WO2003012495A2 - Holographic screen for front projection, a projection system and a method for image projection - Google Patents

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WO2003012495A2
WO2003012495A2 PCT/DE2002/002488 DE0202488W WO03012495A2 WO 2003012495 A2 WO2003012495 A2 WO 2003012495A2 DE 0202488 W DE0202488 W DE 0202488W WO 03012495 A2 WO03012495 A2 WO 03012495A2
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holographic screen
projection
holographic
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layer
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Thorsteinn Halldorsson
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Eads Deutschland Gmbh
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/203Filters having holographic or diffractive elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/32Holograms used as optical elements

Definitions

  • the invention relates to a holographic screen for auto projection according to the preamble of claim 1, a projection system according to the preamble of claim 15 and a method for image projection according to the preamble of claim 16.
  • Image projection techniques are increasingly used for presentations and general office work as well as for entertainment in the home.
  • electronic projectors so-called projectors
  • projectors can be connected directly to a PC, notebook, television or DVD player.
  • Other applications are, for example, in cinemas and lecture rooms.
  • Usual image projection screens for reflected light projection such as. B. white screens have the disadvantage that in addition to the incident light from the projector they also scatter light from the surroundings back to the viewer. The superimposition of this background light reduces the contrast and the color saturation of the projected image.
  • holographic screens for front projection have been developed. Such screens selectively scatter spectrally narrowband light from a projector, which is located at a defined location, back to the viewer, who is on the same side as the projector, at a predefined angle. In contrast, spectrally broadband background light from directions other than the projection direction is transmitted largely unaffected. This applies both to background light that falls on the holographic screen from the side of the viewer and to background light that falls on the image screen hologram from the side facing away from the viewer.
  • a holographic screen for front projection and its production is described for example in DE 197 00 162 AI.
  • a hologram image of a real screen or a scattering surface is made.
  • a hologram is created, the object of which is recorded when it is recorded real screen or a light-scattering surface. If the hologram is later illuminated with a light beam in the same wavelength range and at the same angle of incidence as in the hologram recording, it is scattered back to the viewer through the grating structure of the hologram. In this way you get a very bright and high-contrast image when projecting with narrow-band light.
  • Such a holographic au-projection screen which is applied to a transparent support plate, allows illuminated objects that are located behind the au-projection screen or screen to be viewed. If, on the other hand, a bright image is projected onto the screen, the free view is interrupted by the hologram, i.e. for the viewer, the projected image outshines the view through the screen.
  • the disturbing brightening of the space behind the holographic projection screen can be either direct or indirect. It is direct when the room is lit normally. It is indirect if, in the case of a darkened room behind the holographic screen, light is transmitted from the room in front of the holographic screen through the screen and is again scattered back through the screen by bright objects that are behind the screen.
  • holographic projection projection screens have hitherto been provided with a firmly applied absorbent layer in order to prevent this disturbing or undesired view through the screen when they are used.
  • a holographic projection projection screen which is attached to a living room or office wall and has an absorbing layer on the back, will appear to the viewer as a monotonous dark surface and have a disturbing effect.
  • the holographic screen would have to be used when not in use, e.g. B. with a light canvas, such as a z. B. decorative screen, or he should be able to be covered in the wall with sliding or folding doors.
  • this is cumbersome and involves additional costs.
  • the holographic screen according to the invention is suitable for Au ⁇ rojetation and comprises an optically transparent carrier plate, as well as a hologram, which is attached to the carrier plate and backscattered Au ⁇ roji employer, spectrally narrow-band light in a predetermined spatial angle, while the hologram is transparent for broadband light, a switchable Layer is provided which can be switched back and forth between a first, essentially optically transparent state and a second, essentially optically absorbing and / or reflecting state.
  • holographic projection screens which can be used very flexibly can be provided in a particularly simple and inexpensive manner, which deliver an excellent image quality while avoiding stray light in the operating state, while in the state in which they are provided, when no images are being projected, they do not have a disturbing effect, but rather appear transparent and one Allow visibility.
  • the screen can be electronically darkened or illuminated without influencing the projected image.
  • So-called switchable absorbent glazing can be used. Switchable glazing systems are glass plates with embedded material layers that can be switched either electronically or chemically between a state that is optically transmittable and absorbing or reflecting in the visible and near infrared region of the spectrum.
  • the switchable layer preferably has an absorption capacity which can be set in the visible region of the spectrum. Furthermore, the switchable layer preferably has a reflection or backscattering capacity which can be set in the visible region of the spectrum.
  • a plurality of switchable layers can be provided, the absorption capacity and / or reflection or backscattering capacity of which can be set separately in the visible region of the spectrum.
  • the carrier plate advantageously has several layers, between which the hologram is sealed.
  • hologram materials such as Silver halide and dichromate gelatin, which are sensitive to environmental influences such as oxygen and air humidity, are effectively protected. They are preferably sealed between glass plates or plastic plates.
  • the hologram or screen hologram can therefore be applied both to the surface of a carrier plate and sealed within the carrier plate or between different layers of the carrier plate, depending on the resistance of the hologram to environmental influences.
  • An electrode arrangement is preferably provided which serves to generate an electrical field within the switchable layer, the switchable layer comprising light-scattering or light-absorbing particles which can be aligned by applying the electrical field.
  • the switchable layer can comprise, for example, hydrochromic or electrochromic material.
  • a device for introducing a reaction gas into the switchable layer is advantageously provided, the switchable layer comprising oxidic material which colors when it comes into contact with the reaction gas.
  • the switchable layer can also comprise, for example, a viologen system or an electroreflective metal hydride layer.
  • the switchable layer may also preferably comprise a PDLC layer (polymer dispersed liquid crystals), and / or it may comprise an SPD layer (suspended particle device).
  • the carrier plate is preferably made of glass or plastic or in multiple layers from both material components, the hologram being connected to the carrier plate for example by lamination or gluing. This ensures a very high optical quality of the screen surface.
  • the hologram is made, for example, from a photopolymer.
  • the holographic screen is advantageously used as a partition for separating rooms or as part of them.
  • it can also be used as external glazing for buildings or vehicles or as a window or as part of it.
  • a wall can alternately be used as a transparent wall or as a screen as needed.
  • a transmitting partition of rooms can e.g. alternately allow a clear view of an adjoining room or let the light through from one room to the other, and then switch to the state of light absorption, in which it serves as a darkened projection screen.
  • Stained-glass windows in living rooms can be designed as transparent for daylight during the day and as darkened projection screens in the evening.
  • Large glass facades of buildings can also be used as projection screens during the day or at night.
  • compartments of airplanes or trains with transparent walls can be subdivided, which can be used darkened as projection walls if necessary.
  • a switchable layer can advantageously be arranged between two holograms. This means that projections can be made from both sides of the screen at the same time, without the projections being interfered with by both sides. It is therefore possible to use the area on both sides, i.e. with holograms for projection on both sides of the transparent support plate, which results in a considerable saving in space.
  • Optical switches are preferably used as the switchable layer, which are effective in the entire visible range, which comprises the red-green-blue wavelength range of the usual image projectors. It can be switched back and forth in the range between a highest transmission of 50% -70% and a lowest transmission in the absorbing state of 1% to 10%, which is sufficient for the purpose discussed here.
  • reflective glazing systems can be used as switches, which can be switched from a transmitting state to a reflecting or reflectively scattering state.
  • switches In combination with holographic rear projection screens, such layers can be used in certain cases to switch from a mirror to a projection screen.
  • a combination of a first and a second absorbent layer in the same carrier plate is possible, which enables switching between transmitting, reflecting or absorbing projection wall in a single carrier plate.
  • the reflection factor of usable reflective layers is usually 50% - 70%, which is sufficient for the areas of application discussed here.
  • a projection system is provided, with a projector for projecting images with spectrally narrow-band light in one or more wavelength ranges, and with a screen for displaying the projected images, the screen being a holographic screen according to the invention, as described above is generally described and described in detail below.
  • Projectors with lamps, LEDs or lasers can preferably be used for the projection onto the Au ⁇ iOjECTION hologram.
  • a method for projecting images onto a screen in which images are projected onto a holographic screen with spectrally narrow-band light in one or more wavelength ranges, the narrow-band light being scattered back into a previously determined solid angle, and wherein, at the beginning or during the process, the holographic screen is brought from a first state, in which it is optically substantially transparent, to a second state, in which it is essentially optically absorbent.
  • the projection is advantageously carried out on a partition or a window which is designed as a holographic screen or comprises a holographic screen, the holographic screen being non-transparent to spectrally broadband light during the projection, while it is transparent to spectrally broadband light before or after the projection is.
  • a holographic screen according to the invention is advantageously used to carry out the method according to the invention.
  • Figures la and lb schematically show a holographic screen and its structure as a first preferred embodiment of the invention in a perspective view;
  • FIG. 2a and 2b schematically show the structure of a holographic screen according to the invention according to a second preferred embodiment in a transparent or absorbent state; and Fig. 3 shows schematically a third embodiment of the invention, in which the
  • Holographic screen has a chemically optically switchable carrier material.
  • the holographic screen 110 has a first transparent support plate 112 made of glass, on the surface of which a hologram 111 is applied.
  • the hologram 112 is a screen hologram that scatters or diffracts incident, spectrally narrow-band light of a predetermined wavelength back into a predefined solid angle, while broadband ambient light is transmitted.
  • first transparent electrode 113 On the back of the carrier plate 112 there is a first transparent electrode 113, which is connected to a first switchable layer 114.
  • the switchable layer 114 is an electrochromic layer.
  • the switchable layer 114 is followed by an activation layer 115, which is made of a polymer electrolyte and forms a means for activating the electrochromic layer.
  • the switchable layer 114 When the switchable layer 114 is activated, it changes from an essentially transparent state to a state in which it absorbs or blocks broadband light. In the transparent state, broadband light 120 or stray light can penetrate the holographic screen 110, as shown by the arrows 120 and 121 in FIG. 1b. In the blocked state or non-transparent state, no or only a very small proportion 122 of the stray light or broadband ambient light 120 can penetrate the holographic screen 110.
  • FIG. 1 a shows the eye 140 of a viewer looking at the front of the holographic screen 110.
  • Ambient light 120 which may be daylight or stray light, passes through the screen in its transmitting state. In its switched state, the stray light is blocked or at least very strongly attenuated, so that no or only a very small proportion of light can penetrate the screen 110 and reach the viewer's eye 140.
  • projected, narrowband light 130 in one or more visible wavelength ranges is scattered back from the holographic screen 110 to the eye 140 of the viewer, so that projected images or information become visible.
  • FIGS. 2a and 2b show the structure of a holographic screen 210 in cross section, according to another preferred embodiment.
  • FIG. 2a shows the holographic screen in the transparent state
  • FIG. 2b shows the screen in the non-transparent state.
  • the holographic screen 210 has an active or switchable layer 214 in the center, in the form of a so-called suspended particle device (SPD).
  • the switchable layer 214 comprises a matrix made of a polymer, in which there are particles 215 in the manner of a suspension, which align when an electric field is applied.
  • a layer-shaped transparent electrode 213, 216 is arranged on both sides of the switchable layer 214. Via a voltage supply circuit 230, which is electrically connected to the electrodes 213, 216, an electrical field is generated between the electrodes 213, 216 if necessary, which acts on and aligns the particles 215 of the switchable layer 214, so that the switchable layer 214 and so that the holographic screen 210 is transparent.
  • a layer-shaped hologram 212, 218 is sealed between two glass plates, which form a carrier material or a carrier plate 211, 219. That is, there is a seal of an au hologram on both of them Sides of the holographic screen.
  • a two-sided image display is thus possible, that is to say that an au-projection and viewing of the au-projected images can take place on both sides of the holographic screen 210.
  • FIG. 3 shows a third possible embodiment of the invention, in which a chemically optically switchable carrier material is used in a holographic lock 310.
  • the holographic screen 310 comprises a carrier plate 311, to which a channel adjoins which can be filled or flowed through with a reaction gas 312.
  • a transparent catalyst layer 313 and a hydrochromic functional layer 314 cause the holographic screen 310 to be switched from a transparent to a non-transparent state when it is filled with the reaction gas 312, which increasingly darkens the switchable layer.
  • a sealed hologram layer 315 is located within a carrier plate 316 in order to backscatter the image projected with a spectrally narrow-band light source in one or more wavelengths, for example in the three primary colors, at a predetermined angle to the viewer.
  • Viologen systems with switchable absorption or reflective systems and hybrid absorptive and reflective layers can be constructed analogously to these designs.
  • the invention shows in particular a holographic projection projection screen which is connected to an optical carrier plate and an active optical layer which is also connected to the carrier plate, wherein the transmission of the carrier plate can be switched electronically or chemically.
  • the absorption of the active optical layer is e.g. switched in the visible part of the spectrum.

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Abstract

The invention relates to a holographic screen (110) for front projection, comprising an optically transparent support plate (112), a hologram (111) which is secured to the support plate (112) and which back scatters a front projected, spectrally narrow-banded light at a predetermined spatial angle while the hologram (111) is transparent for broad-banded light. A switchable layer (114, 116) can be interchanged between a first state which is essentially optically transparent and a second state which is essentially optically absorbent and/or reflective.

Description

Holographischer Bildschirm zur Aufprojektion, Projektionssystem und Verfahren zur BildprojektionHolographic screen for front projection, projection system and method for image projection
Die Erfindung betrifft einen Holographischen Bildschirm zur Au rojektion gemäß dem O- berbegriff von Patentanspruch 1, ein Projektionssystem gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 15 und ein Verfahren zur Bildprojektion gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 16.The invention relates to a holographic screen for auto projection according to the preamble of claim 1, a projection system according to the preamble of claim 15 and a method for image projection according to the preamble of claim 16.
Bildprojektionstechriiken werden heute bei Präsentation und allgemeinen Büroarbeiten sowie zur Unterhaltung im Heimbereich zunehmend eingesetzt. Elektronische Projektoren, sogenannte Beamer, können zu diesem Zweck direkt an einen PC, Notebook, Fernseher oder DVD-Spieler angeschlossen werden. Weitere Anwendungen erfolgen beispielsweise in Kinos und in Vortragsräumen.Image projection techniques are increasingly used for presentations and general office work as well as for entertainment in the home. For this purpose, electronic projectors, so-called projectors, can be connected directly to a PC, notebook, television or DVD player. Other applications are, for example, in cinemas and lecture rooms.
Übliche Bildprojektionsschirme für Auflichtprojektion, wie z. B. weiße Leinwände, haben den Nachteil, dass sie außer dem einfallenden Licht aus dem Projektor auch Licht der Umgebung zum Betrachter zurückstreuen. Die Überlagerung dieses Hintergrundlichtes vermindert den Kontrast und die Farbsättigung des aufprojizierten Bildes.Usual image projection screens for reflected light projection, such as. B. white screens have the disadvantage that in addition to the incident light from the projector they also scatter light from the surroundings back to the viewer. The superimposition of this background light reduces the contrast and the color saturation of the projected image.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind Holographische Bildschirme zur Aufprojektion entwickelt worden. Derartige Bildschirme streuen selektiv spektral schmalbandiges Licht eines Projektors, der sich an einem definierten Ort befindet, unter einem vorher definierten Winkel effizient zum Betrachter, der auf der gleichen Seite wie der Projektor ist, zurück. Spektral breitbandiges Hintergrundlicht aus anderen Richtungen als der Projektionsrichtung wird dagegen zum größten Teil unbeeinflusst transmittiert. Dies gilt sowohl für Hintergrundlicht, das von der Seite des Betrachters auf den Holographischen Bildschirm fällt, als auch für Hintergrundlicht, das von der dem Betrachter abgewandten Seite auf das Bildscbirmhologramm fällt.In order to avoid this disadvantage, holographic screens for front projection have been developed. Such screens selectively scatter spectrally narrowband light from a projector, which is located at a defined location, back to the viewer, who is on the same side as the projector, at a predefined angle. In contrast, spectrally broadband background light from directions other than the projection direction is transmitted largely unaffected. This applies both to background light that falls on the holographic screen from the side of the viewer and to background light that falls on the image screen hologram from the side facing away from the viewer.
Ein Holographischer Bildschirm zur Aufprojektion und seine Herstellung ist zum Beispiel in der DE 197 00 162 AI beschrieben. Um den Holographischen Bildschirm herzustellen, wird beispielsweise eine Hologrammaumahme eines realen Bildschirms bzw. einer streuenden Fläche angefertigt. D. h., es entsteht ein Hologramm, dessen Objekt bei seiner Aufnahme ein realer Bildschirm oder eine lichtstreuende Fläche ist. Wird das Hologramm später mit einem Lichtstrahl in demselben Wellenlängenbereich und unter demselben Einfallswinkel wie bei der Hologrammaufnahme beleuchtet, so wird es durch die Gittersrruktur des Hologramms zum Betrachter zurückgestreut. Auf diese Weise erhält man bei der Projektion mit schmal- bandigem Licht ein sehr helles und kontrastreiches Bild.A holographic screen for front projection and its production is described for example in DE 197 00 162 AI. In order to produce the holographic screen, for example, a hologram image of a real screen or a scattering surface is made. In other words, a hologram is created, the object of which is recorded when it is recorded real screen or a light-scattering surface. If the hologram is later illuminated with a light beam in the same wavelength range and at the same angle of incidence as in the hologram recording, it is scattered back to the viewer through the grating structure of the hologram. In this way you get a very bright and high-contrast image when projecting with narrow-band light.
Durch einen derartigen Holographischen Auφrojektionsschirm, der auf einer durchsichtige Trägerplatte aufgebracht ist, können erhellte Gegenstände, die sich hinter dem Auφrojektionsschirm bzw. Schirm befinden, betrachtet werden. Wird dagegen ein helles Bild auf den Schirm projiziert, wird die freie Sicht durch das Hologramm unterbrochen, d.h. für den Betrachter überstrahlt das projizierte Bild die Durchsicht durch den Schirm.Such a holographic au-projection screen, which is applied to a transparent support plate, allows illuminated objects that are located behind the au-projection screen or screen to be viewed. If, on the other hand, a bright image is projected onto the screen, the free view is interrupted by the hologram, i.e. for the viewer, the projected image outshines the view through the screen.
Diese Überstrahlung braucht aber nicht immer vollständig zu sein, denn Stellen, die in dem projizierten Bild dunkel oder schwarz sind, werden für das Auge durch den Schirm noch teildurchsichtig sein. Ein heller Gegenstand, der sich vom Betrachter aus gesehen hinter dem Schirm befindet, wird den Kontrast im Projektionsbild deshalb deutlich verschlechtern.However, this overexposure does not always have to be complete, since areas that are dark or black in the projected image will still be partially transparent to the eye through the screen. A bright object that is behind the screen when viewed by the viewer will therefore significantly degrade the contrast in the projection image.
Die störende Aufhellung des Raumes hinter dem holographischen Auφrojektionsschirm kann entweder direkt oder indirekt sein. Sie ist direkt, wenn der Raum normal beleuchtet ist. Sie ist indirekt, wenn bei einem verdunkelten Raum hinter dem Holographischen Bildschirm Licht aus dem Raum vor dem Holographischen Bildschirm durch den Schirm transmittiert wird und von hellen Gegenständen, die sich hinter dem Schirm befinden, nochmals durch den Schirm nach vorne zurückgestreut wird.The disturbing brightening of the space behind the holographic projection screen can be either direct or indirect. It is direct when the room is lit normally. It is indirect if, in the case of a darkened room behind the holographic screen, light is transmitted from the room in front of the holographic screen through the screen and is again scattered back through the screen by bright objects that are behind the screen.
Vor allem ist dies störend, wenn der holographische Schirm an eine hell gestrichene Wand angelehnt oder aufgezogen wird und die Wand das durchgehende Hintergrundlicht wieder durch den Schirm zum Betrachter zurückstreut.This is particularly annoying when the holographic screen is leaned against a brightly painted wall or when the wall scatters the continuous background light back through the screen to the viewer.
Damit die Überlagerung der Bilder von Gegenständen in Durchsicht das Auφrojektionsbild nicht stören, wurden holographische Auφrojektionsschirme bisher mit einer fest aufgebrachten absorbierenden Schicht versehen, um diese störende bzw. unerwünschte Durchsicht durch den Schirm bei ihrer Anwendung zu unterbinden. Ein derartiger holographischer Auφrojektionsschirm, der an einer Wohn- oder Büro wand angebracht ist und eine absorbierende Schicht auf seiner Rückseite hat, wird aber für den Betrachter als eintönige dunkle Fläche erscheinen und störend wirken. Um diesen Nachteil zu beheben müsste der holographische Bildschirm, wenn er nicht gebraucht wird, z. B. mit einer hellen Leinwand, wie einer z. B. Dekorleinwand überzogen werden, oder er müsste in der Wand mit Schiebe- oder Falttüren abgedeckt werden können. Dies ist aber umständlich, und verursacht zusätzliche Kosten.So that the superimposition of the images of objects in view does not disturb the projection projection image, holographic projection projection screens have hitherto been provided with a firmly applied absorbent layer in order to prevent this disturbing or undesired view through the screen when they are used. Such a holographic projection projection screen, which is attached to a living room or office wall and has an absorbing layer on the back, will appear to the viewer as a monotonous dark surface and have a disturbing effect. To remedy this disadvantage, the holographic screen would have to be used when not in use, e.g. B. with a light canvas, such as a z. B. decorative screen, or he should be able to be covered in the wall with sliding or folding doors. However, this is cumbersome and involves additional costs.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Holographischen Bildschirm bereitzustellen, der im Betriebszustand ein kontrastreiches Bild ohne bzw. mit nur geringem Störlicht erzeugt, während er im Ruhezustand für einen Betrachter nicht störend erscheint oder unästhetisch wirkt. Weiterhin soll ein Projektionssystem und ein Verfahren zur Bildprojektion geschaffen werden, mit dem dieselben Vorteile erzielt werden können.It is the object of the present invention to provide a holographic screen which, in the operating state, produces a high-contrast image with little or no interference light, while in the idle state it does not appear to be disturbing to an observer or has an unattractive appearance. Furthermore, a projection system and a method for image projection are to be created with which the same advantages can be achieved.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Holographischen Bildschirm gemäß Patentanspruch 1, durch das Projektionssystem gemäß Patentanspruch 15, und durch das Verfahren zur Bildprojektion gemäß Patentanspruch 16. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und den Zeichnungen.This object is achieved by the holographic screen according to patent claim 1, by the projection system according to patent claim 15, and by the method for image projection according to patent claim 16. Further advantageous features of the invention result from the dependent claims and the drawings.
Der erfindungsgemäße Holographische Bildschirm ist zur Auφrojektion geeignet und umfasst eine optisch transparente Trägerplatte, sowie ein Hologramm, das an der Trägerplatte befestigt ist und auφrojiziertes, spektral schmalbandiges Licht in einen vorher bestimmten Raumwinkel zurückstreut, während das Hologramm für breitbandiges Licht transparent ist, wobei eine schaltbare Schicht vorgesehen ist, die zwischen einem ersten, im wesentlichen optisch transparenten Zustand und einem zweiten, im wesentlichen optisch absorbierenden und/oder reflektierenden Zustand hin- und herschaltbar ist.The holographic screen according to the invention is suitable for Auφrojektion and comprises an optically transparent carrier plate, as well as a hologram, which is attached to the carrier plate and backscattered Auφrojizierter, spectrally narrow-band light in a predetermined spatial angle, while the hologram is transparent for broadband light, a switchable Layer is provided which can be switched back and forth between a first, essentially optically transparent state and a second, essentially optically absorbing and / or reflecting state.
Dadurch können auf besonders einfache und kostengünstige Weise sehr flexibel einsetzbare Holographische Projektionsschirme bereitgestellt werden, die im Betriebszustand eine hervorragende Bildqualität unter Vermeidung von Störlicht liefern, während sie im Zustand der Bereitstellung, wenn keine Bilder projiziert werden, nicht störend wirken, sondern transparent erscheinen und eine Durchsicht ermöglichen. Der Schirm kann ohne Beeinflussung des auφrojektierten Bildes elektronisch verdunkelt oder erhellt werden. Es können sogenannte schaltbare absorbierende Verglasungen eingesetzt werden. Schaltbare Verglasungssysteme sind Glasplatten mit eingelagerten Material-Schichten, die entweder elektronisch oder chemisch zwischen einem im Sichtbaren und nahen rnfrarotbe- reich des Spektrum optisch transmittierendem und absorbierendem oder reflektierendem Zustand geschaltet werden können.As a result, holographic projection screens which can be used very flexibly can be provided in a particularly simple and inexpensive manner, which deliver an excellent image quality while avoiding stray light in the operating state, while in the state in which they are provided, when no images are being projected, they do not have a disturbing effect, but rather appear transparent and one Allow visibility. The screen can be electronically darkened or illuminated without influencing the projected image. So-called switchable absorbent glazing can be used. Switchable glazing systems are glass plates with embedded material layers that can be switched either electronically or chemically between a state that is optically transmittable and absorbing or reflecting in the visible and near infrared region of the spectrum.
Bevorzugt hat die schaltbare Schicht ein Absorptionsvermögen, das im sichtbaren Bereich des Spektrums einstellbar ist. Weiterhin hat die schaltbare Schicht bevorzugt ein Reflexions- oder Rückstreuvermögen, das im sichtbaren Bereich des Spektrums einstellbar ist.The switchable layer preferably has an absorption capacity which can be set in the visible region of the spectrum. Furthermore, the switchable layer preferably has a reflection or backscattering capacity which can be set in the visible region of the spectrum.
Insbesondere können mehrere schaltbare Schichten vorgesehen sein, deren Absorptionsvermögen und/oder Reflexions- oder Rückstreuvermögen im sichtbaren Bereich des Spektrums getrennt einstellbar sind.In particular, a plurality of switchable layers can be provided, the absorption capacity and / or reflection or backscattering capacity of which can be set separately in the visible region of the spectrum.
Die Trägerplatte weist vorteilhafterweise mehrere Schichten auf, zwischen denen das Hologramm versiegelt ist. Dadurch können Hologramm-Materalien wie z.B. Silberhalogenid und Dichromatgelatine, die gegenüber Umweltbeeinflussung wie Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit empfindlich sind, wirksam geschützt werden. Sie werden bevorzugt zwischen Glasplatten bzw. Kunststofφlatten versiegelt.The carrier plate advantageously has several layers, between which the hologram is sealed. This allows hologram materials such as Silver halide and dichromate gelatin, which are sensitive to environmental influences such as oxygen and air humidity, are effectively protected. They are preferably sealed between glass plates or plastic plates.
Das Hologramm bzw. Bildschirmhologramm kann also sowohl auf der Oberfläche einer Trägerplatte aufgebracht sein, als auch innerhalb der Trägerplatte bzw. zwischen verschiedenen Schichten der Trägerplatte versiegelt sein, je nach Beständigkeit des Hologramms gegenüber Umwelteinflüssen.The hologram or screen hologram can therefore be applied both to the surface of a carrier plate and sealed within the carrier plate or between different layers of the carrier plate, depending on the resistance of the hologram to environmental influences.
Bevorzugt ist eine Elektrodenanordnung vorgesehen, die zur Erzeugung eines elektrischen Feldes innerhalb der schaltbaren Schicht dient, wobei die schaltbare Schicht lichtstreuende oder lichtabsorbierende Partikel umfasst, die durch Anlegen des elektrischen Feldes ausrichtbar sind. .An electrode arrangement is preferably provided which serves to generate an electrical field within the switchable layer, the switchable layer comprising light-scattering or light-absorbing particles which can be aligned by applying the electrical field. ,
Die schaltbare Schicht kann z.B. hydrochromes oder elektrochromes Material umfassen. Vorteilhaft ist eine Einrichtung zum Einbringen eines Reaktionsgases in die schaltbare Schicht vorgesehen, wobei die schaltbare Schicht oxidisches Material umfasst, das sich bei Kontakt mit dem Reaktionsgas einfärbt.The switchable layer can comprise, for example, hydrochromic or electrochromic material. A device for introducing a reaction gas into the switchable layer is advantageously provided, the switchable layer comprising oxidic material which colors when it comes into contact with the reaction gas.
Die schaltbare Schicht kann beispielsweise auch ein Viologen-System oder eine elektroreflek- tive Metallhydridschicht umfassen. Die schaltbare Schicht kann auch bevorzugt eine PDLC- Schicht (Polymer Dispersed Liquid Crystalls) umfassen, und/oder sie kann eine SPD-Schicht (Suspended Particle Device) umfassen.The switchable layer can also comprise, for example, a viologen system or an electroreflective metal hydride layer. The switchable layer may also preferably comprise a PDLC layer (polymer dispersed liquid crystals), and / or it may comprise an SPD layer (suspended particle device).
Bevorzugt ist die Trägerplatte aus Glas oder Kunststoff oder mehrschichtig aus beiden Materialkomponenten gefertigt, wobei das Hologramm beispielsweise durch Laminieren oder Kleben mit der Trägerplatte verbunden ist. Dadurch wird eine sehr hohe optische Qualität der Schirmoberfläche gewährleist. Das Hologramm ist beispielsweise aus einem Photopolymer gefertigt.The carrier plate is preferably made of glass or plastic or in multiple layers from both material components, the hologram being connected to the carrier plate for example by lamination or gluing. This ensures a very high optical quality of the screen surface. The hologram is made, for example, from a photopolymer.
Vorteilhaft wird der holographische Bildschirm als Trennwand zur Abtrennung von Räumen oder als Teil davon verwendet. Er kann zum Beispiel auch als Außenverglasung von Gebäuden oder Fahrzeugen oder als Fenster oder als Teil davon verwendet wird.The holographic screen is advantageously used as a partition for separating rooms or as part of them. For example, it can also be used as external glazing for buildings or vehicles or as a window or as part of it.
Es ergibt sich somit eine Vielzahl von möglichen Anwendungen, in denen z.B. eine Wand je nach Bedarf abwechselnd als eine durchsichtige Wand oder als ein Bildschirm verwendet werden kann.This results in a large number of possible applications, in which e.g. a wall can alternately be used as a transparent wall or as a screen as needed.
Eine transmittierende Trennwand von Räumen kann z.B. abwechselnd eine freie Sicht in einen Nebenraum ermöglichen bzw. das Licht von einem Raum in den anderen durchlassen, und anschließend in den Zustand der Lichtabsorption umgeschaltet werden, in dem sie als verdunkelte Projektionswand dient.A transmitting partition of rooms can e.g. alternately allow a clear view of an adjoining room or let the light through from one room to the other, and then switch to the state of light absorption, in which it serves as a darkened projection screen.
Glasfenster von Wohnräumen können tagsüber als durchlässig für Tageslicht, und abends als verdunkelte Projektionsschirme gestaltet bzw. umgeschaltet werden. Auch können große Glasfassaden von Gebäuden am Tag oder in der Nacht zusätzlich als Projektionsschirme verwendet werden. Weiterhin können auch Abteile von Flugzeugen oder Zügen mit durchsichtigen Wänden unterteilt werden, die bei Bedarf verdunkelt als Projektionswände benutzt werden.Stained-glass windows in living rooms can be designed as transparent for daylight during the day and as darkened projection screens in the evening. Large glass facades of buildings can also be used as projection screens during the day or at night. Furthermore, compartments of airplanes or trains with transparent walls can be subdivided, which can be used darkened as projection walls if necessary.
Vorteilhafterweise kann eine schaltbare Schicht zwischen zwei Hologrammen angeordnet sein. Damit können Projektionen von beiden Seiten des Schirms gleichzeitig erfolgen, ohne dass ein störendes gegenseitiges Überlagern der Projektionen von beiden Seiten erfolgt. Es ist somit also eine beidseitige Nutzung der Fläche möglich, d.h. mit Hologrammen zur Auφrojektion auf beiden Seiten der durchsichtigen Trägerplatte, weshalb sich eine erhebliche Einsparung an Raum ergibt.A switchable layer can advantageously be arranged between two holograms. This means that projections can be made from both sides of the screen at the same time, without the projections being interfered with by both sides. It is therefore possible to use the area on both sides, i.e. with holograms for projection on both sides of the transparent support plate, which results in a considerable saving in space.
Als schaltbare Schicht werden bevorzugt optische Schalter verwendet, die im gesamten sichtbaren Bereich, der den Rot-Grün-Blauen Wellenlängenbereich der üblichen Bildprojektoren umfasst, wirksam sind. Es kann dabei im Bereich zwischen einer höchsten Transmission von 50%-70% und einer niedrigsten Transmission im absorbierendem Zustand von 1% bis 10% hin- und hergeschalten werden, was für den hier besprochenen Zweck ausreichend ist.Optical switches are preferably used as the switchable layer, which are effective in the entire visible range, which comprises the red-green-blue wavelength range of the usual image projectors. It can be switched back and forth in the range between a highest transmission of 50% -70% and a lowest transmission in the absorbing state of 1% to 10%, which is sufficient for the purpose discussed here.
In einer Ausgestaltung der Erfindung können reflektive Verglasungssysteme als Schalter eingesetzt werden, die von einem transmittierendem Zustand zu einem reflektierenden bzw. re- flektiv streuendem Zustand umgeschaltet werden können. In Kombination mit holographischen Rückprojektionschirmen können solche Schichten in bestimmten Fällen zur Umschalten von einem Spiegel in eine Projektionswand dienen.In one embodiment of the invention, reflective glazing systems can be used as switches, which can be switched from a transmitting state to a reflecting or reflectively scattering state. In combination with holographic rear projection screens, such layers can be used in certain cases to switch from a mirror to a projection screen.
Weiterhin ist eine Kombination einer ersten mit einer zweiten absorbierenden Schicht in der gleichen Trägerplatte möglich, die ein Umschalten zwischen transmittierender, reflektierender oder absorbierender Projektionswand in einer einzigen Trägerplatte ermöglicht. Der Reflexionsfaktor einsetzbarer reflektiver Schichten beträgt üblicherweise 50% - 70%, was für die hier besprochenen Einsatzbereiche ausreichend ist.Furthermore, a combination of a first and a second absorbent layer in the same carrier plate is possible, which enables switching between transmitting, reflecting or absorbing projection wall in a single carrier plate. The reflection factor of usable reflective layers is usually 50% - 70%, which is sufficient for the areas of application discussed here.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Projektionssystem bereitgestellt, mit einem Projektor zur Projektion von Bildern mit spektral schmalbandigem Licht in ein oder mehreren Wellenlängenbereichen, und mit einem Bildschirm zur Wiedergabe der auφrojizierten Bilder, wobei der Bildschirm ein erfindungsgemäßer Holographischer Bildschirm ist, wie er oben allgemein und nachfolgend im Detail beschrieben ist. Daraus ergeben sich im wesentlichen die Vorteile, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Holographischen Bildschirm angesprochen wurden.According to another aspect of the invention, a projection system is provided, with a projector for projecting images with spectrally narrow-band light in one or more wavelength ranges, and with a screen for displaying the projected images, the screen being a holographic screen according to the invention, as described above is generally described and described in detail below. This essentially results in the advantages which have already been mentioned in connection with the holographic screen according to the invention.
Für die Projektion auf das AuφiOJektionshologramm können bevorzugt wahlweise Projektoren mit Lampen, LEDs oder Lasern verwendet werden.Projectors with lamps, LEDs or lasers can preferably be used for the projection onto the AuφiOjECTION hologram.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Projektion von Bildern auf einen Bildschirm angegeben, bei dem mit spektral schmalbandigem Licht in ein oder mehreren Wellenlängenbereichen Bilder auf einen Holographischen Bildschirm projiziert werden, wobei das schmalbandige Licht durch in einen vorher bestimmten Raumwinkel zurückgestreut wird, und wobei der Holographische Bildschirm zu Beginn oder während des Verfahrens aus einem ersten Zustand, in dem er optisch im wesentlichen transparent ist, in einen zweiten Zustand, in dem er im wesentlichen optisch absorbierend ist, gebracht wird.According to a further aspect of the invention, a method for projecting images onto a screen is specified, in which images are projected onto a holographic screen with spectrally narrow-band light in one or more wavelength ranges, the narrow-band light being scattered back into a previously determined solid angle, and wherein, at the beginning or during the process, the holographic screen is brought from a first state, in which it is optically substantially transparent, to a second state, in which it is essentially optically absorbent.
Die Vorteile dieses Verfahrens entsprechen im wesentlichen den Vorteilen, die mit dem erfindungsgemäßen Holographischen Bildschirm erzielt werden.The advantages of this method correspond essentially to the advantages which are achieved with the holographic screen according to the invention.
Die Projektion erfolgt vorteilhafterweise auf eine Trennwand oder ein Fenster, das als Holgraphischer Bildschirm ausgestaltet ist oder einen Holographischen Bildschirm umfasst, wobei der Holographische Bildschirm während der Projektion für spektral breitbandiges Licht nicht transparent ist, während er vor oder nach der Projektion für spektral breitbandiges Licht transparent ist.The projection is advantageously carried out on a partition or a window which is designed as a holographic screen or comprises a holographic screen, the holographic screen being non-transparent to spectrally broadband light during the projection, while it is transparent to spectrally broadband light before or after the projection is.
Vorteilhaft wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein erfindungsgemäßer, nachfolgend detailliert beschriebener Holographischer Bildschirm verwendet.A holographic screen according to the invention, described in detail below, is advantageously used to carry out the method according to the invention.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der Figuren beschrieben, in denenThe invention is described below by way of example with reference to the figures, in which:
Fig. la und lb schematisch einen Holographischen Bildschirm und dessen Aufbau als erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Darstellung zeigen;Figures la and lb schematically show a holographic screen and its structure as a first preferred embodiment of the invention in a perspective view;
Fig. 2a und 2b schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Holographischen Bildschirms gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform in transparentem bzw. absorbierendem Zustand zeigen; und Fig. 3 schematisch eine dritte AusfüTirungsform der Erfindung zeigt, bei der der2a and 2b schematically show the structure of a holographic screen according to the invention according to a second preferred embodiment in a transparent or absorbent state; and Fig. 3 shows schematically a third embodiment of the invention, in which the
Holographische Schirm ein chemisch optisch schaltbares Trägermaterial aufweist.Holographic screen has a chemically optically switchable carrier material.
Fig. 1 a und lb zeigen den Aufbau eines Holographischen Bildschirms 110. Der Holographische Bildschirm 110 hat eine erste transparente Trägerplatte 112 aus Glas, auf deren Oberfläche ein Hologramm 111 aufgebracht ist. Das Hologramm 112 ist ein Bildschirmhologramm, das einfallendes, spektral schmalbandiges Licht vorbestimmter Wellenlänge in einen vordefinierten Raumwinkel zurückstreut bzw. beugt, während breitbandiges Umgebungslicht hin- durchgelasssen wird. Für weitere Details bei der Herstellung des Hologramms zur Bildprojektion wird auf die bereits erwähnte Druckschrift DE 19700162 AI Bezug genommen.1a and 1b show the structure of a holographic screen 110. The holographic screen 110 has a first transparent support plate 112 made of glass, on the surface of which a hologram 111 is applied. The hologram 112 is a screen hologram that scatters or diffracts incident, spectrally narrow-band light of a predetermined wavelength back into a predefined solid angle, while broadband ambient light is transmitted. For further details in the production of the hologram for image projection, reference is made to the already mentioned publication DE 19700162 AI.
An der Rückseite der Trägerplatte 112 befindet sich eine erste transparente Elektrode 113, die mit einer ersten schaltbaren Schicht 114 verbunden ist. Die schaltbare Schicht 114 ist eine elektrochrome Schicht. Im Anschluß an die schaltbare Schicht 114 folgt eine Aktivierungsschicht 115, die aus einem Polymerelektrolyt gefertigt ist und ein Mittel zur Aktivierung der elektrochromen Schicht bildet.On the back of the carrier plate 112 there is a first transparent electrode 113, which is connected to a first switchable layer 114. The switchable layer 114 is an electrochromic layer. The switchable layer 114 is followed by an activation layer 115, which is made of a polymer electrolyte and forms a means for activating the electrochromic layer.
Bei Aktivierung der schaltbaren Schicht 114 geht diese von einem im wesentlichen transparenten Zustand in einen Zustand über, in dem sie breitbandiges Licht absorbiert bzw. sperrt. Im transparenten Zustand kann breitbandiges Licht 120 oder Störlicht den holographischen Bildschirm 110 durchdringen, wie in Fig. lb durch die Pfeile 120 und 121 dargestellt. Im Sperrzustand bzw. nicht-transparenten Zustand kann kein oder nur noch ein sehr geringer Anteil 122 des Störlichts oder breitbandigen Umgebungslichts 120 den Holographischen Bildschirm 110 durchdringen.When the switchable layer 114 is activated, it changes from an essentially transparent state to a state in which it absorbs or blocks broadband light. In the transparent state, broadband light 120 or stray light can penetrate the holographic screen 110, as shown by the arrows 120 and 121 in FIG. 1b. In the blocked state or non-transparent state, no or only a very small proportion 122 of the stray light or broadband ambient light 120 can penetrate the holographic screen 110.
In der hier dargestellten Ausfuhrungsform ist auf beiden Seiten der Aktivierungsschicht 115 jeweils eine Anordnung aus schaltbarer Schicht, Trägerplatte und transparenter Elektrode vorgesehen. D.h., auf der Rückseite der Aktivierungsschicht 115 befindet sich eine zweite elektrochrome schaltbare Schicht 116, daran anschließend eine zweite schichtformige transparente Elektrode 117, an die sich wiederum eine zweite Trägerplatte 118 in Form einer Glasschicht anschließt. Fig. la zeigt das Auge 140 eines Betrachters, der die Vorderseite des Holographischen Schirms 110 betrachtet. Umgebungslicht 120, das Tageslicht oder Störlicht sein kann, geht durch den Schirm in seinem transmittierenden Zustand hindurch. In seinem geschalteten Zustand wird das Störlicht gesperrt oder zumindest sehr stark abgeschwächt, sodass kein oder ein nur sehr geringer Anteil an Licht den Schirm 110 durchdringen und zum Auge 140 des Betrachters gelangen kann. Auφrojiziertes, schmalbandiges Licht 130 in ein oder mehreren sichtbaren Wellenlängenbereichen wird dagegen vom Holographischen Bildschirm 110 zum Auge 140 des Betrachters zurückgestreut, sodass auφrojizierte Bilder oder Informationen sichtbar werden.In the embodiment shown here, an arrangement of switchable layer, carrier plate and transparent electrode is provided on both sides of the activation layer 115. That is, on the back of the activation layer 115 there is a second electrochromic switchable layer 116, followed by a second layer-shaped transparent electrode 117, which in turn is followed by a second carrier plate 118 in the form of a glass layer. FIG. 1 a shows the eye 140 of a viewer looking at the front of the holographic screen 110. Ambient light 120, which may be daylight or stray light, passes through the screen in its transmitting state. In its switched state, the stray light is blocked or at least very strongly attenuated, so that no or only a very small proportion of light can penetrate the screen 110 and reach the viewer's eye 140. In contrast, projected, narrowband light 130 in one or more visible wavelength ranges is scattered back from the holographic screen 110 to the eye 140 of the viewer, so that projected images or information become visible.
Figur 2a und 2b zeigen den Aufbau eines holographischen Schirms 210 im Querschnitt, gemäß einer anderen bevorzugten Ausf hrungsform. Fig. 2a zeigt den Holographischen Bildschirm im transparenten Zustand, während Fig. 2b den Bildschirm im nicht-transparenten Zustand zeigt.FIGS. 2a and 2b show the structure of a holographic screen 210 in cross section, according to another preferred embodiment. FIG. 2a shows the holographic screen in the transparent state, while FIG. 2b shows the screen in the non-transparent state.
Der Holographische Bildschirm 210 hat in seinem Zentrum eine aktive bzw. schaltbare Schicht 214, in Form eines sogenannten Suspended Particle Device (SPD). Die schaltbare Schicht 214 umfasst eine Matrix aus einem Polymer, in der sich Partikel 215 in der Art einer Suspension befinden, die sich bei Anlegen eines elektrischen Feldes ausrichten.The holographic screen 210 has an active or switchable layer 214 in the center, in the form of a so-called suspended particle device (SPD). The switchable layer 214 comprises a matrix made of a polymer, in which there are particles 215 in the manner of a suspension, which align when an electric field is applied.
Auf beiden Seiten der schaltbaren Schicht 214 ist eine, schichtformige transparente Elektrode 213, 216 angeordnet. Über eine Spannungsversorgungsschaltung 230, die mit den Elektroden 213, 216 elektrisch verbunden ist, wird bei Bedarf ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden 213, 216 erzeugt, das auf die Partikel 215 der schaltbaren Schicht 214 wirkt und diese ausrichtet, so dass die schaltbare Schicht 214 und damit der Holographische Bildschirm 210 transparent ist.A layer-shaped transparent electrode 213, 216 is arranged on both sides of the switchable layer 214. Via a voltage supply circuit 230, which is electrically connected to the electrodes 213, 216, an electrical field is generated between the electrodes 213, 216 if necessary, which acts on and aligns the particles 215 of the switchable layer 214, so that the switchable layer 214 and so that the holographic screen 210 is transparent.
Bei geöffneter bzw. unterbrochener Spannungsversorgung 230' sind die Partikel nicht ausgerichtet, so dass das hindurchgehende Licht 220' durch Absorption in der schaltbaren Schicht 214 abgeschwächt bzw. gesperrt wird (Fig. 2b).When the voltage supply 230 'is open or interrupted, the particles are not aligned, so that the light 220' passing through is weakened or blocked by absorption in the switchable layer 214 (FIG. 2b).
Auf beiden Seiten der Schichtanordnung ist jeweils ein schichtformiges Hologramm 212, 218 zwischen zwei Glasplatten versiegelt, die ein Trägermaterial bzw. eine Trägerplatte 211, 219 bilden. Das heißt, es liegt hier eine Versiegelung eines Auφrojektionshologramrns auf beiden Seiten des Holographischen Bildschirms vor. Damit ist eine beidseitige Bilddarstellung möglich, d.h., es kann eine Auφrojektion und ein Betrachten der auφrojezierten Bilder auf beiden Seiten des Holographischen Bildschirms 210 erfolgen.On both sides of the layer arrangement, a layer-shaped hologram 212, 218 is sealed between two glass plates, which form a carrier material or a carrier plate 211, 219. That is, there is a seal of an au hologram on both of them Sides of the holographic screen. A two-sided image display is thus possible, that is to say that an au-projection and viewing of the au-projected images can take place on both sides of the holographic screen 210.
Fig. 3 zeigt eine dritte mögliche Ausfuhrungsform der Erfindung, bei der ein chemisch optisch schaltbares Trägermaterial in einem holographischen Scliirm 310 verwendet wird. Der Holographische Bildschirm 310 umfasst eine Trägerplatte 311, an die sich ein Kanal anschließt, der mit einem Reaktionsgas 312 befüllbar oder durchströmbar ist.3 shows a third possible embodiment of the invention, in which a chemically optically switchable carrier material is used in a holographic lock 310. The holographic screen 310 comprises a carrier plate 311, to which a channel adjoins which can be filled or flowed through with a reaction gas 312.
Eine transparente Katalysatorschicht 313 und eine hydrochrome Funktionsschicht 314 bewirken, dass der Holographische Bildschirm 310 beim Befüllen mit dem Reaktionsgas 312 von einem transparenten in einen nicht-transparenten Zustand geschaltet wird, was die schaltbare Schicht zunehmend verdunkelt.A transparent catalyst layer 313 and a hydrochromic functional layer 314 cause the holographic screen 310 to be switched from a transparent to a non-transparent state when it is filled with the reaction gas 312, which increasingly darkens the switchable layer.
Eine versiegelte Hologrammschicht 315 befindet sich innerhalb einer Trägerplatte 316, um das mit einer spektral schmalbandigen Lichtquelle in ein oder mehreren Wellenlängen, beispielsweise in den drei Grundfarben, auφrojizierte Bild in einem vorbestimmten Winkel zum Betrachter zurückzustreuen.A sealed hologram layer 315 is located within a carrier plate 316 in order to backscatter the image projected with a spectrally narrow-band light source in one or more wavelengths, for example in the three primary colors, at a predetermined angle to the viewer.
Es versteht sich, dass auch Viologen-Systeme mit umschaltbarer Absorption bzw. reflektive Systeme und hybride absorptive und reflektive Schichten analog diesen Ausführungen aufgebaut sein können.It is understood that also Viologen systems with switchable absorption or reflective systems and hybrid absorptive and reflective layers can be constructed analogously to these designs.
Zusammengefasst zeigt die Erfindung insbesondere einen Holographischen Auφrojektionsschirm, der mit einer optischen Trägerplatte verbunden ist, und eine aktive optische Schicht, die auch mit der Trägerplatte verbunden ist, wobei die Transmission der Trägerplatte elektronisch oder chemisch geschaltet werden kann. Die Absorption der aktiven optischen Schicht wird z.B. im sichtbaren Teil des Spektrums geschaltet. In summary, the invention shows in particular a holographic projection projection screen which is connected to an optical carrier plate and an active optical layer which is also connected to the carrier plate, wherein the transmission of the carrier plate can be switched electronically or chemically. The absorption of the active optical layer is e.g. switched in the visible part of the spectrum.

Claims

Patentansprüche claims
1. Holographischer Bildschirm zur Auφrojektion, mit einer optisch transparenten Trägerplatte (112, 118; 211,219; 311,315), einem Hologramm (111; 212, 218; 315), das an der Trägerplatte befestigt ist und auf- projiziertes, spektral schmalbandiges Licht in einen vorher bestimmten Raumwinkel zurückstreut, während das Hologramm fur (l ll; 212, 218; 315) breitbandiges Licht transparent ist, gekennzeichnet durch eine schaltbare Schicht (114, 116; 214; 314), die zwischen einem ersten, im wesentlichen optisch transparenten Zustand und einem zweiten, im wesentlichen optisch absorbierenden und/oder reflektierenden Zustand hin- und herschaltbar ist.1. Holographic screen for projection, with an optically transparent carrier plate (112, 118; 211, 219; 311.315), a hologram (111; 212, 218; 315) which is attached to the carrier plate and projected, spectrally narrow-band light into one Scattered previously determined solid angle, while the hologram is transparent for (l ll; 212, 218; 315) broadband light, characterized by a switchable layer (114, 116; 214; 314) which is between a first, essentially optically transparent state and a second, essentially optically absorbing and / or reflecting state can be switched back and forth.
2. Holographischer Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Schicht (114, 116; 214; 314) ein Absorptionsvermögen aufweist, das im sichtbaren Bereich des Spektrums einstellbar ist.2. Holographic screen according to claim 1, characterized in that the switchable layer (114, 116; 214; 314) has an absorption capacity which is adjustable in the visible region of the spectrum.
3. Holographischer Bildschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Schicht (114, 116; 214; 314) ein Reflexions- oder Rückstreuvermögen aufweist, das im sichtbaren Bereich des Spektrums einstellbar ist.3. Holographic screen according to claim 1 or 2, characterized in that the switchable layer (114, 116; 214; 314) has a reflectivity or backscattering capacity which is adjustable in the visible region of the spectrum.
4. Holographischer Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere schaltbare Schichten (114, 116; 214; 314) vorgesehen sind, deren Absorptionsvermögen und/oder Reflexions- oder Rückstreuvermögen im sichtbaren Bereich des Spektrums getrennt einstellbar sind.4. Holographic screen according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of switchable layers (114, 116; 214; 314) are provided, the absorption capacity and / or reflection or backscattering capacity of which can be set separately in the visible region of the spectrum.
5. Holographischer Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (112, 118; 211, 219; 311, 315) mehrere Schichten (114, 116; 214; 314) aufweist, zwischen denen das Hologramm versiegelt ist.5. Holographic screen according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier plate (112, 118; 211, 219; 311, 315) has a plurality of layers (114, 116; 214; 314), between which the hologram is sealed.
6. Holographischer Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Elektrodenanordnung (113, 117; 213, 216) zur Erzeugung eines elektrischen Feldes innerhalb der schaltbaren Schicht (114, 116; 214) , wobei die schaltbare Schicht (114, 116; 214) lichtstreuende oder lichtabsorbierende Partikel (215) umfasst, die durch Anlegen des elektrischen Feldes ausrichtbar sind6. Holographic screen according to one of the preceding claims, characterized by an electrode arrangement (113, 117; 213, 216) for generating an electrical field within the switchable layer (114, 116; 214), wherein the switchable layer (114, 116; 214) comprises light-scattering or light-absorbing particles (215) which can be aligned by applying the electrical field
7. Holographischer Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Schicht (114, 116; 214; 314) hydrochromes oder elektrochrom.es Material umfasst.7. Holographic screen according to one of the preceding claims, characterized in that the switchable layer (114, 116; 214; 314) comprises hydrochromic or electrochromic material.
8. Holographischer Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Eimichtung zum Einbringen eines Reaktionsgases (312), wobei die schaltbare Schicht (314) oxidisches Material umfasst, das sich bei Kontakt mit dem Reaktionsgas einfärbt.8. Holographic screen according to one of the preceding claims, characterized by an egg device for introducing a reaction gas (312), wherein the switchable layer (314) comprises oxidic material which is colored on contact with the reaction gas.
9. Holographischer Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Schicht (114, 116; 214; 314) ein Viologen- System umfasst.9. Holographic screen according to one of the preceding claims, characterized in that the switchable layer (114, 116; 214; 314) comprises a viologist system.
10. Holographischer Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Schicht (114, 116; 214; 314) eine elektroreflekti- ve Metallhydridschicht umfasst.10. Holographic screen according to one of the preceding claims, characterized in that the switchable layer (114, 116; 214; 314) comprises an electroreflective metal hydride layer.
11. Holographischer Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Schicht (114, 116; 214; 314) eine PDLC-Schicht und/oder eine SPD-Schicht umfasst.11. Holographic screen according to one of the preceding claims, characterized in that the switchable layer (114, 116; 214; 314) comprises a PDLC layer and / or an SPD layer.
12. Holographischer Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (112, 118; 211, 219; 311,315), aus Glas oder Kunststoff gefertigt ist, wobei das Hologramm (111; 212, 218; 315), durch Laminieren oder Kleben mit der Trägerplatte verbunden ist.12. Holographic screen according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier plate (112, 118; 211, 219; 311,315) is made of glass or plastic, the hologram (111; 212, 218; 315), by lamination or adhesive is connected to the carrier plate.
13. Holographischer Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er als Trennwand zur Abtrennung von Räumen oder als Teil davon verwendet wird. 13. Holographic screen according to one of the preceding claims, characterized in that it is used as a partition for separating rooms or as part thereof.
14. Holographischer Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er als Außenverglasung von Gebäuden oder Fahrzeugen oder als Fenster oder als Teil davon verwendet wird.14. Holographic screen according to one of the preceding claims, characterized in that it is used as external glazing of buildings or vehicles or as a window or as part thereof.
15. Projektionssystem, mit einem Projektor zur Projektion von Bildern mit spektral schmalbandigem Licht in ein oder mehreren Wellenlängenbereichen, und einem Bildschirm (110; 210; 310) zur Wiedergabe der auφrojizierten Bilder, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (110; 210; 310) ein Holographischer Bildschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ist.15. Projection system, with a projector for projecting images with spectrally narrow-band light in one or more wavelength ranges, and a screen (110; 210; 310) for displaying the projected images, characterized in that the screen (110; 210; 310) is a holographic screen according to any one of claims 1 to 14.
16. Verfahren zur Proj ektion von Bildern auf einen Bildschirm, bei dem mit spektral schmalbandigem Licht in ein oder mehreren Wellenlängenbereichen Bilder auf einen Holographischen Bildschirm (110; 210; 310) projiziert werden, wobei das schmalban- dige Licht durch in einen vorher bestimmten Raumwinkel zurückgestreut wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Holographische Bildschirm (110; 210; 310) zu Beginn oder während des Verfahrens aus einem ersten Zustand, in dem er optisch im wesentlichen transparent ist, in einen zweiten Zustand, in dem er im wesentlichen optisch absorbierend ist, gebracht wird.16. A method for projecting images onto a screen, in which images are projected onto a holographic screen (110; 210; 310) with spectrally narrow-band light in one or more wavelength ranges, the narrow-band light being transmitted through a predetermined spatial angle is scattered back, characterized in that the holographic screen (110; 210; 310) at the beginning or during the process from a first state in which it is optically essentially transparent to a second state in which it is essentially optically absorbent , is brought.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektion auf eine Trennwand oder ein Fenster erfolgt, das als Holgraphischer Bildschirm ausgestaltet ist oder einen Holographischen Bildschirm (110; 210; 310) umfasst, wobei der Holographische Bildschirm (110; 210; 310) während der Projektion für spektral breitbandiges Licht nicht transparent ist, während er vor oder nach der Projektion für spektral breitbandiges Licht transparent ist.17. The method according to claim 16, characterized in that the projection takes place on a partition or a window which is designed as a holographic screen or comprises a holographic screen (110; 210; 310), the holographic screen (110; 210; 310 ) is not transparent to spectral broadband light during projection, while it is transparent to spectral broadband light before or after projection.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Holographischer Bildschirm (110; 210; 310) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 verwendet wird. 18. The method according to claim 16 or 17, characterized in that a holographic screen (110; 210; 310) according to one of claims 1 to 14 is used.
PCT/DE2002/002488 2001-07-27 2002-07-06 Holographic screen for front projection, a projection system and a method for image projection WO2003012495A2 (en)

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