DE2945030A1

DE2945030A1 - Back projection screen used in cinematography - comprises angular diffusion material and front lens backed by diffusion coating

Info

Publication number: DE2945030A1
Application number: DE19792945030
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Phys Dr Neumann
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1979-11-08
Publication date: 1980-06-19
Also published as: JPS5579429A; DD139904A1

Abstract

The projection screen is designed for use in back projection units. The screen is a two layer combination of diffusion element and lenses. The two are combined to provide a wider dispersion angle for viewing in one plane and reduce the viewing angle in the other. One alternative is for the diffusion element (1) to have a regular diffusion surface (2) and a front spherical lens (3) to be backed (4) with a slightly diffusing isotropic coating. The screen is intended for a 300 mm. viewing distance with eye spacing of approx. 60 mm. Alternatives are offered with more pronounced angular inclination of the diffusion element and fresnel lenses for front covers.

Description

Titel der Erfindung:Title of the invention:

Projekltionsschirm bestehen zum Feldlinie uns Streuscheibe Anwendungsgebiet der Erfindung : Die Erfindung betrifft die Gestaltung eines Projektionsschirms von Eichtgeräten vorzugsweise für Durchprojektion.Projekltionsschirm exist for field line and diffuser area of application of the invention: The invention relates to the design of a projection screen from Calibration devices preferably for through projection.

Ein erfindungsegmäßer Projektionsschirm ist geeignet für Sichtgeräte mit einem Projektionsstrahlengang und beidängiger Betrachtung sowie für Sichtgeräte mit zwei Projektionsstrahlergänger deren Bilder überlägert in einer Ebene ein- oder beidäugig berachtet werden sollen.A projection screen according to the invention is suitable for viewing devices with a projection beam path and two-way viewing as well as for viewing devices with two projection beamers whose images are superimposed in one plane or should be viewed with both eyes.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Bei Projektionsgeräten mit durchprojektionsschirm dient im einfachster Fall eine Mattscheibe oder eine Opalscheibe als zerstreuendes Schirm-Element. Dadurch ist die Beobachtung eines ausgedehten Bildfeldes auf dem Schirm möglich.Characteristics of the known technical solutions: In the case of projection devices In the simplest case, a screen or a screen is used with a projection screen Opal disc as a diffusing screen element. This makes the observation one extended image field on the screen possible.

Die Lichtzerstreuung der Schirme wird durch die Halbwertewinkel der Streuung charakteristisiert. Bei einer schwachen Lichtzerstreuung erscheinen die nahe der Blickrichtung zum jenseits des schirmes stehenden Projektionsobjektiv liegenden Teile des projizierten Bildes wesentlich heller als die entfernter liegenden. Diese ungüngstige Wirkung wird durch eine starke Lichtstreuung des Schirmes vermieden. Ein solcher Schirm fängt aber in hohem Maße auch das aus der Umgebung des Projektionsgerätes auffallende Licht ein, so daß Geräte mit derartigen Bildschirmen in abgedunkelten Räumen oder abgeschattet aufgestellt werden müsen. Anderenfalls sind sehr hohe Licbtleistungen im Gerät erforderlich oder es entsteht leicht ein blasser Bildeindruck.The light scattering of the screens is determined by the half-value angle of the Characterized scattering. With a weak light scattering, the appear close to the line of sight to the projection lens on the other side of the screen Parts of the projected image are much brighter than those further away. These An unfavorable effect is avoided by strong light scattering by the screen. Such a screen also captures to a large extent that from the surroundings of the projection device incident light, so that devices with such screens are darkened Must be cleared or placed in the shade. Otherwise there are very high performances required in the device or the image can easily be pale.

Lichttechnisch güngstigere Lösungen ergeben sich, wenn in die Nähe der Schirmebene einc Feldlinse gestellt wird, welche die Pupile des Projektionsobjektivs in den Betrachtung abstand vor dem Projektionsschirm abbiildet.Solutions that are more favorable in terms of lighting technology are found when in the vicinity the screen plane a field lens is placed, which is the pupil of the projection lens in the viewing distance in front of the projection screen.

Ohne eine Streuscheibe allein rrit der t'cldl-.nse ergibt sich ein recht kleines Bild der Pupille des Projektionsobjektivs. Um für eine beidäugige Betrachung die erforderliche Aufieitun? des Pupillenvildes zu erhalten, ist eine Streuscheibe erfordehlich. Dabei verwäscht das Pupillenbild zu einem rotationssymmetrischen Fleck, in dem die beiden Augen des Betrachters liegen müssen, so daß beide Auger das projizierte Bild nahezu gleich hell sehen.Without a diffuser, the t'cldl-.nse alone produces a quite small image of the pupil of the projection lens. To for an ambidextrous Considering the work required? of the pupil veil is one Diffuser required. In doing so, the pupil image washes out into a rotationally symmetrical one Spot in which both eyes of the beholder must lie so that both eyes see the projected image almost equally bright.

Aus dieser Forderung ergibt sich eine relativ geringe zulässige seitliche und eine wesentlich größere zulässige senkrechte Verschiebung der Augen (Kopfbewegung) des Betrachters. Die über die Erfordernisse der Benutzurg eines derartigen Projektionssgerätes hinausgehende zulässige senkrechte Kopfbewegung des Betrachters bedingt eine höhere Leistung der benutzter Lichtquelle oder eine geringere Leuchtdichte des projizierten Bildes als bei einer optimalen Gestaltung.This requirement results in a relatively low permissible lateral and a significantly larger permissible vertical displacement of the eyes (head movement) of the viewer. About the requirements of the use of such a projection device The permissible vertical head movement of the observer beyond this requires a higher one Power of the light source used or a lower luminance of the projected one Image than with an optimal design.

Ziel der Erfindung: Die Frfindung soll eine leichtere Beobachtung projizierter Bilder ermöglichen ohne die Lichtleistung der Qeleuchtungsquelle bekannter 2ichtgeräte zu erhöhen.Aim of the invention: The invention is intended to facilitate observation projected images allow without the light output of the source of illumination known 2 light devices to increase.

Wesen der Erfindung: Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Projektionsschirm, bestehend aus Streuscheibe und Feldlinse zu schaffen, die der hugenlage eines Feobachters besser angepaßt ist als einrotationssymmetrischer Fleck.Essence of the invention: The invention is based on the task of a Projection screen, consisting of diffusing screen and field lens to create the is better adapted to the angle of the eye of an observer than a rotationally symmetrical spot.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine streuende Schicht eine vorwiegend horizontal streuende Struktur im wesentlichen vertikal ausgerichteter länglicher Otreuzentren enthält. Dabei liegt die streuende Schicht wie bei bekannten Projektionsschirmen möglichst nahe der Bildebene.The object is achieved in that at least one scattering layer a predominantly horizontally scattering structure essentially contains vertically aligned elongated Otreuzentren. Here lies the scattering Layer as in known projection screens as close as possible to the image plane.

Ein erfindungsgemäßer Projektionsschirm, der eine bekannte isotrop streuende Schicht enthält, ist dadurch realsierbar, daß eie weitere streuende in unmittelharer Nahe oder in der Bildebene angebracht ist, die langgestreckte Verteifungen und oder langsstreckte Erhöhrungen als Streuzentren enthält, die sich über die gesamte vertikale Ausdehnung des Projektionsschirms erstrecken. Pahei ist vorzugsweise eine streuende Schicht auf der Feldlinse und die andere auf der ,treuscheibe jeweils auf den einander zugewandten Seite aufgebracht.A projection screen according to the invention which has a known isotropic contains scattering layer, can be realized that a further scattering in in the immediate vicinity or in the plane of the image, the elongated reinforcements and or contains long ridges as scattering centers, which extend over the entire extend vertical extension of the projection screen. Pahei is preferably one scattering layer on the field lens and the other on the diffusing screen, respectively applied to the side facing each other.

Die Erfindung ist auch durch eine einzelne streuende Schicht realisierbar, die vorzugsweise vertikal ausgerichtete länliche Streuzentrer enthält. Diese können z.P-. durch Schleifen oder Läppen mit im wesentlichen in einer Richtung zur streuenden Schicht, die in Gebrauchsstellung vertikal angeordnet ist, geführtem Werkzeug erzeugt werden.The invention can also be implemented by a single scattering layer, which preferably contains vertically aligned elongated scattering center. these can z.P-. by grinding or lapping with essentially one direction to the scattering Layer, which is arranged vertically in the position of use, generated guided tool will.

Ausführungsbeispiel: Die Erfindung soll im folgenden anhand einer Zeichnung naher erläutert werden. r zeigen: Fig. 1 einen horizontalen Schnitt durch einen Projektionsschirm, dessen eine streuende Schicht langgestreckte Vertiefungen bzw. langgestreckte Erhöhungen als Streuzentren enthält, die sich über die gesamte vertikale Ausdehnung des Projektionsschirms erstreckt, und dessen andere streuende Schicht bekannte isotrop streuende Streuzentren enthält, Fig. 2 eine Aufsicht auf die streuende Schicht, die die langgestreckten Vertiefungen bzw. Erhöhungen als Streuzentren- enthält, Fig. 3 einen horizontalen Schnitt durch einen Projektionsschirm, dessen streuende Schicht vorzugsweise vertikal ausgerichtete längliche Streuzentren mit st8-tistisch verteilter Ausdehnung enthält und Fig. 4 eine Aufsicht auf die streunde Schicht, deren längliche Streuezentren vorzugsweise vetikal ausgerichtet sind und eine ungleichmäßig verteilte Ausdehnung besitzen.Exemplary embodiment: The invention is based on a Drawing will be explained in more detail. 1 shows a horizontal section through a projection screen, one diffusing layer of which has elongated depressions or contains elongated elevations as scattering centers, which extend over the entire vertical extension of the projection screen extends, and its other scattering Layer contains known isotropically scattering scattering centers, Fig. 2 shows a plan view the scattering layer, which the elongated depressions or elevations as Contains scatter centers, Fig. 3 shows a horizontal section through a projection screen, its scattering layer preferably vertically aligned elongated scattering centers with st8-tistically distributed expansion contains and Fig. 4 is a plan view on the stray layer, whose elongated scattering centers are preferably oriented vetically and have an unevenly distributed expansion.

Der Projektionsschirm in Fig. 1 enthält eine Streuscheibe 1 mit einer streuenden ;chicht 2 auf ihrer einer sphärischen Feldlinse 3 zugewandten Seite. Die sphärische Peldlinse 3 trägt auf ihrer der Streuscheibe 1 zugewandten Seite eine durch Mattierung, ersemi£'te isotrop streuende Schicht 4.The projection screen in Fig. 1 includes a diffuser 1 with a scattering; chicht 2 on its side facing a spherical field lens 3. The spherical Peld lens 3 carries on its side facing the lens 1 a semi-isotropically scattering layer 4 due to matting.

Die streuende Schicht 4 enthalt Streuzentren, die sich über die gesamte vertikale Ausdehnung des Projektionsschirms erstrecken. Sei sind als schmale gegeneinandergestellte und um 2 bzw. 168° zur Bildene geneigte Flächen ausgebildet, so daß sich im Querschnitt eine Zickzacklinie mit einer Periodenlänge von 40/um ergibt.The scattering layer 4 contains scattering centers that extend over the entire extend vertical extension of the projection screen. They are juxtaposed as narrow and formed by 2 or 168 ° to the formation inclined surfaces, so that in cross-section results in a zigzag line with a period length of 40 μm.

Fig. 2 zeigt die Regelmäßigkeit dieser Struktur in der Aufsicht. Wenn die durch plattierung erzeugte isotrop streuende Schicht 4 einen Halbwertswinkel der Lichtstreuung von 40 hat, eignet sich der beschriebene Projektionsschirm für etwa 300 mm Betrachtungsabstand bei einem Augenabstand von 6C mm. r,r gestattet eine maximale Bewegung des Augenpaares um 20 mm seitlich und 20 mm senkrecht gegenüber der mittleren Position. Die streuende Schicht 2 auf der Streuscheibe 1 läßt sich beispielsweise durch Ritzen oder durch Walzen herstellen.Fig. 2 shows the regularity of this structure in plan view. if the isotropically scattering layer 4 produced by plating has a half-value angle which has light scattering of 40, the projection screen described is suitable for about 300 mm viewing distance with an eye relief of 6C mm. r, r allowed a maximum movement of the pair of eyes by 20 mm laterally and 20 mm vertically opposite the middle position. The scattering layer 2 on the lens 1 can for example by scoring or rolling.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Projektionsschirm ist in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt. An einer Streuscheibe 5 ist auf ihrer einer Fresnellinse 6 , die als feldlinse dient, gegenüberliegenden Seite eine streuende Schicht 7 mit vorzugsweise vertikal ausgerichteten länglichen Streuzentren ungleichmäßig verteilter Ausdehnung aufgebracht. Bei einem typischen Abstand von Spitze zu £;pitze der rauhen Struktur von um quer zur Vorzugsrichtung und 45 µm längs der Vorzugsrichtung und einer Spitzenrauftiefe von etwa 3/um ergeben sich Halbwertswinkel der Lichtzerstreuung von etwa 6 und 20 entsprechend quer und längs zur Vorzugsrichtung.Another projection screen according to the invention is shown in FIGS. 3 and Fig. 4 shown. On a diffuser 5 is on its one Fresnel lens 6, which serves as a field lens, the opposite side preferably has a diffusing layer 7 vertically aligned elongated scattering centers of unevenly distributed extent upset. At a typical distance from tip to £; tip of the rough structure of around transversely to the preferred direction and 45 µm along the preferred direction and a point ridge depth of about 3 / µm result in half-value angles of the light scattering of about 6 and 20 correspondingly across and lengthways to the preferred direction.

r'ire Komolnation von Streuscheibe und Feldlinse gemäß Fig. 3 ist als Durchlichtbildschirm für 300 mm Betrachungsabstand und 60 mm Augenabstand bei einer zulässigen Bewegung des Augenpaares um 1C) mm seitlich und senkrecht gegenüber der mittleren Position geeignet.r'ire Komolnation of diffusing screen and field lens according to FIG. 3 is as a transmitted light screen for 300 mm viewing distance and 60 mm eye relief a permissible movement of the pair of eyes by 1C) mm laterally and vertically opposite suitable for the middle position.

Fig. 2! zeigt am Beispiel einer linear ungeordneten Oberflächenstruktur, daß die streuende Schicht 7 aurch unregelmäßige Spuren gekennzeichnet ist, deren Länge deutlich größer als ihre Breite ist. Solche Oberflächenstrukturen lassen sich durch Läppen und durch Schleifen erzeugen.Fig. 2! shows using the example of a linearly disordered surface structure, that the scattering layer 7 is characterized by irregular tracks, their Length is significantly greater than its width. Such surface structures can be by lapping and grinding.

Die benutzung einer Kombination von Streuscheibe und Peldlinse nach den in Fig. 1 und Fig. 3 dargestellten Schemata als Auf-Projektionsschirm ist möglich, wenn die linear geordnete oder ungeordnete Oberflächenstruktur reflektierend gefertigt oder mit einer reflektierenden Oberflächenschicht versehen und die Neigung oder Tiefe der Oberflächenstruktur auf der Streuscheibe 1 in Fig. 1 oder der Streuscheibe E; in Fig. 3 auf ein Viertel des für einen gleichartigen Durch-Projektionsschirm vermindert wird.The use of a combination of diffuser and Peld lens the schemes shown in Fig. 1 and Fig. 3 as a projection screen is possible, if the linearly ordered or disordered surface structure is made reflective or provided with a reflective surface layer and the slope or Depth of the surface structure on the lens 1 in Fig. 1 or the lens E; in Fig. 3 to a quarter of that for a similar through-projection screen is decreased.

Claims

Invention claim: 1. Projection screen consisting of a diffusing screen and a field lens with one in the immediate vicinity or in the formation area Scattering layer containing scattering centers on at least one of the facing Widths of the diffusing screen and the field lens, characterized in that the diffusing earth Layer a predominantly horizontally scattering structure, preferably vertically oriented contains elongated scattering centers.

2. Projection screen according to item 1, characterized in that a scattering layer elongated reinforcements and / or elongated elevations contains as scattering centers, which extend over the entire vertical extent of the projection screen extend, and the other perturbing layer known isotropically scattering scattering centers contains.

3. Projection screen according to item 1, characterized in that only a scattering layer is contained in the projection screen and this is preferably vertically aligned elongated scattering centers with unevenly distributed expansion contains.