MEJORAS EN PANTALLAS DE PROYECCION TIPO REFLEXION
Campo de la Invención Esta invención se refiere a pantallas de proyección tipo reflexión. De manera más particular, la invención se refiere a pantallas de proyección tipo reflexión que tienen excelente directividad de reflexión en las direcciones horizontal y vertical que producen aún una imagen reflejada que tiene contraste de ganancia superior. Antecedentes de la Invención Es bien conocido el deseo de producir pantallas de proyección tipo reflexión que tengan un ángulo amplio de reflectividad con adecuado contraste. En los establecimientos tal como cines y áreas caseras de visión, el espectador está colocado frecuentemente en un ángulo significativo con respecto a la dirección de la imagen proyectada desde el proyector, es decir, la dirección de la luz proyectada incidente. Por lo tanto, la pantalla debe tener un ángulo mayor de visión, efectivo que se pueda producir si sólo se usara un medio reflexivo. Se han hecho numerosos intentos para remediar este problema. La patente de los Estados unidos No. 3,653,740 de
Ogura ("Patente ?740") describe una pantalla de protección que tiene una hoja doble de aluminio, enrollada, unida a un miembro de soporte y una película de resina cepillada que REF: 159601 cubre la hoja como un revestimiento protector contra raspaduras, huellas digitales, etc. No se hace mención de las técnicas de cepillado usadas ni de las características superficiales resultantes de la película de resina después de que se cepilla. La patente de los Estados Unidos No. 6,144,491 de Orikasa ("Patente 91") describe una pantalla de proyección tipo reflexión que tiene un sustrato, una capa de reflexión de luz elaborada de una resina transparente en la cual se sumergen hojuelas de material reflexivo a la luz, y una capa transparente de difusión de luz elaborada de una resina transparente en la cual se colocan partículas cristalinas finas de calcita y un pigmento. Las películas de la patente '491 son complicadas, costosas y particularmente difíciles de lograr. La patente de los Estados Unidos No. 6,040,941 de Miwa ("Patente '941") describe una pantalla de proyección tipo reflexión, que tiene un sustrato de reflexión de luz laminado a una capa de polímero de transmisión de luz que tiene ranuras o "fisuras" absorbentes de luz de direccionalidad regular colocadas en la misma. Las ranuras se rellenan con una sustancia de absorción de luz tal como un pigmento o tinte negro. La patente de los Estados Unidos No. 6,233,095 Bl de Niwa ("Patente ?95") describe una pantalla tipo reflejo compuesta de una primera capa formada integralmente con una capa interior de reflejo en una superficie de un sustrato; y una segunda capa formada de una película de deflexión unida a una superficie de la primera capa. La pantalla de la patente ?95 se desarrolló para facilitar el uso de pantallas que se puedan doblar, por ejemplo, enrollar cuando no están en uso. Se aplican cuentas tal como cuentas de acrílico o silicio a la superficie de sustrato antes del depósito de una capa reflexiva metálica, volviendo más complicado el proceso de unión de la capa reflexiva metálica. La patente de los Estados Unidos, No 5,456,967 de Nezu ("Patente 4967") describe una pantalla tipo reflexión del tipo que se puede enrollar en una forma de rollo y desenrollar cuando se necesite y comprende una hoja de sustrato a la cual se lamina una capa de difusión-reflexión de luz de alta densidad y una capa de difusión de luz translúcida que incluye una hoja blanda de cloruro de vinilo, la capa de difusión de luz translúcida que tiene una superficie provista con un patrón desigual, fino de difusión de luz. La patente de los Estados Unidos No. 5,361,163 de Matsuda ("Patente 163") describe una pantalla de proyección tipo reflexión que comprende un sustrato de plástico oscuro, una hoja fibrosa de fibras de vidrio, una hoja de material base opaco, blanco y una capa de difusión de luz de un plástico translúcido sobre el cual se incorpora un pigmento lustroso o polvo de calcita. Se forma un relieve en la superficie exterior de la capa de difusión de luz. Se proporcionan tiras de absorción de luz cada una en una posición que corresponde a una porción cóncava del relieve en la superficie de la hoja de material base que se une a la capa de difusión de luz. La patente de los Estados Unidos No.5, 148, 309 de Yamada ("Patente '309") describe una pantalla tipo reflexiva que comprende una capa de superficie reflexiva, una capa de placa polarizante en la posición enfrente de la capa de superficie reflexiva, y una capa de difusión colocada enfrente de la capa de placa polarizada, en donde la capa de superficie reflexiva, la capa de placa polarizante y la capa de difusión se laminan conjuntamente usando un adhesivo para formar una estructura integral. Se describen modalidades adicionales en la Patente ¾309, todas las cuales requieren una capa polarizante, quizá para acomodar aplicaciones exóticas de imágenes de proyección sobre una pantalla. La patente de los Estados Unidos No.4, 232, 939 de ikuchi ("Patente x 939") describe una placa base transparente a la cual se une en un lado una superficie de espejo de aluminio y en el otro lado una capa especular de difusión de bajo desempeño de difusión. El desempeño de difusión de la capa especular de difusión se puede ajustar como se desee en tanto que sea constante el desempeño de reflexión de la superficie de espejo. La capa especular de difusión se forma con una pluralidad de lentículas columnares alargadas que tienen superficies convexas que dan hacia el espectador. La curvatura de las lentículas se determina por la distancia entre la pantalla y los espectadores. La superficie convexa exterior de las lentículas se trata por chorros de arena. Las lentículas se arreglan en un patrón verticalmente alargado, que sacrifica de manera directivamente vertical . La patente de los Estados Unidos No. 4,201,449 de
Campion ("Patente '449") enseña una pantalla de proyección frontal que tiene un sustrato, un revestimiento reflexivo de tinta de aluminio aplicado a una superficie de un sustrato, y un revestimiento protector, de manera preferente de un acrílico claro que tiene un acabado brilloso para el propósito de proyectar la película reflexiva. La descripción especifica que el revestimiento reduce algo la eficiencia reflexiva de la pantalla. Por lo tanto, la direccionalidad de esta pantalla probablemente va a ser extremadamente estrecha. La patente de los Estados Unidos No.4,190,320 de
Ferro ("Patente '320") enseña una pantalla de proyección frontal que tiene dos capas de reflexión separadas por una capa transmisora de luz y un revestimiento superficial de difusión de luz proporcionado en la capa más frontal de reflexión. La pantalla forma un patrón en relieve a través de su superficie frontal. La patente de los Estados Unidos No. 4,089,587 de Schudel ("Patente '587") describe una pantalla de proyección que tiene una película que se construye de una material elástico, parcialmente deformable. Una superficie de la película tiene en combinación una textura mate aleatoria y una textura sustancialmente unidireccional, estriada es decir, ranurada. Se coloca una capa de material reflexivo en la superficie de la película, mencionada anteriormente, para proporcionar una superficie reflexiva de alta ganancia, resistente al daño. La pantalla de la Patente '587 se propone que sea del tipo de doble curvatura, es decir, curvada alrededor de al menos los ejes para enfocar la imagen reflejada en un área confinada. Otra modalidad de la patente '587 describe una pantalla plana. Se proporciona un estriado, usualmente alineado de forma vertical para sacar la luz reflejada de la película reflexiva. El arreglo del estriado o lentículas como ranuras verticales limita la direccionalidad a un campo de visión lado a lado y no de arriba hacia abajo o diagonal. Breve Descripción de la Invención Por lo tanto, un objeto de esta invención es proporcionar una pantalla de proyección frontal que supere las desventajas e inconvenientes mencionados anteriormente. También es un objeto de esta invención proporcionar una pantalla de proyección frontal que proporcione la misma direccionalidad, es decir directividad, a lo largo de los ejes vertical así como horizontal con relación a una línea normal que pasa perpendicularmente a través del centro de la pantalla de proyección. Es un objeto adicional de esta invención proporcionar una pantalla de proyección que es simple y barata de fabricar y de peso ligero y que proporciona aun características de directividad no experimentadas hasta ahora. De acuerdo con estos y otros objetos, la invención se refiere a una pantalla de proyección compuesta de una película reflexiva laminada, mediante el uso de adhesivo, depósito metálico o de otra forma, como se contempla por aquellos expertos en la técnica, a una capa de difusión de luz en un lado, y en otro lado, tal como por adhesivo, depósito metálico u otras técnicas conocidas por aquellos expertos en la técnica, a un sustrato. El sustrato puede ser rígido o flexible, plano o curvo. La película reflexiva puede ser plata metalizada al vacío o aluminio metalizado al vacío, o cualquier otra película que exhiba un alto coeficiente de reflexividad. Las características de la capa de difusión de luz se pueden ajustar dependiendo del efecto deseado, intensidad de la luz proyectada de la imagen, condiciones ambientales, etc. Una forma de la capa de difusión es una película en relieve. Una forma de esta película en relieve contiene una pluralidad · de concavidades grabadas en relieve en la película que actúan como microlentes. Las características superficiales, por ejemplo, con cavidades, asociadas con la capa de difusión de luz se pueden formar por técnicas tal como estampado con laminación en caliente, ultragrabado al ácido o similares. La capa reflexiva se puede adherir al sustrato o a la superficie interior que da al sustrato de la capa de difusión de luz. Por lo tanto, se puede apreciar que una modalidad de la invención es una pantalla de proyección que comprende un sustrato que tiene una superficie delantera en general plana; una capa de difusión formada de una pluralidad de rasgos cóncavos separados en general de forma igual que forman microlentes; una capa de material reflexivo colocada en una superficie que da hacia atrás de la capa de difusión; la capa de difusión laminada a la superficie que da hacia delante del sustrato de modo que la capa de material reflexivo se intercala entre éstas. Estos y otros objetos y características de la invención se entenderán más fácilmente a partir de una consideración de la siguiente descripción detallada, tomada con las figuras anexas, en las cuales se indican partes correspondientes por números correspondientes.
Descripción de las Figuras La Figura 1 es una vista en elevación, en sección transversal con separación de partes de una modalidad generalizada de la invención. La Figura 2 es una vista en elevación, en sección transversal con separación de partes de una modalidad alternativa de la invención. La Figura 3 es una vista en perspectiva, parcial de corte, de la modalidad alternativa mostrada en la Figura 2. La Figura 4 es una vista en perspectiva parcial de corte con separación de partes de la modalidad alternativa de las Figuras 2 y 3. La Figura 5 es un diagrama de flujo del método de la invención. Descripción Detallada de la Modalidad Preferida Con referencia ahora a las figuras, la pantalla de la primera modalidad de la invención se indica por el número de referencia 10 e incluye un sustrato 15, que puede ser plano o curvo dependiendo de los requisitos de la aplicación particular, y que, en la modalidad preferida, es de una variedad de núcleo de espuma rígida con paneles de hojas de plástico en ambos lados para la rigidez. Aunque la pantalla de esta invención se puede usar para cualquier imagen proyectada frontalmente , es particularmente adecuada para el uso con la proyección por LCD o DLP y sistemas de proyección similares. El sustrato se encuentra comúnmente en, y de manera preferente está en, el intervalo de espesor de -entre 1/4 de pulgada y dos pulgadas. El espesor del sustrato 15 se rige por parámetros tal como requisitos de resistencia para un tamaño dado de pantalla, el ambiente en el cual se usará la pantalla, etc. El sustrato define una superficie 17 frontal o que da hacia delante. Se incluye una capa 20 de película, reflexiva, preferentemente metalizada, que define una superficie 22 reflexiva que da hacia delante y una superficie trasera 24 adaptada para estar conectada a o colocada adyacente a, la superficie 17 del sustrato 15. Se emplea una capa 30 de difusión de luz que intercala la capa 20 reflexiva entre la capa 30 de difusión de luz y la superficie frontal 17 del sustrato 15. La capa 30 define una superficie 32 que da hacia delante y una superficie 34 que da hacia atrás. La superficie trasera 34 se coloca adyacente a la superficie delantera 22 de la capa 20 reflexiva . La capa 20 reflexiva se puede adherir a la capa trasera 34 de la capa 30 de difusión de luz o cualquier medio adecuado, tal como depósito metálico usando adhesivo transparente, etc. Si se usa un adhesivo, debe ser un adhesivo formulado ópticamente transparente que sea transparente a la luz. La capa reflexiva 20 se puede aplicar de manera alternativa a las superficie 34 que da hacia atrás de la capa 30 de difusión de luz o a la superficie 17 que ¦ da hacia delante del sustrato 15 por metalización al vacío. Los materiales preferidos que constituyen la capa 20 son plata o aluminio. Aún además, la capa reflexiva 20 puede ser una película metálica tal como aluminio, y puede tener un acabado de espejo de alto pulido, un acabado mate o cualquier otro tratamiento superficial que parezca deseable por el experto en la técnica. La capa 30 de difusión de luz se fabrica de manera preferente de una resina tal como polietileno, polipropileno, u otro material que permitirá que entre energía de luz a través de la superficie 32 que da hacia adelante y que se refleje por la capa reflexiva 20 de regreso a través de la capa 30 de difusión de luz pero de una manera que incrementará el ángulo de visión de la imagen reflejada tal que la imagen se pueda dar desde un ángulo amplio con relación a una línea I que representa un rayo de luz u onda de imagen proyectada en la pantalla 10. Entre mayor sea el ángulo de difusión, más amplio será el ángulo de visión que se percibirá por aquellos que ven la imagen reflejada por la pantalla. Normalmente, el incremento del ángulo de difusión da por resultado una disminución de la luminancia de la luz reflejada. El carácter y contorno físico de la capa 30 de difusión de luz se elige para aumentar al máximo el ángulo de difusión en tanto que también aumenta al máximo la luminancia de la luz reflejada. De manera simultánea, el contraste de la imagen reflejada se debe mantener tan alto como sea posible para una mayor claridad de la imagen. Un intervalo ideal de espesor de la capa 30 de difusión de luz está entre 2-8 milésimas de pulgada . Las características de la luz ambiental así como la intensidad luminosa de la imagen proyectada, regirán las características particulares elegidas para la capa 30 de difusión de luz. Bajo condiciones donde se requiera menos difusión tal como en un establecimiento donde el ángulo de visión no necesite ser tan grande, se puede usar polietileno como un constituyente de la capa 30 de difusión de luz. Para establecimientos de expectación, donde se desea un mayor ángulo de difusión, se puede usar polipropileno como un constituyente de la capa 30 de difusión de luz. La superficie delantera 32, o la superficie 34 trasera, o ambas, de la capa 30 de difusión de luz se pueden tratar y/o contornear tal como por grabado el relieve aleatorio, formación de microlentes, tratamiento con chorro de arena o cualquier equivalente a estos indicado como número de referencia 35 en la Figura 1. El tratamiento 35 ocasiona la magnitud de difusión de la imagen reflejada que sale de la capa 30 de difusión de luz.
Como se ve en las Figuras 2-4, una modalidad alternativa o segunda modalidad de la invención comprende una pantalla 40 de proyección frontal en la cual se proporciona un sustrato 45, que puede ser similar a aquel descrito en unión con la Figura 1, y que define una superficie frontal 47. Se emplea una capa reflexiva 50, tal como se describe en unión con la Figura 1, que incluye la superficie 52 reflexiva que da hacia delante. Se emplea una capa 60 de difusión de luz, que define la superficie delantera 62 y la superficie trasera 64. En esta modalidad alternativa, la capa 60 define una pluralidad de microlentes M, que son de manera preferente, con cavidades en la forma de semi -esferas , prismas, parabaloides , o cualquier otra estructura formulada que funcione como un lente o prisma con respecto a la luz incidente del mismo. La capa 50 se puede laminar a la superficie interior 64 de la capa 60 de difusión de luz (o a la superficie 47 que da hacia delante del sustrato 45) por un adhesivo transparente (no mostrado) , por el deposito al vacío, o cualquier otra técnica que se ocurrirá a un experto en la técnica. La capa 50 se puede hacer de cualquiera de las composiciones analizadas en unión con la capa 20 de la Figura 1. Los microlentes M se pueden formular en la capa 60 de difusión de luz por ultra-grabado al ácido, grabado al relieve, laminación con estampado en caliente, o cualquier otra técnica de formación que producirá con cavidades en forma de lentes pequeños o elementos de refracción de luz, grabados al relieve, sólidos, en el mismo. También se puede formar microlentes en otras formas tal como microprismas , similares a aquellos fabricados por Reflexsite Corporation. Las dimensiones de los microlentes tal como el radio de curvatura para lentes curvos M, o la altura y la pendiente de los lados si se usan microprismas, se puede variar para efectuar las propiedades de difusión de la capa 60 de difusión. Un mayor radio de curvatura, o una pendiente menos pronunciada, respectivamente, producirán menores ángulos de difusión, y menores radios de curvatura, o pendientes más pronunciadas de prisma, producirán respectivamente mayores ángulos de difusión. Para una televisión de proyección casera, se prefiere un ángulo de difusión mayor en tanto que en un cine se puede tolerar una reflectividad de luz mayor, concentrada de menor difusión. La luminancia de la luz reflejada, es decir, la ganancia, de las capas reflexivas 20 y 50 se puede hacer menor para aplicaciones de televisión casera, en tanto que las mismas características de las pantallas 10, 40, respectivamente se pueden incrementar para una aplicación comercial, por ejemplo, un cine. Se va a entender que los tratamientos superficiales y/o de contorno, particulares de las capas 30 y 60 de difusión de luz en la presente se pueden hacer por cualquier medio adecuado que se le ocurrirá a un experto en la técnica. La visión de películas protectoras (no mostradas) sobre las superficies exteriores 32, 62 de las capas 30, 60 de difusión de luz, respectivamente, también se contempla que esté dentro del alcance de la invención, si se desea. Las pantallas como se describe en la presente son adecuadas para el uso en condiciones de oscuridad o luz de día, y proporcionan características de desempeño visual no conocidas hasta ahora. Se va entender que se contemplan variaciones en los materiales y dimensiones para que estén dentro del alcance de esta invención sin que se aparten del espíritu de la misma. También se describe un método, representado esquemáticamente en la Figura 5 para crear la pantalla de esta invención, que comprende los pasos de: proporcionar una capa de difusión adecuada; formar microlentes en la capa de difusión; depositar la capa reflexiva a la misma; y acoplar el producto compuesto de capa de difusión/capa reflexiva al sustrato. De esta manera, se pueden proporcionar pantallas de protección de alto desempeño, aún muy baratas, de acuerdo con la invención. Las varias modificaciones y alteraciones de esta invención llegarán a ser evidentes para aquellos expertos en la técnica sin que se aparten del alcance y espíritu de esta invención, y se entiende que esta invención no se limita a las modalidades ilustrativas expuestas anteriormente en la presente . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.