DE1797589A1

DE1797589A1 - Photochromes projektionssystem

Info

Publication number: DE1797589A1
Application number: DE19681797589
Authority: DE
Inventors: Ichiro Endo; Eiichi Inoue; Hajimi Kobayashi; Isamu Shimizu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1967-02-20
Filing date: 1968-02-20
Publication date: 1973-11-08
Also published as: DE1622263A1; US3563740A; DE1797588A1; DE1797388A1; GB1236423A; DE1797590A1; FR1602526A; GB1183907A; BE721563A; GB1236424A; GB1236422A; GB1236421A

Description

CANON K. K. Case 73 Div. C

Trennanrnrldiing aus T ο k y ο /Japan P 16 22 263. 2-51

Photochromes Projektionssystem

Die Erfindung bezieht sich auf die Projektion von Bildern auf einen photochromen Schirm zur Vorführung vor einem Publikum.

Photochrome Materialien sind seit kurzem bekannt. Diese Materialien entwickeln eine Färbung unter der Stimulation in der Strahlung einer charakteristischen Wellenlänge und eliminieren diese Färbung unter der Stimulation der Strahlung einer anderen charakteristischen Wellenlänge. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue und interessante Anwendung solcher Substanzen.

"Photochromes Material", wie in dieser Anwendung benutzt, entwickelt einen charakteristischen gefärbten Zustand unter der Stimulation von ultraviolettem Licht oder Wärmestrahlung und verliert diese Farbe unter der Stimulation von Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums, und auch Material, welches Farbig im natürlichen Zustand ist und seine Färbung unter der Strahlung einer charakteristischen Wellenlänge; verliert.

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In der deutschen Patentschrift (P 16 22 263) ist ein Aufzeichnungsmaterial zur Erzeugung von photochromen Bildern beschrieben, ■ mit einem Träger, der eine Aufzeichnungsfläche bestimmt, mit einer diesen bedeckenden photochromen Schicht und mit einem Stabilisator, der den aktivierten Zustand des photochromen Mate-φ rials stabilisiert und über die Aufzeichnungsfläche in Kontakt mit

dem photochromen Material verteilt ist, wobei die Schicht gänzlich organisch und monomer ist und aus Material mit Photoionendissoziation, mit Photoradikaldissoziation, mit Photowasserstoffübertragung, mit photosterischer Strukturänderung und/oder Photooxydation bzw. Photoreduktion ausgewählt ist, wobei der Stabilisator eines oder mehrere folgender Materialien enthält:

(a) eine organische, monomere Verbindung, die als Elektronen- W donator aus polycyclischen aromatischen Verbindungen, aliphatischen Aminen und aromatischen Aminen, oder als Protonendonator von den Phenolen, Alkoholen und Carboxylsäuren, oder als Elektronen aufnehmende Materialien aus den Quinonen und nitroaromatischen Verbindungen, oder als Protonen aufnehmende Materialien aus heterocyclischen, Stickstoff enthaltenden aromatischen Verbindungen und azoaromat i.schen Verbindungen

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ausgewählt ist, wobei die Schicht gebildet wurde durch Bedecken der Aufzeichnungsfläche mit einer Lösung des photochromen Materials und einem Lösungsmittel, welches eine vorstehende Verbindung (a) aufweist, .

(b) ein festes oder gelartiges Material, ausgewählt aus Säuren (einschließlich Lewissäuren), Basen (einschließlich Lewisbasen) und kristallinen Ionenverbindungen, .

(c) ein festes oder gelartiges Material, welches mit einer Säure oder Base so behandelt wurde, daß ein'Oberflächenstück in Kontakt mit dem photochromen Material sich als Lewis säure oder Lewisbase verhält.

Mit der Aussage, daß die Schicht "gänzlich organisch'· ist, sollen auch Salze von organischen Basen eingeschlossen sein, welche anorganische Ionen betreffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein photochromes Projektionssystem zu schaffen.

Dieses photochrome Projektionssystem ist dadurch gekenn-

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zeichnet, daß ein Schirm photo chromes, gleichmäßig darüber verteiltes Material enthält, daß ein Projektor eine Lichtquelle zur Projektion eines Originalbildes auf den Schirm mit genügender Intensität enthält, um das photochrome Material zu stimulieren, und daß eine Einrichtung zur Beleuchtung des gesamten Schirms mit weißem Licht ungenügender Lichtintensität für die Elimination eines auf dem Schirm durch Lichtstimulierung entwickelten Farbbildes vorgesehen ist, wobei der Schirm als Aufzeichnungsträger ausgebildet ist.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das photochrome Material von der Art, welche zur Entwicklung von Farbe durch Licht einer Wellenlänge außerhalb des sichtbaren Spektrums stimuliert wird und zur Elimination der entwickelten Farbe durch Licht einer Wellenlänge innerhalb des sichtbaren Spektrums stimuliert werden muß. In diesem Fall kann eine ultraviolette Lichtquelle für den Projektor verwendet werden, wobei ein das sichtbare Licht abschneidendes Filter vor die Lichtquelle gesetzt wird, damit nur ultraviolettes Licht projiziert wird.

Alternativ kann das System eine oder mtiforere uJtfnviolrtte

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Lampen enthalten, die zur Beleuchtung des gesamten Schirms dienen und das photochrome Material in den gefärbten Zustand stimulieren. Mit der Lichtquelle des Projektors wird dann mit Hilfe eines Dias ein farbiges Bild auf den Schirm geworfen, wobei die Wellenlänge und die Intensität des Lichtes ausricht, die Farbe zu eliminieren.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung liegt das photochrome Material in der Weise vor, daß es normalerweise gefärbt ist, und das mit Hilfe eines Dias erzeugte Lichtbild weist eine Wellenlänge und Intensität auf, um die Farbe zu eliminieren.

Das photochrome Material kann von der Art sein, daß es durch ultraviolettes Licht im Sinne der Eliminierung der Farbe stimulierbar ist, der Projektor besitzt dann eine ultraviolette Lichtquelle sowie ein das sichtbare Licht abscheidendes Filter, damit nur ultraviolettes Licht projiziert wird.

Es können auch Stabilisatoren verwendet werden, die in der deutschen Patentschrift (P 16 22 263) beschrieben sind, um

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zu verbesserten Schirmen zu gelangen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung besprochen. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Projektionssystems in schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform; Fig. 3 eine dritte Ausführungsform.

Photochrome Materialien, die bei den Schirmen gemäß Erfindung Verwendung finden können, sind folgende:

A. Spirane wie 1, 3, 3-Trimethylindolino-6'-Nitrobenzopyrilospiran; 1, 3, S-Trimethylindolino-B'-Nitro-S'-Methoxy-Benzopyrilospiran; 1, 3, S-Trimethylindolino-ö'-Nitro-e'-Fluor-Benzopyi ilospiran; 1, 3, S-Trimethylindolino-B'-S'-Dibrom-Nitrobenzopyrilospiran;

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-und die Kombinationen aus Spiranverbindungen und

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Wasserstoffgebern, d.h. Protonen abgebenden Substanzen wie Phenolen, organischen Karbonsäuren, schwachen anorganischen Säuren u. dgl. ·

B, Anile wie ■

Salicylidenanilin, Salicyliden-m-Toluidin, Salicyliden-p-Toluidin, SaIi cyliden~o-Chloranilin, Salicyliden-m-Bromanilin, Salicyliden-p-Bromanilin, Salicyl iden-m- Ph enylendiamin, ■

Salicyliden-o-Anisidin, Salicyliden-p-Anisidin, Salicyliden-m-Aminobenzoesaure, Salicyliden-p-Aminobenzeosäure

und die Kombinationen von Anilverbindungen und Protonen aufnehmenden Materialien wie Acrydin, Chinolin u. dgl,

C» Semikarbazone wie

Zimtaldehydsemikarbazon, m-Methoxy-Zimtaldehydsemikarbazon, o-Methoxy-Zimtaldehydphenylsemikarbazon ti. dgU

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Um einen Schirm gemäß Erfindung zu bilden, können eine oder mehrere dieser photochromen Verbindungen und Stabilisatoren in einer passenden Matrix dispergiert werden, welche beispielsweise ein filmbildendes Material enthält und die erhaltene Dispersion kann auf einen Träger geschichtet werden, ^P der ggf. transparent oder durchscheinend ist, um einen

Schirm zu bilden.

Als Träger kann ein passendes Material, z. B. Kunstharz, Glas» Metall, Papier, I&serstoff, Holz, Porzellan oder andere Arten von gewebtem Tuch dienen.

Für das photochrome Material und für das filmbildende Material W können Lösungsmittel benutzt werden.

Viele dieser Lösungsmittel und filmbildenden Materialien haben den Effekt der Verschiebung des charakteristischen Absorptionsspektrums des photochromen Materials in seinem gefärbten Zustand. Es wird auf die deutsche Patentanmeldung (Canon Case 73 Div. B) verwiesen. Im folgenden werden einige passende Lösungsmittel aufgeführt:
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SAD ORiGINAL

Wasser, Benzol, Toluol, Xylol, Cyclohexan, η-Hexan, Butyl alkohol, Isopropylalkohol, Äthylalkohol, Methylakohol, Dimethylformamid, Azeton, Äthylacetat, Pyridin, Trichloroäthylen, Chinolin, Pentan, Hexan, Heptan, Kohlenstofftetrachlorid, Decahydronaphthalin, Kohlenstoff disulfide, Chloroform, flüssiges Paraffin.

Im folgenden sind Beispiele von verwendbaren filmbildenden Materialien, die in der Matrix verwendet werden können, listenmäßig erfaßt:

i) Beispiele von kondensationsartigen Polymeren: Polyamidartige Harze,
N - Alkylpoly amid,
Polyimide,
Polypeptid,

polyesterartiges Harz,
Polycarbonatharz,
Poly säur eanhydridharz,
polyätherartiges Harz.

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ii) Beispiele von Homopolymeren:

aliphatische Vinylharze, ζ. Β. Polyvinylalkohol, Acetat, Chlorid,

aromatische Vinylharze, ζ. Β. Polystyrol, Nitrilharze, ζ. Β. Polyacrylnitril,

^fc acrylische oder methacrylische Harze, z. B. Polymethyl -

methacrylat;

andere polymerische Materialien:

Nitrozellulose,

Zelluloseacetat,

Äthylzellulose,

Polyäthylen,

Gelatine.

Ein mit Komplementärfarben entwickeltes Bild kann dadurch gebildet werden, daß ein Schirm mit dem ursprünglichen Muster bildmäßig belichtet wird, wobei die Strahlung einen speziellen Bereich von Wellenlängen aufweist. Ein normales Bild kann dadurch gebildet werden, daß die gesamte Oberfläche des Schirmes gleichmäßig scharf entwickelt wird und wenn der Schirm mit einer

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Strahlung gemäß dem anderen Bereich der Wellenlänge bestrahlt wird. Deshalb erlaubt das Verfahren gemäß Erfindung die Bildung eines gewünschten normalen Bildes und eines umgekehrten Bildes (mit den Komplementärfarben) auf der gleichen Aufzeichnungsfläche, und das auf einfache und rasche Weise. Um das ·

umgekehrte farbentwickelte Bild auf der Aufzeichnungsober- ™

fläche zu bilden, wird eine Strahlung mit einer Welle entsprechend der charakteristischen Absorptionsbereiche des photochromen Materials auf die Aufzeichnungsfläche unter Verwendung des Originalmtisters projiziert, um die Aufzeichnungsfläche in einen farbentwickelten Zustand zu versetzen, der einen Absorption swellenlängenbe reich im Sichtbaren aufweist. Wenn das Örigmalmuster negativ im obigen Fall ist, wird ein die positive Farbe entwickelndes Bild, d.h. ein umgekehrtes Bild erhalten, ™

da die Strahlung auf ein Teil stück der Aufzeichnungsfläche aufprojiziert wird, die den Bildteilen des ursprünglichen Musters entspricht« Wenn andererseits ein normales Bild auf der Aufzeichnungsfläche gebildet werden soll, wird eine Strahlung mit Wellenlängenbereichen entsprechend dem charakteristischen Ahsorplionswellenläng« bereich des photochromen Materials auf die Oberfläche projiziert,

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um die gesamte Oberfläche gleichförmig farbzuent wickeln, und anschließend.wird die farbentwickelte Oberfläche bildmäßig mit dem anderen Bereich der Wellenlänge bestrahlt, um die Farbe aus den Teilen der Aufzeichnungsoberfläche zu eliminieren, wie es das Original verlangt. Als Ergebnis wird ein positiv farbentwickeltes Bild erhalten. Die gesamte Oberfläche kann farbeliminiert und erneut gemäß einem negativen Bild bildmäßig belichtet werden, wobei diese Strahlung einen Wellenlängenbereich aufweist, der zu einem positiven umgekehrten Bild auf der Aufzeichnungsoberfläche führt. Es kann also ein normales Bild und ein umgekehrtes Bild nach Wunsch auf der gleichen Aufzeichnungsoberfläche erhalten werden. Es ist ferner eine Wiederholung möglich, wobei das aufgezeichnete Bild durch Licht eliminiert wird, der Schirm zu dem ursprünglichen, total farbentwickelten Zustand wiederhergestellt wird, und die Aufzeichnung erneut durchgeführt wird.

Das photochrome Material wird gewöhnlich durch eine geeignete erregende Strahlung- fa rbent wickelt, beispielsweise durch ultraviolettes Licht, welches den Schirm farbig (eigentlich schwarz) macht. Wenn das erregende Licht durch ein negatives Dia

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projiziert wird, gelangt das erregende Licht nicht durch die sehr dunklen Teile des Negativs, und die entsprechenden Teile des Schirmes entwickeln kaum eine Farbe oder entwickeln eine Farbe gemäß der Intensität des übermittelten Lichtes, während die hellen Stellen des Negativs eine höhere Intensität der Farbentwicklung bewirken. Auf diese Weise kann ein positives Bild von einem negativen Dia hergestellt werden.

Der Schirm wird vorzugsweise aus einem photochromen Material hergestellt, der ein Nachbild aufweist, so daß es nicht, notwendig ist, kontinuierlich zu projizieren, die Projektion kann vielmehr ausgesetzt werden und trotzdem wird das Bild auf dem Schirm beibehalten. Die Projektion wird in weißem Licht durchgeführt, dessen Intensität ungenügend ist, zur Photofarbenelimination zu führen.

Um eine positive Reproduktion eines positiven Dias zu erhalten, kann im Schirm photochromes Material verwendet werden, das bereits farbentwickelt ist. Es kann auf natürliche; Weise farbent,-wiekell sein oder künstlich fnrbontwiekelt -.wurden, 'indem eine Erregung durch ultraviolettes Licht oder Wärmestrahlung

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angewendet wird. Die Projektion kann dann von einem positiven Original stattfinden, um eine positive Reproduktion zu erhalten, wiederum bei einer Beleuchtung unter weißem Licht.

• Wenn das photochrome Material nicht natürlich gefärbt ist,

kann die Farbe über die gesamte Oberfläche des Schirmes durch Bestrahlung von vorne oder rückwärts entwickelt werden. Dies kann mittels ultravioletten Lichtquellen durchgeführt werden, die an den Seiten des Schirmes oder hinter diesem sind, wenn der Schirm durchleuchtend ist.

Beispiel 1

W Es wird Bezug auf Fig. 1 genommen. Der Schirm 16 ist unter

Verwendung von 1, 3, 3 -Trimethylindolino-e'-Nitrobenzopyrilspiran in Toluol als photochromes Material hergestellt. Als Lichtquelle 11 dient eine 500 W Hochdruckquecksilberlampe, deren Licht durch ein das sichtbare Licht abschneidende Filter 12 gelangt. Dieses ultraviolette Licht wird durch ein negatives Dia 13 projiziert, von einem Kondensor 14 kondensiert und

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mittels eines Projektorobjektivs 15 auf den Schirm 16 geworfen.

Das durch die hellen oder transparenten Teile des Negativs 13 fallende Licht entwickelt Farbe an den entsprechenden Teilen der Sehirmoberfläche 16 und ein umgekehrt projiziertes Bild wird erhalten» Um die Auslöschung des Nachbildes zu beschleunigen, kann sichtbares Licht von der Quelle 11 im Augenblick des Bildwechsels auf den Schirm geworfen werden. ■

Die Intensität des projiziert en Bildes auf der Sehirmoberfläche 16 ist vorzugsweise so, daß das pro jizierte Bild beibehalten wird, selbst wenn das erregende Licht nicht weiter angelegt wird, und deshalb ist es nicht notwendig, eine kontinuierliche Belichtung durchzuführen, da das zurückbehaltene Bild ■ auch im schwachen weißen Licht gesehen werden kann.

Beispiel 2

Es wird Bezug auf Fig. 2 genommen. Von zwei 'Lichtquellen (jeweils zwei 250 W Hochdruck-Quecksilberdampflampen) wird vermittels eines das sichtbare Licht abschneidenden

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Filters 28 ultraviolettes Licht gewonnen und entsprechend Beispiel 1 auf den Schirm 26 geworfen. Die Farbe wird auf der gesamten Oberfläche des Schirms 26 entwickelt.

Von einer 250 W Wolframlampe 21 wird sichtbares Licht

durch ein positives Dia 23 geworfen, das Licht durch einen

^ Kondensor 24 kondensiert und das Bild mittels des Projektor-

Objektivs 25 auf den Schirm 26 geworfen.

Die dem projezierten sichtbaren Licht unterworfenen Teile des Schirmes werden in ihrer Farbigkeit entsprechend der Intensität des auftreffenden Lichtes reduziert, und ein positives B ild entsprechend dem positiven Film wird erhalten,

^ Um das Bild auszulöschen, braucht lediglich ultraviolettes

Licht unter Ausschluß von sichtbarem Licht angewendet werden.

Beispiel 3

In Kig. 2 werden ultraviolette Lichtquellen 27 und 28 zur Totalbeliehtung der Oberfläche des Schirms hinter diesen

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plazieren, wie sich aus der gestrichelten Darstellung ergibt, und die Bestrahlung wird von hinten durchgeführt. Die positive Bildprojektion wird in der gleichen Weise durchgeführt wie bei Beispiel 2. \

Beispiel 4

Zur Herstellung des Schirmes wird 1, 3, 3-Trimethyl-Indolino-S'-Carboxy-Benzopyrilspiran und ein in Wasser löslicher Stabilisator in Wasser gelöst, und die Lösung einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol zugefügt.

Die Mischung wird gleichformig auf ein Baumwolltuch aufgetragen.

Die Oberfläche des Films ist im normalen Zustand rotbraun gefärbt,

und zwar im schwachen weißen Licht gesehen. Ein solcher Schirm M

36 ist in Fig. 3 gezeigt, und die Projektion wird wie bei Fig. 1 durchgeführt.

Die Lichtquelle kann sichtbares und ultraviolettes Licht abgeben bzw. eine Mischung. hiervon.■ Um ultraviolrtt.r.s Licht zu erhalten, wird das das .sichtbare Licht abschneidende Filier 32 verwendet, wobei dir Lichtquelle eine 2!>() W Wolfram-Lampe 31 oder eine

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500 W Hochdruck-Quecksilberdampflampe 31 sein kann. Das ultraviolette Licht wird durch ein positives Dia 33 geschickt, anschließend durch den Kondensor 34 kondensiert und das Bild mittels des Projektorobjektivs 35 auf den Schirm 36 geworfen.

Das Teilstück der Oberflädi e des Schirms, wo das Licht auftrifft, ist farbeleminiert, und ein positiv projiziertes Bild entsprechend dem positiven Film wird erhalten.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1* Photochromes Projektionssystem,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Schirm photochromes., gleichmäßig darüber verteiltes Material enthält, daß ein Projektor eine Lichtquelle zur Projektion eines Originalbildes auf den Schirm mit genügender Intensität enthält, um das photochrome Material zu stimulieren, und daß eine Einrichtung.zur Beleuchtung des gesamten Schirms mit weißem Licht ungenügender Lichtintensität für die Elimination eines auf dem Schirm durch Lichtstimulierung entwickelten Farbbildes vorgesehen ist, wobei der Schirm als Aufzeichnungsträger ausgebildet ist.

2. Projektionssystem nach Anspruch Ij dadurch gekennzeichnet/ daß. das photochrome Material solcher Art ist., daß es durch Licht außerhalb des sichtbaren Spektrums zur Entwicklung von Farbe stimulierbar ist und durch Licht innerhalb des sichtbaren Spektrums zur Elimination der -entwickelten Farbe stimulierbar ist. _:

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3, Projektionssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektorlichtquelle (11, 21, 31) ultraviolettes Licht abgibt, daß ein das sichtbare Licht abschneidendes Filter (12, 32) vor der Lichtquelle (11, 31) angeordnet ist, um nur ultraviolettes Licht zu projizieren.

4. Projektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das photochrome Material derart ist, daß es im normalen Zustand farbig ist, und daß die bildmäßige Belichtung durch den Projektor an den durchlässigen Stellen eines Dias zur entsprechenden Elimination der Farbe führt,

5. Projektionssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, W daß das photochrome Material derart ist, welches von

ultraviolettem Licht zur Elimination der Farbe stimulierbar ist, daß die Projektorlichtquelle ultraviolettes Licht abgibt und ein das sichtbare Licht abschneidendes Filter vor der Lichtquelle angeordnet ist.

6, Projektionssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein odermehrere ultraviolette Lampen zur Tptal-

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belichtung des Schirmes und zur Stimulierung des photochromen Materials in einen gefärbten Zustand vorgesehen sind, und daß die bildmäßige Belichtung mittels eines Dias und Projektionslichtquelle erfolgt, wobei das Licht eine Wellenlänge und Intensität aufweist, um die Farbe zu eliminieren. w

7. Projektionssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ultraviolette Lampe oder Lampen zur Beleuchtung der Vorderfläche des Schirmes angeordnet sind. '

8. Projektionssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ultraviolette Lampe oder Lampen zur Beleuchtung

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der Rückseite des Schirmes angeordnet sind, wobei ^

der Schirm durchscheinend ist.

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L e e r s e i t e