DE2750891C3

DE2750891C3 - Ruckprojektionsschirm

Info

Publication number: DE2750891C3
Application number: DE2750891A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Hachiouji Tokio Inoue (Japan)
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1976-11-18
Filing date: 1977-11-14
Publication date: 1980-06-12
Also published as: DE2750891A1; US4152047A; DE2750891B2; JPS5371443U; JPS5552417Y2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rückprojcktionsschirm mit wenigstens einer vor einem ßelraclv tungsschirm angeordneten Fresnellinse, durch die ein Bild auf den Betrachtungsschirm projiziert wird.

Die Zuordnung einer Fresnellinse zu einem Projektionsschirm dient der Verbesserung der Auflösung. Mit derartigen Projektionsschirmen wird das auf den Betrachtungsschirm projizierte Licht zum Betrachter hin gesammelt, wodurch Lcuchldiehlcverlustc des auf den Schirm projizierten Bildes verhindert oder zumindest verringert werden und eine optimale Bildhelligkeit gewährleistet wird. Kin Rückprojektionsschirm der eingangs angegebenen Art ist aus der US-PS 37 12 707 bekannt. Bei diesem bekannten Projektionsschirm sind die Fresnellinse und der Betraehlungssehirm an ebenen Flächen zusammengestellt und miteinander verbunden. An der mit dem zahnförmigen Fresnelprofil versehenen, dem Betrachtungsschirm angewandten Fresncloberfläche wird das Licht in komplizierter Weise reflektiert und gebrochen, wobei es unvermeidbar zur Entstehung von für die Betrachtung störenden Gcisterbildcrti kommt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Rückprojeklionsschirm aus Fresnellinse und Betrachtungsschirm so auszubilden und anzuordnen, daß auf dem Betrachtungsschirm ein helles und von Gcisterbildern praktisch freies Bild erscheint.

Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß bei der Hintercinanderanordnung von Fresnellinse und Betrachtungsschirm Geisterbilder vor allem durch unerwünschte Lichtbrechung an nicht zur Bildentstehung beitragenden Flächen der Fresneloberfläche hervorgerufen werden.

Zur Lösung der obengenannten Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Fresneloberfläche dem Betrachtungsschirm zugewandt ist, daß die nicht zur Bildentstehung beitragenden Flächen der Fresneloberfläche etw;i parallel zur Richtung der an der Rückseite der Fresnellinse gebrochenen Projektionsstrahlen angeordnet sind und daß die zur Bildentstehung beitragenden Flächen der Fresneloberfläche so verlaufen, daß von der Fresneloberfläche der Fresnellinse nach innen reflektierte Strahlen nicht an der Rückseite der Fresnellinse »ntal reflektiert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhanö der Zeichnung näher erläutert, wobei zur Veranschaulichung und Erläuterung der patentbegründenden Unterschiede und Vorteile von einem bekannten Rückprojektionsschirm ausgegangen wird. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht auf einen Teil eines bekannten, eine Fresnellinse aufweisenden Rückprojektionsschirms;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels des neuen Rückprojektionsschirms;

F i g. 3 den Fall der Totalreflexion von Strahlen an der Rückseite der Fresnellinse des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig.4 eine Schnittansicht eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels des neuen Rückprojektionsschirms; und

Fig 5 eine Schnittansicht eines Teils eines dritten Ausführungsbeispiels des neuen Rückprojektionsschirms.

In Fig. 1 ist ein bekannter Rückprojektionsschirm mit einer Fresnellinse 1 und einem Betrachtungsschirm 2 gezeigt. Mit 1./,Ia',... sind diejenigen Flächen, die zur Bildentstehung beitragen, und mit \b, \b'.... diejenigen Flächen der Fresnelobcrfläche der Fresnellinse 1 bezeichnet, die nicht zur Uildenlstehung beitragen. Bei dieser bekannten Ausführung wird ein Lichtstrahl N von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Lichtquelle von der zur Bildentsiehung beitragenden Fläche la gebrochen und fällt auf einen Punkt N' des Betrachtungsschirms 2. Ein Lichtstrahl M wird dagegen von der nicht zur Bildentsiehung beilragenden Fläche \b der Fresneloberfläche gebrochen, wird in einer von der Auslritisrichtung des Strahls N stark abweichenden Richtung auf den Punkt M' des Betrachiungsschirms 2 geworfen und tritt als Punkt eines Geisterbildes für den auf der anderen Seite des Schirms 2 befindlichen Betrachter in Erscheinung. Wenn die Anordnung dagegen so getroffen würde, daß der von der nicht zur Bildentstehung beitragenden Fläche \b gebrochene Strahl M angenähert parallel zu dem von der zur Bildentsiehung beitragenden Fläch? la gebrochenen Strahl N gerichtet wird, isi das Geisterbild weitgehend beseitigt.

Fig. 2 zeigt einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels des neuen Rückprojektionsschirms. Es isl zu sehen, daß bei diesem Rückprojektionsschirm eine Fresnellinse Il so angeordnet ist, daß ihre aus zur Bildentstehung beitragenden Flächen Ha. 11a', ... und zur Bildentstehung nicht beitragenden Flachen Wb, Wb', ... bestehende Fresneloberfläche einem Betraehlungssehirm 11 zugewandt ist. Außerdem hat die Fresnellinse 11 eine solche Anordnung, daß die nicht zur Bildentstehung beitragenden Flächen 116, Wb', ... angenähert parallel zur Richtung des an der Rückseite lic der Fresnellinse 11 eintretenden und von dieser gebrochenen Lichtstrahls Λ/verlaufen. Aufgrund dieser Anordnung ist es möglich, alle diejenigen Strahlen nahezu perfekt zu unterdrücken, deren Austrittsrichtung von derjenigen des Strahls N nach der Brechung durch nicht zur Bildentstehung beitragende Flächen Wb, Wb', ... abweicht, so daß Geisterbilder nahezu perfekt beseitigt bzw. unterdrückt werden.

Wie jedoch durch den Strahlenverlauf N" in F i g. 3 kenntlich gemacht ist, werden von zur Bildentstehung beitragenden Flächen 11a, lla',... reflektierte Strahlen an der Rückseite lic total reflektieri, danach von anderen Flächen gebrochen und können unter Umsiänden den Betrachtungsschirm 12 e; reichen und dort (schwache) Geisterbilder hervorrufen. So kann der Strahl Λ/in Fig.3 nacheinander die Punkte £, Fund C erreichen und von dort auf den Schirm geworfen werden. Bei dem in Fig.4 dargestellten zweiten κι Ausführungsbeispiel ist das zuvor geschilderte Problem beseitigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Fresnellinse 13 so angeordnet, daß ihre Fresneloberfläche, die von zur Bildentstehung beitragenden Flächen 13a, 13a',... und nicht zur Bildentstehung beitragenden π Flächen 136, J3f>' gebildet wird, einem Betrachtungsschirm 12 zugewandt ist. Außerdem ist die Fresnellinse *3 so angeordnet und ausgebildet, daß die nicht zur Bildentstehung beitragenden Flächen 136, 136' ... angenähert parallel zur Richtung des an der Rückseite j» 13c der Fresnellinse 13 einfallenden und gebrochenen Strahls verlaufen. Ferner ist die Fresnellinse 13 so ausgebildet, daß die an den zur Bildentstehung beitragenden Flächen 13«), 13.7'... der Fresneloberflächc nach innen reflektierten Strahlen keine Totalrefle- r> xion auf der Rückseile 13c erfahren, sondern durch die Rückseite in Richtung des Pfeils Λ/''aus der Fresnellinse 13 austreten. Es gibt bei dieser Ausführung nur sehr wenige Strahlen, welche von der Rückseite 13c nach innen reflektiert und in die durch N'" angedeutete m Richtung geworfen werden. Es handelt sich, wie gesagt, um einen sehr geringen Anteil, der praktisch keinen Einfluß auf die Bildqualität hat.

Mit Hilfe des zuvor beschriebenen /weiten Ausführungsbcispiels ist es möglich, Geisterbilder nahezu r> perfekt zu unterdrücken. Es ist jedoch in F i g. 4 zu erkennen, daß bei dieser Ausführungsform die Neigung der zur Bildentstehung beitragenden Flächen 13a. 13a'... der Fresneloberfläche gegenüber der die Rückseite bildenden Fläche 13c unvermeidbar gering sei.i muß, wodurch die Brennweite der Fresnellinse dementsprechend groß wird. Infolgedessen wird das Bild als Ganzes relativ dunkel, und insbesondere die im Randbereich zur Verfügung stehende Lichtmenge kann ungenügend werden. Als drittes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 ein Rückprojektionsschirm gezeigt, bei dem auch dieses Problem gelöst ist.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind zwei Fresnellinsen 13 und 13' mit einer derjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechenden Ausbildung gezeigt. Wenn zwei Fresnellinsen in der in F i g. 5 dargestellten Weise angeordnet werden, so wird die gesamte Brennweite der beiden Fresnellinsen etwa halb so groß wie die Brennweite der Einzellinse. Es ist auf diese Weise möglich, selbst dann ein helles Bild zu erhalten, wenn die Brennweiten der entsprechenden Einzellinsen relativ groß sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind die in die Fresnellinse 13 eintretenden Lichtstrahlen bereits von der rückwärtigen Fresnellinse 13' gebrochen. Es ist daher notwendig, die Neigung der zur Bildentstehung beitragenden Oberflächen 13.7, 13a'... im Vergleich zu derjenigen beim zweiten Ausführungsbeispiel noch kleiner zu machen. Anderenfalls könnte eine Totalreflexion auf der Rückseite 13c hervorgerufen werden, welche zu einem Geisterbild führen könnte. Aus diesem Grunde sollten die Brennweiten der Fresnellinsen 13 und 13' bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 noch größer gewählt werden. Da die Gesatntbrennweite genügend kurz gemacht werden kann, um eine ausreichende Lichtmenge zur Abbildung zu erhalten, ist ein Bild mit relativ hoher Helligkeit gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Rückprojektionsschirm mit wenigstens einer hinter einem Betrachtungsschirm angeordneten Fresnellinse, durch die ein Bild auf den Betrach- ■> tungsschirm projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fresneloberfläche (13a, 13a', 136, 13OV dem Betrachtungsschirm (12) zugewandt ist, daß die nicht zur Bildentstehung beitragenden Flächen (136. 136'/ der Fresnelcberfläche etwa in parallel zur Richtung der an der Rückseite (13cjder Fresnellinse (13, 13') gebrochenen Projektionsstrahlen angeordnet sind und daß die zur Bildentstehung beitragenden Flächen (13a, Haider Fresneloberfläche so verlaufen, daß von der Fresneloberfläche der π Fresnellinse (13) nach innen reflektierte Strahlen nicht an der Rückseite (!3t;/der Fresnellinse total reflektiert werden.

2. Rückprojeklionsschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Fresnellinse :o (13') an der Sirahlen-Einfallseile der ersten Fresnellinse (13) angeordnet ist und daß die Fresneloberfläche der zweiten Fresnellinse (13') der Rückseite (13c/ der ersten Fresnellinse (13) bzw. dem Betrachtungsschirm (12) zugewandt ist. .·'>