DE1572676C - Projektionsschirm - Google Patents

Description

55

Die Erfindung bezieht sich auf einen Projektionsschirm, bei dem in Lichteinfallsrichtung vor einer Schicht mit diffus reflektierender Oberfläche eine Vielzahl von horizontal verlaufenden dünnen Stäben aus lichtdurchlässigem Material nebeneinander angeordnet ist.·

Ein Projektionsschirm dieser Art ist in der japanisehen Patentschrift 169 857 beschrieben. Dieser bekannte Projektionsschirm, bei dem die vor der diffus reflektierenden Oberfläche angeordneten Stäbe aus lichtdurchlässigem .Material einen im wesentlichen kreisförmigen Quej|chnitt aufweisen,· zeigt eine richtungsabhängige Licntreflexion in vertikaler Richtung und führt damit zu einer wesentlich besseren Lichtausbeute als die zuvor üblichen Projektionsschirme mit rein diffuser Lichtstreuung. Insofern führt daher dieser bekannte Projektionsschirm bei gleicher Lichtstärke des Projektionsapparates zu einem im Vergleich zu früheren Verhältnissen helleren Projektionsbild, jedoch ist auch dieses Projektionsbild im Endergebnis nicht frei,von Mängeln, und zwar zeigen sich im ^Wesentlichen zwei unerwünschte Erscheinungen. Zum einen wird die für die gesteigerte Bildhelligkeit erwünschte Richtwirkung für die Lichtreflexion mitunter durch das Auftreten einer leuchtenden geraden Linie auf dem Projektionsschirm erkauft, und zum anderen vermag auch das gesteigerte Reflexionsvermögen des bekannten Projektionsschirmes nicht allen Ansprüchen zu genügen und läßt insbesondere bereits nach relativ kurzer Einsatzzeit stark nach.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Projektionsschirm der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß er ein von störenden Reflexerscheinungen freies und sehr lichtstarkes Projektionsbild ergibt, wobei diese gesteigerte Bildhelligkeit auch nach langdauerndem Einsatz des Projektionsschirmes noch ungeschmälert erhalten bleiben soll.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schicht in eine luftdichte und weitgehend evakuierte Tasche aus einer lichtdurchlässigen Folie eingeschlossen ist, deren der diffus reflektierenden Oberfläche der Schicht zugewandte innere Oberfläche von dieser diffus reflektierenden Oberfläche durch eine mikroskopisch dünne Luftzwischenschicht getrennt ist und deren dieser inneren Oberfläche gegenüberliegende äußere Oberfläche die Stäbe aus lichtdurchlässigem Material trägt, die ihrerseits außen mit einer dünnen, welligen Oberflächenschicht mit unregelmäßigen, schwach ausgeprägten Dickeänderungen versehen sind.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Projektionsschirmes, bei der unter anderem auch von der beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 144 582 bekannten Möglichkeit einer Reflexionsbeeinflussung durch Aufbringen von Oberflächen überzügen Gebrauch gemacht wird, verleiht dem Projektionsschirm im Vergleich zu einem Projektionsschirm nach dem japanischen Patent 169 857 eine von Anfang an stärkere Richtwirkung, die im Ergebnis zu einem helleren Projektionsbild führt, und außerdem ließ sich durch praktische Vergleichsversuche zeigen, daß das Reflexionsvermögen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Projektionsschirms bei gleicher Behandlung und gleicher Versuchsdauer nur um etwa 10% absank, während unter den gleichen Bedingungen bei einem Projektionsschirm nach dem japanischen Patent 169 857 bereits eine Verschlechterung des Reflexionsvermögens um 40 °/o zu beobachten war.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich insbesondere auch für eine Lagerung des Projektionsschirmes in zusammengerolltem Zustand als vorteilhaft erweist, besteht darin, daß mit der die luftdichte Tasche bildenden Folie auf deren den Stäben abgewandten Seite eine Bahn aus elastisch kompressiblem Material verbunden ist. Dabei kann diese Bahn entweder im Inneren der Tasche angeordnet sein und dann als Unterlage ■ für die Schicht deren diffus reflektierende Oberfläche an die die Tasche bil-

dende Folie andrücken, oder es kann die Bahn auf die äußere Rückseite der ebenso wie die Schicht mit diffus reflektierender Oberfläche flexibel ausgebildeten Tasche aufgebracht sein.

Für die Ausbildung der Schicht mit diffus reflektierender Oberfläche sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zwei Ausführungsformen besonders bevorzugt, wobei diese Schicht im ersten Falle durch eine reinweiße Pigmentbeschichtung einer innen auf der Rückwand der Tasche angeordneten Stoff- oder Papierbahn gebildet wird, während diese Schicht im zweiten Falle aus einer Pigmentbeschichtung einer Bahn mit stark reflektierender Oberfläche wie beispielsweise einer Aluminiumfolie besteht.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele für einen erfindungsgemäß ausgebildeten Projektionsschirm dargestellt sind. Dabei zeigen in der Zeichnung

F i g. 1 und 5 schematische Darstellungen zur Erläuterung der physikalischen Wirkungsweise der Erfindung und

F i g. 2 bis 4 und 6 bis 8 vertikale Schnitte durch verschiedene Ausführungsformen für erfindungsgemäß ausgebildete Projektionsschirme.

F i g. 1 zeigt den Oberflächenteil eines durchsichtigen Stabes im Schnitt und in starker Vergrößerung. Die Oberfläche 2 des Stabes 1 ist mit einem durchsichtigen Film 3 mit schwach welliger Oberfläche 4 überzogen. Der Winkel Θ zwischen der Oberfläche 2 des Stabes 1 und der Oberfläche 4 des Films 3 ist somit ziemlich klein.

Trifft ein Lichtstrahl aus der umgebenden Luftschicht 5 in Richtung 6 praktisch senkrecht auf die Oberfläche des (zunächst ohne Überzug gedachten) Stabes, so dringt der größte Teil in Richtung der gestrichelten Linie 9 in das Material ein, während der Rest in entgegengesetzter Richtung zur Einstrahlrichtung 6 reflektiert wird; wenn jedoch auf der Oberfläche des Stabes ein Film 3 vorhanden ist, so wird der reflektierte Teil des aus der gleichen Richtung wie zuvor auftreffenden Lichtstrahls in einer Richtung 7 zurückgeworfen, die um einen relativ großen Winkel, nämlich um 2 Θ gegenüber der Richtung 6 verändert ist. Nimmt man weiter an, daß der durchsichtige Stab 1 und der durchsichtige Film 3 einen einheitlichen Brechungsindex η haben, so wird das in dies eindringende Licht nur wenig abgelenkt, und

zwar um den relativ kleinen Winkel (l j Θ und

wandert in Richtung 8.

Das an der äußeren Oberfläche reflektierte Licht wird also ausreichend diffus gestreut, während der Weg des in die Stäbe eindringenden Lichtes praktisch unverändert bleibt. Das Phänomen, daß auf dem Projektionsfilm leuchtende Striche erscheinen, wird somit praktisch bedeutungslos, wobei jedoch die ausreichende Richtungsabhängigkeit der Reflexion trotz der Anwesenheit einer solchen Oberflächenschicht 3 im wesentlichen erhalten bleibt. Zur Beseitigung der Richtungsabhängigkeit der Reflexion an der Staboberfläche kann im Prinzip auch ein Mattierverfahren angewandt werden. Dabei werden jedoch im allgemeinen feinere Oberflächenstrukturen erhalten, und die für den Projektionsschirm erstrebte, befriedigende Richtungsabhängigkeit der Reflexion wird gestört. Auch kann zur Verhinderung der unerwünschten Spiegelreflexion auf der Oberfläche des lichtdurchlässigen Stabes 1 ein Film mit A/4 Dicke vorgesehen werden; ein solches Verfahren ist jedoch in Anbetracht der damit verbundenen hohen Kosten wirtschaftlich kaum von Interesse.

Der Film 3 besteht aus amingehärtetem Epoxyharz, dessen Oberflächenspannung relativ klein ist und das seine Fließfähigkeit nach dem Aufbringen relativ rasch verliert.

Die Verminderung des Reflexionsgrades wird dadadurch vermieden, daß die Schicht oder Bahn mit lichtreflektierender Oberfläche in eine luftdichte Tasche oder Hülle aus lichtdurchlässigem Material, wie Polyäthylen, eingebracht wird, die dann evakuiert und verschlossen wird und auf deren Oberfläche man dann eine Vielzahl von zylindrischen Stäben aus lichtdurchlässigem Material mit kreisförmigem Querschnitt unter Verwendung eines lichtdurchlässigen Klebers der reflektierenden Oberfläche gegenüberstehend aufbringt.

ao Eine bevorzugte Ausführungsform eines solchen Projektionsschirmes wird in F i g. 2 gezeigt. Diese kann dadurch erhalten werden, daß man die Oberfläche eines Papierbogens bzw. einer Papierbahn 10 zur Erzeugung der diffus reflektierenden Schicht 11 mit einem reinweißen Pigment, wie beispielsweise MgF₂, MgO oder BaSO₄, beschichtet und in eine luftdichte Tasche oder Hülle 12 einbringt, die aus lichtdurchlässigem Material, wie beispielsweise Polyäthylen, besteht und letztere nach dem Evakuieren ihres Innenraums (den man verschließt) an der Oberfläche, wie in F i g. 2 gezeigt wird, mit einer Vielzahl von zylindrischen Stäben 1 mit kreisförmigem Querschnitt aus lichtdurchlässigem Material unter Verwendung eines lichtdurchlässigen Klebers versieht.

Eine andere Ausführung zeigt Fig. 3, in der die Papierbahn 10 weggelassen und die Pigmentschicht 11 auf der Innenoberfläche der Rückwand der Tasche 12 aufgebracht ist. Schließlich kann auch eine Bahn oder Folie 13 mit hohem Reflexionsvermögen, wie eine Aluminiumfolie, mit einem relativ dünnen Überzug aus weißem Pigment versehen und in die Tasche 12 eingesteckt sein, wie in F i g. 4 gezeigt wird.

Nachfolgend wird erläutert, inwiefern durch die oben beschriebene Schirmausbildung eine Verminderung des Reflexionsgrades vermieden werden kann.

F i g. 5 zeigt in ziemlich starker Vergrößerung einen vertikalen Schnitt durch einen Teil des Projektionsschirmes. Der diffus reflektierende Film 11 ist von einer evakuierten Tasche 12 aus lichtdurchlässigern und luftdichtem Material umschlossen, dessen mit kreiszylindrischen Stäben 1 aus lichtdurchlässigem Material versehene Wand von dem diffus reflektierenden Film 11 durch eine mikroskopisch kleine Luftzwischenschicht 14 getrennt ist. Auf verschiedene Punkte des Stabes 1 parallel einfallende Lichtstrahlen 15 werden durch den durchsichtigen Stab 1, durch die dünne Luftschicht 14 hindurch, auf der Oberfläche des diffus reflektierenden Films 11 gesammelt, die dadurch stark beleuchtet wird, und die diffus reflektierten Lichtstrahlen 16 gehen auf ihrem Rückweg durch die dünne Luftschicht 14, die durchsichtige und luftdichte Wand der Tasche 12 und den durchsichtigen Stab 1, wobei sie über einen weiten Winkelbereich nach außen gestreut werden. Wegen der vorhandenen Luftschicht 14 werden Lichtverluste durch wiederholte Totalreflexionen zwischen der Oberfläche des Films 11 und der Oberfläche des Stabes 1 kaum auftreten.

Weiter wird dank der Anordnung des diffus re- Fig. 7 zeigt schematisch einen vertikalen Schnitt

flektierenden Films 11 innerhalb der evakuierten durch eine weitere Ausführungsform, die speziell für

Tasche 12 die räumliche Beziehung zwischen dem eine bequeme Aufbewahrung des Projektionsschirmes

Film 11, der Tasche 12 und den Stäben 1 durch den geeignet ist. Der in Fig. 7 gezeigte Schirm umfaßt

äußeren Atmosphärendruck ständig aufrechterhalten, 5 eine Mehrzahl von parallel angeordneten kreiszylin-

und es tritt keine Änderung der Richtungsabhängig- drischen Stäben 1 aus lichtdurchlässigem Material,

keit der Reflexion des Schirmes auf. die während eines Zusammenfaltens bzw. -rollens des

Ein weiterer begrüßenswerter Vorzug der vor- Schirmes (seitlich) voneinander entfernt werden könstehend erläuterten Anordnung besteht darin, daß nen, einen diffus reflektierenden Film 11, eine Tasche eine unerwünschte Störung der diffus reflektierenden io 12 aus transparenter, luftdichter Folie, welche den Oberfläche durch Verschmutzung oder Feuchtigkeit diffus reflektierenden Film 11 umschließt, eine mikroausgeschlossen ist. skopische Luftschicht 14 zwischen der vorderen

Die Anordnung des diffus reflektierenden Films 11 Wand der Tasche 12 und der diffus reflektierenden

relativ zu den durchsichtigen Stäben 1 kann gemäß Oberfläche des Films 11 und eine Schicht 17 aus

einer weiteren Ausführungsart dadurch festgelegt wer- 15 elastischem Material, wie beispielsweise aufgeschäum-

den, daß eine Platte oder Bahn aus weichem elasti- tem Polyurethan.

schem Material, wie aufgeschäumtem Polyäthylen Der beschriebene Projektionsschirm kann um einen

oder aufgeschäumten Polyurethan als Träger für den Dorn oder einen Stab 18 aufgewickelt werden. Die

diffus reflektierenden Film 11 verwendet wird, so diffus reflektierende Bahn 11 und die Tasche 12 müs-

daß dieser leicht zu den durchsichtigen Stäben 1 vor- 20 sen dann genügend flexibel sein. Zu diesem Zweck

gespannt und dadurch eine feste Lagebeziehung kann die Bahn bzw. der Film 11 durch Beschichtung

zwischen den beiden hergestellt wird. einer Stoffbahn mit einem reinweißen Pigment, wie

F i g. 8 zeigt eine solche zusammengepreßte, zu- beispielsweise MgF₂, MgO oder BaSO₄, hergestellt sammenhängende Bahn 17 aus aufgeschäumtem werden; die lichtdurchlässigen Stäbe 1, die aus Glas Polyurethan mit dem aufgebrachten diffus reflektie- 25 bestehen können, werden mit Hilfe eines lichtdurchrenden Film 11 in der evakuierten Tasche 12 aus lässigen Klebers auf die Außenfläche der genügend Polyäthylen, wobei das Ausdehnungsbestreben der flexiblen Tasche 12 aufgeklebt (z. B. so, daß eine aufgeschäumten Polyurethanschicht 17 dazu ausge- Haftung nur an einem relativ schmalen Streifen der nutzt wird, den diffus reflektierenden Film 11 in Rieh- einzelnen Stäbe erreicht wird). Die elastische Schicht tung auf die transparenten Stäbe 1 zu drücken und 30 17 ist mit der Rückseite der Tasche 12, d. h. der den ihn gegen die Wand 12 zu pressen. Diese Anordnung transparenten Stäben 1 abgewandten Seite verbunden, hat den Vorteil, daß, selbst wenn äußere Luft in die Sie wird an ihrem oberen Ende 19 oder einem dazu Polyäthylentasche 12 mit der Zeit eindringt, diese zu- benachbarten Teil mit Hilfe eines Klebers an dem nächst durch eine Ausdehnung der zusammengepreß- Dorn oder Stab 18 sicher befestigt,
ten Polyurethanschicht 17 aufgenommen wird, so daß 35 Der Projektionsschirm mit vorstehend beschriebeder Luftdruck innerhalb der Tasche 12 noch geringer nem Aufbau kann in einfacher Weise mit Hilfe des bleibt als der äußere Luftdruck und die dünne Luft- Stabes 18 lediglich durch dessen Drehung in Richschicht 14 zwischen den lichtdurchlässigen Stäben 1 tung des Pfeiles 20 aufgewickelt werden, da sowohl (bzw. ihrer Unterlage) und der diffus reflektierenden die aufgeschäumte Polyurethanschicht 17 als auch Oberfläche des Films 11 über eine lange Zeitdauer 40 der diffus reflektierende Film 11, und die Tasche 12 hinweg in konstanter Dicke aufrechterhalten werden genügend flexibel sind und die transparenten Stäbe 1, kann, die über die Länge des Projektionsschirmes wie in Fig. 7 gezeigt ist (seitlich), voneinander enteinheitlich gemacht werden kann. fernt werden können. Der um den Stab oder Dorn 18

Die vorstehend beschriebene Anordnung ist weiter aufgewickelte Projektionsschirm kann in einfacher

in der Weise vorteilhaft, daß die Luft auf einfache 45 Weise wieder ausgebreitet werden, etwa indem man

Weise aus der Tasche 12 entfernt werden kann, in- am unteren Ende 21 in Richtung des Pfeiles 22

dem man die Polyäthylentasche 12 mit der darin ent- zieht.

haltenen aufgeschäumten Polyurethanschicht 17 (und Bei dem vorstehenden Beispiel wurde eine elastische

natürlich der Bahn bzw. dem Film 11) zusammen- Schicht oder Bahn 17 aus Polyurethan verwendet; es

preßt, wodurch auf einfache Weise genügend Luft 50 ist jedoch klar, daß diese elastische Bahn auch aus

entfernt werden kann. beliebigem anderem Material, beispielsweise aus

Der Projektionsschirm kann nach den F i g. 2, 3,4 Schaum- oder Schwammgummi oder aufgeschäumtem

und 8 durch eine Verbindung der lichtdurchlässigen Polyäthylen bestehen kann.

Stäbe 1 miteinander mechanisch verstärkt werden, so Es ist klar, daß der in Fig. 7 gezeigte Projektions-

daß ein Verband von plattenähnlicher Form entsteht. 55 schirm um den Dorn oder Stab 18 leicht aufgewickelt

So zeigt Fig. 6 beispielsweise außer der bereits in und so bequem aufbewahrt werden kann, ohne daß

Fig. 2 gezeigten Anordnung einen Stabverband mit die besonderen Vorteile der Erfindung optischer Art

zusammenhängendem, durchsichtigem Film 3. verlorengehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

ί 572 Patentansprüche: J

1. Projektionsschirnij.bei dem in Lichteinfallsrichtung vor einer Schicht mit diffus reflektierender Oberfläche eine Vielzahl von horizontal verlaufenden dünnen Stäben aus lichtdurchlässigem Material nebeneinander angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht

(11) in eine luftdichte und weitgehend evakuierte Tasche (12)»aus einer-:lichtdurchlässigen. Folie eingeschlossen ist, deren der diffus reflektjejrenäjeüf '*■ Oberfläche der Schicht (11) zugewandte innere Oberfläche von dieser diffus reflektierenden Oberfläche durch eine mikroskopisch dünne Luftzwischenschicht (14) getrennt ist und deren dieser inneren Oberfläche gegenüberliegende äußere Oberfläche die Stäbe (1) aus lichtdurchlässigem Material trägt, die ihrerseits außen mit einer dünden, welligen Oberflächenschicht (3) mit uiiregelmäßigen, schwach ausgeprägten Dickeänderungen versehen sind.

2. Projektionsschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der die luftdichte Tasche

(12) bildenden Folie auf deren den Stäben (1) abgewandter Seite eine Bahn (17) aus elastisch kompressiblen Material verbunden ist (F i g. 7, 8).

3. Projektionsschirm nach Anspruch 2, dadurch · gekennzeichnet, daß die Bahn (17) im Inneren der Tasche (12) angeordnet ist und als Unterlage für die Schicht (11) deren diffus reflektierende Oberfläche an die die Tasche (12) bildende Folie andrückt (Fig. 8).

4. Projektionsschirm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (17) auf die äußere Rückseite der ebenso wie die Schicht (11) mit diffus reflektierender Oberfläche flexibel ausgebildeten Tasche (12) aufgebracht ist (F i g. 7). .

5. Projektionsschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (11) mit diffus reflektierender Oberfläche durch eine reinweiße Pigmentbeschichtung einer innen auf der Rückwand der Tasche (12) angeordneten Stoff- oder Papierbahn gebildet ist.

6. Projektionsschirm nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (11) mit diffus reflektierender Oberfläche durch eine Pigmentbeschichtung einer Bahn (13) mit stark reflektierender Oberfläche gebildet ist (F i g. 4). . .

7. Projektionsschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (3) auf den Stäben (1) aus einem amingehärteten Epoxyharz besteht.