Eigenschaften des Filters 50 verändern. Die Flüssigkeiten oder Gasmaterialien in den Hohlräumen 53 erweitern den Bereich der optischen Eigenschaften über das hinaus, was mit Feststoffen erreichbar wäre. Diese Eigenschaften können durch Temperatur, Druck oder Strahlung verändert werden, wodurch ein weiterer Parameter hinzukommt, um die optischen Eigenschaften des Filters 50 zu steuern.
In Fig. 6A ist ein Lichtfilter 70 mit einer weiteren Verstärkungssteuerung zusätzlich zu der, die durch den Brechungsindex der Perlen 14 vorgesehen wird, gezeigt. Das Lichtfilter 70 weist eine Anordnung aus Perlen 14 auf, die in einer lichtundurchlässigen Bindeschicht 16 eingebettet sind, die an dem Tragmaterial 12 befestigt ist. Zusätzlich wird der Rückseite 36 der Perlen 14 und der Rückseite 19 der Bindeschicht 16 eine Schicht aus durchsichtigem Harz 72 hinzugefügt, deren Brechungsindex sich von dem der Perlen 14 unterscheidet. Anders als die Schicht 62 der Lichtfilter 50 ist die Harzschicht 72 jedoch ausreichend dick, um die Perlen 14 vollkommen einzuschließen und eine planare Oberfläche 74 für das einfallende Licht des Bildes zu bieten. Wie gezeigt fallen die Lichtstrahlen 28 von einer Bildquelle senkrecht auf die ebene Oberfläche 74, wo sie nicht gebrochen werden. An der Grenzfläche 35 zwischen der Harzschicht 72 und den Perlen 14 werden die Lichtstrahlen 28 jedoch gebrochen, wobei die Größe der Brechung durch die Differenz zwischen den Brechungsindizes dieser Medien bestimmt wird. Die Brechung an der Grenzfläche 35 und demzufolge die Verstärkung des Lichtfilters 70 kann somit eingestellt werden, indem der Brechungsindex der Harzschicht 72 sowie der der Perlen 14 eingestellt wird.
Die Strahlen 28 sind für den Fall gezeigt, daß die Perlen 14, die Bindeschicht 16 und das Tragmaterial 12 im wesentlichen den gleichen Brechungsindex haben. Wie zuvor erwähnt, bietet die unabhängige Einstellung der Brechungsindizes der Bindeschicht 16 und des Tragmaterials 12 eine zusätzliche Kontrollmöglichkeit für die Verstärkung des Filters 70.
In Fig. 6B ist ein Lichtfilter 70 gezeigt, in dem die lichtundurchlässige Bindeschicht 16 ein perforiertes lichtundurchlässiges Substrat 52 ist. Die anderen Merkmale des Lichtfilters 70 sind identisch zu den in Fig. 6A gezeigten.
In Fig. 7 sind Verstärkungsprofile 76, 78 für das einfache Brechungs-Lichtfilter 10 bzw. für das zweischichtige Lichtfilter 70 gezeigt, wobei beide Perlen 14 mit Brechungsindizes von etwa 1,9 aufweisen. Die transparente Harzschicht 72 des Lichtfilters 70 hat einen Brechungsindex von etwa 1,5. Aufgrund der schwächeren Brechung bei der Grenzfläche 35 zwischen der Rückseite 36 der Perlen 14 und der Harzschicht 72 werden die Lichtstrahlen 22-28 noch stärker parallel zur optischen Achse 30 übertragen, wodurch das Lichtfilter 70 eine höhere Verstärkung (78) als das Filter 10 erhält. Die Verstärkungssteuerung ist vergleichbar zu der, die durch die dünne Harzschicht 62 des Lichtfilters 60 vorgesehen wird. Die zusätzlichen Schichten 62, 72 ergeben somit eine vollständigere Steuerung der Verstärkung der Lichtfilter 50 bzw. 70 als es mit dem einfachen Brechungs-Lichtfilter 10 möglich ist. Die Ursache hierfür ist, daß die Verstärkung der Lichtfilter 60, 70 durch Einstellen des effektiven Radius der Rückseite 36 der Perlen 14, des Brechungsindex der Perlen 14 und der Brechungsindizes der Materialien für die zweite Schicht 62, 72 in beliebiger Kombination gesteuert werden kann. Ferner wird diese zusätzliche Steuerung erreicht, ohne daß die anderen optischen Eigenschaften der Lichtfilter 60, 70 nachteilig beeinflußt würden.
Mehrschichtige Lichtfilter gemäß der Erfindung können auch optische Schichten enthalten, die den Kontrast und die Unterdrückung von Umgebungslicht verbessern, welche durch die Undurchsichtigkeit der Bindeschicht 16 bedingt werden. In Fig. 8 ist ein Lichtfilter 80 gemäß der Erfindung gezeigt. Zusätzlich zu dem Tragmaterial 12, den Brechungsperlen 14 und der Bindeschicht 16 umfaßt das Lichtfilter 80 eine zweite lichtundurchlässige Schicht 82, die auf der Rückseite 19 der Bindeschicht 16 aufgebracht ist. Die Undurchsichtigkeit der Schicht 82 wird so gewählt, daß sie die Übertragung des Lichtes durch die Zwischenräume 20 auf einen akzeptablen Pegel reduziert. Die Undurchsichtigkeit der Bindeschicht 16 wird unabhängig gewählt, um das reflektierte Licht 23 auf akzeptable Pegel zu reduzieren, ohne die Übertra gung des Bildlichtes durch den Bereich 34 zu verringern. Mit der mehrschichtigen Struktur des Lichtfilters 80 wird die Übertragung durch den Bereich 34 durch die größere Undurchsichtigkeit der Schicht 82 nicht beeinflußt, so daß die Undurchsichtigkeit der Schicht 82 soweit erhöht werden kann, daß die Lichtübertragung durch die Zwischenräume 20 eliminiert wird.
Eine Art, die lichtundurchlässige Schicht 82 zu erzeugen, besteht darin, Kohlenstoff-Schwarz oder ein anderes pulverförmiges Pigment, wie Kopier-Toner, auf die Bindeschicht 16 aufzubringen und das Lichtfilter 80 zu erwärmen, bis der Toner in die thermoplastische Bindeschicht 16 diffundiert ist. Dies schafft eine dünne Schicht 82 auf der Rückseite 19 der Bindeschicht 16 mit einer größeren Undurchsichtigkeit als die Schicht 16, wobei die Undurchsichtigkeit der Schicht 82 so gewählt wird, daß sie die Lichtdurchlässigkeit durch die Zwischenräume 20 auf ein akzeptables Niveau reduziert.
In Fig. 9 sind Verstärkungsprofile 84, 86 für die Lichtfilter 10 bzw. 80 gezeigt, die Bindeschichten 16 mit identischen Undurchsichtigkeiten umfassen. Das Lichtfilter 80 hat jedoch zusätzlich die Schicht 82 mit hoher Undurchsichtigkeit, die bei dem Lichtfilter 10 fehlt. Das Profil 84 des Lichtfilters 10 zeigt eine höhere Gesamtlichtintensität für alle Winkel, insbesondere in der Nähe von 0º. Die größere Lichtdurchlässigkeit des Profils 84 im Verhältnis zum Profil 86 zeigt, daß erhebliche Mengen des durch die Zwischenräume übertragenen Lichtes die Filterfläche 18 erreichen, wenn man von der Undurchsichtigkeit ausgeht, die üblicherweise für die Bindeschicht 16 gewählt wird. Die Spitze dieses Unterschieds bei 0º steht im Einklang mit der Tatsache, daß das durch die Zwischenräume 20 übertragene Licht weder gebrochen noch gestreut wird und deshalb hauptsächlich parallel zur Normalen 11 der Filterfläche 18 durchgelassen wird. Dieser Spitzenwert zeigt auch an, daß das durch die Zwischenräume 20 durchgelassene Licht am stärksten Bilder stört, die mit geringem Winkel zur Normalen 11 gesehen werden. Die Elimination des durch die Zwischenräume übertragenen Lichtes in dem Profil 86 bedeutet, daß Bilder, die mit dem Lichtfilter 80 erzeugt werden, einen besseren Kontrast haben.
Es sei ferner bemerkt, daß die Schicht 82 mit der hohen Undurchsichtigkeit mit der transparenten Harzschicht 62 oder der Harzschicht 72 der Lichtfilter 50 bzw. 70 kombiniert werden kann, um ein Lichtfilter 90 vorzusehen, das einen verbesserten Kontrast, eine bessere Unterdrückung des Umgebungslichtes und eine bessere Verstärkungssteuerung im Vergleich zu den einfachen Brechungs-Lichtfiltem 10 hat. In Fig. 10A ist ein mehrschichtiges Lichtfilter 90 gezeigt, das sowohl die lichtundurchlässige Schicht 82 für den hohen Kontrast als auch die transparente Schicht 72 für die Verstärkungssteuerung aufweist. In Fig. 1 OB ist ein mehrschichtiges Lichtfilter 90 gezeigt, bei dem die transparente Schicht 72 durch die dünne transparente Schicht 62 ersetzt wurde.
Die Erfindung sieht somit verbesserte Lichtfilter vor, die zusätzliche, optisch aktive Schichten verwenden, um eine verbesserte Steuerung der optischen Eigenschaften des Lichtfilters vorzusehen. Durch Einstellen der Dicke und optischen Eigenschaften dieser zusätzlichen Schichten können hochleistungsfähige Lichtfilter 50, 70, 80, 90 erzeugt werden, in denen die Verstärkungssteuerung, die Unterdrückung des Umgebungslichtes und der Kontrast optimiert sind.

Claims

1. Lichtstreuschirm mit folgenden Merkmalen:

ein lichtdurchlässiges Material mit einer Sichtfläche und einer Auflagefläche;

eine Schicht (16) aus lichtabsorbierendem Material mit einer bestimmten Dicke, die an der Auflagefläche des lichtdurchlässigen Materials angebracht ist, um das Reflexionsvermögen und die Durchlässigkeit des lichtdurchlässigen Materials zu steuern;

mehrere Perlen aus optisch durchlässigem Material mit einer bestimmten Form und einem Brechungsindex, die in einer einschichtigen Anordnung angeordnet sind, wobei die Perlen in der Schicht (16) aus lichtabsorbierendem Material gehalten sind;

dadurch gekennzeichnet, daß

eine transparente optische Schicht (62, 72) über der Schicht (16) aus lichtabsorbierendem Material und den mehreren Perlen (14) aufgebracht ist, wobei die transparente optische Schicht (62, 72) einen Brechungsindex hat, der mit dem Brechungsindex der Perlen arbeitet, um dem Lichtstreuschirm einer bestimmten Winkelstreuung des durchgelassenen Lichts vor der Sichtfläche zu verleihen.

2. Lichtstreuschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine transparente optische Schicht (62) über der Schicht (16) aus lichtabsorbierendem Material und in Vertiefungen (64) zwischen Rückseiten der Perlen (14) aufgebracht ist, wobei die Perlen (14) von einer Rückseite (19) der Schicht (16) vorstehen und von der optischen Schicht (62) nur teilweise bedeckt werden, um die Verstärkung des Lichtstreuschirms durch geeignete Wahl des Brechungsindex dieser Schicht zu steuern.

3. Lichtstreuschirm nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Schicht aus lichtabsorbierendem Material ein lichtundurchlässiges Kunststoff oder Metallmaterial mit einem Gitter aus Perforationen (54) ist, in denen die Perlen (14) angebracht sind.

4. Lichtstreuschirm nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Schicht (16) aus lichtabsorbierendem Material ein Harz ist, das die Anordnung aus Perlen mit der Auflagefläche des lichtdurchlässigen Materials verbinden kann.

5. Lichtstreuschirm nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die Dicke der Schicht (16) aus lichtabsorbierendem Material so gewählt ist, daß ungefähr die Hälfte einer Perle (14) in dem lichtabsorbierenden Material eingebettet ist.

6. Lichtstreuschirm nach Anspruch 5, bei dem die optische Schicht (72) ein lichtdurchlässiges Harz aufweist, das auf den Perlen (14) und der lichtabsorbierenden Schicht (16) bis zu einer Tiefe aufgebracht ist, bei der die Perlen in der lichtdurchlässigen Schicht und in der lichtabsorbierenden Schicht vollständig eingebettet sind.

7. Lichtstreuschirm nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Brechungsindex der optischen Schicht (62) so gewählt ist, daß er größer ist als der Brechungsindex der Perlen (14).

8. Lichtstreuschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Brechungsindex der optischen Schicht (62) so gewählt ist, daß er kleiner ist als der Brechungsindex der Brechungsperlen.

9. Lichtstreuschirm nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Perlen (14) kugelförmig sind.

10. Lichtstreuschirm nach Anspruch 9, bei dem die Durchmesser der kugelförmigen Perlen im wesentlichen gleich sind.

11. Lichtstreuschirm nach Anspruch 8, bei dem die Perlen eine längliche Form haben und in der lichtabsorbierenden Schicht so angeordnet sind, daß ihre längere Abmessung im wesentlichen parallel zu dem Auflagemedium und in einer bestimmten Richtung ausgerichtet sind, um unterschiedliche Verstärkungsfaktoren in den Richtungen vorzusehen, die zu der bestimmten Richtung parallel und senkrecht sind.

12. Lichtstreuschirm nach Anspruch 8, bei dem die Schicht (62, 72) des lichtabsorbierenden Materials ein Harz aufweist, das eine Kohlenstoffrückseite umfaßt, um ein vorgegebenes Niveau der Lichtdurchlässigkeit zu erzeugen.

13. Lichstreuschirm nach Anspruch 12, bei dem das Harz ein Butylmethacrylatpolymer oder ein mit Ultraviolettlicht ausgehärtetes Harz ist.

14. Lichtstreuschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die optische Schicht (62, 72) ein lichtdurchlässiges Harz mit einem Brechungsindex, der im wesentlichen gleich dem der Brechungsperlen (14) ist, und so aufgebracht ist, daß sie einen dünnen Überzug über der lichtabsorbierenden Schicht (16) bildet, um die Verstärkung des Lichtstreuschirms zu verändern.

15. Lichtstreuschirm nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Schicht (16) aus lichtabsorbierendem Material folgende Merkmale aufweist:

eine erste Schicht aus lichtabsorbierendem Material mit einer ausgewählten Dicke, die an der Auflagefläche des transparenten Auflagematerials angebracht ist, um die Abweisung von Umgebungslicht durch den Lichtstreuschirm zu steuern;

eine zweite Schicht aus lichtabsorbierendem Material, die auf der ersten Schicht aus lichtabsorbierendem Material aufgebracht ist, um die Lichtdurchlässigkeit durch Zwischenräume zwischen den Perlen weiter zu reduzieren, ohne die Lichtdurchlässigkeit durch die Perlen des Streuschirms zu reduzieren.

16. Lichtstreuschirm nach Anspruch 15, bei dem die erste Schicht (16) aus lichtabsorbierendem Material die Anordnung aus Perlen mit der Auflagefläche des lichtdurchlässigen Materials verbinden kann.

17. Lichtstreuschirm nach Anspruch 15 oder 16, bei dem die zweite Schicht (82) aus lichtdurchlässigem Material eine geringere Lichtdurchlässigkeit als die erste lichtabsorbierende Schicht (16).

18. Lichtstreuschirm nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem die erste Schicht (16) aus lichtabsorbierendem Material eine thermoplastisches Harz mit einem pulverförmigen schwarzen Farbstoff umfaßt und die zweite Schicht (82) aus lichtabsorbierendem Material eine dünne Schicht aus thermoplastischem Harz mit einer höheren Konzentration an pulverförmigem schwarzen Farbstoff als die erste Schicht aus thermoplastischen Harz aufweist.

19. Lichtstreuschirm nach Anspruch 18, bei dem die erste Schicht (16) aus lichtabsorbierendem Material ein thermoplastisches Harz mit Kohlenstoff-Schwarz umfaßt und die zweite Schicht (82) aus lichtabsorbierendem Material aus der ersten Schicht hergestellt wird, indem eine Schicht aus pulverförmigem schwarzen Farbstoff auf die Schicht aufgebracht und das Harz erwärmt wird, bis eine zusätzliche dünne Schicht aus pulverförmigem schwarzen Farbstoff in die angrenzende Oberfläche der ersten Harzschicht diffundiert ist.

20. Lichtstreuschirm nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei dem eine Schicht (62, 72) aus lichtdurchlässigem Material über die zweite Schicht (82) aus lichtabsorbierendem Material aufgebracht ist.

21. Lichtstreuschirm nach Anspruch 20, bei dem die Schicht (62, 72) aus lichtdurchlässigem Material auch über die Perlen (14) aufgebracht ist.

22. Lichtstreuschirm nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Perlen (14) eine Vorderseite der ersten Schicht (16) aus lichtabsorbierendem Material durchdringen und durch eine Rückseite (19) der ersten Schicht (16) vorstehen.