DE69519756T2

DE69519756T2 - Durchlicht-Projektionsschirm und sein Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69519756T2
Application number: DE69519756T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Aoki; Katsuaki Mitani; Hirokazu Sakaguchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2015-03-10
Also published as: CN1066542C; DE69519756D1; US5824174A; TW280079B; JP2790032B2; CA2144391C; CN1109601A; US5815313A; EP0671653A1; EP0671653B1; JPH07248537A; CA2144391A1

Description

Hintergrund der Erfindung

[Industrielles Anwendungsgebiet]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchlichtschirm zur Verwendung in Projektions- Fernsehempfängern.

[Stand der Technik]

Ein Beispiel aus dem Stand der Technik in Bezug auf Durchlichtschirme ist in JP 58- 059436 A geoffenbart. Sein Aufbau ist in Fig. 17 dargestellt.
In Fig. 17 ist ein Schirm mit einem zweilagigen Aufbau gezeigt, der ein Fresnel-Linsen- Flächenelement 101, in dem Fresnel-Linsen 103 gebildet sind, und ein linsenförmiges Linsen-Flächenelement 102, die linsenförmige Linsen 104 auf der Lichteinfallsseite und linsenförmige Linsen 105 auf der Lichtaustrittsseite aufweist, die darin gebildet sind, wobei beide so zusammengesetzt sind, dass letztere an der Vorderfläche ersterer angeordnet ist. Das Ausgangsmaterial des vorgenannten linsenförmigen Linsen-Flächenelements 102 enthält feine Licht diffundierende Teilchen 107, und seine Oberfläche ist mit einer Licht absorbierenden Schicht 106 versehen.
Die Lichteinfallsseite der linsenartigen Linsen 104 tragen dazu bei, den horizontalen Sichtwinkel auszudehnen und die Lichtabstrahlseite der linsenförmigen Linsen 105 in Bezug auf die Farbverschiebung und Farbtönung zu verbessern.
Jedoch weisen die vorgenannten Aufbauformen eigene Probleme der Farbverschiebung und Farbungleichmäßigkeit auf.
Ferner ist ein Durchlichtschirm mit einem dreilagigen Aufbau zu dem Zweck vorgeschlagen worden, die Bildqualität sowie den Bildkontrast weiter zu verbessern. Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht der wichtigen Abschnitte des Durchlichtschirms mit dem dreilagigen Aufbau nach dem Stand der Technik und Fig. 19 ist eine Darstellung, um die Beschränkungen zu erläutern, die bei dem Sichtwinkel des Schirms nach dem Stand der Technik vorliegen. In Fig. 18 ist ein Filter 108 oder ein Rauchglas (in Fig. 18 nicht gezeigt) vor dem linsenförmigen Linsen-Flächenelement 102 angeordnet.
Das Einfallslicht 109 wird in gestreutes Reflexionslicht 110 und in Durchlasslichtstrahlen 111 aufgeteilt. Die feinen, lichtstreuenden Teilchen 107 (nachfolgend als Streumaterial bezeichnet) werden mit dem Ausgangsmaterial des vorgenannten linsenförmigen Linsen-Flächenelements 102 vermischt, um den vertikalen Sichtwinkel zu erweitern, und zylindrische, linsenförmige Linsen 104 und 105 sind auf der jeweiligen Oberfläche zur Bildfokussierung gebildet.
Ferner sind, um eine Verschlechterung des Bildkontrasts aufgrund von Außenlicht zu verhindern, die nicht fokussierenden Bereiche der linsenförmigen Linsen 105 auf der Lichtabstrahlseite mit schwarzen Streifen versehen, von denen jeder aus einer projizierten Absorptionsschicht 106 für Außenlicht gebildet ist und die in einem Streifenmuster angeordnet sind, das einen bestimmten gleichförmigen Abstand zwischen den Streifen aufweist. Ein Streumaterial 107 ist in das linsenförmige Linsen-Flächenelement 102 entsprechend dem vorgenannten JP 58-059436 A eingemischt. Als Ergebnis bildet, wie es in Fig. 18 gezeigt ist, das gesamte Einfallslicht 109 nicht das Durchgangslicht, von dem ein Teil durch das Streumaterial 107 gestreut wird, wodurch Streulicht wie das gestreute Reflexionslicht 110 erzeugt wird. Somit werden eine Verschlechterung der Auflösungsleistung und ein Verlust bei der Abstrahllichtmenge hervorgerufen, was Schwierigkeiten bei der verringerten Helligkeit mit sich bringt.
Übrigens wird gemäß der JP 58-059436 A das Einfallslicht 109 teilweise in gestreutes Reflexionslicht 110 während seines Durchgangs durch die linsenförmige Linse 104 auf der Einfallslichtseite wegen des Vorhandenseins des Streumaterials 107 geändert und versagt, in der Nähe der linsenförmigen Linsen 105 auf der Lichtabstrahlseite mit 100% zu fokussieren. (Siehe Fig. 18). Infolgedessen enden die linsenförmigen Linsen 105 auf der Lichtabstrahlseite üblicherweise damit, dass nur ungefähr 70% des Einfallslichts verwendet werden.
Deshalb wird gewisses Licht, das von der konstruierten Leistung her nicht erwartet wird, wegen des Streumaterials 107 abgestrahlt, was ein Problem von schädlichen Wirkungen gegenüber den Verbesserungen bei der Farbverschiebung und der Farbtönung darstellt.
Des Weiteren gibt es, wie es in Fig. 19 gezeigt ist, einen Unterschied bei der Höhe 116 zwischen der linsenförmigen Linse 105 auf der Lichteinfallsseite und der projizierten Absorptionsschicht 106 für externes Licht des nicht fokussierenden Bereichs. Als Ergebnis ist es, da sich alle abstrahlenden Lichtstrahlen außerhalb des Abstrahllichts 112 befinden, das auf den Rand der projizierten Absorptionsschicht 106 für Außenlicht trifft, durch den Rand gesperrt wird, für einen Betrachter schwierig die Bildabbildung 115, die auf das Streumaterial 107 fokussiert ist, zu sehen ist, der den Schirm entweder von einer weit rechten oder linken Position beobachtet. Entsprechend gibt es eine gewisse Begrenzung bei der Ausweitung des horizontalen Sichtwinkels 117.
Übrigens liegt ein gewisser Teil des Streumaterials 107 auf den Oberflächen der zylindrischen, linsenförmigen Linse 105 und der Absorptionsschicht 106 für Außenlicht frei.
Deshalb zeigt die Oberfläche der linsenförmigen Linse 102 eine Ungleichförmigkeit, und wenn Außenlicht 113 auf die Oberfläche der Lichtabstrahlseite der linsenförmigen Linse 102 gestrahlt wird, findet eine Reflexion 114 von Außenlicht statt, wodurch bewirkt wird, dass der Schirm weißlich mit dem sich ergebenden Problem eines verschlechterten Kontrasts aussieht.
Des Weiteren ist, wie es in Fig. 18 gezeigt ist, ein Lichtabsorptionsfilter 108, das aus Glas oder Kunststoff hergestellt ist und einen verringerten Lichtdurchlassgrad zeigt, zu dem Zweck vorgesehen, die Brillianz des Bilds und den Kontrast des aufgrund des Außenlichts verschlechterten Bilds zu verbessern.
In diesem Fall jedoch mag der durch Außenlicht beeinflusste Kontrast verbessert werden, wobei aber die grundsätzlichen Schwierigkeiten, die Farbverschiebung, Farbabschattung und schmale Sichtwinkel betreffen, weiterhin gelöst werden müssen.
Die japanische Patentanmeldung JP 50-066479 A offenbart einen Durchlichtschirm zur Ausdehnung der vertikalen Ausrichtungseigenschaften des Schirms, während die Fokussierungseigenschaften und der Kontrast eines Bilds verbessert werden. Der Schirm umfasst ein transparentes Fresnel-Linsen-Flächenelement und eine Lichtstreuplatte mit einem dazwischen angeordneten, transparenten, linsenförmigen Linsen-Flächenelement. Licht wird in der vertikalen Richtung hauptsächlich durch die Einfallsfläche des Fesnel-Linsen-Flächenelements, die Einfallsfläche der Lichtstreutafel oder das linsenförmige Linsen-Flächenelement gestreut, dessen Längenrichtung in der horizontalen Richtung des Schirms verläuft.
Eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist, einen Durchlichtschirm zu schaffen, bei dem der Kontrast, die Farbverschiebung und die Farbtönung verbessert sind und der bei den horizontalen Sichtwinkeln erweitert und auch bei der Bildauflösung verbessert ist.
Ein Durchlichtschirm, der in der Reihenfolge des Strahlengangs umfasst:
ein transparentes Fresnel-Linsenflächenelement (1, 4);
ein transparentes, linsenförmiges Linsenflächenelement (2); und eine vorderen Streuplatte (3),
wobei die vordere Streuplatte (3) eine Streuschicht (9) und eine transparente Schicht (10) umfasst,
die Streuschicht (9) feines, körniges Lichtstreumaterial (8) umfasst und auf der Eintrittsseite der Streuplatte (3) angeordnet ist, wobei die Austrittsfläche der Streuplatte (3) eben ist.
Die Streuschicht kann auch aus z. B. lichtstreuenden, feinen Teilchen und einem Bindermaterial gebildet sein. Es ist auch möglich, dass die Streuschicht aus einem Kunstharz und lichtstreuenden, feinen Teilchen gebildet ist, die in dem Kunstharz dispergiert sind.
Jedem entsprechenden Teil der vorgenannten zwei Flächenelemente und der Tafel sind bestimmte Funktionen zugeordnet, die miteinander kombiniert werden, um als ein vollständiger Schirm zu wirken. Insbesondere kann aufgrund des Aufbaus, bei dem eine vordere Streutafel, die aus zwei Flächenelementen gebildet ist, eine Streuschicht, die Streumaterial enthält, und eine transparente Schicht auf der Lichtabstrahlseite angeordnet sind, die einem Betrachter am nächsten ist, die linsenförmigen Linsen ohne die Notwendigkeit von irgendwelchem Streumaterial, das in dem linsenförmigen Linsen-Flächenelement enthalten sein soll, transparent gemacht werden.
Entsprechend werden nahezu 100% des auf die Lichteintrittsseite der linsenförmigen Linse einfallenden Lichts in der Nähe der Lichtabstrahlseite der linsenförmigen Linse fokussiert.
Als Ergebnis werden Verbesserungen bei der Farbverschiebung, der Tönung und der Gerichtetheit gemacht, und der Gewinn aufgrund des verringerten Lichtverlusts wird verbessert.
Wegen des Vorhandenseins der Streuschicht ist es möglich gemacht, Abbildungen zu fokussieren, die von Streulicht frei sind, das durch gestreute Reflexion hervorgerufen wird, wodurch sich eine Verbesserung bei der Bildauflösung ergibt. Des Weiteren ist es, da die Streuschicht dünn gemacht werden kann, möglich, einen horizontalen Sichtwinkel von nahezu 180º zu erreichen, wodurch der horizontale Sichtwinkel stark erweitert wird.
Auch trägt die Verwendung einer transparenten Schicht zur Verbesserung der Klarheit der Abbildungen bei.
Des Weiteren ist es nicht länger notwendig, eine Vielzahl von linsenförmigen Linsen herzustellen, um die einzelnen Spezifizierungen für jeden jeweiligen Projektionsfernsehempfänger zu erfüllen, wodurch sich eine Investierungsverringerung der Formungswerkzeuge und eine Zunahme der Produktivität ergeben. Infolgedessen wird eine gesamte Kostenverringerung ermöglicht. Natürlich können die Leistungsspezifizierungen für Schirme ohne weiteres abgeändert werden, um sich an Änderungen der Markterfordernisse anzupassen.
Ferner verlangt das transparente, linsenförmige Linsen-Flächenelement keinerlei Austausch von Formungswerkzeugen und Mischungseinstellungen für das Streumaterial und das Licht absorbierende Material, wodurch deren Herstellung erleichtert wird und zu einer Kostenverringerung beiträgt.
Es ist auch möglich, Aufbauformen zu verwenden, bei denen entweder ein schwarzes Material, das ein nahezu gleichförmiges Lichtabsorptionsspektrum im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts aufweist, zu verwenden, oder ein Absorptionsmaterial für sichtbares Licht mit selektiven Wellenlängeneigenschaften ist in zumindest der Streuschicht oder der transparenten Schicht der vorderen Streuplatte enthalten.
Entsprechend den vorgenannten Aufbauformen kann die Lichtabsorption im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts verstärkt werden, wodurch sich eine Kontrastverbesserung gegenüber Außenlicht ergibt. Dabei können färbende Substanzen, Farbstoffe, Pigmente, Kohlenstoff, Metallsalze oder Ähnliches als das sichtbare Licht absorbierende Material verwendet werden. Der Kontrast gegenüber Außenlicht kann auch durch Färben des Streumaterials in einer bestimmten Farbe verbessert werden.
Das Absorptionsspektrum des vorgenannten Absorptionsmaterials für sichtbares Licht muss nicht notwendigerweise flach sein, und es kann einige Wellenlängenkurven oder Maxima in Abhängigkeit von dem Zweck zeigen, der für Verbesserungen des Intensitätsverhältnisses und der Farbreinheitsverbesserung der Dreifarben-Kathodenstrahlröhre (CRT) beabsichtigt ist, die in Projektions-Fernsehempfängern verwendet wird.
Es ist auch möglich, Bauformen zu verwenden, bei denen die Oberfläche des Fresnel- Linsen-Flächenelements oder der Streutafel mit einer antistatischen Dünnschicht oder einer Schicht versehen ist, oder mit solchen antistatischen Mitteln, die ein antistatisches Material, eine Kunststoffplatte, die eine antistatische Substanz enthält, oder Ähnliches versehen ist. Durch die Verwendung antistatischer Mittel, wie oben angegeben, wird eine Ablagerung von Staub und Flocken innerhalb des Schirms behoben, wo kein leichter Zugriff zur Reinigung möglich ist. Als Ergebnis wird eine Unschärfe der Bilder auf dem Schirm aufgrund von Staub und Flocken ausgeschlossen, wodurch klare Bilder gewonnen werden.
Des Weiteren ist es möglich, Aufbauformen zu verwenden, bei denen die Oberfläche des Fresnel-Linsen-Flächenelements oder der vorderen Streutafel mit einer Vergütungsdünnschicht oder Schicht versehen werden oder mit solchen Vergütungsmitteln, wie Vergütungsbeschichtung und Ähnlichem ausgerüstet werden. Durch die Verwendung von Vergütungsmitteln, wie oben angegeben, wird das Durchlassvermögen des Schirms verbessert, wodurch sich eine Helligkeitszunahme von ungefähr 10% ergibt. Übrigens wird wegen der verringerten Außenlichtreflexion der Kontrast gegenüber Außenlicht um 15% verbessert, und Bilder mit angenehmen Aussehen bei geringer Reflexion werden auf der Schirmfläche gebildet.
Die vorgenannte, vordere Streutafel, die antistatischen Mittel und die Vergütungsmittel können durch herkömmliche Produktionsverfahren erzeugt werden, ohne dass irgendwelche besonderen Verfahren verlangt werden, und so können diese bei geringen Kosten erzeugt werden.
Es ist auch möglich, Aufbauformen zu verwenden, bei denen eine Außenlicht absorbierende Schicht an einem bestimmten Ort der Oberfläche des linsenförmigen Linsen-Flächenelements angeordnet wird. Als Ergebnis gelangen die vertikalen Streifen, die auf dem linsenförmigen Linsen-Flächenelement und der Außenlicht absorbierenden Schicht gebildet sind, nicht in das Blickfeld eines Betrachters, wodurch die Klarheit der transparenten Schicht verbessert und helle Bilder hoher Auflösung erzeugt werden. Die Absorptionsschicht für Außenlicht kann z. B. als ein Muster gebildet werden, bei dem schwarze Streifen voneinander gleich beabstandet angeordnet sind.
Es ist des Weiteren möglich, die Verstärkung der vorderen Streutafel und den engen, vertikalen Sichtwinkel zu vergrößern, indem der Gehalt an Streumaterial in der Streuschicht verringert wird. Wenn im Gegensatz dazu der Gehalt an Streumaterial in der Streuschicht erhöht wird, wird die Verstärkung verringert und der vertikale Sichtwinkel wird erweitert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, um Aufbauformen eines Durchlichtschirms bei einer ersten, beispielhaften Ausführungsform (Beispiel 1) der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines wichtigen Schnitts der Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Lichtstrahlen-Verfolgungsschema, das in Bezug auf eine linsenförmige Linse des Beispiels 1 gezeichnet ist.
Fig. 4 ist ein Schema, das die Helligkeit als Funktion der Sichtwinkelkurven für Rot, Grün und Blau zeigt, die bei dem Durchlichtschirm des Beispiels 1 beobachtet wurden.
Fig. 5 sind Vergleichsdaten, um zu zeigen, wie die Farbverschiebung bei dem Durchlichtschirm des Beispiels 1 verbessert wird.
Fig. 6 sind Vergleichsdaten, um zu zeigen, wie die Tönung bei dem Durchlichtschirm des Beispiels 1 verbessert wird.
Fig. 7 ist eine Darstellung, um zu zeigen, wie der horizontale Sichtwinkel bei dem Durchlichtschirm des Beispiels 1 erweitert wird.
Fig. 8 ist eine Darstellung, um theoretisch zu erklären, wie Lichtstrahlen von der Streufläche zu der flachen Oberfläche bei dem Durchlichtschirm des Beispiels 1 verlaufen.
Fig. 9 ist eine Darstellung, um theoretisch zu erklären, wie Lichtstrahlen von der flachen Oberfläche zu der Streufläche bei dem Durchlichtschirm des Beispiels 1 verlaufen.
Fig. 10 ist eine Darstellung, um zu zeigen, wie Lichtstrahlen durch die vordere Streutafel des Durchlichtschirms des Beispiels 1 verlaufen.
Fig. 11 ist ein Schema, um die Untersuchungsergebnisse bei der vorderen Streutafel zu zeigen, die bei dem Durchlichtschirm des Beispiels 1 verwendet wird.
Fig. 12 ist eine Schnittansicht eines wichtigen Schnitts eines Durchlichtschirms bei einer zweiten, beispielhaften Ausführungsform (Beispiel 2) der vorliegenden Erfindung.
Fig. 13 ist eine Schnittansicht eines wichtigen Schnitts eines Durchlichtschirms bei einer dritten, beispielhaften Ausführungsform (Beispiel 3) der vorliegenden Erfindung.
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, um ein Herstellungsverfahren für einen Durchlichtschirm bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, um ein Herstellungsverfahren für einen Durchlichtschirm gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 16 ist ein Schema, um die Helligkeit als Funktion von Sichtwinkelkurven für Rot, Grün und Blau zu Zeigen, die bei einem Durchlichtschirm nach dem Stand der Technik beobachtet wurden.
Fig. 17 ist ein perspektivische Ansicht, um den Aufbau eines Durchlichtschirms nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 18 ist eine Schnittansicht, um den Aufbau eines wichtigen Abschnitts eines Durchlichtschirms nach dem Stand der Technik zu zeigen, und um zu erläutern, wie das Licht hindurchgeht.
Fig. 19 ist eine Darstellung, um die Begrenzungen zu erklären, die bei den horizontalen Sichtwinkeln bei einem Durchlichtschirm nach dem Stand der Technik vorliegen.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Einzelheiten des Durchlichtschirms der vorliegenden Erfindung werden gemäß den folgenden, beispielhaften Ausführungsformen erläutert.

Beispiel 1

Eine erste, beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eines Durchlichtschirms ist mit Hilfe der Fig. 1 bis Fig. 11 erläutert. Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, um den Aufbau eines Durchlichtschirms bei einem ersten Ausführungsbeispiel (Beispiel 1) der vorliegenden Erfindung zu zeigen, und Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines wichtigen Abschnitts der Fig. 1.
Ein Durchlichtschirm 200 ist aus drei Elementen gebildet, die ein Fresnel-Linsen-Flächenelement 1, die auf der Lichteinfallsseite angeordnet ist, ein transparentes, linsenförmiges Linsen-Flächenelement 2, die auf der Lichtabstahlseite des vorgenannten Fresnel-Linsen-Flächenelements 1 angeordnet ist, und eine vordere Streuplatte 3 umfassen, die aus zwei Schichten gebildet ist, einer Streuschicht 9, die Lichtstreumaterial 8 enthält, und einer transparenten Schicht 10, und auf der Lichtabstrahlseite des vorgenannten linsenförmigen Linsen-Flächenelements 2 angeordnet sind.
Die Streuschicht 9 ist auf der Lichtabstrahlseite angeordnet, die dem Betrachter am nahesten ist. Die Fresnel-Linsen 4, die eine bestimmte Ausgestaltung aufweisen, sind auf der Lichtabstrahlseite des Fresnel-Linsen-Flächenelements 1 gebildet. Die linsenförmigen Linsen 5 auf der Lichteinfallsseite, die eine bestimmte Ausgestaltung aufweisen, sind auf der Lichteinfallsseite des vorgenannten, linsenförmigen Linsen-Flächenelements 2 gebildet, und die linsenförmigen Linsen 6 auf der Lichtabstrahlseite, die eine bestimmte Ausgestaltung aufweisen, sind auf seiner Lichtabstrahlseite gebildet, und des Weiteren ist eine Absorptionsschicht 7 für Außenlicht auf der Oberfläche der Lichtabstrahlseite der linsenförmigen Linsen 6 in einem schwarzen Streifenmuster gebildet.
Lichtstrahlen gehen zuerst durch den Durchlichtschirm 200 als Einfallslicht 11 hindurch und gelangen dann zu den Augen eines Betrachters als Abstrahllicht 12.
Die Fresnel-Linsen-Flächenelement 1 ist bspw. aus einem Acrylkunstharz, Polycarbonat oder Ähnlichem gebildet. Das linsenförmige Linsen-Flächenelement 2 ist aus einem transparenten Kunstharzmaterial, wie z. B. Acrylkunstharz, Polycarbonat oder Ähnlichem gebildet, das kein Streumaterial enthält. Die Hauptoberfläche 34 der vorgenannten, vorderen Streuplatte 3, die einem Betrachter am nahesten ist, der die transparente Schicht 10 anschaut, ist glänzend gemacht.
Entsprechend den Aufbauformen nach dem Stand der Technik, wie sie in Fig. 17 bis 19 gezeigt sind, ist ein Streumaterial 107, das dem Lichtstreumaterial der vorliegenden Erfindung entspricht, durch Dispersion in einem linsenförmigen Flächenelement 102 enthalten, und ungefähr 30% des Einfallslichts 109 werden diffus reflektiert und in gestreutes Reflexionslicht (Streulicht) 111 umgewandelt. In Fig. 16 ist gezeigt, wie sich die linsenförmige Linse nach dem Stand der Technik verhält.
Wenn gemäß Fig. 16 die entsprechenden Helligkeitskurven für Rot (R), Grün (G) und Blau (B) (als R Kurve, G Kurve und B Kurve nachfolgend bezeichnet) miteinander verglichen werden, zeigen die rote Kurve 13 sowie die blaue Kurve 15 große Änderungen im Vergleich mit der grünen Kurve 14. Mit anderen Worten ist die Farbverschiebung (R/B Verhältnis) von beiden obigen Kurven groß im Vergleich mit der Kurve 16 der Fig. 5.
Jedoch geht entsprechend der Aufbauform des vorliegenden Beispiels nahezu das gesamte Einfallslicht 11 durch die Lichteinfallsseite der linsenförmigen Linsen 5 hindurch, wird in Abstrahllicht umgewandelt und auf der Oberfläche der linsenförmigen Linsen 6 der Lichtabstrahlseite fokussiert. Als Ergebnis ist die Linsenleistung im vollsten Ausmaß ausgebildet, wodurch eine Farbverschiebungseinstellung gemacht werden kann, die dem Konstruktionswert am nahesten ist.
Bei den Aufbauformen des vorliegenden Beispiels zeigen die entsprechenden Helligkeitskurven von R, G und B, dass die Änderungen bei der Rotkurve 17 und der Blaukurve 19 im Vergleich zu den Änderungen bei der Grünkurve 18 klein sind, wie es in Fig. 4 beobachtet wird.
Die Farbverschiebung ist, wie es durch die Farbverschiebungskurve 20 der Fig. 5 angegeben ist, im Vergleich zu der Farbverschiebungskurve 16 nach dem Stand der Technik nahezu auf die Hälfte verringert, wodurch eine bemerkenswerte Wirkung gezeigt ist. Insbesondere zeigen, obgleich bei den Schirmaufbauformen nach dem Stand der Technik steile Änderungen bei 15º und dem weiter links und rechts liegenden Richtungen beobachtet werden, die Aufbauformen des vorliegenden Beispiels allmähliche Änderungen bei irgendwelchen Winkeln, und irgendeine Farbverschiebung ist mit dem menschlichen Auge kaum erkennbar.
Die Konstruktion der linsenförmigen Linsen auf der Lichtabstrahlseite, um eine erfolgreiche Farbverschiebungseinstellung zu erreichen, ist bisher nach Versuch und Fehler wegen der Gegenwart von Streulicht gemacht worden, das durch ein Streumaterial bewirkt wird. Jedoch kann in dem Fall der transparenten, linsenförmigen Linsen bei dem vorliegenden Beispiel die Farbverschiebung sehr nahe bei dem erwünschten Konstruktionswert hergestellt werden, mit dem Ergebnis, dass verschiedene Vorteile geliefert werden, wie eine erweiterte Konstruktionsfreiheit, eine verkürzte Entwicklungsdauer, eine Verringerung bei den Herstellungskosten des Prototyps, und Ähnlichem.
Natürlich führt eine Verringerung der Farbverschiebung zu einer Abnahme der Farbtönung, die stattfindet, wenn von der Vorderseite der Schirms betrachtet wird. Meßergebnisse von Farbabschattung sind Fig. 8 gezeigt. Die Farbabschattungskurve 30 beim Stand der Technik zeigt eine Farbtemperaturänderung von soviel wie 12000ºK zwischen dem rechten und dem linken Maximum. Im Gegensatz dazu zeigt die Farbabschattungskurve 31 des vorliegenden Beispiels eine Farbtemperaturdifferenz von nur 3000ºK, die viel kleiner als die beim Stand der Technik ist. Als Ergebnis kann ein Ausgleich durch eine elektrische Schaltung sehr leicht erreicht werden.
Eine Streuschicht 9 ist aus einem Streumaterial 8 gebildet, dessen Wirkung ermöglicht, Licht zu fokussieren oder zu streuen. Eine dünnere Streuschicht ist für die Streuschicht 9 besser. Wenn die Dicke der Streuschicht 9 abnimmt, so wird die Bildauflösung verbessert. Wenn z. B. die Dicke der Diffusionsschicht 9 auf unterhalb von ungefähr 400 um verringert wird, dann beginnt die Bildauflösung, sich zu verbessern. Die Wirkung der dünneren Streuschicht wird vervielfacht, wenn ihre Dicke abnimmt. Eine erwünschtere Wirkung wird in dem Bereich von ungefähr 0,1 um bis 200 um erwartet. Die Wirkung, die zu der Verbesserung der Bildauflösung beiträgt, wird bei der Dicke von ungefähr 400 um und mehr minimal.
Es ist besonders erwünscht, dass die Streuschicht 9 aus einem Streumaterial 8 und einem Bindermaterial gebildet ist. Als Streumaterial 8 werden sphärische, lichtstreuende, feine Teilchen mit einem Durchmesser von ungefähr 0,1 um bis 50 um verwendet, die aus einem transparenten Kunstharzmaterial oder einem transparenten, anorganischen Material gebildet sind, und transparentes Material wird besonders bevorzugt. Obgleich es keine besonderen Beschränkungen gibt, die dem Bindermaterial auferlegt sind, werden solche Materialien üblicherweise verwendet, die zu dem Anhaften des Streumaterials 8 an der transparenten Schicht 10 beitragen. Solche Materialien umfassen bspw. Acrylkunstharz, Polycarbonat, Polyester und Ähnliches.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel ist die Streuschicht 9 auf der Hauptoberfläche der vorderen Streutafel 3 auf deren Lichteinfallsseite gebildet, indem das Streumaterial 8 gleichförmig mit der Dicke von einem Teilchendurchmesser des Streumaterials 8 angeordnet wird, das aus feinen Teilchen gebildet ist, von denen jedes einen Durchmesser von ungefähr 30 um nicht überschreitet. Genauer gesagt werden, wenn der Teilchendurchmesser des Streumaterials 8 von ungefähr 1 bis 10 um reicht, die Bildhelligkeit und Auflösung merklich verbessert. Natürlich werden die Bildhelligkeit und die Auflösung stark mit Diffusionsmaterial 8 verbessert, dessen Teilchendurchmesser von ungefähr 1 bis 20 um oder von ungefähr 10 bis 30 um reichen.
Entsprechend den vorgenannten Aufbauformen wird der Lichtdurchlassgrad verstärkt und die vertikale Gerichtetheit sowie die horizontale Gerichtetheit werden ohne Verringerung der Schirmverstärkung verbessert. Die Gründe hierfür sind die folgenden:
Wenn sich Licht in der Luft durch einen transparenten Stoff hindurch ausbreitet und der Einfallswinkel groß ist, findet eine Totalreflexion statt und das Licht wird nicht hindurchgelassen. Es gibt eine Theorie, gemäß der die Richtung der maximalen Streuung des hindurchgelassenen Lichts in tangentialer Richtung zu der Grenzfläche ist. Entsprechend dieser Theorie findet, wenn sich Einfallslicht 25 durch eine Streufläche 24 hindurch ausbreitet eine Totalreflexion des Einfallslichts 25 kaum statt, und der Abstrahlwinkel des Streulichts neigt dazu, groß zu werden, wie ist in Fig. 8 dargestellt ist, wodurch sich ein erhöhter Durchlassgrad und Schleier ergeben. Im Gegensatz dazu ist, wenn eine Streufläche 26 auf der Lichtabstrahlseite gebildet wird, das Totalreflexionslicht 27 von dem Einfallslicht 25 reichlich vorhanden und der Streuwinkel neigt dazu, klein zu werden, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, wodurch sich ein verringerter Durchlassgrad und Schleier ergeben.
Eine mittels eines Dunstmessers vor der vorderen Streuplatte 3 durchgeführte Beobachtung, die entsprechend dem gegenwärtigen Beispiel ausgebildet ist, hat gezeigt, dass bei einer unregelmäßig ausgebildeten Oberfläche die Theorie, wie sie in Fig. 8 und 9 dargestellt ist, gilt, wenn die vordere Streuplatte 3 mit einer Streuschicht 9 versehen ist, die durch ein Streumaterial 8 mit gleichförmiger Dicke gleich einem Teilchendurchmesser des Streumaterials 8 gebildet ist, das aus feinen Teilchen besteht, von denen jedes einen Durchmesser von ungefähr 5 um aufweist (die Schwankung ihrer Normalverteilung reicht von ungefähr 1 um bis 10 um).
Die Fig. 10 und 11 zeigen die Ergebnisse des Lichtdurchlassgrads und des Schleierwerts, der bei dem Einfallslicht 28 nach der Streuschicht 9 und bei dem Einfallslichts 29 nach der flachen Oberfläche gemessen wurde. Wie es in Fig. 11 angegeben ist, zeigt das Einfallslicht 28 nach der Streufläche höhere Werte bei irgendwelchen Eigenschaften des Lichtdurchlassgrads, des Streulichtdurchlassgrads und des Schleiers, als die Werte des Einfallslichts 29 hinter der flachen Oberfläche. Dies ist das gleiche Ergebnis, wie es theoretisch in Fig. 8 und Fig. 9 angegeben ist. Mit anderen Worten wird, indem der Aufbau verwendet wird, bei dem die Streuschicht 9 auf der Lichteinfallsseite angeordnet wird, eine bessere Nutzung des Lichts durch die vordere Streutafel 8 erreicht.
Die Streuschicht 9 muss nicht notwendigerweise gleichförmig, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, mit der Dicke gleich dem Durchmesser von einem kleinen Teilchen des verwendeten Streumaterials 8 ausgebildet sein. Genauer gesagt ist ein Aufbau, bei dem das Streumaterial 8 durch Verteilung in einer Mehrschichtanordnung angeordnet ist, ebenfalls möglich. Auch ist eine Aufbauform für die Streuschicht 9 möglich, bei der das Streumaterial 8 durch Dispersion in einem solchen transparenten Kunstharz enthalten ist, wie Acrylkunstharz, Polycarbonatkunstharz, Polyesterkunstharz, Acryl-Styrencopolymer, Polysulfon oder Ähnlichem, wodurch die gleiche Wirkung erreicht wird.
Somit sind bisher mit dem linsenförmigen Linsen-Flächenelement, das aus einem transparenten Material gebildet ist, das keinen Gehalt an Streumaterial aufweist, Verbesserungen bei der Farbverschiebung, der Farbtönung, der Bildauflösung, der Lichtnutzung und Ähnlichem gemacht worden.
Bei den Aufbauformen nach dem Stand der Technik, wie es in Fig. 19 dargestellt ist, ist die Position, wo sich das fokussierte Bild 115 in der Nähe der Oberfläche der linsenförmigen Linse 105 auf der Lichtabstrahlseite befindet, um ungefähr 70 bis 100 um niedriger als die Oberfläche der Absorptionsschicht 106 für Außenlicht, wodurch eine Begrenzung bei der Ausdehnung des horizontalen Sichtwinkels 117 auferlegt wird, der durch die zwei Lichtstrahlen des Abstrahllichts 112 festgelegt ist, die sich an beiden Außenenden befinden. Als Ergebnis werden die gesamten äußeren Lichtstrahlen außerhalb der zwei Lichtabstrahlstrahlen 112 durch die Absorptionsschicht 106 für Außenlicht gesperrt, und die Abbildungen an dem rechten und linken Rand erreichen die Augen eines Betrachters nicht (es wird dem Sichtwinkel eine Begrenzung auferlegt).
Im Gegensatz dazu werden mit der vorderen Streuplatte 3 des vorliegenden Beispiels Bilder auf der Streuschicht 9 fokussiert, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, und es werden keine Bilder in der Nähe der Oberfläche der linsenförmigen Linse 6 auf der Lichtabstrahlseite fokussiert. Ein fokussiertes Bild 21 wird auf der Streuschicht 9 gebildet, und das Abstrahllicht 22 wird durch die Absorptionsschicht für Außenlicht gesperrt. Da sich jedoch das fokussierte Bild 21 auf der Rückseite der vorderen Streutafel befindet, erstreckt sich der horizontale Sichtwinkel 23 bis nahezu zu 180º in der gleichen Weise wie bei einer Braun'schen Röhre bei Direktsicht.
Des Weiteren wird, indem ein schwarzes Material vorgesehen ist, das ein gleichförmiges Lichtabsorptionsspektrum über den sichtbaren Wellenlängenbereich aufweist und in zumindest der dünnen Streuschicht 9, der transparenten Schicht 10 oder dem Streumaterial 8 enthalten ist, die Außenlichtreflexion aufgrund des Streumaterials 8 ausgeschlossen, wodurch sich eine Verbesserung des Kontrasts gegenüber dem Außenlicht ergibt. Wenn bspw. ein schwarzes Farbelement, ein Farbstoff oder Pigment mit 30% enthalten ist, wird eine Verbesserung des Außenlichtkontrasts um 32% auf dem Schirm beobachtet, wenn mit Außenlicht von 360 Lux beleuchtet wird. Auch wird bei der Aufbauform, bei dem ein Material, das selektive Wellenlängeneigenschaften im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweist, enthalten ist, der Außenlichtkontrast verbessert. Zusätzlich wird bei der Aufbauform, bei der ein durch ein Farbpigment gefärbtes Streumaterial 8 verwendet wird, der Kontrast gegenüber Außenlicht verbessert.
Mit der vorderen Streutafel 3, wie sie bei dem vorliegenden Beispiel verwendet wird, sind die vertikalen Streifen, die auf den linsenförmigen Linsen 5 und 6 und der Absorptionsschicht 7 für Außenlicht gebildet sind, für das Auge eines Betrachters wegen des Vorhandenseins der Streuschicht 9 nicht sichtbar.
Übrigens befindet sich die andere Hauptoberfläche der transparenten Schicht 10, die die Streuschicht 9 trägt, an der zu einem Betrachter nahesten Position, wodurch eine flache Spiegelfläche (eine glänzende Oberfläche) gebildet und ermöglicht wird, ein klares Bild herzustellen. Auch wird das Außenlicht von der Deckenbeleuchtung oder Ähnlichem schräg nach abwärts reflektiert, ohne in die Augen eines Betrachters zu gelangen, wodurch zu der Verbesserung des Kontrasts gegenüber Außenlicht beigetragen wird. Es ist natürlich möglich, die vorgenannte Hauptoberfläche nicht glänzend zu machen, indem die Oberfläche aufgerauht statt feinst poliert wird. Des Weiteren wird bevorzugt, dass die vorgenannte transparente Schicht 10 ungefähr 1 bis 5 mm dick ist. Wenn die Dicke kleiner als ungefähr 1 mm ist, wird die transparente Schicht 10 nicht ausreichend stabil, und es besteht die Gefahr, dass sie eine Verwölbung und auch einen Bruch erleidet. In dem Fall, wenn die Dicke ungefähr 5 mm überschreitet, werden das Gewicht der transparenten Schicht 10 größer und ihre Kosten höher.
Die Dicke des Fresnel-Linsen-Flächenelements 1 ist bspw. ungefähr von 1 bis 3 mm. Das linsenförmige Linsen-Flächenelement 2 ist z. B. ungefähr 0,5 bis 2 mm dick. Bei dem gegenwärtigen Beispiel ist es auch möglich, die Streuschicht 9 auf der Fläche zu der Betrachterseite hin (d. h., der Fläche der transparenten Schicht 10 auf der Lichtabstrahlseite) anzuordnen.
Als nächstes wird eine beispielhafte Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für einen Durchlichtschirm der vorliegenden Erfindung mit Hilfe der Fig. 14 erläutert. Ein Fresnel-Linsen-Flächenelement 1 wird durch Pressformen erzeugt, das mittels einer Flachpresse oder Ähnlichem nacheinander durchgeführt wird. Ein linsenförmiges Linsen-Flächenelement 2 wird durch fortlaufendes Strangformen erzeugt, wobei eine Strangpressmaschine mit einer Linsenformwalze oder einer T-Pressform verwendet wird, oder indem aufeinanderfolgendes Pressformen mittels einer Flachpresse durchgeführt wird. Dieses Linsen-Flächenelement 1 und das linsenförmige Linsen-Flächenelement 2 werden aus transparentem Kunstharzmaterial hergestellt, wie Acrylkunstharz, Polycarbonatkunstharz oder Ähnlichem, wobei aber kein Streumaterial 8 in das transparente Kunstharzmaterial eingemischt wird.
Ein Herstellungsverfahren für eine vordere Streutafel 3 wird als nächstes beschrieben.
Eine Streuschicht 9, die auf der Fläche der Lichteinfallsseite einer transparenten Schicht 10 angeordnet wird, wird durch solche Verfahrensschritte wie Drucken, Beschichten, Übertragen, Aufstreichen und Ähnliches erzeugt. Zuerst wird eine Erläuterung zum Siebdrucken gegeben, wie folgt:
Die transparente Schicht 10 wird durch eine transparente Platte hergestellt, die aus Acrylkunstharz oder Ähnlichem gebildet ist. Davon getrennt wird eine Mischung aus einem Binder, der hauptsächlich aus einem transparenten Material, wie Acrylkunstharz oder Ähnlichem hergestellt ist, und ungefähr 15 Gew.-% eines Streumaterials 8 hergestellt. Farben oder Tinten, die hergestellt werden, indem der vorgenannten Mischung ein Lösungsmittel hinzugefügt wird, können auch verwendet werden. Dann wird die obige Mischung auf die Oberfläche der transparenten Platte durch Siebdruck unter Verwendung einer Siebdruckplatte mit ungefähr 350 Maschen aufgebracht. Die Streuschicht 9 wird somit durch Drucken mit der maximalen Dicke von ungefähr 12 um gebildet. Insbesondere ist die Streuschicht in der Dicke angeordnet, die derjenigen eines Teilchendurchmessers des Streumaterials 8 äquivalent ist, das seinerseits so hergestellt wird, dass jedes einzelne Teilchen gleichförmig durchgehend verteilt ist. Die Oberfläche der jeweiligen obigen Teilchen ist mit einem transparenten Binder mit einer Dicke von ungefähr 1 bis 2 um beschichtet.
Dann werden das vorgenannte Fresnel-Linsen-Flächenelement 1, das linsenförmige Linsen-Flächenelement 2 und die vordere Streuplatte 3 übereinander in dieser Zusammenbaureihenfolge gestapelt. Damit ist der Durchlichtschirm vollständig.
Fig. 7 und Fig. 10 zeigen entsprechende vergrößerte Schnitte wichtiger Abschnitte des fertiggestellten Durchlichtschirms.
Als Streumaterial 8 ist bspw. ein kugelförmiges Material verwendet, das aus einem transparenten Kunstharz oder Ähnlichem hergestellt ist und eine durchschnittliche Teilchengröße mit einem Durchmesse von ungefähr 5 um aufweist (wobei die Verteilung des Teilchendurchmessers von 1 bis 10 um reicht). Neben dem Obigen können Kügelchen, die aus Kunstharzen wie Polystyren, Polycarbonat, Acrylstyrencopolymer und Ähnhichem oder aus Glas hergestellt sind, als das Streumaterial 8 verwendet werden.
Die Leistung des vorgenannten dreiteiligen Durchlichtschirms, der eine vordere Streutafel 3, ein Fresnel-Flächenelement 1 und ein linsenförmiges Linsen-Flächenelement 2 umfasst, zeigt eine Verstärkung von 5, einen horizontalen Sichtwinkel von 50º bei der 113 Helligkeit der maximalen Helligkeit (nachfolgend als BII bezeichnet) und einen vertikalen Winkel T von 12º (11º in Fig. 15) bei der 1/3 Helligkeit der maximalen Helligkeit (nachfolgend als βV bezeichnet). Im Gegensatz dazu zeigt die Leistung des Schirms nach dem Stand der Technik, wie er in Fig. 17 dargestellt ist, eine Verstärkung von 4,7, einen horizontalen Sichtwinkel von 45º und einen vertikalen Sichtwinkel von 11º.
Die Streuschicht 9 wird so hergestellt, dass sie eine Dicke von 0,1 bis 200 um aufweist. Entsprechend kann ein Streumaterial mit einer Teilchengröße mit einem Durchmesser so groß wie 200 um verwendet werden, wobei aber, wenn die Druckplatte, das Druckverfahren, dessen Wirksamkeit und Ähnliches berücksichtigt werden, eine Teilchengröße mit einem Durchmesser von ungefähr 50 um und kleiner bevorzugt wird, und wobei ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser von ungefähr 5 um besonders erwünscht ist.
Das verwendete Druckverfahren ist nicht nur auf Siebdruck beschränkt, und andere Druckverfahren, wie Gravurdrucken, Offsetdrucken, Walzenbeschichtungsdruck oder Ähnliches können verwendet werden. Gemäß dem verwendeten Druckverfahren werden die Teilchen größer und das Mischungsverhältnis des Streumaterials wird in der geeignetsten Weise ausgewählt, und das Drucken soll bei den optimalen Druckbedingungen durchgeführt werden.
Es ist auch möglich, die vordere Streuscheibe durch andere geeignete Verfahren als die obigen herzustellen. Beispielsweise wird ein Streumaterial 8 im Voraus auf die Oberfläche einer Polyethylenterephthalat (PETP) Schicht durch Beschichtung oder Aufstreichen aufgebracht, und das aufgebrachte Streumaterial 8 kann auf eine der Hauptflächen der transparenten Schicht 10 durch Heißstempeln oder -pressen durch Übertragen gedruckt werden.

Beispiel 2

Eine zweite beispielhafte Ausführungsform eines Durchlichtschirms der vorliegenden Erfindung ist mit Hilfe der Fig. 12 beschrieben. Fig. 12 ist eine Schnittansicht, um einen wichtigen Abschnitt des Durchlichtschirms des zweiten Ausführungsbeispiels zu zeigen. Der Durchlichtschirm 300 unterscheidet sich stark im Aufbau von dem Durchlichtschirm 200, wie er im Beispiel 1 beschrieben wurde, dadurch, dass er ein Streumaterial 8A aufweist, das in einer Streuschicht 9A enthalten ist, die durch Dispersion in mehreren Schichten gebildet ist. Die bildenden Elemente, die von obigen abweichen, sind die gleichen, wie sie bei dem Durchlichtschirm des Beispiels 1 verwendet werden, der in Fig. 1 dargestellt ist.
Die optimale Durchschnittsgröße der Teilchen eines Streumaterials 8A hat einen Durchmesser von ungefähr 15 um (wobei die Normalverteilung der Teilchengröße im Bereich von ungefähr 5 bis 25 um liegt). Die Dicke einer Streuschicht 9A liegt im Bereich von 5 bis 200 um. Der derart aufgebaute Durchlichtschirm 300 verhält sich nahezu in gleicher Weise wie der im Beispiel 1 beschriebene.
Bei dem vorliegenden Beispiel wird ein Stranggießverfahren als Herstellungsverfahren für die vordere Streuplatte 3A verwendet. Das vorgenannte Verfahren ist mit Hilfe der Fig. 15 erläutert.
Zuerst werden eine Mischung aus einem Streumaterial und einem transparenten Kunstharz wie Acrylkunstharz stranggegossen, um die Streuschicht 9A zu bilden. Getrennt davon wird ein transparentes Kunstharz, wie Acrylkunstharz, stranggepresst, um eine transparente Schicht 10A zu erzeugen. Dann werden diese durch Aufeinanderstapeln während des Strangpressverfahrens oder durch ein getrenntes Verfahren zusammengesetzt.
Als weiteres Herstellungsverfahren für die vordere Streuplatte 3A wird ein Verfahren verwendet, das die Schritte umfasst, zuerst eine Streuschicht 9A herzustellen, die aus einer dünnen Schicht mit einer Dicke von ungefähr 0,1 bis 0,2 mm hergestellt ist, in der ein Streumaterial in mehreren Schichten gleichförmig verteilt ist, eine transparente Schicht 10A auf die vorgenannte dünne Schicht durch Strangformen aufzubringen und sie gleichzeitig unter Verwendung eines Klebemittels durch Übereinanderlegen der Streuschicht 9A und der transparenten Schicht 10A zusammenzusetzen.
Die Verfahren zur Herstellung des Fresnel-Linsen-Flächenelements 1 und des linsenförmigen Linsen-Flächenelements 2 sind die gleichen, wie sie bei dem Beispiel 1 verwendet werden. Dieses Fresnel-Linsen-Flächenelement 1, das linsenförmige Linsen- Flächenelement 2 und die vordere Streuplatte 3A werden nacheinander in dieser Reihenfolge zum Zusammenbau übereinandergestapelt, um den Durchlichtschirm 300 fertigzustellen. Somit kann die Streutafel zur Bildung des Durchlichtschirms 300 ohne weiteres und preisgünstig unter Verwendung herkömmlicher Herstellungsverfahren und Ausrüstung hergestellt werden.
Übrigens liegt beim Beispiel 2 der Durchmesser der Teilchengröße des Streumaterials im Bereich von ungefähr 5 bis 25 um, und es ist erwünscht, ein Streumaterial mit gleichförmiger Teilchengröße zu verwenden. Der Ort, an dem die Streuschicht 9A angeordnet wird, kann irgendein Ort sein, und er ist nicht notwendigerweise auf die Seite des linsenförmigen Linsen-Flächenelements 2 beschränkt. Beispielsweise kann die Streuschicht 9A auch auf der Oberfläche auf der Betrachterseite angeordnet werden (d. h., der Oberfläche der transparenten Schicht 10A auf der Lichtabstrahlseite).

Beispiel 3

Ein drittes Ausführungsbeispiel eines Durchlichtschirms der vorliegenden Erfindung ist mit Hilfe von Fig. 13 erklärt. Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht, um einen wichtigen Abschnitt des Durchlichtschirms des dritten Ausführungsbeispiels zu zeigen. Das dritte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass es antistatische Mittel und Vergütungsmittel aufweist, die zum Zweck eingesetzt sind, den Kontrast gegenüber Außenlicht zu verbessern, die Reflexion auszuschließen, die sich auf der Vorderseite des Schirms zeigt, von Staub und Flocken freie, klare Bilder auf dem Schirm zu gewinnen, und Ähnlichem.
Als antistatische Mittel werden eine antistatische Folie oder Schicht, ein antistatischer Stoff, eine antistatische Platte, die ein antistatisches Mittel enthält, und Ähnliches verwendet. Als Vergütungsmittel werden ein organisches Kunststoffmaterial, ein anorganisches Material oder Ähnliches verwendet. Eine Dünnschicht oder Schicht aus einem Material mit einem niedrigen Brechungsindex wird besonders bevorzugt.
Wie es in Fig. 13 gezeigt ist, trägt eine antistatische dünne Schicht 32, die auf der Oberfläche der Fresnel-Linsen-Flächenelement 1 B der Lichteinfallsseite und auch auf der Hauptoberfläche der Streuplatte 3 angeordnet ist, die sich einem Betrachter am nahesten befindet, dem Ausschließen von Staub und Flocken bei, die an den vorgenannten Oberflächen aufgrund statischer Elektrizität anhaften.
Des Weiteren trägt eine Vergütungsschicht 33, die zumindest auf einer der Oberflächen des Fresnel-Linsen-Flächenelements 1 B, das linsenförmige Linsen-Flächenelement 2B und der Streuplatte 3B angeordnet ist, zu einer Verbesserung des Kontrasts gegenüber Außenlicht und zur Anzeige von Bildern bei, die keine Reflexion auf der Vorderplatte des Schirms aufweisen.
Indem eine Vergütungsschicht auf allen Oberflächen des Fresnel-Linsen-Flächenelements 1B, des linsenförmigen Linsen-Flächenelements 2B und der Streuplatte 3B gebildet wird, werden besonders ausgezeichnete Vergütungswirkungen erreicht.
Zuerst wird eine antistatische Schicht 32 auf den bestimmten Oberflächen des Fresnel- Linsen-Flächenelements 1B bzw. der Streuplatte 3B angeordnet. Dann wird eine Vergütungsschicht 33 auf zumindest einer der vorgenannten Oberflächen angeordnet, auf denen die antistatische Schicht gebildet wurde. Mit dem obigen Aufbau werden die statischen Elektrizitätsladungen, die auf der Oberfläche der Vergütungsschicht 33 aufgrund von Reibung oder einem elektrischen Feld erzeugt werden, ausgeschlossen.
Der Verwendung der Vergütungsschicht liegt die Theorie der Interferenzwirkung von Licht zugrunde, und indem die Schichtdicke gleich λ/(4n) gemacht wird [worin λ: Wellenlänge des Lichts, n: Brechungsindex des Schichtmaterials], wird die Reflexion des Lichts mit einer Wellenlänge λ verringert und sein Durchlassgrad wird erhöht.
Als Vergütungsschicht, die bei dem vorliegenden Beispiel verwendet wird, wird eine transparente Kunstharzzusammensetzung der Fluorfamilie (Asahi Glass Co.'s CYTOP, n = 1,34) mit einem Brechungsindex verwendet, der niedriger als der des transparenten Kunstharzmaterials ist, das als Grundmaterial für den Schirm verwendet wird [z. B. Acrylkunstharz (n = 1,49), Polycarbonat (n = 1,57), Polystylen (n = 1,59), Acrylstylencopolymer (n = 1,51 bis 1,57) und Ähnliches].
Der Oberflächenwiderstand des vorgenannten CYTOP ist äußerst groß wie 10¹&sup6; Ohm und hat den gleichen Wert wie den des Grundmaterials für den Schirm. Deshalb wird, wenn die Luft trocken ist und eine Reibung mit anderen Stoffen stattfindet, statische Elektrizität leicht erzeugt, und sobald elektrostatische Ladung erzeugt wird, zerstreuen sich die Ladungen während einer langen Zeitdauer nicht. Normalerweise zerfielen, wenn ein antistatischer Film mit einem Oberflächenwiderstand im Bereich von 10¹¹ bis 1012 Ohm auf dem vorgenannten Schirmgrundmaterial aufgebracht wurde, die darauf erzeugten elektrostatischen Ladungen üblicherweise in einer kurzen Zeitdauer von 1 bis 2 Sekunden. Jedoch ist im Fall des vorliegenden Beispiels bekannt, bei dem eine Vergütungsschicht mit einem hohen Oberflächenwiderstand auf der Oberfläche der antistatischen Schicht gebildet ist, dass die statischen Elektrizitätsladungen nicht in kurzer Zeit mittels einer herkömmlichen antistatischen Behandlung entfernt werden können. Verschiedene Experimente haben versucht, das vorstehende Problem zu lösen. Als Ergebnis wurde herausgefunden, dass keine statischen Elektrizitätsladungen erzeugt, oder, selbst wenn sie erzeugt werden, die Ladungen um die Hälfte oder vollständig in 1 bis 2 Sekunden abfallen, indem die Dicke der Vergütungsschicht kleiner als λ/(9n) und der Oberflächenwiderstand zu weniger als 1010 Ohm gemacht wird.
Verschiedene Kunstharzmaterialien, die bereits antistatische Maßnahmen enthalten, stehen auf dem Markt zur Verfügung. So ist es möglich, Aufbauformen zu bilden, bei denen eine Kunstharzplatte oder ein Kunstharzmaterial, die einen Oberflächenwiderstand von 1010 Ohm oder weniger aufweist, verwendet wird, und bei denen die Oberfläche der antistatischen Schicht eine Beschichtung aus einer Vergütungsschicht aufweisen, die aus einem Metalloxid mit niedrigem Brechungsindex, einem anorganischen Material, einem grenzflächenaktiven Stoff oder Ähnlichem hergestellt ist. Wenn eine Beschichtung mit einer dünnen Schicht CYTOP auf eine Kunstharzplatte aufgebracht wird, die antistatische Mittel enthält, ist die Haftung der Beschichtung nicht ausreichend fest, und die CYTOP Dünnschicht kann, selbst durch vorsichtiges Abwischen der Oberfläche mit einem Tuch oder Ähnlichem leicht abgelöst werden, wodurch sich eine Schwierigkeit ergibt. Beispielsweise bewirkt ein Reibtest mit 2- bis 3-maligem Abwischen bei einer Kraft von 500 g, dass die CYTOP Dünnschicht abgelöst wird. Um dies durch Erhöhung der Haftung der CYTOP Dünnschicht zu verhindern, ist es möglich, eine Behandlung wie eine Silanverbindungsbehandlung, eine aktivierte Energiebehandlung, eine Grund- Schichtbehandlung oder Ähnliches zu verwenden. Entsprechend den vorgenannten Behandlungen wird die Haftfestigkeit um so viel wie bis zu 10 mal erhöht.
Des Weiteren wird als antistatisches Mittel ELCOM verwendet [der Handelsname von Shokubai-Kasei Co.'s mit einem Oberflächenwiderstand von 10&sup7; bis 10&sup8; Ohm, eine Spezialzweckdruckfarbe, die die SnO&sub2;, Vinylacetat-Chlorkunststoff und Cyclohexan- Ethylacetat-Celluloselösungsmittel umfasst], wodurch die Haftungsfestigkeit der GYTOP Dünnschicht um 100 mal (wird nach 250- bis 300-maligem Reibtest abgelöst) ohne irgendeine Erzeugung statischer Elektrizität erhöht wird.
Das vorgenannte antistatische Material kann z. B. durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht werden. Die Beschichtungsschichtdicke ist ungefähr 0,1 bis 3 um.
Bei der Herstellung der Streuplatte 3B wird zuerst eine transparente Schicht 1 OB durch Drucken auf die Oberfläche der Streuschicht 9B auf der Lichteinfallsseite aufgebracht, und dann wird ELCOM als ein antistatischer Stoff durch Drucken auf die Oberfläche der transparenten Schicht 9B auf der Lichtabstrahlseite aufgebracht. Somit wird eine antistatische Schicht 32 gebildet. Zu dieser Zeit ist es auch möglich, die antistatische Schicht 32 zuerst durch Drucken aufzubringen und dann danach die Streuschicht 9B.
Nach der vorgenannten Behandlung mit antistatischem Stoff wird die Vergütungsschicht 33 auf einer bestimmten Oberfläche mit einer Dicke von λ/(4n) durch z. B. ein Tauchbeschichtungsverfahren aufgebracht. Alle drei Grundstoffe zur Bildung des Durchlichtschirms werden mit der Vergütungsschicht 33 auf ihren entsprechenden Oberflächen versehen. Jedoch ist es auch möglich, Aufbauformen zu verwenden, bei denen zumindest einer der Ausgangsstoffe des Schirms mit der Vergütungsschicht 33 mit der sich in gleicher Weise ergebenden Wirkung wie oben versehen wird.
Die Tabelle 1 zeigt einen Vergleich der Leistung zwischen dem Durchlichtschirm der vorliegenden Erfindung und dem nach dem Stand der Technik. In der Tabelle 1 ist α der Sichtwinkel bei 1/2 der Mittenhelligkeit, ist β der Sichtwinkel bei 1/3, ist γ der Sichtwinkel bei 1/5 und ist δ der Sichtwinkel bei 1/10.
Die Tabelle 1 zeigt, dass der Durchlichtschirm der vorliegenden Erfindung die folgenden Eigenschaften im Vergleich zu dem nach dem Stand der Technik besitzt:
Die Verstärkung und der Kontrast gegenüber Außenlicht sind hoch. Der vertikale Sichtwinkel und der horizontale Sichtwinkel sind erweitert. Die Farbverschiebung ist auf ungefähr die Hälfte verringert. Die Abschattung ist auf ungefähr ein Viertel verringert. Tabelle 1

Claims

1. Durchlichtschirm, der in der Reihenfolge des Strahlengangs umfasst:

ein transparentes Fresnel-Linsenflächenelement (1, 4);

ein transparentes, linsenförmiges Linsenflächenelement (2); und

eine vorderen Streuplatte (3),

wobei die vordere Streuplatte (3) eine Streuschicht (9) und eine transparente Schicht (10) umfasst,

die Streuschicht (9) feines, körniges Lichtstreumaterial (8) umfasst und auf der Eintrittsseite der Streuplatte (3) angeordnet ist, wobei die Austrittsfläche der Streuplatte (3) eben ist.

2. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 1, bei dem die Streuschicht gebildet ist, indem das Streumaterial gleichförmig mit einer Dicke von ungefähr gleich dem Durchmesser eines Teilchens gebildet ist, das in dem Streumaterial enthalten ist.

3. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 1, bei dem das Streumaterial dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine durchschnittliche Teilchengröße mit einem Durchmesser von ungefähr 5 um aufweist, wobei die Teilchengrößenverteilung im Bereich von ungefähr 1 bis 10 um ist.

4. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 1, wobei das Streumaterial aus einem Bindemittel und einem feinen, körnigen Streumaterial mit Lichtstreueigenschaften gebildet ist.

5. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 1, bei dem das Streumaterial aus einem transparenten Kunstharzmaterial und einem feinen, körnigen Streumaterial mit Lichtstreueigenschaften gebildet ist.

6. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 1, bei dem die Streuschicht ein feines, körniges Streumaterial mit Lichtstreueigenschaften enthält, wobei jedes entsprechende Teilchen von ihm transparent ist und im Durchmesser ungefähr 0,1 bis 50 um misst und eine Dicke von ungefähr 0,1 bis 200 um aufweist.

7. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 1, bei dem die Hauptfläche auf der Lichtabstrahlseite der transparenten Schicht aus einer Fläche mit Spiegelebenheit und einer Fläche mit Ungleichförmigkeit ausgewählt ist.

8. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 1, bei dem die Streuschicht Streumaterial enthält, dessen Oberfläche durch ein Farbpigment gefärbt ist.

9. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 1, bei dem zumindest eine aus der Streuschicht und der transparenten Schicht ausgewählte des Weiteren ein Material enthält, das aus einem schwarzen Material, das ein nahezu gleichförmiges Lichtabsorptionsspektrum im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweist, und einem Absorptionsmaterial für sichtbares Licht ausgewählt ist, das selektive Eigenschaften aufweist.

10. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 1, der des Weiteren ein antistatisches Mittel (32) umfasst, das auf der Oberfläche der Fresnel-Linsenflächenelement (1, 4) auf der Lichteinfallsseite und der Oberfläche der Streuplatte (3) auf der Lichtabstrahlseite angeordnet ist.

11. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 10, bei dem das antistatische Mittel eine dünne Schicht ist, die kleine Teilchen aus Zinkoxid in einer Teilchengröße mit einem Durchmesser von ungefähr 0,05 bis 0,5 um aufweist und einem Oberflächenwiderstand von ungefähr 1010 Ohm und weniger hat.

12. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 1, der des Weiteren ein Vergütungsmittel (33) aufweist, das auf der Oberfläche von zumindest einem Element angeordnet ist, das aus der Gruppe des Fresnel-Linsenflächenelements (1, 4), des linsenförmigen Linsenflächenelements (2) und der Streuplatte (3) ausgewählt ist.

13. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 12, bei dem das Vergütungsmittel einen Brechungsindex hat, der kleiner als derjenige jeweils des Fresnel-Linsenflächenelements, des linsenförmigen Linsenflächenelements und der vorderen Streuplatte ist.

14. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 1, der des Weiteren eine antistatische Schicht (32), die auf der Lichteinfallsseite des Fresnel-Linsenflächenelements (1, 4) und der Lichtabstrahlseite der Streuplatte (3) angeordnet ist, und eine Vergütungsschicht (33) umfasst, die auf allen Oberflächen der antistatischen Schicht (32), der Lichtabstrahlseite des Fresnel-Linsenflächenelements (1, 4), der Lichteinfallsseite der Streuplatte (3), und sowohl der Lichteinfallsseite als auch der Lichtabstrahlseite des linsenförmigen Linsenflächenelements (2) angeordnet ist.

15. Durchlichtschirm, gemäß Anspruch 14, bei dem die Vergütungsschicht (33) einen Brechungsindex aufweist, der niedriger als der jeweils des Fresnel-Linsenflächenelements, des linsenförmigen Linsenflächenelements und der vorderen Streuplatte ist und die Beziehung erfüllt, die durch d < λ/(4n) ausgedrückt ist (worin d: Dicke der Vergütungsschicht, λ: Lichtwellenlänge, n: Brechungsindizes des Fresnel-Linsenflächenelements, des linsenförmigen Linsenflächenelements und der Streuplatte).

16. Verfahren zur Herstellung eines Durchlichtschirms, das die Schritte umfasst:

(a) Herstellen eines transparenten Fresnel-Linsenflächenelements (1, 4);

(b) Herstellen eines transparenten, linsenförmigen Linsenflächenelements (2);

(c) Herstellen einer vorderen Streuplatte (3) mit den Schritten:

(1) Herstellen einer transparenten Platte (10);

(2) Anordnen einer Streuschicht (9) auf der Oberfläche der Eintrittsseite der transparenten Platte (10), indem darauf eine Mischung aus einem Binder und einem feinen, körnigen Lichtstreumaterial (8) mittels eines Verfahrens aufgebracht wird, das aus Drucken, Übertragen, Beschichten und Aufstreichen ausgewählt ist; und

(d) zum Zusammenbau Übereinanderschichten des Fresnel-Linsenflächenelements (1, 4), des transparenten, linsenförmigen Linsenflächerlelements (2) und der Streuplatte (3), wobei die Austrittsfläche der Streuplatte (3) flach ist.

17. Verfahren zur Herstellung eines Durchlichtschirms gemäß Anspruch 16, wobei der Schritt zur Herstellung einer vorderen Streuplatte (3) die Schritte umfasst die Streuschicht (9), die durch Strangformen einer Mischung aus dem Streumaterial (8) und einem ersten, transparenten Kunstharz erzeugt wird, und ein transparentes Kunstharzflächenelement, das durch Strangformen eines zweiten, transparenten Kunstharzes erzeugt wurde, zu einer Einheit zusammenzufügen.

18. Verfahren zur Herstellung eines Durchlichtschirms gemäß Anspruch 17, wobei der Schritt (c) des Weiteren die Schritte umfasst:

(1) Herstellen der Streuschicht durch Strangformen einer Mischung aus dem Streumaterial und ersten, transparenten Kunstharz;

(2) Herstellen einer transparenten Schicht durch Strangformen des zweiten, transparenten Kunstharzes; und

(3) Herstellen der vorderen Streuplatte, indem die Streuschicht und die transparente Schicht zu einer Einheit zusammengefügt werden.

19. Verfahren zur Herstellung eines Durchlichtschirms gemäß Anspruch 17, wobei der Schritt (c) des Weiteren die Schritte umfasst:

(1) Herstellen einer Streuschicht als Dünnflächenelement durch Strangformen einer Mischung aus dem Streumaterial und dem ersten, transparenten Kunstharz; und

(2) Herstellen der vorderen Streuplatte, indem zuerst das zweite, transparente Kunstharz nach dem Strangformen auf der Oberfläche der Streuschicht als Dünnflächenelement angeordnet wird, und dann die Streuschicht und die transparente Schicht zu einer Einheit zusammengesetzt werden.