<Desc/Clms Page number 1>
Projektionsschirm.
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
Die feinere Oberflächenkonfiguration des in den verschiedenen Typen auszuführenden Projektionsgitterschirmes hat nun in bezug auf das auffallende Projektionslicht bzw. auf die aufprojizierten stehenden oder bewegten Lichtbilder zunächst folgende optische Wirkung :
Es findet auch für die mehr und mehr seitlich gelegenen Teile des Zuschauerraumes eine genügend starke Lichtreflexion von der Schirmoberfläche her statt, die, wie aus Fig. 2 (Vergrösserung zirka 22-5 :
1) ersichtlich, an den entsprechend gelegenen seitlichen Teilen der die Gitterschirmoberfläche zusammensetzenden und vertikal gerichteten elliptisch-konvexen Zylindersegmente erfolgt und damit den seitlich sitzenden Zuschauern die ungefähr gleich hohe Lichtintensität der stehenden oder bewegten Projektion-
EMI2.1
Projektionsversuche haben ergeben, dass der in der Horizontalebene überall eine hohe Lichtintensität der Projektionsbilder liefernde horizontale Gesamtstreuwinkel des Gitterschirmes über 160 beträgt, was auch für den breitesten Zuschauerraum überreichlich genügen dürfte.
Der bei der elliptisch-segmentären Schirmoberfläche zu beobachtende gleichmässige Helligkeiteffekt der Projektionsbilder für zentrale und seitliche Beobachtungsrichtungen ist nicht erreichbar, wenn man im Horizontalschnitt des Schirmes an Stelle der flachen Ellipsen entsprechend dimensionierte Kreis-
EMI2.2
zentraler Beobachtungsrichtung wahrgenommenen Helligkeit bewirken muss. Dies erklärt sich daraus, dass die von den konvexen kleinen Kreissegmenten mehr oder minder senkrecht nach vorn reflektierenden, eng benachbarten und einander von Segment zu Segment entsprechenden Bildstrahlenbündel infolge der bei diesen Kreisen rascher als bei den flacheren Ellipsen fortschreitenden Mittelkrümmung untereinander rascher divergieren müssen als bei Reflexionen an den entsprechend gelegenen mittleren Ellipsenteilen.
Denn hier bleiben diese Bündel infolge der relativ schwächeren Krümmung näher beieinander und divergieren lamgsamer.
Diese Eigenschaft kommt nun, wie die Fig. 3 (Kreise) und 4 (Ellipsen) zeigen, den stärker seitlich reflektierten, zu je zwei benachbarten Segmenten gehörigen und angenähert parallel verlaufenden Lichtstrahlenbündeln besonders vorteilhaft zustatten, denn deren gegenseitige Entfernung e muss ja, wie aus den Figuren deutlich hervorgeht, mit zunehmender Seitenreflexion infolge perspektivischer Verkürzung stets kleiner sein als die Entfernung d bei mehr oder minder zentraler Reflexion.
Für diese perspektivische Verkürzung von d bei zunehmender Seitenbeobachtung, d. h. zunehmendem Einfallswinkel der projizierten Lichtstrahlen ergibt sich folgende Beziehung :
EMI2.3
<tb>
<tb> Bei <SEP> einem <SEP> Einfallswinkel <SEP> von <SEP> 300 <SEP> wird <SEP> e <SEP> = <SEP> 0'87 <SEP> d
<tb> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 450 <SEP> " <SEP> e <SEP> = <SEP> 0'71 <SEP> d
<tb> " <SEP> 60 <SEP> e <SEP> e=0-5 <SEP> d
<tb> " <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> 800 <SEP> " <SEP> e= <SEP> 0'2 <SEP> d.
<tb>
Wie die Fig. 3 und 4 veranschaulichen, tritt die Differenz zwischen d und e bei den kreisförmigen Segmenten bedeutend störender hervor als bei den ellipsenförmigen. Bei diesen darf als gegenseitige Lichtbündelentfernung d diejenige betrachtet werden, die den zu zwei benachbarten Zentralstrahlen unmittelbar benachbarten und zueinander in gerade beginnender Konvergenz befindliehen Seitenstrahlen entspricht. Der Wert für d wird dann entsprechend kleiner und nähert sich dem der Seitenreflexion korrespondierenden Wert e weitgehend, wodurch eine über die ganze Schirmoberfläche gleichmässig verteilte Bildhelligkeit für die verschiedenen Beobaehtungswinkel gewährleistet ist.
Wie ersichtlich, schreitet die perspektivische Verkürzung von e mit wachsendem Einfallswinkel rasch fort, führt damit zu einer entsprechend zunehmenden Zusammendrängung der einander benachbarten und angenähert parallel reflektierten Strahlenbündel. Diese Zusammendrängung bedingt aber ihrerseits die bereits angeführte seitliche Helligkeitssteigerung des Projektionsbildes bei kreissegmentärer Ausbildung der Schirmoberfläche. Dagegen verschwindet der Fehler bei der elliptiseh-segmentären Schirmoberfläche so gut wie vollkommen.
Die bei kreisförmig-segmentärer Schirmoberfläche vorhandene zentrale Helligkeitsverminderung des Bildes würde auch bei steil-elliptischer, sowie parabolischer Form der Zylindersegmente störend in Erscheinung treten. Die Gründe dafür sind wiederum in der bei diesen Segmentformen rascher als bei den flachen Ellipsenbögen fortschreitenden Mittelkrümmung zu suchen.
Neben der durch die EIliptizität der reflektierenden Schirmoberflächenelemente auch bei seitlicher Beobachtung der Bilder angenähert gewährleisteten Ausgleichung von d und e bringt die aus den Fig. 2 und 4 hervorgehende weitere Tatsache, dass der Zuschauer von einem jeden Punkt des Zuschauerraumes aus senkrecht auf die einzelnen Bildelemente bzw. die reflektierenden Oberflächen der Schirmsegmente blickt, abermals einen wichtigen Vorteil mit sich.
Es tritt nämlich, wie Versuche gezeigt haben, das bei den bisher gebräuchlichen Projektionsschirmen äusserst störend empfundene Phänomen der übertriebenen Verkürzung horizontal gerichteter Bildfeldteile bei mehr und mehr seitlicher Betrachtung um vieles geringer hervor ; dies ist für die Beurteilung des Gesamtbildes gleichfalls von besonderer Bedeutung.
<Desc/Clms Page number 3>
Was schliesslich die erforderliche Höhenlichtstreuung des Schirmes anbetrifft, so genügt für die meisten Lichtspielhäuser eine Streuung von etwa insgesamt 30 -40 nach oben und unten, in der Vertikalebene gemessen. In Anbetracht dessen, dass die für die Schirmoberfläche gewählte leichte Mattierung derjenigen des Seidenglanzes entspricht, ist infolge dieser Abdämpfung des metallischen Hochglanzes für etwas diffuse Streuung gesorgt, die sich in Form der hinreichend grossen Höhenstreuung auswirkt.
Die optische Streuwirkung der leichten Mattierung der metallischen Schirmoberfläche wird durch die in dieser zahlreich vorhandenen, ausserordentlich mannigfachen und feinen Struktur-bzw. Oberflächenunregelmässigkeiten so unterstützt, dass infolge der alsdann wirksamen, mehr oder minder unregelmässigen Reflexion der gewünschte Streueffekt verstärkt in Erscheinung tritt.
In Verbindung mit der grossen Gesamtseitenstreuung füllt damit die Höhenstreuung sämtliche Punkte des Zuschauerraumes so, dass das projizierte Bild von jedem in dem Raum befindlichen Beobachter mit der gleichen Helligkeit wahrgenommen wird.
Ausser der querdimensional verzeichnungsfreien, breiten und überall praktisch gleich intensiven Seitenlichtstreuung bewirkt die elliptisch-segmentäre Oberflächengestaltung des neuen Schirmes eine maximale Verstärkung der bei stehenden Bildern auf richtiger photographischer Perspektive, bei bewegten teils auf dieser, teils auf der gegenseitig fortwährend wechselnden Parallaxe der einzelnen Bildteile beruhenden natürlichen Tiefenplastik der auf den Schirm projizierten Liehtbilder.
Wie Versuche zeigten, arbeitet der Schirm innerhalb des gesamten Streubereiches so, dass für Entfernungen vom Schirm, die grösser sind als die für die oben angeführten Schirmtypen angenommen, die feine elliptisch-segmentäre Oberflächenstreifung des Schirmes nicht mehr störend sichtbar ist, da sieh dann die Grösse des Sehwinkels, unter dem in der Horizontalebene je ein Ellipsenbogen erscheint, auf weniger als eine halbe Bogenminute beläuft, während sowohl das stehende wie ganz besonders auch das kinematographisch bewegte Projektionsbild mit weitaus stärkerer Plastik als bei Anwendung der bisher gebräuchlichen Projektionsschirme hervortritt.
Die plastikverstärkende Wirkung des neuen Schirmes beruht auf bekannten physiologisch-optischen bzw. psychologisch-optischen Faktoren.
<Desc / Clms Page number 1>
Projection screen.
EMI1.1
<Desc / Clms Page number 2>
The finer surface configuration of the projection screen, which is to be implemented in the various types, now has the following optical effect with regard to the incident projection light or the projected stationary or moving light images:
There is also a sufficiently strong light reflection from the screen surface for the more and more laterally located parts of the auditorium, which, as shown in Fig. 2 (enlargement approx. 22-5:
1) takes place on the correspondingly located lateral parts of the vertically oriented elliptical-convex cylinder segments that make up the screen surface and thus the viewers seated to the side receive approximately the same light intensity of the standing or moving projection.
EMI2.1
Projection tests have shown that the total horizontal scattering angle of the grid screen, which provides a high light intensity of the projection images everywhere in the horizontal plane, is over 160, which should be more than sufficient for the widest auditorium.
The uniform brightness effect of the projection images for central and lateral viewing directions, which can be observed with the elliptical segmental screen surface, cannot be achieved if, in the horizontal section of the screen, instead of the flat ellipses, appropriately dimensioned circular
EMI2.2
central observation direction must cause perceived brightness. This is explained by the fact that the image ray bundles that reflect more or less vertically forward from the small convex circular segments, closely adjacent and correspond to one another from segment to segment, have to diverge from one another more quickly than with reflections due to the central curvature that progresses faster in these circles than in the flatter ellipses at the correspondingly located middle parts of the ellipse.
Because here these bundles remain closer together due to the relatively weaker curvature and diverge more slowly.
As shown in FIGS. 3 (circles) and 4 (ellipses), this property is particularly advantageous for the more strongly laterally reflected light beams that belong to two adjacent segments and run approximately parallel, because their mutual distance e must, as from As can be clearly seen from the figures, with increasing side reflection as a result of perspective shortening, it must always be smaller than the distance d in the case of a more or less central reflection.
For this perspective shortening of d with increasing side observation, d. H. The following relationship arises as the angle of incidence of the projected light rays increases:
EMI2.3
<tb>
<tb> With <SEP> an <SEP> angle of incidence <SEP> of <SEP> 300 <SEP>, <SEP> e <SEP> = <SEP> 0'87 <SEP> d
<tb> "<SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> 450 <SEP> "<SEP> e <SEP> = <SEP> 0'71 <SEP> d
<tb> "<SEP> 60 <SEP> e <SEP> e = 0-5 <SEP> d
<tb> "<SEP>" <SEP> "<SEP>" <SEP> 800 <SEP> "<SEP> e = <SEP> 0'2 <SEP> d.
<tb>
As FIGS. 3 and 4 illustrate, the difference between d and e occurs significantly more disruptive in the case of the circular segments than in the case of the elliptical segments. In these, the mutual light bundle distance d may be considered to be that which corresponds to the side rays which are directly adjacent to two adjacent central rays and which are just beginning to converge to one another. The value for d then becomes correspondingly smaller and largely approaches the value e, which corresponds to the side reflection, which ensures that the image brightness is evenly distributed over the entire screen surface for the various viewing angles.
As can be seen, the perspective shortening of e progresses rapidly with increasing angle of incidence, thus leading to a correspondingly increasing constriction of the adjacent and approximately parallel reflected beams. However, this crowding in turn causes the aforementioned increase in the lateral brightness of the projection image when the screen surface is formed as a segment of a circle. In contrast, the error in the elliptical segmental screen surface disappears almost completely.
The central reduction in brightness of the image, which is present in the case of a circular-segmental screen surface, would also be disturbing in the case of the steep-elliptical and parabolic shape of the cylinder segments. The reasons for this are in turn to be sought in the central curvature which progresses more rapidly in these segment shapes than in the flat elliptical arcs.
In addition to the equalization of d and e, which is approximately guaranteed by the ellipticity of the reflective screen surface elements even when the images are observed from the side, the further fact that emerges from FIGS. 2 and 4 that the viewer from every point of the auditorium perpendicular to the individual image elements or the reflective surfaces of the screen segments, once again with an important advantage.
As tests have shown, the phenomenon of the exaggerated shortening of horizontally directed image field parts, which has been perceived as extremely annoying in the projection screens used up to now, is much less evident when viewed more and more from the side; this is also of particular importance for assessing the overall picture.
<Desc / Clms Page number 3>
Finally, as far as the necessary height light scattering of the screen is concerned, for most movie theaters a total scattering of around 30-40 upwards and downwards, measured in the vertical plane, is sufficient. In view of the fact that the slight matting selected for the screen surface corresponds to that of the silk gloss, this damping of the metallic high gloss ensures somewhat diffuse scattering, which has an effect in the form of sufficiently large vertical scattering.
The optical scattering effect of the slight matting of the metallic screen surface is made possible by the extremely varied and fine structure or structure that is numerous in it. Surface irregularities are supported in such a way that as a result of the more or less irregular reflection that is then effective, the desired scattering effect becomes more apparent.
In connection with the large overall lateral scatter, the vertical scatter fills all points in the auditorium in such a way that the projected image is perceived by every observer in the room with the same brightness.
In addition to the transverse-dimensional, distortion-free, broad and practically equally intensive side light scattering everywhere, the elliptical-segmental surface design of the new screen brings about a maximum reinforcement of the correct photographic perspective in the case of stationary pictures, partly on this in moving pictures, partly on the mutually constantly changing parallax of the individual parts of the picture natural depth sculpture of the image projected on the screen.
As tests have shown, the screen works within the entire scattering range in such a way that for distances from the screen that are greater than those assumed for the screen types listed above, the fine elliptical-segmental surface stripes of the screen are no longer visible, because then you can see the size of the viewing angle, at which an elliptical arc appears in the horizontal plane, amounts to less than half an arc minute, while both the stationary and, in particular, the cinematographically moving projection image emerge with a much stronger plastic than when using the projection screens that have been used up to now.
The plastic-reinforcing effect of the new umbrella is based on known physiological-optical and psychological-optical factors.