DE8916107U1

DE8916107U1 - Durchprojektionsschirm

Info

Publication number: DE8916107U1
Application number: DE8916107U
Authority: DE
Original assignee: Gold Star Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1989-01-28
Filing date: 1989-12-02
Publication date: 1993-11-04
Anticipated expiration: 1999-12-03
Also published as: US4979801A; KR920008057B1; KR900012487A; DE3939996A1; JPH02277033A

Description

26.07.1993 - 1 - SC/AR W33G

Durchprojektionsschirm

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchprojektionsschirm mit einer der Beleuchtungsquelle zugewandten ersten lichtdurchlässigen Lage, die eine Fresnel-Linse enthält und einer zweiten lichtdurchlässigen Lage, die auf ihrer der ersten Lage zugewandten Vorderseite regelmäßig angeordnete konvexe vorderseitige Linsen mit geringer Krümmung und auf ihrer dem Betrachter zugewandten Rückseite rückseitige Linsen mit einer im Vergleich dazu großen Krümmung aufweist, wobei die rückseitigen Linsen ein Linsenrasterungselement bilden, das aus sich über die Breite der zweiten Lage erstreckenden zylindrischen Linsen besteht, zwischen denen jeweils ein Extinktionsabschnitt ausgebildet ist und wobei die vorderseitigen Linsen der zweiten Lage als Linsenrasterungselement mit zylindrischen, aneinander angrenzenden Linsen ausgebildet sind, wobei die Fresnel-Linse auf der der zweiten Lage zugewandten Seite der ersten Lage angeordnet ist.

Figur 3 ist ein Vertikalschnitt, der den Aufbau eines herkömmlichen Durchprojektionsschirmes in Verbindung mit einer vergrößerten Teilansicht zeigt. Eine Fresnel-Linse 1 ist auf der Linsenseite ausgebildet, und eine Linsenrasterung 2 (Perlwand) befindet sich auf der Seite des Fernsehzuschauers. Die Fresnel-Linse 1 besitzt die Form eines konzentrischen Kreises von der Linsenseite aus gesehen und weist Fresnel-Linsen-Facetten 3 mit einem sägezahnförmigen Querschnitt auf. Die Linsenrasterung 2 wiederholt sich in horizontaler Richtung in einem Zustand, so daß sie von der Seite des Betrachters aus gesehen eine vertikale Form besitzt. Im Schnitt weist sie eine Rasterungsfacette 4 einer speziellen geometrischen Form auf. Ein Diffusor 13 wird durch regellos verteilte Partikel einer Substanz gebildet, deren Brechnungsindex sich von dem Brechnungsindex des Substrates des Schirmes unterscheidet. Zwischen jeder Rasterungsfacette k sind Extinktionsabschnitte 5 mit einer Schwärzungsbeschichtung ausgebildet.

Bei einem derartigen herkömmlichen Durchprojektionsschirm, wie in Figur V gezeigt, wird Licht des gesamten Feldes der Braun'sehen Röhre 6 durch die Projektionslinse 7 abgegeben. Das abgegebene Licht des gesamten Feldes wird im Inneren über die Fresnel-Linse 1 des Schirmes 8 in paralleles Licht umgewandelt, so daß es auf diese Weise gleiche Diffusionseigenschaften bekommt. Die Lichtstrahlen werden in Horizontalrichtung über die Linsenrasterung 2 zerstreut.

Hierbei wird das parallele Licht durch den Diffusor 13 in diffuses Licht nach oben und unten umgewandelt, und dieses Licht wird vom Auge 9 des Beobachters aufgefangen.

Äußeres Beleuchtungslicht, das von der Seite des Beobachters einfällt und in bezug auf den Kontrast einen Hinderungsfaktors darstellt, wird durch die Extinktionsabschnitte 5 gelöscht. Wenn man die Bereiche der Linsenrasterungsfacetten 4 und der Extinktionsabschnitte 5 mit a und b bezeichnet, hängt der Kontrast dann vom Verhältnis a:b ab.

Da bei einem solchen herkömmlich ausgebildeten Durchprojektionsschirm das Verhältnis b/a gering ist, d.h. der Bereich b der Extinktionsabschnitte 5 ist geringer als der Bereich a der Linsenrasterung 4, besteht das Problem, daß der Kontrast bei Beleuchtungslicht von außen abfällt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchprojektionsschirm mit einer Extinktionsrate in einem breiten Bereich zu schaffen, bei dem der Bereich der Extinktionsabschnitte relativ zu den Linsenrasterungsfacetten besonders groß ist und der Kontrast hierdurch angehoben wird, so daß selbst bei einer entsprechenden Beleuchtung von außen ein klares Bild erhalten werden kann.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dicke der zweiten Lage zwischen den kreiszylindrisch ausgebildeten Linsenrasterungselementen so ausgebildet ist, daß die Brennweite der vorderseitigen Linse zwischen dem Krümmungsmittelpunkt des rückseitigen Linsenrasterelementes und dessen Scheitel liegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen vergrößerten Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Durchprojektionsschirm; ■

Figur 2 eine schematische Darstellung, die die Funktionsweise des

erfindungsgemäß ausgebildeten Durchprojektionsschirmes zeigt.

E.igur 3 einen vertikalen Schnitt durch einen herkömmlich ausgebildeten Durchprojektionsschirm mit einer vergrößerten Teilschnittansicht;

Figur V ein schematisches Diagramm, das die Funktionsweise des herkömmlichen Durchprojektionsschirmes zeigt;

Figur &eeacgr; ist ein vergrößerter Teilschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Durchprojektionsschirm. Wie in der Figur dargestellt, befindet sich eine erste Lage 20 an einer Projektionslinse und eine zweite Lage 30 auf der Seite des Betrachters. Eine Fresnel-Linse 10 ist an der ersten Lage 20 auf einer Seitenfläche derselben ausgebildet, die zur Seite der Projektionslinse entgegengesetzt ist. Primäre zylindrische ■ Linsenrasterungselemente 11 und sekundäre zylindrische Linsenrasterungselemente 12, die beide im Schnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind, sind in wiederholter Weise in Horizontalrichtung auf jeder Seitenfläche einer zweiten Lage 30 angeordnet. Diffusoren 13 sind mit der Substanz der zweiten Lage 30 vermischt, und Extinktionsabschnitte sind in wiederholter Weise unter den sekundären zylindrischen Rasterungselementen 12 auf der zum Betrachter hin weisenden Seitenfläche der zweiten Lage 30 angeordnet. Die primären zylindrischen Rasterungselemente 11 liegen der Fresnel-Linse 10 gegenüber, während die sekundären zylindrischen Rasterungselemente 12 auf der zum Betrachter hin weisenden Seite angeordnet sind.

Figur 2 ist ein schematisches Diagramm, das die Funktionsweise des erfindungsgemäß ausgebildeten Durchprojektionsschirmes verdeutlicht. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, wird paralleles Licht, das durch die Fresnel-Linse 10 der ersten Lage 20 erzeugt worden ist, durch ein primäres zylindrisches Rasterungselement 11 auf ein sekundäres zylindrisches Rasterungselement 12 fokussiert und auf dem Schirm zerstreut. A und B stellen die höchsten Punkte der primären und sekundären Rasterungselemente 11 und 12 dar.

Hl und H2 bedeuten die Höhen des parallelen Lichtes des primären und sekundären Rasterungselementes 11 und 12, Cl und C2 sind die Mittelpunkte der Kreisbögen des primären und

sekundären Rasterungselementes 11 und 12, rl und r2 bedeuten die Krümmungsradien des primären und sekundären Rasterungselementes 11 und 12,

t]', Xl und i.V sind die Brennweiten des primären und sekundären zylindrischen Rasterungselementes 11 und 12 und 0 ist der Brennpunkt des primären zylindrischen Rasterungselementes Die Krümmungsradien rl und r2 erfüllen die Beziehung rl > r2.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung sowie deren Wirkungen werden nunmehr im einzelnen nachfolgend erläutert.

Das von der Projektionslinse abgegebene Licht des gesamten Feldes durchdringt die Fresnel-Linse 10 der ersten Lage 20 und wird zu parallelem Licht. Dieses parallele Licht wird auf das primäre zylindrische Rasterungselement 11 der zweiten Lage 30 gerichtet und durchdringt den Diffusor 13 und wird in die Nähe seines Brennpunktes 0 fokussiert. Hierbei läßt sich die Brennweite 11' durch die folgende Gleichung (I) ausdrücken:

Sl (P-I) (I)

Hierin bedeuten &eegr; den Brechungsindex der Schirmsubstanz, Sl die Krümmung

des primären zylindrischen Rasterungsel ementes 11. Die Krümmung (Sl)

beträgt 1/rl, d. h. wird durch den reziproken Wert der Krümmung rl wiedergegeben.

Obwohl aufgrund von sphärischer Aberration nicht alle Lichtstrahlen korrekt am Brennpunkt 0 des primären zylindrischen Rasterungselementes 11 fokussiert worden sind, stellt dies für die Diffusionswirkung kein

Problem dar, da der größte Teil dieser Lichtstrahlen in der Nähe des Brennpunktes 0 fokussiert worden ist.

Die Dicke des Schirmes und die Mittelpunkte Cl und C2 des primären und sekundären zylindrischen Rasterungselementes 11 und 12 sind so festgelegt, daß sich der Brennpunkt 0 auf der Rückseite des Mittelpunktes C2 des sekundären zylindrischen Rasterungselementes 12 befindet, d. h. an einer'Stelle zwischen dem Mittelpunkt C2 und dem höchsten Punkt B des sekundären zylindrischen Rasterungselementes 12.

Somit werden die wieder vom Brennpunkt 0 abgegebenen Lichtstrahlen vom sekundären zylindrischen Rasterungselement 12 gebrochen und treten so aus, als ob sie vom Punkt O¹ auf der optischen Achse abgegeben worden wären.

Wenn die Höhe der sich an einem vorgegebenen Punkt des primären zylindrischen Rasterungselementes 11 treffenden parallelen Lichtstrahlen Hl ist, bildet die Endrichtung der Lichtstrahlen mit der-optischen Achse den Winkel cC . Dieser Diffusionswinkel cC kann durch die folgende Gleichung (II) ausgedrückt werden:

Cf= tan"¹ ((SKn-I) &iacgr;2&EEgr;1 [l+C2 (1-1) £2]j

&eegr; r

II

Hierin bedeuten &Idigr;2 die Strecke OB und S2 die Krümmung des sekundären zylindrischen Rasterungselementes 12, die durch den reziproken Wert des Krümmungsradius r2 wiedergegeben wird.

Da der Diffusionswinkel c£ ein Faktor zur Festlegung des Gesichtsfeldwinkels ist, wird die Krümmung S2 des sekundären zylindrischen Rasterungselementes 12 vorzugsweise relativ zum gewünschten Licht groß ausgebildet, so daß der Wert b/a, bei dem es sich um das Verhältnis zwischen dem Extinktionsabschnitt und dem sekundären zylindrischen Rasterungselement 12 handelt, größer wird.

Da der Wert b/a größer wird, wird das Beleuchtungslicht, selbst wenn es von außen stammt, an den Extinktionsabschnitten 14 in ausreichender Weise gelöscht, so daß auf diese Weise ein hoher Kontrast aufrechterhalten werden kann.

Da, wie vorstehend im einzelnen beschrieben, durch die vorliegende Erfindung die Extinktionsrate in bezug auf das äußere Beleuchtungslicht durch Verwendung von zwei Lagen und zwei Rasterungen erhöht wird, kann ein klares Bild erreicht werden, ohne daß dabei der Kontrast abfällt, und zwar selbst in dem Zustand, in dem Beleuchtungslicht von außen auftrifft.

Claims

26.07.1993 - 1 - SC/AR 49433G

SCHUTZANSPRUCH

Durchprojektionsschirm mit einer der Beleuchtungsquelle zugewandten ersten lichtdurchlässigen Lage (20), die eine Fresnel-Linse (20) enthält und einer zweiten lichtdurchlässigen Lage (30), die auf ihrer der ersten Lage (20) zugewandten Vorderseite regelmäßig angeordnete konvexe vorderseitige Linsen mit geringer Krümmung (Sl) und auf ihrer dem Betrachter zugewandten Rückseite rückseitige Linsen mit einer im Vergleich dazu großen Krümmung (S2) aufweist, wobei die rückseitigen Linsen ein Linsenrasterungselement (12) bilden, das aus sich über die Breite der zweiten Lage (39) erstreckenden zylindrischen Linsen besteht, zwischen denen jeweils ein Extinktionsabschnitt (14) ausgebildet ist und wobei die vorderseitigen Linsen der zweiten Lage als Linsenrasterungselement (11) mit zylindrischen, aneinander angrenzenden Linsen ausgebildet sind, wobei die Fresnel-Linse (10) auf der der zweiten Lage (30) zugewandten Seite der ersten Lage (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zweiten Lage zwischen den kreiszylindrisch ausgebildeten Linsenrasterungselementen (11,12) so ausgebildet ist, daß die Brennweite (Ll) der vorderseitigen Linse zwischen dem Krümmungsmittelpunkt (C2) des rückseitigen Linsenrasterelementes (12) und dessen Scheitel (B) liegt.