DK165308B

DK165308B - Bagfra belyst projektionsskaerm

Info

Publication number: DK165308B
Application number: DK472583A
Authority: DK
Inventors: Yutaro Moriguchi; Makoto Honda; Akira Izawa; Yasuaki Ishii
Original assignee: Dainippon Printing Co Ltd
Priority date: 1982-10-15
Filing date: 1983-10-13
Publication date: 1992-11-02
Also published as: US4509823A; DK472583D0; CA1240867A; DK472583A; DK165308C

Description

DK 165308 B

Opfindelsen angår en bagfra belyst projektions-skærm af den type, der indbefatter en cirkulær Fresnel-linse, som har flere koncentriske cirkulære linseelementer, og en linse med flere parallelle, konvekse linse-5 elementer, der er udformede på den ene flade af linsen, hvis anden flade er udformet med flere parallelle fremspring, der forløber i længderetningen af de konvekse linseelementer, og hvorpå der er påført maskeringsstrimler.

10 For at kunne fremvise et forstørret fjernsynsbil lede eller et kinematografisk billede i et belyst rum er det sædvanligt at anvende en bagfra belyst projektionsskærm eller en gennemsigtig skærm af den ovenfor angivne art. For at forhindre en nedsættelse af kontrasts ten i det projicerede billede, dvs. at forhindre refleksion af det uønskede omgivende lys, er ikke-lysover-førende områder i den iagttagne overflade af denne linse dækket med maskeringsstriber.

Sådanne maskeringsstriber kan ved trykning, sil-20 ketrykning, overføring eller belægning, være påført den ene side, nemlig udgangssiden i forhold til lyskilden, af en plan skærm. Sådanne maskeringsstriber ligger således i plan med skærmens udgangsflade, dvs. den flade, som iagttageren ser. US-A-2.618.198 angiver et eksempel 25 på denne teknik.

En anden teknisk løsning fremgår af EP 51 976 A3.

Den går ud på at udforme begge sider af en projektionsskærm med et net af ved siden af hinanden beliggende linseelementer og at maskere en del af udgangsfladens 30 linseelementer med en lysspærrende belægning.

Begge disse grundudformninger søger dels at sikre en bedre billedkontrast, netop på grund af det maskerende materiale på den side af skærmen, der kan rammes af lys fra fremvisningsrummet, dels at sikre en mere ens-35 artet farvefremvisning over hele skærmen.

En vanskelighed ved fremstilling af sådanne pro-

DK 165308 B

2 .jektionsskærme ligger i opnåelsen af register mellem dels linseelementer, dels maskeringsstriberne eller -lagrene, fordi påføringen af disse striber eller lag eksempelvis foregår på et færdigstøbt emne.

5 En anden vanskelighed ligger i, at det kan være besværligt at påføre maskeringsmateriale i fordybninger mellem hosliggende linseelementer.

Problemet med påføring af maskeringsmateriale er ganske vist forholdsvis nemmere at løse på en projek-10 tionsskærm af den indledningsvis angivne art, men der er dog stadigvæk vanskeligheder.

I en bagfra belyst projektionsskærm eller en gennemsigtig skærm, hvor maskeringsstriberne er dannet over fremspring, er sidstnævnte fremsprings områder næsten 15 rektangulære i tværsnit, således at deres sideflader står i det væsentlige vinkelret på den flade bund i fordybningerne mellem ved siden af hinanden liggende fremspring, og maskeringsstrimlerne dannes over toppen af fremspringene. Heraf følger, at en lysstråle, der rammer 20 et buet konvekst linseelement på et sted i nærheden af grænsen mellem naboelementer, brydes i forhold til elementets' optiske akse og afskæres af de vinkelret stående sideflader på det pågældende fremspring. Hvis arealet af hver maskeringsstribe forøges, dvs. hvis bredden af 25 hvert fremspring forøges, for at forhindre uønsket refleksion af det fra omgivelserne kommende lysstråler, kan enden af hver maskeringsstribe afskære de lysstråler, der er passeret gennem linsen. Der er følgelig en grænse for forøgelsen af arealet af hver maskeringsstri-30 be. Heraf følger, at de sædvanlige linser ikke i tilfredsstillende grad kan forhindre uønsket refleksion af de fra omgivelserne kommende lysstråler, hvorfor man ikke får et klart projektionsbillede.

Desuden er maskeringsstriberne i de sædvanlige 35 projektionsskærme eller gennemsigtige skærme dannet ud for grænserne mellem de krumme, konvekse linseelementer.

DK 165308 B

3

Ved midten af den buede, konvekse linse kommer lysstrålerne fra projektøren sædvanligvis ind i hvert buet, konvekst linseelement parallelt med dets optiske akse.

De med den optiske akse i hvert buet, konvekst linseele-5 ment parallelle lysstråler fokuseres på aksen. Følgelig afskæres de lysstråler, der rammer ved midterdelen af den buede, konvekse linse, ikke af sidefladerne af fremspringene.

Ved kantområderne af den buede linse kommer lys-10 strålerne fra projektøren derimod i almindelighed ind i hvert buet linseelement i en skrå retning i forhold til den optiske akse, hvorved de fokuseres i et punkt, der afviger fra den optiske akse. Følgelig afskæres de lysstråler, der er passeret gennem linseelementet, delvis 15 af sidefladerne af fremspringene. Dette medfører, at klarheden af det projicerede billede nedsættes.

Hvis det drejer sig om farvefjernsynsmodtagere af projektionstypen, hvor projektørerne for rødt, grønt og blåt lys er anbragt ved siden af hinanden i horison-20 tal retning, afviger indfaldsvinklerne for de røde, grønne og blå lysstråler fra hinanden således, at de lysstråler, der afskæres af maskeringsstriberne er forskellige, specielt i randområderne af linsen, afhængigt af typen af lysstråle. Følgelig blandes de tre primær-25 farver ikke rigtigt. Følgelig må placeringen af maskeringsstriberne bestemmes i afhængighed af positionerne af de tilsvarende krumme, konvekse linseelementer.

I de sædvanligvis bagfra belyste projektionsskærme påføres en maskeringsfarve alene toppene af fremsprin-30 gene, men ikke sidefladerne af disse fremspring. Derfor kan sidefladerne ikke forhindre lys der kommer skråt ind fra omgivelserne i at blive reflekteret fra disse sideflader. Når en iagttager ser skråt ind på en sådan skærm reduceres billedets kontrast.

35 Der er yderligere det problem, at en sådan linse med konvekse linseelementer kan få en større tykkelse

DK 165308 B

4 ved midten end ved kantområderne, når den støbes. Derfor må radierne for de buede, konvekse linseelementer varieres i afhængighed af elementernes position i linsepladen for at forhindre, at lysstråler, der kommer ud 5 af linseelementerne, afskæres af maskeringsstriberne.

Opfindelsen tager sigte på at afhjælpe disse vanskeligheder og med henblik herpå er en projektionsskærm af den indledningsvis angivne art ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at sidefladerne af hvert af de paral-· 10 leile fremspring er således udformede, at de ikke afskærer lysstråler, der kommer fra de parallelle, konvekse linseelementer på linsen.

Opfindelsen beror på den erkendelse, at det ved en passende udformning af de med maskeringsstrimler ud-15 formede fremspring på linsens udgangsflade er muligt at nedsætte udgående lysstrålers reflektion fra fremspringene og ligeledes nedsætte generende reflektion af udefra kommende lysstråler på fremspringene, specielt når skærmen ses skråt ind fra siderne, således at der for 20 seeren fås et klarere billede, der bibeholder den bil-ledkontrast, der skyldes tilstedeværelsen af maskeringsstrimlerne.

Hensigtsmæssigt kan sidefladerne af hvert af de parallelle fremspring danne en vinkel i forhold til en 25 referenceflade, der er bunden af rillen mellem ved siden af hinanden liggende parallelle fremspring, hvilken vinkel er større end en maksimal eller største vinkel mellem referencefladen og en lysstråle, der kommer ud derfra.

30 For yderligere at dæmpe refleksion af udefra kom mende lys på fremspringene og dermed øge biliedkontrasten er det hensigtsmæssigt, at maskeringsstriberne ikke alene er anbragt på toppen af hvert fremspring, men også på de skrå sider deraf. Herved øges det samlede areal af 35 linsen, der maskeres med nævnte maskeringsstrimler, uden indvirkning på det samlede lysafgivende areal på linsen.

5

DK 165308B

Alternativt man projektionsskærmen ifølge opfindelsen være ejendommelig ved, at hvert af de parallelle fremspring har en i det væsentlige halvcirkulær tværsnitskonfiguration, og at hver maskeringsstribe er an-5 bragt over hele fladen af hvert af de parallelle fremspring.

Maskeringsstrimlerne på linsen kan påføres ved f.eks. trykning, overføring eller på anden lignende måde og da de parallelle fremspring har ganske lille bredde 10 kan der opstå vanskeligheder i at sikre god vedhængning af maskeringsmaterialet til overfladen.

Det er derfor ifølge opfindelsen hensigtsmæssigt, at en fordybning med en i det væsentlige halvcirkulær tværsnitskonfiguration er udformet på toppen af hvert 15 af de parallelle fremspring, og at der er fyldt et maskeringsmateriale i den nævnte fordybning. Tilstedeværelsen af sådanne fordybninger i toppen af fremspringene sikrer en fastere forankring af maskeringsmaterialet.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende un-20 der henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et snit gennem en del af en første ud-udførelsésform for en krum linse ifølge opfindelsen, fig. 2 et snit gennem en del af en anden udførelsesform for en krum linse ifølge opfindelsen, 25 fig, 3 et snit gennem en del af en tredie udførel sesform for en krum linse ifølge opfindelsen, fig, 4 et snit gennem en bagfra belyst projektions·'* I skærm eller gennemsigtig skærm ifølge opfindelsen, består jende af en krum linse og en Fresnel-linse, 30 fig, 5 et snit gennem en del af en skærm som vist i fig, 4 til forklaring af positionen af maskeringsstriber, fig. 6 et snit gennem en del af en krum linse til forklaring af, hvorledes positionen af maskéringsstri-35-berne er bestemt ved midterdelen af linsen, • fig. 7 et snit gennem en del af en krum linse til

DK 165308 B

6 | forklaring- af, hvorledes positionen af maskerings s triber-jne er bestemt i nærheden af kanten af linsen, fig, 8 et snit gennem en skærm ifølge opfindelsen til forklaring af relationen mellem Fresnel^linsen og en 5 lysstråle, der udsendes fra en projektør/ overføres gennem skærmen og er konvergerende, fig. 9 et snit gennem en del af en Fresnel-linse, hvis linseflade vender mod en projektør, fig« 10 forskellige snit gennem en krum linse til 10 forklaring af overføringen af lysstråler gennem linsen-dele med forskellige tykkelser, fig, 11 et snit gennem en støbt, krum linse ifølge opfindelsen, fig, 12 et snit gennem en støbeform til den i fig, 15 .11 viste linse, fig. 13 perspektivisk en del af en krum linse, hvor der er udformet korrugerede, krumme,' konvekse linse-elementer over den flade, der ses af en iagttager, og fig. 14 perspektivist en krum linse, hvor kuppels 20 formede, krumme, konvekse linseelementer er anbragt på den flade, der vender mod en iagttager.

j I fig. 1 er vist en første udførelsesform for en ikrum linse 1 ifølge opfindelsen. Den krumme linse 1 jhar flere korrugerede, krumme (konveksel linseelementer 25 2 på den ene flade af et optisk, gennemsigtigt grunde, element og flere fremspring eller ribber 3, der har trapez formet tværsnit og er udformet på den anden side af grundelementet. Det skal bemærkes, at hvert af frem-I springene eller ribberne 3 er anbragt i det område, 30 ;mod hvilket lysstrålerne konvergeres af de tilsvarende ’krumme linseelementer 2. (Sådanne områder vil i det føl-gende blive betegnet som "ikke-lysoverførende områder".}.

De ikke-parallelle og skrå sideflader 4 af de trapez-formede fremspring eller ribber 3 danner en vinkel α 35 med bunden 5 af rillen mellem nabo fremspring 3, Vinkelen α er mindre end 90°. Topfladen 6 af hvert trapez- 7

DK 165308B

formet fremspring og dele af de ikke-parallelle sidefla-der 4 er dækket med et lysabsorberende lag eller en maskeringsstribe 7. Fortrinsvis er vinklen α mindre end en vinkel 0^ mellem bunden 5 og lysstråler A, der 5 er brudt af de krumme linseelementer 2 og kommer ud fra bunden 5, således at de ikke-parallelle sideflader 4 ikke samvirker med lysstrålerne A, og arealet af de lysabsorberende lag 7 desuden kan forøges, hvorved re-fleksionen af uønskede lysstråler fra omgivelserne kan to forhindres. Vinklen a er bestemt i afhængighed af tyk-kelsen af de korrugerende, krumme, konvekse linseelemen-ter 2 og af krumningsradierne for linseelementerne 2 og ligger generelt mellem 20 og 85°, I den ovenfor beskrevne udførelsesform har hvert 15 af de trapezformede fremspring eller ribber 3 en flad topflade 6 og lige ikke-parallelle sider eller flade, ikke-parallelle sideflader 4,. men det skal forstås,, at såvel toppen som de ikke-parallelle sideflader kan være krumme. Som vist i fig, 2 kan således hvert korrugeret • 20 fremspring eller hver korrugeret ribbe have form af en kuppel i tværsnit. Specielt har hvert af de korragerede fremspring eller hver af de korrugerede ribber 12 en buet sideflade 10 og en buet topflade 11. En sort strimmel eller et absorberede lag 13 er anbragt på 25 det krumme fremspring eller den krumme ribbe 12. Hvert korrugeret fremspring kan have en krum sideflade og en flad topflade (ikke vistl. Når de korrugerede krumme [fremspring eller ribber 12 har krumme eller buede side-jflader 10 som vist i fig, 2, er vinklen α mellem bun-30 den 5 og den med punkteret linie viste tangentlinie m ved det punkt, hvor den krumme sidé 10 og bunden skærer hinanden, fortrinsvis mindre end 90°.

I de beskrevne udførelsesformer er maskeringsstriberne 7 eller 13 dannet på topfladerne 6 eller 11 og 35 dele af sidefladerne 4 eller 10, men det skal forstås, at de helt kan påføres dekorrugerede fremspring eller ribber 3. eller 12,

DK 165308 B

8

Som angivet ovenfor vil de korrugerede fremspring eller ribber 3 eller 12 ikke samvirke med de lysstråler Ά, der overføres gennem de korrugerede, konvekse linseelementer 2, Projektionsbilledet bliver derfor stærkt, 5 og der opnås en høj grad af kontrast, 1 de sædvanlige bagfra belyste projéktionsskærme er vinklen α 90°, men i henhold til den foreliggende opfindelse er vinklen α mindre end 90°, således at det billede, der projiceres over den bagfra belyste projektionsskærm ifølge opfindel^ .

10 sen, kan forbedres meget med hensyn til kvalitet, Når hver af maskeringsstriberne 7 påføres på eller på anden måde dannes på de korrugerede trapezforme-de fremspring eller ribber 3 som vist i fig, 1, kan der anvendes trykning, overføring eller beklædning, men adhæ-15 sionen af farve til midterdelen af de korrugerede frem^ spring eller ribber 3 er ikke tilfredsstillende ved no^ gen af processerne. Der kan med andre ord ikke dannes tykke maskeringsstriber, I henhold til en tredie udførel^ sesform,, der skal beskrives under henvisning til fig, '3, 20 'kan der imidlertid dannes tykke maskeringsstriber. Desuden kan maskeringsfarve, da sidefladerne af fremspringene 20 er afskåret skråt, let flyde over kanten af toppene, af fremspringene og ud på disses sideflader og ad-jhærere dertil. Refleksion af udefra kommende lys kan · 25 'derfor effektivt undgås på sidefladerne, hvorSred billedets kontrast, specielt når en iagttager ser skråt ind I på skærmen, kan forbedres væsentligt.

Af fig. 3 fremgår, at topfladen af hvert af de korrugerede trapezformede fremspring eller hver af de 30 korrugerede trapezformede ribber 20 er udformet med .en kanallignende rille 21, og at der ér: fyldt farve i denne kanallignende rille, således at farven adhærerer godt til midterdelen af fremspringet eller ribben 20.

Når der findes en sådan kanallignende rille 21, 35 vil de lysstråler, der udsendes fra iagttagerens side, og som -totalreflekteres af de korrugerede flader af

DK 165308 B

9 linseelementerne· 2, være tilbøjelige til at gå gennem de linsedele, der svarer til maskeringsstrimlerne, og ramme bagsiden af maskeringsstrimlerne. Hvis derfor dybden af de kanallignende riller 21 gøres større, kan de 5 reflekterede lysstråler forhindres i at nå iagttageren.

Den krumme linse (plade) 1 ifølge opfindelsen benyttes i kombination med en cirkulær Fresnel-linse 30 som vist i fig. 4. Det skal bemærkes, at hver af de koncentriske linser i den cirkulære Fresnel-linse 30 er 10 anbragt ud for hver af de korrugerede, krumme, konvekse linseelementer 2 i den krumme linse 1. Desuden er ma-skeringsstriberne 7 anbragt umiddelbart under grænser-ne mellem de korrugerede, krumme, konvekse linseelementer 2 ved midterdelen i fig. 4, men i nærheden af kant-15 delene af den krumme linse 1 er maskeringsstriberne 7 anbragt på en sådan måde, at de er nærmere ved centerli·' nien eller aksen 31 end de respektive positioner umiddelbart under grænserne, efterhånden som de nærmer sig kanterne af den krumme linse 1.

20 I modsætning til, hvad der er tilfældet ved konven tionelle bagfra belyste projektionsskærme,er maskeringsstrimlerne i henhold til opfindelsen forskudt et stykke fra de pågældende positioner, der svarer til grænserne.

^Dette vil blive beskrevet detaljeret under henvisning 25 |til fig. 5, 6 og 7. Det antages, at en lysstråle, der udsendes fra en projektør, brydes af den cirkulære Fresnel-linse 30 og rammer skråt ind på toppen af et 'krumt linseelement 2 under en vinkel θ2, idet linseelementet 2 har en afstand R fra midterlinien 31 30 for den krumme linse 1, Denne lysstråle brydes da af det krumme linseelement 2 i overensstemmelse med følgende relation: sin $2 ~ n sin Φ (1) 35 hvor n er brydnings indeks for den krumme linse 1. Den brudte lysstråle kommer ud fra det krumme linseelement 2

DK 165308 B

10 på et sted med en afstand d fra den optiske akse i linseelementet 2, Lad t betegne, tykkelsen af den krumme linse 1, dvs, afstanden mellem toppen af et af de korrugeredef krumme, konvekse linseelementer 2 og 5 bunden 5. Afstanden d er da givet ved d = t * tg Φ (21

Ved omskrivning af ligning (11 fås 10 sin Θ- Φ = åre sin ^-·— (31

Ved indsætning af ligning (3) i ligning (21 fås i i . sin θ2 15 I d = t · tg arc sin - (41 n

Imidlertid er θ2 = arc tg | (51 20 ;hvor F er brændvidden for Fresnel^-linsen i dens billed·* i rum. Ved indsætning af ligning (5) i ligning (4} fås

. R

sin arc tg — d = t · tg arc sin --- * (6) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 : Som anført ovenfor gælder det ved midten af den 2 krumme linse 1, at de lysstråler, der udsendes fra pro 3 jektørerne, kommer ind i linseelementerne parallelt med 4 disses optiske akser og fokuseres på den optiske akse.

5 Følgelig er hver maskerings stribe 7 anbragt i en posi- 6 tion ud for grænsen mellem naboeleménter 2 i nærheden 7 af midterdelen af linsen 1. Hver maskeringsstribe er 8 altså anbragt symmetrisk i forhold til en linie b, der 9 igår gennem grænsen mellem nabolinseelementer 2.

10 I I nærheden af periferien af den krumme linse 1 11 ikommer lysstrålerne fra Fresnel-linsen 30 imidlertid i skråt ind i hvert linseelement 2 i forhold til den op·**

DK 165308 B

11 jtiske akse, således som vist i fig. 5 og 7. I dette tilfælde kommer en lysstråle, der som eksempel rammer toppen af linseelementet 2, ud af bunden 5 ved en position, der afviger stykket d fra den optiske akse. I randområ-5 derne for linsen 1 afviger midterlinien c for hver maskeringsstribe 7 stykket d fra linien c for at forhindre, at maskeringsstriben afskærer lysstrålerne.

Stykket d bestemmes på basis af den lysstråle, der rammer skråt ind ved midten af hvert linseelement 2 10 i linsen 1, Grunden er følgende. Opfinderne af den fore^ liggende opfindelse prøvede at bestemme de respektive po~ sitioner af maskeringsstriberne på to forskellige måder.

Den ene måde gik ud på, at positionerne af maskeringsstriberne blev bestemt ved betragtning af divergensen el-15 ler refraktionen af lysstråler, der faldt på forskellige punkter af hvert krumt linseelement 2. Den anden måde gik ud på, at de blev bestemt alene på basis af den lysstråle, der ramte toppen af hvert af de korrugerede krum-!me linseelementer 2.

20 Ved sammenligning af de billeddannende egenskaber for to krumme linser med maskeringsstrimler, hvis positioner var bestemt på de to ovenfor nævnte måder viste det sig, at disse egenskaber var i det væsentlige ens. i I et farvefjernsynssystem prøvede de desuden at 25 analysere de respektive positioner for de røde, grønne og blå lysstråler, der blev projiceret fra henholdsvis den røde, grønne og blå lysprojektør, der var anbragt i horisontal retning med et mellemrum, hvilke lysstråler blev brudt af de krumme linseelementer og gik igennem 30 dem. Generelt faldt midten af områderne, hvor de røde og blå lysstråler kom ud fra hvert linseelement, sammen med midten af det område, hvor alle lysstrålerne kom ud fra hvert linseelement. Ved dette forsøg fandt opfinderne, at midten af det område, hvor alle lysstrålerne kom ud 35 fra hvert linseelement, i det væsentlige faldt sammen jmed den position, hvor de grønne lysstråler fra den pro- 12

DK 165308B

jektør, der var anbragt i mellempositionen mellem den røde og den blå projektør, passerede i rummet på iagttagerens side, efter at de grønne lysstråler kom ind i linseelementet 2 ved dets midterdel og blev brudt i linse-5 fladen og kom ud fra hvert linseelement 2.

j Det ses følgelig, at stykket d kan bestemmes ved i anvendelse af den lysstråle, der rammer ved midterdelen af hvert linseelement 2.

Nogle eksempler på dimensioner for den cirkulære · 10 Fresnel-linse 30 og den krumme linse 1 vil blive givet. Brændvidden F for den cirkulære Fresnel-linse ligger mellem 2 og 20 meter, fortrinsvis mellem 5 og 10 meter. Det skal bemærkes, at brændvidden F for den cirkulære Fresnel-linse 30 ikke er afstanden Of^ mel-15 lem midten O af Fresnel-linsen 30 og det punkt fQ, hvori med den optiske akse parallelle lysstråler, der rammer Fresnel-linsen 30, fokuseres, men en afstand 0f2 Imellem midten .0 og det punkt f2, hvor en lysstråle, der udsendes af en projektør i en position p, der er længere væk

S

20 fra Fresnel-linsen end brændpunktet f^, efter passage gennem |Fresnel-linsen skærer den optiske akse. Projektøren er i altså beliggende i en position p, der er længere væk i I end brændpunktet f ^ for den cirkulære Fresnel-linse i 30, og de projicerede lysstråler er ikke parallelle med 25 !linsens optiske akse. Følgelig er de lysstråler, der ud- i sendes fra projektøren, divergerende, når de kommer ind α Fresnel-linsen 30. Efter brydningen fokuseres de i et jpunkt f2, der ligger længere væk fra Fresnel-linsen 30 end brændpunktet fQ.

30 Den horisontale længde eller bredde af den cirku lære Fresnel-linse 30 og den krumme linse 1 ligger mellem 500 og 2000 mm, fortrinsvis mellem 700 og 1200 mm. Tykkelsen t (se fig. 5) af den krumme linse 1 er bestemt således, at arealet af maskeringsstriberne bliver 35 så stort som muligt uden afskæring af lysstråler, der går gennem den krumme linse 1 som vist ved B i fig.

DK 165308 B

13 10. Dette vil blive beskrevet nedenfor og under henvisning til fig, 10. Tykkelsen t er derfor fortrinsvis mellem 0,8 og 2 mm. '

Tværsnitskonfigurationen af de korrugerede krumme, 5 konvekse linseelementer 2 kan være buet eller en del af en ellipsoide eller paraboloide.

Stigningen for de koncentriske, cirkulære linseelementer på den cirkulære Fresnel-linse 30 er sædvanligvis mellem 0,1 og 1 mm, medens stigningen for de: kor-10 rugerede, krumme, konvekse linseelementer på den krumme linse 1 sædvanligvis er mellem 0,8 og 1,5 mm. Hvis den førstnævnte dimension er lig med eller i det væsentlige lig med den sidstnævnte, kan der fremkomme Moire-mønstre. Derfor foretrækkes det, at forholdet mellem den først-15 nævnte og den sidstnævnte dimension er 2:3.

Bredden af hver maskeringsstribe 7, der er dannet over hvert korrugeret, krumt, konvekst linseelement 2, er sædvanligvis 40 til 70% af stigningen mellem elementerne 2. Hvis f.eks. bredden af den krumme linse 1 er i 20 1950 mm, og stigningen er 1 mm, er den maksimale bredde af maskeringsstriberne 7 af størrelsesordenen 100 iim.

Det er hidtil forklaret, at linsefladen, dvs, den korrugerede flade, af den den cirkulære Fresnel-linse 30 er anbragt ud for linsefladen af den krumme linse 1, så-25 ledes som vist i fig. 4, men det er klart, at den flade side af den cirkulære Fresnel-linse 30 kan vende bort fra linsefladen eller fladen med de korrugerede linseelementer af den krumme linse 1. Det er imidlertid at 'foretrække, at den korrugerede flade af den cirkulære 30 Fresnel-linse 30 danner intim kontakt med linsefladen af den krumme linse 1, således som vist i fig. 4, fordi støvpartikler kan forhindres i at blive opsamlet over linsefladerne, således at forurening af linsefladerne kan undgås.

35 Hvis linsefladen af den cirkulære Fresnel-linse 30..

vendér mod en projektør, som vist i fig. 9, bliver en

DK 165308 B

14 jvinkel Øg for den indfaldende stråle mindre, hvilket medfører .totalrefleksion. Hvis linsefladerne af den cirkulære Fresnel-linse 30 og den krumme linse 1 bringes, i intim kontakt med hinanden, kan et sådant pro·*· 5 biem undgås. Desuden kan den cirkulære Fresnel-linse 30 have en mindre brændvidde, således at krumningsradierne for linseelementerne kan reduceres. Følgelig kan projektøren gøres mere kompakt. Endvidere vil der ikke være nogen lysstråler fra projektøren, der rammer på trinnene, 10 således som angivet ved D i fig. 9, og hermed kan der undgås tab illysmængde.

Ved fremstilling af den krumme linse i overensstem-melse med den foreliggende opfindelse ekstruderes en termoplastisk transparent· plast·, såsom acrylplast, hvor-15 efter de korrugerede, krumme, konvekse linseelementer 2 og de korrugerede fremspring eller ribber 3 eller 12 dannes ved presning. Derefter fremstilles maskeringsstriberne 7 ved direkte trykning, overføringstrykning jeller belægning, 20 Hvis der benyttes en trykrulle ved formningen af de korrugerede, krumme, konvekse linseelementer 2 og de korrugerede fremspring eller ribber 3 eller 12, halves midterdelen af den krumme linse 1, og tykkelsen af ^midterdelen bliver større end tykkelsen af kantdeleiie, r 25 således som vist i fig. 10. I dette tilfælde vil lysstrålerne ved midterdelen B komme udefra' den: krunme'. linie 1 uden at være blevet afskåret af maskeringsstriberne 7, men ved kantdelene A og C afskæres lysstrålerne, der kommer ud fra den krumme linse, af maskeringsstriberne 30 7, således at lysmængden reduceres. Til afhjælpning af dette problem kunne man reducere størrelsen af maske-;ringsstriberne 7 ved kantdelene A og C, men i praksis vil de fra omgivelserne kommende lysstråler, dvs. de lysstråler, der ikke udsendes fra projektøren, blive re-35 iflekteret fra de områder, der ikke har maskeringsstriber 7. Følgelig vil kontrasten af det projicerede billede blive væsentligt forringet.

DK 165308 B

15

Derfor må tykkelsen af de forskellige dele af den krumme linse 1 tages i betragtning, når maskeringsstriberne udformes på den krumme linse 1 i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse. Dette inde-5 bærer i henhold til den foreliggende opfindelse, som vist i fig. 11, at krumningsradierne r^ til rg aftager gradvis fra midten til-omkredsen af den krumme linse 1.

I dette tilfælde bliver brydningsvinklen for de indfaldende lysstråler større ved kantdelene A og C. Dette 10 medfører, selv når bredden af alle maskeringsstriberne er ens, at de indfaldende eller udsendte lysstråler ikke afskæres af maskeringsstriberne 7,

Til fremstilling af den krumme linse i fig. 11 kan der benyttes en form som vist i fig. 12, der har en hul*' 15 hed svarende til den i fig. 11 viste krumme linse.

Krumningsradierne for hulhederne, der hver danner et krumt, konvekst linseelement 2, skal bestemmes i afhængighed af bøjningen af en formerulle . eller strømningen af et plastmateriale, når der benyttes en flad 20 presseform. Desuden skal krumningsradierne bestemmes i i :afhængighed af variationen af tykkelsen af emnet til den Ikrumme linse 1.

i Hvis der f,eks, dannes et pladeformet emne til en i jkrum linse med en flad presseform, er tykkelsen af de 25 ikrumme, konvekse linser ved kanten eller periferien af !den dannede, krumme linse ca. 5% mindre end tykkelsen af ;de krumme, konvekse linser ved midten af den krumme linse. Hvis der anvendes en presserulle, er tykkelsen af de krumme, konvekse linser ved kaiiten ca. 10% mindre end 30 tykkelsen af de krumme, konvekse linser ved midten. Heraf følger, at krumningsradierne for de krumme, konvekse jlinser ved kanten eller periferien skal nedsættes 5 eller |10%, afhængigt af variationen i tykkelsen af emnet til !den krumme linse.

35 ; Hvis der anvendes en presserulle, varierer tykkel- i sen åf den fremstillede, krumme linse langs en krum kur-

DK 165308B

16 .ve mod omkredsen på nøjagtig måde. I tilfælde af et konventionelt -emne til en krum linse er tykkelsesvariationen lille. Det vil sige, at det kan forstås, at tykkelsen varierer næsten lineært. Den anvendte form er derfor så-5 ledes konstrueret, at krumningsradierne for hulhederne gradvis aftager lineært.

Når den krumme-'-linse i overensstemmelse med opfindelsen farves på en sådan måde, at den krumme linse forbliver optisk transparent, nedsættes reflektiviteten af 10 det område, der ikke har maskeringsstriber. Følgelig kan kontrasten af det projicerede billede forbedres yderligere. Den krumme linse kan farves ved belægning eller ved direkte trykning eller overføringstrykning eller ved hæftning af et farvet lag til den krumme linse, men det 15 skal forstås, at et passende pigment eller lignende blån? ides i et materiale til en krum linses emne. Det er også muligt på forhånd at farve lysdiffusionsmaterialer, som f.eks, kisel- eller glaspulver, der tilføres til forbedring af diffusionen af de udsendte lysstråler. Det skal 20 i imidlertid bemærkes, at hvis lysdiffusionsmaterialet er c |ensartet fordelt i den krumme linse, nedsættes kontra- i jsten i det projicerede billede noget. Det er derfor at foretrække, at lysdiffusionsmaterialet er ret koncentreret i nærheden af den flade af den krumme linse, hvorfra 25 lysstrålerne udsendes. Desuden kan den lysudsendende flade behandles ved sandblæsning, således at kontrasten i ^det projicerede billede forbedres.

Til fabrikation af de krumme linser ifølge opfindelsen kan der benyttes ethvert materiale, der er gen-30 :nemsigtigt, og som har udmærkede ønskede optiske egenskaber. Ud fra et fabrikationsmæssigt synspunkt er det at foretrække at anvende lag af en gennemsigtig, syntetisk harpiks eller et lignende materiale, der let kan formes. Der kan anvendes et enkelt lag eller et lamine-35 ret emne. Transparente plast er f.eks. acrylplast, såsom polymethylmethacrylat, polyvinylchlorid, polycarbonat, polystyren, celluloseplast og lignende.

DK 165308 B

17

De korrugerede, krumme, konvekse linseelementer kan formes samtidigt med eller efter at det krumme linseelement er dannet, men ud fra et fabrikationsmæssigt synspunkt er det at foretrække, at de korrugerede, krum-5 me, konvekse linseelementer formes umiddelbart efter, at et krumt linseelement er dannet ved ekstrusion eller kalandrering. Ved valseformning benyttes eft valse, dér .er fremstillet af metal, plast, gummi, træ eller et sammensat materiale, og som har en hulhed, der er frembragt 10 ved maskinel bearbejdning, elektrolytisk bearbejdning, elektrisk udladning, laserstråler, ætsning eller elektrisk støbning. Til frembringelse af de kanallignende riller ved topfladerne af de korrugerede fremspring el-•lér ribber 3 eller 12 kan der benyttes en formevalsé,: 15 der er udført på en måde, der i det væsentlige svarer til det, der er forklaret ovenfor.

Formevalser, der er fremstillet på den ovenfor beskrevne måde, anbringes.således i forhold til hinanden, at de korrugerede fremspring eller ribber, dvs. de hæve-20 de, ikke-overførende områder, kan dannes. Derefter bringes- et emne til en krijm linse til at passere mellem dem, medens emnet og/eller valserne opvarmes, hvorved der kan fremstilles en krum linse i overensstemmelse med opfin^ delsen.

25 Som forklaret ovenfor kan maskeringsstriberne, der’ består af et lysabsorberende materiale, dannes over top·-pen og sidedelene af de korrugerede fremspring eller ribber på den krumme linse. Når der skal udvælges et lysabsorberende materiale, må egenskaberne af et optisk 30 transparent, krumt linseemne tages i betragtning. Et lysabsorberende materiale kan f.eks. fremstilles ved i en farve eller maling med et passende bæremiddel at blande et passende matteringsmiddel, såsom et sort eller gråt pigment. Det sorte eller grå pigment er f.eks. kisel, 35 calciumcarbonat eller lignende. Til påføring af et sådant lysabsorberende materiale over toppene af de korrugerede

DK 165308 B

18 ίfremspring eller ribber og disses sideflader og for at fylde en lysabsorberende blanding i de kanallignende riller, der er udformet i toppene af de korrugerede fremspring eller ribber, kan der benyttes valsebelægning, 5 fotogravure, offset-trykning, gravure-offset-trykning, typografisk trykning, silkeskærmstrykning, overføringstrykning, fiberimplantering eller lignende. For at fylde en lysabsorberende blanding i de kanallignende riller 21, der er udformet i toppene af de korrugerede fremspring 10 eller ribber på tilfredsstillende måde som vist i fig.3, er det at foretrække, at dybden af rillerne er mindre end højden af fremspringene eller ribberne. Fortrinsvis er dybden af. rillerne 5 til 20% af højden af fremspringene eller ribberne.

15 Hvis der benyttes fiberimplantering til dannelse af maskeringsstriberne,! kan der opnås en højere grad af mattering. Desuden kan der, sammenlignet med andre pro-cesser, opnås undertrykkelse af forholdsvis stærkt ly-asende scener, når iagttagelsesvinklen ændres. Heraf føl-20 ger, at kontrasten af det projicerede billede kan for— i :bedres væsentligt.

Fiberimplanteringen foregår således, at et binde- i middel først tilføres toppene af fremspringene eller ribberne, hvorefter det fibrøse materiale implanteres ved 25 blæsning, ! I de·ovenfor beskrevne udførelsesformer er bunden i !af rillerne mellem de parallelle fremspring eller ribber 3 eller 12, dvs. fladerne modsat de krummef konvekse linseelementer, flade som vist i fig. 1, 2 og 3, men det 30 skal forstås, at de kan være i form af et langstrakt, konvekst linseelement 50, som vist i fig. 13, eller hver bund kan bestå af flere kuppelformede eller delvis sfæriske linseelementer 51, som vist i fig. 14.

Claims

1. Bagfra belyst projektionsskærm af den type, der indbefatter en cirkulær Fresnel-linse (30), som har flere koncentriske cirkulære linseelementer, og en linse (1) med flere parallelle, konvekse linseelementer (2), 5 der er udformede på den ene flade af linsen (1), hvis anden flade er udformet med flere parallelle fremspring (3, 12, 20), der forløber i længderetningen af de konvekse linseelementer (2), og hvorpå der er påført maskeringsstrimler (7, 13), kendetegnet ved, at 10 sidefladerne (4, 10) af hvert af de parallelle fremspring (3, 12, 20) er således udformede, at de ikke afskærer lysstråler, der kommer fra de parallelle, konvekse linseelementer (2) på linsen (1).

2. Projektionsskærm ifølge krav 1, kende-15 tegnet ved, at sidefladerne (4) af hvert af de parallelle fremspring danner en vinkel i forhold til en referenceflade (5), der er bunden af rillen mellem ved siden af hinanden liggende parallelle fremspring (3, 20), hvilken vinkel er større end en maksimal eller største 20 vinkel mellem referencefladen (5) og en lysstråle, der kommer ud derfra.

3. Projektionsskærm ifølge krav 1 eller 2, k e n -detegnet ved, at maskeringsstriberne (7) ikke alene er anbragt på toppen (6, 11) af hvert fremspring, 25 men også på de skrå sider deraf.

4. Projektionsskærm ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hvert af de parallelle fremspring (12) har en i det væsentlige halvcirkulær tværsnitskonfiguration, og at hver maskeringsstribe (13) er anbragt 30 over hele fladen af hvert af de parallelle fremspring (12).

5. Projektionsskærm ifølge krav 2, kendetegnet ved, at en fordybning (21) med en i det væsentlige halvcirkulær tværsnitskonfiguration er udformet 35 på toppen af hvert af de parallelle fremspring (20), og at der er fyldt et maskeringsmateriale i den nævnte fordybning. DK 165308 B 20

6. Projektionsskærm ifølge krav 1, kendetegnet ved, at centerlinien for hver af maskeringsstriberne (7, 13) afviger et stykke d, der er givet ved nedenstående formel, fra grænsen mellem ved siden af 5 hinanden beliggende parallelle, konvekse 'linseelementer (2) i retning mod centerlinien for linsen (1) hvor d ' udtrykkes ved D sin arc tg ψ d = t · tg arc sin -- n 10 hvor t = tykkelsen af linsen (1), R = afstanden mellem centerlinien for linsen (1) og et punkt, hvor en lysstråle, der udsendes af en pro j ektør, rammer,

15 F = brændvidden for Fresnel-linsen i billedrummet, og n = brydningsindeks for linsen (1).

7. Projektionsskærm ifølge krav 1, k e n d e - 20t e g n e t ved, at de parallelle, konvekse linseelementer (2) på linsen (1) har forskellige krumningsradier på en sådan måde, at jo større afstand hvert af de nævnte parallelle, konvekse linseelementer har fra centerlinien for linsen (1), jo mindre er dets krumningsradius.

8. Projektionsskærm ifølge krav 1, 2 eller 4, kendetegnet ved, at bundfladen af hver rille mellem ved siden af hinanden liggende parallelle fremspring (3, 12, 20) er i form af et konvekst linseelement (50).

9. Projektionsskærm ifølge ethvert af kravene 1- 7, kendetegnet ved, at bundfladen i hver rille mellem ved siden af hinanden beliggende parallelle fremspring (3, 20) har form af flere indbyrdes forbundne kuppelformede eller delvis sfæriske, konvekse linse- 35 elementer (51).