DE19747597B4

DE19747597B4 - Vorrichtung zur Darstellung statischer und bewegter Bilder unter Verwendung einer Bildwand, Bildwand sowie Verfahren zur Darstellung und zur Herstellung

Info

Publication number: DE19747597B4
Application number: DE1997147597
Authority: DE
Inventors: Claus-Peter Dr. Klages; Michael Dr. Vergöhl; Andreas Dr. Weber; Albert Dr. Engelhardt
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2017-10-29
Also published as: DE19747597A1; AU6620998A; WO1998036320A1

Abstract

Vorrichtung zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder unter Verwendung einer Bildwand,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung eine oder mehrere monochromatische Laserlichtquellen aufweist, dass eine Aufprojektion des Laserlichts der Laserlichtquellen auf die Bildwand vorgesehen ist, und dass die Bildwand spektral selektiv reflektierend ist, wobei sie unbeeinflusst von Störlicht einer von den Wellenlängen des monochromatischen Laserlichts abweichenden Wellenlänge im wesentlichen dunkel wirkt und das monochromatische Laserlicht stark reflektiert, wobei die Bildwand zum Erzeugen der spektralen Selektivität selektiv reflexionserhöhende plättchenförmige Pigmente mit mindestens 2 Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindexes aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder unter Verwendung einer Bildwand, die Bildwand zur Verwendung bei einer solchen Vorrichtung, ein Verfahren zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder unter Verwendung der Bildwand bzw. der Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung der Bildwand.
Vorrichtungen zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder unter Verwendung einer Bildwand sind beispielsweise als Diaprojektor oder Filmprojektoren bekannt. Um projizierte Bilder möglichst unbeeinflußt von Tageslicht oder künstlicher Raumbeleuchtung betrachten zu können, sollte die Reflexion von störendem Licht möglichst gering sein. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei einer flächigen Aufprojektion farbiger Bilder mit monochromatischem Licht, wie es beispielsweise von Lasern erzeugt werden kann (Laserfernsehen, Folienprojektion mit Laserlichtquellen), Projektions- oder Bildwände wünschenswert sind, welche ein stark wellenlängenselektives Reflexionsverhalten zeigen wie z.B. in der US 5 361 163 . Unter Aufprojektion ist im Sinne der DIN 190 45 Teil 4 zu verstehen, daß sich der Betrachter auf der gleichen Seite der Leinwand, oder Bildwand befindet wie der Projektor. Die Reflexion sollte also im Bereich der Wellenlängen, welche der Strahlung der monochromatischen Lichtquellen, beispielsweise der verwendeten Laserlichtquellen, welche beispielsweise eine rote; grüne und blaue Strahlung aussenden, entsprechen, nicht gering sein. Bei diesen Wellenlängen sollte die Reflexion im allgemeinen möglichst hoch sein. Für blaues Licht liegen die Wellenlängen bei etwa 430 bis 460 nm, für grünes Licht bei etwa 510 bis 540 nm und für rotes Licht bei etwa 620 bis 630 nrn. Eine solche selektive Reflexion sollte für einen Abstrahlungswinkel ε₂ (definiert in DIN 190 45, Teil 4) in einem Bereich von bis zu ± 45 Grad gegeben sein (siehe auch DIN 190 45, Teil 2).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder unter Verwendung einer Bildwand, sowie, ein Verfahren zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder unter Verwendung der Bildwand zu schaffen, wobei die statischen oder bewegten Bilder auf der Bildwand auch, bei Tageslicht deutlich und ungestört vom Tages- oder sonstigen Umgebungslicht bzw. Störlicht wahrnehmbar sein sollen. Ein bei bekannten Projektionswänden auftretender Effekt, daß das auf die Projektionswand auftreffende Tages- oder sonstige Umgebungslicht ebenfalls von der Wand reflektiert wird und als Störlicht in das Auge des Betrachters gelangt, so daß das Bild als überstrahlt erscheint, soll vermieden werden.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird eine Bildwand verwendet, die spektral selektiv reflektierend ist und einen Kontrast K aufweist, der im Bereich der Wellenlängen λ_R, λ_G, λ_B des monochromatichen Laserlichtes einen vorbestimmbaren oder vorbestimmten Grenzwert übersteigt, wobei der Kontrast K (λ) der Verhältniswert von räumlich integrierter Reflexion R (λ) bei der Wellenlänge λ zum Y-Normfarbwert ist. Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder unter Verwendung einer Bildwand bzw. einer obengenannten Vorrichtung dadurch das Kennzeichen des Anspruchs 22 gelöst.

Dabei kann ein Trägermaterial mit Bild beispielsweise ein Diapositiv oder eine Folie eines Tageslichtprojektors sein. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen definiert.

Dadurch wird eine Vorrichtung mit einer Bildwand bzw. auch eine Bildwand geschaffen, bei der die Reflexion der Bildwand möglichst hoch (ideal R = 100%) für die Wellenlängen des monochromatischen Laserlichtes (insbesondere für rote, grüne und blaue Strahlung, bezeichnet als RGB-Wellenlängen) und möglichst niedrig für die übrigen Wellenlängen ist (ideal R = 0). Vorzugsweise weist die Reflexion als Funktion des Abstrahlungswinkels ε₂ eine in gewissen vorbestimmten Grenzen wählbare Winkelcharakteristik auf.

Vorzugsweise wird eine Fläche einer Bildwand, insbesondere ein Substrat, zunächst stark absorbierend, idealerweise schwarz eingefärbt. Anschließend wird unter Verwendung eines Mehrschichtensystems mit mehreren; vorzugsweise transparenten Schichten, welche auf dem stark absorbierenden Substrat aufgebracht werden, die Reflektivität an den Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums erhöht, welche vom Laserlicht bzw. von den Laserlichtquellen emittiert werden.

Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit, ein für sämtliche Wellenlängen des sichtbaren Lichtes transparentes Substrat zu verwenden und auf diesem, wie bereits beschrieben, ein Mehrschichtsystem aufzubringen, welches die Re flektivität für die Wellenlängen des monochromatischen Laserlichtes erhöht und diese außerhalb dieser Wellenlängenbereiche insbesondere zusätzlich absenkt, ähnlich der Wirkung einer Antireflexschicht.

Das Mehrschichtsystem kann zum einen direkt auf dem absorbierenden oder transparenten Substrat aufgebracht werden. Zum anderen kann das Mehrschichtsystem Bestandteil eines Pigmentes sein, welches beispielsweise in einer transparenten Lackschicht auf das Substrat aufgetragen wird.

Dadurch wird eine Bildwand geschaffen, welche spektral selektiv das von den monochromatischen Laserlichtquellen ausgesandte Laserlicht stark reflektiert, zugleich aber eine im Vergleich zu einer bekannten Projektions- oder Bildwand stark abgesenkte Helligkeit aufweist (siehe auch DIN 50 32). Infolge des dadurch auftretenden erhöhten Kontrastes wird eine Darstellung von statischen und bewegten Bildern auf der Bildwand derart ermöglicht, daß der Beobachter diese Bilder auch bei Tageslicht wahrnehmen kann. Im Idealfall erscheint die Bildwand für das Auge des Betrachters unter normaler Tageslichtbeleuchtung schwarz, bietet jedoch für das monochromatische Laserlicht die gleiche Reflexion wie eine weiße Bildwand.

Besonders bevorzugt wird eine räumlich integrierte Reflexion für das RGB-Licht von jeweils zumindest 50% sowie eine über den sichtbaren Spektralbereich gemittelte Reflexion von maximal 40% gewählt.

Zum Erzeugen der spektralen Selektivität der Bildwand können vorzugsweise zwei Verfahren alternativ angewendet werden. In einem ersten Verfahren kann die Bildwand besonders bevorzugt mit einem Effektlack lackiert sein, welcher in einer transparenten organischen Matrix eingebettete Pigmente, insbesondere plättchenförmige Pigmente, enthält. Die Pigmente sind mit Interferenzschichten so versehen, daß sie in einem oder mehreren der RGB-Wellenlängenbereiche stark reflektieren und in den übrigen Wellenlängenbereichen lediglich schwach reflektieren.

Vorzugsweise wird der Lackierprozeß so gewählt, daß die Pigmente in der Lackschicht eine definierte Winkelverteilung ihrer Flächennormalen um die Senkrechte auf die Bildwand herum aufweisen. Die Winkelverteilung kann (rotations-)symmetrisch oder auch unsymmetrisch sein. Die Gesamtheit der in der Lackschicht auf der Bildwand eingebetteten Pigmente kann dadurch selektiv von den Lasern ausgestrahltes Licht reflektieren. Bei dem Licht jedoch, welches eine kontinuierliche Verteilung der Wellenlängen über einen größeren Bereich aufweist, wie dies Umgebungslicht oder Hintergrundbeleuchtung tut, weisen die Pigmente vorzugsweise eine geringe Helligkeit auf.

Für diese erfindungsgemäße Verwendung geeignete Pigmente weisen beispielsweise ein transparentes Trägermaterial, insbesondere Glasplättchen oder Glimmerplättchen sowie ein ein- oder beidseitig aufgebrachtes Mehrschichtsystem auf. Dieses kann aus zumindest zwei transparenten Schichtmaterialien mit unterschiedlichem Brechungsindex bestehen. Diese beiden Schichtmaterialien sind dann vorzugsweise abwechselnd auf dem Trägermaterial aufgebracht. Die gewünschte selektive Reflexion für beispielsweise rotes, grünes oder blaues Licht kann, in Abhängigkeit von der Schichtsystemart, wahlweise durch ein einzelnes RGB-Pigment, durch eine Mischung aus zwei Pigmenten (RG + B oder R + GB oder RB + G) oder durch eine Mischung aus drei Pigmenten (Rot und Grün und Blau) erfüllt werden.

Die Pigmente, welche aus einem Trägermaterial mit darauf aufgefügtem geeignetem Mehrschichtsystem bestehen, können vorugsweise durch Abscheidung von anorganischen Materialien, beispielsweise Oxiden, aus Flüssigkeiten oder durch chemische oder physikalische Gasphasenabscheidung erhalten werden. Die naßchemische und die Gasphasenabscheidung werden bevorzugt für die Herstellung von Effektpigmenten eingesetzt. Für die erfindungsgemäße Anwendung bei einer Bildwand wird besonders bevorzugt eine physikalische Gasphasenabscheidung (PVD-Verfahren, physical vapor deposition-Verfahren) vorgesehen. Die physikalische Gasphasenabscheidung gestattet eine Abscheidung von sehr dichten, stabilen Schichten, mit einer guten Reproduzierbarkeit. Besonders bevorzugt kann ein für die Beschichtung von Schüttgut adaptierter Sputterprozeß eingesetzt werden.

Altemativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, ein geeignetes Interferenzpigment ohne ein Trägersubstrat ausschließlich durch einen PVD-Prozeß herzustellen, wobei eine geeignete Schichtfolge zunächst auf einem beispielsweise bandförmigem Substrat aufgebracht und anschließend von dem Substrat abgelöst und zerkleinert wird. Ein solches Verfahren wird beispielsweise von der Firma Flex Products angewendet.

Altemativ zur Verwendung eines selektiv reflexionserhöhenden Pigmentes, welches auf einem stark absorbierenden oder aber transparenten Substrat in einer transparenten Lackschicht aufgetragen ist, kann auch eine entsprechend vorgefertigte Fläche bzw. ein entsprechendes Substrat direkt mit einem geeigneten mehrlagigen Schichtsystem versehen werden. Vorzugsweise wird dabei zunächst eine Schwärzung des Substrates beispielsweise durch einen entsprechend gewählten Lack, vorgenommen. Im Anschluß daran kann das geschwärzte Substrat selbst einem Beschichtungsprozeß unterworfen werden, wobei auf dem geschwärzten Substrat ein Schichtsystem aufgetragen wird, welches die gewünschen optischen Eigenschaften aufweist. Als Beschichtungsverfahren kann vorzugsweise ein Aufdampfverfahren oder ein Sputterverfahren vorgesehen werden. Das Substrat ist vorzugsweise im wesentlichen flächig und besonders bevorzugt eine mit Kunststoff imprägnierte Textilbahn. Vorzugsweise wird die Oberfläche des im wesentlichen flächigen Substrates vor dem Aufbringen des Mehrschichtsystems mit einer definierten Rauhigkeit oder Oberflächentopographie versehen. Dadurch wird eine für den Betrachter unangenehme spiegelnde Reflexion vorteilhaft vermieden und zudem erreicht, daß eine Reflexion in einen definierten Abstrahlwinkelbereich erfolgt. Eine definierte Rauhigkeit oder Topographie kann beispielsweise durch Verwenden eines geeigneten Textilmaterials oder aber durch einen Prägeprozeß in der auflaminierten Kunststoffschicht oder durch Verwenden eines geeignet mit Feststoff partikeln gefüllten Lackes, oder alternativ durch eine Kombination der genannten Verfahren erzeugt werden.

Anstelle des Vorsehens eines geschwärzten Substrates kann dies ebenfalls als transparentes Substrat ausgebildet sein. Auch dabei wird die gewünschte Unterdrückung der Störlichtreflexion von dem Substrat erreicht. Besonders vorteilhaft kann dadurch auch eine Projektion auf durchsichtigen Glas- oder Kunststoffflächen erfolgen, insbesondere auf Fensterscheiben oder ähnlichem. Die Bildwand kann dadurch beispielsweise ein Head-up-Display in einem Flugzeug oder einem Simulator sein.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben.
Diese zeigen in:
1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Bildwand zur Verdeutlichung der selektiven Reflexion für rotes, grünes und blaues Licht,
2 eine Prinzipskizze der Realisierung einer erfindungsgemäßen Bildwand mit einer Interferenzpigmente enhaltenden transparenten Lackschicht vor einem dunklen Hintergrund,
3 ein Reflexionsspektrum einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bildwand mit sechs Perioden jeweils einer hochbrechenden und einer niedrigbrechenden Schicht,
4 ein Reflexionsspektrum einer Bildwand entsprechend Spektrum gemäß 3 bei Verwendung von Anatas anstatt Titandioxid,
5 ein Reflexionsspektrum einer erfindungsgemäßen Bildwand bestehend aus neun Schichten von abwechselnd einer hochbrechenden und einer niedrigbrechenden Schicht und
6 ein Reflexionsspektrum einer erfindungsgemäßen Bildwand, bei der eine Überlagerung von drei einzelnen Pigmenten in einer Lackschicht vorgesehen ist.
1 zeigt eine Prinzipskizze eines Ausschnittes einer erfindungsgemäß gestalteten Bildwand 1, auf welche Lichtstrahlen auftreffen. Auf die Bildwand fällt sowohl das RGB-Laserlicht in Form der Lichstrahlen 11, 12, 13 als auch weißes Hintergrundlicht, beispielhaft durch die Pfeile 14, 15, 16, 17 dargestellt, welche Wellenlängen charakterisieren, die vom RGB-Licht verschieden sind, auf. Eine Strahlung mit Wellenlängen, die nicht exakt der von rot, grün oder blau entsprechen wird entsprechend dem angestrebten Spektralverlauf der Reflexion nicht relektiert. Eine Reflexion findet lediglich für das Laserlicht mit den RGB- Wellenlängen statt. Zwar wird auch der Anteil des weißen Hintergrundlichtes, welcher diesen Wellenlängen entspricht, von der Bildwand reflektiert. Aufgrund der kleinen Halbwertsbreite dieser Reflexionspeaks (vergleiche auch 3 bis 6) ist jedoch der dadurch entstehende Helligkeitseindruck so klein, daß die Bildwand für das Auge des Betrachters bei ausgeschaltetem Laserlicht dunkel erscheint.
Eine mögliche Ausführungsform der Bildwand 1 sieht 2 vor. Hierbei ist das geschwärzte Substrat 40 mit einer transparenten Lackschicht 30 versehen, in weiche Interferenzpigmente 50 eingebettet sind. Durch die einzelnen Pfeile ist wiederum eine selektive Reflexion angedeutet, wobei der oberste rote Lichtstrahl 12 nicht reflektiert wird, sondern durch das Interferenzpigment 50 hindurchtritt und von dem dunklen Substrat 40 absorbiert wird. Dasselbe gilt für den gelben Lichtstrahl 14. Lediglich der grüne Lichtstrahl 11 sowie der blaue Lichtstrahl 13 werden reflektiert an den jeweiligen Interferenzpigmenten 50. Die Winkelverteilung der Reflexion ergibt sich dabei aus der Anordnung bzw. dem Anordnungswinkel der jeweiligen Pigmente 50.
Ein derartiges beschichtetes Pigment 51 ist in vergrößerter Darstellung in der rechten unteren Bildecke dargestellt. Das Substrat 52 kann beispielsweise SiO₂ insbesondere mit einer Dicke von 200 nm bis 1 μm sein. Durch Aufbringen eines mehrlagigen Schichtsystemes auf das Trägermaterial in Form des Substrates 52 (hier dargestellt durch die drei Schichten 53, 54, 55) wird ein selektiver Reflektor geschaffen, welcher vergleichbar ist mit den Funktionen eines Laserspiegels. Die Beschichtung des Trägermateriales kann naßchemisch durch eine wässerige Lösung erfolgen oder aber durch Abscheidung aus der Gasphase mittels eines chemischen Verfahrens, insbesondere des CVD-Verfahrens (chemical vapor deposition-Verfahren) oder eines physikalischen Verfahrens, insbesondere des PVD-Verfahrens (physical vapor deposition-Verfahren) erfolgen. Derartige Pigmente werden beispielsweise von der Firma Merck als aus einer wässerigen Lösung hergestellt und von der Firma BASF als durch chemische Abscheidung (CVD-Verfahren) gewonnen angeboten.
Die Besonderheit von Perlglanzpigmenten liegt darin, daß eine kohärente Reflexion vorgesehen ist. Die elektrischen Feldstärken werden dabei zum sichtbaren Gesamtlicht addiert. Die Interferenz an dünnen Schichten ist letztendlich eine Lichtteilung. Ein Indiz hierfür ist, daß in der Durchsicht jeweils die zur Reflexion komplementierende Farbe sichtbar ist. Neben den zueinander komplementären Farben der Reflexion und der Transmission ist ein weiteres Merkmal der Interferenz an dünnen Schichten, daß sich die Farben in Abhängigkeit vom Einfallswinkel des Lichtes ändern. Bei der Herstellung der erfindungsgemäß genutzten Interferenzpigmente wird beispielsweise Glimmer mit einem Metalloxidfilm versehen. Als erstes Metalloxid wird hier beispielsweise Titanoxid genutzt. Ein Kristallgitter des Titanoxid ist das des als Anatas bezeichneten Stoffes. Durch Zusatz geringer Mengen von Zinnoxid kann die Modifikation des Rutils erzeugt werden.
3 zeigt ein Reflexionsspektrum (Darstellung in der räumlich integrierten Reflexion über der Wellenlänge. Es wird damit der spektrale Verlauf der Reflexion eines Interferenzstapels dargestellt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Interferenzstapel um ein Bestandteil eines Pigmentes, welches direkt auf ein entsprechendes Substrat als Grundlage der Bildwand aufgebracht wird. Auf dem Substrat 62 ist abwechselnd eine niedrigbrechende Schicht 63 und eine hochbrechende Schicht 64 angeordnet. Die Brechungsindizes der hochbrechenden und der niedrigbrechenden Schicht 64, 63 entsprechen hierbei denen von Titandioxid in der Rutilphase und Siliciumdioxid. In dieser Ausführungsform sind sechs Perioden von jeweils einer hochbrechenden und einer niedrigbrechenden Schicht 64, 63 vorgesehen. Die hochbrechende Schicht weist jeweils beispielsweie eine Schichtdicke von 496 nm auf, wohingegen die niedrigbrechende Schicht eine Schichtdicke von 217 nm aufweist. Durch die selektive Absenkung der Reflexion aufgrund der unterschiedlichen, übereinandergeschichteten hoch- und niedrigbrechenden Schichten wird die Helligkeit L* (L*, a* und b* sind nach DIN 5302 für D 65 Beleuchtung berechnet worden) auf einen Wert von 67 (wobei der Normwert eines Lambert-Strahlers mit kon stanter Reflektivität von 100 % bei 100 liegt), der Y-Normfarbwert von dem Normwert 100 auf 37,6 reduziert. Der mittlere Kontrast, definiert als der Mittelwert aus den Kontrastwerten K (λ_R), K (λ_G), K (λ_B) bei den Wellenlängen λ_R, λ_G, λ_B des monochromatischen Laserlichts, erhöht sich dementsprechend um einen Faktor von 2,7, wobei eine Bildwand mit einer. spektral konstanten Reflektivität einen mittleren Kontrast von 1,0 aufweist.
Anstelle des Vorsehens eines Pigmentes 60 kann aber auch der Interferenzstapel ein Schichtsystem sein, welches direkt auf ein geeignetes Substrat als Grundlage der Bildwand aufgebracht wird.
Die unterste Schicht 62 kann beispielsweise aus Glimmer oder Siliciumdioxid oder einem anderen Substrat bestehen. Diese Schicht geht nicht in die Berechnung ein, wobei das Substrat als halbunendliches Medium gilt.
In 4 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bildwand 1 untersucht, bei der die hochbrechende Titandioxidschicht in der Anatas-Phase vorliegt. Alle übrigen Bedingungen entsprechen den zu 3 geschilderten. Durch die Verwendung eines alternativen hochbrechenden Materiales werden die einzelnen Peaks schmaler und zugleich die Amplituden kleiner im Vergleich zu dem Spektrum gemäß 3. Da das hier gezeigte Schichtsystem 64 eine geringere Helligkeit L* bzw. einen geringeren Normfarbwert Y aufweist als das Schichtsystem 64 gemäß 3, die RGB-Reflektivität jedoch nur wenig abgesenkt wird, ist die Verstärkung des mittleren Kontrastes zusätzlich erhöht. Im Mittel wird der mittlere Kontrast in der Ausführungsform gemäß 4 um einen Faktor von 5,3 erhöht.
5 zeigt ein weiteres Reflexionsspektrum einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bildwand 1. Bei dieser Ausführungsform sind neun verschiedene Schichten 71–79 vorgesehen. Die einzelnen Schichtdicken sind dabei im Unterschied zu den 3 und 4 nicht periodisch vorgesehen. Die unterste hochbrechende Schicht 71 hat eine Schichtdicke von 260 nm, die darüber vorgesehene niedrigbrechende Schicht 72 eine Schichtdicke von 420 nm, die darüber vorgesehene hochbrechende Schicht 73 eine Schichtdicke von 380 nm, die darüber vorgesehene niedrigbrechende Schicht 74 eine Schichtdicke von 100 nm, die darüber vorgesehene hochbrechende Schicht 75 eine Schichtdicke von 600 nm, die wiederum darüber vorgesehene niedrigbrechende Schicht 76 eine Schichtdicke von 100 nm, die darüber vorgesehene hochbrechende Schicht 77 eine Schichtdicke von 380 nm, die darüber vorgesehene niedrigbrechende Schicht 78 eine Schichtdicke von 420 nm und die als oberstes vorgesehene hochbrechende Schicht 79 eine Schichtdicke von 260 nm. Die Helligkeit L* reduziert sich dadurch auf einen Betrag von 52, der Y-Normfarbwert auf einen Wert von 20. Der mittlere Kontrast erhöht sich unter Berücksichtigung der reduzierten Remission für das RGB-Licht um einen Faktor von 2,5.
In 6 ist das Reflexionsspektrum einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bildwand 1 dargestellt. Hierbei sind drei verschiedene Sorten Pigmente 80, 90, 100 in einer Lackschicht eingebracht. Jedes dieser Pigmente weist eine eigene Beschichtung auf und reflektiert nur einen einzigen eng begrenzten Wellenlängenbereich. Beispielsweise sind 16 Perioden von jeweils einer niedrigbrechenden Schicht 82, 92, 102 sowie einer hochbrechenden Schicht 83, 93, 103 auf einem Träger 81, 91, 101 aufgetragen. Als Material wird beispielsweise ein System Si_1–x–y O_xN_y mit variabler Schichtdicke verwendet, bei dem sich der Brechungsindex durch Variation der Nitridkonzentration Y einstellen läßt. Die Helligkeit reduziert sich dadurch auf L* = 33, der Y-Normfarbwert auf Y = 7,87. Der mittlere Kontrast erhöht sich dabei um einen Faktor von 5. Bei dem verwendeten Material sind die Schichtdicken um die Nitridkonzentrationen unterschiedlich wählbar.

1: Bildwand
10: Lichtstrahlen, einfallend
11: grüner Lichtstrahl
12: roter Lichtstrahl
13: blauer Lichtstrahl
14: weißes Hintergrundlicht
15: weißes Hintergrundlicht
16: weißes Hintergrundlicht
17: weißes Hintergrundlicht
20: Lichtstrahlen, reflektiert
21: grünes Lichtbündel
22: rotes Lichtbündel
23: blaues Lichtbündel
30: Lackschicht, transparent
40: geschwärztes Substrat
50: Interferenzpigmente
51: vierschichtiges Pigment
52: unterste Schicht (Trägermaterial)
53: mittlere erste Schicht
54: mittlere zweite Schicht
55: obere Schicht
60: Interferenzstapel
62: Substrat des Interferenzstapels
63: niedrigbrechende Schicht
64: hochbrechende Schicht
71: hochbrechende Schicht
72: niedrigbrechende Schicht
73: hochbrechende Schicht
74: niedrigbrechende Schicht
75: hochbrechende Schicht
76: niedrigbrechende Schicht
77: hochbrechende Schicht
78: niedrigbrechende Schicht
79: hochbrechende Schicht
80: Interferenzstapel
81: Trägermaterial
82: niedrigbrechende Schicht
83: hochbrechende Schicht
90: Interferenzstapel
91: Trägermaterial
92: niedrigbrechende Schicht
93: hochbrechende Schicht
100: lnterferenzstapel
101: Trägermaterial
102: niedrigbrechende Schicht
103: hochbrechende Schicht

Claims

Vorrichtung zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder unter Verwendung einer Bildwand, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine oder mehrere monochromatische Laserlichtquellen aufweist, dass eine Aufprojektion des Laserlichts der Laserlichtquellen auf die Bildwand vorgesehen ist, und dass die Bildwand spektral selektiv reflektierend ist, wobei sie unbeeinflusst von Störlicht einer von den Wellenlängen des monochromatischen Laserlichts abweichenden Wellenlänge im wesentlichen dunkel wirkt und das monochromatische Laserlicht stark reflektiert, wobei die Bildwand zum Erzeugen der spektralen Selektivität selektiv reflexionserhöhende plättchenförmige Pigmente mit mindestens 2 Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindexes aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildwand spektral selektiv reflektierend ist und einen Kontrast K (λ) aufweist, der im Bereich der Wellenlängen λ_R, λ_G, λ_B des monochromatischen Laserlichts einen vorbestimmten Grenzwert übersteigt, wobei der Kontrast K (λ) der Verhältniswert von räumlich integrierter Reflexion R (λ) bei der Wellenlänge λ zum Y-Normfarbwert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildwand ein absorbierendes oder transmittierendes Substrat aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die selektiv reflexionserhöhenden Pigmente auf einer absorbierenden Schicht vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die selektiv reflexionserhöhenden Pigmente auf einer transparenten Schicht vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die selektiv reflexionserhöhenden Pigmente in einer Lackschicht angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die selektiv reflexionserhöhenden Pigmente wählbare Abstrahlungswinkel aufweisen und dass eine einstellbare Winkelverteilung der Pigmente vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die selektiv reflexionserhöhenden Pigmente nasschemisch hergestellt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente in einer Gasphase hergestellt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindexen dielektrisches Schichtsystem sind, welches ein oder mehrere metallische Schichten und/oder Oxide oder Nitride von Silizium, Aluminium, Titan, Zirkon oder Hafnium aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem durch Aufdampfen hergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem durch Sputtern hergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem nasschemisch hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 6 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die absorbierende Schicht eine anwendungsspezifisch angepasste Oberflächentopographie aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentopographie durch Vorsehen eines Textilmaterials mit ausgewählt angepasster Strukturierung erzeugt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die angepasste Oberflächentopographie durch Vorsehen eines Kunststoffmaterials mit einer durch mechanische Bearbeitung vorbestimmt strukturierten Oberfläche erzeugt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentopographie durch Vorsehen einer absorbierenden Beschichtung mit angepasst ausgewählter oder erzeugter Strukturierung erzeugt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Schicht eine vorbestimmte anwendungsspezifisch angepasste Oberflächentopographie aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentopographie durch Prägen der Substratschicht geschieht.
Vorrichtung nach Anspruch 18; dadurch gekennzeichnet, dass die angepasste Oberflächentopographie durch Vorsehen eines Kunststoffmaterials mit einer durch mechanische Bearbeitung vorbestimmt strukturierten Oberfläche erzeugt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentopographie durch Vorsehen einer transparenten Beschichtung mit angepasst ausgewählter oder erzeugter Strukturierung erzeugt ist.
Verfahren zur Darstellung statischer oder bewegter Bilder unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder durch Abrastern der Bildwandfläche mit einem oder mehreren zeitlich modulierten Laserstrahlen oder durch räumliche Modulation eines oder mehrerer aufgeweiteter. Laserstrahlen, oder nach Art einer Projektion eines auf einem durchscheinenden Trägermaterial vorgesehenen Bildes unter Verwendung des Lichtes eines oder mehrerer aufgeweiteter Laserstrahlen erzeugt werden.